TWI526569B - 成膜裝置、成膜方法、以及記憶媒體 - Google Patents
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Description
本發明係有關一種在真空環境中將複數種之反應氣體依序供應至基板表面以形成薄膜之成膜裝置、成膜方法、以及記憶媒體。
在對於例如由矽(Si)所構成，且在表面已形成包含柱狀或線狀之凸部圖案之半導體晶圓等基板(以下稱為「晶圓」)進行例如氧化矽(SiO2)膜之成膜時，有使用ALD(Atomic Layer Deposition：原子層沉積)或MLD(Molecular Layer Deposition：分子層沉積)等成膜方法。具體而言，係在真空環境下將含有矽之有機系氣體與氧化氣體交互的供應至晶圓，以積層由反應產物所構成之原子層或分子層，藉以形成由氧化矽膜所構成的薄膜。由該成膜方法所形成之薄膜，在該成膜方法中的成膜溫度係低於以往之CVD法(Chemical Vapor Deposition：化學氣相沉積)等，因此，會發生例如有機系氣體中的有機物殘留在薄膜中成為雜質而不具有良好緻密性的情形。
是以，有檢討在積層薄膜之後，將例如含氧(O2)之處理氣體之電漿照射於晶圓，以使反應產物改質達到緻密化的方法，然而，當薄膜之膜厚較電漿可進入(穿透)之膜厚為厚的情形時，對於薄膜之下層側之改質不易進行。另一方面，當薄膜之膜厚較電漿可進入之膜厚為薄的情形時，如圖1所示，恐會造成電漿到達薄膜之底層(即晶圓)而氧化例如矽層表面的情形。在此情形，會造成上述之凸部之寬度d較設計尺寸為窄，而不能得到所要的電氣特性。
此外，例如將上述之氧化矽膜作為閘極氧化膜使用的情形，以ALD法或CVD法所積層的薄膜中，恐會有該薄膜與晶圓間的界面之平坦性較熱氧化膜等為差而形成缺陷之虞。
在專利文獻1~3中，雖有記載ALD法等，但並未檢討上述之問題點。
專利文獻1：美國專利公報7,153,542號
專利文獻2：日本專利3144664號公報
專利文獻3：美國專利公報6,869,641號
本發明係有鑑於上述情況，所提供之技術在於，在使得於真空環境下將複數種之反應氣體供應至基板之循環反覆進行複數次以形成薄膜時，可在整個膜厚方向獲得緻密的薄膜。再者，本發明提供了可獲得良好元件構造之技術。
依照本發明之第1態樣，係提供一種成膜裝置，係使得在真空環境中將複數種反應氣體依序供應至基板的循環反覆進行複數次以形成薄膜，而複數種反應氣體中之第1反應氣體係和被吸附於基板之第2反應氣體的分子發生反應而形成薄膜成分；其特徵在於，具備：載置台，係設在真空容器內，具有用以載置基板之基板載置區域；真空排氣機構，係用以對該真空容器內進行真空排氣；複數個反應氣體供應部，係用以將該複數種反應氣體分別供應至被載置於該基板載置區域之基板；電漿產生部，係將含有能與被吸附於基板之該第2反應氣體的分子發生反應之成分的電漿在薄膜之形成中供應於基板，來進行基板上之薄膜的改質處理；以及控制部，係以在薄膜之形成途中的一個時點將該電漿產生部對薄膜所供應之電漿的強度變更成與該一個時點以前對薄膜所供應之電漿強度為相異強度的方式輸出控制信號。
依照本發明之第2態樣，係提供一種成膜方法，係使得在真空環境中將複數種反應氣體依序供應至基板的循環反覆進行複數次以形成薄膜，而複數種反應氣體中之第1反應氣體係和被吸附於基板之第2反應氣體的分子發生反應而形成薄膜成分；其特徵在於，具備以下步驟：將基板載置於設在真空容器內之載置台之基板載置區域；對該真空容器內進行真空排氣；將複數種反應氣體由複數個反應氣體供應部分別依序供應至被載置於該基板載置區域之基板，以形成薄膜；將含有能與被吸附於基板之該第2反應氣體的分子發生反應之成分的電漿在薄膜之形成中自電漿產生部供應於基板，來進行基板上之薄膜的改質處理；及在薄膜之形成途中的一個時點，將該電漿產生部對薄膜所供應之電漿的強度變更成與該一個時點以前對薄膜所供應之電漿強度為相異強度。
依照本發明之第3態樣，係提供一種成膜方法，係使得在真空環境中將複數種反應氣體依序供應至基板的循環反覆進行複數次以形成薄膜，而複數種反應氣體中之第1反應氣體係和被吸附於基板之第2反應氣體的分子發生反應而形成薄膜成分；其特徵在於，具備以下步驟：將基板載置於設在真空容器內之載置台之基板載置區域；對該真空容器內進行真空排氣；將該複數種反應氣體，從對應之複數個反應氣體供應部朝該載置台供應；將包含有能與被吸附於該基板之該第2反應氣體之分子、或基板之一部分或全部發生反應之成分之電漿，從電漿產生部供應至基板；使該載置台繞垂直軸旋轉，以使該載置台之基板載置區域依序通過沿該真空容器之圓周方向彼此分離設置之區域，即：被供應該複數種反應氣體中之第1反應氣體之供應區域、能與被吸附於基板之第2反應氣體的分子發生反應而形成薄膜成分之反應氣體的反應區域、以及相較於該反應區域設置在載置台之旋轉方向下游側而從該電漿產生部供應該電漿之電漿區域。
依照本發明之實施形態，在使得於真空環境中將複數種之反應氣體依序供應至基板之循環反覆進行複數次而形成薄膜時，係在薄膜的形成當中將電漿供應至基板以進行基板上之薄膜的改質處理，因此，可在膜厚方向獲得緻密的薄膜。又，由於係在薄膜的形成途中變更電漿的強度，因此，可控制例如電漿對底膜的影響，或者是，能夠將薄膜在膜厚方向之緻密程度控制成一致等，而能有利於獲得良好的元件構造。
(第1實施形態)
以下參照圖2~圖8，以說明本發明之第1實施形態之一例的成膜裝置。該成膜裝置中具備：扁平之真空容器1，其係如圖2(係沿圖4之I-I’線之剖面圖)所示般，平面形狀呈概略圓形；及旋轉台2，其係作為載置台而設在該真空容器1內，並在該真空容器1之中心具有旋轉中心。真空容器1係以可將頂板11從容器本體12卸除之方式而構成。頂板11係藉由真空容器1內的減壓，經由在容器本體12之上面的周緣部設置成環狀之密封構件(例如O型環13)被拉引向容器本體12之側而維持於氣密狀態，但由容器本體12分離時，係藉由未圖示之驅動機構而被上提。
旋轉台2在中心部被固定於圓筒形狀之核心部21，該核心部21，被固定於朝垂直方向伸展之旋轉軸22的上端。旋轉軸22係貫通真空容器1的底部14，其下端部被安裝至用以將該旋轉軸22垂直地繞軸旋轉(在此例係朝順時針)之旋轉機構、即驅動部23。旋轉軸22及驅動軸23被收納至在上面設有開口之筒狀的殼體20內。該殼體20，設置在其上面之凸緣部分係氣密地被安裝在真空容器1之底部14的下面，以維持殼體20內之內部環境與外部環境的氣密狀態。
在旋轉台2的表面部，如圖3及圖4所示，沿著旋轉方向(圓周方向)設有用以載置複數片(例如5片)基板(即半導體晶圓，以下稱為「晶圓」)W之圓形狀的凹部24。該晶圓W係由例如直徑尺寸為300mm之矽(Si)所構成，如圖9所示，在表面於複數個位置形成有柱狀或線狀之凸部90。凸部90具有寬度d。再者，在圖4為方便起見僅在1個凹部24繪出晶圓W。
凹部24具有僅稍大於晶圓W直徑(例如大4mm的直徑)，以及與晶圓W厚度相等的深度。因此，在將晶圓W載置於凹部24後，晶圓W的表面與旋轉台2的表面(未載置晶圓W的區域)一致。在凹部24的底面，形成有未圖示之貫通孔，以供後述之升降銷(例如3支)的貫通，用來支撐晶圓W的內面以供升降該晶圓W。凹部24係用以對晶圓W定位以避免因旋轉台2之旋轉所伴隨的離心力而飛出，相當於是基板載置區域。
如圖3及圖4所示，在與旋轉台2之凹部24的通過區域相對向的位置，以在真空容器1之圓周方向(旋轉台2的旋轉方向)隔著間隔且呈放射狀的方式而分別配置有：以例如石英所構成的第1反應氣體噴嘴31及第2反應氣體噴嘴32；2支之分離氣體噴嘴41、42；作為電漿產生部之活化氣體噴射器220。在此例中，以後述之搬送口15作為觀看起點時，依順時針方向(旋轉台2的旋轉方向)依序配置有：活化氣體噴射器220、分離氣體噴嘴41、第1反應氣體噴嘴31、分離氣體噴嘴42、及第2反應氣體噴嘴32；活化氣體噴射器220及噴嘴31、32、41、42可分別被安裝成例如從真空容器1之外周壁朝旋轉台2之旋轉中心對向於晶圓W而水平延伸。各噴嘴31、32、41、42之基端部、即氣體導入埠31a、32a、41a、42a係貫通真空容器1的外周壁。反應氣體噴嘴31係作為第1反應氣體供應部的功能，反應氣體噴嘴32係作為第2反應氣體供應部的功能，分離氣體41、42係作為分離氣體供應部的功能。有關於活化氣體噴射器220則容待後述。
第1反應氣體噴嘴31係經由流量調整閥等，而連接至包含Si(矽)之第1反應氣體、例如二異丙基胺基矽烷氣體或BTBAS(雙四丁基胺基矽烷)、SiH2(NH-C(CH3)3)2)氣體的氣體供應源(均未圖示)。第2反應氣體噴嘴32，則是同樣經由流量調整閥等連接至第2反應氣體、例如O3(臭氧)與O2(氧氣)之混合氣體的氣體供應源(均未圖示)。分離氣體噴嘴41、42則分別係經由流量調整閥等而與分離氣體、即N2(氮氣)之氣體供應源(均未圖示)連接。再者，在以下為方便起見，以O3氣體作為第2反應氣體的說明例。
在反應氣體噴嘴31、32的下面側，沿著此等噴嘴31、32之長度方向在複數個位置以例如等間隔方向而形成氣體噴出口(未圖示)。在反應氣體噴嘴31的下方區域，係作為使含矽氣體吸附於晶圓W之第1處理區域P1，在反應氣體噴嘴32之下方區域，係作為使吸附於晶圓W之含矽氣體與O3發生反應之第2處理區域P2。
在分離氣體噴嘴41、42的下面側，以例如等間隔方式而形成氣體噴出孔(未圖示)。其等分離氣體噴嘴41、42係形成了用以將第1處理區域P1與第2處理區域P2分離之分離區域D，在該分離區域D中之真空容器1之頂板11，如圖3及圖4所示般，形成有大略為扇形之凸狀部4。分離氣體噴嘴41、42被收置在形成於該凸狀部4之溝槽部43內。
分離氣體噴嘴41、42在旋轉台2之圓周方向兩側，為了阻止各反應氣體間的混合，存有在凸狀部4之下面、例如平坦且低的天花板面44(第1天花板面)，在該天花板面44之圓周方向的兩側，存在有較該天花板面44為高的天花板面45(第2天花板面)。亦即，以分離氣體噴嘴41為例，可阻止從旋轉台2之旋轉方向上游側侵入第2反應氣體，又，可阻止從旋轉方向下游側侵入第1反應氣體。
另一方面，在頂板11的下面，如圖6、圖7所示般，設有突出部5，其與凸狀部4在旋轉中心側之部位係連續形成，且其下面與凸狀部4之下面(天花板面44)形成為等高。圖3及圖4係在較天花板面45為低且較分離氣體噴嘴41、42為高的位置將頂板11水平切斷以表示之。又，在圖2中，係表示設有高的天花板面45之區域之縱剖面，在圖6中，係表示設有低的天花板面44之區域之縱剖面。
在凸狀部4的周緣部(真空容器1之外緣側的部位)，如圖3及圖6所示般，為了阻止各反應氣體間的混合，係以對向於旋轉台2之外端面且與容器12僅隔開微幅距離之方式，形成有成L字形彎曲之彎曲部46。在彎曲部46之內周面與旋轉台2之外端面之間隙、以及彎曲部46之外周面與容器本體12間之間隙，其設定之尺寸可舉例為與天花板面44相對於旋轉台2之表面的高度相同。
容器本體12的內周壁在分離區域D以外的部位，如圖2所示，從例如與旋轉台2之外端面呈對向之部位遍及底部14形成有縱剖面形狀為矩形且在外方側呈內凹所區劃出之空間。以下，係將與第1處理區域P1連通之空間稱為第1排氣區域E1，將與第2處理區域P2連通之空間稱為第2排氣區域E2。如圖2及圖4所示，在第1排氣區域E1的底部形成有第1排氣口61，在第2排氣區域E2的底部形成有第2排氣口62。第1排氣口61及第2排氣口62，如圖2所示般，係分別經由排氣管63而連接至真空排氣機構例如真空泵64。又，在排氣管63設有用以調整真空容器1內之壓力之壓力調整部65。
在旋轉台2與真空容器1之底部14之間的空間內，如圖2及圖6所示般設有作為加熱部之加熱單元7，係經由旋轉台2而將旋轉台2上之晶圓W加熱成在製程配方中所決定的溫度例如300℃。在旋轉台2之周緣附近之下方側，以整個繞著加熱單元7之方式設有環狀之覆蓋構件71，用以將從旋轉台2之上方空間至排氣區域E1、E2之環境氣體與加熱單元7所處環境氣體加以區隔，以阻止氣體侵入旋轉台2的下方區域。該覆蓋構件71包含：內側構件71a，其係將旋轉台2之外緣部及該外緣部之外周側以從下方側近鄰之方式而設置；及外側構件71b，其係設置於該內側構件71a與真空容器1之內壁面之間。該外側構件71b在前述之排氣口61、62之上方側係成為用以使其等排氣口61、62與旋轉台2之上方區域相連通之例如切成圓弧狀而成為排氣區域E1、E2，在彎曲部46之下方側係以上端面近接於該彎曲部46之方式而配置。
真空容器1的底部14，設有接近核心部21之往上方側突出的突出部12a。在該突出部12a與核心部21之間成為狹小空間，在該殼體20內設有沖洗氣體供應管72，用以將沖洗氣體、即N2氣體供應至上述之狹小空間內進行沖洗。又，在真空容器1之底部14，在加熱單元7之下方側位置之圓周方向的複數個位置設有沖洗氣體供應管73，用以沖洗加熱單元7之配置空間。在該加熱單元7與旋轉台2之間，為了避免氣體侵入設置有該加熱單元之區域，遂設有將從前述之外側構件71b之內周壁至突出部12a之上端部之間在整個圓周方向加以連接之(例如石英所構成)之覆蓋構件7a。
又，在真空容器1之頂板11的中心部連接著分離氣體供應管51，以對頂板11與核心部21之間的空間52供應作為分離氣體之N2氣體。被供應至該空間52之分離氣體可防止反應氣體(含矽氣體及O3氣體)經由突出部5與旋轉台2之狹小縫隙50而沿旋轉台2之晶圓載置區域的表面朝周緣噴出，然後經由旋轉台2的中心部而混合。再者，由頂板11、核心部21、及突出部5所區劃出的區域稱為中心區域C。
再者，在真空容器1的側壁，如圖3、圖4所示，形成有搬送口15，用以在外部之搬送臂10與旋轉台2之間收授基板(即晶圓W)，該搬送口15係藉由未圖示之球閥所開閉。又，在旋轉台2之作為晶圓載置區域的凹部24，係在面靠該搬送口15的位置進行與搬送臂10間之晶圓W的收授，因此，在旋轉台2之下方側之與收授位置相對應的部位設有用以貫通凹部24而將晶圓W從內面上提之收授用的升降銷及其升降機構(均未圖示)。
接著詳述已提及之活化氣體噴射器220。活化氣體噴射器220之作用在於，在載置有晶圓W之凹部24的上方側從旋轉台2之中心側直到旋轉台2之外周側產生電漿，藉由電漿而對於因含矽氣體與O3之反應而在晶圓W上成膜之反應產物、即氧化矽膜(SiO2膜)實施改質。該活化氣體噴射器220，如圖5及圖8所示，具備：由例如石英所構成之處理氣體供應部、即導氣噴嘴34，係用以將電漿產生用之處理氣體供應至真空容器1內；彼此平行之1對護套管35a、35b，其係設在該導氣噴嘴34於旋轉台2之旋轉方向下游側，用以對於由導氣噴嘴34所導入之處理氣體實施電漿化。導氣噴嘴34及護套管35a、35a係以各自與旋轉台2上之晶圓W成為平行、且與旋轉台2之旋轉方向正交之方式，各自從設在真空容器1之外周面之基端部80a朝旋轉台2之中心部側保持氣密地插入真空容器1內。又，在護套管35a、35b之基端側係連接著保護管37(圖3及圖8)。導氣噴嘴34沿長度方向形成有複數個氣孔341。
再者，如圖4所示般，在導氣噴嘴34連接著用以供應電漿產生用之處理氣體之電漿氣體導入流路251的一端側，而該電漿氣體導入流路251的另一端側則分岐為二，分別經由球閥252及流量調整部253連接至Ar(氬)氣的供應源254及O2的供應源255。
護套管35a、35b係由例如石英、氧化鋁、或是氧化釔(Y2O3)所構成。如圖8所示，在護套管35a、35b的內部分別插入例如由鎳合金或鈦等所構成之電極36a、36b，藉此而構成平行電極。在其等電極36a、36b之下端面與旋轉台2上之晶圓W的表面之間的分離距離k，在本實施形態中的例子為7mm。在其等之電極36a、36b，如圖4所示，係經由整合器225而連接於用以供應例如13.56MHz、500W以下之高頻電力的高頻電源224，並藉後述之控制部100來調整供應至電極36a、36b的電量。再者，在圖8以外，對護套管35a、35b係簡化示之。
如圖8所示，在導氣噴嘴34及護套管35a、35b設有覆蓋體221。覆蓋體221係以對導氣噴嘴34及護套管35a、35b從上方及側方(長邊方向及短邊方向之兩側面)覆蓋的方式而配置。覆蓋體221係由絕緣體(例如石英)所構成。又，在覆蓋體221設有氣流限制面222，其係沿著活化氣體噴射器220之長度方向延伸、且從覆蓋體221之兩側面的下端部朝外側形成水平延伸之凸緣狀。氣流限制面222為了阻止從旋轉台2之上游側流入之O3或N2氣體侵入覆蓋體221的內部區域，係以氣流限制面222之下端面與旋轉台2之上面之間的間隙尺寸t變小、且從旋轉台2之中心部側越往氣流更快之旋轉台2的外周側其寬度u變得更寬的方式形成。如圖7所示，覆蓋體221係藉由與真空容器1之頂板11連接之複數個支持構件223而被支持著。
又，該成膜裝置中，設有用以控制裝置整體動作之由電腦所構成之控制部100，在該控制部100之記憶體內存放有用以進行成膜-改質處理(含後述之成膜步驟及改質步驟)的程式。由該程式所進行之該成膜步驟及改質步驟可簡要說明為：在成膜步驟中，由含矽氣體與O3形成反應產物即氧化矽膜；在改質步驟中則是進行反應產物的改質(緻密化)。然後，將其等成膜步驟及改質步驟以例如交互、重複的方式進行，以使反應產物之積層成為複數層。此時，如後述，在進行複數次之改質步驟中，為了要使薄膜在整個膜厚方向能均勻改質，且為了抑制電漿到達(穿透)晶圓W而儘量不使構成該晶圓W之矽受到氧化，係從控制部100對高頻電源224輸出控制信號，以調整(變更)電漿的強度。亦即，如圖10所示般，當反應產物之積層膜厚薄的時候(在成膜-改質處理開始的初期)，將電漿的強度設為0，且隨著反應產物之積層膜厚的增加(成膜步驟之次數愈為增加)，則階段性的加大供應至晶圓W之電漿的強度。再者，控制部100亦可朝壓力調整器65輸出控制信號，以調整真空容器1內的壓力。
此處之「電漿的強度」，係指從晶圓W觀察時(晶圓W受曝時)之電漿的強度，如後述之實施例所示，係隨著供應至電極36a、36b之電量、真空容器1內的壓力、電漿之照射時間、乃至晶圓W與電極36a、36b間之分離距離k等而變化。是以，在本實施形態中，為了簡單表示從晶圓W觀察時之電漿的強度，如圖11所示，所使用的指標係使電漿對矽晶圓W連續照射180秒時，該晶圓W表面(矽層)受到氧化之膜厚j。亦即，例如以某種條件對晶圓W照射180秒之電漿時，若在晶圓W的表層產生1nm氧化膜，則視為「相當於氧化膜厚j為1nm時之電漿強度」，若在晶圓W之表層產生2nm氧化膜時，則視為「相當於氧化膜厚j為2nm時之電漿強度」。
又，在進行成膜-改質處理之間，除了將真空容器1內之壓力等之參數固定於某數值，亦藉著調整供應至電極36a、36b之電量以調整電漿的強度。具體而言，係將電極36a、36b與晶圓W之間之分離距離k如前述般地設定，且當真空容器1內的壓力為266Pa(2 Torr)時，對直徑尺寸300mm的晶圓W，所謂「相當於氧化膜厚j為1nm時之電漿強度」，係指供應至電極36a、36b之電量為30W，所謂「相當於氧化膜厚j為2nm時之電漿強度」，係指供應至電極36a、36b之電量為65W。該氧化膜厚j與電量之對應關係，係隨著真空容器1內之壓力等處理參數等而有各種變化，因此，例如可預先使用仿真晶圓進行實驗而求得。
再者，上述之程式係以實行後述裝置之動作的方式來組入步驟群，係從硬碟、光碟、光磁碟、記憶卡、及軟碟等作為記憶媒體之記憶部101安裝至控制部100之內。
接著說明上述實施形態之作用。首先，打開未圖示之球閥，藉由搬送臂10而從外部經由搬送口15將晶圓W收授於旋轉台2之凹部24內。該收授之進行，係在凹部24停止於面靠搬送口15位置時藉由升降銷(未圖示)從真空容器的底部側經由凹部24之底面的貫通孔進行升降以達成。使旋轉台2間歇性的旋轉以進行上述之晶圓W的收授，而分別將晶圓W載置於旋轉台2之5個凹部24內。接著關閉球閥，藉真空泵64使真空容器1內成為抽真空狀態，且使旋轉台2以例如120rpm速度順時針方向旋轉，並藉由加熱單元7將晶圓W加熱成例如300℃。從分離氣體噴嘴41、42以既定之流量噴出作為分離氣體之N2氣體，從分離氣體供應管51及沖洗氣體供應管72、72亦以既定之流量噴出N2氣體。繼而，從反應氣體噴嘴31、32各噴出含矽氣體及O3氣體，且從導氣噴嘴34分別以9.5slm、0.5slm噴出Ar及O2。又，藉由壓力調整機構65將真空容器1內調整成預設之處理壓力、例如266Pa(2 Torr)。
藉由旋轉台2之旋轉，在晶圓W的表面，於第1處理區域P1吸附含矽氣體，接著在第2處理區域P2使吸附於晶圓W上之含矽氣體受氧化，形成1層或複數層之氧化矽膜(作為薄膜成分)的分子層，以進行反應產物的成膜步驟(各反應氣體之供應循環)。此時，由於並未將高頻電力供應至電極36a、36b，因此，電漿之強度為0(第1強度)。因此，在氧化矽膜中，有時會因為例如在含矽氣體中所包含的殘基而含有水分(OH基)或有機物等雜質。如圖10及圖12所示般，使旋轉台2旋轉而連續進行成膜步驟直到反應產物的膜厚達到例如1nm，之後則對電極36a、36b間供應45W的電力(第2強度)，使電漿強度成為相當於氧化膜厚j為1.5nm。再者，圖12對於晶圓W及積層於晶圓W上之反應產物係以示意方式表示。後述之圖13及圖14亦相同。
在活化氣體噴射器220，從導氣噴嘴34經由各個氣孔341而分別朝護套管35a、36b噴出之氬氣及氧氣，會因為供應至護套管35a、35b間之區域之高頻而受活化，而產生例如離子或自由基等電漿。該電漿(活化種)在活化氣體噴射器220之下方側係朝著與旋轉台2一起移動(旋轉)之晶圓W下降。又，當晶圓W到達該活化氣體噴射器220的下方區域，遂由電漿進行氧化矽膜之改質步驟。具體而言，如圖15之示意圖所示般，例如藉電漿對晶圓W表面的撞擊，而從例如氧化矽膜釋放出雜質、或是使氧化矽膜內的元素再排列而達到氧化矽膜的緻密化(高密度化)。
此時，由於係將電漿強度如上述般的設定，因此，如圖13之左側所示意般，電漿從上層側之反應產物進入(穿透)到接近晶圓W的表層(矽層)位置。因此，對於積層於晶圓W上之反應產物可在整個膜厚方向進行改質，亦即，係對於電漿強度設定於0而成膜後之上述反應產物進行改質，另一方面則又可使晶圓W表面之氧化受到抑制。使旋轉台2旋轉而將由成膜步驟與改質步驟所構成之成膜-改質處理重複進行複數次，直到反應產物之膜厚達到例如2nm。藉著重複進行成膜步驟，反應產物的膜厚漸漸增加，因此，在各改質步驟中之電漿之到達深度位置乃漸漸從晶圓W的表面朝上方側移動。再者，在圖13中，朝上下方向延伸之箭頭係以示意方式示出電漿的強度。在後述之圖14亦相同。
此處，在真空容器1內，由於未在活化氣體噴射器220與第2反應氣體噴嘴32之間設置分離區域D，因此，O3或N2氣體被旋轉台2的旋轉所拉引，而由上游側朝著活化氣體噴射器220流入。然而，由於設有覆蓋體221，由上游側朝活化氣體噴射器220流過來的氣體，如圖8所示，乃經由覆蓋體221的上方區域而流向下游側的排氣口62。再者，因為改質處理而從氧化矽膜所排出的雜質之後發生氣化而與O2或N2等一同朝排氣口62被排出。
又，由於係在第1處理區域P1與第2處理區域P2之間供應N2氣體，且對中心區域C亦有供應作為分離氣體的N2，因此，如圖16所示，遂使得含矽氣體、O3、及處理氣體彼此互不混合地將各氣體排出。再者，由於藉N2氣體對旋轉台2的下方側進行沖洗，因此，完全不會有流入排氣區域E的氣體潛入旋轉台2的下方側而使例如含矽氣體流入O3的供應區域之虞。
繼而，將150W的電力供應至電極36a、36b間，而使電漿強度相當於上述之氧化矽膜j為3.7nm時的強度。在此情形，亦如圖14所示般，電漿會到達接近於晶圓W的表層位置，以對於反應產物之積層物在整個膜厚方向進行改質，且使晶圓W表面的氧化受到抑制。在持續進行成膜-改質處理直到反應產物的膜厚到達10nm後，如圖17所示，在晶圓W表面(矽)之氧化受到抑制的狀態下，在整個膜厚方向順著形成於該晶圓W表面之凸部90之形狀而形成緻密的薄膜。因此，對於凸部90能抑制因薄膜之成膜(電漿之照射)導致之寬度d的減少。
依照上述之實施形態，係進行複數次之成膜-改質處理(由使用含矽氣體與O3而在晶圓W形成反應產物之成膜步驟與藉電漿對該反應產物進行改質之改質步驟處理所構成)，且在各個改質步驟中，當反應產物之積層膜厚薄的時候(成膜-改質處理的開始初期)，將電漿之強度設定為0，隨著反應產物的積層膜厚的增加(成膜步驟之次數愈為增加)，將供應至晶圓W的電漿強度階段性的增加。因此，既可抑制電漿所導致之晶圓W表面的氧化，亦可在整個膜厚方向獲得緻密的薄膜。因此，如前述之圖17所示般，可得到良好的元件構造。
又，在真空容器1的內部，由於在旋轉台2的圓周方向在晶圓W通過各處理區域P1、P2的路徑途中係以不干涉成膜處理的方式進行改質處理，因此，相較於例如在薄膜之成膜結束後才進行改質處理的方式，可在短時間進行改質處理。
在前述之例中，係將電漿強度階段性的增大，但亦可如圖18及圖19所示，隨著成膜步驟的次數之增加，亦即在旋轉台2每旋轉例如1次時，連續的將電漿的強度變大。在此情形，同樣是在成膜-改質處理的開始初期(直到反應產物達1nm)將電漿強度設定成0。藉上述方式調整電漿強度，在各個改質步驟中，由於電漿可到達接近晶圓W表層的位置，因此，可在整個膜厚方向進行良好的改質。再者，圖19係將晶圓W及反應產物以示意方式示出，對於電漿之強度係以朝上下方向延伸之箭頭來表示。
此處，在成膜-改質處理之開始初期，亦可將電極36a、36b間的電力設定成5W左右，以使電漿強度相當於使上述氧化膜厚j為例如0.2nm時的強度，但要穩定維持如此弱的電漿輸出值極其不易，故較佳係如上述般地設定為0。
(第2實施形態)
接著，在本發明之第2實施形態，說明將上述之氧化矽膜作為閘極氧化膜使用時之情形。在該閘極氧化膜中，尤為重要的是，在氧化矽膜與下層側之矽層(晶圓W)間之界面要有高的平坦性，另一方面，通常之CVD(Chemical Vapor Deposition)或ALD(Atomic Layer Deposition)或MLD(Molecular Layer Deposition)所成膜之氧化矽膜，如圖20所示，會有平坦性較熱氧化膜等為差的情形。是以，以下所說明的內容為，在由矽所構成之下層膜與該下層膜之上層側之氧化矽膜間之界面能獲得良好平坦性之成膜方法。
具體而言，在使旋轉台2旋轉以交互進行成膜步驟與改質步驟時，如圖21及圖24所示，在反應產物之膜厚到達3nm前，係以相當於氧化膜厚j為5.3nm時之第2強度(將供應至電極36a、36b之電力設定成400W)進行改質步驟。該電漿穿過反應產物而到達下層側之晶圓W，氧化該晶圓W的表面。
因此，在晶圓W之矽構成的底膜91上，如圖22所示，由下側依序積層有；由底膜91之電漿氧化所產生之第1氧化矽膜92、以及由成膜-改質處理所形成之第2氧化矽膜93。亦即，在外觀上，可說成在晶圓W(底膜91)形成有由上述氧化矽膜92、93所構成之氧化膜94。一般而言，由電漿氧化所形成之氧化矽膜與底層界面的平坦性較熱氧化膜為佳，因此，該界面(底膜91與氧化膜94間之界面)的平坦性亦良好。又，如上述，由於各成膜步驟係依序將反應產物積層1層或複數層之分子層，因此，在整個晶圓W之面內，反應產物的膜厚一致，因此，經由該反應產物而到達晶圓W的電漿的深度亦同樣在整個面內達到一致。因此，在底膜91與第1氧化矽膜92間的界面，在整個面內能平坦一致。
之後，如圖23所示，若在反應產物之膜厚達10nm之前進行成膜步驟，亦以相當於氧化膜厚j為3.7nm的第1強度進行改質步驟，則可得到在與底膜91間形成平滑界面且在整個膜厚方向為緻密的薄膜。此處，之所以將電漿的強度從相當於氧化膜厚j為5.3nm的強度減弱為相當於氧化膜厚j為3.7nm時的強度，係因為要在該時點確實阻止下層氧化膜厚(第1氧化矽膜92)繼續變厚，以提昇氧化膜厚的控制性。
又，在上述之例中，在成膜初期係增加電漿之強度，但在氧化晶圓W的表面及形成緻密之薄膜時，亦可採以下方式。具體而言，在開始供應各反應氣體之前，在保持於真空環境之真空容器1內，係使載置著晶圓W的旋轉台2旋轉，並在活化氣體噴射器220當中產生電漿。由於係將電漿照射在未形成薄膜之晶圓W的表面，因此，表面遂因電漿而迅速氧化。然後，在使旋轉台2旋轉複數次，例如2次以上後，將各反應氣體及分離氣體供應至真空容器1內，以開始薄膜的成膜與改質。在此情形，同樣可在晶圓W的表面形成氧化膜94及獲得緻密的薄膜。至於此時之電漿強度，在成膜開始之後亦可使其較成膜開始之前為弱，或者亦可在成膜開始的前後保持一致。
因此，在以上之第1實施形態及第2實施形態中，可說是藉由電漿強度的調整，來控制對於薄膜之底層的影響。
(第3實施形態)
繼而說明本發明之第3實施形態。圖25係以示意圖表示在上述之第2實施形態中進行複數次之改質步驟時之積層有多層的反應產物。圖25對於照射至各反應產物之電漿係示意的以箭頭表示。又，各電漿係設定為在整個膜厚方向穿透(照射)各複數層之反應產物。至於表示各電漿之箭頭，係以相對於照射於下層側之反應產物之電漿的方式，示意地依序朝右側挪移以示出照射於上層側之電漿。
此處，對於從晶圓W的表層至3nm~10nm為止的反應產物，可從圖25理解如下，在下層側係對於各反應產物之層進行各自相同次數之改質步驟(受同樣量之電漿的照射)，但越往上層側則改質步驟的次數則漸少，對於位在多層積層之反應產物層之最上層側的反應產物，則只進行一次的改質步驟。因此，對於3nm~10nm之反應產物而言，在上層側之反應產物會有改質不充份的情形，另一方面，對於下層側之反應產物(從晶圓W的表層至3nm附近的反應產物)，則有電漿照射過多的情形。又，對於晶圓W的表層至3nm止之反應產物，如上述，為了氧化晶圓W的表面係照射相當於氧化膜厚j為5.3nm時之強度，因此，相較於上述之3nm~10nm之反應產物，會有電漿照射量過多的情形。
是以，係調整電漿之強度，以在整個膜厚方向使電漿之照射量(反應產物改質的程度)一致。具體而言，如圖26及圖27所示，對於位在薄膜之上層側之8nm~10nm的反應產物，為了使該上層側之電漿強度較下層側為強(使改質之程度一致)，係以較上述圖24之示例為強的第3強度(相當於氧化膜厚為5.3nm的強度)來照射電漿。又，對於3nm~8nm止的反應產物，為了抑制對下層側(從晶圓W的表層至3nm)之反應產物所照射之電漿的強度，則從相當於氧化膜厚j為1.5nm時的強度直線的增加直到強度相當於氧化膜厚j為3.7nm時的強度。藉此方式來調整電漿強度，則可在整個膜厚方向使改質的程度一致化，而可得到均勻之膜質的薄膜。
此時，亦可如圖28所示，為了對於從晶圓W的表層至0~1nm的膜層氧化其底膜91，係以相當於氧化膜厚為5.3nm時的強度來照射電漿，對於1nm~10nm，則是從相當於氧化膜厚j為1.5nm時的強度成曲線的增加直至相當於氧化膜厚j為5.3nm時的電漿強度。
又，在上述之第1實施形態，亦可如該第3實施形態所示，在整個膜厚方向使膜質均質化，具體而言可如圖29所示，從晶圓W的表層至0~4nm，係從相當於氧化膜厚j為1.5nm時的強度成曲線的增加直至電漿強度相當於氧化膜厚j為2nm時，對於4nm~7nm則是將電漿之強度設為0。又，對於7nm~10nm，則從相當於氧化膜厚j為3nm時的強度(供應至電極36a、36b的電力為110W)成曲線的增加電漿強度直到相當於氧化膜厚為5.3nm的強度。藉由上述之電漿強度的調整，既能抑制薄膜之下層之晶圓W的氧化，亦可在整個膜厚方向得到膜質均勻的薄膜。在此情形，同樣的，在成膜開始初期(例如膜厚達1nm前)，亦可將電漿強度設為0。
亦即，在本發明之實施形態中，係依照所要求之元件特性，調整薄膜之膜厚方向的電漿強度。又，亦可藉由電漿強度的調整，如上述般在整個膜厚方向使膜質均勻化，或亦可使其不均勻。例如，在使用氧化矽膜作為閘極氧化膜的情形時，係如上述般地使底膜91與氧化膜94間之界面成為平滑以提昇通道中之載子的移動率(mobility)，且在氧化膜94，使成膜之各層曝露於強度足以改質之電漿，且曝露時間達足以改質之程度，藉此而可減少漏電流，而得到高可靠性的膜質。又，對於氧化膜94之上層側，亦可將電漿強度設得更高，以提高密度而使其具有氣體屏蔽性等，可對應於元件的需要而在膜厚方向調整膜質。
在上述各例中，係交互進行成膜步驟與改質步驟，亦即是邊使旋轉台2旋轉，邊進行含矽氣體及O3氣體的供應與電漿之照射，然而，亦可在每隔複數次之成膜步驟時方進行改質步驟。在此情形，在連續進行成膜步驟的期間，係停止對電極36a、36b之高頻電力的供應，但進行改質步驟時，則對電極36a、36b供應高頻電力。又，在進行改質步驟時，亦可停止例如含矽氣體與O3氣體的供應，藉著使旋轉台2進行複數次旋轉來進行來連續進行複數次所謂的改質步驟。
在上述之例中，係使用2個電極36a、36b以產生電漿，但亦可使用在長度方向之中間部位彎曲而呈概略U字形之電極，將該電極之彎曲部分配置於旋轉台2的中心側，且將電極之兩端側各從真空容器1的側壁成氣密地貫通至外部，並對該電極供應高頻波，藉以產生ICP電漿(感應耦合型電漿)。再者，所使用之電漿源，亦可為使用微波之表面波(SWP)電漿或ECR電漿。又，亦可不設置第2反應氣體噴嘴32，而是以活化氣體噴射器220所供應之處理氣體(氬氣及氧氣)的電漿，來進行晶圓W上之含矽氣體的氧化及反應產物的改質。再者，在上述之各例中，要點在於改變電漿之強度時調整供應至電極36a、36b的電量，然而，亦可如後述之實施例所示，以取代上述電量調整之方式，而以調整真空容器1內的壓力來進行，或者是與調整電量的方式一併調整真空容器1內的壓力。又，第2反應氣體亦可使用O2氣體或O3氣體，而電漿產生用之處理氣體亦可以O3氣體併同氬氣進行。
又，在上述示例中的成膜例，係以含矽氣體與O3氣體而使氧化矽膜成膜，但所使用之第1反應氣體及第2反應氣體亦可分別使用例如含矽氣體與氨氣(NH3)來形成氮化矽膜。在此情形，用以產生電漿之處理氣體係使用氬氣與氮氣或氨氣等，與上述各例相同地控制晶圓W是否受到氮化。亦即，若在成膜開始初期係弱化電漿之強度或設定為0，之後增加電漿的強度，則能既抑制晶圓W的氮化亦能在整個膜厚方向獲得緻密的薄膜。另一方面，在成膜開始初期，若增加電漿之強度而使電漿到達晶圓的表面，則晶圓W的表層受到氮化，在氮化矽膜與晶圓W間的界面可得到良好的平坦性。
再者，對第1反應氣體及第2反應氣體，亦可使用例如TiCl2(氯化鈦)氣體及NH3(氨氣)以形成氮化鈦(TiN)膜。在此情形，晶圓W係使用矽構成之基板，而用以產生電漿之電漿產生氣體，則是使用氬氣及氮氣等。
再者，用來進行成膜步驟與改質步驟之裝置，除了圖2所示之所謂小批量、對於複數片(例如5片)晶圓W進行連續處理之裝置外，亦可使用例如單片式的裝置。可簡要說明該種單片式的裝置如下：在該裝置之真空容器1內，如圖30所示，設有用來載置晶圓W的載置台2、以及與該載置台2設成對向之配置在上方的噴氣頭200，在該噴氣頭200的下面，則形成有多數個氣體噴出孔201。在該噴氣頭200的上面連接有氣體供應流路202、203、204、205，用以分別供應第1反應氣體、第2反應氣體、分離氣體(沖洗氣體)、及電漿產生用之處理氣體，在噴氣頭200係設有上述各氣體專用的氣體流道(未圖示)，使其等氣體在彼此未混合之狀態下從氣體噴出孔201供應至真空容器1內。又，在噴氣頭200中連接有高頻電源206，而成為平行平板型的電漿處理裝置。再者，在圖30中，參考符號210係晶圓W的搬送口，參考符號211係排氣口，參考符號212係絕緣構件。
在該單片式裝置中進行成膜步驟時，係交互的將第1反應氣體及第2反應氣體供應至真空容器1內，在切換其等氣體時，則是進行將沖洗氣體導入真空容器1內以及真空容器1內的真空排氣。又，在進行改質步驟時，係在藉由沖洗氣體的供應以置換真空容器1內的氣體而進行真空排氣後，將處理氣體供應至真空容器1內，而將高頻波供應至載置台2與噴氣頭200之間。如此般，在切換真空容器1內的環境氣體時係供應沖洗氣體，而使成膜步驟與改質步驟以例如交互之方式來進行。
(實施例)
接著，對於改質步驟進行實驗，以確認因改變電漿強度帶來的影響。
(實施例1)
首先確認是否因真空容器1內的壓力及高頻電力而改變電漿的強度。在實驗中，係使用批量型的實驗裝置，將晶圓W載置於真空容器內，且以對向於該晶圓W的方式而配置有ICP型的電漿源(均未圖示)，然後確認對該晶圓W照射180秒電漿時所產生之氧化膜的膜厚j。又，將高頻電力固定於例如2000W，對於將真空容器內之壓力進行各種變化時之氧化膜厚j、以及將真空容器內的壓力固定於266Pa(2Torr)並使高頻電力進行各種變化時之氧化膜厚j分別進行評估。將其等之結果示於圖31及圖32。再者，此時之晶圓W與電漿源之間的離間距離，分別設為80mm。
根據上述之圖31及圖32可以了解，藉由真空容器內之壓力及高頻電力之任一者的調整，亦可使電漿之強度改變。
(實施例2)
接著說明氧化矽膜的收縮率。所使用之氧化矽膜，並未進行改質步驟而是僅進行成膜步驟而形成於晶圓W上。收縮率之求取方法，係藉由對該氧化矽膜以各種電漿強度進行改質步驟，測定改質前後之膜厚。
其結果如圖33所示般，可了解電漿之強度與薄膜(的膜厚)之收縮率有大致成正比的關係。因此，如上述之第3實施形態所說明者，為了要在整個膜厚方向形成均勻的膜質，只要在整個該膜厚方向調整電漿的強度即可。
(實施例3)
接著進行實驗，意在了解藉由含O2之氣體的電漿是否會使矽所形成之晶圓W受到氧化。在此實驗中，係使用表面潔淨之裸矽晶圓(矽外露)，以及在表面形成膜厚為10nm之熱氧化膜之晶圓。又，將電漿之照射時間作各種改變以進行實驗。再者，本實驗係使用上述之成膜裝置，邊使旋轉台2旋轉邊照射電漿。
其結果，在裸矽晶圓上，藉著照射10分鐘之電漿，而形成2.8nm的氧化膜。因此，如上述之各實施形態所說明者，在膜厚方向以調整電漿強度的方式，能調整對晶圓W之表層的影響(氧化膜之有無)。
又，熱氧化膜即使照射了10分鐘的電漿，氧化膜亦僅產生0.6nm。因電漿之照射而產生的氧化膜，並非氧化膜的沉積，而是藉矽層的氧化而成長。因此可解讀為，若在矽層之上層形成熱氧化膜，由於氧化種(電漿)不易到達該矽層，因此氧化膜的增加量較裸矽晶圓為少。又，從該實驗可以了解，即使有形成達10nm厚之氧化膜，電漿仍可穿透該氧化膜。因此，對於多層積層之反應產物，在整個膜厚方向可藉由電漿來改質，且能經由反應產物之層而氧化下層之晶圓W。
以上係參照上述之實施形態說明本發明，但本發明並不侷限於所揭示之實施形態，可在所附之申請專利範圍的要旨內進行變形或變更。
本申請案，根據在2010年8月27日向日本國特許廳提出申請之日本專利申請案2010-191247號而主張優先權，在此援用其所有內容。
1．．．真空容器
2．．．旋轉台
4．．．凸狀部
5．．．突出部
7．．．加熱單元
10．．．搬送臂
11．．．頂板
12．．．容器本體
12a．．．突出部
13．．．O型環
14．．．真空容器底部
15．．．搬送口
20．．．殼體
21．．．核心部
22．．．旋轉軸
23．．．驅動部
24．．．凹部
31．．．第1反應氣體噴嘴
32．．．第2反應氣體噴嘴
31a、32a、41a、42a．．．氣體導入埠
34．．．導氣噴嘴
35a、35b．．．護套管
36a、36b．．．電極
41、42．．．分離氣體噴嘴
43．．．溝槽部
44．．．第1天花板面
45．．．第2天花板面
46．．．彎曲部
51．．．分離氣體供應管
61．．．第1排氣口
62．．．第2排氣口
63．．．排氣管
64．．．真空泵
65．．．壓力調整部
71．．．覆蓋構件
71a．．．內側構件
71b．．．外側構件
72．．．沖洗氣體供應管
73．．．沖洗氣體供應管
80a．．．基端部
90．．．凸部
91．．．下層膜
92．．．第1氧化矽膜
93．．．第2氧化矽膜
94．．．氧化膜
100．．．控制部
200．．．噴氣頭
201．．．氣體噴出孔
202、203、204、205．．．氣體供應流路
206．．．高頻電源
210．．．晶圓搬送口
211．．．排氣口
212．．．絕緣構件
220．．．活化氣體噴射器
221．．．覆蓋體
222．．．氣流限制面
223．．．支持構件
224．．．高頻電源
225．．．整合器
251．．．電漿氣體導入流路
252．．．球閥
253．．．流量調整部
254．．．氬氣供應源
255．．．O2氣體供應源
341．．．氣孔
D．．．分離區域
E1．．．第1排氣區域
E2．．．第2排氣區域
P1．．．第1處理區域
P2．．．第2處理區域
圖1係以習知之方法所得到之薄膜之概略圖。
圖2係本發明之實施形態之成膜裝置的縱剖面圖示，即圖4的I-I’線的縱剖面圖。
圖3係成膜裝置之內部之概略構成的立體圖。
圖4係成膜裝置之橫剖俯視圖。
圖5係成膜裝置內部之一部分之概略構成的立體圖。
圖6係成膜裝置內部之一部分之概略構成的縱剖面圖。
圖7係成膜裝置內部之一部分之概略構成的縱剖面圖。
圖8係設置在成膜裝置之活化氣體噴射器之一例的縱剖面圖。
圖9係在成膜裝置進行處理之基板一例之剖面圖。
圖10係在成膜裝置進行處理之概略圖。
圖11係表示電漿之強度之概略圖。
圖12係成膜裝置之處理流程之示意圖。
圖13係成膜裝置之處理流程之示意圖。
圖14係成膜裝置之處理流程之示意圖。
圖15係成膜裝置之改質步驟之示意圖。
圖16係成膜裝置之氣體流動之示意圖。
圖17係表示在成膜裝置所處理之基板之示意圖。
圖18係表示在成膜裝置所進行之其他處理之概略圖。
圖19係表示其他處理之示意圖。
圖20係用以說明本發明之其他示例之示意圖。
圖21係表示在其他示例中對基板所進行處理之示意圖。
圖22係表示在其他示例中對基板所進行處理之示意圖。
圖23係表示在其他示例中對基板所進行處理之示意圖。
圖24係表示在其他示例中對基板所進行處理之概略圖。
圖25係用以說明本發明之其他示例之示意圖。
圖26係在其他示例中之處理之概略圖。
圖27係其他示例之處理之示意圖。
圖28係其他示例之處理之示意圖。
圖29係其他示例之處理之示意圖。
圖30係本發明之其他示例裝置以示意圖呈現之縱剖面圖。
圖31係表示在本發明之實施例所獲得之特性之特性圖。
圖32係表示在本發明之實施例所獲得之特性之特性圖。
圖33係表示在本發明之實施例所獲得之特性之特性圖。
圖34係表示在本發明之實施例所獲得之特性之特性圖。
1．．．真空容器
2．．．旋轉台
5．．．突出部
7．．．加熱單元
11．．．頂板
12．．．容器本體
12a．．．突出部
13．．．O型環
14．．．真空容器底部
20．．．殼體
21．．．核心部
22．．．旋轉軸
23．．．驅動部
45．．．第2天花板面
51．．．分離氣體供應管
61．．．第1排氣口
63．．．排氣管
64．．．真空泵
65．．．壓力調整部
71a．．．內側構件
72．．．沖洗氣體供應管
73．．．沖洗氣體供應管
E．．．排氣區域
Claims (18)
- 一種成膜裝置，係使得在真空環境中將複數種反應氣體依序供應至基板的循環反覆進行複數次以形成薄膜，而複數種反應氣體中之第1反應氣體係和被吸附於基板之第2反應氣體的分子發生反應而形成薄膜成分；其特徵在於具備：載置台，係設在真空容器內，具有用以載置基板之基板載置區域；真空排氣機構，係用以對該真空容器內進行真空排氣；複數個反應氣體供應部，係用以將該複數種反應氣體分別供應至被載置於該基板載置區域之基板；電漿產生部，係將含有能與被吸附於基板之該第2反應氣體的分子發生反應之成分的電漿在薄膜之形成中供應於基板，來進行基板上之薄膜的改質處理；以及控制部，係以在薄膜之形成途中的一個時點將該電漿產生部對薄膜所供應之電漿的強度變更成與該一個時點以前對薄膜所供應之電漿強度為相異強度的方式來輸出控制信號。
- 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中複數種反應氣體的一種，係用以將被吸附於基板之反應氣體的成分予以氧化或氮化的氣體；該薄膜係金屬或矽的氧化膜、或是金屬或矽的氮化膜。
- 如申請專利範圍第2項之成膜裝置，其中該薄膜之底膜係包含該金屬或矽的膜。
- 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該控制部係藉由調整供應至該電漿產生部之高頻電力與該真空容器內之真空度之至少一者來變更電漿的強度。
- 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該控制部在薄膜之形成初期，係將該電漿產生部對薄膜所供應之電漿的強度設定成第1強度，在薄膜之形成初期之後的時點，則將電漿之強度設定成較第1強度為大之第2強度。
- 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該控制部在薄膜之形成初期，係將該電漿產生部對薄膜所供應之電漿的強度設定成第2強度，在薄膜之形成初期之後的時點，則將電漿之強度設定成較第2強度為小之第1強度。
- 如申請專利範圍第6項之成膜裝置，其中該控制部係在將電漿的強度設定成該第1強度之後，設定成較該第1強度為強的第3強度。
- 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該複數個反應氣體供應部及電漿產生部係沿著該真空容器之圓周方向以相互分離之方式設置；設置有旋轉機構，係使載置台相對該複數個反應氣體供應部及電漿產生部繞垂直軸旋轉，以使該載置台之基板載置區域依序通過從該複數個反應氣體供應部所分別供應之複數種反應氣體之供應區域；配置有電漿產生部，係用以在能與被被吸附在基板之第2反應氣體的分子發生反應以形成薄膜成分之反應氣體的反應區域、或是較該反應區域位於載置台之旋轉方向下游側區域產生電漿；且設置有分離區域，係對於從該複數個反應氣體供應部分別被供應反應氣體之複數區域的各區域之間，由分離氣體供應部供應分離氣體以使各區域彼此分離。
- 一種成膜方法，係使得在真空環境中將複數種反應氣體依序供應至基板的循環反覆進行複數次以形成薄膜，而複數種反應氣體中之第1反應氣體係和被吸附於基板之第2反應氣體的分子發生反應而形成薄膜成分；其特徵在於具備以下步驟：將基板載置於設在真空容器內之載置台之基板載置區域；對該真空容器內進行真空排氣；將複數種反應氣體由複數個反應氣體供應部分別依序供應至被載置於該基板載置區域之基板，以形成薄膜；將含有能與被吸附於基板之該第2反應氣體的分子發生反應之成分的電漿在薄膜之形成中自電漿產生部供應於基板，來進行基板上之薄膜的改質處理；及在薄膜之形成途中的一個時點，將該電漿產生部對薄膜所供應之電漿的強度變更成與該一個時點以前對薄膜所供應之電漿強度為相異強度。
- 如申請專利範圍第9項之成膜方法，其中複數種反應氣體的一種係用以將被吸附於基板之反應氣體的成分予以氧化或氮化的氣體；該薄膜係金屬或矽的氧化膜、或是金屬或矽的氮化膜。
- 如申請專利範圍第10項之成膜方法，其中該薄膜之底膜係包含該金屬或矽的膜。
- 如申請專利範圍第9項之成膜方法，其中變更成與該一個時點以前對薄膜所供應之電漿強度為相異強度之步驟，係藉由調整供應至該電漿產生部之高頻電力與該真空容器內之真空度之至少一者來變更電漿強度之步驟。
- 如申請專利範圍第9項之成膜方法，其中在薄膜之形成初期，係將該電漿產生部對薄膜所供應之電漿的強度設定成第1強度；變更成與該一個時點以前對薄膜所供應之電漿強度為相異強度的步驟，係將電漿之強度設定成較第1強度為大之第2強度之步驟。
- 如申請專利範圍第9項之成膜方法，其中在薄膜之形成初期，係將該電漿產生部對薄膜所供應之電漿的強度設定成第2強度；變更成與該一個時點以前對薄膜所供應之電漿強度為相異強度的步驟，係將電漿之強度設定成較第2強度為小之第1強度之步驟。
- 如申請專利範圍第14項之成膜方法，其中變更成與該一個時點以前對薄膜所供應之電漿強度為相異強度的步驟，係將電漿之強度設定成該第1強度之後，再設定成較該第1強度為強之第3強度的步驟。
- 如申請專利範圍第9項之成膜方法，其中該形成薄膜之步驟係使該載置台相對於沿該真空容器之圓周方向彼此分離設置之該反應氣體供應部繞垂直軸旋轉，以使該載置台之基板載置區域依序通過該複數個反應氣體供應部所分別供應之複數種反應氣體的供應區域；該進行改質處理之步驟係使該載置台相對該電漿產生部旋轉，以於能與被吸附在基板之第2反應氣體的分子發生反應以形成薄膜成分之反應氣體的反應區域、或是較該反應區域位於載置台之旋轉方向下游側區域對基板照射電漿之步驟；並進行下述步驟：為了將從該複數個反應氣體供應部被分別供應反應氣體之複數區域彼此分離，而對設置於各區域間的分離區域，從分離氣體供應部來供應分離氣體。
- 一種成膜方法，係使得在真空環境中將複數種反應氣體依序供應至基板的循環反覆進行複數次以形成薄膜，而複數種反應氣體中之第1反應氣體係和被吸附於基板之第2反應氣體的分子發生反應而形成薄膜成分；其特徵在於具備以下步驟：將基板載置於設在真空容器內之載置台之基板載置區域；對該真空容器內進行真空排氣；將該複數種反應氣體，從對應之複數個反應氣體供應部朝該載置台供應；將包含有能與被吸附於該基板之該第2反應氣體之分子、或基板之一部分或全部發生反應之成分之電漿，從電漿產生部供應至基板；使該載置台繞垂直軸旋轉，以使該載置台之基板載置區域依序通過沿該真空容器之圓周方向彼此分離設置之區域，即：被供應該複數種反應氣體中之第1反應氣體之供應區域、能與被吸附於基板之第2反應氣體的分子發生反應而形成薄膜成分之反應氣體的反應區域、以及相較於該反應區域設置在載置台之旋轉方向下游側而從該電漿產生部供應該電漿之電漿區域。
- 一種記憶媒體，其所儲存之電腦程式係用於使得在真空環境中將複數種反應氣體依序供應至基板之循環反覆進行複數次以形成薄膜之成膜裝置所使用，其特徵在於：該電腦程式係組入有用以實施如申請專利範圍第9項之成膜方法的步驟。
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