TWI814137B - 基板處理裝置，半導體裝置的製造方法，基板處理方法及程式 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題是在於使基板處理的面內均一性提升。 其解決手段是具備： 處理容器，其係電漿激發處理氣體； 氣體供給系，其係被構成為供給處理氣體至處理容器內；及 線圈，其係被設為第1接地點與第2接地點之間的區間會沿著處理容器的外周來螺旋狀地捲繞複數次，被構成為供給高頻電力， 線圈係被構成為在從第1接地點朝向第2接地點的方向捲繞處理容器的外周1周為止的區間即第1捲繞區間之中，從包含第1接地點的一部分的區間的線圈的內周到處理容器的內周為止的距離即線圈離開距離會比連續於包含第1接地點的一部分的區間的其他的區間的線圈離開距離更長。

Description

基板處理裝置，半導體裝置的製造方法，基板處理方法及程式
本案是關於基板處理裝置，半導體裝置的製造方法，基板處理方法及程式。
在專利文獻1記載藉由供給高頻電力至線圈，電漿激發處理氣體而進行基板處理之基板處理裝置。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本國際公開第2019/082569號小冊子
然而，就上述般的基板處理裝置而言，在線圈上的接地點的附近，在基板的面內方向的電漿密度產生偏倚，有基板處理的面內均一性降低的情形。
本案的目的是在於提供可使基板處理的面內均一性提升的技術。
若根據本案之一形態，則提供一種下述構成的技術，具備：處理容器，其係電漿激發處理氣體；氣體供給系，其係被構成為供給前述處理氣體至前述處理容器內；及線圈，其係被設為第1接地點與第2接地點之間的區間會沿著前述處理容器的外周來螺旋狀地捲繞複數次，被構成為供給高頻電力，前述線圈係被構成為在從前述第1接地點朝向前述第2接地點的方向捲繞前述處理容器的外周1周為止的區間即第1捲繞區間之中，從包含前述第1接地點的一部分的區間的前述線圈的內周到前述處理容器的內周為止的距離即線圈離開距離會比連續於包含前述第1接地點的一部分的區間的其他的區間的線圈離開距離更長。
若根據本案，則可使基板處理的面內均一性提升。
200:晶圓(基板)
201:處理室
203:處理容器
210:上側容器
211:下側容器
212:共振線圈
217:基座(基板載置台)
273:高頻電源
[圖1]是被適用在本案之一形態的基板處理裝置的概 略構成圖。
[圖2(A)]是表示本案的比較例的共振線圈的圖，[圖2(B)]是表示圖2(A)的共振線圈的電流與電壓的關係的說明圖。
[圖3(A)]是表示使用圖2(A)的共振線圈來電漿激發處理氣體時的處理爐內的樣子的圖，[圖3(B)]是圖3(A)的共振線圈的下端的水平剖面圖。
[圖4(A)]是表示在本案之一形態所適用的共振線圈的圖，[圖4(B)]是表示圖4(A)的共振線圈的電流與電壓的關係的說明圖。
[圖5(A)]是表示使用圖4(A)的共振線圈來電漿激發處理氣體時的處理爐內的樣子的圖，[圖5(B)]是圖5(A)的共振線圈的下端的水平剖面圖。
[圖6]是表示在本案之一形態所適用的基板處理裝置的控制部(控制手段)的構成的圖。
[圖7]是表示在本案之一形態所適用的基板處理工序的流程圖。
[圖8(A)]是表示使用在本案之一形態所適用的共振線圈的變形例來電漿激發處理氣體時的處理爐內的樣子的圖，[圖8(B)]是圖8(A)的共振線圈的上端的水平剖面圖。
[圖9(A)]是表示使用在本案之一形態所適用的共振線圈的變形例來電漿激發處理氣體時的處理爐內的樣子的圖，[圖9(B)]是圖9(A)的共振線圈的下端的水平剖面圖。
[圖10]是表示使用在本案之一形態所適用的共振線圈 的變形例來電漿激發處理氣體時的處理爐內的樣子的圖。
[圖11]是表示使用在本案之一形態所適用的共振線圈的變形例來處理氣體時的處理爐內的樣子的圖。
[圖12]是表示使用本實施例的共振線圈及比較例的共振線圈來分別進行基板處理時，被形成於基板上的膜的平均膜厚與面內均一性的圖。
<本案之一形態>
以下，邊參照圖1~圖7邊說明有關本案的一形態。另外，在以下的說明中使用的圖面皆為模式性者，在圖面中所示的各要素的尺寸的關係、各要素的比率等是不一定與現實者一致。又，複數的圖面的相互間也各要素的尺寸的關係、各要素的比率等是不一定一致。
(1)基板處理裝置的構成
利用圖1在以下說明有關本案之一形態的基板處理裝置100。本案之一形態的基板處理裝置是被構成為主要對於在基板面上所形成的膜或底層進行氧化處理。
(處理室)
基板處理裝置100是具備電漿處理作為基板的晶圓200的處理爐202。在處理爐202設有構成處理室201的處理容器203。處理容器203是具備第1容器的圓頂型的上側容器 210及第2容器的碗型的下側容器211。藉由上側容器210蓋在下側容器211上，形成處理室201。上側容器210是以石英所形成。又，上側容器210是構成電漿容器，該電漿容器是形成處理氣體被電漿激發的電漿產生空間。
並且，在下側容器211的下部側壁設有閘閥244。閘閥244是被構成為開啟時，利用搬送機構，經由搬入出口245來將晶圓200搬入至處理室201內，或可將晶圓200搬出至處理室201外。閘閥244是被構成為關閉時，成為保持處理室201內的氣密性的隔開閥。
處理室201是具有：在周圍設有作為電極的線圈即共振線圈212的電漿產生空間；及連通至電漿產生空間，作為處理晶圓200的基板處理室的基板處理空間。
電漿產生空間是意指產生電漿的空間，處理室201內比共振線圈212的下端更上方，且比共振線圈212的上端更下方的空間。另一方面，基板處理空間是意指使用電漿來處理基板的空間，比共振線圈212的下端更下方的空間。就本案之一形態而言，電漿產生空間與基板處理空間的水平方向的直徑是被構成為大致相同。
(基座)
在處理室201的底側中央是配置有作為載置晶圓200的基板載置台的基座217。基座217是被設在處理室201內， 共振線圈212的下方。
在基座217的內部是作為加熱機構的加熱器217b會一體地被埋入。加熱器217b是被構成為一旦供給電力，則加熱晶圓200。
基座217是與下側容器211電性絶緣。阻抗調整電極217c是為了使在被載置於基座217的晶圓200上所產生的電漿的密度的均一性更提升，而設在基座217內部，經由作為阻抗調整部的阻抗可變機構275來接地。
在基座217是設有具備使基座217昇降的驅動機構之基座昇降機構268。並且，在基座217是設有貫通孔217a，且在下側容器211的底面是設有晶圓頂起銷266。藉由基座昇降機構268來使基座217下降時，是被構成為晶圓頂起銷266會在與基座217非接觸的狀態下，穿過貫通孔217a。
(氣體供給部)
在處理室201的上方、亦即上側容器210的上部是設有氣體供給頭236。氣體供給頭236是具備蓋狀的蓋體233、氣體導入口234、緩衝室237、開口238、遮蔽板240及氣體吹出口239，被構成為可將反應氣體供給至處理室201內。緩衝室237是持有作為分散從氣體導入口234導入的反應氣體的分散空間的機能。
在氣體導入口234是供給含氧氣體的含氧氣體供給管232a的下游端、供給含氫氣體的含氫氣體供給管 232b的下游端及供給惰性氣體的惰性氣體供給管232c會以合流的方式連接。在含氧氣體供給管232a是從上游側依序設有含氧氣體供給源250a、作為流量控制裝置的質量流控制器(MFC)252a、作為開閉閥的閥253a。在含氫氣體供給管232b是從上游側依序設有含氫氣體供給源250b、MFC252b、閥253b。在惰性氣體供給管232c是從上游側依序設有惰性氣體供給源250c、MFC252c、閥253c。在含氧氣體供給管232a、含氫氣體供給管232b及惰性氣體供給管232c合流的下游側是設有閥243a，在氣體導入口234的上游端連接。被構成為藉由使閥253a，253b，253c，243a開閉，可一面利用MFC252a，252b，252c來調整各個的氣體的流量，一面經由氣體供給管232a，232b，232c來將含氧氣體、含氫氣體、惰性氣體等的處理氣體供給至處理室201內。
主要藉由氣體供給頭236、含氧氣體供給管232a、含氫氣體供給管232b、惰性氣體供給管232c、MFC252a，252b，252c、閥253a，253b，253c，243a來構成本案之一形態的氣體供給部(氣體供給系)。氣體供給部(氣體供給系)是被構成為供給處理氣體至處理容器203內。
又，藉由氣體供給頭236、含氧氣體供給管232a、MFC252a、閥253a，243a來構成本案之一形態的含氧氣體供給系。進一步，藉由氣體供給頭236、含氫氣體供給管232b、MFC252b、閥253b，243a來構成本案之一形 態的含氫氣體供給系。進一步，藉由氣體供給頭236、惰性氣體供給管232c、MFC252c、閥253c，243a來構成本案之一形態的惰性氣體供給系。
(排氣部)
在下側容器211的側壁是設有從處理室201內排除反應氣體的氣體排氣口235。氣體排氣口235是連接氣體排氣管231的上游端。在氣體排氣管231從上游側依序設有作為壓力調整器(壓力調整部)的APC(Auto Pressure Controller)閥242、作為開閉閥的閥243b、作為真空排氣裝置的真空泵246。主要藉由氣體排氣口235、氣體排氣管231、APC閥242、閥243b來構成本案之一形態的排氣部。另外，亦可將真空泵246含在排氣部中。
(電漿產生部)
在處理室201的外周部、亦即上側容器210的側壁的外側是以沿著上側容器210的外周而螺旋狀地捲繞複數次的方式設置共振線圈212。共振線圈212是連接RF感測器272、高頻電源273、進行高頻電源273的阻抗或輸出頻率的匹配之匹配器274。
高頻電源273是供給高頻電力(RF電力)至共振線圈212者。RF感測器272是被設在高頻電源273的輸出側，監測被供給的高頻電力的進行波或反射波的資訊者。藉由RF感測器272所監測的反射波電力是被輸入至匹配器 274，匹配器274是根據從RF感測器272輸入的反射波的資訊，以反射波成為最小的方式，控制高頻電源273的阻抗或被輸出的高頻電力的頻率者。
高頻電源273是具備：包含用以規定振盪頻率及輸出的高頻振盪電路及前置放大器之電源控制手段(控制電路)；及用以放大至預定的輸出的放大器(輸出電路)。
電源控制手段是根據經由操作面板而預先被設定的關於頻率及電力的輸出條件來控制放大器。放大器是經由傳送線路來供給一定的高頻電力至共振線圈212。
共振線圈212是為了形成預定的波長的駐波，而設定捲徑、捲繞間距、捲數，使能以一定的波長共振。亦即，共振線圈212的電性長度是被設定成相當於從高頻電源273供給的高頻電力的預定頻率的1波長的整數倍(1倍、2倍、...)的長度。
具體而言，斟酌施加的電力或使產生的磁場強度或適用的裝置的外形等，設為50~300mm2的有效剖面積且200~500mm的線圈直徑，在形成電漿產生空間的室的外周側捲繞2~60次程度，使得共振線圈212可例如藉由800kHz~50MHz、0.1~5kW的高頻電力來產生0.01~10高斯程度的磁場。
作為構成共振線圈212的素材是使用銅管、銅的薄板、鋁管、鋁薄板、在聚合物皮帶蒸鍍銅或鋁的素材等。共振線圈212是以絶緣性材料來形成平板狀，且藉 由在底板248的上端面鉛直立設的複數的支架(未圖示)來支撐。
共振線圈212的兩端是被電性接地。共振線圈212的兩端之中的一端是作為固定接地(ground)，在第1接地點302被接地。又，共振線圈212的另一端是在第2接地點304被接地。第2接地點304為了微調整該共振線圈的電性長度，亦可經由可動分接頭來接地。而且，裝置的最初的設置時或處理條件的變更時，為了微調整共振線圈212的阻抗，在共振線圈212的被接地的兩端之間，藉由可動分接頭215來構成給電部。又，可動分接頭215是被調整位置，使得共振線圈212的共振特性與高頻電源273大致相等。藉由共振線圈212具備可變式接地部及可變式給電部，如後述般，在調整處理室201的共振頻率及負荷阻抗時，可更簡便地調整。
遮蔽板223是遮蔽共振線圈212的外側的電場，且為了在與共振線圈212之間形成構成共振電路所必要的電容成分(C成分)而設者。遮蔽板223一般是使用鋁合金等的導電性材料來構成圓筒狀。遮蔽板223是從共振線圈212的外周隔開5~150mm程度而配置。
主要藉由共振線圈212、RF感測器272、匹配器274來構成本案之一形態的電漿產生部。另外，亦可含有高頻電源273作為電漿產生部。
在此，詳述本案之一形態的裝置的電漿產生原理及被產生的電漿的性質。藉由共振線圈212所構成的 電漿產生電路是以RLC的並列共振電路來構成。當從高頻電源273供給的高頻電力的波長與共振線圈212的電性長度相同時，共振線圈212的共振條件是藉由共振線圈212的電容成分或感應成分所作出的電抗成分會被相抵，形成純電阻。然而，在上述電漿產生電路中，使電漿產生時，因為共振線圈212的電壓部與電漿之間的電容耦合的變動、電漿產生空間與電漿之間的感應耦合的變動、電漿的激發狀態等，實際的共振頻率是些微變動。
於是，在本案之一形態中，為了電源側補償電漿產生時的共振線圈212的共振的偏差，而在RF感測器272中檢測出電漿產生時來自共振線圈212的反射波電力，匹配器274具有根據被檢測出的反射波電力來修正高頻電源273的輸出之機能。
具體而言，匹配器274是根據在RF感測器272被檢測出的產生電漿時來自共振線圈212的反射波電力，以反射波電力成為最小的方式使高頻電源273的阻抗或輸出頻率增加或減少。控制阻抗時，匹配器274是藉由修正預先被設定的阻抗之可變電容器控制電路所構成，控制頻率時，匹配器274是藉由修正預先被設定的高頻電源273的振盪頻率之頻率控制電路所構成。另外，高頻電源273與匹配器274是亦可一體被構成。
藉由如此的構成，本案之一形態的共振線圈212是被供給包含電漿的該共振線圈的實際的共振頻率的高頻電力(或以匹配於包含電漿的該共振線圈的實際的阻 抗之方式供給高頻電力)，因此形成相位電壓與反相位電壓經常被相抵的狀態的駐波。當共振線圈212的電性長度與高頻電力的波長相同時，在線圈的電性中點(電壓為零的節點)產生最高的相位電流。因此，在電性中點的附近是幾乎無與處理室壁或基座217的電容耦合，形成電性電位(potential)極低的甜甜圈狀的感應電漿。
(共振線圈的捲徑)
其次，說明有關本案之一形態的共振線圈212的捲徑。如上述般，共振線圈212的下端是在第1接地點302被接地，共振線圈212的上端是在第2接地點304被接地。亦即，共振線圈212的兩端是在第1接地點302及第2接地點304分別被接地，第1接地點302是被設在第2接地點304的下方。共振線圈212是被設為第1接地點302與第2接地點304之間的區間會沿著處理容器203的外周而螺旋狀地捲繞複數次，被構成為供給高頻電力。在此，所謂「沿著處理容器203的外周」是意思藉由共振線圈212所產生的高頻電磁場會實質地電漿激發處理容器203內的處理氣體的程度，共振線圈212與處理容器203的外周(外面、外壁)接近的狀態。
<比較例的共振線圈的捲徑>
首先，在基板處理裝置100中，利用圖2(A)、圖2(B)、圖3(A)及圖3(B)來說明取代本案之一形態的共振線 圈212而使用比較例的共振線圈412的例子。
比較例的共振線圈412是如圖2(A)所示般，捲徑會在共振線圈412上的哪個的位置皆為一定且相同。亦即，將從上側容器210的內壁表面(內周的表面)到共振線圈412的內徑側表面(面對上側容器210的側壁的側的表面，亦即內周的表面)的距離(以下成為線圈離開距離)設為d1時，就此比較例而言，d1經常為一定，捲徑成為相同。
本比較例的構成是捲徑以外的點，與本案之一形態的共振線圈212同樣，在共振線圈412的線路上設有給電點，從高頻電源273供給高頻電力，在共振線圈412的線路上的第1接地點302與第2接地點304之間的區間，形成具有高頻電力的例如1波長份的長度的電流及電壓的駐波。圖2(B)的左側的波形之中，虛線是表示電流，實線是表示電壓。如圖2(B)的左側的波形所示般，在共振線圈412的第1接地點302與第2接地點304及其中點(亦即電性中點)，電流的駐波的振幅成為最大。
在電流的振幅成為最大的共振線圈412的中點的附近是形成高頻磁場，藉由此高頻磁場所引起的高頻電磁場會使被供給至上側容器210內的電漿產生空間內的處理氣體的放電產生。處理氣體會隨此放電而被激發，藉此處理氣體的電漿會在共振線圈412的中點的附近產生。以下，將藉由如此在電流的振幅大的位置(區域)的附近形成的高頻電磁場所產生的處理氣體的電漿稱為感應耦合電漿(ICP(Inductively Coupled Plasma))。如圖3(A)所示般， ICP是在沿著上側容器210內的內壁面的空間之中，甜甜圈狀地產生於成為共振線圈412的中點的附近的區域，在晶圓200的面內方向產生電漿密度均一的ICP。
在此，如圖2(A)及圖2(B)所示般，在共振線圈412的下端側的第1接地點302的附近或共振線圈412的上端側的第2接地點304的附近也電流(磁場)的振幅成為最大，形成高頻電磁場。但，就共振線圈412的上端側與下端側而言，各個電流的振幅大的區間(例如成為最大振幅的80%以上的區間)會比共振線圈412的中點附近的電流的振幅大的區間(例如成為最大振幅的80%以上的區間)更窄。具體而言，例如，電流的振幅成為最大振幅的80%以上的區間的長度是在共振線圈412的上端側及下端側，有成為共振線圈412的中點附近的一半程度的情形。如此的情況，在共振線圈412的上端側及下端側，如圖3(A)及圖3(B)所示般，不會有電漿密度高的ICP沿著處理容器203的內周而甜甜圈狀地繞1周的方式產生的情形，有只在處理容器203的內周方向的一部分的區域產生的情形。亦即，有電漿密度高的ICP會在處理容器203的內周方向不均一偏倚的狀態下產生的情形。
又，如圖2(B)所示般，在上端側及下端側所分別產生的ICP之處理容器203的內周方向的電漿密度的分佈是對應於電流的振幅成為最大的第1接地點302的位置及對應於第2接地點304的位置，成為持有電漿密度顯著變高般的偏倚的分佈。
這是在中點附近產生的ICP會被形成為以中點為中央，遍及處理容器203的內周方向全體，電漿密度的分佈大致均一，相對的，在上端側及下端側所分別產生的ICP是在分別在第1接地點302的附近及第2接地點304的附近，電漿密度成為最大，成為越是從該處按照共振線圈412的線路來離開於處理容器203的內周方向，電漿密度越會急速地降低般的電漿密度的分佈。另外，之所以在中點附近產生的ICP會被形成為遍及處理容器203的內周方向全體，電漿密度的分佈大致均一，其原因之一，可推測是電漿密度高的區域沿著處理容器203的內周而形成連在一起的環，藉此ICP的形成會遍及處理容器203的內周方向全體而促進。
亦即，使用比較例的共振線圈412時，共振線圈412的接地點成為特異點，藉由依據接地點的感應電流所產生的電漿，在處理容器203的內周方向的電漿密度的分佈產生偏倚，有被形成於晶圓200上的膜的面內均一性降低的情形。這可舉相對於高頻電力的波長，共振線圈的捲徑大，所以周方向的電漿密度成為不均一的情形，作為主要因素之一。特別是若將從高頻電源273供給的高頻電力的值設為3500~4800W，則面內均一性的惡化顯著的情形會被確認。
<本案之一形態的共振線圈的捲徑>
其次，利用圖4(A)、圖4(B)、圖5(A)及圖5(B)來說明 有關本案之一形態的共振線圈212。
本案之一形態的共振線圈212是如圖4(A)及圖4(B)所示般，被構成為共振線圈212的捲徑會在共振線圈212的下端側的第1接地點302擴張，在第1接地點302與共振線圈212的線路上的其他的區間不同。亦即，將從上側容器210的內壁表面(內周的表面)到共振線圈212的內徑側表面(面對上側容器210的側壁的側的表面，亦即內周的表面)的距離，亦即將從共振線圈212的中點的共振線圈212的內周到處理容器203的內周的距離即線圈離開距離設為d1時，將共振線圈212的第1接地點302的線圈離開距離設為比d1更長的d2。在此，所謂共振線圈212的中點是表示共振線圈212的第1接地點302與第2接地點304之間的大致中央。
具體而言，共振線圈212是在從第1接地點302朝向第2接地點304的方向捲繞處理容器203的外周1周為止的區間即第1捲繞區間會藉由線圈離開距離為d1一定的第1區間，及連續於第1區間，包含第1接地點302，線圈離開距離為比d1更長的第2區間所構成。又，共振線圈212是被構成為第1捲繞區間之中，包含第1接地點302的第2區間的線圈離開距離會比第1區間的線圈離開距離更長。又，第2區間的長度是被構成為比第1捲繞區間的一半更短。
如圖5(A)及圖5(B)所示般，以第1接地點302的線圈離開距離d2會比其他的區間的線圈離開距離d1更長 的方式構成。亦即，共振線圈212是被構成為第1接地點302與第2接地點304之間的區間之中，第1接地點302的線圈離開距離d2會成為最長。又，共振線圈212是被構成為第1捲繞區間之中，第1接地點302的線圈離開距離d2會成為最長。藉由如此使第1捲繞區間之中，僅特異點的第1接地點302的附近遠離處理容器203，而使其他的區間從處理容器203接近至預定距離的d1，可一面減低被形成於處理室201內的ICP的電漿密度的偏倚，一面將電漿密度的降低設在最小限度而抑制反應物的生成效率的降低。
又，本案之一形態的共振線圈212的第2接地點304的線圈離開距離為d1，共振線圈212的上端側，在從第2接地點304朝向第1接地點302的方向捲繞處理容器203的外周1周為止的區間即第2捲繞區間的線圈離開距離是一定，被構成為d1。藉此，在第2接地點304的附近產生比在第1接地點302的附近產生的ICP更高的電漿密度的ICP，可使反應氣體的反應物的生成效率提升。
又，從共振線圈212的第1接地點302到第2接地點304為止的區間的長度是作為高頻電力供給的高頻的波長的n倍或1/n倍(n是自然數)。又，共振線圈212是被構成為在共振線圈212的第1捲繞區間與處理容器203的外周之間不配置有共振線圈212的其他的區間。亦即，共振線圈212的包含第1接地點302的第1捲繞區間與共振線圈212的包含第2接地點304的第2捲繞區間是分別被構成為在水平方向不與其他的區間重疊而配置。另外，若第1捲繞區 間與第2捲繞區間分別在水平方向與其他的區間重疊，則接地點附近的區間會遠離處理容器203，ICP的產生變困難。
又，共振線圈212的第1捲繞區間的長度是被構成為比從流至共振線圈212的電流的駐波的振幅成為最大的第1接地點302到相對於第1接地點302的振幅成為未滿預定的比例的最近的位置為止的長度更長。亦即，在共振線圈212的第1捲繞區間中存在流至共振線圈212的電流的駐波的振幅相對於第1接地點302的振幅成為未滿預定的比例的位置。在此，由於有越是電流的駐波的振幅小的區間，電漿密度越低的傾向，因此藉由在第1捲繞區間內存在電流的駐波的振幅相對於第1接地點302的振幅成為未滿預定的比例的位置，以第1接地點302作為特異點的電漿密度的偏倚變容易發生。因此，藉由使用本案的共振線圈212，可顯著改善電漿密度的偏倚。作為如此以第1接地點302作為特異點的電漿密度的偏倚容易發生的預定的比例是例如80%。另外，預定的比例超過80%時，第1捲繞區間的ICP的電漿密度的分佈成為大致均一，有未能取得本案技術之均一性的改善效果的情形。因此，作為可充分取得本案技術之均一性的改善效果的預定的比例是設為80%以下為理想。
又，共振線圈212的第1捲繞區間的長度是被構成為比從第1接地點302到流至共振線圈212的電流的駐波的振幅成為最小的最初的位置(亦即電壓的駐波的振幅 成為最大的最初的位置)為止的長度更長。如上述般，在共振線圈212的第1捲繞區間內有電流的駐波的振幅成為最小的位置時，在第1捲繞區間內存在第1接地點302的電流的駐波的振幅成為最大的點及成為最小的點，電漿密度的偏倚容易發生。因此，藉由使用本案的共振線圈212，可顯著改善電漿密度的偏倚。
如上述般在本案之一形態的共振線圈212中也在共振線圈212的線路上設有給電點，從高頻電源273供給高頻電力，形成具有被供給至共振線圈212的線路上的高頻電力的例如1波長份的長度之電流及電壓的駐波。因此，在共振線圈212的第1接地點302與第2接地點304及中點，電流的駐波的振幅成為最大。亦即，在共振線圈212的第1接地點302與第2接地點304及中點，電壓的駐波的振幅成為最小(理想是零)，在其間的位置，振幅成為最大。另外，為了降低共振線圈212的阻抗，給電點是被設在接地點的附近。
如上述般，本案之一形態是以被配置於晶圓200的附近的第1接地點302的線圈離開距離會在共振線圈212的第1捲繞區間內成為最長的方式設定線圈的捲徑。又，以共振線圈212的第1接地點302的線圈離開距離會在共振線圈212的第1接地點302與第2接地點304之間的區間內成為最長的方式設定線圈的捲徑。本形態是將此最大的距離設為d2。更具體而言，本形態是以將共振線圈212的第1接地點302的線圈離開距離設為比d1更長的d2之方式設 定線圈的捲徑。本案之一形態是以電流的駐波的振幅成為最大的接地點的線圈離開距離會在共振線圈212的全區間之中成為最大的距離之方式設定線圈的捲徑。
在此，藉由共振線圈212所形成的高頻電磁場的強度是與離共振線圈212的距離成反比例。因此，藉由將第1接地點302的線圈離開距離設為比d1更長的d2，被被配置於晶圓200附近的第1接地點302之共振線圈212的電流的振幅影響的高頻電磁場的強度會減低。
因此，藉由構成為使接近處理基板的晶圓200的第1接地點302的線圈離開距離在共振線圈212的第1接地點302與第2接地點304之間的區間內成為最長，在第1接地點302的附近被形成的高頻電磁場的強度會被減低。因此，可抑制藉由高頻電磁場來產生於共振線圈212的周方向的處理氣體的電漿密度的偏倚。
又，由於第2接地點304是比第1接地點302更遠離處理基板的晶圓200，因此第2接地點304成為特異點而產生的電漿密度的偏倚給予晶圓200的處理的面內均一性的影響是比第1接地點302者更小。因此，藉由將遠離晶圓200對基板處理的面內均一性的影響比較小的第2接地點304的線圈離開距離設為比第1接地點302的線圈離開距離d2更短的距離(例如d1)，可不使發生因為擴大第2接地點304的線圈離開距離所造成的電漿密度的降低，維持反應物的生成效率。結果，可一面減低起因於接地點的周方向的電漿密度的偏倚，一面維持電漿處理效率不變使晶圓 200的面內均一性提升。
另外，線圈離開距離的d1、d2的具體的值是可按照被供給至共振線圈212的高頻電力的大小或共振線圈212的粗度、所望的(特別是上側容器210的周方向)電漿密度的均一性的程度等的其他的條件來適當調整。
(控制部)
作為控制部的控制器221是被構成為經由訊號線A來控制APC閥242、閥243b及真空泵246，經由訊號線B來控制基座昇降機構268，經由訊號線C來控制加熱器電力調整機構276及阻抗可變機構275，經由訊號線D來控制閘閥244，經由訊號線E來控制RF感測器272、高頻電源273及匹配器274，經由訊號線F來控制MFC252a~252c及閥253a~253c，243a。
如圖6所示般，控制部(控制手段)即控制器221是被構成為具備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是被構成為可經由內部匯流排221e來與CPU221a交換資料。控制器221是連接例如被構成為觸控面板或顯示器等的輸出入裝置225。
記憶裝置221c是例如以快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive)等所構成。在記憶裝置221c內是可讀出地儲存有控制基板處理裝置的動作的控制程式或記載後述 的基板處理的程序或條件等的程式處方等。製程處方是被組合成可使後述的基板處理工序的各程序實行於控制器221，取得預定的結果者，作為程式機能。以下，亦將此程式處方或控制程式等總簡稱為程式。在本說明書中使用程式的用語時，是有只包含處方單體時，只包含控制程式單體時，或包含該等的雙方時。又，RAM221b是被構成為暫時性地保持藉由CPU221a所讀出的程式或資料等之記憶區域(工作區域)。
I/O埠221d是被連接至上述的MFC252a~252c、閥253a~253c，243a，243b、閘閥244、APC閥242、真空泵246、RF感測器272、高頻電源273、匹配器274、基座昇降機構268、阻抗(impedance)可變機構275、加熱器電力調整機構276等。
CPU221a是被構成為讀出來自記憶裝置221c的控制程式而實行，且按照來自輸出入裝置225的操作指令的輸入等，從記憶裝置221c讀出製程處方。而且，CPU221a是被構成為按照被讀出的製程處方的內容，經由I/O埠221d及訊號線A來控制APC閥242的開度調整動作、閥243b的開閉動作及真空泵246的啟動‧停止，經由訊號線B來控制基座昇降機構268的昇降動作，經由訊號線C來控制加熱器電力調整機構276之往加熱器217b的供給電力量調整動作(溫度調整動作)或阻抗可變機構275之阻抗值調整動作，經由訊號線D來控制閘閥244的開閉動作，經由訊號線E來控制RF感測器272、匹配器274及高頻電源273 的動作，經由訊號線F來控制MFC252a~252c之各種處理氣體的調整流量動作及閥253a~253c，243a的開閉動作等。
控制器221是可藉由將被儲存於外部記憶裝置(例如磁帶、軟碟或硬碟等的磁碟、CD或DVD等的光碟、MO等的光磁碟、USB記憶體或記憶卡等的半導體記憶體)226的上述程式安裝於電腦來構成。記憶裝置221c或外部記憶裝置226是被構成為電腦可讀取的記錄媒體。以下，亦將該等總簡稱為記錄媒體。在本說明書中，使用記錄媒體的用語時，是有只包含記憶裝置221c單體時，只包含外部記憶裝置226單體時，包含其雙方時。另外，往電腦的程式的提供是亦可不使用外部記憶裝置226，利用網際網路或專用線路等的通訊手段來進行。
(2)基板處理工序
其次，主要利用圖7來說明有關本案之一形態的基板處理工序。圖7是表示本案之一形態的基板處理工序的流程圖。本案之一形態的基板處理工序是例如作為快閃記憶體等的半導體裝置的製造工序的一工序，藉由上述的基板處理裝置100來實施。在以下的說明中，構成基板處理裝置100的各部的動作是藉由控制器221來控制。
另外，雖圖示省略，但實際在以本案之一形態的基板處理工序所處理的晶圓200的表面是預先形成具有長寬比高的凹凸部之溝。在本案之一形態中，是對於在溝的內壁露出之例如矽(Si)的層，進行氧化處理，作為使 用電漿的處理。
(基板搬入工序S110)
首先，將上述的晶圓200搬入至處理室201內。具體而言，基座昇降機構268會使基座217下降至晶圓200的搬送位置，使晶圓頂起銷266貫通於基座217的貫通孔217a。其結果，晶圓頂起銷266會成為比基座217表面更只預定的高度部分突出的狀態。
接著，開啟閘閥244，從與處理室201鄰接的真空搬送室，利用晶圓搬送機構(未圖示)來將晶圓200搬入至處理室201內。被搬入的晶圓200是以水平姿勢來被支撐於從基座217的表面突出的晶圓頂起銷266上。一旦將晶圓200搬入至處理室201內，則使晶圓搬送機構退避至處理室201外，關閉閘閥244而將處理室201內密閉。然後，基座昇降機構268會使基座217上昇，藉此晶圓200被支撐於基座217的上面。
(昇溫‧真空排氣工序S120)
接著，進行被搬入至處理室201內的晶圓200的昇溫。加熱器217b是預先被加熱，藉由在埋入加熱器217b的基座217上保持晶圓200，將晶圓200加熱至例如150~750℃的範圍內的預定值。並且，在進行晶圓200的昇溫的期間，藉由真空泵246，經由氣體排氣管231來將處理室201內真空排氣，將處理室201內的壓力設為預定的值。真空泵246是 使動作至至少後述的基板搬出工序S160終了為止。
(反應氣體供給工序S130)
其次，開始含氧氣體及含氫氣體的供給，作為反應氣體。具體而言，開啟閥253a及閥253b，邊以MFC252a及MFC252b來控制流量，邊開始往處理室201內供給含氧氣體及含氫氣體。此時，將含氧氣體的流量設為例如20~2000sccm的範圍內的預定值。並且，將含氫氣體的流量設為例如20~1000sccm的範圍內的預定值。
又，調整APC閥242的開度來控制處理室201內的排氣，使得處理室201內的壓力例如成為1~250Pa的範圍內的預定壓力。如此，一面將處理室201內適度地排氣，一面繼續供給含氧氣體及含氫氣體至後述的電漿處理工序S140的終了時為止。
含氧氣體是例如可使用氧(O2)氣體、一氧化二氮(N2O)氣體、一氧化氮(NO)氣體、二氧化氮(NO2)氣體、臭氧(O3)氣體、水蒸氣(H2O氣體)、一氧化碳(CO)氣體、二氧化碳(CO2)氣體等。含氧氣體是可使用該等之中1個以上。
又，含氫氣體是例如可使用氫(H2)氣體、重氫(D2)氣體、H2O氣體、氨(NH3)氣體等。含氫氣體是可使用該等之中1個以上。另外，使用H2O氣體作為含氧氣體時，使用H2O氣體以外的氣體作為含氫氣體為理想，使用H2O氣體作為含氫氣體時，使用H2O氣體以外的氣體作為 含氧氣體為理想。
惰性氣體是例如可使用氮(N2)氣體，其他，可使用氬(Ar)氣體、氦(He)氣體、氖(Ne)氣體、氙(Xe)氣體等地稀有氣體。惰性氣體是可使用該等之中1個以上。
(電漿處理工序S140)
一旦處理室201內的壓力安定，則從高頻電源273經由RF感測器272來對於共振線圈212開始高頻電力的施加。
藉此，在被供給含氧氣體及含氫氣體的電漿產生空間內形成高頻電磁場，藉由如此的電磁場，在相當於電漿產生空間的共振線圈212的電性中點的高度位置，具有最高的電漿密度的甜甜圈狀的ICP會被激發。並且，在共振線圈212的下端的高度位置，如上述般，藉由調整線圈離開距離，處理容器203的內周方向的電漿密度的分佈被調整成接近均一的ICP會被激發。另外，在共振線圈212的上端的高度位置也是ICP會被激發，但本案之一形態是與下端側不同，藉由調整線圈離開距離之處理容器203的內周方向的電漿密度的分佈的調整是不進行。電漿狀的含氧氣體及含氫氣體會解離，含氧的氧自由基(氧活性種)或氧離子、含氫的氫自由基(氫活性種)或氫離子等的反應物會被生成。
在基板處理空間被保持於基座217上的晶圓200是藉由感應電漿所產生的自由基與不被加速的狀態的離子會被供給至溝內。被供給的自由基及離子是與側壁均 一地反應，將表面的層(例如Si層)改質成階梯覆蓋良好的氧化層(例如Si氧化層)。
然後，一旦經過預定的處理時間，例如10~300秒，則停止來自高頻電源273的電力的輸出，停止處理室201內的電漿放電。並且，關閉閥253a及閥253b，停止供給含氧氣體及含氫氣體至處理室201內。藉由以上，完成電漿處理工序S140。
(真空排氣工序S150)
一旦停止含氧氣體及含氫氣體的供給，則經由氣體排氣管231來將處理室201內真空排氣。藉此，將處理室201內的含氧氣體和含氫氣體、藉由該等氣體的反應而產生的排氣體等往處理室201外排氣。然後，調整APC閥242的開度，將處理室201內的壓力調整成與處理室201鄰接的真空搬送室(晶圓200的搬出去處，未圖示)相同的壓力。
(基板搬出工序S160)
一旦處理室201內成為預定的壓力，則使基座217下降至晶圓200的搬送位置，使晶圓200支撐於晶圓頂起銷266上。然後，開啟閘閥244，利用晶圓搬送機構來將晶圓200搬出至處理室201外。
藉由以上，結束本案之一形態的基板處理工序。
(3)變形例
上述的實施形態的共振線圈212是可變形為以下所示的變形例。除非特別說明，否則各變形例的構成是與上述的實施形態的構成同樣，省略說明。
(變形例1)
變形例1是如圖8(A)及圖8(B)所示般，除了共振線圈212的下端側的第1接地點302以外，還將共振線圈212的上端側的第2接地點304的線圈離開距離設為比共振線圈212的中點的線圈離開距離d1更長。
具體而言，共振線圈212是在從第2接地點304朝向第1接地點302的方向捲繞處理容器203的外周1周為止的區間即第2捲繞區間會藉由線圈離開距離為d3一定的第3區間、及連續於第3區間，包含第2接地點304，線圈離開距離為比d3更長的第4區間所構成。又，共振線圈212是被構成為第2捲繞區間之中，包含第2接地點304的第4區間的線圈離開距離會比第3區間的線圈離開距離d3更長。又，第4區間的長度是被構成為比第2捲繞區間的一半更短。
如圖8(A)及圖8(B)所示般，以第4區間的第2接地點304的線圈離開距離d4會比第3區間的線圈離開距離d3更長的方式構成。又，共振線圈212是被構成為第2捲繞區間的線圈離開距離之中，第2接地點304的線圈離開距離d4會成為最長。如此，與第1捲繞區間同樣，藉由使第2捲 繞區間之中，僅特異點的第2接地點304的附近遠離處理容器203，而使其他的區間從處理容器203接近至預定距離的d3，可一面減低被形成於處理室201內的ICP的電漿密度的偏倚，一面將電漿密度的降低設在最小限度而抑制反應物的生成效率的降低。
本變形例是在共振線圈212的接地點，電流的駐波的振幅成為最大的共振線圈212的第1接地點302及電流的駐波的振幅成為最大的共振線圈212的第2接地點304，設定為比共振線圈212的其他的區間的線圈離開距離更長。藉此，在共振線圈212的第1接地點302及第2接地點304的兩端的接地點即使電流的駐波的振幅成為最大時，若根據本變形例，則可減低電漿密度的偏倚，可使晶圓200的面內均一性提升。
亦即，藉由構成為除了共振線圈212的第1接地點302以外，還將第2接地點304的線圈離開距離設為比第1接地點302與第2接地點304之間的其他的區間更長，在第1接地點302與第2接地點304的附近被形成的高頻電磁場的強度會被減低。
又，第2接地點304的線圈離開距離d4是亦可與第2區間的第1接地點302的線圈離開距離d2相等，又亦可相異。本變形例是與第1接地點302的線圈離開距離d2相異，第1接地點302的線圈離開距離d2是被構成比第2接地點304的線圈離開距離d4更長。另外，d3與d1是亦可為相同的距離。
如上述般，由於第2接地點304是比第1接地點302更遠離處理基板的晶圓200，因此第2接地點304成為特異點而產生的電漿密度的偏倚給予晶圓200的處理的面內均一性的影響是比第1接地點302者更小。因此，藉由將遠離晶圓200對基板處理的面內均一性的影響比較小的第2接地點304的線圈離開距離d4設為比第1接地點302的線圈離開距離d2更短的距離，可邊將因為擴大第2接地點304的線圈離開距離所造成的電漿密度的降低設為最小限度，邊維持反應物的生成效率。結果，可一面減低起因於接地點的周方向的電漿密度的偏倚，一面維持電漿處理效率不變使晶圓200的面內均一性提升。
又，藉由設定為使第1接地點302的線圈離開距離d2與第2接地點304的線圈離開距離d4不同，可分別個別地調整第1捲繞區間的電漿密度的分佈及第2捲繞區間的電漿密度的分佈，可控制被形成於晶圓200的膜的膜厚分佈。
在此，如上述般，相較於在共振線圈212的上端側及下端側產生的電漿，在中點的附近產生的電漿是在上側容器210的周方向的密度的均一性有較佳的傾向。於是，本變形例是擴大共振線圈212的上端側及下端側的接地點的線圈離開距離，使從該等的位置產生的高頻電磁場的上側容器210內的強度降低，相對地提高在中點的附近產生的均一性佳的電漿貢獻於基板處理的比例。因此，由使上側容器210的周方向的電漿密度的均一性提升的觀 點，本變形例是比上述的形態更一般所期望的。但，由重視反應物的生成效率的觀點，最好是不使從共振線圈212的上端側的接地點產生的側容器210內的高頻電磁場的強度降低，利用於反應物的生成的上述的形態。
(變形例2)
就變形例2而言，如圖9(A)及圖9(B)所示般，是將共振線圈212的下端側的第1捲繞區間的線圈離開距離構成為比共振線圈212的中點的線圈離開距離d1更長，將共振線圈212的上端側的包含第2接地點304的第2捲繞區間的線圈離開距離構成為與共振線圈212的中點的線圈離開距離相同的d1。另外，如圖9(B)所示般，第1捲繞區間的上端側的始點的線圈離開距離是例如亦可設為d1，或亦可設為比d1更長。
就本變形例而言，第1捲繞區間是藉由包含第1接地點302的第6區間及第6區間以外的區間的第5區間所構成。就第5區間而言，線圈離開距離是被構成為在從第2接地點304朝向第1接地點302的方向，從線圈離開距離d1連續地增大至d5，就第6區間而言，線圈離開距離是被構成為在朝向第1接地點302的方向，從比線圈離開距離d1更長的d5進一步連續地增大至d2。第1接地點302的線圈離開距離d2是被構成為在第1捲繞區間的線圈離開距離形成最長。又，共振線圈212是被構成為從第6區間的第2接地點304朝向第1接地點302的方向的線圈離開距離的增大率 會比第5區間的增大率更大。亦即，共振線圈212是被構成為第1接地點302的附近區間的第6區間的線圈離開距離的增大量會變化成比第5區間的增大量更大。
藉由如此構成共振線圈212，也可與上述的實施形態同樣，拉長下端側的線圈離開距離，使在晶圓200附近的接地點的附近產生的高頻電磁場的上側容器210內的強度降低，可使上側容器210的周方向的電漿密度的均一性提升。
(變形例3)
就變形例3而言，如圖10所示般，是除了上述的變形例2的共振線圈212的包含第1接地點302的第1捲繞區間的線圈離開距離以外，還將共振線圈212的包含第2接地點304的第2捲繞區間全體的線圈離開距離構成為共振線圈212的第1接地點302~第2接地點304之間的其他的區間的線圈離開距離，比共振線圈212的中點的線圈離開距離的d1更長。另外，在本變形例中，共振線圈212的包含第2接地點304的第2捲繞區間的線圈離開距離是d6，被構成為一定。就本變形例而言，共振線圈212的第1捲繞區間全體及第2捲繞區間全體的雙方的線圈離開距離會構成為共振線圈212的第1接地點302~第2接地點304之間的其他的區間的線圈離開距離，比共振線圈212的中點的線圈離開距離d1更長。藉由如此地構成，可維持藉由共振線圈212的第1接地點302~第2接地點304之間的其他的區間所產生的電漿密 度(亦即反應物的生成效率)，比上述的實施形態或變形例1，2更進一步確實地抑制第1接地點302及第2接地點304成為特異點而發生的電漿密度的偏倚。
另外，線圈離開距離d6是至少比d1更長，比變形例2的線圈離開距離d4更長為理想。線圈離開距離d6是比d4更長，且ICP實質上不藉由從第2捲繞區間產生的高頻電磁場來產生的程度長更理想。藉此，可更確實地抑制第2接地點304成為特異點而產生的電漿密度的偏倚。
另外，本變形例是說明有關將共振線圈212的第1捲繞區間的線圈離開距離及第2捲繞區間的線圈離開距離的雙方設為比其他的區間更長的構成，但不限於此，亦可構成為將第1捲繞區間及第2捲繞區間的任一方的線圈離開距離設為比其他的區間更長。亦即，亦可構成為共振線圈212的第1捲繞區間的全體及第2捲繞區間的全體的至少一方的線圈離開距離會比共振線圈212的第1接地點302~第2接地點304之間的其他的區間的線圈離開距離的d1更長。
又，本變形例中，是說明有關將第1捲繞區間的線圈離開距離設為變形例2的形態，將第2捲繞區間的線圈離開距離設為d6一定的構成，但不限於此，亦可構成為第1捲繞區間也與第2捲繞區間同樣，將第1捲繞區間全體的線圈離開距離設為比d1更長的距離(例如d6)一定。
(變形例4)
變形例4是如圖11所示般，將第1捲繞區間與第2捲繞區間的線圈離開距離構成為第1接地點302~第2接地點304之間的其他的區間的線圈離開距離，比共振線圈212的中點的線圈離開距離d1更長，進一步，在從第1捲繞區間及第2捲繞區間分別朝向中點之間，線圈離開距離慢慢地變短，第1接地點302與第2接地點304之間的中點，線圈離開距離會被構成為最短。另外，亦可被構成為在從第1捲繞區間及第2捲繞區間的任一方朝向中點之間，線圈離開距離會慢慢地變短。第1捲繞區間及第2捲繞區間的線圈離開距離是分別可設為例如與變形例3的線圈離開距離同樣。
藉由如此構成共振線圈212，可選擇性地產生特別是電漿密度的均一性及反應物的生成效率佳的共振線圈212的中點之ICP，且可將成為使電漿密度的均一性降低的特異點的第1接地點302及第2接地點304的線圈離開距離設為最大，使電漿處理的晶圓200的面內均一性更提升。又，第1捲繞區間與共振線圈212的中點之間的區間及第2捲繞區間與共振線圈212的中點之間的區間是分別產生電壓的駐波。在此電壓的駐波的振幅大的區間的附近被形成的CCP(Capacitively Coupled Plasma)成分的電漿(以下稱為CCP)是有使對於處理容器203的內壁面的濺射產生的情形。但，藉由如本變形例般以使此電壓的駐波的振幅大的區間的線圈離開距離比d1更大的方式構成共振線圈212，可抑制CCP的產生，CCP所致的濺射也可抑制。
<其他的形態>
以上，說明了本案的各種的典型的實施形態及變形例，但本案是不被限定於該等的實施形態，亦可適當組合使用。
例如，在上述形態中是說明有關使共振線圈212的上端與下端分別接地，作為第1接地點302及第2接地點304的例子，但不限於此，亦可將接地點設在共振線圈212的上端或下端。亦即，共振線圈212是亦可包含第1接地點302與第2接地點304之間的區間以外的區間。此情況，屬於第1接地點302與第2接地點304之間的區間以外的區間的上端或下端的至少一方是更被接地為理想。藉由如此使屬於第1接地點302與第2接地點304之間的區間以外的區間的端部接地，可抑制從第1接地點302或第2接地點304到該等的端部的區間的電流‧電壓的變化影響電漿密度分佈，使電漿密度分佈的控制容易。
並且，在上述形態中是說明有關利用電漿來對於基板表面進行氧化處理的例子，但對於其他使用含氮氣體作為處理氣體的氮化處理亦可適用。又，不限於氮化處理或氧化處理，可適用在利用電漿來對基板實施處理的所有的技術。例如，可適用在利用電漿來進行的對被形成於基板表面的膜之改質處理或摻雜處理、氧化膜的還原處理、對該膜的蝕刻處理、抗蝕層(resist)的灰化處理等。
另外，針對特定的實施形態及變形例來詳細說明有關本案，但本案是不被限定於如此的實施形態及變 形例，對於該當業者而言，可在本案的範圍內實施其他的各種的實施形態。
以下，說明有關實施例。
[實施例1]
準備裸晶圓(Si基板)的樣品1及樣品2，對於樣品1及樣品2分別進行以下所示的氧化處理。
樣品1是在上述的基板處理裝置100中使用圖8(A)及圖8(B)所示的共振線圈212，依據上述的圖7的基板處理順序，在裸晶圓(Bare wafer)的表面進行氧化處理，在裸晶圓上形成氧化膜者。亦即，對共振線圈212供給高頻電力，電漿激發含氧氣體及含氫氣體而進行氧化處理者。處理條件是設為上述的形態記載的處理條件範圍內的預定的條件。
樣品2是在上述的基板處理裝置100中使用圖3(A)及圖3(B)所示的共振線圈412，依據上述的圖7的基板處理順序，在裸晶圓的表面進行氧化處理，在裸晶圓上形成氧化膜者。亦即，對共振線圈412供給高頻電力，進行與上述同樣的氧化處理者。處理條件是上述的形態記載的處理條件範圍內的預定的條件，設為與樣品1的處理條件共通的條件。
圖12是比較分別被形成於樣品1及樣品2的氧化膜的平均膜厚與面內均一性而示的圖。在此，面內均一性是算出最大膜厚與最小膜厚的差除以平均膜厚的數值 (%)者。
如圖12所示般，被形成於樣品1的晶圓上的氧化膜與被形成於樣品2的晶圓上的氧化膜是平均膜厚的差異為0.1nm程度，差異少，但被形成於樣品1的晶圓上的氧化膜與被形成於樣品2的晶圓上的氧化膜作比較，確認面內均一性會提升。亦即，藉由使用本實施例的共振線圈212，確認晶圓的面內均一性會提升。
100:基板處理裝置
200:晶圓(基板)
201:處理室
202:處理爐
203:處理容器
210:上側容器
211:下側容器
212:共振線圈
215:可動分接頭
217:基座(基板載置台)
217a:貫通孔
217b:加熱器
217c:阻抗調整電極
221:控制器
223:遮蔽板
231:氣體排氣管
232a:含氧氣體供給管
232b:含氫氣體供給管
232c:惰性氣體供給管
233:蓋體
234:氣體導入口
235:氣體排氣口
236:氣體供給頭
237:緩衝室
238:開口
239:氣體吹出口
240:遮蔽板
242:APC閥
243a:閥
243b:閥
244:閘閥
245:搬入出口
246:真空泵
248:底板
250a:含氧氣體供給源
250b:含氫氣體供給源
250c:惰性氣體供給源
252a,252b,252c:質量流控制器(MFC)
253a,253b,253c:閥
266:晶圓頂起銷
268:基座昇降機構
272:RF感測器
273:高頻電源
274:匹配器
275:阻抗可變機構
276:加熱器電力調整機構
302:第1接地點
304:第2接地點
A~F:訊號線

Claims (19)

  1. 一種基板處理裝置，其特徵係具備：處理容器，其係電漿激發處理氣體；氣體供給系，其係被構成為供給前述處理氣體至前述處理容器內；及線圈，其係被設為第1接地點與第2接地點之間的區間會沿著前述處理容器的外周來螺旋狀地捲繞複數次，被構成為供給高頻電力，前述線圈係被構成為在從前述第1接地點朝向前述第2接地點的方向捲繞前述處理容器的外周1周為止的區間即第1捲繞區間之中，從包含前述第1接地點的一部分的區間的前述線圈的內周到前述處理容器的內周為止的距離即線圈離開距離會比連續於包含前述第1接地點的一部分的區間的其他的區間的線圈離開距離更長，前述第1捲繞區間的長度係比離流至前述線圈的電流的駐波的振幅成為未滿前述第1接地點的振幅的80%的前述第1接地點最近的位置與前述第1接地點之間的長度更長。
  2. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述線圈係被構成為前述第1捲繞區間之中，前述第1接地點的線圈離開距離會成為最長。
  3. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述線圈係被構成為前述第1接地點與前述第2接地點之間的區間之中，前述第1接地點的線圈離開距離會成為最 長。
  4. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述線圈的前述第1接地點與前述第2接地點之間的區間的長度為作為前述高頻電力供給的高頻訊號的波長的n倍或1/n倍(n為自然數)。
  5. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述線圈係被構成為在前述第1捲繞區間與前述處理容器的外周之間不會配置有前述線圈的其他的區間。
  6. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述線圈的前述第1捲繞區間係藉由：線圈離開距離為距離d的第1區間、及包含前述第1接地點，線圈離開距離為比前述距離d更長的第2區間所構成。
  7. 如請求項6記載的基板處理裝置，其中，前述第2區間的長度係比前述第1捲繞區間的一半更短。
  8. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，更具備載置基板的基板載置台，前述基板載置台係被設在前述處理容器內，前述線圈的下方，前述第1接地點係被設在前述第2接地點的下方。
  9. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述線圈係被構成為在從前述第2接地點朝向前述第1接地點的方向捲繞前述處理容器的外周1周為止的區間即第2捲繞區間之中，包含前述第2接地點的一部分的區間的線圈離開距離會比連續於包含前述第2接地點的一部分的區間 的其他的區間的線圈離開距離更長。
  10. 如請求項9記載的基板處理裝置，其中，前述線圈的前述第2捲繞區間係藉由：線圈離開距離為距離d3的第3區間、及包含前述第2接地點，線圈離開距離為比前述距離d3更長的第4區間所構成。
  11. 如請求項9記載的基板處理裝置，其中，前述第2接地點的線圈離開距離係與前述第1接地點的線圈離開距離不同。
  12. 如請求項11記載的基板處理裝置，其中，前述第1接地點的線圈離開距離係比前述第2接地點的線圈離開距離更長。
  13. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述線圈係被構成為在從前述第2接地點朝向前述第1接地點的方向捲繞前述處理容器的外周1周為止的區間即第2捲繞區間的線圈離開距離會成為一定。
  14. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述線圈的前述第1捲繞區間的長度係比從流至前述線圈的電流的駐波的振幅成為最小的位置到前述第1接地點為止的長度更長。
  15. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述線圈係被構成為在前述第1捲繞區間，線圈離開距離會在從前述第2接地點朝向前述第1接地點的方向增大，從前述第2接地點朝向前述第1接地點的方向的線圈離 開距離的增大率會被構成為在包含前述第1接地點的一部分的區間，比連續於包含前述第1接地點的一部分的區間的其他的區間更大。
  16. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述線圈係被構成為前述第1捲繞區間的全體、及在從前述第2接地點朝向前述第1接地點的方向捲繞前述處理容器的外周1周為止的區間即第2捲繞區間的全體的至少一方的線圈離開距離會比從前述線圈的前述第1接地點到前述第2接地點之間的區間的其他的區間更長。
  17. 如請求項16記載的基板處理裝置，其中，前述線圈係被構成為在前述第1接地點與前述第2接地點之間的中點，線圈離開距離會成為最短，且在從前述線圈的前述第1捲繞區間及前述第2捲繞區間的至少一方朝向前述中點之間，線圈離開距離會變短。
  18. 一種半導體裝置的製造方法，其特徵係在基板處理裝置中具有：(a)將基板搬入至處理容器內的工序；(b)將處理氣體供給至前述處理容器內的工序；(c)將高頻電力供給至線圈而電漿激發被供給至前述處理容器內的前述處理氣體的工序；及(d)將從被電漿激發的前述處理氣體所生成的反應物供給至基板而處理前述基板的工序，前述基板處理裝置係具備：前述處理容器，其係電漿激發前述處理氣體；及 前述線圈，其係被設為第1接地點與第2接地點之間的區間會沿著前述處理容器的外周來螺旋狀地捲繞複數次，前述線圈係被構成為在從前述第1接地點朝向前述第2接地點的方向捲繞前述處理容器的外周1周為止的區間即第1捲繞區間之中，從包含前述第1接地點的一部分的區間的前述線圈的內周到前述處理容器的內周為止的距離即線圈離開距離會比連續於包含前述第1接地點的一部分的區間的其他的區間的線圈離開距離更長，前述第1捲繞區間的長度係比離流至前述線圈的電流的駐波的振幅成為未滿前述第1接地點的振幅的80%的前述第1接地點最近的位置與前述第1接地點之間的長度更長。
  19. 一種為了基板處理的程式，其特徵係藉由電腦來使下列程序實行於基板處理裝置，(a)將基板搬入至處理容器內的程序；(b)將處理氣體供給至前述處理容器內的程序；(c)將高頻電力供給至線圈而電漿激發被供給至前述處理容器內的前述處理氣體的程序；及(d)將從被電漿激發的前述處理氣體所生成的反應物供給至基板而處理前述基板的程序，前述基板處理裝置係具備：前述處理容器，其係電漿激發前述處理氣體；及前述線圈，其係被設為第1接地點與第2接地點之間的區間會沿著前述處理容器的外周來螺旋狀地捲繞複數次， 前述線圈係被構成為在從前述第1接地點朝向前述第2接地點的方向捲繞前述處理容器的外周1周為止的區間即第1捲繞區間之中，從包含前述第1接地點的一部分的區間的前述線圈的內周到前述處理容器的內周為止的距離即線圈離開距離會比連續於包含前述第1接地點的一部分的區間的其他的區間的線圈離開距離更長，前述第1捲繞區間的長度係比離流至前述線圈的電流的駐波的振幅成為未滿前述第1接地點的振幅的80%的前述第1接地點最近的位置與前述第1接地點之間的長度更長。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW382737B (en) * 1996-10-17 2000-02-21 Applied Materials Inc A method to eliminate coil sputtering in an icp source
JP2016018727A (ja) * 2014-07-10 2016-02-01 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5753044A (en) * 1995-02-15 1998-05-19 Applied Materials, Inc. RF plasma reactor with hybrid conductor and multi-radius dome ceiling
US9137884B2 (en) * 2006-11-29 2015-09-15 Lam Research Corporation Apparatus and method for plasma processing
TWI713414B (zh) * 2017-10-23 2020-12-11 日商國際電氣股份有限公司 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW382737B (en) * 1996-10-17 2000-02-21 Applied Materials Inc A method to eliminate coil sputtering in an icp source
JP2016018727A (ja) * 2014-07-10 2016-02-01 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置

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