TWI598461B - 基板處理裝置及成膜方法 - Google Patents

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Description

基板處理裝置及成膜方法
本發明係關於一種對基板進行電漿處理之基板處理裝置及成膜方法。
於半導體晶圓等基板(以下稱為「晶圓」)形成矽氧化膜(SiO2)等薄膜之作法上，已知有例如使用日本特開2010-239102所記載之裝置之ALD(Atomic Layer Deposition)法。此裝置中係於旋轉台上沿著圓周方向並排5片晶圓，於此旋轉台上方側配置複數氣體噴嘴。此外，對於公轉中之個別晶圓依序供給會相互反應之複數種類之反應氣體，來積層反應產物。
如此之ALD法中，為了對於積層於晶圓上之反應產物進行電漿改質，已知有如日本特開2011-40574般，在相對於氣體噴嘴於圓周方向上分離位置處設有進行電漿改質之構件的裝置。但是，當於晶圓表面形成擁有例如數十到過百大小的高寬比之孔洞、溝槽(槽渠)等凹部之情況，此凹部之深度方向上的改質程度恐會發生差異。
亦即，若如此般形成高寬比大的凹部，則電漿(詳而言之為氬離子)將難以進入凹部內。此外，在真空容器內由於連同電漿改質處理也進行成膜處理，故該真空容器內之處理壓力相較於電漿可良好地維持活性之真空雰圍成為高壓。是以，當電漿接觸於凹部內壁面之時該電漿容易失活，以此來看凹部之深度方向上的改質程度也容易出現差異。此外，即便是未形成凹部之晶圓，為了在旋轉台進行1次旋轉之間進行改質處理、亦即為了在相互鄰接之氣體噴嘴彼此間的狹窄區域進行良好的改質，必須事先於晶圓附近 形成高密度電漿。於日本特開平8-213378中雖針對在下部電極施加偏壓之裝置做了記載，但針對以旋轉台來使得晶圓進行公轉之技術則未記載。
本發明係鑑於如此之情事所得者，其目的在於提供一種基板處理裝置及成膜方法，可在對於利用旋轉台而個別公轉中之複數基板進行電漿處理之際，能於個別基板表面之凹部的深度方向上進行均勻性高之電漿處理。
依據本發明之一觀點，基板處理裝置係於真空容器內對基板進行電漿處理者；具備有：旋轉台，將用以載置基板之基板載置區域沿著該真空容器之圓周方向上配置於複數部位，並使得此等基板載置區域分別進行公轉；電漿產生用氣體供給部，係對於用以對基板進行電漿處理之電漿產生區域供給電漿產生用氣體；能量供給部，係對於該電漿產生用氣體供給能量來使得該氣體電漿化；偏壓電極，係於該旋轉台之下方側以對向於該電漿產生區域的方式所設置，用以將電漿中之離子拉引至基板表面；以及排氣口，用以對該真空容器內進行排氣；其中該偏壓電極係以從該旋轉台之旋轉中心側往外緣側延伸的方式所形成，並以在該旋轉台之旋轉方向上的寬度尺寸較相互鄰接之基板載置區域彼此的分離尺寸來得小之方式形成。
依據本發明之其他觀點，成膜方法係用以於真空容器內對基板進行成膜處理者；包含下述步驟：將表面形成有凹部之基板分別載置於沿著該真空容器之圓周方向上設置於旋轉台上複數部位處之基板載置區域之製程；使得此等基板載置區域分別進行公轉之製程；其次，對該基板載置區域上之個別基板供給處理氣體，而於基板上成膜出分子層或是原子層之製程；接著，對該真空容器內之電漿產生區域供給電漿產生用氣體，並使得此電漿產生用氣體電漿化，利用電漿來進行該分子層或是原子層之改質處理之製程；使用在該旋轉台之下方側以對向於該電漿產生區域的方式所設之偏壓電極，將電漿中之離子拉引至基板表面之製程；以及 對該真空容器內進行排氣之製程；其中該拉引製程所使用之該偏壓電極係以從該旋轉台之旋轉中心側往外緣側延伸的方式所形成，並以在該旋轉台之旋轉方向上的寬度尺寸較相互鄰接之基板載置區域彼此的分離尺寸來得小之方式形成。
1‧‧‧真空容器
2‧‧‧旋轉台
10‧‧‧凹部
31,32,34‧‧‧氣體噴嘴
80‧‧‧電漿處理部
83‧‧‧天線
85,128‧‧‧高頻電源
95‧‧‧法拉第屏蔽件
120‧‧‧偏壓電極
P1,P2‧‧‧處理區域
S3‧‧‧偏壓空間
W‧‧‧晶圓
圖1係顯示本發明之成膜裝置之一例之縱截面圖。
圖2係顯示前述成膜裝置之立體圖。
圖3係顯示前述成膜裝置之橫剖俯視圖。
圖4係顯示前述成膜裝置之橫剖俯視圖。
圖5係顯示前述成膜裝置之旋轉台之立體圖。
圖6係顯示前述成膜裝置之電漿處理部之分解立體圖。
圖7係顯示前述成膜裝置之偏壓電極之分解立體圖。
圖8係放大顯示電漿處理部以及偏壓電極之縱截面圖。
圖9係將前述成膜裝置沿著圓周方向往上下方向切斷之縱截面加以展開之展開圖。
圖10係示意顯示偏壓電極以橫跨2片晶圓的方式來形成之情況下產生電漿之部位之橫剖俯視圖。
圖11係示意顯示偏壓電極以橫跨2片晶圓的方式來形成之情況下之電漿特性之縱截面圖。
圖12係示意顯示偏壓電極以橫跨2片晶圓的方式來形成之情況下之電漿特性之縱截面圖。
圖13係示意顯示本發明之電漿特性之縱截面圖。
圖14係示意顯示本發明之電漿特性之縱截面圖。
圖15係示意顯示前述電漿處理部以及偏壓電極之電氣電路之縱剖面圖。
圖16係顯示前述成膜裝置之作用之示意圖。
圖17係顯示前述成膜裝置之作用之示意圖。
圖18係示意顯示前述成膜裝置之其他例之縱截面圖。
圖19係顯示前述成膜裝置之其他例之縱截面圖。
圖20係顯示前述成膜裝置之其他例之俯視圖。
圖21係示意顯示前述成膜裝置之其他例之縱截面圖。
圖22係顯示前述成膜裝置之其他例之一部分之立體圖。
圖23係顯示前述成膜裝置之其他例之橫剖俯視圖。
圖24係顯示前述成膜裝置之其他例之橫剖俯視圖。
圖25係顯示前述成膜裝置之其他例之橫剖俯視圖。
圖26係顯示前述成膜裝置之其他例之縱截面圖。
以下，參見圖式來說明實施本發明之形態。
此外，以下之實施例中，下述符號典型上表示下述要素。
W 晶圓
1 真空容器
2 旋轉台
P1,P2 處理區域
S3 偏壓空間
10 凹部
31,32,34 氣體噴嘴
80 電漿處理部
83 天線
95 法拉第屏蔽件
120 偏壓電極
85,128 高頻電源
關於本發明之實施形態之基板處理裝置(成膜裝置)，參見圖1~圖15來說明。此裝置如圖1~圖4所示般，具備有平面形狀大致圓形之真空容器1以及旋轉台2(於真空容器1之中心具有旋轉中心且使得複數片此例為5片晶圓W分別進行公轉)，對此等晶圓W進行成膜處理以及電漿改質處理。此外，於進行電漿改質處理之際，係於旋轉台2之下方側配置偏壓電極120，將電漿 中之離子拉引至晶圓W側。此外，為了在各晶圓W間以高均一性進行電漿改質處理，針對旋轉台2之旋轉方向的偏壓電極之寬度尺寸t如後述圖9所示般，較相互鄰接之晶圓W彼此的分離尺寸d來得小。接著，針對前述偏壓電極做詳述之前，針對裝置之全體概要簡單說明。
於真空容器1之頂板11之中心部，為了分隔後述處理區域P1、P2而連接著使得分離氣體(N2氣體)通流於該真空容器1內之分離氣體供給管51。於旋轉台2之下側，如圖1所示般設有做為加熱機構之加熱器單元7，經由該旋轉台2將晶圓W加熱至成膜溫度例如300℃。圖1中7a為蓋構件，73為沖洗氣體供給管。
旋轉台2係以例如石英等介電質所構成，以中心部固定於大致圓筒形狀之核心部21。此旋轉台2係藉由連接於核心部21下面之旋轉軸22而繞鉛直軸(此例為繞瞬時鐘)旋轉自如地構成。圖1中23為使得旋轉軸22繞鉛直軸旋轉之驅動部(旋轉機構)，20為收納旋轉軸22以及驅動部23之盒體，72為沖洗氣體供給管。
於旋轉台2之表面部，如圖3~圖4所示般，凹部24(成為用以載置直徑尺寸為例如300mm之晶圓W的載置區域)係沿著該旋轉台2之旋轉方向(圓周方向)形成於複數部位(例如5部位)。於旋轉台2之旋轉方向上相互鄰接之凹部24、24間之分離尺寸d為30mm以上、120mm以下。旋轉台2之下面如圖5以及圖8所示般，以使得個別凹部24之底面與旋轉台2之下面之間的尺寸(旋轉台2之板厚尺寸)儘可能變小的方式相對於旋轉台2以同心圓狀凹陷成為環狀而形成收納偏壓電極120之凹部亦即溝槽部2a。此外，圖5係顯示從下側觀看旋轉台2之立體圖。
在和凹部24之通過區域分別對向之位置處，分別例如由石英所構成之5支噴嘴31、32、34、41、42係於真空容器1之圓周方向上相互保持間隔而配置成為放射狀。此等噴嘴31、32、34、41、42係例如從真空容器1之外周壁朝中心部對向於晶圓W而水平延伸的方式被分別安裝著。從後述搬送口15觀看繞順時鐘(旋轉台2之旋轉方向)依序配置有電漿產生用氣體噴嘴34、分離氣體噴嘴41、第1處理氣體噴嘴31、分離氣體噴嘴42以及第2處理氣體噴嘴32。
處理氣體噴嘴31、32分別成為第1處理氣體供給部以及第2處理氣體供給部，電漿產生用氣體噴嘴34成為電漿產生用氣體供給部。此外，分離氣體噴嘴41、42分別成為分離氣體供給部。此外，圖2以及圖3顯示以可見到電漿產生用氣體噴嘴34的方式卸除後述電漿處理部80以及架框90之狀態，圖4顯示安裝此等電漿處理部80以及架框90之狀態。此外，圖2中顯示了也卸除旋轉台2之狀態。
各噴嘴31、32、34、41、42分別經由流量調整閥而分別連接於以下之各氣體供給源(未圖示)。亦即，第1處理氣體噴嘴31連接於含Si(矽)之第1處理氣體例如BTBAS(雙四丁基胺基矽烷，SiH2(NH-C(CH3)3)2)氣體等供給源。第2處理氣體噴嘴32連接於第2處理氣體例如臭氧(O3)氣體與氧(O2)氣體之混合氣體的供給源(詳而言之為設有臭氧產生器之氧氣體供給源)。電漿產生用氣體噴嘴34連接於例如氬(Ar)氣體與氧氣體之混合氣體所構成之電漿產生用氣體之供給源。分離氣體噴嘴41、42分別連接於做為分離氣體之氮氣體之氣體供給源。此等氣體噴嘴31、32、34、41、42之例如下面側分別形成有氣體釋出孔33，此氣體釋出孔33係沿著旋轉台2之半徑方向以例如等間隔配置於複數部位。圖2以及圖3中31a為噴嘴蓋。
處理氣體噴嘴31、32之下方區域分別成為使得第1處理氣體吸附於晶圓W之第1處理區域(成膜區域)P1以及使得已吸附於晶圓W之第1處理氣體成分與第2處理氣體進行反應之第2處理區域P2。電漿產生用氣體噴嘴34之下方側區域如後述般成為對於晶圓W進行電漿改質處理之改質區域(電漿產生區域)S1。分離氣體噴嘴41、42分別用以形成將第1處理區域P1與第2處理區域P2加以分離之分離區域D。於分離區域D中之真空容器1之頂板11配置有為凸狀部4下面之低天花板面，以阻止各處理氣體彼此混合。
其次，針對前述電漿處理部80來說明。此電漿處理部80如圖1以及圖6所示般，使得金屬線所構成之天線83繞鉛直軸捲繞成為線圈狀而構成，俯視觀看時從旋轉台2之中央部側及於外周部側橫跨晶圓W之通過區域而配置著。此天線83如圖4所示般以將沿著旋轉台2之半徑方向延伸之帶狀區域加以包圍的方式形成為大致8角形。
天線83係以相對於真空容器1之內部區域作氣密分離的方式受到配置。亦即，前述電漿產生用氣體噴嘴34之上方側之頂板11俯視觀看時開口成為大致扇形，如圖6所示般，例如利用石英等介電質所構成之架框90而被氣密阻塞著。此架框90之周緣部沿著圓周方向水平伸出成為凸緣狀，且中央部朝真空容器1之內部區域凹陷形成，於此架框90之內側收納著前述天線83。圖1中11a係設置於架框90與頂板11之間的密封構件，91係用以將架框90之周緣部朝下方側抵壓之抵壓構件。
如圖15所示般，頻率為例如13.56MHz以及輸出電力為例如5000W之高頻電源85係做為能量供給部經由開關84a、匹配器(匹配箱)84b以及濾波器84c而連接於天線83。此外，濾波器84c係用以阻止(截止)後述高頻電源128之頻帶訊號。圖1中86係用以將天線83電性連接於後述電漿高頻電源85之連接電極。
架框90之下面如圖1所示般，外緣部在整個圓周方向上朝下方側(旋轉台2側)垂直伸出而成為氣體限制用突起部92，以阻止氮氣體、臭氧氣體等侵入該架框90之下方區域。此外，由此突起部92之內周面、架框90之下面以及旋轉台2之上面所包圍之區域收納有前述電漿產生用氣體噴嘴34。
如圖1、圖4以及圖6所示般，於架框90與天線83之間有上面側呈現開口之大致箱型法拉第屏蔽件95配置做為對向電極，此法拉第屏蔽件95係由導電性板狀體之金屬板所構成。法拉第屏蔽件95之配置方式係使得該法拉第屏蔽件95之水平面相對於旋轉台2上之晶圓W成為平行。
於法拉第屏蔽件95之水平面形成有狹縫97，用以阻止天線83所產生之電場以及磁場(電磁場)當中的電場成分朝向下方的晶圓W，並使得磁場到達晶圓W。此狹縫97相對於天線83之捲繞方向朝正交(交叉)方向延伸形成，沿著天線83於整個圓周方向上設置於該天線83之下方位置處。圖6等之符號94乃將法拉第屏蔽件95與天線83加以絕緣之例如石英所構成之絕緣板。
此處，參見圖15針對關於法拉第屏蔽件95之電氣電路來說明。法拉第屏蔽件95係經由包含例如可變電容之電容器400、阻抗401等之偏壓拉引電路402而接地。此偏壓拉引電路402之前段側(法拉第屏蔽件95側)設有用以檢測電流值之檢測部403，基於檢測部403之檢測值將例如可變電容之電容器 400之電容值以致動器(未圖示)來調整。具體而言，以前述電流值超過事先計算之最大值附近設定值的方式來調整法拉第屏蔽件95與偏壓電極120之間的阻抗，抑制高頻流經異常路徑而防止異常放電。
或是，也可藉由後述控制部200來自動調整法拉第屏蔽件95與偏壓電極120之間的阻抗。以此方式自動調整前述阻抗之情況，關於檢測部403，可取代檢測電流值、或是連同此電流值來測定在法拉第屏蔽件95與偏壓電極120之間的阻抗(主要為電抗成分)。此外，亦可從前述阻抗之變化來事先決定如何調整可變電容電容器400之電容值(具體而言當阻抗增加時，以增加前述電容值的方式來調整或是減少電容值的方式來調整)。亦即，可一邊監控控制參數(電流值、阻抗)、一邊使得控制部200自動調整阻抗，或是事先對好阻抗。從而，當經由控制部200來自動調整前述阻抗之情況，可於整個電漿處理過程中防止異常放電。
此外，以上所說明之法拉第屏蔽件95之下方側的真空容器1之底面部係如前述圖1以及圖7所示般，在俯視觀看時和配置有天線83之區域相重疊之位置處形成有開口部121。具體而言，此開口部121於俯視觀看時相對於前述電漿產生用氣體噴嘴34在旋轉台2之旋轉方向下游側分離位置處，從該旋轉台2之旋轉中心側往外緣側沿著旋轉台2之半徑方向來細長形成。
如圖7以及圖8所示般，此開口部121內有大致圓筒形之絕緣構件122從下方側氣密地插入，此絕緣構件122之下方側呈開口且俯視觀看時和開口部121同樣地沿著旋轉台2之半徑方向被細長地形成。絕緣構件122之下端側外周端係朝向外側沿著圓周方向以凸緣狀伸出，藉由在此下端側外周端之上面側沿著圓周方向所設之O型環等密封構件123來氣密地接觸於真空容器1之底面部。若將此絕緣構件122與旋轉台2之間的區域稱為電漿非激發區域S2，則於絕緣構件122之上面部的大致中央部處形成有將該絕緣構件122往上下方向貫通之氣體釋出口124，以阻止對該電漿非激發區域S2釋出後述電漿阻止用氣體。此例中，絕緣構件122係藉由例如石英等介電質所構成。
接著詳述偏壓電極120。此偏壓電極120係使得該偏壓電極120與法拉第屏蔽件95產生電容耦合而形成偏壓電場，用以將電漿中離子拉引至旋轉台2上之晶圓W者，在旋轉台2之下方側以對向於改質區域S1的方式來配置。此 外，從圖3可知，當晶圓W位於該偏壓電極120之上方側時，此偏壓電極120係以橫跨該晶圓W在旋轉中心側之端部與外緣側之端部之間的方式來配置，且被收納於前述絕緣構件122之內部。亦即，偏壓電極120如圖8所示般下端側呈開口且此下端側外周端以凸緣狀往外側伸出成為大致圓筒形狀，較絕緣構件122小一圈而被形成。此例中，偏壓電極120係以例如鎳(Ni)、銅(Cu)等導電構件所構成。
此外，偏壓電極120(詳而言之為後述之流路構件127)如圖15所示般係經由開關130、匹配器132以及濾波器133而電性連接著頻率為50kHz~40MHz以及輸出電力為500~5000W之高頻電源128。此例中，此高頻電源128之頻率與前述電漿產生用之電漿高頻電源85之頻率係成為互異頻率(高頻電源128之頻率：13.56~100MHz)。此高頻電源128與前述偏壓拉引電路402之各接地側係藉由未圖示之導電線路來相互連接著。
濾波器133用以將電漿產生用電漿高頻電源85之頻帶訊號加以截止者，例如連接於用以檢測流經該濾波器133之電流值的電流檢測部134。此外，在電流檢測部134之構成方面亦可取代前述電流值、或是連同該電流值來感測濾波器133之電壓。
此處，偏壓電極120如前述圖3以虛線所示般，以不同時對於相互鄰接之2片晶圓W施加偏壓電場的方式、並以俯視觀看時不同時橫跨2片晶圓W的方式來配置。亦即，旋轉台2之旋轉方向上的偏壓電極120之寬度尺寸t如圖9所示，形成為較旋轉台2上相互鄰接之凹部24,24彼此之分離尺寸d來得小，具體而言成為20mm~90mm(寬度尺寸t=分離尺寸d×(50%~90%))。以下，針對偏壓電極120之寬度尺寸t設定為如此之值的理由詳述之。
亦即，若對於偏壓電極120如後述般供給高頻電力，則於俯視觀看時，該偏壓電極120之中央部的電壓會比周緣部來得高。從而，當晶圓W之端部因旋轉台2之旋轉而從該旋轉台2之旋轉方向上游側移動正好到達偏壓電極120之上方側時，在前述端部會被施加對應於偏壓電極120中央部之相對強的偏壓。
是以，此電壓恐沿著晶圓W之圓周方向而傳遞，在不預期之區域產生電漿。具體而言，如圖10所示般，恐會在相對於改質區域S1偏向旋轉台2之旋 轉方向上游側之位置處產生電漿。若如此般在不預期之位置產生電漿，或可能產生非預定之反應(產生粒子)、或可能對晶圓W造成損傷。此外，打算將晶圓W從改質區域S1脫離出之時，同樣地針對該晶圓W在旋轉台2之旋轉方向上游側的端部會施加前述相對強的電壓。從而，恐也會在位於改質區域S1外之晶圓W的相反側(旋轉台2之旋轉方向下游側)的端部產生電漿。此外，圖10中，針對從改質區域S1離開之區域產生電漿之部位係賦予由一點鏈線所包圍之斜線來示意顯示。
再者，於俯視觀看時當偏壓電極120以橫跨相互鄰接之2片晶圓W的方式來配置的情況，偏壓電場係對於此等2片晶圓W個別施加。從而，若以此方式對於2片晶圓W一次性(同時地)施加偏壓電場，則於旋轉台2上的5片晶圓W所受電漿處理程度恐會出現差異。亦即，例如因旋轉軸22之歪曲、或是晶圓W之厚度尺寸/凹部24之深度尺寸的極些微誤差等，都會使得晶圓W表面之高度位置隨著各晶圓W而個別不同。此外，即使針對5片晶圓W當中特定之晶圓W，在旋轉台2進行旋轉中同樣會因為前述歪曲等造成前述高度位置在每次到達改質區域S1時改變的情況。
從而，如圖11以及圖12所示般，恐會對於2片晶圓W當中其中一晶圓W施加較另一晶圓W來得大之偏壓電場。此外，此等相互鄰接之2片晶圓W間的相對高度位置會隨著各晶圓W而改變，故電漿處理程度在晶圓W間會出現差異。圖11以及圖12中，若對於改質區域S1中旋轉台2之旋轉方向下游側之晶圓W以及旋轉台2之旋轉方向上游側之晶圓W分別賦予「1」以及「2」，則偏壓電場在圖11中是晶圓W1大於晶圓W2，而在圖12中是晶圓W2大於晶圓W1。
是以，針對偏壓電極120之寬度尺寸t，如已說明般，設定為較相互鄰接之晶圓W(凹部24)彼此的分離尺寸d來得小。是以，當對於5片晶圓W當中的一晶圓W進行電漿處理之時，如圖13以及圖14所示般，其他4片晶圓W未照射電漿(未施加偏壓電場)、或是即使照射電漿其電漿強度也較前述一晶圓W來得小。亦即，當一晶圓W(晶圓W1)未重疊於偏壓電極120而位於其上方側之時，如圖13所示般，對該一晶圓W進行電漿處理。其次，如圖14所示般，若此一晶圓W打算從改質區域S1脫離之時，相對於該一晶圓W位於旋轉 台2之旋轉方向上游側的其他晶圓W(晶圓W2)相對於偏壓電極120之上方側區域係分離於前述上游側。此外，當前述其他晶圓W到達偏壓電極120之上方側區域之時，前述一晶圓W已從該區域往旋轉台2之旋轉方向下游側脫離了。從而，對於各晶圓W來個別地進行電漿處理(偏壓電場之施加)。
接著，若回到偏壓電極120之構成的說明，則此偏壓電極120之下端側外周端如前述圖8所示般以不接觸真空容器1之底面部的方式位於比絕緣構件122之外端部更內側的方式受到配置。此外，偏壓電極120藉由設置於前述下端側外周端之上面側的O型環等密封構件125而相對於絕緣構件122做氣密性配置。從而，偏壓電極120以不接觸於旋轉台2(成為非接觸)的方式、且相對於真空容器1呈現電氣絕緣的方式受到配置。
於偏壓電極120之大致中央部以對應於絕緣構件122之氣體釋出口124配置位置的方式形成有將該偏壓電極120之上端面朝上下加以貫通之貫通口126。如圖1所示般，於此貫通口126之下方側氣密地設置有以導電構件所構成之流路構件127，以對電漿非激發區域S2供給電漿阻止用氣體(例如氮(N2)氣體、氦(He)氣體等)。
如圖1所示般，於偏壓電極120之下方側配置有密封構件131，此密封構件131係以例如石英等絕緣體所構成且形成為大致圓板狀。密封構件131之外周端在真空容器1之底面部與偏壓電極120之外周端之間係朝上方側之絕緣構件122在整個圓周方向上直立著。從而，若對於真空容器1之開口部121從下方側依序插入絕緣構件122、偏壓電極120以及密封構件131，並將此密封構件131以例如未圖示之螺栓等固定於真空容器1之底面部，則絕緣構件122對真空容器1做氣密性接觸。此外，偏壓電極120對絕緣構件122做氣密性接觸。進而，偏壓電極120與真空容器1之間因密封構件131而電性絕緣。
此外，如圖8下側所放大顯示般，絕緣構件122之上面位於旋轉台2之下面側的溝槽部2a內，且旋轉台2上之晶圓W與偏壓電極120在整個面內成為平行。此等旋轉台2之下面與絕緣構件122之上面之間的分離尺寸成為例如0.5mm~3mm。此外，圖7中針對密封構件123、125係省略描繪。
於旋轉台2之外周側配置有環狀之側環100，於前述架框90之外緣側的側環100上面避開該架框90設置有用以流通氣體之溝槽狀氣體流路101。於 此側環100之上面係分別對應於第1處理區域P1以及第2處理區域P2來形成排氣口61、62。分別從此等第1排氣口61以及第2排氣口62延伸之排氣管63係如圖1所示般分別經由蝴型閥等壓力調整部65而連接於做為排氣機構之例如真空泵64。
如圖2~圖4所示般，於真空容器1之側壁形成有用以在未圖示之外部搬送臂與旋轉台2之間進行晶圓W收授之搬送口15，此搬送口15構成為可利用閘閥G而氣密性開閉自如。此外，旋轉台2面臨此搬送口15之位置之下方側設有經由旋轉台2之貫通口而將晶圓W從內面側上舉用之升降銷(均未圖示)。
從而，由以上說明之偏壓電極120與法拉第屏蔽件95所構成者，如圖15所示般成為一對之對向電極，當晶圓W位於改質區域S1之下方側之時，俯視觀看上分別配置在和該晶圓W成為重疊之位置。於是，如圖15般，對偏壓電極120藉由高頻電源128所供給之高頻電力來於此等對向電極間形成電容耦合，產生偏壓空間S3。是以，藉由電漿處理部80在真空容器1內所形成之電漿中的離子如後述般在此偏壓空間S3內朝上下方向振動(移動)。從而，一旦晶圓W藉由旋轉台2之旋轉而位於此偏壓空間S3，由於離子於上下移動之過程中衝撞於該晶圓W，故離子被拉引至晶圓W。此外，圖1中針對以上說明之電氣電路予以省略。
此外，此成膜裝置中如圖1所示般設有用以進行裝置全體動作控制之電腦所構成之控制部200，於此控制部200之記憶體內儲藏有用以進行後述成膜處理以及電漿改質處理之程式。此外，於進行電漿改質處理之際，控制部200擁有用以調整真空容器1內所產生之電漿密度的回饋機能。具體而言，控制部200係基於流經連接於偏壓電極120之濾波器133的電流值，調整該濾波器133之電抗、匹配器84b之電容值。此程式係以實行後述裝置動作的方式建構有步驟群，從硬碟、光碟、光磁碟、記憶卡、軟碟等記憶媒體之記憶部201安裝至控制部200內。
其次，針對上述實施形態之作用來說明。首先，開啟閘閥G，一邊使得旋轉台2間歇性旋轉、一邊以未圖示之搬送臂經由搬送口15將例如5片晶圓W載置於旋轉台2上。於各個晶圓W表面形成有由溝槽、孔洞等所構成之凹 部10(參見圖16)，此凹部10之高寬比(凹部10之深度尺寸÷凹部10之寬度尺寸)成為例如數十到過百的大小。其次，關閉閘閥G，以真空泵64使得真空容器1內成為接近真空狀態，並使得旋轉台2以例如2rpm~240rpm繞順時鐘來旋轉。然後，以加熱器單元7將晶圓W加熱至例如300℃程度。
接著，從處理氣體噴嘴31、32分別釋出第1處理氣體以及第2處理氣體，並從電漿產生用氣體噴嘴34釋出電漿產生用氣體。此外，對電漿非激發區域S2釋出電漿阻止用氣體使得該區域S2之氣體壓力相對於改質區域S1成為正壓(高壓)，以阻止於區域S2產生電漿。此電漿阻止用氣體係流通於旋轉台2之下方側而從排氣口62受到排氣。
此外，從分離氣體噴嘴41、42將分離氣體以既定流量釋出，從分離氣體供給管51以及沖洗氣體供給管72、72以既定流量釋出氮氣體。此外，藉由壓力調整部65將真空容器1內調整成為事先設定之處理壓力。此外，對天線83以及偏壓電極120分別供給高頻電力。
於第1處理區域P1，於晶圓W表面吸附第1處理氣體成分而生成吸附層。其次，於第2處理區域P2，如圖16所示般，晶圓W上之吸附層受到氧化，形成1層或是複數層之做為薄膜成分之矽氧化膜(SiO2)之分子層而形成做為反應產物之反應層301。於此反應層301由於例如第1處理氣體所含殘留基而有時會殘留水分(OH基)、有機物等雜質。
電漿處理部80會因為從電漿高頻電源85所供給之高頻電力而產生電場以及磁場。此等電場以及磁場當中的電場會因法拉第屏蔽件95而被反射或是吸收(衰減)，阻礙其到達真空容器1內。另一方面，由於在法拉第屏蔽件95形成有狹縫97，故磁場會通過此狹縫97而經由架框90之底面到達真空容器1內之改質區域S1。
從而，從電漿產生用氣體噴嘴34所釋出之電漿產生用氣體被磁場所活性化而生成例如離子(氬離子：Ar+)、自由基等電漿。如前述般，由於天線83係配置成為包圍在旋轉台2之半徑方向上延伸之帶狀體區域，故此電漿在天線83之下方側係以延伸於旋轉台2之半徑方向的方式成為大致線狀。
此處，電漿傾向於沿著天線83之捲繞方向以所謂平面方式來分布。但是，由於使得法拉第屏蔽件95與偏壓電極120之間產生電容耦合而形成高頻 電場，而對此電漿中之離子施加上下方向之電場，故如前述般離子會被拉引至晶圓W側。從而，電漿中之離子如圖17所示般，不光是接觸晶圓W表面(相互鄰接之凹部10、10彼此間之水平面)，且接觸整個凹部10之內壁面、該凹部10之底面。如此一來若氬離子衝撞於反應層301，則會從反應層301釋放水分、有機物等雜質，或是產生反應層301內元素之重新排列而謀求該反應層301之緻密化(高密度化)，使得該反應層301受到改質。是以，改質處理於整個晶圓W面內、且於整個凹部10之深度方向被均等地進行。此外，如前述般關於偏壓電極120之寬度尺寸t設定為較相互鄰接之晶圓W彼此的分離尺寸d來得小，而對各晶圓W個別地形成偏壓電場，是以改質處理可於整個5片晶圓W間均等地進行。
之後，藉由持續使得旋轉台2旋轉，而依序進行多次的吸附層之吸附、反應層301之生成以及反應層301之改質處理，藉由反應層301之積層來形成薄膜。此薄膜係在整個凹部10之深度方向且於整個晶圓W面內、進而於晶圓W間成為緻密、均質的膜質。此外，圖17中示意顯示了法拉第屏蔽件95、偏壓電極120以及晶圓W。
於進行以上一連串程序之間，由於對於第1處理區域P1與第2處理區域P2之間供給氮氣體，能以第1處理氣體與第2處理氣體以及電漿產生用氣體不致相互混合的方式讓各氣體被排氣。此外，由於旋轉台2之下方側被供給著沖洗氣體，故打算朝旋轉台2之下方側擴散之氣體會因為前述沖洗氣體而被壓回排氣口61、62側。
依據上述實施形態，在對分別公轉於旋轉台2上之複數片晶圓W進行電漿處理之際，於旋轉台2之下方側在對向於改質區域S1之位置處配置有偏壓電極120。此外，此偏壓電極120在旋轉台2之旋轉方向上的寬度尺寸t形成為較相互鄰接之晶圓W彼此之分離尺寸d來得小。是以，可一邊抑制對於相互鄰接之晶圓W同時施加偏壓電場、一邊對各晶圓W個別地形成偏壓電場來拉引電漿中之離子。從而，即便於晶圓W表面形成了高寬比大的凹部10，也可於整個凹部10之深度方向且整個晶圓W面內、進而於複數晶圓W間形成膜質接近的薄膜。
此外，由於在電漿處理部80之正下方形成偏壓空間S3，亦即使得改質區域S1與偏壓空間S3相互重疊，而可抑制於該改質區域S1以外之區域產生不必要的電漿。亦即，如前述般，雖希望於天線83之下方位置產生電漿，但例如於真空容器1內局部性壓力變低之場所、或是露出真空容器1之內壁面等金屬面之場所等有時會不預期地產生(擴散)電漿。於是，一旦如此不預期之電漿例如干涉到Si系氣體，則會於吸附至晶圓W前發生氣體分解，而導致膜質劣化。但是，如前面詳述般，於天線83之下方側形成偏壓空間S3，將電漿(離子)往晶圓W側拉引。是以，可一邊進行電漿改質處理、一邊抑制不預期之電漿產生。
再者，由於在法拉第屏蔽件95與偏壓電極120之間形成電容耦合，將離子拉引至晶圓W側，故當離子衝撞於晶圓W之時，此離子之衝撞能量會轉變為熱而使得該晶圓W之溫度上升。此晶圓W之溫度變化(溫度上升)是和供給於高頻電源128之電量成正比。從而，於進行晶圓W上反應產物之改質處理之際，由於不僅可對該晶圓W供給離子，並可使得晶圓W之溫度上升，故對應於晶圓W之溫度上升程度可形成更良好膜質之薄膜。
此處，偏壓用高頻不限於單頻也可為雙頻(使用兩個頻率互異之高頻電源)，也可為3頻以上。亦即，藉由對偏壓電極120連接頻率互異的高頻電源，可調整晶圓W中心部與外緣部之間的電漿處理程度，而可於整個晶圓W面內形成膜質均勻的薄膜。
圖18關於法拉第屏蔽件95與偏壓電極120經電容耦合之構成方面，針對高頻電源128係顯示了取代連接於偏壓電極120而連接於相當於對向電極之法拉第屏蔽件95處之例。偏壓電極120係經由偏壓拉引電路402而接地。當以此方式將高頻電源128連接於法拉第屏蔽件95之情況，亦可利用電漿產生用電漿高頻電源85。亦即，也可不使用高頻電源128，而就電漿高頻電源85相對於天線83以及法拉第屏蔽件95來並聯。此外，圖18中針對已經說明過之構件係賦予和前述例相同符號而省略說明，且將裝置構成加以簡化描繪。
此外，雖於天線83之下方側配置了偏壓電極120，但例如對於旋轉台2之旋轉方向上的電漿分布狀態進行調整之情況等，也可使得偏壓電極120相 對於天線83例如往前述旋轉方向上游側錯開。從而，關於偏壓電極120，所謂「旋轉台2之下方側對向於改質區域S1之位置」不僅是該改質區域S1之正下方，也包含從改質區域S1往旋轉台2之旋轉方向下游側或是上游側分別分離0mm~100mm之位置。
再者，如圖19以及圖20所示般，也可將含有金屬(Cu(銅)、Al(鋁))等導電體以及Si等半導體中至少一者的圓板狀輔助電極140埋設於旋轉台2之內部。如圖20所示般，此輔助電極140係個別設置於各個晶圓W處，於俯視觀看時形成為和各個晶圓W之投影區域為相同或是較此投影區域來得大。若以此方式於旋轉台2內部埋設輔助電極140，則法拉第屏蔽件95與偏壓電極120之間的電容耦合係經由該輔助電極140而形成。從而，對應於輔助電極140之厚度尺寸，晶圓W可電性近接於偏壓電極120側，而可更為提高將離子拉引至晶圓W側之作用。
此外，對輔助電極140進行供電之際，可例如藉由導電材來構成旋轉台2、旋轉軸22等，對該旋轉軸22例如經由未圖示之滑環機構來供電。再者，關於天線83，雖一端側之端子連接於高頻電源85，且另一端側之端子接地，但此等一端側以及另一端側可個別連接於高頻電源85。此外，也可將天線83之一端側之端子連接於高頻電源85，而另一端側之端子則成為浮接狀態(以相對於周圍導電部浮起之狀態受到支撐)。
此外，將電漿中之離子拉引至晶圓W側之際，於前述各例中雖使得法拉第屏蔽件95與偏壓電極120形成電容耦合，但亦可利用晶圓W與偏壓電極120之間的靜電耦合。亦即，若不配置法拉第屏蔽件95，觀看從高頻電源128對偏壓電極120進行供電時之某瞬間，則如圖21所示般，於該偏壓電極120可說被施加負的直流電壓。亦即，從高頻電源128對偏壓電極120供給電子，而該偏壓電極120帶負電。此外，此等偏壓電極120與晶圓W成為非接觸，且受到電性絕緣。此外，於非激發區域S2，如前述般電漿之產生受到阻止。是以，若晶圓W到達偏壓電極120之上方側，則藉由偏壓電極120之負直流電壓，則該晶圓W會因為靜電感應而產生厚度方向之電荷偏移。亦即，晶圓W內部之電子會因為前述負直流電壓之斥力而往晶圓W表面側移動。 由於偏壓電極120之上面相對於晶圓W以成為平行的方式來配置，故此電子之移動量(晶圓W表面側之帶電量)在整個晶圓W面內成為一致。
另一方面，若觀看從高頻電源128對偏壓電極120供給高頻電力之其他瞬間，則該偏壓電極120可說被施加正直流電壓。是以，正電荷(質子)傾向於從高頻電源128移動至偏壓電極120。但是，如前述般高頻電源128係使用高頻，正直流電壓與負直流電壓係以高速進行切換。從而，對偏壓電極120施加正直流電壓之時間(從高頻電源128所施加之極性受到維持之時間)極短。此外，質子質量比電子大約3個級數，從而質子比電子難以移動。是以，在質子從高頻電源128到達偏壓電極120之前，該高頻電源128之極性被切換，另一方面電子立即到達此偏壓電極120，故結果而言偏壓電極120會成為帶負電。如此一來改質區域S1之正離子(具體而言氬離子)會因為晶圓表面之負電荷而被拉引至晶圓W側。
如此般，即便是利用偏壓電極120與晶圓W之間的靜電耦合之情況，亦可於天線83與改質區域S1之間配置前述法拉第屏蔽件95。於此情況，天線83之接地側端子與偏壓電極120(高頻電源128)之接地側端子係以法拉第屏蔽件95與偏壓電極120不形成電容耦合的方式彼此以其他路徑來接地。此外，法拉第屏蔽件95亦可取代接地而以相對於真空容器1之其他導電構件成為電性浮接(浮起)狀態的方式來保持。
以上之例中，如圖21所示般，亦可取代高頻電源128改用負直流電源129。
此外，以上所述各例中，電漿處理部80係捲繞天線83來產生感應耦合型電漿(ICP：Inductively coupled plasma)，但亦可產生電容耦合型電漿(CCP：Capacitively Coupled Plasma)。於此情況，如圖22所示般，相對於電漿產生用氣體噴嘴34在旋轉台2之旋轉方向下游側配置一對之對向電極170,170。
再者，關於偏壓電極120之寬度尺寸t，於俯視觀看時設定為較相互鄰接之晶圓W彼此之分離尺寸d來得小之際，亦可如以下般構成。圖23係顯示關於偏壓電極120相對於電漿產生用氣體噴嘴34配置於往旋轉台2之旋轉方向下游側分離之位置時，以和該氣體噴嘴34成為平行的方式受到配置之例。 從而，偏壓電極120係以和在旋轉台2之半徑方向上延伸之假想線相交叉的方式(和前述假想線不成為平行的方式)受到配置。
圖24顯示關於偏壓電極120隨著從旋轉台2之中心側往外緣側而俯視觀看時大致擴徑的方式受到配置之例。亦即，相互鄰接之晶圓W彼此之分離尺寸d在旋轉台2之旋轉中心側以及外緣側相對地變大，於此等旋轉中心與外緣之間的區域則變小。換言之，前述分離尺寸d在俯視觀看時通過連結5片晶圓W個別中心之圓的位置處成為最小，從該位置往旋轉中心側或是外周部側而逐漸變大。是以，圖24中，雖偏壓電極120之寬度尺寸t設定為在整個該偏壓電極120之長度方向上較前述分離尺寸d來得小，但隨著往外緣側而擴徑形成。是以，即使因著旋轉台2之旋轉造成前述外緣側之電漿處理程度傾向於低於中心側，仍可使得旋轉台2之半徑方向上的電漿處理程度調整為一致。
此外，圖25顯示關於偏壓電極120使得旋轉台2之旋轉方向上游側之緣部以及旋轉台2之旋轉方向下游側之緣部分別沿著晶圓W外緣形成為大致圓弧狀之例。從而，當旋轉台2上之晶圓W進入偏壓電極120之上方側區域之時以及從該區域脫離出之時的任一情況，晶圓W之外緣部在整個旋轉台2之半徑方向上都會和該電漿接觸。是以，可抑制例如於晶圓W之端部局部性地施加偏壓電場。此圖24以及圖25同樣地使得偏壓電極120在俯視觀看時不會同時跨越相互鄰接之2片晶圓W的方式來形成。
此外，在旋轉台2之晶圓W載置片數方面，前述例中針對設定為5片之例做了說明，但只要為複數片例如2片以上即可。此外，於直徑尺寸設定為某任意值之旋轉台2載置晶圓W之際，隨著晶圓W之載置片數增加，相互鄰接之晶圓W彼此之分離尺寸d會變小，從而容易對於相互鄰接之2片晶圓W同時形成偏壓電場。另一方面，晶圓W之載置片數愈增加，則可同時處理之晶圓W數量也增加而可提高生產量，故載置於旋轉台2之晶圓W片數以4片以上為佳。
再者，關於從旋轉台2之中心側往外緣側之方向(半徑方向)上的前述偏壓電極120之長度尺寸，係形成為較晶圓W之直徑尺寸(300mm)來得長，且配置為和該晶圓W之直徑部分相重疊，但亦可配置成為僅和此直徑部分之 一部分相重疊。亦即，例如當僅於晶圓W中央部形成擁有前述高寬比之凹部的情況，亦可以僅和旋轉台2之半徑部分的中央部相對向的方式來配置偏壓電極120。
此處，針對於旋轉台2之下方側非接觸性配置偏壓電極120之情況下，該偏壓電極120之較佳高度位置來說明。相對於旋轉台2來分離配置偏壓電極120之際，若旋轉台2與偏壓電極120過度分離，則恐怕會於非激發區域S2產生電漿(異常放電)。從而，為了抑制前述異常放電，使得偏壓電極120儘可能接近旋轉台2為理所當然者。但是，由於旋轉台2之熱膨脹量會隨著真空容器1內之加熱溫度而改變，故偏壓電極120之最適高度位置可說是隨著處理配方而不同。此外，前述異常放電之容易發生程度會隨著例如真空容器1內之真空度而改變。再者，有時即便是旋轉台2之旋轉速度(旋轉台2之震動程度)、旋轉台2之下面之加工精度等也會使得偏壓電極120之最適高度位置變為不同。
是以，偏壓電極120以構成為升降自如為佳。圖26顯示如此之例，流路構件127在真空容器1之下方側連接於升降機構720。圖26中721為用以將流路構件127與真空容器1之底面之間加以氣密性密閉之波紋管。此外，亦可於偏壓電極120之上方側設置前述絕緣構件122，而和該偏壓電極120一同升降自如地構成，或是亦可於偏壓電極120之表面使用例如石英等絕緣材來形成塗佈膜。
以下之表1係顯示對於旋轉台2之下面與偏壓電極120之上面之間的分離距離以及供給於偏壓電極120之高頻電力值進行各種改變，而確認此作旋轉台2與偏壓電極120之間的區域中電漿產生狀態(電壓)之結果。表1中，賦予淺灰色之部位顯示依據條件而於非激發區域S2產生電漿之結果，賦予深灰色之部位顯示於前述區域S2產生電漿之結果此外，白色(灰色以外部位)顯示於區域S2並未發生電漿之結果。
此外，此表1之實驗中，將供給於天線83之高頻電力設定為1500W，且於偏壓電極120連接著頻率40MHz之高頻電源129。此外，對旋轉台2之下方側所供給之氣體方面係使用了Ar氣體與O2氣體之混合氣體(Ar：700sccm、O2：70sccm)。
結果，發現若旋轉台2與偏壓電極120之間的分離尺寸愈小，則於非激發區域S2愈難產生電漿。此外，若偏壓用之高頻電力值愈小，則愈能抑制異常放電。
此外，針對連接於偏壓電極120之高頻電源128之頻率設定為3.2MHz之結果，如以下之表2所示般，得到了同樣的結果。
此外，以此方式升降自如地構成偏壓電極120之際，也可藉由對於旋轉台2與偏壓電極120之間的區域(非激發區域S2)導入惰性氣體，來使得該區域S2相對於真空容器1之內部雰圍成為高壓。此外，亦可使得從未圖示之真空泵延伸之排氣流路於該區域S2形成開口，而將此區域S2設定為較真空容器1之內部區域來得低壓。
於形成以上說明之矽氧化膜之際所使用之第1處理氣體方面，也可使用以下之表3之化合物。此外，以下之各表中，所謂「原料A區」表示第1處理 區域P1，「原料B區」表示第2處理區域P2。此外，以下之各氣體為一例，針對已經說明過之氣體也合併記載。
此外，用以使得表3之第1處理氣體產生氧化之第2處理氣體方面也可使用表4之化合物。
此外，此表4中所說的「電漿+O2」、「電漿+O3」意指例如於第2處理氣體噴嘴32之上方側設置前述電漿處理部80，將此等氧氣體、臭氧氣體加以電漿化而使用。
此外，也可將前述表3之化合物當作第1處理氣體使用，並將表5之化合物所構成之氣體當作第2處理氣體使用，而形成矽氮化膜(SiN膜)。
此外，關於此表5中「電漿」和表4同樣地意指使得接續於「電漿」用語之各氣體電漿化來使用。
再者，第1處理氣體以及第2處理氣體也可分別使用表6之化合物所構成之氣體，來形成碳化矽(SiC)膜。
此外，亦可使用以上舉出之表6之第1處理氣體來形成矽膜(Si膜)。亦即，於此情況下，並不設置第2處理氣體噴嘴32，旋轉台2上之晶圓W經由分離區域D交互通過第1處理區域(成膜區域)P1與改質區域S1。此外，若於第1處理區域P1在晶圓W表面吸附第1處理氣體成分而形成吸附層，則藉由旋轉台2進行旋轉之間，於晶圓W表面之吸附層會因為加熱器單元7之熱而產生熱分解使得氫、氯等雜質逐漸脫離。從而，藉由吸附層之熱分解反應而逐漸形成反應層301。
但是，由於旋轉台2繞鉛直軸旋轉，故旋轉台2上之晶圓W通過第1處理區域P1後到改質區域S1為止之時間、亦即用以從吸附層排出雜質之時間極短。是以，即將到達改質區域S1之晶圓W的反應層301中依然含有雜質。是以，藉由於改質區域S1將例如氬氣體電漿供給至晶圓W，而從反應層301去除雜質，得到良好膜質之反應層301。如此一來藉由交互通過區域P1、S1，會積層多層的反應層301而形成矽膜。從而，本發明中所謂「電漿改質處理」除了從反應層301去除雜質而進行該反應層301之改質的處理以外，也包含用以使得吸附層進行反應(熱分解反應)之處理。
在矽膜電漿處理所使用之電漿產生用氣體方面，使用可產生對晶圓W供給離子能量之電漿的氣體，具體而言除了前述氬氣體以外，係使用氦(He)氣體等稀有氣體或是氫氣體等。
此外，當形成矽膜之情況，做為第2處理氣體也可使用表7之摻雜材，而將硼(B)、磷(P)摻雜至該矽膜中。
此外，也可使用以下表8所示化合物所構成之氣體做為第1處理氣體，並使用前述第2處理氣體，以形成金屬氧化膜、金屬氮化膜、金屬碳化膜或是High-k膜(高介電係數膜)。
此外，電漿改質用氣體或是和該電漿改質用氣體共用之電漿離子注入氣體也可使用以下之表9之化合物所構成之氣體電漿。
此外，此表7中，關於含氧元素(O)之電漿、含氮元素(N)之電漿以及含碳元素(C)之電漿，可分別僅於形成氧化膜、氮化膜以及碳化膜之程序中使用。
此外，以上所說明之電漿改質處理是在旋轉台2每次旋轉時、亦即每次形成反應層301之時進行，但亦可例如每積層10~100層之反應層301再進行 。於此情況，於成膜開始時先停止對電漿高頻電源85、128進行供電，使得旋轉台2旋轉直到反應層301達到對應積層數後，停止對噴嘴31、32供給氣體，並對此等電漿高頻電源85、128進行供電來進行電漿改質。之後，再次反覆進行反應層301之積層與電漿改質。
此外，也可對於已形成薄膜之晶圓W進行電漿改質處理。於此情況，於真空容器1內不設置各氣體噴嘴31、32、41、42，而是配置電漿產生用氣體噴嘴34、旋轉台2以及偏壓電極120等。即便如此般在真空容器1內僅進行電漿改質處理之情況，由於可藉由偏壓空間S3將電漿(離子)拉引至凹部10內，而可於該凹部10之整個深度方向上進行均勻電漿改質處理。
此外，對晶圓W進行之電漿處理方面，亦可取代改質處理而進行處理氣體之活性化。具體而言，可將電漿處理部80組合至前述第2處理氣體噴嘴32，而於該噴嘴32之下方側配置偏壓電極120。於此情況，從噴嘴32所釋出之處理氣體(氧氣體)在電漿處理部80受到活性化而生成電漿，此電漿被拉引至晶圓W側。從而，可在凹部10之整個深度方向使得反應層301之膜厚、膜質成為一致。
即便以此方式使得處理氣體電漿化之情況，也可伴隨處理氣體之電漿化來進行前述電漿改質處理。此外，使得處理氣體電漿化之具體程序除了前述Si-O系薄膜之成膜以外，也可適用於例如Si-N(氮化矽)系薄膜。當形成此Si-N系薄膜之情況，第2處理氣體係使用含氮(N)之氣體例如氨(NH3)氣體。
本發明對於在旋轉台上分別公轉中之複數基板進行電漿處理之際，在旋轉台下方側和電漿產生區域相對向之位置處配置著離子拉引用之偏壓電極。此外，針對此偏壓電極係從旋轉台之旋轉中心側往外緣側延伸形成，且在前述旋轉台之旋轉方向上的寬度尺寸較相互鄰接之基板載置區域彼此的分離尺寸來得小。是以，可一邊抑制對於相互鄰接之2片基板同時施加偏壓電場、一邊對個別基板來個別地拉引電漿中之離子。從而，即便於基板表面形成有前述大高寬比之凹部，也可在凹部之整個深度方向上進行均質的電漿處理，且該電漿處理程度在整個面內且於複數基板間可成為一致。
依據本發明之基板處理裝置以及成膜方法，由於同時進行改質處理與基板之搬出動作，而可縮短複數基板之成膜處理所需合計時間。
以上，對於成膜裝置與成膜方法之說明係以竭盡地說明而促進理解實施例並有助於進而提升技術而記載者。從而，成膜方法並不限定於實施形態所示要件。此外，實施形態之例示並非意味其優點缺點。雖記載了成膜裝置與成膜方法，但可在不至超脫發明趣旨的範圍內進行各式各樣變更、置換、改變。
相關申請案之交互參見
本申請案係以2013年2月6日提出申請之日本特願2013-021384號做為優先權主張之基礎申請，基於此主張優先權，並參見其全內容援引於此。
1‧‧‧真空容器
2‧‧‧旋轉台
2a‧‧‧溝槽部
7‧‧‧加熱器單元
7a‧‧‧蓋構件
11‧‧‧頂板
11a‧‧‧密封構件
20‧‧‧盒體
21‧‧‧核心部
22‧‧‧旋轉軸
23‧‧‧驅動部(旋轉機構)
33‧‧‧氣體釋出孔
34‧‧‧噴嘴
51‧‧‧分離氣體供給管
62‧‧‧排氣口
63‧‧‧排氣管
64‧‧‧真空泵
65‧‧‧壓力調整部
72‧‧‧沖洗氣體供給管
73‧‧‧沖洗氣體供給管
80‧‧‧電漿處理部
83‧‧‧天線
85‧‧‧電漿高頻電源
86‧‧‧連接電極
90‧‧‧架框
91‧‧‧抵壓構件
94‧‧‧絕緣板
95‧‧‧法拉第屏蔽件
97‧‧‧狹縫
100‧‧‧側環
101‧‧‧溝槽狀氣體流路
120‧‧‧偏壓電極
121‧‧‧開口部
122‧‧‧絕緣構件
123‧‧‧密封構件
124‧‧‧氣體釋出口
125‧‧‧密封構件
126‧‧‧貫通口
127‧‧‧流路構件
128‧‧‧高頻電源
131‧‧‧密封構件
200‧‧‧控制部
201‧‧‧記憶部
W‧‧‧晶圓

Claims (7)

  1. 一種基板處理裝置，係於真空容器內對基板進行電漿處理者；具備有：旋轉台，將用以載置基板之基板載置區域沿著該真空容器之圓周方向上配置於複數部位，並使得此等基板載置區域分別進行公轉；處理氣體供給部，為伴隨該旋轉台之旋轉而於基板上依序積層分子層或是原子層來形成薄膜，而對該基板載置區域之通過區域供給處理氣體；電漿產生用氣體供給部，相對於該處理氣體供給部在該旋轉台之旋轉方向上位於分離之處，係對於用以對基板進行該分子層或是原子層之改質處理的電漿處理之電漿產生區域供給電漿產生用氣體；能量供給部，係對於該電漿產生用氣體供給能量來使得該氣體電漿化；偏壓電極，係於該旋轉台之下方側以對向於該電漿產生區域的方式所設置，用以將電漿中之離子拉引至基板表面；電容耦合用對向電極，係於該旋轉台之上方側以對向於該偏壓電極的方式所配置；偏壓用高頻電源，為使得該電容耦合用對向電極與該偏壓電極產生電容耦合而於基板產生偏壓電位，而對此等電極間供給高頻電力；以及排氣口，用以對該真空容器內進行排氣；該偏壓電極係以從該旋轉台之旋轉中心側往外緣側延伸的方式所形成，並以在該旋轉台之旋轉方向上的寬度尺寸較相互鄰接之基板載置區域彼此的分離尺寸來得小之方式形成。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，具備有電源部，藉由靜電感應而於該基板處產生用以將電漿中之離子拉引至該旋轉台上之基板表面的偏壓電位。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中該能量供給部為了於電漿產生區域產生感應耦合電漿做為該電漿而具備有繞鉛直軸捲繞之天線、以及連接於此天線之電漿產生用高頻電源；對向電極為一設置於該天線與該電漿產生區域之間的導電板，該導電板係使得用以將由該天線所形成之電磁場當中的電場加以遮斷而使得磁場通過、且以和該天線周圍之方向成為交叉的方式所形成之狹縫沿著天 線之周圍方向配置排列複數個。
  4. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中該能量供給部具備有以相互對向的方式所配置之一對電極，以於該電漿產生區域產生電容耦合電漿來做為該電漿。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中該基板載置區域於該旋轉台上設置於4部位以上；相互鄰接之基板載置區域彼此之分離尺寸為30mm以上120mm以下。
  6. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，具備有用以升降該偏壓電極之升降機構。
  7. 一種成膜方法，用以於真空容器內對基板進行成膜處理者；包含下述步驟：將表面形成有凹部之基板分別載置於沿著該真空容器之圓周方向上設置於旋轉台上複數部位處之基板載置區域，並使得該旋轉台做旋轉而使得此等基板載置區域分別進行公轉之製程；為伴隨該旋轉台之旋轉而於基板上依序積層分子層或是原子層來形成薄膜，而對該基板載置區域之通過區域供給處理氣體之製程；一邊使得該旋轉台做旋轉、一邊對相對於該處理氣體之供給區域在旋轉台之旋轉方向上分離之電漿產生區域供給電漿產生用氣體，並使得此電漿產生用氣體電漿化，利用電漿來進行該分子層或是原子層之改質處理之製程；對於在該旋轉台之下方側以對向於該電漿產生區域的方式所設之偏壓電極與於該旋轉台之上方側以對向於該偏壓電極的方式所配置之對向電極之間供給高頻電力使得此等電極產生電容耦合，藉此於基板產生偏壓電位而將電漿中之離子拉引至基板表面之製程；以及對該真空容器內進行排氣之製程；其中該拉引製程所使用之該偏壓電極係以從該旋轉台之旋轉中心側往外緣側延伸的方式所形成，並以在該旋轉台之旋轉方向上的寬度尺寸較相互鄰接之基板載置區域彼此的分離尺寸來得小之方式形成。
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