等离子体处理装置和等离子体产生装置制造方法
【专利摘要】本发明提供等离子体处理装置和等离子体产生装置。该等离子体处理装置包括：真空容器；基板载置部，其设于上述真空容器内，用于载置基板；气体供给部，其用于向上述真空容器内供给等离子体产生用气体；天线，能向该天线供给高频电力而使自上述气体供给部供给过来的上述等离子体产生用气体等离子体化；法拉第屏蔽件，其设于上述天线与产生等离子体的区域之间，该法拉第屏蔽件由导电板构成，在导电板中，沿着天线的长度方向排列有多个以与上述天线的延伸方向交叉的方式形成狭缝，以阻隔由上述天线形成的电磁场中的电场并使磁场通过；以及调整构件,其由用于调整上述狭缝的开口面积的导电体构成，用于调整在上述天线的长度方向上的等离子体密度。
【专利说明】等离子体处理装置和等离子体产生装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及等离子体处理装置和等离子体产生装置。
【背景技术】
[0002]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)等薄膜的成膜的成膜装置，公知有例如日本特开2011 — 40574所记载的装置。在该装置中，采用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。即，以与用于载置晶圆的旋转台相对的方式沿着真空容器的周向配置有多个气体喷嘴。另外，为了使用等离子体来进行反应生成物的改性，将等离子体区域配置于气体喷嘴之间。
[0003]在这样的装置中，由于晶圆通过旋转台进行公转，因此，该晶圆的靠旋转台的旋转中心侧的部位的线速度和靠旋转台的外缘侧的部位的线速度不同。具体而言，晶圆的靠旋转台的旋转中心侧的部位的线速度比靠旋转台的外缘侧的部位的线速度慢，例如为1/3左右。因此，晶圆的靠上述旋转中心侧的部位的等离子体照射时间长于靠外缘侧的部位的等离子体照射时间，因此，根据工艺的类型的不同，旋转台的半径方向上的等离子体处理的程度有时不能获得良好的均匀性。而且，与真空容器内的处理压力、等离子体产生用的高频电力值等处理制程相对应，真空容器内的等离子体产生量、等离子体的分布容易变化。
【发明内容】
[0004]在日本特开2008 — 288437中记载了法拉第屏蔽件，并且，在日本特开2008 —248281中记载了能够改变阻抗的调整器31，但均没有记载用于对等离子体处理的程度进行调整的技术。
[0005]本发明的一技术方案提供一种等离子体处理装置，其中，该等离子体处理装置包括:真空容器；基板载置部，其设于上述真空容器内，用于载置基板；气体供给部，其用于向上述真空容器内供给等离子体产生用气体；天线，向该天线供给高频电力而使自上述气体供给部供给过来的上述等离子体产生用气体等离子体化；法拉第屏蔽件，其设于上述天线与产生等离子体的区域之间，该法拉第屏蔽件由导电板构成，在该导电板中，沿着天线的长度方向排列有多个以与上述天线的延伸方向交叉的方式形成的狭缝，以阻隔由上述天线形成的电磁场中的电场并使磁场通过；以及调整构件，其由导电体构成，用于对上述狭缝的开口面积进行调整，以调整在上述天线的长度方向上的等离子体密度。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是表示本发明的等离子体处理装置的一个例子的纵剖视图。
[0007]图2是上述等离子体处理装置的横剖俯视图。
[0008]图3是上述等离子体处理装置的横剖俯视图。
[0009]图4是将上述等离子体处理装置的等离子体产生容器放大来表示的纵剖视图。[0010]图5是表示上述等离子体产生容器的立体图。
[0011]图6是表示上述等离子体产生容器的一部分的立体图。
[0012]图7是表示上述等离子体产生容器的一部分的立体图。
[0013]图8是表示上述等离子体产生容器的分解立体图。
[0014]图9是表示上述等离子体产生容器的分解立体图。
[0015]图10是表示设于上述等离子体产生容器的法拉第屏蔽件的立体图。
[0016]图11是表示上述法拉第屏蔽件的侧视图。
[0017]图12是表示上述等离子体产生容器的俯视图。
[0018]图13是表示用于对上述法拉第屏蔽件的狭缝的开口面积进行调整的开闭器的立体图。
[0019]图14是表示 上述等离子体处理装置中的辅助等离子体产生部的纵剖视图。
[0020]图15是表示上述辅助等离子体产生部的分解立体图。
[0021]图16是表示上述辅助等离子体产生部的俯视图。
[0022]图17是示意性表示将上述等离子体处理装置沿周向剖切的情况的纵剖视图。
[0023]图18是概略地表示上述等离子体处理装置的作用的纵剖视图。
[0024]图19是概略地表示上述等离子体处理装置的作用的纵剖视图。
[0025]图20是概略地表示上述等离子体处理装置的作用的横剖俯视图。
[0026]图21是概略地表示上述等离子体处理装置的作用的横剖俯视图。
[0027]图22是表示上述等离子体处理装置的另一例子的分解立体图。
[0028]图23是表示上述等离子体处理装置的又一例子的分解立体图。
[0029]图24是表示上述又一例子中的作用的侧视图。
[0030]图25是表示上述又一例子中的作用的侧视图。
[0031]图26是表示上述等离子体处理装置的再一例子的立体图。
[0032]图27是表示上述等离子体处理装置的另一例子的侧视图。
[0033]图28是表示上述等离子体处理装置的另一例子的分解立体图。
[0034]图29是表示上述等离子体处理装置的另一例子的纵剖视图。
[0035]图30是表示上述等离子体处理装置的另一例子的纵剖视图。
[0036]图31是表示上述等离子体处理装置的另一例子的横剖俯视图。
【具体实施方式】
[0037]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0038]参照图1~图17说明本发明的实施方式的等离子体处理装置的一个例子。首先说明该装置的概略结构，如图1~图3所示，该等离子体处理装置具有:真空容器1，其俯视形状为大致圆形；旋转台2，其设置在该真空容器I内，旋转中心位于该真空容器I的中心处，且构成用于使晶圆W公转的基板载置部。并且，如后详述，该等离子体处理装置构成为:使用氨(NH3)气的等离子体对晶圆W进行等离子体处理，并能够调整该等离子体的在旋转台2的半径方向上的浓度分布。接着，详细叙述等离子处理装置的各个构件。
[0039]真空容器I具有顶板11 (顶部)和容器主体12，顶板11能够相对于容器主体12进行装卸。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。在图1中，附图标记13是呈环状设置在容器主体12的上表面的周缘部等的密封构件、例如O型密封圈。
[0040]旋转台2的中心部固定于大致圆筒状的芯部21，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，使该旋转台2能够绕铅垂轴线旋转，在该例子中顺时针方向旋转。在图1中，附图标记23是使旋转轴22绕铅垂轴线旋转的移动机构(旋转机构)，附图标记20是和用于容纳旋转轴22及驱动部23的壳体。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。
[0041]如图2和图3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。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。
[0042]如图2和图3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、34、41、42，该四个喷嘴31、34、41、42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、34、41、42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，气体喷嘴34、分离气体喷嘴41、第I处理气体喷嘴31以及分离气体喷嘴42按照气体喷嘴34、分离气体喷嘴41、第I处理气体喷嘴31以及分离气体喷嘴42这样的顺序沿顺时针方向(旋转台2的旋转方向)排列。
[0043]并且，如图4所示，从输送口 15看，在顶板11的位于旋转台2的旋转方向上游侧(气体喷嘴34与分离气体喷嘴4`2之间)的上方侧设有同样由石英等构成的作为等离子体产生用气体供给部的主等离子体产生用气体喷嘴32。后面详细叙述将该主等离子体产生用气体喷嘴32配置顶板11之上的具体的结构。另外，在图2和图3中，省略了顶板11的描绘，在图3中，连同各喷嘴31、34、41、42—起示出了上述喷嘴32。另外，图3表示将后述的等尚子体广生部81、82、等尚子体广生容器200和框体90拆卸后的状态，图2表不将等尚子体产生部81、82、等离子体产生容器200以及框体90安装后的状态。
[0044]各喷嘴31、32、34、41、42经由流量调节阀分别与以下的各个气体供给源(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。主等离子体产生用气体喷嘴32与例如氨(NH3)气和氩(Ar)气的混合气体的供给源相连接。辅助等离子体产生用气体喷嘴34与由例如氩气和氢(H2)气的混合气体构成的改性用气体的供给源相连接。分离气体喷嘴41、42分别与作为分离气体的氮气的供给源相连接。自主等离子体产生用气体喷嘴32供给的气体是第2处理气体和主等离子体产生用气体，下面，为了简化说明，以氨气来进行说明。另外，也可以替代氨气而使用含有氮元素(N)的气体、例如氮气(N2)。
[0045]在上述喷嘴31、32、34、41、42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地形成有用于分别喷射上述的各气体的气体喷射孔33。上述各喷嘴31、34、41、42配置为该喷嘴31、34、41、42的下端缘与旋转台2的上表面的分开距离例如是Imm~5mm左右。
[0046]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P1，真空容器I的内部的主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(详细而言为氨气的等离子体)反应的第2处理区域(等离子体产生区域)P2。另外，辅助等离子体产生用气体喷嘴34的下方区域作为第3处理区域P3，该第3处理区域P3用于对通过处理区域P1、P2而形成在晶圆W上的反应生成物进行改性处理。分离气体喷嘴41、42分别用于形成分离区域D，该分离区域D用于使第I处理区域Pl和第2处理区域P2分离。
[0047]如图2和图3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，也如后述的图17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，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。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17表示将真空容器I沿着旋转台2的周向剖切的纵剖视图。
[0048]接着，说明将主等离子体产生用气体喷嘴32设于比顶板11靠上方侧的位置的具体的结构。如图1、图4~图7所示，在配置有该主等离子体产生用气体喷嘴32的区域设有由下表面侧开口的大致箱状体构成的作为突出部的等离子体产生容器200。该等离子体产生容器200以俯视时在旋转台2的中心部侧与旋转台2的外缘部侧之间呈带状延伸的方式、即以成为纵向的扁平的容器的方式形成，并且，该等离子体产生容器200由石英、氧化铝等可供高频电场成分和高频磁场成分穿过的材质构成。并且,上述主等离子体产生用气体喷嘴32容纳在该等离子体产生容器200的内部。即，等离子体产生容器200的容纳有主等离子体产生用气体喷嘴32的上方侧的部位位于比顶板11靠上方的位置，并且，该等离子体产生容器200以其下端开口部接近旋转台2的方式自顶板11的上方侧气密地插入到真空容器I内。
[0049]具体而言，将等离子体产生容器200中的上述上方侧的部位和等离子体产生容器200中的比该上方侧的部位靠下方侧的部位分别称作上方容器201和下方容器202，在该等离子体产生容器200的位于上述容器201、202之间的外周面形成有朝向水平方向在整个周向上呈凸缘状伸出的凸缘部203。另外，如图8所示，在顶板11上形成有供等离子体产生容器200 (下方容器202)插入的开口部204，在该开口部204上配置有框状体205，该框状体205嵌入到该开口部204中，且用于使顶板11和凸缘部203气密地接触。
[0050]并且，当将等离子体产生容器200 (由上方容器201和下方容器202构成的结合体)连同框状体205 —起嵌入到开口部204时，借助密封构件13使凸缘部203和顶板11气密地接触。在图4中，附图标记206是按压构件，该按压构件206以沿着凸缘部203的外缘的方式形成为大致环状，以自上方侧向顶板11侧按压凸缘部203，利用未图示的螺栓等将按压构件206固定于该真空容器I。另外，在图5~图7中，对等离子体产生容器200的一部分以剖切的方式进行表示，图6是从上侧看上方容器201的图，图7是从下侧看下方容器202的图。另外，在图8中，省略了对密封构件13的描绘。
[0051]如图4~图7所示，主等离子体产生用气体喷嘴32自旋转台2的旋转方向下游侧和该旋转台2的外缘侧的侧面部插入到等离子体产生容器200 (下方容器202)内，并且，主等离子体产生用气体喷嘴32的顶端部朝向上方容器201铅垂地伸出。并且，该喷嘴32的顶端部在上方容器201的顶面附近朝向旋转台2的旋转中心侧水平地伸出。主等离子体产生用气体喷嘴32的基端部(上游侧)朝向旋转台2的旋转方向下游侧水平地伸出，弯曲为铅垂并朝向上方侧贯穿顶板11而与上述气体源相连接。在等离子体产生容器200位于上述上方容器201和下方容器202之间的内部设有沿水平方向延伸的板状的分隔板210，该分隔板210用于进行气体(详细而言为等离子体)的整流并防止上述分离气体进入到上方容器201 内。
[0052]如图4~图7所示，在该分隔板210中的位于喷嘴32的下方侧，以与该喷嘴32平行的方式形成有沿旋转台2的旋转方向延伸的狭缝状的喷射口 211。因而，通过在分隔板210上形成喷射口 211，从而可以说能够相对于真空容器I内的压力单独地(独立地)设定上方容器201内的压力。
[0053]并且，如图1和图8所示，在下方容器202的下端侧开口部的周围设有作为整流板的翅片221，该翅片221以沿着旋转台2的方式形成为板状。该翅片221以自旋转台2的中心部侧朝向旋转台2的外缘部侧去逐渐扩径的方式形成为俯视时的大致扇形。并且，在翅片221上形成有开口部222，以便使翅片221不与下方容器202干涉并避开该下方容器202。并且，翅片221的靠旋转台2的外缘部侧的端部以与旋转台2的外周端面隔开间隙且相对的方式伸出。因而，通过设有翅片221，能够使自下方容器202的下端侧开口部朝向旋转台2喷射的等离子体沿着旋转台2流通并利用上述分离气体来抑制该等离子体扩散。该翅片221由后述的突出部5和覆盖构件7a支承。
[0054]此处，在上方容器201的周围设有作为活化部的主等离子体产生部81，该主等离子体产生部81用于使自主等离子体产生用气体喷嘴32喷射的氨气等离子体化。即，该主等离子体产生部81由天线83构成，该天线83由铜(Cu)等金属线构成，该主等离子体产生部81以在俯视时包围上方容器201的方式呈线圈状绕铅垂轴线卷绕例如3周。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等附图中的附图标记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。
[0055]并且，为了阻隔在该天线83的周围产生的电磁场中的电场成分，在上方容器201与天线83之间设有向下方侧开口的大致箱型形状的法拉第屏蔽件95。即，当向上述天线83供给高频电力时，在该天线83的周围产生电磁场。若该电磁场所含有的电场成分到达晶圆W，则有可能对在晶圆W的内部形成的电气布线造成电气损伤。因此，法拉第屏蔽件95接地且由例如作为铜(Cu)等导电体的金属板构成。该法拉第屏蔽件95的下端缘在整个周向上沿水平方向呈凸缘状伸出而构成为水平面95a。因而，可以说，法拉第屏蔽件95构成上方容器201的侧周面的一部分。
[0056]另外，为了使在天线83的周围产生的电磁场中的电场成分通过，如图9~图12所示，在法拉第屏蔽件95中的位于旋转台2的旋转方向上游侧的侧面和位于旋转台2的旋转方向下游侧的侧面设有作为狭缝97的沿上下方向延伸的开口部。即，在利用法拉第屏蔽件95阻隔在天线83的周围产生的电场成分时，若不形成狭缝97，则不仅电场成分被阻隔，而且磁场成分也被阻隔。另一方面，若使该狭缝97的开口面积过大，则不仅磁场成分会通过，而且电场成分也会通过。因此，如下那样设定了狭缝97的开口尺寸和配置布局。
[0057]具体而言，狭缝97以与天线83的延伸方向正交(交叉)的方式形成为沿上下方向延伸且沿着天线83的长度方向形成在多处。如图11所示，各个狭缝97的在水平方向上的开口尺寸d例如是Imm~5mm,在该例子中是2mm。即，如上所述,天线83与频率是13.56MHz的高频电源85相连接，与该频率相对应的波长是22m。因此，设定了开口尺寸d，以使狭缝97具有该波长的1/10000以下程度的宽度尺寸。彼此相邻的狭缝97、97之间的分开尺寸例如是Imm~5mm,在该例子中是2mm。
[0058]各个狭缝97不仅形成于法拉第屏蔽件95的铅垂面，而且还形成于水平面95a的靠近该铅垂面的位置，因而，在从旋转台2的外缘侧看中心侧时，各个狭缝97成为大致L字型。并且，在各个狭缝97的在长度方向上的两端部设有用于构成法拉第屏蔽件95的金属板，以使电场不会经由该两端部向上方容器201侧漏出。换言之，各个狭缝97配置于比法拉第屏蔽件95的端面靠内侧的位置。在图9等中的附图标记95b是形成于法拉第屏蔽件95的顶面的确认窗(开口部)，其用于确认有无在上方容器201内产生等离子体(发光状态)，为了屏蔽电场成分，该确认窗95b也由例如冲孔金属形成。即，各个确认窗95b形成为与狭缝97的开口尺寸d为相同程度的尺寸。
[0059]此处，如图10和图12所示，在法拉第屏蔽件95的侧面的靠旋转台2的中心部侧的部分和侧面的靠旋转台2的外缘部侧的部分没有形成狭缝97，因而，上述侧面部分具有不仅阻隔在天线83的周围产生的电场成分而且还阻隔在天线83的周围产生的磁场成分的作用。即，从上方容器201的内部的靠旋转台2的中心部侧的部位看，天线83配置在旋转台2的旋转方向上游侧、旋转台2的旋转方向下游侧以及旋转台2的旋转中心侧这3处。另外，对于上方容器201的内部的靠旋转台2的外缘侧的部位，与上述中心部侧的部位同样，天线83也配置在旋转台2的旋转方向上游侧、旋转台2的旋转方向下游侧以及外缘侧这3处。
[0060]另一方面，在上述部位之间的区域中，即，在由天线83沿着旋转台2的半径方向呈直线状配置的区域所包夹的部位 中，天线83仅配置在旋转台2的旋转方向上游侧和旋转台2的旋转方向下游侧这两处。因而，可以说，在俯视时，在由天线83围成的细长区域(配置有上方容器201的区域)中，该区域的两端部的磁场成分的产生量多于在上述两端部之间的区域的磁场成分的产生量。因此，如上所述，在法拉第屏蔽件95的侧面的靠旋转台2的中心部侧的部分和侧面的靠旋转台2的外缘侧的部分没有形成狭缝97，使沿旋转台2的半径方向的等离子体密度(磁场成分的量)一致。另外，也可以是，在法拉第屏蔽件95的侧面的靠上述中心部侧的部分和侧面的靠上述外缘侧的部分分别形成狭缝97，并使上述侧面中的狭缝97的排列密度小于靠旋转台2的旋转方向上游侧的侧面和靠下游侧的侧面的狭缝97的排列密度。
[0061]另外，如图11所示，狭缝97配置为不仅使电场成分不能到达(阻隔)主等离子体产生用气体喷嘴32，而且还使磁场成分不能到达主等离子体产生用气体喷嘴32。即，如上所述在主等离子体产生用气体喷嘴32的下表面，在该喷嘴32的整个长度方向上在多处形成有气体喷射孔33，该气体喷射孔33的开口口径(直径尺寸)是例如0.3mm~Imm的小直径。因而，当该喷嘴32处产生等离子体时，喷嘴32位于气体喷射孔33的周围的部分有可能被腐蚀。[0062]因此，狭缝97以避开该气体喷嘴32的方式配置。具体而言，如图11所示，例如在从旋转台2的旋转方向上游侧看上方容器201时，各个狭缝97的上端部与喷嘴32中的在水平方向上延伸的部位的下端面之间的分开尺寸Ul例如为-5mm~20mm。即，喷嘴32的上述下端面也可以位于比各个狭缝97的上端部靠下侧的位置。另外，上述狭缝97中的靠旋转台2的外缘部的狭缝97与喷嘴32的沿上下方向竖立的部位之间的分开尺寸u2例如是Omm~20mm。因而，狭缝97配置为自气体喷嘴32经由狭缝97看不到天线83。由气体喷嘴32、天线83、法拉第屏蔽件95以及开闭器151构成组装体。
[0063]并且，在以上说明的法拉第屏蔽件95与天线83之间，为了对上述狭缝97进行开闭，在多处配置有作为调整构件的开闭器151，该开闭器151接地且由例如铜等金属板构成。即，已经说明了狭缝97是用于使磁场成分通过的部件，而该开闭器151构成为能够调整狭缝97的开闭和狭缝97的开口面积，换言之能够调整磁场成分的通过法拉第屏蔽件95的量。并且，为了调整在旋转台2的半径方向(旋转台2的中心部侧与外缘部侧之间)上的等离子体密度，开闭器151沿着该半径方向形成在多处例如3处，并配置在法拉第屏蔽件95的位于旋转台2的旋转方向上的两侧面。
[0064]具体而言，各个开闭器151沿着法拉第屏蔽件95的形成有狭缝97的侧面形成为大致板状，并成为彼此相同的形状。上述各个开闭器151配置为与多个狭缝97中的形成有例如30个狭缝97的区域相对。因而，如图12所示，各个开闭器151配置为:在晶圆W位于上方容器201的下方侧时，在俯视时，其长度尺寸为该晶圆W的直径尺寸的1/3以上。另外，在图12中，用单点划线描绘了晶圆W的外缘。
[0065]并且，在各个开闭器151的例如上端部上，以在旋转台2的半径方向上彼此分开的方式例如在两处分别配置有沿上下方向延伸的长孔152。另外，在法拉第屏蔽件95的例如上端侧的侧面上，以与该长孔152相对应的方式形成有螺栓孔153。因而，如图13和后述的图17~图19所示，在调整开闭器151的高度位置、并在该高度位置处使用例如螺栓154来将开闭器151固定于法拉第屏蔽`件95后，保持该开闭器151的姿势。这样，通过借助开闭器151的高度位置来调整狭缝97的开口面积，从而能够调整到达上方容器201内的磁场成分的量。
[0066]具体而言，开闭器151能够在以下位置之间进行调整:对于绕铅垂轴线卷绕3圈的天线83，自上方容器201的内部，能够看到3根天线83的高度位置；能够看到下侧两根天线83的高度位置；能够看到下侧I根天线83的高度位置；以及看不到任何一根天线83的高度位置。在图17中，对于隔着上方容器201左右相对的两个开闭器151中的右侧的开闭器151，示出了以使3根天线83与该上方容器201的内部区域面对的方式调整了该右侧的开闭器151的高度位置的例子。另外，上述两个开闭器151中的左侧的开闭器151封堵上方容器201的左侧的狭缝97。在图18中，对于两个开闭器151、151任意一个开闭器，均以使I根天线83面对上方容器201的内部区域的方式进行了配置。在图19中，对于两个开闭器151、151，都示出了以使3根天线83面对上述内部区域的方式配置的例子。因而，将开闭器151沿着旋转台2的半径方向形成在3处，并能够单独地调整各个开闭器151的高度位置，因此能够调整在该半径方向上的磁场的量。图9等中的附图标记154是用于使天线83与法拉第屏蔽件95以及天线83与开闭器151之间绝缘的、由石英等构成的绝缘体。
[0067]如图5所示，各个开闭器151构成为:借助升降轴161与升降机构162单独地连接，利用后述的控制部，从而能够例如与对晶圆W进行的处理制程的类型相对应地调整各个开闭器151的高度位置。这样，由于使用升降机构162来使各开闭器151升降，因此，可以说，长孔152构成用于将开闭器151沿上下方向进行引导的引导机构。另外，由于使用了升降机构162，因此，也可以不设置螺栓154而借助该升降机构162来保持各开闭器151的高度位置。另外，在图5中，对于升降轴161、升降机构162，仅在I处进行描绘，另外，在图5以外的附图中，省略了上述升降轴161和升降机构162的记载。在图9中，为了避免图的烦杂化，仅在I处描绘了螺栓154。在上述图1中，省略了上述法拉第屏蔽件95、开闭器151。
[0068]接着，简单地说明第I处理气体喷嘴31。如图2和图3所示，在该第I处理气体喷嘴31的上方侧设有与上述翅片221大致同样地构成的喷嘴罩230。即，为了容纳第I处理气体喷嘴31，该喷嘴罩230以向下表面侧开口的方式形成为大致箱形，且下表面侧开口端中的靠旋转台2的旋转方向上游的一侧和靠旋转方向下游的一侧分别沿水平方向伸出。该喷嘴罩230以俯视时自旋转台2的中心部侧朝向旋转台2的外缘部侧逐渐扩宽的方式构成为大致扇形状。因为该喷嘴罩230，使得第I处理气体沿着晶圆W流通，并使分离气体避开晶圆W的附近而在真空容器I的靠顶板11的一侧流通。另外，喷嘴罩230支承于后述的突出部5和覆盖构件7a。
[0069]接下来，说明辅助等离子体产生部82。如图14~图16所示，为了使自上述辅助等离子体产生用气体喷嘴34喷射到真空容器I内的改性用气体等离子体化，该辅助等离子体产生部82设于该喷嘴34的上方侧。与主等离子体产生部81同样地，该辅助等离子体产生部82是通过将由金属线构成的天线83以线圈状例如绕铅垂轴线卷绕3圈而构成的，该辅助等离子体产生部82以俯视时包围沿旋转台2的半径方向延伸的带状体区域且横跨旋转台2上的晶圆W的直径部分的方式配置。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。并且，该天线83以被与真空容器I的内部区域气密地划分开的方式设置。
[0070]具体而言，如图14和图15所示，在辅助等离子体产生用气体喷嘴34的上方侧的顶板11上，形成有俯视时呈大致扇形开口的开口部11a，在该开口部Ila设有由例如石英等电介质构成的框体90。也如图17所示，该框体90的上方侧的周缘部在整个周向上呈凸缘状水平地伸出，且该周缘部与顶板11相卡定。并且，框体90的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，在该凹陷的部分内容纳有上述天线83。
[0071]并且，将框体90放入到开口部Ila内，接着利用以与开口部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朝向下方侧在整个周向上按压，并使用未图示的螺栓等将该按压构件911固定于顶板11，由此，气密地设定真空容器I的内部气氛。
[0072]在框体90的下表面，以沿着周向包围该框体90的下方侧的处理区域P3的方式形成有朝向旋转台2铅垂地伸出的突起部92。并且，在由该突起部92的内周面、框体90的下表面以及旋转台2的上表面围成的区域内，容纳有上述辅助等离子体产生用气体喷嘴34。
[0073]在框体90与天线83之间容纳有法拉第屏蔽件195，该法拉第屏蔽件195接地且由以大致与该框体90的内部形状匹配的方式形成的作为导电性的板状体的金属板例如铜等构成。在法拉第屏蔽件195的位于天线83的下方侧的部分形成有与上述例子相同的狭缝197。该狭缝197以沿与天线83的卷绕方向正交的方向延伸的方式在整个周向上形成在天线83的下方位置。对于该狭缝197的各自尺寸，也与上述狭缝97同样地进行设定。上述狭缝197形成于法拉第屏蔽件195的比外端面靠内侧的位置，因而该狭缝197的两端部分别配置为不开口。为了确认等离子体的发光状态，在法拉第屏蔽件195中的俯视时的天线83的卷绕区域的内侧设有开口。在图14等中的附图标记94是用于将天线83与法拉第屏蔽件195之间绝缘的绝缘体。另外，在图2中省略了狭缝197，用单点划线圈出了狭缝197的形成区域。
[0074]接着，返回到真空容器I的各部分的说明。如图1和图3所示，在旋转台2的外周侧的比该旋转台2略微靠下的位置配置有作为罩体的侧环100。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，在真空容器I的底面形成有两个排气口，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，在第I处理气体喷嘴31与自旋转台2的旋转方向下游侧同该第I处理气体喷嘴31相邻的分离区域D之间，第I排气口 61形成于靠该分离区域D侧的位置。在辅助等离子体产生部82与比该辅助等离子体产生部82靠旋转台2的旋转方向下游侧的分离区域D之间，第2排气口 62形成于靠该分离区域D侧位置。第I排气口 61用于将含Si气体、分离气体排出，第2排气口62用于排出氨气、改性用气体以及分离气体。如图1所示，上述第I排气口 61及第2排气口 62分别通过设有蝶阀等压力调整部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。
[0075]此处，如上所述，由于从中心部区域C侧到外缘侧的整个范围配置有框体90、等离子体产生容器200，因而，对于自旋转台2的旋转方向上游侧流通至处理区域P2、P3的气体，可以说被上述框体90和等离子体产生容器200限制为要流向排气口 61、62的气流。因此，在侧环100的比上述框体90、等离子体产生容器200靠外周侧的上表面形成有用于供气体流动的槽状的气体流路101。
[0076]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。具体而言，如图1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。
[0077]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，附图标记71a是设置在加热单元7的侧方侧的罩构件，附图标记7a是覆盖在该加热单元7的上方侧的覆盖构件。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气体供给管73。
[0078]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、位于输送臂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。
[0079]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。
[0080]另外，在该等离子体处理装置中，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的存储器内存储有数据和程序。数据将对晶圆W进行处理的制程(类型)和开闭器151的位置之间建立了对应关系。即，如已经说明的那样，真空容器I内的等离子体浓度分布根据该真空容器I内的处理压力、气体流量、使用气体等的不同而不同。因而，根据制程的不同，在对晶圆W在整个面内进行等离子体处理的程度一致时的开闭器151的最佳的位置也各不相同。因此，在数据中，存储有与制程相对应的开闭器151的位置。
[0081]另外，上述程序构成为，在选择了对晶圆W实施的制程之后，自上述数据读出所对应的开闭器151的位置，并向包括升降机构162在内的装置的各部位输出控制信号，由此进行后述的成膜处理和改性处理。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。
[0082]接下来，说明上述实施方式的作用。首先，预先调整开闭器151的高度位置。即，由于旋转台2绕铅垂轴线旋转，因此，该旋转台2上的各晶圆W公转。因而，各个晶圆W的靠旋转台2的旋转中心部侧的线速度为各个晶圆W的靠旋转台2的周缘部侧的线速度慢，例如为1/3左右。因此，在上述旋转中心侧的等离子体照射时间长于周缘部侧的等离子体照射时间。因此，为了使在旋转台2的半径方向上的等离子体处理的程度一致，要调整各开闭器151的高度位置。具体而言，对于沿着旋转台2的半径方向排列的3个开闭器151中的靠旋转中心部侧的开闭器151，如图18所示，例如，调整该开闭器151的高度位置，以使绕铅垂轴线卷绕有3圈的天线83中的下侧的1圈天线83面对上方容器201内。因而，开闭器151与上侧的两圈天线83相对。
[0083]另外，对于沿着旋转台2的半径方向排列的3个开闭器151中的靠外周部侧的开闭器151，如图19所示，调整该开闭器151的高度位置，以使全部3圈天线83面对上方容器201的内部。并且，对于在旋转台2的半径方向上的中央的开闭器151，例如，调整该开闭器151的高度位置，以使天线83中的两圈天线83面对上方容器201的内部区域。
[0084]然后，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进行顺时针旋转，一边利用加热单元7将晶圆W加热至例如300°C。
[0085]接着，从处理气体喷嘴31以例如300sccm喷射含Si气体，并从主等离子体产生用气体喷嘴32以例如100sccm喷射氨气。另外，从辅助等离子体产生用气体喷嘴34以例如l0000sccm喷射氩气和氢气的混合气体。并且，从分离气体喷嘴41、42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。
[0086]等离子体产生部81在天线83的周围产生电场和磁场，但由于在天线83与上方容器201之间设有法拉第屏蔽件95，因此阻止电场进入到上方容器201内。另一方面，由于在该法拉第屏蔽件95上形成有狭缝97，因此，在天线83的周围产生的磁场到达上方容器201内。这样，在等离子体产生容器200中，当自主等离子体产生用气体喷嘴32对上方容器201供给氨气时，利用在天线83处形成的磁场使氨气活化而产生含有氨自由基等的等离子体。如上所述，使狭缝97的在旋转台2的中心部侧的开口面积小于狭缝97的在旋转台2的周缘部侧的开口面积，因此，如图20所示，该等离子体的靠上述中心部侧的浓度(密度)低于靠周缘部侧的浓度(密度)。
[0087]并且，该等离子体欲朝向下方容器202下降，但由于在上述容器201、202之间设有分隔板210，因此，可以说欲下降的气流被该分隔板210限制。因此，在上方容器201中的等离子体的压力比真空容器I内的其他区域的等离子体的压力略高，该高压的等离子体自形成于分隔板210的喷射口 211朝向晶圆W下降。此时，由于将上方容器201的压力设定为比真空容器I内的其他区域的压力高的高压，因此，氮气等其他气体不会进入到该上方容器201内。并且，自下方容器202的下端部喷射出来的等离子体因翅片221而流向旋转台2的旋转方向下游侧，并在该旋转台2的整个半径部分上沿着晶圆W流通。另外，氨自由基的寿命长于氩气的等离子体等的寿命，因此，在到达晶圆W的时刻，也能够维持等离子体的活性。
[0088]对于框体90，与上述例子同样地，电场被法拉第屏蔽件195阻隔，且磁场经由狭缝197到达真空容器I内。这样，在框体90的下方侧，在磁场的作用下，使含有氩的改性用气体等离子体化。该氩气的等离子体的寿命短于上述氨气的等离子体的寿命，因此欲立即非活化而恢复到原来的氩气。但是，在辅助等离子体产生部82中，在旋转台2上的晶圆W的附近位置设有天线83，即，等离子体的产生的区域配置于紧挨晶圆W的上方，因此，氩气的等离子体在保持活性的状态下朝向晶圆W流通。并且，由于在框体90的下表面侧沿着周向设有突起部92，因此，框体90的下方侧的气体、等离子体难以向该框体90的外侧漏出。因此，框体90的下方侧的气氛的压力比真空容器I内的其他区域(例如输送臂10进行进退的区域等)的气氛的压力略高。因而，能够阻止气体自框体90的外侧进入到该框体90的内部。
[0089]另一方面，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P2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。如上所述，调整了各开闭器151的高度位置，以使旋转台2的半径方向上的等离子体处理的程度一致，因此，该反应生成物的膜质和膜厚在各个晶圆W的面内均一致。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。
[0090]而且，利用旋转台2的旋转，在辅助等离子体产生部82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以HC1、有机气体等形式放出，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，由于在主等离子体产生部81和辅助等离子体产生部82处阻隔了电场，因此，能够抑制对该电气布线结构造成的电损伤。
[0091]另外，由于在处理区域P1、P2之间的在旋转台2的周向上的两侧配置有分离区域D，因此，如图21所示，一边阻止分离区域D中的各个含Si气体和氨气之间的混合，一边将各气体朝向排气口 61、62排出。
[0092]采用上述实施方式，在使用天线83对晶圆W进行等离子体处理时，为了阻隔由该天线83形成的电磁场中的电场，配置有由导电板构成的法拉第屏蔽件95。另外，为了使上述电磁场中的磁场通过，在法拉第屏蔽件95上形成有狭缝97。并且，在天线83与法拉第屏蔽件95之间配置开闭器15并调整了多个狭缝97中的至少一个狭缝97的开口面积。因而，能够调整在旋转台2的半径方向上的等离子体密度，因此，即使晶圆W通过旋转台2公转，也能够在该晶圆W的整个面内使等离子体处理的程度一致。
[0093]这样，在调整在旋转台2的半径方向上的等离子体密度(磁场的量)时，不必沿上述半径方向排列例如分别与多个高频电源单独地连接的天线。因而，能够抑制装置的成本上升。
[0094]另外，在要对晶圆W进行等离子体氮化处理时，将上方容器201配置于顶板11的上方侧，并在该上方容器201的下方侧配置有下方容器202，该下方容器202用于将等离子体引导至旋转台2上的晶圆W。因而，对于天线83和主等离子体产生用气体喷嘴32等进行等离子体处理的区域、构件，能够使上述区域、构件位于上方侧而与旋转台2分开。因此，能够抑制在从各处理区域P1、P3和分离区域D看旋转台2的周向时上述区域和上述构件在各区域P1、P3、D中占有的程度(上述区域和上述构件在旋转台2的周向上的占有面积)，因此能够构成俯视时小型的真空容器I。
[0095]即，在真空容器I内设有各喷嘴31、34、41、42、凸状部4等各种构件，因此，难以设置主等离子体产生用气体喷嘴32等。另一方面，真空容器I的顶板11的空间比与真空容器I的内部的空间大，因此，易于设置主等离子体产生用气体喷嘴32和上方容器201。因而，即使是小型的装置(真空容器1)，也能够确保晶圆W的输入输出区域并能获得用于设置摄像单元IOa的空间。
[0096]并且，在将上方容器201设于比顶板11靠上方侧的位置时，将氨气用作在该上方容器201内进行等离子体化的气体，如上所述，氨气的等离子体的寿命(保持活性的时间)长于氩气的等离子体等的寿命。因此，即使使上方容器201和晶圆W较大地分开，也能够对晶圆W进行良好地等离子体处理。
[0097]另外，由于在等离子体产生容器200内形成有喷射口 211，因此能够将上方容器201内的压力设定得高于真空容器I内的其他区域(例如输送臂10的进退区域)的压力。因此，相对于真空容器I内的压力，可以说能够单独而独立地设定将上方容器201内的压力，因此，能够根据例如处理制程或晶圆W的类型来相应地调整该上方容器201内的压力。具体而言，在晶圆W的表面上形成有深宽比较大的(深度尺寸较大的)通孔、槽等的情况下，与上述其他区域相比，上方容器201内的压力设定为例如200Pa左右的高压，使得反应生成物覆盖性(日文:力〃 > 7性)较高地形成在晶圆W之上。另外，由于氮气不会进入到上方容器201内，因此能够防止因氮气的等离子体化而造成的不良影响。
[0098]另外，在等离子体产生容器200 (下方容器202)中的在旋转台2的周向上的两侧配置翅片221，并使该翅片221的外缘部朝向下方侧弯曲而与旋转台2上的晶圆W接近。因此，能够使氨气的等离子体与晶圆W之间的接触时间变长。
[0099]另外，等离子体产生容器200以成为纵向的扁平的形状的方式、即沿着旋转台2的半径方向的方式形成为带状。因此，能够将等离子体产生容器200的在旋转台2的周向上的长度尺寸抑制得较短。
[0100]并且，由于在天线83与晶圆W之间配置有法拉第屏蔽件95、195，因此能够阻隔在天线83处产生的电场。因而，能够抑制等离子体对晶圆W的内部的电气布线构造造成的电气损伤。并且，由于设有两个等离子体产生部81、82，因此能够组合互不相同类型的等离子体处理。因而，能够将上述那样吸附在晶圆W的表面上的含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互不相同类型的等离子体处理进行组合，由此能够获得自由度较高的装置。
[0101]另外，主等离子体产生部81和辅助等离子体产生部82中，天线83均配置在真空容器I的外部，因此，等离子体产生部81、82的维护变得容易。
[0102]在以上的例子中，从上方容器201看，旋转台2的旋转方向上游侧的开闭器151和旋转台2的旋转方向下游侧的开闭器151的高度位置互相一致，但也可以分别单独地设定高度位置。具体而言，例如，对于靠旋转台2的中心部侧的两个开闭器151，也可以如上述图18那样设定上述旋转方向上游侧的开闭器151的高度位置，并如图19那样设定上述旋转方向下游侧的开闭器151的高度位置。通过这样单独地设定上方容器201的左右的开闭器151、151的高度位置， 从而与上述例子相比，能够精细地调整到达该上方容器201内的磁场的量。
[0103]另外，对于在旋转台2的半径方向上的开闭器151的数量，在上述例子中在3处配置有开闭器151，但是，也可以在2处以上配置有开闭器151，或者也可以在I处配置有开闭器151。即，如上所述，为了调整在旋转台2的半径方向上的等离子体密度而设有开闭器151，也可以是，通过预先在仅在旋转台2的旋转中心侧配置有I个开闭器151，使该开闭器151上下移动，从而调整该旋转中心侧的等离子体密度。另外，也可以仅在上方容器201的右侧(旋转台2的旋转方向上游侧)和左侧(旋转台2的旋转方向下游侧)中的一侧配置有开闭器151。并且，开闭器151也可以形成为能够调整至少一个狭缝97的开口面积，即达到封堵该至少一个狭缝97程度的面积。
[0104]此处，也可以使上方容器201的上述右侧的开闭器151的数量和上述左侧的开闭器151的数量互不相同。图22示出了这样的例子，在上方容器201的右侧配置有4个开闭器151，在左侧配置有3个开闭器151。因而，能够调整开口面积的上述右侧的开闭器151和上述左侧的开闭器151的狭缝97的数量互不相同(右侧的开闭器151:21个，左侧的开闭器 151:28 个)。
[0105]通过这样使上方容器201的左右的开闭器151、151的数量互不相同，能够进一步精细地调整到达该上方容器201内的磁场的量。具体而言，首先，利用例如上方容器201的左侧的3个开闭器151来粗略调整到达上方容器201内的磁场的量(等离子体的在旋转台2的半径方向上的浓度分布)。接着，利用上方容器201的右侧的4个开闭器151来精细调整到达上方容器201内的磁场的量。因而，与上述例子相比，能够使等离子体的调整范围较精细。在这样使上方容器201的右侧和左侧的开闭器151、151的数量互不相同时，也可以是，例如，在上述右侧配置有6个开闭器151，在左侧配置有3个开闭器151。另外，在设置开闭器151时，也可以使所有的狭缝97均不能开闭，即，也可以配置有未设有开闭器151的狭缝97。并且，也可以在上方容器201的左右使狭缝97的数量互不相同。
[0106]另外，对于开闭器151的移动方向，也可以构成为替代上下方向而使它们在旋转台2的中心部侧与旋转台2的周缘部侧之间沿前后方向移动。图23示出了以使这样各个开闭器151沿前后方向能够移动的方式构成的一个例子。具体而言，上述长孔152以沿上述前后方向延伸的方式水平地形成。另外，在各开闭器151上，在多处形成有沿上下方向延伸的开口部155。上述开口部155配置为与法拉第屏蔽件95的狭缝97相对应，即成为与该狭缝97的开口尺寸d和相互相邻的狭缝97、97之间的分开尺寸相同的尺寸。
[0107]因而，如图24所示，当以使法拉第屏蔽件95的狭缝97与开闭器151的开口部155相互错开的方式设定该开闭器151的位置时，即，以使开口部155位于相互相邻的狭缝97、97之间的方式设定开闭器151的位置时，磁场成分被阻隔。另一方面，如图25所示，当使开闭器151移向例如旋转台2的中心部侧时，狭缝97和开口部155相连通的面积逐渐变大。在如此以使狭缝97和开口部155相互叠合的方式调整开闭器151的位置之后，各狭缝97被打开。因而，即使是在使各个开闭器151沿前后方向移动的情况下，上述开闭器151也能够调整到达上方容器201内的磁场的量。
[0108]另外，对于用于对狭缝97进行开闭的机构，也可以是，如图26所示，例如，在法拉第屏蔽件95的位于相互相邻的狭缝97、97之间的区域的外壁部预先配置绕铅垂轴线能够旋转的旋转轴156，将借助该旋转轴156能够旋转的金属板157单独地配置于各狭缝97。即使是这样的结构，通过使旋转轴156在金属板157封堵狭缝97的位置与金属板157退避到狭缝97、97之间的区域的位置之间旋转，也能够调整到达上方容器201内的磁场的量。
[0109]并且，在以上的各例子中，法拉第屏蔽件95的各狭缝97形成为相互相同的尺寸，但也可以将各狭缝97设定为互不相同的尺寸。即，在如上述那样预想旋转台2的中心部侧的等离子体处理的程度强于旋转台2的外缘部侧的等离子体处理的程度的情况下，例如，如图27所示，也可以使上述中心部侧的狭缝97的开口尺寸d小于上述外缘部侧的狭缝97的开口尺寸d。在该情况下，也可以使狭缝97的开口尺寸d自中心部侧朝向外缘部侧去逐渐变大。在这样预先调整狭缝97的开口尺寸d的情况下，通过使用开闭器151来进一步调整到达上方容器201内的磁场的量，从而能够进一步谋求对晶圆W进行的等离子体处理的均匀化。在这样的情况下，也可以是，替代狭缝97的开口尺寸d，而改变靠旋转台2的中心部侧和靠旋转台2的外缘部侧的狭缝97的数量。
[0110]在以上的例子中，将开闭器151配置于等离子体产生容器200的周围，但也可以将开闭器151配置于上述框体90的上方侧。参照图28说明这样的例子。在上述绝缘体94的下表面侧，在多处例如四角配置有用于使该绝缘体94与法拉第屏蔽件195分开的支承部94a。另外，法拉第屏蔽件195中的靠旋转台2的旋转方向上游侧的侧面和靠旋转台2的旋转方向下游侧的侧面 形成有沿水平方向延伸的长孔94b，该长孔94b以在前后方向(自旋转台2的中心部侧和旋转台2的外缘部侧中的一侧朝向另一侧的方向)上相互分开的方式分别形成在例如3处。[0111]并且，沿着旋转台2的外周缘的切线方向在水平方向上的延伸驱动轴94c的顶端部经由各个长孔94b朝向法拉第屏蔽件195的内部插入，上述驱动轴94c构成为利用驱动部94d而分别在前后方向上能够移动。另外，在狭缝197的上方侧，作为上述开闭器151而配置有与驱动轴94c的上述顶端部相连接且沿水平方向延伸的板状体。因而，通过借助驱动轴94c使开闭器151前后移动，能够与上述各例子同样地调整到达真空容器I内的磁场的量。另外，在图28中，以使驱动轴94c、驱动部94d以及开闭器151与法拉第屏蔽件195分开(拆卸)的方式进行了描绘。另外，省略了对由驱动轴94c、驱动部94d以及开闭器151构成的结构中的靠旋转台2的旋转方向上游侧的结构的描绘。
[0112]对于以上说明的法拉第屏蔽件95和开闭器151，通过使法拉第屏蔽件95接地并使开闭器151与该法拉第屏蔽件95相接触，从而使该开闭器151接地，但也可以使上述法拉第屏蔽件95和开闭器151分别单独地接地。另外，上述法拉第屏蔽件95和开闭器151等金属构件也可以分别为电悬浮(日文:電気的(二 ^ 口一卜)状态。即，在不用担心由于自上述金属构件的外表面朝向周边导体(例如构成与真空容器I相邻的未图示的真空输送室、加载互锁室的构件或其他处理装置)的静电感应、自上述金属构件的外面产生的电场而引起匹配(日文十 > 々'')不良的情况下，也可以不使该金属构件接地而将其设为悬浮(日文:7 口一卜)状态。
[0113]并且，在以上的例子中，在使晶圆W依次通过各区域Pl、P2、P3时，采用了使晶圆W公转的方法，但也可以是，例如使用将上述各区域P1、P2、P3直线地依次排列而成的连续炉。在该情况下，设有用于输送晶圆W的输送机等移动机构。
[0114]接着，参照图29~图31对将本发明应用于分批处理的装置的例子进行说明。该装置是对多张例如150张晶圆W—并进行成膜处理的纵向热处理装置，包括:晶舟301，其构成用于以架状堆叠晶圆W的载置部；以及反应管302，其是用于将该晶舟301气密地容纳在其内部并进行成膜处理的纵置的处理容器。在反应管302的外侧设有加热炉主体304，在该加热炉主体304的内壁面的`整个周向上配置有作为加热部的加热器303。
[0115]反应管302的侧面部以在整个上下方向上朝向外侧鼓出的方式形成，并且，如图29和图31所示，为了向反应管302内供给氨气，在该鼓出部分容纳有沿上下方向延伸的反应气体喷射器305。另外，在反应管302内，以隔着晶舟301与反应气体喷射器305相对的方式配置有用于供给原料气体(Si系气体)的原料气体喷射器307，该原料气体喷射器307沿上下方向延伸。反应管302的上端部构成为形成排气口 308，能够利用真空泵310对反应管302的内部进行真空排气，该真空泵310形成为经由压力调整部309与排气口 308相连接的排气机构。在图29和图30中，附图标记311是氨气储存部，附图标记312是原料气体储存部。
[0116]借助旋转轴314使马达等旋转机构315连接于晶舟301的下方侧，从而能够使晶舟301绕铅垂轴线旋转。并且，如图30所示，在容纳有反应气体喷射器305的部位的外侧，绕水平轴线卷绕的天线83配置在该部位的周围。另外，如图31所示，在上述部位与天线83之间的区域配置有以覆盖该部位的方式形成的、由接地的导电板构成的法拉第屏蔽件316，在该法拉第屏蔽件316，在整个上下方向上在多处形成有沿水平方向延伸的狭缝317。
[0117]为了调整狭缝317的开口面积，在法拉第屏蔽件316与天线83之间配置有由接地的导电板构成的开闭器151,该开闭器151构成为能够在接近反应管302的位置与尚开该反应管302的位置之间沿水平方向移动。该开闭器151在上下方向上配置在多处例如6处，并且，如图31所示，该开闭器151以夹持容纳有反应气体喷射器305的部位的方式分别沿前后方向配置。同样地，该例子中，如图31所示，狭缝317以避开容纳有反应气体喷射器305的区域的方式形成。另外，在天线83与法拉第屏蔽件316之间、在天线83开闭器151之间设有由例如石英等构成的绝缘体，但此处省略了对该绝缘体的图示。
[0118]在这样的装置中，将多张晶圆W堆叠在晶舟301内，接着将该晶舟301气密地容纳在反应管302内。接着，在将反应管302内保持为成膜压力的情况下，对正在绕铅垂轴线旋转的晶舟301供给原料气体，使该原料气体的成分吸附于各个晶圆W的表面。接下来，对反应管302内的气氛进行置换，之后调整各个开闭器151的位置，使得反应管302内的在上下方向上的等离子体处理的程度一致。
[0119]然后，自反应气体喷射器305向反应管302内供给氨气，并利用由天线83产生的磁场成分来使该气体活化而产生等离子体。当将该等离子体供给到晶圆W时，吸附在晶圆W的表面上的原料气体的成分被氮化。接着，再次对反应管302内的气氛进行置换并重复多次原料气体的吸附和氮化，从而形成由氮化硅膜构成的薄膜。即使在该情况下，也能够使反应管302内的在上下方向上的等离子体处理的程度一致。
[0120]另外，本发明除了适用于以上说明的分批处理的装置、上述对5张晶圆W进行处理的半分批处理式的装置以外，还可以适用于单片式的装置。在该情况下，在真空容器的上方侦牝以与用于载置晶圆W的载置部相对的方式配置有天线(均未图示)。该天线例如自晶圆W的中心部朝向晶圆W的外缘部，并多圈地卷绕例如为漩涡状。并且，在该天线与真空容器之间配置有由接地的导电板构成的法拉第屏蔽件，在该法拉第屏蔽件上，以沿着天线的长度方向且与天线的延伸方向交叉(正交)的方式形成有狭缝。另外，在天线与法拉第屏蔽件之间，沿着各晶圆W的周向 在多处配置有开闭器，该开闭器构成为能够沿着该周向在水平方向上移动。
[0121]在这样的装置中，对晶圆W交替地供给Si系气体和氨气，并在切换气体时置换真空容器内的气氛。另外，在将氨气供给到真空容器内时，利用天线的磁场成分使氨气等离子体化。通过如此预先设定各个开闭器的位置，不仅能够调整在晶圆W的周向上的等离子体的量，而且还能够调整在晶圆W的半径方向上的等离子体的量。
[0122]在以上说明的各例子中，进行了 Si系气体的吸附处理、吸附在晶圆W之上的Si系气体的氮化处理和等离子体改性处理，但也可以对已经形成有薄膜的晶圆W进行等离子体改性处理。
[0123]另外，作为开闭器的配置位置，将开闭器配置在天线与法拉第屏蔽件之间，但也可以将开闭器配置比法拉第屏蔽件靠晶圆侧的位置。并且，将狭缝97配置成与天线83的长度方向正交(天线83和狭缝97所成的角度为90° )，但也可以将狭缝97配置成与天线83的长度方向交叉(狭缝97的延伸朝向古天线83的延伸朝向)。
[0124]另外，也可以是，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，并且作为第2处理气体，不使用氨气而使用氧气(02)。在该情况下，氧气在主等离子体产生部81中被等离子体化而形成作为反应生成物的氧化硅膜(S1-0)。
[0125]本说明书公开一技术方案提供一种能够在使用天线将等离子体产生用气体等离子体化时对在天线的长度方向上的等离子体处理的程度进行调整的等离子体处理装置和等离子体产生装置。
[0126]采用本说明书公开的一技术方案，为了阻隔由天线形成的电磁场中的电场并使磁场通过，将由形成有多个狭缝的导电板构成的法拉第屏蔽件配置在天线与等离子体产生区域之间。并且，在天线与法拉第屏蔽件之间配置调整构件，以能够调整狭缝的开口面积。因而，能够借助调整构件来调整在天线的长度方向上的等离子体密度，由此能够使等离子体处理的程度在基板的整个面内一致。
[0127]以上，利用实施例说明了等离子体处理装置和等离子体产生装置，但本发明并不限定于上述实施例，在不脱离本发明的范围内，能够对上述实施例加以各种变形、改良和置换。
[0128]本申请基于2012年11月5日提出申请的日本优选权申请2012-243814，在此，作为构成本说明书的一部分而引用该`优选权申请的内容。
【权利要求】
1.一种等离子体处理装置，其特征在于， 该等离子体处理装置包括: 真空容器； 基板载置部，其设于上述真空容器内，用于载置基板； 气体供给部，其用于向上述真空容器内供给等离子体产生用气体； 天线，能向该天线供给高频电力而使自上述气体供给部供给过来的上述等离子体产生用气体等离子体化； 法拉第屏蔽件，其设于上述天线与产生等离子体的区域之间，该法拉第屏蔽件由导电板构成，在导电板中，沿着天线的长度方向排列有多个以与上述天线的延伸方向交叉的方式形成狭缝，以阻隔由上述天线形成的电磁场中的电场并使磁场通过；以及 调整构件，其由用于调整上述狭缝的开口面积的导电体构成，以调整在上述天线的长度方向上的等离子体密度。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于， 上述气体供给部是沿着上述天线的长度方向延伸的气体喷嘴， 上述狭缝以不能自上述气体喷嘴经由上述狭缝看到上述天线的方式配置，以抑制磁场到达上述气体喷嘴。
3.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于， 该等离子体处理装置包括移动机构，该移动机构用于使上述基板载置部和由上述气体供给部、上述天线、上述法拉第屏蔽件以及调整构件构成的组装体在等离子体处理过程中相对地移动。
4.根据权利要求3所述的等离子体处理装置，其特征在于， 上述基板载置部是用于使基板公转的旋转台， 上述移动机构是用于使旋转台旋转的旋转机构， 上述天线以自上述旋转台的中心侧朝向上述旋转台的外缘侧延伸的方式形成。
5.根据权利要求4所述的等离子体处理装置，其特征在于， 上述真空容器的顶面的一部分自上述旋转台的旋转中心侧朝向上述旋转台的外缘侧延伸并向上方突出而构成为突出部，以形成用于产生等离子体的区域， 上述天线以在俯视时包围该突出部的方式配置， 上述气体供给部被容纳在上述突出部内， 上述法拉第屏蔽件构成上述突出部的侧周面的一部分， 在上述突出部的靠上述旋转中心侧的部位和靠上述外缘侧的部位没有狭缝，或者，在上述突出部的靠上述旋转中心侧的部位和靠上述外缘侧的部位的狭缝的排列密度小于形成于上述突出部的靠上述旋转台的旋转方向上游侧的侧面和上述突出部的靠上述旋转方向下游侧的侧面的狭缝的排列密度。
6.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于， 上述调整构件沿着上述天线的长度方向配置在多处。
7.根据权利要求5所述的等离子体处理装置，其特征在于， 上述调整构件分别配置在比上述突出部靠上述旋转台的旋转方向上游侧的部位和比上述突出部靠上述旋转台的旋转方向下游侧的部位，位于比上述突出部靠上述旋转台的旋转方向上游侧的部位的调整构件和位于比上述突出部靠上述旋转台的旋转方向下游侧的部位的调整构件被配置成互不相同的数量，以使得自上述旋转方向上游侧和自上述旋转方向下游侧分别到达上述突出部内的磁场的量互不相同。
8.根据权利要求4所述的等离子体处理装置，其特征在于， 该等离子体处理装置包括: 处理气体喷嘴，其以在上述真空容器的周向上与上述气体供给部分开的方式配置，用于供给吸附于基板的处理气体；以及 分离气体喷嘴，其用于向分离区域供给分离气体，该分离区域用于将被供给等离子体产生用气体的区域和被供给处理气体的区域之间分离， 上述气体供给部是用于供给生成活性种的反应气体的喷嘴，该活性种用于同吸附于上述基板的处理气体的成分反应。
9.根据权利要求4所述的等离子体处理装置，其特征在于， 该等离子体处理装置包括: 多个处理气体喷 嘴，该多个处理气体喷嘴分别以在上述真空容器的周向上与上述气体供给部分开的方式配置，用于分别供给相互反应的处理气体，以在基板的表面上形成反应生成物；以及 分离气体喷嘴，其用于向分离区域供给分离气体，该分离区域将被供给各个处理气体的区域互相分离， 上述气体供给部是用于供给生成活性种的气体的喷嘴，该活性种用于将形成于上述基板的反应生成物改性。
10.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于， 该等离子体处理装置包括: 存储器，其用于存储将对基板进行的处理的类型和上述调整构件的位置之间建立了对应关系的数据；以及 控制部，其用于在选择了处理的类型之后，自上述数据读出所对应的调整构件的位置，并向上述调整构件的驱动机构输出控制信号。
11.一种等离子体产生装置，其特征在于， 该等离子体产生装置包括: 气体供给部，其用于向真空气氛供给等离子体产生用气体； 天线，能向该天线供给高频电力而使自上述气体供给部供给过来的上述等离子体产生用气体等离子体化； 法拉第屏蔽件，其设于上述天线与产生等离子体的区域之间，该法拉第屏蔽件由导电板构成，在该导电板中，沿着天线的长度方向排列有多个以与上述天线的延伸方向交叉的方式形成狭缝，以阻隔由上述天线形成的电磁场中的电场并使磁场通过；以及 调整构件，其由用于调整上述狭缝的开口面积的导电体构成，以调整在上述天线的长度方向上的等离子体密度。
【文档编号】C23C16/455GK103805968SQ201310542764
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2012年11月5日
【发明者】加藤寿, 三浦繁博 申请人:东京毅力科创株式会社