TW201705332A - 基板處理裝置及電漿生成機構 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種基板處理裝置及電漿生成機構，其設成為了抑制形成在基板上的膜之面內均勻性的降低，能夠對處理區域中的電漿分佈進行部分調整。基板處理裝置具備如下構成，其具備：基板載置部，基板被載置於其上；分割構造體，在與基板載置部相對向的空間形成處理區域；氣體供給部，將處理氣體供給於分割構造體所形成的處理區域；電漿生成部，將氣體供給部對處理區域進行供給的處理氣體設為電漿狀態並生成處理氣體之活性種，並且設為電漿狀態時按處理區域之各部分獨立控制活性種之活性度。

Description

基板處理裝置及電漿生成機構
本發明係關於一種在半導體裝置的製造步驟中使用的基板處理裝置及電漿生成機構。
半導體裝置的製造步驟中，係對晶圓等基板進行各種製程處理。製程處理中之一，例如有基於交替供給法的成膜處理。交替供給法係將原料氣體及與其原料氣體反應的反應氣體中至少2種處理氣體，相對於作為處理對象的基板交替地供給，而使此等氣體在基板表面反應而形成吸附層，並使其層積層而形成所希望膜厚之膜的方法。
作為進行基於交替供給法的成膜處理的基板處理裝置之一個態樣，存在如下構成者。亦即，該一態樣之基板處理裝置，係平面視呈圓形狀之空間被劃分為複數個處理區域，並在各處理區域中被供給不同種類的氣體。而且，構成為藉由將作為處理對象的基板依序通過各處理區域的方式，使基板被載置於其上的基板載置部旋轉移動，藉此進行相對於其基板的成膜處理。又，在供給有處理氣體的處理區域中，由為了提高與原料氣體的反應效率，將該反應氣體設為電漿狀態而構成(例如，參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2013-84898號公報
上述構成的基板處理裝置中，若在供給有電漿狀態的反應氣體的處理區域內，產生電漿分佈的偏倚，則針對形成在基板上的膜之膜厚或膜質存在導致面內均勻性的降低之顧慮。
因此，本發明的目的在於，提供為了抑制形成在基板上的膜之面內均勻性的降低，能夠對處理區域中的電漿分佈進行部分調整的技術。
依據本發明的一態樣，提供具有如下的技術，其具有：基板載置部，基板被載置於其上；分割構造體，在與上述基板載置部相對向的空間形成處理區域；氣體供給部，將處理氣體供給於上述分割構造體所形成的上述處理區域；電漿生成部，將上述氣體供給部對上述處理區域進行供給的處理氣體設為電漿狀態並生成該處理氣體之活性種，並且設為上述電漿狀態時按上述處理區域之各部分獨立控制上述活性種之活性度。
依據本發明，能夠對處理區域中的電漿分佈進行部分調整，因此能夠抑制形成在基板上的膜之面內均勻性的降低。
100‧‧‧基板處理裝置
200‧‧‧晶圓
202a、202b‧‧‧製程腔室
217‧‧‧基座
221‧‧‧控制器
300‧‧‧匣盒頭
310‧‧‧氣體供給板
313‧‧‧原料氣體供給區域
314‧‧‧反應氣體供給區域
315‧‧‧惰性氣體供給區域
316‧‧‧排氣區域
317‧‧‧氣體分配管
320‧‧‧氣體導入軸
323a、323b、323c‧‧‧氣體導入管
341‧‧‧高頻電源
351、351a、351b、351c‧‧‧平板電極(被高頻電力供給部)
352a、352b、352c‧‧‧阻抗調整部
353‧‧‧接地電極
361‧‧‧介電板
371‧‧‧棒狀電極
381‧‧‧線圈
382‧‧‧氣體噴嘴
411‧‧‧原料氣體供給管
412‧‧‧原料氣體供給源
413‧‧‧MFC
414‧‧‧閥
421‧‧‧反應氣體供給管
422‧‧‧反應氣體供給源
423‧‧‧MFC
424‧‧‧閥
431‧‧‧惰性氣體供給管
432‧‧‧惰性氣體供給源
433‧‧‧MFC
434‧‧‧閥
A‧‧‧原料氣體供給區域
B‧‧‧反應氣體供給區域
圖1是本發明之第一實施形態的群組型基板處理裝置之橫剖面概略圖。
圖2示意地表示本發明之第一實施形態的基板處理裝置所具備的反應容器內之概略構成例的說明圖。
圖3表示本發明之第一實施形態的基板處理裝置所具備的氣體供給板之構成例的說明圖，其(a)係處理空間中的各區域平面視時的概念圖，(b)係表示(a)中之C-C剖面的側剖面圖，(c)係表示(a)中之D-D剖面的側剖面圖，(d)係表示(a)中之E-E剖面的側剖面圖。
圖4表示本發明之第一實施形態的基板處理裝置所具備的氣體導入軸及氣體配管之構成例的概念圖。
圖5表示本發明之第一實施形態的基板處理裝置所具備的控制器之概略構成例的方塊圖。
圖6表示本發明之第一實施形態的基板處理步驟的流程圖。
圖7表示在圖6中的成膜步驟中進行的相對位置移動處理動作之詳細內容的流程圖。
圖8表示在圖6中的成膜步驟中進行的氣體供給排氣處理動作之詳細內容的流程圖。
圖9示意地表示本發明之第一實施形態的基板處理裝置所具備的電漿生成部的概要的說明圖。
圖10表示本發明之第一實施形態的基板處理裝置所具備的電漿生成部之一構成例的說明圖，其(a)係示意地表示主要部分構成的平面圖，(b)係示意地表示主要部分構成的側剖面圖。
圖11表示本發明之第一實施形態的基板處理裝置所具備的電漿生成部之一構成例的說明圖，且係示意地表示其主要部分構成的立體圖。
圖12表示本發明之第一實施形態的基板處理裝置所具備的電 漿生成部之另一構成例的說明圖，其(a)係示意地表示主要部分構成的平面圖，(b)係示意地表示主要部分構成的側剖面圖。
圖13表示本發明之第一實施形態的基板處理裝置所具備的電漿生成部之另一其他構成例的說明圖，且示意地表示其主要部分構成的平面圖。
圖14表示本發明之第一實施形態的基板處理裝置所具備的電漿生成部之另一其他構成例之變形例的說明圖，且係示意地表示其主要部分構成的平面圖。
圖15表示本發明之第二實施形態的基板處理裝置所具備的電漿生成部之一構成例的說明圖，且示意地表示其主要部分構成的側剖面圖。
圖16表示本發明之第三實施形態的基板處理裝置所具備的電漿生成部之一構成例的說明圖，且係示意地表示其主要部分構成的平面圖。
圖17表示本發明之第四實施形態的基板處理裝置所具備的電漿生成部之一構成例的說明圖，其(a)係示意地表示主要部分構成的平面圖，(b)係示意地表示主要部分構成的概念圖。
圖18表示在本發明之第五實施形態的基板處理裝置中進行的成膜處理之一具體例的說明圖，其(a)係表示Poly-Si膜之膜厚分佈之例子的平面圖，(b)係表示SiN膜之膜厚分佈之例子的平面圖。
圖19表示本發明之另一實施形態的基板處理裝置中的處理區域之劃分態樣之例子的說明圖，其(a)係表示其一具體例的平面圖，(b)係表示其他具體例的平面圖。
圖20表示本發明之其他實施形態的基板處理裝置中的處理區 域之劃分態樣之例子的說明圖，其(a)係表示其一具體例的平面圖，(b)係表示其他具體例的平面圖。
<本發明之第一實施形態>
以下，針對本發明的第一實施形態，參照附圖進行說明。
(1)基板處理裝置之構成
圖1係第一實施形態的群組型基板處理裝置之橫剖面圖。再者，適用本發明的基板處理裝置中，作為搬送當作基板的晶圓200的載體，FOUP(Front Opening Unified Pod：以下，稱作晶圓盒。)被使用。有關本實施形體的群組型基板處理裝置之搬送裝置，係區分為真空側與大氣側。本說明書中的「真空」是指工業上之真空。再者，為方便說明，將圖1的從真空搬送室103朝向大氣搬送室108的方向稱作前側。
(真空側之構成)
群組型基板處理裝置100，係具備作為第一搬送室的真空搬送室103，該第一搬送室由可將內部減壓至真空狀態等的未滿大氣壓的壓力(例如100Pa)的裝載鎖定腔室構造所構成。真空搬送室103之框體101，係形成例如平面視呈六邊形，且上下兩端封閉的箱形狀。
於構成真空搬送室103之殼體101之六片側壁中，位於前側的兩片側壁上，分別設有經由閘閥126、127可與真空搬送室103連通的裝載鎖定室122、123。
在真空搬送室103之其他四片側壁中，於2片側壁上，分別設有經由閘閥244a、244b可與真空搬送室103連通的製程腔室202a、202b。製程腔室202a、202b係設有後述的處理氣體供給系統、惰性氣體供給系統、排氣系統等。製程腔室202a、202b係如後述，於1個反應容器內交替地排列有複數個處理區域及與處理區域相同數量之淨化區域。而且，由使作為設置在反應容器內的基板載置部的基座旋轉，且作為基板的晶圓200交替地通過處理區域及淨化區域所構成。藉由設為如上構成，對晶圓200交替地供給處理氣體及惰性氣體，而進行如下基板處理。具體而言，進行向晶圓200上形成薄膜之處理、或使晶圓200表面氧化、氮化、碳化等的處理、或蝕刻晶圓200表面的處理等的各種基板處理。
於真空搬送室103之剩下的兩片側壁上，分別設有經由閘閥244c、244d而可與真空搬送室103連通的冷卻室202c、202d。
於真空搬送室103內，設有作為第一搬送機構的真空搬送機械手臂112。真空搬送機械手臂112係由可在裝載鎖定室122、123、製程腔室202a、202b和冷卻室202c、202d之間，同時搬送例如兩片晶圓200(圖1中，以虛線所示)所構成。真空搬送機械手臂112係由藉由升降機115，能夠一邊維持真空搬送室103之氣密性、一邊昇降而構成。並且，在裝載鎖定室122、123之閘閥126、127、製程腔室202a、202b之閘閥244a、244b、冷卻室202c、202d之閘閥244c、244d之各個近旁，設有檢測有無晶圓200的未圖示的晶圓檢測感測器。還將晶圓檢測感測器稱作基板檢測部。
裝載鎖定室122、123係由可將內部減壓至真空狀態等的未滿大氣壓之壓力(減壓)的裝載鎖定腔室構造所構成。亦即，於 裝載鎖定室之前側，隔著閘閥128、129，設有作為後述第二搬送腔室的大氣搬送室121。因此，關閉閘閥126~129對裝載鎖定室122、123內部進行真空排氣之後，打開閘閥126、127，藉此能夠一邊保持真空搬送室103之真空狀態、一邊在裝載鎖定室122、123與真空搬送室103之間搬送晶圓200。並且，裝載鎖定室122、123，係作為暫時收容搬入到真空搬送室103內之晶圓200的預備室而發揮功能。此時，由在裝載鎖定室122內時在基板載置部140上，於裝載鎖定腔室123內時在基板載置部141上分別載置有晶圓200般所構成。
(大氣側之構成)
於基板處理裝置100之大氣側，設有在約略大氣壓下使用的、作為第二搬送室的大氣搬送室121。亦即，於裝載鎖定室122、123之前側(與真空搬送室103相異的側)，隔著閘閥128、129，設有大氣搬送室121。再者，大氣搬送室121，係設成可與裝載鎖定室122、123連通。
於大氣搬送室121內，設有作為移載晶圓200之第二搬送機構的大氣搬送機械手臂124。大氣搬送機械手臂124係由藉由設置在大氣搬送室121之未圖示的升降機昇降所構成，並且由藉由未圖示的線性致動器沿左右方向往復移動所構成。並且，在大氣搬送室121之閘閥128、129近旁，設有檢測有無晶圓200之未圖示的晶圓檢測感測器。還將晶圓檢測感測器稱作基板檢測部。
並且，於大氣搬送室121內，作為晶圓200位置的修正裝置，設有缺口對準裝置106。缺口對準裝置106係以晶圓200之缺口來掌握晶圓200之結晶方向或定位等，以所掌握的資訊為基礎來 修正晶圓200之位置。再者，亦可取代缺口對準裝置106，設置未圖示的定向平面(Orientation Flat)對位裝置。而且，於大氣搬送室121的上部，設置有供給潔淨空氣之未圖示的潔淨單元。
於大氣搬送室121之殼體125之前側，設置有將晶圓200向大氣搬送室121內外搬送的基板搬送口134及晶圓盒開啟器108。隔著基板搬送口134，於晶圓盒開啟器108的相反側、即殼體125之外側，設置有裝載埠(I/O平台)105。於裝載埠105上載置有收容複數片晶圓200之晶圓盒109。又，於大氣搬送室121內，設置有使開關基板搬送口134的蓋135或晶圓盒109之盒蓋等開關之開關機構143、及驅動開關機構143之開關機構驅動部136。晶圓盒開啟器108，係藉由載置於裝載埠105上的晶圓盒109之盒蓋開關，使晶圓200能夠相對於晶圓盒109進行搬入搬出。又，晶圓盒109係成為藉由未圖示的搬送裝置(RGV)，相對於裝載埠105，進行搬入(供給)及搬出(排出)。
主要藉由真空搬送室103、裝載鎖定室122、123、大氣搬送室121及閘閥126~129，構成有關本實施形態的基板處理裝置100之搬送裝置。
並且，於構成基板處理裝置100之搬送裝置的各元件，電氣連接有後述的作為控制部的控制器221。所以由分別控制上述構成之各元件的動作所構成。
(晶圓搬送動作)
接著，說明有關第一實施形態的基板處理裝置100內之晶圓200的搬送動作。再者，構成基板處理裝置100之搬送裝置的各元件的 動作，係藉由控制部221而被控制。
首先，例如收容有25片之未處理之晶圓200的晶圓盒109，係藉由未圖示的搬送裝置被搬入基板處理裝置100。被搬入的晶圓盒109，係被載置於裝載埠105上。開閉機構143，係將蓋135以及晶圓盒109之盒蓋卸下，而將基板搬送口134以及晶圓盒109之晶圓出入口開放。
若將晶圓盒109之晶圓出入口開放，則被設置在大氣搬送室121內的大氣搬送機械手臂124，係從晶圓盒109拾起1片晶圓200，並載置在缺口對準裝置106上。
缺口對準裝置106係使被載置的晶圓200，朝向水平之縱橫方向(X方向、Y方向)以及圓周方向移動，來調整晶圓200之缺口位置等。於藉由缺口對準裝置106調整第一片晶圓200之位置的期間，大氣搬送機械手臂124係從晶圓盒109拾起第二片晶圓200搬入大氣搬送室121內，並在大氣搬送室121內待機。
在藉由缺口對準裝置106結束第一片晶圓200之位置調整之後，大氣搬送機械手臂124係將缺口對準裝置106上之第一片晶圓200拾起。大氣搬送機械手臂124係將此時大氣搬送機械手臂124所保持的第二片晶圓200，載置在缺口對準裝置106上。之後，缺口對準裝置106，係調整被載置的第二片晶圓200之缺口位置等。
接著，閘閥128被開啟，大氣搬送機械手臂124係將第一片晶圓200搬入至裝載鎖定室122內，並載置於基板載置部140上。於該移載作業中，真空搬送室103側之閘閥126被關閉，真空搬送室103內之減壓環境被維持。若第一片晶圓200向基板載置部140上的移載完成，則閘閥128被關閉，裝載鎖定室122內係藉由未圖示 的排氣裝置被排氣成負壓。
之後，大氣搬送機械手臂124係反覆進行上述動作。但是，當裝載鎖定室122成為負壓狀態的情況下，大氣搬送機械手臂124係不執行向裝載鎖定室122內搬入晶圓200，而於裝載鎖定室122之正前方位置停止並待機。
若裝載鎖定室122內被減壓為預先設定的壓力值(例如100Pa)，則閘閥126被開啟，裝載鎖定室122和真空搬送室103相連通。接著，被配置於真空搬送室103內的真空搬送機械手臂112，係從基板載置部140拾起第一片晶圓200，並搬入真空搬送室103內。
真空搬送機械手臂112從基板載置部140拾起第一片晶圓200之後，閘閥126被關閉，而裝載鎖定室122內回復至大氣壓，並於裝載鎖定室122內進行用以搬入下一片晶圓200的準備。與此同時進行，成為預定壓力(例如100Pa)的製程腔室202a之閘閥244a被開啟，真空搬送機械手臂112將第一片晶圓200搬入製程腔室202a內。反覆進行該動作，直到於製程腔室202a內被搬入任意片數(例如5片)的晶圓200為止。若完成了任意片數(例如5片)之晶圓200向製程腔室202a內的搬入，則閘閥244a被關閉。然後，處理氣體從後述的氣體供給部供給至製程腔202a內，並對晶圓200施加預定處理。
若在製程腔室202a中之預定處理已結束，並如同後述在製程腔室202a內晶圓200的冷卻已結束，則閘閥244a被開啟。之後，藉由真空搬送機械手臂112，處理完成的晶圓200從製程腔室202a內被搬出至真空搬送室103。被搬出之後，閘閥244a被關閉。
接著，閘閥127被開啟，從製程腔室202a搬出的晶圓 200，係被搬入裝載鎖定室123內，並被載置在基板載置部141上。另外，裝載鎖定室123，係藉由未圖示的排氣裝置，被減壓至預先設定的壓力值。之後，閘閥127被關閉，並從連接於裝載鎖定室123的未圖示的惰性氣體供給部導入惰性氣體，而裝載鎖定室123內之壓力回復至大氣壓。
若裝載鎖定室123內之壓力回復至大氣壓，則閘閥129被開啟。接著，大氣搬送機械手臂124從基板載置部141上拾起處理完成的晶圓200並搬出至大氣搬送室121內之後，閘閥129被關閉。之後，大氣搬送機械手臂124係通過大氣搬送室121之基板搬送口134，而將處理完成的晶圓200收容於晶圓盒109中。其中，晶圓盒109之盒蓋係亦可直到最大25片晶圓200被送回為止一直開啟，亦可不收容於空的晶圓盒109中而將晶圓送回至搬出來的晶圓盒109中。
若藉由上述步驟而對晶圓盒109內之所有晶圓200施加預定處理，且處理完成的25片晶圓200全部被收容於預定晶圓盒109中，則晶圓盒109之盒蓋及基板搬送口134之蓋135藉由開閉機構143而被關閉。之後，晶圓盒109，係藉由未圖示的搬送裝置從裝載埠105上被搬送至下一步驟。藉由反覆進行以上動作，晶圓200每次依序被處理25片。
(2)製程腔室之構成
接著，針對第一實施形態之作為處理爐的製程腔室202a之構成，主要使用圖2~圖4進行說明。圖2係示意地表示第一實施形態的基板處理裝置所具備的反應容器內之概略構成例的說明圖。圖3係表示第一實施形態的基板處理裝置所具備的氣體供給板之構成 例的說明圖，圖4係示意地表示有關第一實施形態的基板處理裝置所具備的氣體導入軸及氣體配管之構成例的概念圖。再者，關於製程腔室202b，由於與製程腔室202a相同地構成，因此省略說明。
(反應容器)
第一實施形態中說明的基板處理裝置，係具備未圖示的反應容器。反應容器係藉由例如鋁(Al)或不鏽鋼(SUS)等金屬材料構成為密閉容器。並且，於反應容器之側面，設有未圖示的基板搬出入口，而成為晶圓200經由該基板搬出入口被搬送。再者，於反應容器上，連接有未圖示的真空泵或壓力控制器等氣體排氣系統，而成為能夠利用該氣體排氣系統將反應容器內調整為預定壓力。
(基板載置台)
於反應容器之內部，如圖2所示，設有作為載置有晶圓200的基板載置部的基座217。基座217係構成為例如形成為圓板狀，且複數片晶圓200在其上面(基板載置面)沿圓周方向以均等間隔被配置。並且，基板載置台10係將作為加熱源的加熱器218內包，並能夠使用該加熱器218將晶圓200之溫度維持成預定溫度(例如室溫~1000℃左右)。另外，於基座217上，設置有未圖示的溫度感測器。再者，圖例中表示出構成為被載置5片晶圓200的情況，但並不限定於此，只要適當設定載置片數即可。例如，若載置片數多則能夠期待處理吞吐量的提高，若載置片數少則能夠抑制基座217的大型化。基座217上的基板載置面，係由於與晶圓200直接接觸，故較佳為由例如石英或氧化鋁等材質形成。並且，於基座217上的基板載置面，亦 可設置未圖示的圓形狀凹部。該凹部，較佳係構成為其直徑較晶圓200之直徑稍微大。藉由於該凹部內載置晶圓200，能夠容易地進行晶圓200的定位。而且，當基座旋轉時，於晶圓200產生離心力，但藉由將晶圓200載置於凹部內，能夠防止因離心力發生之晶圓200的位置偏移。
基座217係由能夠以支撐複數片晶圓200的狀態旋轉而構成。具體而言，基座217係成為連結於以圓板中心附近為旋轉軸的旋轉驅動機構219，並藉由該旋轉驅動機構219被旋轉驅動。旋轉驅動機構219，係可推想到具備例如可旋轉地支撐基座217的旋轉軸承、或以電動馬達為代表的驅動源等而構成。另外，在此舉例基座217構成為可旋轉的情況，但只要能夠使基座217上之各晶圓200與後述的匣盒頭300的相對位置移動，則構成為使匣盒頭300旋轉亦無妨。若可將基座217構成為可旋轉，則與使匣盒頭300旋轉的情況不同，能夠抑制後述的氣體配管等的構成複雜化。相對於此，若設為使匣盒頭300旋轉，則相比使基座217旋轉的情況，能夠抑制作用到晶圓200的慣性矩，而能夠加快轉速。
(匣盒頭)
而且，於反應容器的內部中，在基座217之上方側，設有匣盒頭300。匣盒頭300係用於相對於基座217上之晶圓200，從該上方側供給各種氣體(原料氣體、反應氣體或沖洗氣體)，並且將供給的各種氣體向上方側排氣者。
為了進行各種氣體的上方供給/上方排氣，匣盒頭300係具備：與基座217對應且從平面視形成為圓形狀的氣體供給板 310；及從該氣體供給板310貫通反應容器並延伸至容器外的氣體導入軸320。再者，構成匣盒頭300的氣體供給板310及氣體導入軸320均由例如Al或SUS等金屬材料或石英或氧化鋁等的陶瓷形成。
(氣體供給板)
氣體供給板310，係用於相對於形成在基座217上的處理空間供給各種氣體者。因此，氣體供給板310係具有：與基座217相對向的圓板狀處理空間頂板部311；及從該處理空間頂板部311之外周端緣部分朝基座217側延伸的圓筒狀外筒部312。而且，被外筒部312包圍的處理空間頂板部311與基座217之間，成為用於對被載置在基座217上的晶圓200進行處理的處理空間形成為與該基座217相對向。
藉由氣體供給板310形成於基座217上的處理空間，係被劃分為複數個處理區域(參照圖中之符號A、B、及P)。具體而言，例如，如圖3(a)所示，作為複數個處理區域，分別具有2個以上(具體而言分別4個)的原料氣體供給區域313(圖中之符號A)與反應氣體供給區域314(圖中之符號B)，並且具有介於原料氣體供給區域313與反應氣體供給區域314之間的惰性氣體供給區域315(圖中之符號P)。如後述，於原料氣體供給區域313內，係被供給作為處理氣體之一的原料氣體，而成為原料氣體環境。於反應氣體供給區域314內，係被供給作為處理氣體之另一個的反應氣體，而成為反應氣體環境。另外，若將反應氣體設為電漿狀態，則反應氣體供給區域314內，係成為電漿狀態之反應氣體環境或被活性化的反應氣體環境。於惰性氣體供給區域315內，係被供給作為沖洗氣體的惰性氣體，而成為惰性氣體環境。被如此劃分的處理空間內，根據被供給到各 個區域313~315內的氣體，而對晶圓200施加預定處理。
而且，於藉由氣體供給板310形成的處理空間內，設有分割構造體，用於將該處理空間劃分為各區域313~315。作為分割構造體，例如，於各區域313~315之間，設置有以從處理空間頂板部311之內周側朝向外周側延伸成放射狀的方式配設的排氣區域316。排氣區域316，係如後述般連接於排氣管318。再者，於排氣區域316上，亦可設置隔離板而作為分割構造體。隔離板係以從處理空間頂板部311朝向基座217側延伸的方式設置，且其下端以不與基座217上的晶圓200干涉的程度靠近該基座217而配置。藉此，通過隔離板與基座217之間的氣體減少，且抑制氣體在各區域313~315之間混合。又，分割構造體係只要能夠劃分各區域313~315者，則亦可為改變晶圓200之上方側之空間容積的構造體，而不是隔離板。例如，藉由將晶圓200與處理空間頂板部311之間的距離，設為惰性氣體供給區域315<原料氣體供給區域313，及惰性氣體供給區域315<反應氣體供給區域314，能夠將惰性氣體供給區域315之空間容積設為小於原料氣體供給區域313或反應氣體供給區域314等之空間容積。即使為如上情況下，亦能夠抑制原料氣體及反應氣體侵入惰性氣體供給區域315，並能夠劃分各區域313~315。
於藉由這種分割構造體被劃分的各區域313~315的各個之上，如圖3(b)或(c)所示，成為連通有氣體分配管317，並通過該氣體分配管317而被供給氣體。亦即，於氣體供給板310上，設有與複數個氣體供給區域313~315之各個分別連通的氣體分配管317(亦即與該氣體供給區域313~315相同數量的氣體分配管317)。再者，氣體分配管317，係如圖3(b)或(c)所示，亦可配設成內置於 處理空間頂板部311，但並不限定於此，亦可配設成向處理空間頂板部311之上方露出。
而且，成為於氣體供給板310上，如圖3(d)所示，設有與複數個排氣區域316的各個分別連通的氣體排氣管318，並且各排氣區域316內之氣體通過該氣體排氣管318被排氣。氣體排氣管318係設成位於各排氣區域316之內周側。而且，形成為於氣體供給板310之圓周中心近旁集合成1個，且該集合的管朝向上方延伸。
再者，排氣不僅從氣體排氣管318進行，亦可以另外再設置用於將反應容器之內部整體進行排氣的排氣管。
(電漿生成部)
再者，於藉由分割構造體劃分的各區域313~315中，被供給反應氣體的反應氣體供給區域314上，設有將被供給的處理氣體設為電漿狀態的電漿生成部。藉由將處理氣體設為電漿狀態，成為能夠於反應氣體供給區域314中，在低溫下進行晶圓200的處理。又，針對電漿生成部，其詳細內容於後再述。
(氣體導入軸)
氣體導入軸320係用於對形成在基座217上之處理空間導入各種氣體者。因此，氣體導入軸320，係如圖2所示，形成為與氣體供給板310同軸的圓柱軸狀。而且，於氣體導入軸320之軸下部，安裝有氣體供給板310。
於氣體導入軸320之軸內部，如圖4所示，設置有複數個氣體導入管323a~323c，並且於軸中心設有氣體排氣管324。氣 體導入管323a~323c的數量，係與氣體供給板310相對於基座217上之晶圓200供給的氣體之種類數對應者。若為相對於晶圓200供給例如原料氣體、反應氣體及沖洗氣體這3種氣體的情況，則針對氣體導入管323a~323c亦與3種氣體的各個分別對應而設置。
氣體導入管323a~323c係流動有相互不同種類的氣體(例如原料氣體、反應氣體或沖洗氣體中任一個)者，且為將各個種類之氣體分別導入各氣體供給區域313~315者。因此，氣體導入管323a~323c，係氣體供給板310安裝至氣體導入軸320時，成為與該氣體供給板310中的氣體分配管317連通。具體而言，流動有原料氣體的氣體導入管323a，係與通往原料氣體供給區域313的氣體分配管317連通。並且，流動有反應氣體的氣體導入管323b，係與通往反應氣體供給區域314的氣體分配管317連通。並且，流動有潔淨氣體的氣體導入管323c，係與通往惰性氣體供給區域315的氣體分配管317連通。
氣體排氣管324係氣體供給板310安裝至氣體導入軸320時，構成為與該氣體供給板310中的氣體排氣管318之集合部分連通。如上，若將氣體排氣管324設於氣體導入軸320之軸中心，則將該氣體排氣管324設為大徑化變得容易，作為大徑化的結果因而變得能夠使氣體排氣管324中的排氣氣導度成為最大化。
另外，在由基座217與匣盒頭300進行相對位置移動時，使匣盒頭300旋轉而構成的情況下，於氣體導入軸320所貫通的反應容器之頂棚部33與設置於該氣體導入軸320之圓柱外周面的凸緣部325之間，配設有磁性流體密封件331。
(氣體供給/排氣系統)
於如上氣體導入軸320上，為了相對於基座217上之晶圓200進行各種氣體之供給/排氣，連接有以下敘述的氣體供給/排氣系統。
(原料氣體供給部)
於氣體導入軸320之氣體導入管323a上，連接有原料氣體供給管411。於原料氣體供給管411上，從上游方向依序，設有原料氣體供給源412、作為流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)413及作為開關閥的閥414。藉由這種構造，成為於氣體導入管323a，被供給原料氣體。
原料氣體，係對晶圓200供給的處理氣體之一，例如係使作為包含鈦(Ti)元素的金屬液體原料TiCl4(Titanium Tetrachloride)氣化而獲得的原料氣體(亦即TiCl4氣體)。原料氣體，在常溫常壓下亦可係固體、液體或氣體中任一個。原料氣體在常溫常壓為液體的情況下，在原料氣體供給源412與MFC413之間，設置未圖示的氣化器即可。再者，亦可構成為在遍及原料氣體供給源412至氣體導入軸320的所有零件上設置加熱器，而構成為可加熱，並能夠維持氣體的氣化狀態。在此對原料氣體為氣體者進行說明。
另外，於原料氣體供給管411上，亦可連接有用於供給作為原料氣體之攜帶氣體而發揮作用的惰性氣體的未圖示之氣體供給系統。作為攜帶氣體而發揮作用的惰性氣體，係具體而言能夠使用例如氮(N2)氣體。而且，除N2氣體之外，亦可使用例如氦(He)氣體、氖(Ne)氣體、氬(Ar)氣體等稀有氣體。
主要藉由原料氣體供給管411、MFC413及閥414，構 成原料氣體供給部。再者，亦可將原料氣體供給源412追加到原料氣體供給部之構成中。
(反應氣體供給部)
於氣體導入軸320之氣體導入管323b上，連接有反應氣體供給管421。於反應氣體供給管421上，從上游方向依序設有反應氣體供給源422、作為流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)423及作為開關閥的閥424。藉由這種構成，於氣體導入管323b供給有反應氣體。
反應氣體係相對於晶圓200供給的處理氣體之一，例如使用氨(NH3)氣體。
再者，於反應氣體供給管421上，亦可連接有用於供給作為原料氣體之攜帶氣體或稀釋氣體而發揮作用的惰性氣體的未圖示之氣體供給系統。作為攜帶氣體或稀釋氣體而發揮作用的惰性氣體，係具體而言可推想到例如使用N2氣體。但除N2氣體之外，亦可使用例如He氣體、Ne氣體、Ar氣體等的稀有氣體。
主要藉由反應氣體供給管421、MFC423及閥424，構成反應氣體供給部。再者，亦可將反應氣體供給源422追加到反應氣體供給部之構成中。
(惰性氣體供給部)
於氣體導入軸320之氣體導入管323c上，連接有惰性氣體供給管431。於惰性氣體供給管431上，從上游方向依序設有惰性氣體供給源432、作為流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器 (MFC)433及作為開關閥的閥434。藉由這種構成，於氣體導入管323c供給有惰性氣體。
惰性氣體係作為用於使原料氣體與反應氣體不在晶圓200之面上混合的沖洗氣體而發揮作用者。具體而言，例如能夠使用N2氣體。並且，除N2氣體之外，亦可使用例如He氣體、Ne氣體、Ar氣體等稀有氣體。
主要藉由惰性氣體供給管431、惰性氣體供給源432、MFC433及閥434，構成惰性氣體供給部。
(氣體排氣部)
於設置在氣體導入軸320之軸中心的氣體排氣管324，在該上端附近位置，連接有氣體排氣管441。於氣體排氣管441上，設有閥442。又，於氣體排氣管441中，在閥442之下游側，設有根據未圖示的壓力感測器之檢測結果將處理空間內控制為預定壓力的壓力控制器443。再者，於氣體排氣管441中，於壓力控制器443之下游側，設有真空泵444。藉由這種構成，進行從氣體排氣管324內朝向氣體導入軸320之外部的氣體排氣。再者，亦可將用於對基板處理裝置之內部整體進行排氣的排氣管接合到閥442，或者另外設置閥而使其接合到真空泵444。
主要藉由氣體排氣管441、閥442、壓力控制器443、真空泵444，構成氣體排氣部。
(控制器)
而且如圖1所示，有關第一實施形態的基板處理裝置，係具有 控制該基板處理裝置之各元件的動作的控制器221。
圖5係表示有關第一實施形態的基板處理裝置所具備的控制器之概略構成例的方塊圖。如圖例，作為控制部(控制手段)的控制器221，係構成為具備CPU(Central Processing Unit)221a、RAM(Random Access Memory)221b、記憶裝置221c、I/O埠221d的電腦。RAM221b、記憶裝置221c、I/O埠221d，係由經由內部匯流排221e，可與CPU221a進行數據交換所構成。於控制器221，連接有例如由觸控面板等構成的輸出入裝置228。
記憶裝置221c係例如由快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive)等構成。於記憶裝置221c內，控制基板處理裝置100的動作的控制程式、或記載著後述基板處理之程序與條件等的製程配方等被可讀出地存儲著。另外，製程配方，係組合成使控制器221執行後述的基板處理步驟中的各項程序，而能夠獲得預定結果者，且作為程式發揮功能。以下，亦將該製程配方或控制程式等簡單統稱為程式。另外，本說明書中當使用程式一詞的情況，係存在僅包含製程配方單體的情況、僅包含控制程式單體的情況、或包含雙方的情況。又，RAM221b係構成為藉由CPU221a所讀出程式、或數據等被暫時性保存的記憶體區域(工作區)。
I/O埠221d係連接於上述MFC413~433、閥414~434，442、氣體排氣部中的壓力感測器245、壓力控制器443及真空泵444、基座217中的加熱器218、溫度感測器274、旋轉驅動機構219及加熱器電源225、以及電漿生成部中的高頻電源341及阻抗整合器342等。
CPU221a係由從記憶裝置221c讀出控制程式並執行，並且根據來自輸出入裝置228的操作指令之輸入等從記憶裝置 221c中讀出製程配方所構成。所以，CPU221a係由以依照所讀出製程配方之內容的方式，對基於MFC413~433的各種氣體的流量調整動作、閥414~434、442的開關動作、根據壓力控制器443的開閉及根據壓力感測器245的壓力調整動作、根據溫度感測器274的加熱器218的溫度調整動作、真空泵444的起動．停止、旋轉驅動機構219的轉速調整動作、高頻電源341的電力供給、基於加熱器電源225的電力控制等進行控制，或進行基於阻抗整合器342的阻抗控制所構成。
再者，控制器221並不限定於由作為專用電腦所構成的情況，亦可由作為通用電腦所構成。例如準備儲存了上述程式的外部記憶裝置(例如，磁資料、軟性磁碟或硬碟等磁碟、CD或DVD等光碟、MO等光磁碟、USB記憶體或記憶卡等半導體記憶體)229，並使用外部記憶裝置229將程式安裝於通用電腦等，藉此能夠構成本實施形態的控制器221。再者，用於將程式供給到電腦中的手段，係並不限定於經由外部記憶裝置229供給的情況。例如，亦可使用網絡或租用線等通訊手段，而不經由外部記憶裝置229來供給程式。再者，記憶裝置221c或外部記憶裝置229構成電腦可讀取的記錄媒體。以下，將此等簡單統稱為記錄媒體。另外，本說明書中當使用記錄媒體一詞的情況，係存在僅包含記憶裝置221c單體的情況、僅包含外部記憶裝置229單體的情況、或包含雙方的情況。
(3)基板處理步驟
接著，作為第一實施形態的半導體製造步驟中一個步驟，針對利用具備上述反應容器的製程腔室202a而實施的基板處理步驟進 行說明。再者，以下說明中，構成基板處理裝置100之製程腔室202a的各元件的動作，係被控制器221控制。
在此，針對作為原料氣體(第一處理氣體)使用使TiCl4氣化而獲得的TiCl4氣體，作為反應氣體(第二處理氣體)使用NH3氣體，並藉由交替供給這些而在晶圓200上形成TiN膜作為金屬薄膜的例子進行說明。
(基板處理步驟中的基本處理動作)
首先，針對於晶圓200上形成薄膜的基板處理步驟中的基本處理動作進行說明。圖6係表示有關第一實施形態的基板處理步驟的流程圖。
(基板搬入步驟：S101)
於製程腔室202a中，首先，作為基板搬入步驟(S101)，開啟閘閥244a，利用真空搬送機械手臂112，將預定片數(例如5片)的晶圓200搬入反應容器內。而且，將基座217之旋轉軸作為中心，以各晶圓200不重疊的方式，載置於基座217之同一面上。然後，使真空搬送機械手臂112退避到反應容器外，並關閉閘閥244a而將反應容器內密閉。
(壓力溫度調整步驟：S102)
在基板搬入步驟(S101)之後，接著，進行壓力溫度調整步驟(S102)。於壓力溫度調整步驟(S102)中，在基板搬入步驟(S101)中將反應容器內密閉之後，使連接於反應容器之未圖示的氣體排氣系統 作動，而控制反應容器內成為預定壓力。預定壓力係於後述成膜步驟(S103)中可形成TiN膜的處理壓力，例如對晶圓200供給的原料氣體不自我分解程度的處理壓力。具體而言，處理壓力可推想到50~5000Pa。該處理壓力，係於後述的成膜步驟(S103)中亦被維持。
又，於壓力溫度調整步驟(S102)中，對埋設於基座217之內部的加熱器218供給電力，並控制成晶圓200之表面成預定溫度。此時，加熱器218之溫度，係藉由根據利用溫度感測器274檢測出的溫度資訊而控制向加熱器218的通電狀況而被調整。預定溫度係於後述的成膜步驟(S103)中，可形成TiN膜的處理溫度，例如對晶圓200供給的原料氣體不自我分解程度的處理溫度。具體而言，處理溫度可推想到室溫以上且500℃以下，較佳係室溫以上且400℃以下。該處理溫度，係於後述的成膜步驟(S103)中亦被維持。
(成膜步驟：S103)
在壓力溫度調整步驟(S102)之後，接著，進行成膜步驟(S103)。作為於成膜步驟(S103)中進行的處理動作，若大致區分，則有相對位置移動處理動作、及氣體供給排氣處理動作。再者，針對相對位置移動處理動作及氣體供給排氣處理動作，詳細的內容進行後述。
(基板搬出步驟：S104)
在如上的成膜步驟(S103)之後，接著，進行基板搬出步驟(S104)。於基板搬出步驟(S104)中，以與已說明的基板搬入步驟(S101)的情況相反的程序，使用真空搬送機械手臂112將處理完成的晶圓200搬出至反應容器外。
(處理次數判定步驟：S105)
搬出晶圓200之後，控制器40係判斷基板搬入步驟(S101)、壓力溫度調整步驟(S102)、成膜步驟(S103)及基板搬出步驟(S104)的一系列各步驟的實施次數是否達到預定次數(S105)。若未達到預定次數，則接著開始處理待機中的晶圓200，所以轉移到基板搬入步驟(S101)。再者，若判定達到了預定次數，則根據需要進行相對於反應容器內等的清潔步驟之後，結束一系列各步驟。另外，針對清潔步驟，能夠利用公知技術進行，故在此省略其說明。
(相對位置移動處理動作)
接著，針對成膜步驟(S103)中進行的相對位置移動處理動作進行說明。相對位置移動處理動作，係例如使基座217旋轉，而使載置於其基座217上的各晶圓200與匣盒頭300的相對位置移動的處理動作。圖7，係表示在圖6中的成膜步驟中進行的相對位置移動處理動作的詳細內容的流程圖。
於在成膜步驟(S103)中進行的相對位置移動處理動作中，首先，藉由旋轉驅動機構219旋轉驅動基座217，藉此開始基座217與匣盒頭300的相對位置移動(S201)。藉此，載置於基座217的各晶圓200，係依序通過匣盒頭300之氣體供給板310中的各氣體供給區域313~315之下游側。
此時，於匣盒頭300中，開始進行詳細內容於後再述的氣體供給排氣處理動作。藉此，於氣體供給板310中的各原料氣體供給區域313供給有原料氣體(TiCl4氣體)，於各反應氣體供給區 域314供給有反應氣體(NH3氣體)。
在此，若關注其中一個晶圓200，則藉由基座217的開始旋轉，其晶圓200係通過原料氣體供給區域313(S202)。此時，原料氣體供給區域313係被調整為原料氣體不自我分解程度的處理壓力、處理溫度。因此，若晶圓200通過原料氣體供給區域313，則於其晶圓200之面上，吸附有原料氣體(TiCl4氣體)的氣體分子。再者，晶圓200通過原料氣體供給區域313時的通過時間、亦即原料氣體之供給時間，係被調整成例如0.1~20秒。
若通過原料氣體供給區域313，則晶圓200係通過被供給惰性氣體(N2氣體)的惰性氣體供給區域315之後，接著，通過反應氣體供給區域314(S203)。此時，於反應氣體供給區域314，被供給反應氣體(NH3氣體)。因此，若晶圓200通過反應氣體供給區域314，則於該晶圓200之面上，被均等地供給反應氣體，與吸附於晶圓200上的原料氣體的氣體分子反應，而在晶圓200生成未滿1原子層(未滿1Å)的TiN膜。晶圓200通過反應氣體供給區域314時的通過時間、亦即反應氣體之供給時間，係被調整成例如0.1~20秒。
另外，由於設為最初的TiCl4-NH3的循環於所有晶圓200上均勻地進行，所以亦可構成為直到所有晶圓200通過原料氣體供給區域313為止，停止向反應氣體供給區域314供給NH3氣體，並於所有晶圓200吸附有TiCl4的基礎上，NH3被供給。
再者，此時，於反應氣體供給區域314，設為將反應氣體設為電漿狀態並供給到晶圓200。藉由將反應氣體設為電漿狀態，還可在低溫下進行處理。
將如上的原料氣體供給區域313的通過動作及反應氣 體供給區域314的通過動作設為1循環，控制器40係用來判斷是否實施了預定次數(n循環)的該循環(S204)。若實施了預定次數的該循環，則於晶圓200上，會形成所希望膜厚的氮化鈦(TiN)膜。亦即，成膜步驟(S103)中，藉由進行相對位置移動處理動作，進行反覆著相對於晶圓200交替供給不同的處理氣體的步驟的週期性處理動作。另外，於成膜步驟(S103)中，藉由對載置於基座217的各晶圓200的各個進行週期性處理動作，相對於各晶圓200而同時並列地形成TiN膜。
所以，若結束了預定次數的週期性處理動作，則控制器40係結束藉由旋轉驅動機構219進行的基座217的旋轉驅動，並停止基座217與匣盒頭300的相對位置移動(S205)。藉此，相對位置移動處理動作結束。再者，若結束了預定次數的週期性處理動作，則亦結束氣體供給排氣處理動作。
(氣體供給排氣處理動作)
接著，針對成膜步驟(S103)中進行的氣體供給排氣處理動作進行說明。氣體供給排氣處理動作，係相對於基座217上之晶圓200進行各種氣體之供給/排氣的處理動作。圖8係表示在圖6中的成膜步驟中進行的氣體供給排氣處理動作的詳細內容的流程圖。
於在成膜步驟(S103)中進行的氣體供給排氣處理動作中，首先開始氣體排氣步驟(S301)。於氣體排氣步驟(S301)中，一邊使真空泵444作動一邊將閥442設為開啟狀態。藉此，於氣體排氣步驟(S301)中，使各氣體供給區域313~315內的氣體從氣體供給板310中各排氣區域316，通過連通於各排氣區域316的氣體排氣管 318、與氣體排氣管318的集合部分連通的氣體導入軸320之氣體排氣管324、及連接於氣體排氣管324之上端近旁位置的氣體排氣管441，排氣到反應容器外。此時，氣體供給區域313~315與排氣區域316中的壓力，係藉由壓力控制器443控制成預定壓力。另外，對基板處理裝置的內部整體進行排氣的排氣口，係成為將擴散在氣體供給板310之外部的氣體迅速排氣。
開始氣體排氣步驟(S301)之後，接著，開始惰性氣體供給步驟(S302)。於惰性氣體供給步驟(S302)中，將惰性氣體供給管431中的閥434設為開啟狀態，並且以流量成為預定流量的方式調整MFC433。藉此，於惰性氣體供給步驟(S302)中，惰性氣體(N2氣體)流入連接有惰性氣體供給管431的氣體導入軸320之氣體導入管323c，另外通過與該氣體導入管323c連通的氣體分配管317而將惰性氣體供給到惰性氣體供給區域315內。惰性氣體之供給流量，係例如100~10000sccm。若進行這種惰性氣體供給步驟(S302)，則作為在介於原料氣體供給區域313與反應氣體供給區域314之間的惰性氣體供給區域315，形成有因惰性氣體產生的氣幕。
開始惰性氣體供給步驟(S302)之後，接著，開始原料氣體供給步驟(S303)及反應氣體供給步驟(S304)。
進行原料氣體供給步驟(S303)時，使原料(TiCl4)氣化而生成(預備氣化)原料氣體(亦即TiCl4氣體)。原料氣體的預備氣化，係亦可與已說明的基板搬入步驟(S101)或壓力溫度調整步驟(S102)等同時進行。因為使原料氣體穩定地生成時，需要預定的時間。
而且，若生成了原料氣體，則於原料氣體供給步驟(S303)，將原料氣體供給管411中的閥414設為開啟狀態，並且以流 量成為預定流量的方式調整MFC413。藉此，於原料氣體供給步驟(S303)，原料氣體(TiCl4氣體)流入連接有原料氣體供給管411的氣體導入軸320之氣體導入管323a，進而使原料氣體通過與該氣體導入管323a連通的氣體分配管317而供給到原料氣體供給區域313內。原料氣體之供給流量，係例如10~3000sccm。
此時，作為原料氣體之攜帶氣體，亦可供給惰性氣體(N2氣體)。該情況下的惰性氣體之供給流量，係例如10~5000sccm。
若進行這種原料氣體供給步驟(S303)，則原料氣體(TiCl4氣體)係在原料氣體供給區域313內的整個區域中均等地擴展。而且，氣體排氣步驟(S301)已經開始，所以原料氣體供給區域313內擴展的原料氣體，係藉由連通於排氣區域316的氣體排氣管318從原料氣體供給區域313內經由排氣區域316被排氣。並且，此時於相鄰的惰性氣體供給區域315上，藉由惰性氣體供給步驟(S302)的開始，而有惰性氣體的氣幕形成。因此，供給至原料氣體供給區域313內的原料氣體，係不會發生從排氣區域316向相鄰的惰性氣體供給區域315側洩漏。
而且，於反應氣體供給步驟(S304)中，將反應氣體供給管421中的閥424設為開啟狀態，並且以流量成為預定流量的方式調整MFC423。藉此，於反應氣體供給步驟(S304)中，反應氣體流入連接有反應氣體供給管421的氣體導入軸320之氣體導入管323b，進而使反應氣體通過與該氣體導入管323b連通的氣體分配管317而供給到反應氣體供給區域314內。反應氣體之供給流量，係例如10~10000sccm。
另外，由於設為最初的TiCl4-NH3的循環於所有晶圓 200上均勻地進行，所以亦可由直到所有晶圓200通過原料氣體供給區域313為止，停止向反應氣體供給區域314供給NH3氣體，並於所有晶圓200上吸附有TiCl4的基礎上，NH3被供給而構成。
此時，作為反應氣體之攜帶氣體或稀釋氣體，亦可供給惰性氣體(N2氣體)。該情況下的惰性氣體之供給流量，係例如10~5000sccm。
再者，於反應氣體供給步驟(S304)，使反應氣體(NH3氣體)活性化，而產生電漿，並相對於晶圓200供給電漿狀態的反應氣體。
若進行這種反應氣體供給步驟(S304)，則反應氣體(NH3氣體)於反應氣體供給區域314內的整個區域中均等地擴展。而且，氣體排氣步驟(S301)已經開始，所以於反應氣體供給區域314內擴展的反應氣體，係藉由連通於排氣區域316的氣體排氣管318從反應氣體供給區域314內經由排氣區域316被排氣。並且，此時於相鄰的惰性氣體供給區域315上，根據惰性氣體供給步驟(S302)的開始，有惰性氣體的氣幕形成。因此，供給至反應氣體供給區域314內的反應氣體，係不會發生從排氣區域316向相鄰的惰性氣體供給區域315側洩漏。
上述各步驟(S301~S304)係於成膜步驟(S103)之間依序或者同時進行。但是，該開始時點係為了提高因惰性氣體產生的密封性可推想到以上述程序進行，但未必一定限定於此，若作為目標的預定膜厚無需在乎1原子層以下(1Å)的誤差，則與各步驟(S301~S304)同時開始亦無妨。但是，根據膜的種類，藉由最初使其吸附的氣體，對於每個晶圓200在膜厚或膜質上產生差異，因此 相對於晶圓200，較佳最初暴露的氣體設為相同。
藉由同時進行上述各步驟(S301~S304)，於成膜步驟(S103)中，載置於基座217的各晶圓200，係分別依序通過成為原料氣體環境的原料氣體供給區域313之下方、及成為反應氣體環境的反應氣體供給區域314之下方。並且，於原料氣體供給區域313與反應氣體供給區域314之間介有成為惰性氣體環境的惰性氣體供給區域315及排氣區域316，所以亦不會發生相對於各晶圓200供給的原料氣體與反應氣體混合。
結束氣體供給排氣處理動作時，首先，結束原料氣體供給步驟(S305)，並且結束反應氣體供給步驟(S306)。而且，結束惰性氣體供給步驟之後(S307)，結束氣體排氣步驟(S308)。但是，針對此等各步驟(S305~S308)的結束時序亦與上述開始時序相同。各個可在不同時序結束，亦可同時結束。
(4)電漿生成
接著，於上述基板處理步驟中，針對將供給到反應氣體供給區域314的反應氣體(NH3氣體)設為電漿狀態的處理，與電漿生成部的構成一併進行詳細說明。
電漿生成部，係將供給到反應氣體供給區域314的反應氣體(NH3氣體)設為電漿狀態並生成該反應氣體之活性種者。活性種是指反應性高的反應中間體，例如作為高反應性粒子的自由基相當於此。藉由這種活性種的移動，電漿的反應性變高。亦即，電漿生成部係藉由將反應氣體設為電漿狀態並生成該反應氣體之活性種，成為作為本發明中的電漿生成機構發揮功能。
(電漿生成部的構成)
以下，針對作為電漿生成機構的電漿生成部的構成，主要利用圖9~圖14進行說明。圖9係示意地表示有關第一實施形態的基板處理裝置中的電漿生成部之概要的說明圖。圖10係表示有關第一實施形態的基板處理裝置所具備的電漿生成部之一構成例的說明圖。圖11係示意地表示有關第一實施形態的基板處理裝置所具備的電漿生成部之主要部分構成的立體圖。圖12係表示有關第一實施形態的基板處理裝置所具備的電漿生成部之另一構成例的說明圖。圖13係表示有關第一實施形態的基板處理裝置所具備的電漿生成部之另一其他構成例的說明圖。圖14係表示有關第一實施形態的基板處理裝置所具備的電漿生成部之另一其他構成例之變形例的說明圖。
如圖9所示，電漿生成部係為了將供給到反應氣體供給區域314的反應氣體設為電漿狀態，而具備作為配置在該反應氣體供給區域314內的被高頻電力供給部之平板電極351。於平板電極351，供給有來自高頻電源341的高頻電力。再者，圖例中為了簡略圖示，示出平板電極351僅配設在1個反應氣體供給區域314上的情況，但實際上相對於藉由分割構造體被劃分的所有反應氣體供給區域314設有平板電極351。
但是，氣體供給板310上的分割構造體，係配置成從基座217之圓周狀中心以放射狀形成之各區域313~315。藉此，反應氣體供給區域314係成為藉由分割構造體，例如劃分為平面視呈扇狀。因此，針對配置於反應氣體供給區域314內的平板電極351，還可形成為與反應氣體供給區域314之平面形狀對應的形狀(例如 平面視呈扇狀)。亦即，平板電極351之平面形狀，係未必在反應氣體供給區域314之整個區域上成均等的大小，而是成為於該反應氣體供給區域314之各部分具偏倚的大小。
如上，若平板電極351之平面形狀為於反應氣體供給區域314之各部分具偏倚的大小，則在利用該平板電極351將反應氣體供給區域314內的反應氣體設為電漿狀態的情況下，會引起電漿向平板電極351之面積較大一側偏倚。若為圖例中的情況，則在面積較大的外周側產生電漿集中之類的偏倚。若產生這種電漿分佈的偏倚，則針對形成於晶圓200上的膜之膜厚或膜質等存在導致面內均勻性降低的顧慮。並且，於反應容器內，由於以處理對象之晶圓200依序通過各區域313~315的方式使基座217旋轉移動，所以在進行該旋轉時的內周側與外周側上於相對於晶圓200的氣體暴露量上存在差異。因此，將反應氣體設為電漿狀態的情況下，若考慮反應氣體供給區域314之各部分中的氣體暴露量之差而不調整電漿分佈，則結果針對形成於晶圓200上的膜之膜厚或膜質等存在導致面內均勻性降低的顧慮。
因此，在第一實施形態中說明的電漿生成部，係由為了抑制形成於晶圓200上的膜之面內均勻性的降低，能夠對反應氣體供給區域314中的電漿分佈進行部分調整般構成。
具體而言，如圖9及圖10(a)所示，為了調整反應氣體供給區域314中之面內均勻性，配設成與晶圓200相對向的平板電極351，係在基座217的旋轉徑向上分割為複數個。針對平板電極351的分割數，若該分割數較多則可細緻地進行面內均勻性的調整，但該分割數變得越多將進一步導致構成的複雜化。因此，平板電極 351，係分割為至少2個以上，較佳係被分割為3個。亦即，本實施形態中，平板電極351係被分割為3個，亦即配設於反應氣體供給區域314內的內周側的部分(以下稱作「第一區」)的平板電極351a、配設於在反應氣體供給區域314內與第一區相鄰而位於該外周側的部分(以下稱作「第二區」)的平板電極351b、及配設於在反應氣體供給區域314內較第二區更靠外周側的部分(以下稱作「第三區」)的平板電極351c。如上，於本實施形態中，電漿生成部係具備按反應氣體供給區域314之各部分分別設置的複數個平板電極(被高頻電力供給部)351a~351c。
首先，電漿生成部係具備與複數個平板電極351a~351c的各個對應而設置的阻抗調整部352a~352c。阻抗調整部352a~352c，係對供給至各平板電極351a~351c之各個的電力進行調整者。作為阻抗調整部352a~352c，使用藉由公知的電路構成者即可。各阻抗調整部352a~352c，係連接於高頻電源341及阻抗整合器342。藉由具備這種阻抗調整部352a~352c，於各平板電極351a~351c，可分別供給不同的電力。再者，若能夠相對於各平板電極351a~351c供給不同的電力，則亦可在各平板電極351a~351c之各個上分別連接高頻電源，而不設置阻抗調整部352a~352c。但是，由一個高頻電源341分配，並在途中配設阻抗調整部352a~352c而調整的做法，在抑制裝置構成的複雜化或裝置成本的增加等方面較佳。
再者，電漿生成部係如圖10(b)所示，具備配設於各平板電極351a~351c與晶圓200之間的接地電極353。接地電極353係電氣接地。藉由具備這種接地電極353，將來自高頻電源341的高 頻電力供給於各平板電極351a~351c，則於各平板電極351a~351c與接地電極353之間產生電漿。又，接地電極353係亦可由一片板形成並由各平板電極351a~351c共用，亦可與平板電極351相同地分割為多個並使其分別與各平板電極351a~351c的各個相對向。而且，分割接地電極353的情況下，亦可分別調整各平板電極351a~351c與接地電極353之間的偏壓。
針對這種平板電極351及接地電極353，由於係配設於反應氣體被供給的反應氣體供給區域314內者，所以為了抑制其反應氣體供給區域314內的反應氣體移動被阻礙，如圖11所示，亦可設置反應氣體通過的氣體供給孔354。該情況下，對氣體供給孔354的形成位置並無特別限定，隨機形成亦無妨。
再者，電漿生成部亦可係由不具備上述接地電極353，而如圖12所示，基座217作為接地電極發揮功能者所構成。為如上所構成的情況下，基座217係電氣接地，若將來自高頻電源341的高頻電力供給於各平板電極351a~351c，則於各平板電極351a~351c與基座217之間產生電漿。因此，相對於基座217上的晶圓200，直接接觸電漿，因此被供給更具活性的反應氣體。
又，電漿生成部係即使在具備接地電極353的情況下，亦可係該接地電極353不被配設於各平板電極351a~351c與晶圓200之間，而如圖13所示，該接地電極353在與各平板電極351a~351c相同的平面上而位於與該各平板電極351a~351c不重疊的位置上者。亦即，各平板電極351a~351c與接地電極353成為在相同平面上並列配設成梳齒狀。即使配置成梳齒狀，於各平板電極351a~351c那來自高頻電源341的高頻電力，係經過匹配盒342及絕 緣電壓器343之後被各阻抗調整部352a~352c調整，而在第一區至第三區的各個中以不同的電力被供給。若基於這種梳齒狀配置而構成，則各平板電極351a~351c與接地電極353配設於相同平面上，因此對反應氣體供給區域314之上下方向(晶圓200之板厚方向)上的省空間化起作用。
並且，將各平板電極351a~351c與接地電極353配置成梳齒狀的情況下，亦可由不會在第一區至第三區的各個上分別設置接地電極353，而如圖14所示，在第一區至第三區的各個中共用的一體型者所構成。接地電極353係均為地電位所以能夠在第一區至第三區的各個中共用，藉由共用能夠期待電極構成的簡單化或成本降低等。
(電漿處理)
接著，針對利用上述構成的電漿處理部而將反應氣體供給區域314內的反應氣體設為電漿狀態之情況的處理進行說明。
將反應氣體供給區域314內的反應氣體設為電漿狀態的情況下，在反應氣體被供給於該反應氣體供給區域314內的狀態下，將來自高頻電源341的高頻電力供給於平板電極351。
此時，各阻抗調整部352a~352c，係將來自高頻電源341的高頻電力，調整為各自不同的電力並供給於各平板電極351a~351c。具體而言，阻抗調整部352a係對平板電極351a供給例如調整為400W的電力。再者，阻抗調整部352b係對平板電極351b供給例如調整為300W的電力。再者，阻抗調整部352c係對平板電極351c供給例如調整為200W的電力。
若各阻抗調整部352a~352c對各平板電極351a~351c進行電力供給，則於各平板電極351a~351c與接地電極353(或於基座217作為接地電極發揮功能的情況下為該基座217)之間產生電漿。所以，反應氣體供給區域314內的反應氣體成為電漿狀態，並生成該反應氣體之活性種。
此時，於各平板電極351a~351c上，對各個供給不同的電力。因此，在反應氣體供給區域314內生成的反應氣體之活性種，係成為按配設在各平板電極351a~351c的不同部分，其活性度分別不同者。具體而言，反應氣體供給區域314內的反應氣體之活性度，係例如配設有供給400W電力的平板電極351a的第一區最高，配設有供給300W電力的平板電極351b的第二區其次高，配設有供給200W電力的平板電極351c的第三區最低。
亦即，將反應氣體供給區域314內的反應氣體設為電漿狀態的情況下，藉由將不同的電力分別供給於各平板電極351a~351c，使被生成的活性種之活性度按第一區至第三區的各部分分別相異。
如上，針對在反應氣體供給區域314內生成的反應氣體之活性種之活性度，若能夠按第一區至第三區之各部分獨立控制，則能夠對反應氣體供給區域314內中的電漿分佈的偏倚進行管理。尤其，若在反應氣體供給區域314之內周側部分與外周側部分獨立控制活性種之活性度，並使第一區側的活性度較第三區側變得更大，則即使存在在平板電極351的面積大的外周側上產生電漿集中這樣的偏倚之顧慮的情況下，亦能夠糾正這種電漿分佈的偏倚。又，即使於內周側與外周側在氣體暴露量上會產生差異的情況下， 亦能夠考慮該氣體暴露量之差而調整電漿分佈，所以能夠排除因該氣體暴露量之差引起的不良影響。
因此，若使用經過這種電漿處理而成為電漿狀態的反應氣體，則針對形成於晶圓200上的膜之膜厚或膜質等能夠抑制面內均勻性的降低。
再者，在此舉例為了抑制晶圓200上的膜之面內均勻性的降低，各阻抗調整部352a~352c相對於各平板電極351a~351c可為供給內周側400W、中間300W、外周側200W的電力的情況，但這僅是其中一例，並不限定於此。例如，各阻抗調整部352a~352c，為了對晶圓200上之膜賦予所希望之膜厚梯度，亦可調整為供給內周側200W、中間300W、外周側400W的電力。
並且，將電力供給至各平板電極351a~351c時，推想到針對所供給的電力的大小如上進行調整，但針對所供給的電力的頻率或相位等在第一區至第三區的各部分上設為恆定，針對施加到各部分的時序則設為同時。但是，並非必定限定於此，在第一區至第三區的各部分上適當調整供給電力的頻率、相位、施加時序而使其相異亦無妨。
(5)有關第一實施形態的效果
依據第一實施形態，發揮如下所示的一個或複數個效果。
(a)依據第一實施形態，將供給於反應氣體供給區域314的反應氣體設為電漿狀態並生成該反應氣體之活性種，並且將反應氣體設為電漿狀態時，按反應氣體供給區域314的不同部分獨立控制該反應氣體之活性種的活性度。藉此，能夠對反應氣體供給 區域314中的電漿分佈進行部分調整，並針對形成於晶圓200上的膜之膜厚或膜質等能夠抑制面內均勻性的降低。
(b)依據第一實施形態，在反應氣體供給區域314中的內周側部分與外周側部分獨立控制反應氣體之活性種之活性度。因此，即使複數個晶圓200載置於基座217，且該基座217上的空間由分割構造體劃分為放射狀，藉此形成為例如平面視呈扇狀之反應氣體供給區域314，藉此在反應氣體供給區域314之外周側產生電漿集中之類的偏倚的情況、或於內周側與外周側在相對於晶圓200的氣體暴露量上產生差異的情況下等，亦能夠於內周側與外周側對電漿分佈進行部分調整，且針對基座217的旋轉徑向能夠抑制晶圓200之面內均勻性的降低。
(c)而且，依據第一實施形態，被供給適用於電漿處理的電力平板電極351在基座217之旋轉徑向上被分割成複數個，且於被分割的各個平板電極(被高頻電力供給部)351a~351c供給不同的電力。因此，即使在裝設完成之後(組裝平板電極351之後)，適當設定供給至各平板電極351a~351c的電力，藉此能夠對反應氣體供給區域314上的電漿分佈進行部分調整。
(d)而且，依據第一實施形態，具備與各平板電極351a~351c個別對應而設置的阻抗調整部352a~352c，將不同的電力通過此等阻抗調整部352a~352c供給於各平板電極351a~351c。因此，與例如分別將高頻電源連接於各平板電極351a~351c的各個上的情況相比，能夠一邊抑制裝置構成的複雜化或裝置成本增加等，一邊對各平板電極351a~351c的各個上供給個別所希望電力。
<本發明的第二實施形態>
接著，針對本發明的第二實施形態，參照附圖進行說明。但是，在此主要針對與上述第一實施形態的相異點進行說明，針對其他點省略說明。
於第二實施形態中，電漿生成部的構成與第一實施形態的情況不同。在此進行說明的電漿生成部，係與作為微波激發高密度電漿的表面波電漿(Surface Wave Plasma，以下簡稱「SWP」。)對應者。藉由使用SWP，能夠在使用如第一實施形態的平板電極351的情況下無法實現的低電子溫度下生成高電子密度電漿，從而實現在低溫下不受損的製程處理。另外，針對SWP的詳細內容，由於係已知，故在此省略其說明。
(電漿生成部之構成)
圖15，係表示有關第二實施形態的基板處理裝置所具備的電漿生成部之一構成例的說明圖。於第二實施形態中，與SWP對應並且作為電漿生成部，於反應氣體供給區域314內配置有介電板361。所以，成為相對於反應氣體供給區域314通過氣體分配管317與反應氣體一同供給微波，並通過介電板361將微波導入反應氣體供給區域314內而形成表面波，藉由該表面波將電漿激發，藉此將反應氣體設為電漿狀態並生成該反應氣體之活性種。因此，於介電板361上，設有用於將微波導入至基座217上之晶圓200側的貫通孔362。
但是，介電板361與基座217上的晶圓200的距離，按反應氣體供給區域314之各部分而有不同。具體而言，介電板361與 例如基座217上的晶圓200的距離，相對於反應氣體供給區域314之內周側較遠，隨著朝向外周側逐漸靠近。
依據如此形成的介電板361，於反應氣體供給區域314內的內周側與外周側，成為反應氣體之活性種之活性度不同者。原因在於，如敘述般在反應氣體供給區域314之內周側微波通過介電板361的距離短，在反應氣體供給區域314之外周側微波通過介電板361的距離長，在反應氣體供給區域314內之內周側與外周側微波通過介電板361的距離不同。更詳細而言，原因為微波通過介電板361的距離越長，該微波的失活量越多，故自由基濃度(亦即，反應氣體之活性種之活性度)亦變低。
亦即，第二實施形態中的介電板361，係形成為與基座217上之晶圓200的距離於反應氣體供給區域314之內周側與外周側不同，藉此能夠於反應氣體供給區域314內之內周側與外周側調整電漿分佈。
(有關第二實施形態的效果)
依據第二實施形態，發揮如下所示的一個或複數個效果。
(a)依據第二實施形態，使介電板361之厚度在基座217之旋轉徑向上相異，藉此能夠將反應氣體供給區域314內的反應氣體之活性種之活性度(自由基濃度)以在內周側與外周側不同的方式進行部分調整。亦即，根據介電板361中的貫通孔362的距離，能夠調整被供給至晶圓200的反應氣體之活性種之活性度。因此，針對基座217之旋轉徑向能夠抑制晶圓200之面內均勻性的降低。
(b)依據第二實施形態，僅使介電板361之厚度方向的 大小在反應氣體供給區域314內之內周側與外周側上相異，就能夠抑制晶圓200之面內均勻性的降低，故亦不會導致裝置構成的複雜化等。
(第二實施形態之變形例)
再者，於第二實施形態中，針對介電板361之厚度，舉內周側較薄且隨著朝向外周側逐漸變厚的情況之例進行了說明，但亦可與其完全相反地構成該介電板361之厚度。即使在該情況下，亦能夠將反應氣體供給區域314內的反應氣體之活性種之活性度(自由基濃度)以在內周側與外周側不同的方式進行部分調整。
另外，於第二實施形態中，針對與SWP對應的情況進行了說明，但並不限定於此，例如即使為使用習知電漿生成部的情況(例如，藉由向平行平板施加電力而進行電漿激發的構成之情況)下，亦可設成藉由具備上述構成之介電板361而按反應氣體供給區域314內之不同部分調整反應氣體之活性種之活性度。
<本發明的第三實施形態>
接著，針對本發明的第三實施形態，參照附圖進行說明。但是，在此，主要針對與上述第一實施形態或第二實施形態的相異點進行說明，針對其他點省略說明。
於第三實施形態中，電漿生成部之構成與第一實施形態或第二實施形態的情況不同。
(電漿生成部的構成)
圖16，係表示有關第三實施形態的基板處理裝置所具備的電漿生成部之一構成例的說明圖。於第三實施形態中，作為電漿生成部，在反應氣體供給區域314內具備1對之棒狀電極371。1對之棒狀電極371中一方，係被供給來自高頻電源341的高頻電力者。再者，1對之棒狀電極371中另一方，係電氣接地者。
但是，1對之棒狀電極371係配置成按反應氣體供給區域314內之不同部分，其分離距離L相互不同。具體而言，形成為1對之棒狀電極371在反應氣體供給區域314內之內周側的相互分離距離L變寬，分離距離L隨著朝向外周側而逐漸變窄。
依據如上形成的1對之棒狀電極371，成為依照分離距離L的大小，於被供給高頻電力時生成的反應氣體之活性種之活性度不同者。具體而言，分離距離L越寬反應氣體之活性種之活性度變得越低，分離距離L越窄反應氣體之活性種之活性度變得越高。因此，若將高頻電力供給於上述1對之棒狀電極371中一方，則反應氣體之活性種之活性度在反應氣體供給區域314內之內周側變低，反應氣體之活性種之活性度在反應氣體供給區域314內之外周側變高。
亦即，第三實施形態中的1對之棒狀電極371，係配設成按反應氣體供給區域314之各部分，分離距離L相互不同，藉此能夠在反應氣體供給區域314內之內周側與外周側調整電漿分佈。
(有關第三實施形態的效果)
依據第三實施形態，發揮如下所示的一個或複數個效果。
(a)依據第三實施形態，藉由使1對之棒狀電極371的分 離距離L按反應氣體供給區域314內的各部分相異，藉此能夠將反應氣體供給區域314內的反應氣體之活性種之活性度(自由基濃度)以在內周側與外周側不同的方式進行部分調整。亦即，根據1對之棒狀電極371的分離距離L，能夠調整被供給至晶圓200的反應氣體之活性種之活性度。因此，針對基座217之旋轉徑向能夠抑制晶圓200之面內均勻性的降低。
(b)依據第三實施形態，僅使1對之棒狀電極371之分離距離L在反應氣體供給區域314內之內周側與外周側相異，就能夠抑制晶圓200之面內均勻性的降低，故亦不會導致裝置構成的複雜化等。
(第三實施形態之變形例)
再者，於第三實施形態中，針對1對之棒狀電極371的分離距離L，舉例內周側寬且隨著朝向外周側逐漸變窄的情況進行了說明，但亦可與其完全相反地構成。即使在該情況下，亦能夠將反應氣體供給區域314內的反應氣體之活性種之活性度(自由基濃度)以在內周側與外周側不同的方式進行部分調整。
<本發明的第四實施形態>
接著，針對本發明的第四實施形態，參照附圖進行說明。但是，在此主要針對與上述第一實施形態、第二實施形態或第三實施形態的相異點進行說明，針對其他點省略說明。
於第四實施形態中，電漿生成部之構成與第一實施形態、第二實施形態或第三實施形態的情況不同。
(電漿生成部之構成)
圖17，係表示有關第四實施形態的基板處理裝置所具備的電漿生成部之一構成例的說明圖。於第四實施形態中，如圖17(a)所示，作為電漿生成部，於反應氣體供給區域314內，具備捲繞有線圈381的筒狀氣體噴嘴382。
氣體噴嘴382，係如圖17(b)所示，成為內噴嘴383與外噴嘴384之雙重管構造。所以，構成為使供給至內噴嘴383之管內的反應氣體，通過設於內噴嘴383的狹縫385及設於外噴嘴384的氣體供給孔386，向反應氣體供給區域314內噴出。另外，氣體供給孔386，係等間隔地配置。
於內噴嘴383，捲繞有線圈381。線圈381係成為連接於高頻電源341及阻抗整合器342，並藉由被供給高頻電力而作為用於將反應氣體設為電漿狀態的電極發揮功能。再者，捲繞於內噴嘴383的線圈381，係為了不露出於反應氣體供給區域314內而被外噴嘴384包覆。
而且，線圈381，係由相對於內噴嘴383的捲繞數按反應氣體供給區域314的各部分不同所構成。具體而言，於反應氣體供給區域314內之內周側具備線圈381之捲繞數為縝密的部分387，並且於外周側具備線圈381之捲繞數為稀疏的部分388。
依據如上形成的線圈381及氣體噴嘴382，依照該線圈381的捲繞數的疏密，被供給高頻電力時生成的反應氣體之活性種之活性度不同。具體而言，線圈381之捲繞數越稀疏反應氣體之活性種之活性度變得越低，線圈381之捲繞數越縝密反應氣體之活性 種之活性度變得越高。因此，若一邊將高頻電力供給於上述線圈381一邊將反應氣體供給於氣體噴嘴382，則反應氣體之活性種之活性度於反應氣體供給區域314內之內周側變低，且反應氣體之活性種之活性度於反應氣體供給區域314內之外周側變高。
亦即，第四實施形態中的線圈381及氣體噴嘴382，係配設成線圈381之捲繞數按反應氣體供給區域314之各部分而不同，因此成為能夠藉此在反應氣體供給區域314內之內周側與外周側調整電漿分佈。
(有關第四實施形態的效果)
依據第四實施形態，發揮如下所示的一個或複數個效果。
(a)依據第四實施形態，使捲繞於氣體噴嘴382的線圈381之捲繞數按反應氣體供給區域314內之各部分相異，藉此能夠將反應氣體供給區域314內的反應氣體之活性種之活性度(自由基濃度)以在內周側與外周側不同的方式進行部分調整。亦即，根據線圈381之捲繞數，能夠調整被供給至晶圓200的反應氣體之活性種之活性度。因此，針對基座217之旋轉徑向能夠抑制晶圓200之面內均勻性的降低。
(b)依據第四實施形態，僅使捲繞於氣體噴嘴382的線圈381之捲繞數在反應氣體供給區域314內之內周側與外周側相異，就能夠抑制晶圓200之面內均勻性的降低，故亦不會導致裝置構成的複雜化等。
(第四實施形態之變形例)
再者，於第四實施形態中，針對線圈381之捲繞數，舉例內周側稀疏且外周側縝密的情況進行了說明，但亦可與其完全相反地構成。即使在該情況下，亦能夠將反應氣體供給區域314內的反應氣體之活性種之活性度(自由基濃度)以在內周側與外周側不同的方式進行部分調整。
<本發明的第五實施形態>
接著，針對本發明的第五實施形態，參照附圖進行說明。但是，在此主要針對與上述第一實施形態、第二實施形態、第三實施形態或第四實施形態的相異點進行說明，針對其他點省略說明。
於第五實施形態中，基板處理步驟與第一實施形態~第四實施形態的情況不同。
(基板處理步驟)
於在第五實施形態中說明的基板處理步驟中，相對於在其他基板處理裝置(但未圖示)上形成多晶矽(Poly-Si)膜作為第一膜(第一含矽膜)的晶圓200，以與該Poly-Si膜重疊的方式形成氮化矽(SiN)膜作為第二膜(第二含矽膜)。SiN膜的形成，係例如藉由使用六氯二矽烷(HCDS)氣體作為原料氣體，使用NH3氣體作為反應氣體而進行。另外，反應氣體係藉由在第一實施形態~第四實施形態中說明的任一個構成的電漿生成部，設為電漿狀態並生成該反應氣體之活性種者。以下說明中，舉例使用在第一實施形態中說明的構成之電漿生成部的情況。再者，第一含矽膜，係以矽為主要成分的膜即可，亦可為非晶矽膜、單晶矽膜、摻雜有預定元素的矽膜。在此預定元 素是指例如溴(B)、碳(C)、氮(N)、鋁(Al)、磷(P)、砷(As)中至少一種以上的元素。
圖18係表示在第五實施形態中進行的成膜處理之一具體例的說明圖。再者，圖例中，表示成為處理對象的晶圓200為4片的情況，但這僅是其中一例，為其他片數(例如5片以上)亦無妨。
在此，如圖18(a)所示，將以一方側的膜厚變厚、另一方側的膜厚變薄的方式，形成Poly-Si膜的晶圓200作為處理對象。相對於這種晶圓200，在以與Poly-Si膜重疊方式形成SiN膜的情況下，以如下程序進行基板處理步驟。
若在其他基板處理裝置(但未圖示)上於晶圓200之面上形成Poly-Si膜，則針對該晶圓200，使用測定裝置(但未圖示)測定Poly-Si膜之特性。具體而言，測定例如Poly-Si膜之膜厚分佈、膜質(結晶性)分佈、膜應力分佈、膜組成分佈、電容率分佈、電阻值分佈、凹凸尺寸等。針對此等測定的詳細內容，由於係公知，故在此省略其說明。與被測定的Poly-Si膜之特性相關的資訊(以下，簡稱「特性資訊」。)，係輸入至進行SiN膜的形成的基板處理裝置100之控制器221內。特性資訊向控制器221的輸入，亦可手動進行，亦可利用網絡或外部記憶裝置等進行。
若被輸入特性資訊，則控制器221係根據該特性資訊，對缺口對準裝置106給予指示，以便進行晶圓200的朝向方位的檢測及該朝向方位的修正。另外，控制器221係對真空搬送機械手臂112給予指示，以便將晶圓200以基於缺口對準裝置106的修正後的朝向方位搬入製程腔室202a內。若如上那般晶圓200被搬入製程腔室202a內，則於該製程腔室202a內，開始進行SiN膜相對於被搬入的 晶圓200的成膜處理。
此時，電漿生成部係調整朝向平板電極351的電力供給量，以便Poly-Si膜和SiN膜的合計膜厚分佈變得平坦。具體而言，根據被輸入至控制器221的特性資訊及缺口對準裝置106下的位置契合的結果，如圖18(b)所示，一邊調整朝向平板電極351的電力供給量，一邊於被形成有該Poly-Si膜的晶圓200之面上形成SiN膜，以便與Poly-Si膜相反之一側的膜厚為薄，且另一側的膜厚為厚。
如這般則在Poly-Si膜上層疊而形成SiN膜的晶圓200，係在那之後從製程腔室202a內被搬出而收容於晶圓盒109。
依據如上的基板處理步驟，於形成有Poly-Si膜的晶圓200之面上形成SiN膜的情況下，藉由在反應氣體供給區域314內之內周側與外周側調整電漿分佈，能夠使Poly-Si膜和SiN膜的合計膜厚分佈成為平坦的調諧。亦即，反應氣體供給區域314內的電漿分佈，係根據成為處理對象的晶圓200，調整為於該反應氣體供給區域314內一部分不同亦無妨。
(有關第五實施形態的效果)
依據第五實施形態，發揮如下所示的一個或複數個效果。
(a)依據第五實施形態，將反應氣體設為電漿狀態時，能夠於反應氣體供給區域314之內周側與外周側部分調整電漿分佈，並且針對在晶圓200上形成的膜之膜厚或膜質等能夠抑制面內均勻性的降低。
(b)依據第五實施形態，藉由根據成為處理對象的晶圓200對反應氣體供給區域314中的電漿分佈進行部分調整，例如在 形成完成的膜存在的晶圓200之面上形成新的膜的情況下，能夠使各膜之合計膜厚分佈成為平坦。亦即，即使為相關的情況，亦能夠抑制晶圓200上的面內均勻性的降低。
<本發明的另一實施形態>
以上，針對本發明的第一實施形態至第五實施形態進行了具體說明，但本發明係並不限定於上述各實施形態，在不脫離該要旨的範圍內，能夠作各種變更。
(氣體種類)
而且，例如上述各實施形態中，於基板處理裝置所進行的成膜步驟中，可舉例如使用TiCl4氣體作為原料氣體(第一處理氣體)、使用NH3氣體作為反應氣體(第二處理氣體)，並藉由交替供給此等而在晶圓200上形成TiN膜的情況，但本發明係並不限定於這些。亦即，用於成膜處理的處理氣體，係並不限定於TiCl4氣體或NH3氣體等，使用其他種類的氣體形成其他種類的薄膜亦無妨。另外，即使在使用三種以上的處理氣體的情況下，只要交替供給此等進行成膜處理，就能夠適用本發明。
(處理區域之劃分數量)
上述各實施形態中，可舉例如作為氣體供給板310中的複數個氣體供給區域313~315，分別包含2個以上原料氣體供給區域313與反應氣體供給區域314，並且包含介於原料氣體供給區域313與反應氣體供給區域314之間的惰性氣體供給區域315的情況，但本發明並 不限定於此。亦即，本發明係若為處理空間被劃分為複數個處理區域的基板處理裝置，就能夠使用。
圖19係表示本發明之另一實施形態的基板處理裝置中的處理區域之劃分態樣之一例的說明圖。再者，圖例中為了謀求理解上的容易性，表示出氣體供給板310係分別各具有2個原料氣體供給區域313(圖中之符號A)與反應氣體供給區域314(圖中之符號B)的情況。
圖19(a)所示的例子中，以原料氣體供給區域313(圖中之符號A)與反應氣體供給區域314(圖中之符號B)分別成為同等面積的方式，各氣體供給區域313、314依此被劃分。於這種構成的氣體供給板310中，晶圓200通過原料氣體供給區域313與反應氣體供給區域314的時間、亦即將晶圓200暴露在原料氣體及反應氣體之各個上的時間大致相同。但是，根據應在晶圓200上形成的薄膜之種類，未必必須使晶圓200暴露在原料氣體及反應氣體之各個上的時間大致相同，還可能存在相互之時間不同會比較適當的情況。例如，圖19(b)中所示的例子中，以反應氣體供給區域314(圖中之符號B)之面積較原料氣體供給區域313(圖中之符號A)之面積變得更大的方式，各氣體供給區域313、314被劃分。於這種構成之氣體供給板310中，藉由相對於晶圓200使反應氣體之供給量較原料氣體更多，而能夠增加各氣體之反應量。又，與其相反地，還可能存在反應氣體供給區域314(圖中之符號B)之面積較原料氣體供給區域313(圖中之符號A)之面積更小會比較適當的情況。
圖20係表示本發明之另一其他實施形態的基板處理裝置中的處理區域之劃分態樣之一例的說明圖。圖例中，作為原料 氣體供給區域，表示出包含將第一原料氣體供給於晶圓200的第一原料氣體供給區域313、及將與第一原料氣體不同的第二原料氣體供給於晶圓200的第二原料氣體供給區域319的情況。作為第一原料氣體，與上述各實施形態的情況相同地，例如使用TiCl4氣體。再者，作為第二原料氣體，例如使用三甲鋁(TMA)氣體。另外，針對反應氣體(NH3氣體)及惰性氣體(N2氣體)，與上述各實施形態的情況相同。若供給這種種類的氣體，則能夠於晶圓200上形成作為三元合金的氮化鋁鈦(TiAlN)之薄膜。
圖20(a)所示例子中，以第一原料氣體供給區域313(圖中之符號A)和反應氣體供給區域314(圖中之符號B)和第二原料氣體供給區域319(圖中之符號C)成為分別相等的面積的方式，各氣體供給區域313、314、319依此被劃分。於這種構成之氣體供給板310中，晶圓200通過第一原料氣體供給區域313和第二原料氣體供給區域319和反應氣體供給區域314的時間、亦即將晶圓200暴露在第一原料氣體、第二原料氣體及反應氣體之各個中的時間大致相同。與此相對地，圖20(b)中所示的例子中，以反應氣體供給區域314(圖中之符號B)之面積較第一原料氣體供給區域313(圖中之符號A)及第二原料氣體供給區域319(圖中之符號C)之面積變得更大的方式，各氣體供給區域313、314、319依此被劃分。於這種構成之氣體供給板310中，藉由相對於晶圓200使反應氣體的供給量較第一原料氣體及第二原料氣體更多，而能夠增加各氣體之反應量。
另外，作為處理區域之劃分態樣，雖然未圖示，但除原料氣體供給區域之外，亦可為包含第一反應氣體供給區域與第二反應氣體供給區域者。具體而言，作為原料氣體例如使用 HCDS(Si2Cl6)氣體，作為第一反應氣體例如使用NH3氣體，作為第二反應氣體例如使用氧氣(O2氣體)。若供給這種種類的氣體，則能夠於晶圓200上形成SiON的薄膜。
又，能夠進一步追加供給碳原料氣體的區域，而進行如SiOCN的多元薄膜的成膜。
(相對位置移動)
於上述各實施形態中，舉例藉由使基座217或匣盒頭300旋轉，而使基座217上的各晶圓200與匣盒頭300的相對位置移動的情況，但本發明並不限定於此。亦即，本發明，係若為使基座217上的各晶圓200與匣盒頭300的相對位置移動者，則未必必須係各實施形態中說明的旋轉驅動式者，即使為利用例如傳送帶等的直動式者，亦能夠完全同樣地適用。
(其他)
於上述的各實施形態中，作為基板處理裝置進行的製程處理舉例成膜處理，但本發明係並不限定於此。亦即，若為基板依序通過複數個處理區域的製程處理，則除成膜處理之外，亦可為形成氧化膜、氮化膜的處理、形成包含金屬的膜的處理。而且，對基板處理的具體內容係不過問，不僅成膜處理，退火處理、氧化處理、氮化處理、擴散處理、光刻處理等亦能夠較佳地適用於其他基板處理。再者，本發明係還能夠較佳地適用於其他基板處理裝置、例如退火處理裝置、氧化處理裝置、氮化處理裝置、曝光裝置、塗佈裝置、乾燥裝置、加熱裝置及利用電漿的處理裝置等其他基板處理裝置。 並且，本發明，係亦可混合此等裝置，而且，能夠將某一實施形態之構成的一部分替換成其他實施形態之構成，又，還能夠於某一實施形態之構成追加其他實施形態之構成。並且，針對各實施形態之構成的一部分，還能夠進行其他構成的追加、刪除、及置換。
<本發明的較佳態樣>
以下，針對本發明之較佳態樣進行附記。
[附記1]
依據本發明之一態樣，提供一種基板處理裝置，其具備：基板載置部，基板被載置於其上；分割構造體，在與上述基板載置部相對向的空間形成處理區域；氣體供給部，將處理氣體供給至上述分割構造體所形成的上述處理區域；電漿生成部，將上述氣體供給部對上述處理區域進行供給的處理氣體設為電漿狀態並生成該處理氣體之活性種，並且在設為上述電漿狀態時將上述活性種之活性度按上述處理區域之各部分獨立控制。
[附記2]
較佳係提供一種如附記1之基板處理裝置，其中，上述基板載置部係具有複數個基板被配置成圓周狀的基板載置面；上述分割構造體係配置成從上述圓周狀的中心以放射狀形成複數個上述處理區域；上述電漿生成部係設於上述分割構造體所形成的複數個上述處理區域中之一個以上，至少在上述圓周狀的中心側的一部分與外周側的一部分獨立控制上述活性種之活性度者。
[附記3]
較佳係提供一種如附記1或2之基板處理裝置，其中，上述電漿生成部，係具備：複數個被高頻電力供給部，按上述處理區域的各部分分別設置；及阻抗調整部，與上述複數個被高頻電力供給部的各個對應設置。
[附記4]
較佳係提供一種如附記3之基板處理裝置，其中，上述被高頻電力供給部係由配設成與上述基板相對向的平板電極構成。
[附記5]
較佳係提供一種如附記4之基板處理裝置，其中，上述電漿生成部係具備配設於上述平板電極與上述基板之間的接地電極。
[附記6]
較佳係提供一種如附記4之基板處理裝置，其中，上述基板載置部係作為接地電極發揮功能。
[附記7]
較佳係提供一種如附記4之基板處理裝置，其中，上述電漿生成部係具備在與上述平板電極相同的平面上配設在與該平板電極不重疊的位置上的接地電極。
[附記8]
較佳係提供一種如附記1至7中任一項之基板處理裝置，其中，上述電漿生成部係於上述處理區域內，具備形成為與上述基板的距離按該處理區域的各部分而不同的介電板。
[附記9]
較佳係提供一種如附記8之基板處理裝置，其中，於上述介電板被供給微波。
[附記10]
較佳係提供一種如附記1或2之基板處理裝置，其中，上述電漿生成部係具備配置成按上述處理區域的各部分而分離距離相互不同的1對電極。
[附記11]
較佳係提供一種如附記1或2之基板處理裝置，其中，上述電漿生成部係具備電極，其電極具有捲繞在配設於上述處理區域內的筒狀氣體噴嘴周圍的線圈，且構成為該線圈向上述氣體噴嘴的捲繞數按上述處理區域的各部分而不同。
[附記12]
依據本發明之另一態樣提供一種電漿生成機構，其為將被供給於處理區域的處理氣體設為電漿狀態並生成該處理氣體之活性種的電漿生成機構，其中，具有設為上述電漿狀態時，按上述處理區 域之各部分獨立控制上述活性種之活性度的電極構造。
[附記13]
依據另一其他態樣提供一種半導體裝置的製造方法，其具備：基板載置步驟，將基板載置於基板載置部上；氣體供給步驟，將處理氣體供給於形成在與上述基板載置部相對向的空間上的處理區域；及電漿生成步驟，其將供給於上述處理區域的處理氣體設為電漿狀態並生成該處理氣體之活性種，並且設為上述電漿狀態時按上述處理區域之各部分獨立控制上述活性種之活性度。
[附記14]
依據本發明之另一其他態樣，提供一種程式，其使電腦執行：基板載置步驟，將基板載置於基板載置部上；氣體供給步驟，將處理氣體供給於形成在與上述基板載置部相對向的空間上的處理區域；及電漿生成步驟，其將供給於上述處理區域的處理氣體設為電漿狀態並生成該處理氣體之活性種，並且設為上述電漿狀態時按上述處理區域之各部分而獨立控制上述活性種之活性度。
[附記15]
依據本發明之另一其他態樣，提供一種記錄媒體，其記錄使電腦執行如下步驟的程式：上述步驟，係基板載置步驟，將基板載置於基板載置部上；氣體供給步驟，將處理氣體供給於形成在與上述基板載置部相對向的空間上的處理區域；及電漿生成步驟，其將供給於上述處理區域的處理氣體設為電漿狀態並生成該處理氣體之 活性種，並且設為上述電漿狀態時按上述處理區域之各部分獨立控制上述活性種之活性度。
313‧‧‧原料氣體供給區域
314‧‧‧反應氣體供給區域
341‧‧‧高頻電源
351‧‧‧平板電極(被高頻電力供給部)
351a‧‧‧平板電極(被高頻電力供給部)
351b‧‧‧平板電極(被高頻電力供給部)
351c‧‧‧平板電極(被高頻電力供給部)
352a‧‧‧阻抗調整部
352b‧‧‧阻抗調整部
352c‧‧‧阻抗調整部
A‧‧‧原料氣體供給區域
B‧‧‧反應氣體供給區域

Claims (15)

  1. 一種基板處理裝置，其具備：基板載置部，基板被載置於其上；分割構造體，在與上述基板載置部相對向的空間形成處理區域；氣體供給部，將處理氣體供給至上述分割構造體所形成的上述處理區域；電漿生成部，使上述氣體供給部對上述處理區域進行供給的處理氣體成為電漿狀態並生成該處理氣體之活性種，並且在成為上述電漿狀態時將上述活性種之活性度依上述處理區域之各部分獨立控制。
  2. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述基板載置部係具有複數個基板被配置成圓周狀的基板載置面，上述分割構造體係配置成從上述圓周狀的中心以放射狀形成複數個上述處理區域，上述電漿生成部係設於上述分割構造體所形成的複數個上述處理區域中之一個以上，至少在上述圓周狀的中心側的一部分與外周側的一部分獨立控制上述活性種之活性度。
  3. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述電漿生成部係具備：複數個被高頻電力供給部，係依上述處理區域的各部分分別設置；及阻抗調整部，係與上述複數個被高頻電力供給部的各個對應設置。
  4. 如請求項2之基板處理裝置，其中，上述電漿生成部係具備：複數個被高頻電力供給部，係依上述處理區域的各部分分別設置；及阻抗調整部，係與上述複數個被高頻電力供給部的各個分別對應而設置。
  5. 如請求項3之基板處理裝置，其中，上述被高頻電力供給部係由配設成與上述基板相對向的平板電極構成。
  6. 如請求項5之基板處理裝置，其中，上述電漿生成部係具備配設於上述平板電極與上述基板之間的接地電極。
  7. 如請求項5之基板處理裝置，其中，上述基板載置部係連接於接地電位。
  8. 如請求項5之基板處理裝置，其中，上述電漿生成部係具備在與上述平板電極相同的平面上配設在與該平板電極不重疊的位置上的接地電極。
  9. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述電漿生成部係於上述處理區域內，具備形成為與上述基板的距離依該處理區域的各部分而不同的介電板。
  10. 如請求項5之基板處理裝置，其中，上述電漿生成部係於上述處理區域內，具備形成為與上述基板的距離依該處理區域的各部分而不同的介電板。
  11. 如請求項9之基板處理裝置，其中， 於上述介電板供給微波。
  12. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述電漿生成部係具備配置成依上述處理區域的各部分分離距離相互不同的1對電極。
  13. 如請求項2之基板處理裝置，其中，上述電漿生成部係具備配置成依上述處理區域的各部分分離距離相互不同的1對電極。
  14. 一種半導體裝置的製造方法，其具備：將基板載置於基板載置部上之步驟；將處理氣體供給至在與上述基板載置部相對向的空間所形成之處理區域的步驟；及使供給於上述處理區域的處理氣體成為電漿狀態並生成該處理氣體之活性種，並且在成為上述電漿狀態時依上述處理區域之各部分獨立控制上述活性種之活性度的步驟。
  15. 一種記錄媒體，其記錄使電腦執行如下程序的程式，上述程序係：將基板載置於基板載置部上之程序；將處理氣體供給至在與上述基板載置部相對向的空間所形成之處理區域的程序；及使供給於上述處理區域的處理氣體成為電漿狀態並生成該處理氣體之活性種，並且在成為上述電漿狀態時依上述處理區域之各部分獨立控制上述活性種之活性度的程序。
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