成膜装置及成膜方法

专利名称：成膜装置及成膜方法
技术领域：
本发明涉及一种按顺序供给相互反应的处理气体而在基板的表面上层叠反应生成物并且对基板进行等离子体处理的成膜装置及成膜方法。
背景技术：
作为对半导体晶圆等基板(以下称为“晶圆”)进行例如氮化硅膜(S1- N)等薄膜的成膜的方法之一，公知有按顺序将相互反应的多种处理气体(反应气体)供给到晶圆表面而层叠反应生成物的ALD (Atomic Layer Deposition,原子层沉积)法。作为利用该ALD法进行成膜处理的成膜装置，例如，如专利文献I所记载的那样，可列举出如下的结构:在真空容器内设置用于将多张晶圆沿周向排列并使多张晶圆公转的旋转台，并以与该旋转台相对的方式设有多个气体供给喷嘴。在该装置中，在分别被供给处理气体的处理区域彼此之间设有被供给分离气体的分离区域，以使处理气体彼此不互相混合。并且，在这样的装置中，例如，如专利文献2所记载的那样，公知有以下结构:连同处理区域和分离区域一起沿着旋转台的周向配置使用等离子体来进行例如反应生成物的改性、处理气体的活化的等离子体区域。然而，在欲构成小型的装置时，难以设置这样的等离子体区域。换言之，在设置等离子体区域的情况下，不能避免装置的大型化。另外，在设置等离子体区域的情况下，与向该等离子体区域供给的等离子体产生用的气体的量相对应地装置的运行成本(气体的成本)上升，且真空泵也会大型化。专利文献1:日本特开2010 - 239102号公报专利文献2 :日本特开2011 - 40574号公报

发明内容
本发明是基于这种情况而提出的，本发明的技术方案的目的在于提供一种在按顺序向真空容器内供给相互反应的处理气体而在基板的表面上层叠反应生成物并且对基板进行等离子体处理时，既能够阻止处理气体彼此在真空容器内互相混合又能构成小型的真空容器的成膜装置及成膜方法。本发明的一技术方案提供一种成膜装置，其通过在真空容器内进行多次按顺序供给相互反应的多种处理气体的循环来在基板上形成薄膜，其中，该成膜装置包括:旋转台，其设于上述真空容器内，在该旋转台的一表面侧形成有用于载置基板的基板载置区域，并且，该旋转台用于使该基板载置区域公转；第I处理气体供给部和第2处理气体供给部，其用于分别对在该旋转台的周向上互相分开的第I处理区域和第2处理区域供给要吸附于基板的表面的第I处理气体和用于与吸附于该基板的表面的第I处理气体的成分发生反应而形成反应生成物的第2处理气体；分离气体供给部，其为了使上述处理区域的气氛分离而对从上述旋转台的旋转方向上游侧看来位于上述第I处理区域和上述第2处理区域之间的分离区域供给分离气体；
改性区域，其从上述旋转台的旋转方向上游侧看来位于上述第2处理区域和上述第I处理区域之间且形成于上述旋转台和与该旋转台的一表面侧相对的顶壁部之间，该改性区域用于利用等离子体对基板上的反应生成物进行改性处理；改性用气体供给部，其用于向上述改性区域供给不与第I处理气体和第2处理气体发生反应的改性用气体；第I等离子体产生部，其用于将改性用气体等离子体化；以及狭窄空间形成部，为了阻止气体自在上述周向上与上述改性区域的两侧相邻的相邻区域进入该改性区域，该狭窄空间形成部的端部在上述改性区域和上述相邻区域之间分别形成于比上述顶壁部和上述相邻区域的顶面低的位置，从而在该狭窄空间形成部与上述旋转台之间形成狭窄的空间。上述改性区域的压力设定为比上述相邻区域的压力高的高压，上述改性区域是作为用于阻止第I处理气体和第2处理气体的混合的分离区域而设置的。另外，本发明的一技术方案提供一种成膜方法，其通过在真空容器内进行多次按顺序供给相互反应的多种处理气体的循环来在基板上形成薄膜。该成膜方法包括以下工序:将基板载置于在上述真空容器内设置的旋转台的一表面侧，并且通过上述旋转台的旋转来使基板公转；接着，分别对在上述旋转台的周向上互相分开的第I处理区域和第2处理区域供给要吸附于基板的表面的第I处理气体和用于与吸附于该基板的表面的第I处理气体的成分发生反应而形成反应生成物的第2处理气体；对从上述旋转台的上游侧看来设于上述第I处理区域和上述第2处理区域之间的分离区域供给分离气体而使上述处理区域的气氛分离；对从上述旋转台的上游侧看来位于上述第2处理区域和上述第I处理区域之间且形成于上述旋转台和与该旋转台的一表面侧相对的顶壁部之间的改性区域供给不与第I处理气体和第2处理气体发生反应的改性用气体；将上述改性用气体等离子体化从而对基板上的反应生成物进行改性；以及利用狭窄空间形成部阻止气体自在上述周向上与上述改性区域的两侧相邻的相邻区域进入该改性区域，该狭窄空间形成部的端部在该改性区域和该相邻区域之间分别形成在比上述顶壁部和上述相邻区域的顶面低的位置，从而在该狭窄空间形成部与上述旋转台之间形成狭窄的空间。上述改性区域的压力设定为比上述相邻区域的压力高的高压，上述改性区域是作为用于阻止第I处理气体和第2处理气体的混合的分离区域而设置的。如以上说明那样，在本发明的技术方案的成膜装置中，在从旋转台的旋转方向上游侧看来的第I处理区域和第2处理区域之间设置分离区域，并在从上述旋转方向上游侧看来的第2处理区域和第I处理区域之间配置用于利用等离子体产生部进行基板上的反应生成物的改性的改性区域。另外，在改性区域的上方侧设置顶壁部，并在旋转台的周向上同改性区域相邻的区域和该改性区域之间分别设置狭窄空间形成部，该狭窄空间形成部用于在其与旋转台之间形成狭窄的空间。并且，对于改性区域，为了阻止气体自相邻区域进入改性区域而将改 性区域的压力设定为比上述相邻区域的压力高的高压。因此，在改性区域中，能够一边对基板上的反应生成物进行改性处理一边阻止第I处理气体和第2处理气体发生相互混合。因此，由于无需在从旋转台的旋转方向上游侧看来的第2处理区域P2和第I处理区域Pl之间设置分离区域即可，因此能够构成小型的真空容器。


图1是表示本发明的实施方式的成膜装置的一个例子的纵剖视图。图2是上述成膜装置的立体图。图3是上述成膜装置的横剖俯视图。图4是上述成膜装置的横剖俯视图。图5是表示上述成膜装置的内部的一部分的立体图。图6A和图6B是将上述成膜装置的内部展开表示的纵剖视图。

图7是将上述成膜装置的内部的一部分放大表示的分解立体图。图8是表示上述成膜装置的内部的一部分的纵剖视图。图9是表示上述成膜装置的框体的立体图。图10是表示上述成膜装置的法拉第屏蔽件的狭缝的示意图。图11是表示上述成膜装置的法拉第屏蔽件的俯视图。图12是表示上述成膜装置的侧环的分解立体图。图13是将上述成膜装置的迷宫式结构部放大表示的纵剖视图。图14是表示上述成膜装置中的气流的横剖俯视图。图15是表示在上述成膜装置中产生等离子体的情况的示意图。图16是表示上述成膜装置的另一例子的横剖俯视图。图17A和图17B是表示上述成膜装置的又一例子的一部分的纵剖视图。图18是表示上述成膜装置的再一例子的一部分的俯视图。图19是表示上述成膜装置的再一例子的一部分的立体图。图20是表示上述成膜装置的另一例子的横剖俯视图。图21是表示上述成膜装置的另一例子的横剖俯视图。图22是表示上述成膜装置的另一例子的横剖俯视图。图23是表示上述成膜装置的另一例子的横剖俯视图。图24是表示上述成膜装置的另一例子的一部分的纵剖视图。图25是表示在本发明的实施例中获得的结果的特性图。图26是表示在本发明的实施例中获得的结果的特性图。图27是表示在本发明的实施例中获得的结果的特性图。图28是表示在本发明的实施例中获得的结果的特性图。图29是表示在本发明的实施例中获得的结果的特性图。图30是表示在本发明的实施例中获得的结果的特性图。图31是表示在本发明的实施例中获得的结果的特性图。图32是表示在本发明的实施例中获得的结果的特性图。图33是表示在本发明的实施例中获得的结果的特性图。图34是表示在本发明的实施例中获得的结果的特性图。
图35是表示在本发明的实施例中获得的结果的特性图。图36是表示在本发明的实施例中获得的结果的特性图。
具体实施例方式参照图f图13说明本发明的实施方式的成膜装置的一个例子。如图f图4所示，该成膜装置具有平面(俯视)形状为大致圆形的真空容器I和设置在该真空容器I内、在该真空容器I的中心处具有旋转中心的旋转台2，该旋转台2用于使晶圆W公转。并且，该成膜装置构成为如后详述那样旋转台2每旋转一圈进行使含Si气体吸附在晶圆W上的吸附处理、吸附在晶圆W上的含Si气体的氮化处理以及形成在晶圆W上的氮化硅膜的等离子体改性处理。此时，装置构成为:在设置用于进行上述各处理的喷嘴等构件时，阻止了分别用于吸附处理和氮化处理的各处理气体彼此在真空容器I内发生互相混合，且使俯视时的真空容器I尽量小型。接着，详细叙述成膜装置的各部分。真空容器I具有顶板11和容器主体12，顶板11能够相对于容器主体12进行装卸。俯视时的真空容器I的直径尺寸(内径尺寸)例如是IlOOmm左右。为了抑制互不相同的处理气体彼此在真空容器I内的中心部区域C发生混合，在顶板11的上表面侧的中央部连接有用于供给作为分离气体的氮气(N2)的分离气体供给管51。图1中示出了呈环状设置在容器主体12的上表面的周缘部的密封构件、例如O型密封圈13。

旋转台2的中心部固定于大致圆筒状的芯部21，旋转台2利用与该芯部21的下表面相连接且在铅垂方向上延伸的旋转轴22绕铅垂轴线、在该例子中顺时针方向自由旋转。旋转台2的直径尺寸例如是1000mm。图1中示出了使旋转轴22绕铅垂轴线旋转的驱动部23和用于容纳旋转轴22及驱动部23的壳体20。该壳体20的上表面侧的凸缘部分气密地安装于真空容器I的底面部14的下表面。另外，在该壳体20上连接有用于向旋转台2的下方区域供给作为吹扫气体的氮气的吹扫气体供给管72。真空容器I的底面部14中的芯部21的外周侧以从下方侧接近旋转台2的方式形成为环状而构成为突出部12a。如图2 图4所示，在旋转台2的表面部，形成有作为基板载置区域的、用于载置直径尺寸是例如300mm的晶圆W的圆形状的凹部24，该凹部24沿着旋转台2的旋转方向(周向)设置在多处、例如五处。凹部24的直径尺寸和深度尺寸设定为，在将晶圆W放入(容纳)该凹部24内时，晶圆W的表面与旋转台2的表面(没有载置晶圆W的区域)齐平。在凹部24的底面形成有供例如后述的三根升降销贯穿的通孔(未图示)，该升降销用于从下方侧顶起晶圆W以使晶圆W升降。如图3和图4所示，在分别与旋转台2的凹部24的通过区域相对的位置分别配置有由例如石英制成的四个喷嘴31、32、34、41，该四个喷嘴31、32、34、41在真空容器I的周向(旋转台2的旋转方向)上互相隔开间隔地呈放射状配置。上述各喷嘴31、32、34、41例如以分别从真空容器I的外周壁朝向中心部区域C并与晶圆W相对地水平延伸的方式安装。在该例子中，从后述的输送口 15看来，第I等离子体产生用气体喷嘴34、第I处理气体喷嘴31、分离气体喷嘴41以及兼用作第2处理气体喷嘴的第2等离子体产生用气体喷嘴32按照第I等离子体产生用气体喷嘴34、第I处理气体喷嘴31、分离气体喷嘴41以及第2等离子体产生用气体喷嘴32这样的顺序沿逆时针方向(旋转台2的旋转方向)排列。另外，如后述的图6A和图6B所示，第I处理气体喷嘴31在比旋转台2的外周端靠中心部区域C侧形成为方筒型，从而使气体难以蔓延到该第I处理气体喷嘴31和后述的罩体53之间。如图3所示，为了将从第I等离子体产生用气体喷嘴34和第2等离子体产生用气体喷嘴32分别喷射出的气体等离子体化，在该上述喷嘴34、32的上方侧分别设有第I等离子体产生部81和第2等离子体产生部82。后面详细叙述上述等离子体产生部81、82。另夕卜，图4表示为了能看到等离子体产生用气体喷嘴32、34而将等离子体产生部81、82和后述的框体90拆卸后的状态，图3表不将等尚子体广生部81 >82和框体90安装后的状态。另夕卜，在图2 图4中，省略画出顶板11。第I处理气体喷嘴31构成第I处理气体供给部，第2等离子体产生用气体喷嘴32构成第2处理气体供给部。第I等离子体产生用气体喷嘴34构成改性用气体供给部。另夕卜，分离气体喷嘴41构成分离气体供给部。另外，在图1中，用单点划线示意性地表示等离子体产生部81。各喷嘴31、32、34、41经由流量调整阀分别与以下的各气体供给源(未图示)连接。即，第I处理气体喷嘴31与含硅(Si)的第I处理气体、例如DCS (二氯硅烷)气体等的供给源相连接。第I等离子体产生用气体喷嘴34与由例如氩气(Ar)和氢气(H2)的混合气体构成的改性用气体的供给源相连接。第2等离子体产生用气体喷嘴32与第2处理气体及作为第2等离子体产生用气体的例如氨气(NH3)的供给源相连接。分离气体喷嘴41与作为分离气体的氮气的供给源相连接。另外，既可以与氨气一起供给构成等离子体产生用气体的一部分的氩气，也可以替代氨气而使用含有氮元素(N)的气体、例如氮气(N2)。在上述喷嘴31、32、34、41的下表面侧，沿着旋转台2的半径方向在多个部位例如以等间隔形成有用于对晶圆W供给气体的气体喷射孔33。上述各喷嘴31、32、34、41以该喷嘴31、32、34、41的下端缘与旋转台2的上表面的分开距离例如是lmnT5mm左右的方式配置。

如图4所示，处理气体喷嘴31的下方区域作为用于使含Si气体吸附于晶圆W的第I处理区域Pl，第2等离子体产生用气体喷嘴32的下方区域作为用于使吸附于晶圆W的含Si气体的成分与氨气的等离子体发生反应的第2处理区域P2。另外，第I等离子体产生用气体喷嘴34的下方区域作为用于使第I处理区域Pl和第2处理区域P2分离的第3处理区域P3，并且在该第3处理区域P3中进行通过处理区域P1、P2而形成在晶圆W上的反应生成物的改性处理。分离气体喷嘴41用于形成用于使第I处理区域Pl和第2处理区域P2分离的分离区域D。因此，从旋转台2的旋转方向上游侧看来，分离气体喷嘴41设于第I处理区域Pl和第2处理区域P2之间。另外，同样从旋转台2的旋转方向上游侧看来，第3处理区域P3设于第2处理区域P2和第I处理区域Pl之间。如图5所示，为了使第I处理气体沿着晶圆W流通且使分离气体、氩气避开晶圆W的附近而在真空容器I的顶板11侧流通，在第I处理气体喷嘴31的上方侧设有以在第I处理气体喷嘴31的长度方向上覆盖该第I处理气体喷嘴31的方式形成的由例如石英制成的喷嘴罩(翅片)52。该喷嘴罩52包括:大致箱形的罩体53，其为了容纳第I处理气体喷嘴31而下表面侧开口 ；以及作为板状体的整流板54、54，其分别与该罩体53的靠旋转台2的旋转方向上游侧和下游侧的下表面侧开口端相连接。罩体53的靠旋转台2的旋转中心侧的侧壁面(铅垂面)以与第I处理气体喷嘴31的顶端部相对的方式朝向旋转台2伸出。另夕卜，罩体53的靠旋转台2的外缘侧的侧壁面为了不与第I处理气体喷嘴31发生干涉而被切有缺口。因此，当从第I处理气体喷嘴31看周围时，在罩体53的侧壁面和旋转台2之间，在整个周向上形成有狭窄的间隙。为了抑制第I处理气体喷嘴31的顶端部侧的第I处理气体被供给到中心部区域C的分离气体稀释，比旋转台2的外周端接近真空容器I的内壁面的区域的整流板54以与旋转台2的外周端相匹配的方式朝向下方侧弯曲。而且，该罩体53利用分别设于第I处理气体喷嘴31的长度方向上的一侧和另一侧的支承部55支承于后述的突出部5和覆盖构件7a。如图3和图4所示，在分离区域D中的真空容器I的顶板11上设有大致扇形的凸状部4，分离气体喷嘴41容纳于被形成在该凸状部4上的槽部43内。因而，也如图6A和图6B所示，在分离气体喷嘴41的在旋转台2的周向上的两侧，为了阻止各处理气体彼此的混合，配置有作为上述凸状部4的下表面的较低的顶面44 (第I顶面)，在该顶面44的上述周向两侧配置有比该顶面44高的顶面45 (第2顶面)。为了阻止各处理气体彼此的混合，凸状部4的周缘部(真空容器I的外缘侧的部位)以与旋转台2的外端面相对且与容器主体12略微分开的方式来弯曲成L字型。另外，图6表示将真空容器I沿着旋转台2的周向剖切的纵剖视图。下面，详细叙述上述第I等离子体产生部81和第2等离子体产生部82。首先，说明第I等离子体产生部81，如上所述，该第I等离子体产生部81设于从输送口 15看的右侧(旋转台2的旋转方向下游侧)，其是通过将由金属线构成的天线83卷绕成线圈状而构成的(参照图3)。在该例子中，天线83由按照镀镍和镀金这样的顺序对例如铜(Cu)的表面实施镀镍和镀金而成的材质构成。另外，天线83以被与真空容器I的内部区域气密地划分开的方式设在该真空容器I的顶板11上。

具体而言，如图7所示，在上述的第I等离子体产生用气体喷嘴34的上方侧(详细地说，从比该喷嘴34靠旋转台2的旋转方向下游侧的位置到比输送口 15略微偏向喷嘴34侧的位置)的顶板11上，形成有在俯视时呈大致扇形开口的开口部11a。另外，为了避免混同，对于等离子体产生部81、82分别标注了“第I”和“第2”这样的用语进行说明，但上述等离子体产生部81、82为彼此大致相同的结构，且由各个等离子体产生部81、82分别进行的等离子体处理也构成互相独立的处理。上述开口部Ila形成在从自旋转台2的旋转中心向外周侧离开例如60mm左右的位置到比旋转台2的外缘向外侧离开80mm左右的位置。另外，为了不与设于真空容器I的中心部区域C的后述的迷宫式结构部110发生干涉(避开)(参照图1 )，开口部IIa的俯视时靠旋转台2的中心侧的端部以与该迷宫式结构部110的外缘相匹配的方式呈圆弧状凹陷。如图7和图8所示，该开口部Ila在整个周向上以该开口部Ila的开口口径从顶板11的上端面朝向下端面呈阶梯式变小的方式形成有例如三级的台阶部lib。如图8所示，在上述台阶部Ilb中的最下级的台阶部(口缘部)llb的上表面，在整个周向上形成有槽11c，在该槽Ilc内配置有密封构件、例如O型密封圈lid。另外，在图7中，省略了槽Ilc和O型密封圈Ild的图示。也如图7和图9所示，在该开口部Ila上设置有用于使天线83位于比顶板11靠下方侧的框体90。S卩，该框体90以其上方侧的周缘部在整个周向上呈凸缘状水平伸出而构成凸缘部90a、并且俯视时的中央部朝向下方侧的真空容器I的内部区域凹陷的方式形成。该框体90为了使在第I等离子体产生部81产生的磁场向晶圆W侧通过而构成为由例如石英等电介体构成的透磁体(磁场可透过的材质)，如图10所示，上述凹陷部分的厚度尺寸t例如是20mm。另外，该框体90以如下方式配置:当晶圆W位于该框体90的下方时，框体90横跨晶圆W的旋转台2的半径方向上的直径部分。具体而言，框体90的在旋转台2的半径方向上的内壁面中的、靠中心部区域C侧的内壁面形成在比晶圆W的外缘靠该中心部区域C侧70mm的位置。另外，框体90的在旋转台2的半径方向上的内壁面中的、靠旋转台2的外周端侧的内壁面配置在比晶圆W的外缘靠上述外周端侧70mm的位置。当将该框体90放入到上述的开口部Ila内时，凸缘部90a与台阶部Ilb中的最下级的台阶部Ilb彼此卡定。并且，利用上述的O型密封圈Ild使该台阶部Ilb (顶板11)与框体90气密地连接。另外，利用以与开口部Ila的外缘相匹配的方式形成为框状的按压构件91将上述凸缘部90a在整个周向上朝向下方侧按压，并且使用未图示的螺栓等将该按压构件91固定于顶板11，由此,气密地设定真空容器I的内部气氛。这样地将框体90气密地固定在顶板11上时的该框体90的下表面与旋转台2上的晶圆W的表面之间的分开尺寸h是4mnT60mm,在该例子中是30mm。另外，图9表示从下方侧看框体90的图。如图8所示，为了将框体90的下方侧的处理区域P3的气氛的压力维持在比在旋转台2的周向上分别与处理区域P3相邻的气氛的压力高的高压，在作为该框体90的下表面的顶壁部以包围该第3处理区域P3形成有作为狭窄空间形成部的突起部92。S卩，通过在框体90的下表面设置突起部92而在框体90与旋转台2之间形成狭窄的空间SI，以对供给到框体90的下方侧的区域的气体进行所谓的封堵(使其难以排出)，从而能够将该区域的气氛的压力设为比上述相邻的气氛的压力高的高压。因此，如后详述那样，能够利用框体90的下方侧的区域来阻止上述相邻的气氛彼此的气体发生互相混合，从而使该区域具有上述分离区域D的气体分离功能。

如图6A、图6B、图8及图9所示，该突起部92以自框体90的下表面侧的外周缘在整个周向上向下方侧(旋转台2侧)铅垂地伸出的方式形成。因此，突起部92的下表面(端部)形成在比框体90的下表面和上述顶面45低的位置。如图6A和图6B所示，该突起部92的下表面和旋转台2的上表面之间的分开尺寸d是0.5mnT5mm,在该例子中是2mm。并且，在由该突起部92的内周面、框体90的下表面和旋转台2的上表面围成的区域内，容纳有上述第I等离子体产生用气体喷嘴34。第I等离子体产生用气体喷嘴34的基端侧(真空容器I的内壁侧)的突起部92以与该等离子体产生用气体喷嘴34的外形相匹配的方式被切成大致圆弧状。另外，图6A和图6B示意性且较大地描绘出了上述分开尺寸d，省略了对天线83等的记载。如图8所示，当从框体90的下方(第3处理区域P3)侧看用于密封顶板11与框体90之间的区域的O型密封圈Ild时，在该第3处理区域P3与O型密封圈Ild之间在整个周向上形成有突起部92。因此，也可以说为了不使O型密封圈Ild直接暴露在等离子体中而将O型密封圈Ild与第3处理区域P3隔离。因而，即使等离子体欲从第3处理区域P3向例如O型密封圈Ild侧扩散，由于等离子体要经由突起部92的下方，因此等离子体会在到达O型密封圈Ild之前失活。在框体90的上方侧容纳有厚度尺寸k例如是Imm左右的由作为导电性的板状体的金属板构成的、接地的法拉第屏蔽件95，该法拉第屏蔽件95以大致与该框体90的内部形状相仿的方式形成。在该例子中，法拉第屏蔽件95由例如铜(Cu)板构成或由从下侧对铜板镀了镍(Ni)膜和金(Au)膜而成的板材构成。该法拉第屏蔽件95具有以与框体90的底面相匹配的方式水平地形成的水平面95a和从该水平面95a的外周端在整个周向上向上方侧延伸的铅垂面95b，在俯视时，该法拉第屏蔽件95构成为大致六边形。另外，如图7所示，从旋转台2的旋转中心看法拉第屏蔽件95时，法拉第屏蔽件95的右侧及左侧的上端缘分别向右侧及左侧水平地伸出而构成支承部96。并且，在法拉第屏蔽件95和框体90之间设有框状体99，该框状体99从下方侧支承上述支承部96且分别被凸缘部90a的靠框体90的中心部区域C侧的部分和凸缘部90a的靠旋转台2的外缘部侧的部分支承。因此，当法拉第屏蔽件95容纳在框体90的内部时，法拉第屏蔽件95的下表面与框体90的上表面彼此接触且上述支承部96借助框状体99被框体90的凸缘部90a支承。如图7和图8所示，在上述水平面95a上形成有多个狭缝97，与第I等离子体产生部81的天线83的形状一并详细叙述该狭缝97的形状、配置布局。为了使法拉第屏蔽件95与被载置于该法拉第屏蔽件95的上方的第I等离子体产生部81绝缘，在法拉第屏蔽件95的水平面95a上层叠有厚度尺寸例如是2mm左右的、例如由石英构成的绝缘板94。第I等离子体产生部81以可容纳在法拉第屏蔽件95的内部的方式构成，因而，如图7和图8所示，第I等离子体产生部81以隔着框体90、法拉第屏蔽件95和绝缘板94面对真空容器I的内部(旋转台2上的晶圆W)的方式配置。该第I等离子体产生部81是如上所述通过将天线83绕铅垂轴线卷绕例如3层而构成的，该天线83以包围沿着旋转台2的半径方向延伸的带状体区域的方式配置。另外，在天线83的内部形成有用于供冷却水流通的流路，此处省略了该流路。天线83配置为，当晶圆W位于第I等离子体产生部81的下方时，使真空容器I的靠中心部区域C的端部和靠旋转台2的外周壁的端部分别接近框体90的内壁面，以能够对该晶圆W的靠中心部区域C侧·的端部与靠旋转台2的外缘侧的端部之间的区域照射(供给)等离子体。该天线83经由匹配器84与频率例如是13.56MHz且输出功率例如是5000W的高频电源85相连接。另外，在图1和图3等图中的附图标记86是用于将天线83和匹配器84及高频电源85电连接的连接电极。此处，详细叙述上述的法拉第屏蔽件95的狭缝97。该狭缝97用于阻止在天线83中产生的电场和磁场(电磁场)中的电场成分朝向下方的晶圆W并使磁场到达晶圆W。即，若电场到达晶圆W，则有时在该晶圆W的内部形成的电气布线会受到电损伤。另一方面，由于法拉第屏蔽件95如上所述由接地的金属板构成，因而，若不形成狭缝97，则不仅电场被阻断，而且磁场也被阻断。另外，若在天线83的下方形成较大的开口部，则不仅是磁场通过，而且电场也会通过。因此，为了阻断电场并使磁场通过，形成有如下那样设定了尺寸和配置布局的狭缝97。具体而言，如图11所示，狭缝97以在与天线83的卷绕方向正交的方向上延伸的方式在法拉第屏蔽件95的整个周向上形成在天线83的下方位置。因此，例如，在天线83以沿着旋转台2的半径方向(天线83的长边方向)方式的延伸的区域中，狭缝97以沿着旋转台2的切线方向的方式形成为直线状。另外，在天线83以沿着旋转台2的切线方向的方式延伸的区域中，狭缝97在从旋转台2的旋转中心朝向外缘的方向上形成为直线状。并且，在上述两个区域之间的、天线83弯曲的部分，狭缝97以与该弯曲部分的天线83的延伸方向正交的方式形成。因而，狭缝97沿着天线83的延伸方向排列有多个。此处，如上所述，天线83与频率是13.56MHz的高频电源85连接，与该频率对应的波长是22m。因此，为了使狭缝97具有该波长的1/10000以下程度的宽度尺寸，如图10所示，狭缝97以其宽度尺寸dl是lmnT5mm、在该例子中是2mm、狭缝97彼此之间的分开尺寸d2是lmnT5mm、在该例子中是2mm的方式形成。另外,该狭缝97以从天线83的延伸方向看时长度尺寸例如分别是60mm的方式形成在从比该天线83的右端向右侧离开30mm左右的位置到比天线83的左端向左侧离开30mm左右的位置的区域中。因此，可以说，在各个狭缝97的长度方向上的一端侧和另一端侧，沿整个周向分别配置有由接地的导电体构成的导电路径97a，以封堵上述狭缝97的开口端。在法拉第屏蔽件95中，在上述狭缝97的形成区域以外的区域、即卷绕有天线83的区域的中央侧，形成有用于经由该区域确认等离子体的发光状态的开口部98。此外，上述第I等离子体产生用气体喷嘴34设于比该开口部98靠旋转台2的旋转方向下游侧。另夕卜，在图3中，省略了狭缝97，用单点划线表示狭缝97的形成区域。在图7、图11等中，简化了狭缝97，但是，狭缝97例如形成有150个左右。如图2和图3所示，相对于以上说明的第I等离子体产生部81，第2等离子体产生部82配置在旋转台2的旋转方向上游侧且与该第I等离子体产生部81分开，该第2等离子体产生部82为与 第I等离子体产生部81大致相同的结构。即，第2等离子体产生部82由天线83构成且配置于框体90、法拉第屏蔽件95以及绝缘板94的上方侧。与第I等离子体产生部81相同，第2等离子体产生部82的天线(第2天线)83也经由匹配器84与频率例如是13.56MHz且输出功率例如是5000W的高频电源85相连接。在第2等离子体产生部82中，上述第2等离子体产生用气体喷嘴32配置于比狭缝97的形成区域靠旋转台2的旋转方向上游侧的位置。接着，返回到真空容器I的各部分的说明。如图4和图12所示，在旋转台2的外周侧，在比该旋转台2略微靠下的位置配置有作为罩体的侧环100。该侧环100的作用如下:例如在对装置进行清洁时，在替代各处理气体而使氟系的清洁气体流通时，该侧环100用于保护真空容器I的内壁而使真空容器I的内壁不接触该清洁气体。即，若不设置侧环100，则可以说在旋转台2的外周部与真空容器I的内壁之间，在整个周向上以环状形成有可在横向上形成气流(排气流)的凹部状的气流通路。因此，该侧环100以尽量使真空容器I的内壁面不暴露在气流通路中的方式设置于该气流通路。在侧环100的上表面以相互在周向上分开的方式形成有两处排气口 61、62。换言之，在上述气流通路的下方侧形成有两个排气口，在侧环100的与上述排气口对应的位置处形成有排气口 61、62。当将上述两个排气口 61、62中的一个称为第I排气口 61、将另一个称为第2排气口 62时，第I排气口 61形成在第I处理气体喷嘴31与第I等离子体产生部81之间的、偏向该第I等离子体产生部81侧的位置。第2排气口 62形成在第2等离子体产生部82与分离区域D之间的、偏向该第2等离子体产生部82侧的位置。第I排气口61用于将分离气体连同含Si气体、改性用气体等一起排出，第2排气口 62用于排出氨气和分离气体。如图1所示，上述第I排气口 61及第2排气口 62分别通过夹设有蝶形阀等压力调整部65的排气管63与作为真空排气机构的例如真空泵64相连接。此处，如上所述，由于从中心部区域C侧到外缘侧地形成有框体90，因而，例如，流到等离子体产生部81、82之间的区域(通过后述的输送臂10来进行晶圆W的搬入搬出的区域)的分离气体等的朝向排气口 61、62的气流可以说被上述等离子体产生部81、82的框体90限制。因此，为了确保用于阻止第I等离子体产生部81中的含Si气体和氨气的混合的气体分离功能且从上述区域排出气体，在位于第2等离子体产生部82中的框体90的外侧的侧环100的上表面形成有用于供气体流动的槽状的气体流路101。具体而言，如图4所示，该气体流路101在从比第2等离子体产生部82 (参照图3)的框体90的靠旋转台2的旋转方向下游侧的端部向第I排气口 61侧偏例如60mm左右的位置到上述的第2排气口 62之间、以深度尺寸例如是30mm的方式形成为圆弧状。因而，该气体流路101以与框体90的外缘相匹配的方式且以从上方侧看时横跨第2等离子体产生部82的框体90的外缘部的方式形成。省略了该侧环100的图示，但是，为了使该侧环100具有相对于氟系气体的耐腐蚀性，侧环100的表面例如涂敷有氧化铝等或被石英覆盖层(cover)等覆盖。如图2所示，在顶板11的下表面的中央部设有突出部5，该突出部5与凸状部4的在中心部区域C侧的部位连续且在整个周向上形成为大致环状，并且，突出部5的下表面与凸状部4的下表面(顶面44)形成为相同的高度。在比该突出部5靠旋转台2的旋转中心侧的芯部21的上方侧，配置有用于抑制含Si气体与氨气等在中心部区域C中发生互相混合的迷宫式结构部110。S卩，由上述的图1可知，由于框体90形成至靠近中心部区域C侧的位置，因此，用于支承旋转台2的中央部的芯部21为了使旋转台2的上方侧的部位避开框体90而形成在靠近上述旋转中心侧的位置。因而，可以说，与外缘部侧相比，在中心部区域C侧呈例如处理气体彼此容易混合的状态。因此，通过形成迷宫式结构部110，发挥气体的流路的作用来防止处理气体彼此发生混合。如图13放大所示 ，该迷宫式结构部110采用了以下结构:在整个周向上分别形成有从旋转台2侧朝向顶板11侧铅垂地延伸的第I壁部111和从顶板11侧朝向旋转台2铅垂地延伸的第2壁部112，并且，上述壁部111、112在旋转台2的半径方向上交替配置。在该例子中，第2壁部112、第I壁部111和第2壁部112按照第2壁部112、第I壁部111和第2壁部112的顺序从上述的突出部5侧朝向中心部区域C侧地配置。突出部5侧的第2壁部112构成该突出部5的一部分。若对这样的壁部111、112的各个尺寸举出一个例子，则壁部111、112之间的分开尺寸j例如是1mm，壁部111与顶板11之间的分开尺寸(壁部112与芯部21之间的间隙尺寸)m例如是1mm。因而，在迷宫式结构部110中，例如从第I处理气体喷嘴31喷射出后欲朝向中心部区域C的含Si气体需要越过壁部111、112，因此流速随着朝向中心部区域C去而变慢，从而难以扩散。因此，在处理气体到达中心部区域C之前，利用向该中心部区域C供给的分离气体将处理气体挤回到处理区域Pl侧。另外，对于欲朝向中心部区域C的氨气、氩气等，也同样由于迷宫式结构部110而难以到达中心部区域C。因此，能够防止上述处理气体彼此在中心部区域C发生互相混合。另一方面，从上方侧向该中心部区域C供给的氮气欲在周向上迅猛地进行扩散，但是，由于设有迷宫式结构部110，因此在越过该迷宫式结构部110的壁部111、112时流速受到抑制。此时，上述氮气还欲进入到例如旋转台2与突起部92之间的极为狭窄的区域中，但是，由于流速受到了迷宫式结构部110的抑制，因此氮气流向比该狭窄的区域宽阔的区域(例如框体90之间的区域)。因此，抑制了氮气向框体90的下方侧的流入。另外，如后所述，也由于框体90的下方侧的空间的压力被设定成与真空容器I内的其他区域的压力相比为正压的压力，因此能够抑制氮气向该空间的流入。如图1所示，在旋转台2与真空容器I的底面部14之间的空间内设有作为加热机构的加热单元7，该加热单元7用于隔着旋转台2将旋转台2上的晶圆W例如加热至300°C。在图1中，示出了设置在加热单元7的侧方侧的罩构件71a和覆盖在该加热单元7的上方侧的覆盖构件7a。另外，在真空容器I的底面部14，在整个周向上的多个部位设有在加热单元7的下方侧对加热单元7的配置空间进行吹扫的吹扫供给管73。如图2和图3所示，在真空容器I的侧壁上形成有输送口 15，该输送口 15用于在未图示的外部的输送臂10与旋转台2之间进行晶圆W的交接，该输送口 15利用闸阀G气密地开闭自由。并且，在顶板11的、输送臂10相对于真空容器I进退的区域处的上方设有用于检测晶圆W的周缘部的摄像单元10a。即，该摄像单元IOa用于通过拍摄晶圆W的周缘部来检测例如在输送臂10上有无晶圆W、载置于旋转台2上的晶圆W的位置偏移或该输送臂10上的晶圆W的位置偏移。因此，摄像单元IOa为了具有与晶圆W的直径尺寸对应的那样的广阔的视场而 配置为横跨等离子体产生部81、82的各个框体90之间的区域。由于在面对该输送口 15的位置，在旋转台2的凹部24与输送臂10之间交接晶圆W，因此，在旋转台2的下方侧的与该交接位置对应的部位设有交接用的升降销及该升降销的升降机构(均未图示)，该交接用的升降销用于贯穿凹部24而从背面举起晶圆W。另外，在该成膜装置中，设有用于控制整个装置动作的由计算机构成的控制部120，在该控制部120的存储器内存储有用于进行后述的成膜处理及改性处理的程序。该程序为了执行后述的装置的动作而编入有步骤组，该程序自硬盘、光盘、光磁盘、存储卡、软盘等作为存储介质的存储部121安装到控制部120内。下面，说明上述实施方式的成膜装置的动作。首先，打开闸阀G，一边使旋转台2间歇地旋转，一边利用输送臂10经由输送口 15将例如五张晶圆W载置到旋转台2上。该晶圆W已经被实施了干蚀刻处理、使用CVD (Chemical Vapor Deposition,化学气相沉积)法等进行的布线埋入工序，因而，在该晶圆W的内部形成有电气布线结构。接着，关闭闸阀G，利用真空泵64和压力调整部65使真空容器I内为排空的状态，并且一边使旋转台2进行逆时针旋转，一边利用加热单元7将晶圆W加热至例如300°C。接着，从处理气体喷嘴31以例如300SCCm喷射含Si气体，并从第2等离子体产生用气体喷嘴32以例如lOOsccm喷射氨气。另外，从第I等离子体产生用气体喷嘴34以例如lOOOOsccm喷射氩气和氢气的混合气体。并且，从分离气体喷嘴41以例如5000sCCm喷射分离气体，还从分离气体供给管51和吹扫气体供给管72、73以规定的流量喷射氮气。然后，利用压力调整部65将真空容器I内调整至预先设定了的压力、例如400Pa 500Pa，在该例子中调整至500Pa。另外，在等离子体产生部81、82中，向各个天线83供给高频电力，使其功率达到例如1500W。此时，在框体90的下表面侧沿周向设有突起部92且使该突起部92的下端面接近旋转台2。另外，在第I等离子体产生用气体喷嘴34中，将改性用气体的流量设定为上述那样的大流量。因此，第I等离子体产生部81中的框体90的下方侧的气氛的压力成为比真空容器I内的其他区域(例如输送臂10进退的区域等)的气氛的压力高例如IOPa左右的高压。因此，能够阻碍比第I等离子体产生部81靠旋转台2的旋转方向上游侧和下游侧的气体向该框体90的下方侧的区域流通。具体而言，能够阻止含Si气体和氨气经由第3处理区域P3发生互相混合。另外，在第2等离子体产生部82中，由于同样在框体90上设有突起部92，因此能够抑制氩气和氮气等经由第2处理区域P2发生互相混合。如图14示意性地所示，在各个等离子体产生部81、82中，利用从高频电源85供给的高频电力产生电场和磁场。由于如上所述设有法拉第屏蔽件95，因此，上述电场和磁场中的电场被该法拉第屏蔽件95反射或吸收(衰减)，从而阻碍(阻断)该电场到达真空容器I内。并且，由于在狭缝97的长度方向上的一端侧和另一端侧分别设有导电路径97a且在天线83的侧方侧设有铅垂面95b，因此，在该一端侧和另一端侧蔓延而欲朝向晶圆W侧去的电场也被阻断。另一方面，由于在法拉第屏蔽件95上形成有狭缝97，因此，磁场通过该狭缝97经由框体90的底面到达真空容器I内。这样，从等离子体产生用气体喷嘴32、34喷射出的等离子体产生用气体分别被经由狭缝97通过的磁场活化，生成例如离子、自由基等等离子体。具体而言，在第2处理区域P2和第3处理区域P3中，分别产生氨气的等离子体和氩气及氢气的等离子体。此时，在第I等离子体产生部81中，氩气的等离子体欲向框体90的外侧漏出。但是，由于氩气的等离子体的寿命极短，因此，会立即失活而恢复为原来的氩气。因此，在第I等离子体产生部81的比框体90靠旋转台2的旋转方向上游侧和下游侧的区域中，不会产生氩气、氩气的等离子体与其他气体间的反应。另一方面，氨气的等离子体的寿命长于氩气的等离子体的寿命。因此，氨气的等离子体会在保持活性的状态下溢出(日文:抜《■出+ )第2等离子体产生部82的靠框体90的下方侧的区域而向旋转台2的旋转方向上游侧和下游侧流通。但是，当从第2等离子体产生部82看旋转台2的旋转方向上游侧时，分离区域D以沿着旋转台2的半径方向的方式形成。另外，当从第2等离子体产生部82看旋转台2的旋转方向下游侧时，第I等离子体产生部81位于隔着输送臂10的进退区域的位置。因此，能够利用分离区域D和第I等离子体产生部81来阻止从第2等离子体产生部82的框体90溢出后的氨气的等离子体进入到第I处理区域Pl侧。这样，如上述图6B和图15所示，既能分别阻止含Si气体和氨气在分离区域D和第I等离子体产生部81混合，又能朝向排气口 61、62排出各气体。另外，流通到框体90之间的区域的气体的气流欲被上述框体90阻碍，但该气体以避开框体90的下方侧的区域的方式通过侧环100中的气体流路101朝向排气口 62排出。另外，在图14中示意性地示出了天线83，并示意性且较大地描绘出了上述天线83、法拉第屏蔽件95、框体90和晶圆W之间的各尺寸。另一方面，参照图3和图4，利用旋转台2的旋转，在第I处理区域Pl中，含Si气体吸附在晶圆W表面，接着，在第2处理区域P 2中，吸附在晶圆W上的含Si气体被氨气的等离子体氮化，形成I层或多层作为薄膜成分的氮化硅膜(S1- N)的分子层，从而形成反应生成物。此时，例如由于含Si气体中含有残留基，因此，在氮化硅膜中有时含有氯(Cl)、有机物等杂质。
而且，利用旋转台2的旋转，在第I等离子体产生部81的等离子体与晶圆W的表面接触时，进行氮化硅膜的改性处理。具体而言，例如通过使等离子体与晶圆W的表面碰撞，例如使上述杂质从氮化硅膜作为HCl、有机气体等放出，或者使氮化硅膜内的元素重排列而谋求氮化硅膜的致密化(高密度化)。通过这样使旋转台2持续旋转，含Si气体吸附于晶圆W表面、吸附于晶圆W表面的含Si气体的成分的氮化和反应生成物的等离子体改性按照上述的顺序进行多次，从而层叠反应生成物而形成薄膜。此处，如上所述，在晶圆W的内部形成有电气布线结构，但是，由于在等离子体产生部81、82与晶圆W之间设有法拉第屏蔽件95而阻断了电场，因此，能够抑制对该电气布线结构造成的电损伤。采用上述实施方式，在从旋转台2的旋转方向上游侧看来的第I处理区域Pl和第2处理区域P2之间设置分离区域D，并在从旋转台2的旋转方向上游侧看来的第2处理区域P2和第I处理区域Pl之间配置利用等离子体产生部81对晶圆W上的反应生成物进行改性的改性区域(第3处理区域P3)。并且，以包围第3处理区域P3的周围的方式配置框体90的突起部92，并将第3处理区域P3的气氛的压力设为比与该第3处理区域P3相邻的气氛(框体90的外部的气氛)的压力高的高压。因而，在第3处理区域P3中，能够一边进行晶圆W上的反应生成物的改性处理一边阻止处理气体彼此发生互相混合。因此，由于无需在从旋转台2的旋转方向上游侧看来的第2处理区域P2和第I处理区域Pl之间进一步设置分离区域D即可，由此能够构成小型的装置。换言之，一边确保各处理气体的分离功能、一边在旋转台2每旋转一圈而进行含Si气体的吸附处理、利用氨气的等离子体进行的氮化处理以及反应生成物的等离子体改性处理时，通过使第3处理区域P3兼用作分离区域D，可以说能够去掉一个分离区域D。因而，能够放宽用于设置等离子体产生部81、82的空间的限制。因此，即使在小型的装置(真空容器I)中，也能够确保晶圆W的搬入搬出区域且配置用于设置摄像单元IOa的空间。另外，由于只需一个分离区域D即可，因此与设置了和该分离区域D不同的分离区域D的情况相比，能够抑制分离气体的使用量，由此，能够降低装置的运行成本(气体的成本)，并且真空泵64也为小型即可。

此时，由于在等 离子体产生部81与晶圆W之间以及在等离子体产生部82与晶圆W之间分别配置有法拉第屏蔽件95，因此，能够阻断在上述等离子体产生部81、82中产生的电场。因而，能够抑制等离子体对晶圆W的内部的电气布线结构造成的电损伤并进行等离子体处理。因此能够迅速地获得具有良好的膜质和电特性的薄膜。并且，由于设有两个等离子体产生部81、82，因此能够组合彼此不同类型的等离子体处理。因此，由于能够如上述那样组合吸附于晶圆W的表面的含Si气体的等离子体氮化处理和反应生成物的等离子体改性处理这样的彼此不同类型的等离子体处理，由此能够获得自由度较高的装置。另外，由于设有法拉第屏蔽件95，因此，能够抑制等离子体(电场)对框体90等石英构件造成的损伤(蚀刻)。因此，能够谋求上述石英构件的长寿命化并能够抑制污染的发生。并且，由于设有框体90，因此能够使等离子体产生部81、82接近旋转台2上的晶圆W。因此，即使在进行成膜处理那样的较高的压力气氛(低真空度)中，也能够抑制等离子体中的离子、自由基的失活而能够进行良好的改性处理。而且，由于在框体90上设有突起部92，因此O型密封圈Ild没暴露到处理区域P2、P3中。因此，能够抑制O型密封圈Ild所含有的例如氟系成分向晶圆W的混入，并能够谋求该O型密封圈Ild的长寿命化。而且，由于将等离子体产生部81、82容纳在框体90的内部，因此，能够将上述等离子体产生部81、82配置在大气气氛的区域(真空容器I的外侧区域)中，因而使等离子体产生部81、82的维护变得容易。此处，由于将等离子体产生部81、82容纳在框体90的内部，因此，例如在中心部区域C侧，等离子体产生部81的端部与旋转台2的旋转中心分开与该框体90的侧壁的厚度尺寸相对应的量。因此，等离子体难以到达晶圆W的在中心部区域C侧的端部。另一方面，在为了使等离子体到达晶圆W的在中心部区域C侧的端部而欲使框体90形成到靠近中心部区域C侧的位置时，如上所述，中心部区域C变窄。在该情况下，含Si气体和氨气等有可能在中心部区域C中发生混合。但是，在本发明中，由于在中心部区域C中形成有迷宫式结构部110，该迷宫式结构部110发挥了气体流路的作用，因此，既能够在旋转台2的半径方向上确保较宽的等离子体空间，又能抑制含Si气体和氨气等在中心部区域C的混合。下面，列举上述说明的成膜装置的其他例子。在图16中，示出了作为第I处理气体不使用DCS气体而使用例如BTBAS (双叔丁基氨基硅烷:SiH2 (NH-C (CH3) 3)2)气体且作为第2处理气体不使用氨气而使用了氧气
(O2)的例子。在该装置中，氧气在第2等离子体产生部82中被等离子体化而形成作为反应生成物的氧化硅膜(S1- O)。另外，在将处理区域P3的压力设定为比真空容器I的其他区域的压力高的高压时，也可以如图17A所示那样构成装置。S卩，在图17A中，示出了将等离子体产生部81设于顶板11的上方侧且利用石英等磁场可透过的材质来构成该等离子体产生部81的下方侧的作为顶板11的顶壁部130的例子。并且，突起部92没有设置在框体90的下表面，而是自顶壁部130的下表面侧朝向旋转台2以包围处理区域P3的方式在整个周向上伸出。以上说明的作为狭窄空间形成部的突起部92也可以不仅是像上述各例子那样自框体90、顶壁部130的下表面侧向旋转台2伸出的结构。例如，如图17B所示，突起部92也可以采用其下端部自框体90、顶壁部130的下表面侧朝向旋转台2伸出且该下端部朝向外侧地沿周向呈凸缘状伸出的结构。并且，作为突起部92，形成为在整个周向上包围第3处理区域P3，但突起部92只要阻止欲自旋转台2的上游侧和下游侧朝向该第3处理区域P3流通来的气流即可。因此，突起部92也可以不形成为在整个周向上包围第3处理区域P3的结构，而是在从第3处理区域P3看时在旋转台2的上游侧和下游侧分别形成为从中心部区域C侧延伸到旋转台2的外缘部侧。并且，也可以不设置突起部92而在第I等离子体产生用气体喷嘴34的上方侧配置上述喷嘴罩52。在该情况下，喷嘴罩52的上表面部构成顶壁部，喷嘴罩52的铅垂面和整流板54构成狭窄空间形成部。并且，与图17A相同，位于第I等离子体产生部81的下方侧的顶板11也由磁场可透过的材质构成。并且，也可以以覆盖天线83和法拉第屏蔽件95的表面的方式分别形成由例如石英构成的保护膜并将上述天线83和法拉第屏蔽件95设于真空容器I中。

如图18所示，天线83也可以以在俯视时与框体90的外形仿的方式形成为大致扇形。另外，如图18所示，也可以在设置天线83的同时以与旋转台2的外周侧相对的方式设直另一天线83a。并且，如图19所示，作为天线83，其也可以不绕在上下方向上延伸的轴线卷绕，而是绕沿着旋转台2的旋转方向延伸的轴线卷绕。在以上的各例子中，作为构成法拉第屏蔽件95的材质，为了尽量使磁场透过，优选使用相对磁导率尽量低的材质，具体而言，也可以使用银(Ag)、铝(Al)等。另外，作为法拉第屏蔽件95的狭缝97的数量，若太少，则到达真空容器I内的磁场变小，另一方面，若太多，则难以制造法拉第屏蔽件95，因此，例如相对于长Im的天线83，优选狭缝97的数量为100个飞00个左右。另外，对于等离子体产生用气体喷嘴32、34的气体喷射孔33，也可以以朝向旋转台2的旋转方向上游侧且朝向下方侧(斜下方)或朝向旋转台2的旋转方向下游侧且朝向下方侧的方式形成。另外，作为用于在第I等离子体产生部81进行反应生成物的改性处理的改性用气体，可列举出用于生成使反应生成物改性的活性种且不与第I处理气体和第2处理气体发生反应的气体，具体而言，也可以替代氩气和氢气的混合气体而使用氦气(He)、氮气，或者连同上述氦气(He)、氮气一起使用氩气、氢气。并且，为了如上述那样使第I等离子体产生部81具有气体的分离功能，只要以使该第I等离子体产生部81的框体90的下方侧的压力成为比该框体90的靠旋转台2的旋转方向上游侧的气氛和靠下游侧的气氛(由压力调整部65调整的真空容器I内的压力)的压力高5Pa 30Pa左右的高压的方式来设定自第I等离子体产生用气体喷嘴34喷射的气体流量即可。作为自该第I等离子体产生用气体喷嘴34喷射的气体流量，具体而言，只要为供给到真空容器I内的全部气体流量(喷嘴31、32、34、41、51、72、73的合计流量)的10°/Γ40%左右即可，为第I处理气体的5倍 20倍、第2处理气体的I倍飞倍。作为构成框体90的材质，也可以替代石英而使用氧化铝(Α1203)、氧化钇等耐等离子体蚀刻材料，还可以例如在7、° ^^力' 9 ^ (派莱克斯玻璃:pyrex glass) (corning公司的耐热玻璃，商标)等的表面涂敷上述耐等离子体蚀刻材料。即，只要框体90由对等离子体的抗性较高且磁场可透过的材质(电介体)构成即可。另外，在法拉第屏蔽件95的上方配置绝缘板94而使该法拉第屏蔽件95与天线83之间绝缘，但是，也可以不配置该绝缘板94，而是例如利用石英等绝缘材料覆盖天线83。另外，在以上的各例子中，作为等离子体产生部81 (82)，卷绕天线83而产生了电感率禹合型的等离子体(ICP:1nductively coupled plasma),但作为上述等离子体产生部81、82，其也可以产生电容f禹合型的等离子体(CCP:Capacitively Coupled Plasma)。具体而言，如图20所示，以上述等离子体产生部81、82中的等离子体产生部82为例进行说明，在相对于等离子体产生用气体喷嘴32靠旋转台2的旋转方向下游侧的位置设有作为平行电极的一对电极141、142，上述电极141、142自真空容器I的侧壁气密地插入。另外，电极141、142与匹配器84和高频电源85相连接。此外，为了自等离子体保护上述电极141、142而在该电极141、142的表面形成有例如石英等保护膜。在这样的第2等离子体产生部82中，在电极141、142之间的区域中，等离子体产生用气体也被等离子体化而进行等离子体处理。

此处，如已经叙述那样，氨气的等离子体的寿命长于氩气的等离子体的寿命。因此，在使用氨气的等离子体的情况下，用于产生该等离子体的第2等离子体产生部82也可以不设于真空容器I的上方侧或真空容器I的内部而设于第2等离子体产生用气体喷嘴32的基端侧(真空容器I的外侧)。如图21所示，具体而言，在第2等离子体产生用气体喷嘴32与匹配器84及高频电源85之间设有ICP型或CCP型的第2等离子体产生部82，对该第2等离子体产生部82
供给氨气。在该结构的装置中，由第2等离子体产生部82产生的氨气的等离子体在第2等离子体产生用气体喷嘴32中流通而与真空容器I内的晶圆W接触，与上述例子同样地进行等离子体氮化处理。并且，当在第2处理区域P2中使第2处理气体活化时，也可以不将该第2处理气体等离子体化而通过将第2处理气体加热到例如1000°左右来使其活化。具体而言，如图22所示，也可以设置加热单元143，该加热单元143以与第2等离子体产生用气体喷嘴32相匹配的方式沿着旋转台2的半径方向延伸且在内部埋设有未图示的加热器。在图22中，示出了开关144、电源部145。在这样的装置中，利用加热单元143使自第2等离子体产生用气体喷嘴32供给到真空容器I内的第2处理气体活化而生成活性种。然后，同样地，利用该活性种来使吸附于晶圆W上的含Si气体的成分发生反应(氮化或氧化)。另外，由于氨气的活性种的寿命长于氩气的等离子体的寿命，因此，该加热单元143也可以不设于真空容器I内，而设于真空容器I的外侧。并且，在将氧气用作第2处理气体的情况下(形成氧化硅膜的情况下)，如图23所示，也可以在例如真空容器I的 外侧设置用于使氧气生成臭氧(O3)气体的臭氧发生器146，使用臭氧气体相对于晶圆W进行氧化反应。另外,如图24所示，作为使第2处理气体活化的方法，也可以使用用于对晶圆W照射紫外线(UV)的灯147。在图24中，示出了透明窗148、设于透明窗148和顶板11之间的密封构件149以及用于容纳灯147的框体150。当利用该灯147对第2处理气体照射紫外线时，与上述例子同样地使第2处理气体发生活化而使吸附于晶圆W上的含Si气体的成分氮化或氧化。实施例下面，在上述图1的装置中，说明在以下的模拟条件下进行的模拟。另外，第I等离子体产生用气体喷嘴34设于第I等离子体产生部81的框体90的靠旋转台2的旋转方向上游侧的位置，第2等离子体产生用气体喷嘴32设于第2等离子体产生部82的框体90的靠旋转台2的旋转方向下游侧的位置。另外，对于以下说明的压力分布、质量浓度分布，使用了旋转台2的上方的Imm处的值。模拟条件第I处理气体(DCS气体)的流量:0.3slm第2处理气体(氨气)的流量:5slm改性用气体(氩气)的流量:15slm分离气体喷嘴41的分离气体的流量:5slm分离气体供给管51的分离气体的流量:lslm
吹扫气体供给管72、73的分离气体的合计流量:0.4slm真空容器I内的压力:266.6Pa (2.0Torr)旋转台2的转速:20rpm晶圆W的加热温度:500°C首先，由图25示出的真空容器I内的压力分布可知，在第I等离子体产生部81中，框体90的内部成为压力比例如输送臂10的进退区域等的压力高的高压。此处，图26 图29示出了各气体的流动轨迹线。由图26可知，氮气自分离气体喷嘴41向左右两侧扩散。另外，由图27可知，氩气宽范围地扩散到框体90的整个内部而没有同与第3处理区域P3相邻的第I处理区域P1、第2处理区域P2发生干涉。由图28可知，氨气同样地扩散至 框体90的整个内部且没有进入与第2处理区域P2相邻的分离区域D、第3处理区域P3。图29的DC S气体一边利用喷嘴罩52沿着旋转台2的旋转方向流通一边被排气口 61排出。因此，如已经详细叙述那样，第I处理气体和第2处理气体一边被分离气体、改性用气体阻止发生互相混合一边排出。另外，可知，通过在框体90上设置突起部92，使氨气和氩气在框体90的内部宽范围地扩散。接下来，图30 图33表示对各气体的质量浓度分布进行模拟后的结果。如图30所示，与上述流动轨迹线的结果相同，氮气从分离气体喷嘴41向左右两侧扩散。如图31所示，氨气在框体90的内部扩散。如图32所示，氩气在第I等离子体产生部81的框体90的内部宽范围地扩散且以避开第I处理区域P1、第2等离子体产生部82的框体90 (第2处理区域P2)的方式流通。如图33所示，DCS气体在喷嘴罩52的下方侧均匀地分布。此处，对于分离气体、氨气以及氩气，当上述图30 图32中的各气体的质量浓度在09Γ10%的区域内扩大时，即在上述图30 图32中观察到气体仅略微扩散的区域时，得到了图34 图36的结果。具体而言，可知，氮气没有进入到第I等离子体产生部81的框体90的内部。当氨气从第2等离子体产生部82的框体90向左右两侧溢出时，会迅速地朝向排气口 62流通。氩气没有蔓延到第I处理区域Ρ1、分离区域D。本申请基于2012年2月2日提出申请的日本特许出愿2012 — 20992号主张优先权，在此引用日本特许出愿2012 - 20992号的全部内容。
权利要求
1.一种成膜装置，其通过在真空容器内进行多次按顺序供给相互反应的多种处理气体的循环来在基板上形成薄膜，其中， 该成膜装置包括: 旋转台，其设于上述真空容器内，在该旋转台的一表面侧形成有用于载置基板的基板载置区域，并且，该旋转台用于使该基板载置区域公转； 第I处理区域和第2处理区域，其在该旋转台的周向上互相分开； 第I处理气体供给部和第2处理气体供给部，其用于分别对该第I处理区域和第2处理区域供给要吸附于基板的表面的第I处理气体和用于与吸附于该基板的表面的第I处理气体的成分发生反应而形成反应生成物的第2处理气体； 分离区域，其从上述旋转台的旋转方向上游侧看来位于上述第I处理区域和上述第2处理区域之间； 分离气体供给部，其为了使上述处理区域的气氛分离而对该分离区域供给分离气体；改性区域，其从 上述旋转台的旋转方向上游侧看来位于上述第2处理区域和上述第I处理区域之间且形成于上述旋转台和与该旋转台的一表面侧相对的顶壁部之间，该改性区域用于利用等离子体对基板上的反应生成物进行改性处理； 改性用气体供给部，其用于向上述改性区域供给不与上述第I处理气体和上述第2处理气体发生反应的改性用气体； 第I等离子体产生部，其用于将改性用气体等离子体化；以及狭窄空间形成部，为了阻止气体自在上述周向上与上述改性区域的两侧相邻的相邻区域进入到该改性区域，该狭窄空间形成部的端部在上述改性区域和上述相邻区域之间分别形成于比上述顶壁部和上述相邻区域的顶面低的位置，从而在该狭窄空间形成部与上述旋转台之间形成狭窄的空间， 上述改性区域的压力设定为比上述相邻区域的压力高的高压，上述改性区域是作为用于阻止第I处理气体和第2处理气体的混合的分离区域而设置的。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于， 上述第I等离子体产生部包括: 天线，其设为与上述旋转台的一表面侧相对，用于利用电感耦合将上述改性用气体等离子体化；以及 法拉第屏蔽件，其接地，设在该天线与改性区域之间，由在上述天线的延伸方向上排列有多个狭缝的导电性的板状体构成，该狭缝分别在与该天线正交的方向上延伸，该法拉第屏蔽件用于阻止在上述天线的周围产生的电磁场中的电场成分的通过并使磁场向基板侧通过。
3.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于， 该成膜装置包括用于将第2处理气体等离子体化的第2等离子体产生部。
4.根据权利要求3所述的成膜装置，其特征在于， 上述第2等离子体产生部包括: 第2天线，其设为与上述旋转台的一表面侧相对，用于利用电感耦合将第2处理气体等离子体化；以及 法拉第屏蔽件，其接地，设在该第2天线和第2处理区域之间，由在上述第2天线的延伸方向上排列有多个狭缝的导电性的板状体构成，该狭缝分别在与该第2天线正交的方向上延伸，该法拉第屏蔽件用于阻止在上述第2天线的周围产生的电磁场中的电场成分的通过并使磁场向基板侧通过。
5.根据权利要求2所述的成膜装置，其特征在于， 在上述真空容器的在上述改性区域的上方侧的顶板上形成有开口部，该开口部用于使上述天线位于比该顶板靠下方侧的位置， 在上述天线和上述旋转台之间设有由电介体构成的框体，该框体与上述开口部嵌合，且在该框体与该开口部的口缘部之间形成有密封部， 上述顶壁部兼用作该框体的下表面， 上述狭窄空间形成部设于上述框体的下表面侧。
6.一种成膜方法，其通过在真空容器内进行多次按顺序供给相互反应的多种处理气体的循环来在基板上形成薄膜，其中， 该成膜方法包括以下工序: 将基板载置于在上述真空容器内设置的旋转台的一表面侧，并且通过上述旋转台的旋转来使基板公转； 接着，分别对在上述旋转台的周向上互相分开的第I处理区域和第2处理区域供给要吸附于基板的表面的第1处理气体和用于与吸附于该基板的表面的第I处理气体的成分发生反应而形成反应生成物的第2处理气体； 对从上述旋转台的上游侧看来设于上述第I处理区域和上述第2处理区域之间的分离区域供给分离气体而使上述处理区域的气氛分离； 对从上述旋转台的上游侧看来位于上述第2处理区域和上述第I处理区域之间且形成于上述旋转台和与该旋转台的一表面侧相对的顶壁部之间的改性区域供给不与第I处理气体和第2处理气体发生反应的改性用气体； 将上述改性用气体等离子体化从而对基板上的反应生成物进行改性；以及利用狭窄空间形成部阻止气体自在上述周向上与上述改性区域的两侧相邻的相邻区域进入该改性区域，该狭窄空间形成部的端部在该相邻区域和该改性区域之间分别形成在比上述顶壁部和上述相邻区域的顶面低的位置，从而在该狭窄空间形成部与上述旋转台之间形成狭窄的空间， 上述改性区域的压力设定为比上述相邻区域的压力高的高压，上述改性区域是作为用于阻止第I处理气体和第2处理气体的混合的分离区域而设置的。
全文摘要
本发明提供一种成膜装置及成膜方法。在从利用旋转台进行公转的晶圆看时的第1处理区域和第2处理区域之间设置分离区域，并在从利用旋转台进行公转的晶圆看时的第2处理区域和第1处理区域之间配置用于利用等离子体产生部进行晶圆上的反应生成物的改性的改性区域。并且，以包围改性区域的周围的方式配置框体的突起部而将第3处理区域的气氛的压力设定为比与该第3处理区域相邻的气氛的压力高的高压。
文档编号C23C16/44GK103243309SQ201310034469
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月29日 优先权日2012年2月2日
发明者加藤寿, 三浦繁博 申请人:东京毅力科创株式会社