WO2019225184A1 - 成膜装置および成膜方法 - Google Patents

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山涌　純
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東京エレクトロン株式会社
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    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction

Definitions

  • the present disclosure relates to a film forming apparatus and a film forming method.
  • ALD atomic layer deposition
  • a chamber capable of generating high-density plasma such as ICP type or ECR type is used, bias is applied to the substrate side, and film formation and etching are performed simultaneously.
  • An advanced HDP-CVD method is known (for example, Patent Document 2).
  • the present disclosure provides a film forming apparatus and a film forming method capable of performing film formation corresponding to further miniaturization of a semiconductor device using PEALD.
  • a film forming apparatus is a film forming apparatus that forms a predetermined film on a substrate by plasma ALD, and includes a chamber that accommodates the substrate, a stage that supports the substrate in the chamber, A conductive upper electrode provided opposite to the stage and a conductive shower plate insulated from the upper electrode, and supplied with a gas containing a film forming source gas and a reaction gas for film formation
  • a shower head for introducing the gas into the chamber, an electrode included in the stage, a first high-frequency power source connected to the upper electrode, and a second high-frequency power source connected to the electrode, When high frequency power is supplied from the first high frequency power source to the upper electrode, a high frequency electric field is formed between the upper electrode and the shower plate, and the first capacitive coupling plate is formed.
  • a high frequency electric power is supplied to the electrode from the second high frequency power source, a high frequency electric field is formed between the shower plate and the electrode, and is independent of the first capacitively coupled plasma.
  • the second capacitively coupled plasma is
  • a film forming apparatus and a film forming method capable of performing film formation corresponding to further miniaturization of a semiconductor device using PEALD are provided.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a film forming apparatus according to an embodiment.
  • the film forming apparatus 100 is configured as a capacitively coupled plasma processing apparatus, and has a film forming function for forming a predetermined film on the substrate W by PEALD and an etching function.
  • Examples of the substrate W include a semiconductor wafer, but are not limited thereto.
  • the film forming apparatus 100 has a substantially cylindrical chamber 1.
  • the chamber 1 is secured.
  • a stage 2 for placing (supporting) the substrate W horizontally is disposed inside the chamber 1 .
  • the stage 2 is made of an insulating ceramic such as AlN, and the lower center portion thereof is supported by a support member 3 made of a cylindrical insulating ceramic extending vertically from the bottom of the chamber 1.
  • a heater 5 made of a high melting point metal such as molybdenum is embedded in the stage 2, and the heater 5 is supplied with power from a heater power source (not shown) to thereby attach a substrate W on the stage 2 to a predetermined level. Heat to temperature.
  • the stage 2 may be a conductor.
  • the top wall of the chamber 1 has an opening 1a, and a shower head 10 is fitted into the opening 1a through an insulating member 9.
  • the shower head 10 has a cylindrical shape as a whole, and includes an upper electrode 11 that is an upper plate, a shower plate 12 that constitutes a lower surface, and a cylindrical insulating member 13 provided therebetween. .
  • the upper electrode 11 and the shower plate 12 are made of a conductive material.
  • the interior of the shower head 10 is a gas diffusion space 14.
  • the upper electrode 11 has a flange portion 11 a on the outer periphery thereof, and the flange portion 11 a is supported by the insulating member 9.
  • a plurality of gas discharge holes 15 are formed in the shower plate 12, and a gas introduction hole 16 is formed in the upper electrode 11.
  • the gas introduction hole 16 is connected to a gas line of a gas supply mechanism 20 that supplies a gas for film formation.
  • the gas supply mechanism 20 supplies a gas used when performing PEALD film formation, for example, a film formation source gas containing a constituent element of a film to be formed, a reaction gas that reacts with the film formation source gas, a purge gas, and the like.
  • the piping for supplying these gases is provided with flow controllers such as valves and a mass flow controller.
  • Various materials can be used as the film forming source gas and the reaction gas depending on the film to be formed.
  • the purge gas an inert gas, for example, a rare gas such as Ar gas or He gas, or N 2 gas can be used.
  • the film forming material gas and the reaction gas are alternately and intermittently supplied with the purge gas being supplied. Further, when the reaction gas reacts with the film forming raw material gas only in the presence of plasma, the reaction gas may be kept supplied during film formation.
  • a first high frequency power supply 26 is connected to the upper electrode 11 of the shower head 10 via a first matching unit 25, and high frequency power is supplied from the first high frequency power supply 26 to the upper electrode 11. Yes.
  • the frequency of the first high-frequency power supply 26 is preferably 450 kHz to 40 MHz, and a typical example is 13.56 MHz.
  • a ground line 17 is connected to the shower plate 12 and is grounded.
  • the upper electrode 11 and the shower plate 12 are insulated by an insulating member 13, and these constitute a pair of parallel plate electrodes.
  • the upper capacitive electrode 11, the shower plate 12, and the first high frequency power supply 26 constitute a first capacitively coupled plasma generating unit 30.
  • the first capacitively coupled plasma generating unit 30 by applying high frequency power to the first high frequency power supply 26, a high frequency electric field is formed between the upper electrode 11 and the shower plate 12, and the first capacitively coupled plasma generating unit 30 1 capacitively coupled plasma is generated.
  • the first matching unit 25 matches the load impedance to the internal (or output) impedance of the first high frequency power supply 26.
  • the first matching unit 25 functions so that the output impedance of the first high frequency power supply 26 and the load impedance seem to coincide when plasma is generated in the gas diffusion space 14.
  • the first capacitively coupled plasma generator 30 is configured as a remote plasma source for PEALD. That is, the reaction gas is dissociated by the first capacitively coupled plasma generated in the gas diffusion space 14, and radicals generated by dissociation mainly pass through the gas discharge holes 15 and are supplied to the substrate W on the stage 2. Then, it is used for film formation by PEALD. During PEALD, the first capacitively coupled plasma generating unit 30 intermittently ignites plasma and dissociates the reaction gas at a timing when the film forming source gas is not supplied.
  • the DC pulse application unit 70 includes a DC power source 71, a DC pulse switch 72, and a filter 73.
  • the DC pulse applying unit 70 may be used in place of the first high frequency power supply 26 or may be used in combination with the first high frequency power supply 26. When used together, the high frequency from the first high frequency power supply 26 and the DC pulse from the DC pulse applying unit 70 are superimposed. Since the DC pulse power supply 71 can apply a zero to positive pulse voltage or a zero to negative pulse voltage, it is possible to apply power in accordance with the characteristics (polarity) of the gas. For this reason, dissociation of gas can be promoted more.
  • an ion trap 28 for trapping ions in the plasma is provided. Since some of the ions in the plasma are deactivated in the gas discharge holes 15 of the shower plate 12, the ions supplied to the substrate W are few, but the ions passing through the shower plate 12 are further removed by the ion trap 28. be able to.
  • the ion trap 28 may be a conductor or an insulator, or may be one in which a conductor is embedded in the insulator. In the case of a conductor, it may be grounded or in a floating state. If there are not enough ions in the plasma passing through the shower plate 12, the ion trap 28 is unnecessary.
  • the electrode 31 is embedded inside the stage 2.
  • the electrode 31 is included in the stage 2.
  • stage 2 When stage 2 is a conductor, stage 2 itself functions as electrode 31.
  • a second high-frequency power source 33 is connected to the electrode 31 via a second matching unit 32 (see FIG. 1).
  • the frequency of the second high frequency power supply 33 is preferably 13.56 to 100 MHz, and typically 40 MHz.
  • the shower plate 12 and the electrode 31 in the stage 2 constitute a pair of parallel plate electrodes.
  • the shower plate 12, the electrode 31, and the second high frequency power source 33 constitute a second capacitively coupled plasma generating unit 40.
  • the second capacitively coupled plasma generating unit 40 In the second capacitively coupled plasma generating unit 40, a high frequency electric field is formed between the shower plate 12 and the electrode 31 by applying high frequency power from the second high frequency power source 33 to the electrode 31 of the stage 2, and these In the meantime, a second capacitively coupled plasma is generated. Then, ions in the plasma are drawn into the substrate W by a bias due to the application of high-frequency power, and ion-assisted etching is realized. That is, the second capacitively coupled plasma generation unit 40 is configured as a plasma source for etching.
  • the second matching unit 32 matches the load impedance with the internal (or output) impedance of the second high frequency power supply 33.
  • the second matching unit 32 functions so that the output impedance of the second high-frequency power source 33 and the load impedance seem to coincide when plasma is generated in the space between the shower plate 12 and the stage 2.
  • a third high frequency power source 37 may be connected to the electrode 31 via a third matching unit 36 in addition to the second high frequency power source 33.
  • the third high-frequency power source 37 has a function of applying a high-frequency bias to the substrate W to attract ions in the plasma to the substrate W and enhance the action of the ions.
  • the frequency of the third high frequency power supply 37 is smaller than the frequency of the second high frequency power supply 33 and is preferably 450 kHz to 13.56 MHz. A typical example is 13.56 MHz.
  • the third matching unit 36 has the same function as the second matching unit 32.
  • An exhaust port 51 is provided in the bottom wall of the chamber 1, and an exhaust pipe 52 is connected to the exhaust port 51.
  • An exhaust device 53 is connected to the exhaust pipe 52.
  • the exhaust device 53 includes an automatic pressure control valve and a vacuum pump, and the exhaust device 53 can maintain the inside of the chamber 1 at a predetermined degree of vacuum.
  • a loading / unloading port 57 for loading / unloading the substrate W to / from a vacuum transfer chamber (not shown) provided adjacent to the chamber 1 and a gate for opening / closing the loading / unloading port 57.
  • a valve 58 is provided on the side wall of the chamber 1.
  • the heater power supply, valves, flow rate controller, high frequency power supply and the like, which are components of the film forming apparatus 100, are controlled by the control unit 60.
  • the control unit 60 includes a main control unit having a computer (CPU) that actually performs these controls, an input device, an output device, a display device, and a storage device.
  • the storage device stores parameters of various processes executed by the film forming apparatus 100, and a storage medium storing a program for controlling the processes executed by the film forming apparatus 100, that is, a processing recipe. Is set.
  • the main control unit calls a predetermined processing recipe stored in the storage medium, and controls the film forming apparatus 100 to perform a predetermined process based on the processing recipe.
  • the gate valve 58 is opened, and the wafer W is loaded into the chamber 1 from the vacuum transfer chamber by the transfer device and placed on the stage 2. After retracting the transfer device, the gate valve 58 is closed.
  • purge gas is continuously supplied into the chamber 1, the inside of the chamber 1 is maintained at a predetermined reduced pressure state by the exhaust device 53, and the temperature of the stage 2 is controlled to a predetermined temperature by the heater 5.
  • the first capacitively coupled plasma generating unit 30 intermittently supplies the purge gas.
  • a first capacitively coupled plasma is generated, and a predetermined film is formed by PEALD.
  • a high frequency power is applied to the base plate 11 of the shower head 10 from the first high frequency power supply 26, so that a high frequency is generated between the upper electrode 11 and the shower plate 12.
  • create an electric field thereby, the first capacitively coupled plasma P1 is generated in the gas diffusion space 14, and the reactive gas is dissociated by the first capacitively coupled plasma P1.
  • the first capacitively coupled plasma P ⁇ b> 1 is generated as a remote plasma, and mainly radicals of the reactive gas that have passed through the gas discharge holes 15 are supplied to the substrate W on the stage 2.
  • step S1 the process of supplying the film forming material gas to the substrate (step S1) is intermittently performed while the purge gas is continuously supplied, and the first capacitive coupling is performed.
  • step S2 A step (Step S2) of dissociating the reaction gas by the plasma P1 and supplying radicals generated thereby to the substrate W (Step S2) is intermittently performed between Steps S1.
  • step S3 the purge gas
  • the dissociation of the reactive gas is promoted by the first capacitively coupled plasma P1, and ions in this plasma are deactivated in the gas discharge holes 15 of the shower plate 12 and further removed by the ion trap 28, so Is mainly supplied with radicals of the reaction gas. Further, the amount of passing ions can be controlled by the impedance adjustment circuit 29. For this reason, mainly the radicals of the reaction gas react with the film forming source gas, and a predetermined film is formed on the substrate W. Therefore, it is possible to realize a good film mainly composed of radicals, free from ion damage or ion-controlled.
  • a compound film of SiO 2 , TiO 2 , TiN, SiN, TaN, BN, or the like can be formed by using an oxidizing agent, a nitriding agent, or the like as a reaction gas. Further, by using a reducing gas such as H 2 gas as a reactive gas, a metal film such as Ti, Ta, W, Si, etc. can be formed.
  • a reducing gas such as H 2 gas
  • the film forming source gas include chlorides, hydrides, and organic compounds.
  • the reaction gas may be supplied only at the generation timing of the plasma, or when the reaction gas reacts with the film forming raw material gas only in the presence of the plasma, the reaction gas may be supplied.
  • the deposition source gas is TiCl 4 gas and the reaction gas is O 2 gas
  • the supply of TiCl 4 gas and the generation of plasma are alternately performed while the O 2 gas is supplied together with the purge gas.
  • a TiO 2 film is formed.
  • plasma is generated by the second capacitively coupled plasma generation unit 40 at a predetermined timing during the film formation by PEALD, and the film formed on the substrate W is mainly etched by ion assist.
  • the process to perform is implemented.
  • a high frequency electric field is applied between the shower plate 12 and the electrode 31 by applying high frequency power from the second high frequency power supply 33 to the electrode 31 in the stage 2 as shown in FIG. Form.
  • the second capacitively coupled plasma P2 is generated in the space between the shower plate 12 and the stage 2, and the substrate W is subjected to an etching action with the assistance of ions.
  • the counter electrode of the stage 2 (electrode 31), which is the lower electrode, is the shower plate 12, and the upper electrode 11 to which the first high-frequency power is applied cannot be seen from the stage 2, so the upper first matching device 25
  • the second capacitively coupled plasma P2 can be generated independently regardless of the presence of the first capacitively coupled plasma P1.
  • the second capacitively coupled plasma P2 is generated so as to be in contact with the substrate W, and an efficient etching characteristic is obtained.
  • Such second capacitively-coupled plasma P2 can exert an ion-assisted etching action on the substrate W during PEALD film formation, and the following effects [1] to [4] can be obtained. .
  • the conventional PEALD film formation is as shown in FIG. That is, when the film 203 is formed by PEALD on the substrate W on which the concave portion 202 is formed, the film may be excessively deposited at the opening of the concave portion 202 as shown in FIG. In such a case, when the film formation proceeds, as shown in FIG. 5B, an overhang portion 204 of the film 203 is formed at the front opening, the front opening is closed, and gas supply to the bottom of the concave portion 202 is hindered. For this reason, at the time when the embedding of the film 203 into the concave portion 202 is completed, the void 205 may remain as shown in FIG.
  • the second capacitively-coupled plasma P2 is generated to exert an etching action by the ion assist on the substrate W.
  • the overhang portion 204 of 203 is removed (see (b)). Thereby, the gas supply to the bottom part of the recessed part 202 is not prevented and embedding without a void is implement
  • the process of dissociating the reactive gas by the first capacitively coupled plasma P1 for film formation is performed at the same timing as in FIG. 5, and the second capacitively coupled plasma P2 that is etched at the same timing is used.
  • a generating step is performed. Thereby, the balance between film formation and etching can be adjusted simultaneously.
  • the process of dissociating the reactive gas by the first capacitively coupled plasma P1 for forming the film is performed at the same timing as in FIG. 5, and the process of generating the second capacitively coupled plasma P2 for performing the etching This is performed at a part of the timing of the step of dissociating the reactive gas by the first capacitively coupled plasma P1.
  • the etching action can be exerted at a predetermined timing before the opening of the recess is closed.
  • the step of dissociating the reactive gas by the first capacitively coupled plasma P1 for film formation is performed at the same timing as in FIG. 5, and part of the generation timing of the first capacitively coupled plasma P1 is performed. Then, the second capacitively coupled plasma P2 to be etched is replaced. That is, the step of dissociating the reactive gas with the first capacitively coupled plasma P1 and the step of generating the second capacitively coupled plasma P2 are performed independently. Thus, etching is performed with the second capacitively coupled plasma P2 at a predetermined timing during film formation using the first capacitively coupled plasma P1, for example, before the opening of the recess is closed. Can do.
  • the film forming apparatus 100 of the present embodiment uses the shower plate 12 as one of the counter electrodes, and the first capacitively coupled plasma generating unit 30 and the second capable of generating plasma independently.
  • a capacitively coupled plasma generation unit 40 is provided.
  • the upper first capacitively coupled plasma generating unit 30 generates plasma for film formation
  • the lower second capacitively coupled plasma generating unit 40 mainly performs ion-assisted etching. Can generate plasma.
  • a conventional PEALD film forming apparatus as described in Patent Document 1 uses a shower head and a susceptor as a pair of parallel plate electrodes, and generates capacitively coupled plasma between them by applying high-frequency power to the shower head. It was possible. Then, with the film forming apparatus having such a configuration, film formation by PEALD is performed in the same process as in the present embodiment. However, since capacitively coupled plasma can cope with fast gas replacement of ALD and plasma ignition is fast, it is suitable for PEALD. Recently, however, miniaturization of devices such as semiconductor memory has been increasingly advanced. In PEALD, there are cases where the response to miniaturization is not always sufficient.
  • Patent Document 2 in order to embed in a fine trench, high-density plasma such as ICP type or ECR type is generated and a bias is applied to the substrate side so that film formation by radicals and etching by ions are performed.
  • An HDP-CVD method that proceeds simultaneously has been proposed. That is, it corresponds to miniaturization by etching with ions.
  • the capacitively coupled plasma suitable for PEALD is used with a simple apparatus configuration, and the film forming plasma and the etching plasma are controlled independently, thereby providing a semiconductor. Film formation corresponding to further miniaturization of devices can be performed.

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Abstract

基板上にプラズマＡＬＤにより所定の膜を成膜する成膜装置は、チャンバーと、ステージと、上部電極および上部電極と絶縁されたシャワープレートを有するシャワーヘッドと、上部電極に接続された第１高周波電源と、ステージに含まれる電極に接続された第２高周波電源とを備える。第１高周波電源から上部電極に高周波電力が供給されることにより、上部電極およびシャワープレートの間に高周波電界が形成されて、第１の容量結合プラズマが生成され、第２高周波電源から電極に高周波電力が供給されることにより、シャワープレートと電極との間に高周波電界が形成されて、第１の容量結合プラズマとは独立した第２の容量結合プラズマが生成される。

Description

成膜装置および成膜方法
　本開示は、成膜装置および成膜方法に関する。
　近時、半導体デバイスの微細化が進んでおり、微細パターンの成膜に適した成膜技術として、所定の膜を一原子層ずつ成膜する原子層堆積法（Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＡＬＤ）が知られている。最近では使用するガスの反応性を向上させ、プロセス温度を低下することを目的としたプラズＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）が注目されている（例えば特許文献１）。
　また、微細なトレンチ内にボイドを発生させることなく埋め込みを行う技術として、ＩＣＰ型、ＥＣＲ型等の高密度プラズマを発生可能なチャンバーを用い、基板側にバイアスをかけ、成膜とエッチングを同時進行させるＨＤＰ－ＣＶＤ法が知られている（例えば特許文献２）。
特表２００９－５２１５９４号公報 特開２０１２－１３４２８８号公報
　本開示は、ＰＥＡＬＤを用いて半導体デバイスのさらなる微細化に対応した成膜を行うことができる成膜装置および成膜方法を提供する。
　本開示の一実施形態に係る成膜装置は、基板上にプラズマＡＬＤにより所定の膜を成膜する成膜装置であって、基板を収容するチャンバーと、前記チャンバー内で基板を支持するステージと、前記ステージに対向して設けられ、導電性の上部電極および該上部電極と絶縁された導電性のシャワープレートを有し、成膜のための成膜原料ガスおよび反応ガスを含むガスが供給され、該ガスを前記チャンバー内に導入するシャワーヘッドと、前記ステージに含まれる電極と、前記上部電極に接続された第１高周波電源と、前記電極に接続された第２高周波電源とを備え、前記第１高周波電源から前記上部電極に高周波電力が供給されることにより、前記上部電極および前記シャワープレートの間に高周波電界が形成されて、第１の容量結合プラズマが生成され、前記第２高周波電源から前記電極に高周波電力が供給されることにより、前記シャワープレートと前記電極との間に高周波電界が形成されて、前記第１の容量結合プラズマとは独立した第２の容量結合プラズマが生成される。
　本開示によれば、ＰＥＡＬＤを用いて半導体デバイスのさらなる微細化に対応した成膜を行うことができる成膜装置および成膜方法が提供される。
一実施形態に係る成膜装置を示す概略断面図である。 図１の成膜装置の変形例の一部を示す概略断面図である。 図１の成膜装置の他の変形例を示す概略断面図である。 図１の成膜装置により第１の容量結合プラズマを生成した際の状態を示す概略断面図である。 一実施形態に係る成膜装置によりＰＥＡＬＤを行う際の基本シーケンスを示すタイミングチャートである。 図１の成膜装置により第２の容量結合プラズマを生成した際の状態を示す概略断面図である。 従来のＰＥＡＬＤにより凹部への埋め込みを行う際に凹部の開口が閉塞する状態を説明するための工程断面図である。 一実施形態に係る成膜装置を用いたＰＥＡＬＤによる凹部への埋め込みにより凹部開口の閉塞が解消されることを説明するための工程断面図である。 従来のＰＥＡＬＤにより凹部への埋め込みを行う際に埋め込んだ膜にストレスが生じることを説明するための工程断面図である。 一実施形態に係る成膜装置を用いたＰＥＡＬＤによる凹部への埋め込みにより膜ストレスが調整可能なことを説明するための工程断面図である。 一実施形態に係る成膜装置を用いたＰＥＡＬＤによる選択成膜の例を示す断面図である。 第１の容量結合プラズマと第２の容量結合プラズマの印加タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 第１の容量結合プラズマと第２の容量結合プラズマの印加タイミングの他の例を示すタイミングチャートである。 第１の容量結合プラズマと第２の容量結合プラズマの印加タイミングのさらに他の例を示すタイミングチャートである。
　以下、添付図面を参照して実施形態について説明する。
　図１は一実施形態に係る成膜装置を示す概略断面図である。
　成膜装置１００は容量結合型のプラズマ処理装置として構成されており、基板Ｗに対してＰＥＡＬＤにより所定の膜を成膜する成膜機能とエッチング機能とを有する。基板Ｗとしては、例えば半導体ウエハを挙げることができるが、これに限定されない。
　この成膜装置１００は、略円筒状のチャンバー１を有している。チャンバー１は保安設置されている。チャンバー１の内部には、基板Ｗを水平に載置（支持）するためのステージ２が配置されている。ステージ２は、ＡｌＮ等の絶縁性セラミックスで構成されており、その中央下部が、チャンバー１の底部から垂直に延びる円筒状の絶縁性セラミックスからなる支持部材３により支持されている。また、ステージ２にはモリブデン等の高融点金属で構成されたヒーター５が埋め込まれており、このヒーター５はヒーター電源（図示せず）から給電されることによりステージ２上の基板Ｗを所定の温度に加熱する。なお、ステージ２は導電体であってもよい。
　なお、図示していないが、ステージ２には、複数の昇降ピンが、昇降機構によりその上面に対し突没可能に挿通されており、複数の昇降ピンの昇降動作により、ステージ２上への基板Ｗの授受が行われるようになっている。
　チャンバー１の天壁には、開口１ａを有しており、開口１ａには、絶縁部材９を介してシャワーヘッド１０が嵌め込まれている。シャワーヘッド１０は、全体形状が円筒状をなし、上部プレートである上部電極１１と、下面を構成するシャワープレート１２と、これらの間に設けられた円筒状の絶縁部材１３とを有している。上部電極１１とシャワープレート１２は、導電性材料で形成されている。シャワーヘッド１０の内部は、ガス拡散空間１４となっている。上部電極１１はその外周にフランジ部１１ａを有しており、このフランジ部１１ａが絶縁部材９に支持されている。シャワープレート１２には複数のガス吐出孔１５が形成されており、上部電極１１にはガス導入孔１６が形成されている。ガス導入孔１６は、成膜のためのガスを供給するガス供給機構２０のガスラインに接続されている。
　ガス供給機構２０は、ＰＥＡＬＤ成膜を行う際に用いるガス、例えば、形成しようとする膜の構成元素を含む成膜原料ガス、成膜原料ガスと反応する反応ガス、およびパージガス等を供給する。これらガスを供給する配管には、バルブ類およびマスフローコントローラのような流量制御器が設けられている。成膜原料ガスおよび反応ガスは、成膜しようとする膜に応じて種々のものを用いることができる。パージガスとしては、不活性ガス、例えばＡｒガス、Ｈｅガス等の希ガスや、Ｎ２ガスを用いることができる。成膜の際には、パージガスを供給したまま、成膜原料ガスと反応ガスとを交互にかつ間欠的に供給する。また、反応ガスがプラズマの存在下でのみ成膜原料ガスと反応する場合は、成膜の際に反応ガスを供給したままにしてもよい。
　シャワーヘッド１０の上部電極１１には、第１整合器２５を介して第１高周波電源２６が接続されており、この第１高周波電源２６から上部電極１１に高周波電力が供給されるようになっている。第１高周波電源２６の周波数は、４５０ｋＨｚ～４０ＭＨｚであることが好ましく、典型例としては１３．５６ＭＨｚを挙げることができる。一方、シャワープレート１２には、接地ライン１７が接続され、接地されている。上部電極１１とシャワープレート１２とは絶縁部材１３で絶縁されており、これらは一対の平行平板電極を構成している。上部電極１１、シャワープレート１２、第１高周波電源２６により第１の容量結合プラズマ生成部３０が構成される。
　第１の容量結合プラズマ生成部３０においては、第１高周波電源２６に高周波電力を印加することにより、上部電極１１とシャワープレート１２との間に高周波電界が形成され、ガス拡散空間１４内に第１の容量結合プラズマが生成される。
　第１整合器２５は、第１高周波電源２６の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させるものである。第１整合器２５は、ガス拡散空間１４にプラズマが生成されている時に第１高周波電源２６の出力インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。
　第１の容量結合プラズマ生成部３０は、ＰＥＡＬＤのためのリモートプラズマ源として構成される。すなわち、ガス拡散空間１４に生成された第１の容量結合プラズマにより反応ガスが解離され、解離して生成された主にラジカルがガス吐出孔１５を通過してステージ２上の基板Ｗに供給されて、ＰＥＡＬＤによる成膜に供される。ＰＥＡＬＤに際しては、第１の容量結合プラズマ生成部３０は、成膜原料ガスが供給されていないタイミングで、間欠的にプラズマを着火し、反応ガスを解離させる。
　また、上部電極１１には、ＤＣパルス印加ユニット７０が接続されている。ＤＣパルス印加ユニット７０は、ＤＣ電源７１と、ＤＣパルススイッチ７２と、フィルター７３とを有している。ＤＣパルス印加ユニット７０は、第１高周波電源２６に替えて用いてもよいし、第１高周波電源２６と併用してもよい。併用する場合は、第１高周波電源２６からの高周波とＤＣパルス印加ユニット７０からのＤＣパルスとが重畳されることとなる。ＤＣパルス電源７１は、ゼロ～正のパルス電圧、またはゼロ～負のパルス電圧を印加することができるため、ガスの特性（極性）に合わせた電力を印加することができる。このため、ガスの解離をより促進することができる。
　シャワープレート１２の直下には、プラズマ中のイオンをトラップするためのイオントラップ２８が設けられている。プラズマ中のイオンは、シャワープレート１２のガス吐出孔１５でその一部が失活するため、基板Ｗに供給されるイオンは少ないが、イオントラップ２８によりシャワープレート１２を通過するイオンをさらに除去することができる。イオントラップ２８は、導電体でも絶縁体でもよく、絶縁体の内部に導電体を埋め込んだものであってもよい。また、導電体の場合は、接地されていてもフローティング状態であってもよい。なお、シャワープレート１２を通過するプラズマ中のイオンが十分少なければ、イオントラップ２８は不要である。
　また、図２に示すように、接地ライン１７にコイルおよびコンデンサを有するインピーダンス調整回路２９を設けることにより、通過イオン量を制御することができる。なお、インピーダンス調整回路２９によるインピーダンス調整により、プラズマの生成箇所をシャワープレート１２の下に変更することも可能となる。このように、プラズマの生成箇所をシャワープレート１２の下に変更することにより、後述する、ステージ２とシャワープレート１２との間に形成される容量結合プラズマの密度等の調整幅をより広げることができる。
　ステージ２の内部には、電極３１が埋設されている。電極３１はステージ２に含まれている。ステージ２が導電体の場合は、ステージ２自体が電極３１として機能する。電極３１には、第２整合器３２を介して第２高周波電源３３が接続されている（図１参照）。第２高周波電源３３の周波数は、１３．５６～１００ＭＨｚであることが好ましく、典型例としては４０ＭＨｚである。シャワープレート１２とステージ２内の電極３１とは一対の平行平板電極を構成している。シャワープレート１２、電極３１、第２高周波電源３３により第２の容量結合プラズマ生成部４０が構成される。
　第２の容量結合プラズマ生成部４０においては、第２高周波電源３３からステージ２の電極３１に高周波電力を印加することにより、シャワープレート１２と電極３１との間に高周波電界が形成され、これらの間に第２の容量結合プラズマが生成される。そして、高周波電力印加によるバイアスによりプラズマ中のイオンが基板Ｗに引き込まれてイオンアシストエッチングが実現される。すなわち、第２の容量結合プラズマ生成部４０は、エッチングのためのプラズマ源として構成される。
　第２整合器３２は、第２高周波電源３３の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させるものである。第２整合器３２は、シャワープレート１２とステージ２との間の空間にプラズマが生成されている時に第２高周波電源３３の出力インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。
　なお、図３に示すように、電極３１に、第２高周波電源３３に加えて、第３整合器３６を介して第３高周波電源３７を接続してもよい。第３高周波電源３７は、プラズマ中のイオンを基板Ｗに引き込んでイオンの作用を高める高周波バイアスを基板Ｗに印加する機能を有する。第３高周波電源３７の周波数は、第２高周波電源３３の周波数よりも小さく、４５０ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚが好ましい。典型例としては１３．５６ＭＨｚである。第３整合器３６は、第２整合器３２と同様の機能を有する。
　チャンバー１の底壁には排気口５１が設けられており、排気口５１には排気管５２が接続されている。排気管５２には排気装置５３が接続されている。排気装置５３は自動圧力制御バルブと真空ポンプを有し、排気装置５３によりチャンバー１内を所定の真空度に保持することが可能となっている。
　チャンバー１の側壁には、チャンバー１と隣接して設けられた真空搬送室（図示せず）との間で基板Ｗの搬入出を行うための搬入出口５７と、この搬入出口５７を開閉するゲートバルブ５８とが設けられている。
　成膜装置１００の構成部であるヒーター電源、バルブ類、流量制御器、高周波電源等は、制御部６０により制御される。制御部６０は、実際にこれらの制御を行うコンピュータ（ＣＰＵ）を有する主制御部と、入力装置、出力装置、表示装置、および記憶装置とを有している。記憶装置には、成膜装置１００で実行される各種処理のパラメータが記憶されており、また、成膜装置１００で実行される処理を制御するためのプログラム、すなわち処理レシピが格納された記憶媒体がセットされるようになっている。主制御部は、記憶媒体に記憶されている所定の処理レシピを呼び出し、その処理レシピに基づいて成膜装置１００により所定の処理が行われるように制御する。
　次に、以上のように構成された成膜装置１００における動作について説明する。
　まず、ゲートバルブ５８を開放して真空搬送室から搬送装置によりウエハＷをチャンバー１内に搬入し、ステージ２上に載置する。搬送装置を退避させた後、ゲートバルブ５８を閉じる。
　次いで、チャンバー１内にパージガスを連続的に供給し、排気装置５３により、チャンバー１内を所定の減圧状態に保持するとともに、ヒーター５によりステージ２の温度を所定温度に制御する。
　そして、パージガスを連続的に供給した状態を維持したまま、成膜原料ガスを間欠的に供給するとともに、成膜原料ガスを供給していないタイミングで、第１の容量結合プラズマ生成部３０により間欠的に第１の容量結合プラズマを生成して、ＰＥＡＬＤにより所定の膜を成膜する。このときのプラズマ生成の際には、図４に示すように、第１高周波電源２６からシャワーヘッド１０のベースプレート１１に高周波電力を印加することにより、上部電極１１とシャワープレート１２との間に高周波電界を形成する。これにより、ガス拡散空間１４に第１の容量結合プラズマＰ１が生成され、この第１の容量結合プラズマＰ１により反応ガスが解離される。第１の容量結合プラズマＰ１は、リモートプラズマとして生成され、ガス吐出孔１５を通過した主に反応ガスのラジカルがステージ２上の基板Ｗに供給される。
　ＰＥＡＬＤでは、具体的には図５に示すように、パージガスを連続的に供給した状態で、基板へ成膜原料ガスの供給する工程（ステップＳ１）が間欠的に実施され、第１の容量結合プラズマＰ１により反応ガスを解離して、それにより生成されたラジカルを基板Ｗに供給する工程（ステップＳ２）がステップＳ１の間で間欠的に実施される。これにより、ステップＳ１による成膜原料ガスの基板Ｗへの吸着と、ステップＳ２により解離されて主にラジカル化した反応ガスとが、パージガスによるチャンバー１内のパージ（ステップＳ３）を挟んで交互に実施される。このとき第１の容量結合プラズマＰ１により反応ガスの解離が促進され、このプラズマのうちイオンはシャワープレート１２のガス吐出孔１５で失活し、さらにイオントラップ２８で除去されるため、基板Ｗへは主に反応ガスのラジカルが供給される。また、インピーダンス調整回路２９により通過イオン量を制御することもできる。このため、主に反応ガスのラジカルが成膜原料ガスと反応して、基板Ｗ上に所定の膜が成膜される。したがって、ラジカルを主体とした、イオンダメージのない、またはイオンコントロールされた良好な成膜が実現される。
　成膜される膜の具体例としては、反応ガスとして酸化剤、窒化剤等を用いることにより、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、ＳｉＮ、ＴａＮ、ＢＮ等の化合物膜を成膜することができる。また、反応ガスとしてＨ２ガスのような還元ガスを用いることにより、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｓｉ等の金属膜を成膜することができる。成膜原料ガスとしては、塩化物、水素化物、有機化合物等を挙げることができる。
　このとき、反応ガスの供給は、プラズマの生成タイミングのみであってもよいし、反応ガスがプラズマの存在下でのみ成膜原料ガスと反応する場合は、反応ガスを供給したままにしてもよい。例えば、成膜原料ガスがＴｉＣｌ４ガスで、反応ガスがＯ２ガスの場合には、パージガスとともにＯ２ガスを供給したままの状態で、ＴｉＣｌ４ガスの供給とプラズマの生成を交互に行うことにより、ＴｉＯ２膜が成膜される。
　一方、上記ＰＥＡＬＤによる成膜を行っている途中に所定のタイミングで、第２の容量結合プラズマ生成部４０によりプラズマを生成し、基板Ｗに形成された膜に対し、主にイオンアシストによるエッチングを行う工程を実施する。このときのプラズマ生成の際には、図６に示すように、第２高周波電源３３からステージ２内の電極３１に高周波電力を印加することにより、シャワープレート１２と電極３１との間に高周波電界を形成する。これにより、シャワープレート１２とステージ２との間の空間に第２の容量結合プラズマＰ２が生成され、基板Ｗにイオンのアシストによるエッチング作用が及ぼされる。このとき、下部電極であるステージ２（電極３１）の対向電極は、シャワープレート１２であり、第１高周波電力が印加される上部電極１１はステージ２から見えないので、上部の第１整合器２５に依存せず、安定した高周波電力の供給が可能となる。すなわち、第２の容量結合プラズマＰ２は、第１の容量結合プラズマＰ１の存在に関わらず、独立して生成することができる。第２の容量結合プラズマＰ２は、基板Ｗに接するように生成され、効率の良いエッチング特性が得られる。
　このような第２の容量結合プラズマＰ２により、ＰＥＡＬＤ成膜中の基板Ｗにイオンのアシストによるエッチング作用をおよぼすことができ、以下の［１］～［４］のような効果を得ることができる。
　［１］ホールやトレンチのような凹部への埋め込み、特に深穴への埋め込みの際には、従来のＰＥＡＬＤによる成膜では、図７に示すようになっていた。すなわち、凹部２０２が形成された基板ＷにＰＥＡＬＤにより膜２０３を成膜すると、（ａ）に示すように、凹部２０２の間口に膜が過剰に堆積される場合がある。このような場合、成膜が進行すると、（ｂ）に示すように、間口に膜２０３のオーバーハング部分２０４が生じて間口が塞がり、凹部２０２の底部へのガス供給が妨げられる。このため、凹部２０２への膜２０３の埋め込みが完了した時点では、（ｃ）に示すように、ボイド２０５が残ってしまうことがあった。
　そこで、図８に示すように、（ａ）の膜２０３のオーバーハング部分２０４が生じた状態で、第２の容量結合プラズマＰ２を生成して基板Ｗにイオンのアシストによるエッチング作用を及ぼし、膜２０３のオーバーハング部分２０４を除去する（（ｂ）参照）。これにより、凹部２０２の底部へのガス供給が妨げられず、ボイドのない埋め込みが実現される（（ｃ）参照）。
　［２］図９に示すように、従来のＰＥＡＬＤによる成膜では、凹部２０２への膜２０３の埋め込みの際は、成膜初期の（ａ）の状態から成膜が進行すると、凹部２０２の上部と底部で膜２０３の厚さが異なる状態となり（（ｂ）参照）、それがストレスの原因となる。そして、凹部２０２への膜２０３の埋め込みが完了した時点では、膜２０３にストレスが生じることがある（（ｃ）参照）。
　そこで、図１０に示すように、成膜が進行した（ａ）の状態（図９の（ｂ）と同じ状態）で、第２の容量結合プラズマＰ２の基板Ｗにイオンのアシストによるエッチング作用を及ぼして、膜の厚さを均一にすることによりストレスを調整する（（ｂ）参照）。これにより、凹部２０２への膜２０３の埋め込みが完了した時点で膜ストレスが低減される（（ｃ）参照）。
　［３］第２の容量結合プラズマＰ２によって膜２０３のエッチング量をコントロールすることにより、図１１に示すように、膜２０３の側壁２０３ａの厚さａと、膜２０３の底部２０３ｂの厚さｂとの比を調整することができる。これにより、選択成膜を実現することができる。
　［４］第２の容量結合プラズマＰ２を、第１の容量結合プラズマＰ１と同時に印加することで、反応ガスのラジカルとイオンのバランス、エッチング量をコントロールすることができる。また、プラズマ中のイオンにより、原料ガスの不要成分（リガンド）の切断を促進することができる。このため、ＰＥＡＬＤによる成膜を適切に制御することができる。
　第１の容量結合プラズマＰ１と第２の容量結合プラズマＰ２の印加タイミングとしては、図１２～図１４に示すものが例示される。
　図１２の例は、成膜を行う第１の容量結合プラズマＰ１により反応ガスを解離させる工程を図５と同様のタイミングで実施し、それと同じタイミングでエッチングを行う第２の容量結合プラズマＰ２を生成する工程を実施する。これにより、成膜・エッチングのバランスを同時調整することができる。
　図１３の例は、成膜を行う第１の容量結合プラズマＰ１により反応ガスを解離させる工程を図５と同様のタイミングで実施し、エッチングを行う第２の容量結合プラズマＰ２を生成する工程を、第１の容量結合プラズマＰ１により反応ガスを解離させる工程のタイミングの一部で実施する。これにより、例えば、凹部の間口が閉塞する前の所定のタイミングで、エッチング作用を及ぼすことができる。
　図１４の例は、成膜を行う第１の容量結合プラズマＰ１により反応ガスを解離させる工程を図５と同様のタイミングで実施するとともに、第１の容量結合プラズマＰ１の生成タイミングの一部を、エッチングを行う第２の容量結合プラズマＰ２で置き換える。すなわち、第１の容量結合プラズマＰ１により反応ガスを解離させる工程と、第２の容量結合プラズマＰ２を生成する工程を独立実施する。これにより、第１の容量結合プラズマＰ１を用いて成膜を行っている途中の、例えば、凹部の間口が閉塞する前の所定のタイミングで、第２の容量結合プラズマＰ２によりエッチングを実施することができる。
　以上のように、本実施形態の成膜装置１００は、いずれもシャワープレート１２を対向電極の一方として用いる、それぞれ独立してプラズマ生成が可能な第１の容量結合プラズマ生成部３０および第２の容量結合プラズマ生成部４０を設ける。そして、上述したように、上側の第１の容量結合プラズマ生成部３０により、成膜のためのプラズマを生成し、下側の第２の容量結合プラズマ生成部４０により、主にイオンアシストによるエッチングが可能なプラズマを生成する。
　これにより、ＰＥＡＬＤに適した容量結合プラズマを生成する成膜装置を前提とし、装置構成を複雑にすることなく、ＰＥＡＬＤ成膜の際に、プラズマのイオン量を制御して、エッチング作用を及ぼすことができる。このため、半導体デバイスのさらなる微細化に対応した成膜を行うことができる。
　特許文献１に記載されたような従来のＰＥＡＬＤ成膜装置は、シャワーヘッドとサセプタを一対の平行平板電極として用い、シャワーヘッドに高周波電力を印加することにより、これらの間に容量結合プラズマを生成可能としていた。そして、このような構成の成膜装置により、本実施形態と同様の工程でＰＥＡＬＤによる成膜を行っていた。しかし、容量結合プラズマはＡＬＤの速いガス置換に対応することができ、プラズマ着火が速いため、ＰＥＡＬＤに適しているものの、近時、半導体メモリ等のデバイスの微細化が益々進んでおり、従来のＰＥＡＬＤでは微細化への対応が必ずしも十分でない場合が存在していた。
　すなわち、半導体デバイスの微細化が進むことにより、微細なホールやトレンチへの良好な埋め込み性、ストレスレス、ボイドレスの埋め込み、および選択成膜の技術が求められているが、従来のＰＥＡＬＤ成膜装置ではこれらに対応することは困難であった。特に、微細な深穴への埋め込みの際には、ＰＥＡＬＤによっても、間口に膜が過剰に付着して、底部への成膜が困難になる場合がある。
　一方、特許文献２には、微細なトレンチに埋め込みを行うために、ＩＣＰ型、ＥＣＲ型等の高密度プラズマを発生させ、かつ基板側にバイアスをかけて、ラジカルによる成膜とイオンによるエッチングを同時進行させるＨＤＰ－ＣＶＤ法が提案されている。すなわち、イオンによるエッチングにより、微細化に対応している。
　しかし、特許文献２に記載されているＣＶＤでは、ＡＬＤのような制御性の高い成膜は困難である。また、特許文献２のＩＣＰ型、ＥＣＲ型のプラズマソースでは、ガスの置換やプラズマ着火が遅いため、ＰＥＡＬＤに対応することは困難である。従来のＰＥＡＬＤは、容量結合プラズマを用い、ＰＥＡＬＤに適した構成を実現しているものの、プラズマ生成機構は、反応ガスの解離を目的としているのみであり、イオンによるエッチング作用を及ぼすことはできなかった。
　これに対し、本実施形態では、上述したように、簡単な装置構成で、ＰＥＡＬＤに適した容量結合プラズマを用い、成膜用のプラズマとエッチング用のプラズマを独立して制御することにより、半導体デバイスのさらなる微細化に対応した成膜を行うことができる。
　以上、実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
　１；チャンバー、２；ステージ、１０；シャワーヘッド、１１；上部電極、１２；シャワープレート、１３；絶縁部材、１４；ガス拡散空間、２０；ガス供給機構、２６；第１高周波電源、３０；第１の容量結合プラズマ生成部、３１；電極、３３；第２高周波電源、４０；第２の容量結合プラズマ生成部、５３；排気装置、６０；制御部、１００；成膜装置、Ｐ１；第１の容量結合プラズマ、Ｐ２；第２の容量結合プラズマ、Ｗ；基板

Claims (15)

  1. 　基板上にプラズマＡＬＤにより所定の膜を成膜する成膜装置であって、
    　基板を収容するチャンバーと、
    　前記チャンバー内で基板を支持するステージと、
    　前記ステージに対向して設けられ、導電性の上部電極および該上部電極と絶縁された導電性のシャワープレートを有し、成膜のための成膜原料ガスおよび反応ガスを含むガスが供給され、該ガスを前記チャンバー内に導入するシャワーヘッドと、
    　前記ステージに含まれる電極と、
    　前記上部電極に接続された第１高周波電源と、
    　前記電極に接続された第２高周波電源と、
    を備え、
    　前記第１高周波電源から前記上部電極に高周波電力が供給されることにより、前記上部電極および前記シャワープレートの間に高周波電界が形成されて、第１の容量結合プラズマが生成され、
    　前記第２高周波電源から前記電極に高周波電力が供給されることにより、前記シャワープレートと前記電極との間に高周波電界が形成されて、前記第１の容量結合プラズマとは独立した第２の容量結合プラズマが生成される、成膜装置。
  2. 　前記第１高周波電源に替えて、または前記第１高周波電源に加えて、前記上部電極にＤＣパルスを印加するＤＣパルス印加ユニットを備える、請求項１に記載の成膜装置。
  3. 　前記第１の容量結合プラズマにより前記反応ガスが解離され、主に反応ガスのラジカルが前記成膜原料ガスと反応して、前記基板上に所定の膜が成膜される、請求項１に記載の成膜装置。
  4. 　前記第１の容量結合プラズマは、前記シャワーヘッド内のガス拡散空間内にリモートプラズマとして形成され、前記シャワープレートを通過した主に反応ガスのラジカルが前記基板に供給される、請求項１に記載の成膜装置。
  5. 　前記第２の容量結合プラズマにより、前記基板に形成された膜が、主にイオンアシストによりエッチングされる、請求項１に記載の成膜装置。
  6. 　前記シャワープレートの直下に設けられ、前記シャワープレートを通過する前記第２の容量結合プラズマ中のイオンを除去するイオントラップをさらに備える、請求項５に記載の成膜装置。
  7. 　前記シャワープレートは接地されている、請求項１に記載の成膜装置。
  8. 　前記シャワープレートには接地ラインが接続され、前記接地ラインに設けられたインピーダンス調整回路をさらに備える、請求項１に記載の成膜装置。
  9. 　前記電極に接続された、前記基板に高周波バイアスを印加する機能を有する第３の高周波電源をさらに備える、請求項１に記載の成膜装置。
  10. 　基板上にプラズマＡＬＤにより所定の膜を成膜する成膜方法であって、
    　基板に対して成膜原料ガスを間欠的に供給することと、
    　前記成膜原料ガスを供給していない期間に間欠的に第１の容量結合プラズマにより反応ガスを解離させて主に反応ガスのラジカルを前記基板に供給することと、
    　任意のタイミングで、前記第１の容量結合プラズマとは独立して、基板にイオンアシストによるエッチング作用を及ぼす第２の容量結合プラズマを生成することと、
    を有する、成膜方法。
  11. 　前記成膜原料ガスを供給することにより、前記基板に成膜原料ガスを吸着させ、前記第１容量結合プラズマにより生成された主に前記反応ガスのラジカルを前記基板に吸着された前記成膜原料ガスと反応させる、請求項１０に記載の成膜方法。
  12. 　前記第２の容量結合プラズマを生成することを、前記第１の容量結合プラズマにより反応ガスを解離させて主に反応ガスのラジカルを前記基板に供給することと同様のタイミングで実施する、請求項１０に記載の成膜方法。
  13. 　前記第２の容量結合プラズマを生成することを、前記第１の容量結合プラズマにより反応ガスを解離させて主に反応ガスのラジカルを前記基板に供給することとを行うタイミングの一部で実施する、請求項１０に記載の成膜方法。
  14. 　前記第１の容量結合プラズマにより反応ガスを解離させて主に反応ガスのラジカルを前記基板に供給することを行うタイミングの一部を、前記第２の容量結合プラズマを生成することで置き換えて実施する、請求項１０に記載の成膜方法。
  15. 　成膜装置を用いて基板上にプラズマＡＬＤにより所定の膜を成膜する成膜方法であって、
    　　前記成膜装置は、
    　　基板を収容するチャンバーと、
    　　前記チャンバー内で基板を支持するステージと、
    　　前記ステージに対向して設けられ、導電性の上部電極および該上部電極と絶縁された導電性のシャワープレートを有し、成膜のための成膜原料ガスおよび反応ガスを含むガスが供給され、該ガスを前記チャンバー内に導入するシャワーヘッドと、
    　　前記ステージに含まれる電極と、
    　　前記上部電極に接続された第１高周波電源と、
    　　前記電極に接続された第２高周波電源と、
    を備え、
    　　前記第１高周波電源から前記上部電極に高周波電力が供給されることにより、前記上部電極および前記シャワープレートの間に高周波電界が形成されて、第１の容量結合プラズマが生成され、
    　　前記第２高周波電源から前記電極に高周波電力が供給されることにより、前記シャワープレートと前記電極との間に高周波電界が形成されて、前記第１の容量結合プラズマとは独立した第２の容量結合プラズマが生成されるものであり、
    　前記成膜方法は、
    　基板に対して成膜原料ガスを間欠的に供給することと、
    　前記成膜原料ガスを供給していない期間に間欠的に前記第１の容量結合プラズマにより反応ガスを解離させて主に反応ガスのラジカルを前記基板に供給することと、
    　任意のタイミングで、前記第１の容量結合プラズマとは独立して、基板にイオンアシストによるエッチング作用を及ぼす前記第２の容量結合プラズマを生成することと、
    を有する、成膜方法。
     
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