(57)【要約】【課題】装置間のインピーダンスの差を縮小することができる基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラムを提供する。【解決手段】基板を収容する処理容器と、処理容器内に設けられ、基板を支持する基板支持部と、処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、処理容器内を排気する排気部と、処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成部と、基板支持部に接続された第１インピーダンス制御部と、第１インピーダンス制御部および処理容器の少なくともいずれかに接続された第２インピーダンス制御部と、第１インピーダンス制御部は、基板と接地との間のインピーダンスを制御し、第２インピーダンス制御部は、基板並びに接地の間、および処理容器並びに接地の間の少なくともいずれかのインピーダンスを補正するように制御する制御部と、を有する。【選択図】図１
2014183106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、前記基板を支持する基板支持部と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記処理容器内を排気する排気部と、
処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記基板支持部に接続された第１インピーダンス制御部と、
前記第１インピーダンス制御部および前記処理容器の少なくともいずれかに接続された第２インピーダンス制御部と、
前記第１インピーダンス制御部は、前記基板と接地との間のインピーダンスを制御し、前記第２インピーダンス制御部は、前記基板並びに接地の間、および前記処理容器並びに接地の間の少なくともいずれかのインピーダンスを補正するように制御する制御部と、
を有する基板処理装置。
【請求項２】
処理容器内に設けられた基板支持部に基板を載置する工程と、
前記処理容器内を排気しつつ、前記基板に処理ガスを供給する工程と、
処理ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを前記基板に照射する工程と、
前記基板支持部に接続された第１インピーダンス制御部により前記基板および接地の間のインピーダンスを制御する工程と、
を有する基板処理工程の前に、
前記第１インピーダンス制御部および前記処理容器の少なくともいずれかに接続された第２インピーダンス制御部により、前記基板並びに接地の間、および前記処理容器並びに接地の間の少なくともいずれかのインピーダンスを補正する補正工程を有する半導体装置の製造方法。
【請求項３】
処理容器内に設けられた基板支持部に基板を載置する手順と、
前記処理容器内を排気しつつ、前記基板に処理ガスを供給する手順と、
処理ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを前記基板に照射する手順と、
前記基板支持部に接続された第１インピーダンス制御部により前記基板および接地の間のインピーダンスを制御する手順と、
を有する基板処理手順を実行させ、
前記基板処理手順の前に、
前記第１インピーダンス制御部および前記処理容器の少なくともいずれかに接続された第２インピーダンス制御部により、前記基板並びに接地の間、および前記処理容器並びに接地の間の少なくともいずれかのインピーダンスを補正する補正手順を、コンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＲＡＭ等の半導体装置の製造方法の一工程が、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いた基板処理装置により行われる。この基板処理装置では、例えば、処理ガスのプラズマを生成し、基板を支持する基板支持部に接続されたインピーダンス制御部を制御することにより処理ガスのプラズマを基板に照射して、基板を処理する（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０４９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者等は、特許文献１に係る基板処理装置等において、装置間でインピーダンスの差が生じる場合があることを見出した。装置間でのインピーダンスの差によって、装置毎にウエハに対する処理レートが異なってしまう可能性がある。
【０００５】
本発明は、装置間のインピーダンスの差を縮小することができる基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、
基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、前記基板を支持する基板支持部と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記処理容器内を排気する排気部と、
処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記基板支持部に接続された第１インピーダンス制御部と、
前記第１インピーダンス制御部および前記処理容器の少なくともいずれかに接続された第２インピーダンス制御部と、
前記第１インピーダンス制御部は、前記基板と接地との間のインピーダンスを制御し、前記第２インピーダンス制御部は、前記基板並びに接地の間、および前記処理容器並びに接地の間の少なくともいずれかのインピーダンスを補正するように制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、
処理容器内に設けられた基板支持部に基板を載置する工程と、
前記処理容器内を排気しつつ、前記基板に処理ガスを供給する工程と、
処理ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを前記基板に照射する工程と、
前記基板支持部に接続された第１インピーダンス制御部により前記基板および接地の間のインピーダンスを制御する工程と、
を有する基板処理工程の前に、
前記第１インピーダンス制御部および前記処理容器の少なくともいずれかに接続された第２インピーダンス制御部により、前記基板並びに接地の間、および前記処理容器並びに接地の間の少なくともいずれかのインピーダンスを補正する補正工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明の更に他の態様によれば、
処理容器内に設けられた基板支持部に基板を載置する手順と、
前記処理容器内を排気しつつ、前記基板に処理ガスを供給する手順と、
処理ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを前記基板に照射する手順と、
前記基板支持部に接続された第１インピーダンス制御部により前記基板および接地の間のインピーダンスを制御する手順と、
を有する基板処理手順を実行させ、
前記基板処理手順の前に、
前記第１インピーダンス制御部および前記処理容器の少なくともいずれかに接続された第２インピーダンス制御部により、前記基板並びに接地の間、および前記処理容器並びに接地の間の少なくともいずれかのインピーダンスを補正する補正手順を、コンピュータに実行させるプログラムが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラムによれば、装置間のインピーダンスの差を縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の断面概略図である。
【図２】本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置のコントローラの概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る補正工程および基板処理工程を示すフロー図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る補正工程を示すフロー図である。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例に係る基板処理装置の断面概略図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の断面概略図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る基板処理装置としてのＩＣＰ型プラズマ処理装置の断面概略図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る基板処理装置としてのＥＣＲ型プラズマ処理装置の断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜本発明の第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態にかかる基板処理装置１００について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る基板処理装置の断面概略図である。
【００１３】
本実施形態にかかる基板処理装置１００は、例えばＭＭＴ装置として構成されている。ＭＭＴ装置とは、電界と磁界とにより高密度プラズマを発生できる変形マグネトロン型プラズマ源（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｔｙｐｅｄ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｏｕｒｃｅ）を用い、例えばシリコン等からなる基板としてのウエハ２００をプラズマ処理する装置である。ＭＭＴ装置は、処理ガスをプラズマ状態として励起させて、例えばウエハ２００の表面又はウエハ２００に形成された薄膜を酸化や窒化したり、ウエハ２００上に薄膜を形成したり、ウエハ２００の表面をエッチングしたりする等、各種のプラズマ処理を施すことができる。
【００１４】
ＭＭＴ装置は、一般のプラズマ装置と比較して、印加する高周波電力の周波数が１０分の１程度であっても効率よくプラズマを発生することが可能である。これにより、プラズマが形成される処理室２０１へのダメージを低減することができることに加え、パーティクルの発生を抑制することができる。また、後述するサセプタ２１７へのバイアス印加調整により圧力や供給電力などのプラズマ条件をさほど変更しなくとも、例えば２ｎｍ以上１５ｎｍ以下程度の幅広い膜厚を有する薄膜等を備えるウエハ２００を処理することができる。また、後述するサセプタ２１７が備えるヒータ２１７ｂによって、ウエハ２００の加熱温度を例えば室温から７００℃まで制御可能である。このようなＭＭＴ装置の特徴を生かし、例えば６５０℃以下の低温領域でＣＶＤ法によりウエハ２００上に成膜された薄膜の基板処理（改質処理）を、ウエハ２００の加熱温度や膜厚を調整しながら行うことができる。
【００１５】
（処理室）
本実施形態にかかる基板処理装置１００の処理室２０１を構成する処理容器２０３は、第１の容器であるドーム型の上側容器２１０と、第２の容器である碗型の下側容器２１１と、を備えている。そして、上側容器２１０が下側容器２１１の上に被さることにより、処理室２０１が形成される。上側容器２１０は例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）又は石英（ＳｉＯ２）等の非金属材料で形成されており、下側容器２１１は例えばアルミニウム（Ａｌ）等で形成されている。  
【００１６】
下側容器２１１の側壁には、仕切弁としてのゲートバルブ２４４が設けられている。ゲートバルブ２４４が開いている時には、搬送機構（図中省略）を用いて処理室２０１内へウエハ２００を搬入し、または処理室２０１外へとウエハ２００を搬出することができる。そして、ゲートバルブ２４４を閉めることにより、処理室２０１内を気密に閉塞することができる。
【００１７】
なお、本実施形態では、例えば、処理容器２０３の下側容器２１１は接地されている。
【００１８】
（基板支持部）
処理室２０１内の底側中央には、ウエハ２００を支持する基板支持部としてのサセプタ２１７が配置されている。サセプタ２１７は、ウエハ２００の金属汚染を低減することができるように、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、セラミックス、石英等の非金属材料で形成されている。なお、サセプタ２１７は、下側容器２１１とは電気的に絶縁されている。
【００１９】
サセプタ２１７には、サセプタ２１７を昇降させるサセプタ昇降機構２６８が設けられている。サセプタ２１７には、貫通孔２１７ａが設けられている。上述の下側容器２１１底面には、ウエハ２００を突き上げるウエハ突き上げピン２６６が、少なくとも３箇所設けられている。そして、貫通孔２１７ａ及びウエハ突き上げピン２６６は、サセプタ昇降機構２６８によりサセプタ２１７が下降させられた時に、ウエハ突き上げピン２６６がサセプタ２１７とは非接触な状態で貫通孔２１７ａを突き抜けるように、互いに配置されている。  
【００２０】
また、サセプタ２１７の内部には、ウエハ２００の電位を調整するインピーダンス制御電極２１７ｃが設けられている。インピーダンス制御電極２１７ｃには、後述する第１インピーダンス制御部２７４の一端側が接続されている。第１インピーダンス制御部２７４については、後述する。
【００２１】
（加熱部）
サセプタ２１７の内部には、加熱部としてのヒータ２１７ｂが一体的に埋め込まれており、ウエハ２００を加熱できるように構成されている。ヒータ２１７ｂは、電力を供給することにより、ウエハ２００の表面を所定温度（例えば室温以上７００℃以下程度）にまで加熱するように構成されている。なお、サセプタ２１７には、温度センサ２１７ｄが設けられている。ヒータ２１７ｂ及び温度センサ２１７ｄには、後述するコントローラ２２１が電気的に接続されている。コントローラ２２１は、温度センサにより検出された温度情報に基づいてヒータ２１７ｂへの供給電力を制御するように構成されている。
【００２２】
（ガス供給部）
処理室２０１の上部には、処理室２０１内へ処理ガスを供給するシャワーヘッド２３６が設けられている。シャワーヘッド２３６は、キャップ状の蓋体２３３、ガス導入部２３４、バッファ室２３７、遮蔽プレート２４０及びガス吹出口２３９を備えている。
【００２３】
蓋体２３３は、上側容器２１０の上部に開設された開口に気密に設けられている。蓋体２３３の下部には、遮蔽プレート２４０が設けられている。蓋体２３３と遮蔽プレート２４０との間に形成される空間がバッファ室２３７である。バッファ室２３７は、ガス導入部２３４より導入される処理ガスを分散する分散空間として機能する。そして、バッファ室２３７を通過した処理ガスが、遮蔽プレート２４０の側部のガス吹出口２３９から処理室２０１内に供給されるように構成されている。また、蓋体２３３の開口には、ガス導入部２３４の下流端が気密に設けられている。ガス導入部２３４の上流端には、封止部材としてのＯリング２０３ｂを介して、ガス供給管２３２の下流端が接続されている。
【００２４】
ガス供給管２３２の上流側には、処理ガスとしての酸素原子（Ｏ）を含むガス（以下、「酸素含有ガス」とも言う。）であるＯ２ガスを供給する酸素含有ガス供給管２３２ａの下流端と、処理ガスとしての窒素原子（Ｎ）を含むガス（以下、「窒素含有ガス」とも言う。）であるＮ２ガスを供給する窒素含有ガス供給管２３２ｂの下流端と、不活性ガスとしての希ガスである例えばＡｒガスを供給する希ガス供給管２３２ｃの下流端と、が合流するように接続されている。ガス供給管２３２、酸素含有ガス供給管２３２ａ、窒素含有ガス供給管２３２ｂ、希ガス供給管２３２ｃは、例えば石英、酸化アルミニウム等の非金属材料、及びＳＵＳ等の金属材料等のいずれかにより構成されている。
【００２５】
酸素含有ガス供給管２３２ａには、酸素ガス供給源２５０ａ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ２５２ａ及び開閉弁であるバルブ２５３ａが上流から順に接続されている。窒素含有ガス供給管２３２ｂには、窒素ガス供給源２５０ｂ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ２５２ｂ及び開閉弁であるバルブ２５３ｂが上流から順に接続されている。希ガス供給管２３２ｃには、Ａｒガス供給源２５０ｃ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ２５２ｃ及び開閉弁であるバルブ２５３ｃが上流から順に接続されている。
【００２６】
マスフローコントローラ２５２ａ〜２５２ｃ及びバルブ２５３ａ〜２５３ｃには、後述するコントローラ２２１が電気的に接続されている。コントローラ２２１は、処理室２０１内に供給するガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ２５２ａ〜２５２ｃ及びバルブ２５３ａ〜２５３ｃの開閉を制御するように構成されている。このように、バルブ２５３ａ〜２５３ｃを開閉させることにより、マスフローコントローラ２５２ａ〜２５２ｃにより流量制御しながら、ガス供給管２３２、バッファ室２３７及びガス吹出口２３９を介して、処理室２０１内に、Ｏ２ガス、Ｎ２ガス、およびＡｒガスの少なくともいずれか１種のガスを自在に供給できるように構成されている。
【００２７】
主に、シャワーヘッド２３６、Ｏリング２０３ｂ、ガス供給管２３２、酸素含有ガス供給管２３２ａ、窒素含有ガス供給管２３２ｂ、希ガス供給管２３２ｃ、マスフローコントローラ２５２ａ〜２５２ｃ、及びバルブ２５３ａ〜２５３ｃにより、本実施形態に係るガス供給部が構成されている。なお、酸素ガス供給源２５０ａ、窒素ガス供給源２５０ｂ、Ａｒガス供給源２５０ｃをガス供給部に含めて考えてもよい。
【００２８】
（排気部）
下側容器２１１の側壁下方には、処理室２０１内から処理ガス等を排気するガス排気口２３５が設けられている。ガス排気口２３５には、ガスを排気するガス排気管２３１の上流端が接続されている。ガス排気管２３１には、圧力調整器であるＡＰＣ２４２、開閉弁であるバルブ２４３、排気装置である真空ポンプ２４６が、上流から順に設けられている。ＡＰＣ２４２、バルブ２４３、真空ポンプ２４６には、後述するコントローラ２２１が電気的に接続されている。真空ポンプ２４６は、バルブ２４３を開けることにより、処理室２０１内を排気することが可能なように構成されている。また、ガス排気管２３１には、圧力センサ（図中省略）が設けられ、後述するコントローラ２２１に電気的に接続されている。ＡＰＣ２４２は、圧力センサにより検出された圧力情報に基づいて、ＡＰＣ２４２の弁開度を調整することにより、処理室２０１内の圧力値を調整できるように構成されている。主に、ガス排気口２３５、ガス排気管２３１、ＡＰＣ２４２、バルブ２４３により、本実施形態に係る排気部が構成されている。なお、真空ポンプ２４６を排気部に含めて考えてもよい。
【００２９】
（プラズマ生成部）
処理容器２０３（上側容器２１０）の外周には、処理室２０１内のプラズマ生成領域２２４を囲うように、プラズマ生成電極としての筒状電極２１５が設けられている。筒状電極２１５は、例えば円筒状に形成されている。
【００３０】
筒状電極２１５は、インピーダンスの整合を行う整合器（インピーダンス整合部）２７２を介して、高周波電力を発生する高周波電源２７３に接続されている。筒状電極２１５は、処理室２０１内のウエハ２００の表面に供給される処理ガスを励起させる放電機構として機能する。
【００３１】
処理容器２０３（上側容器２１０）の外周には、処理室２０１内のプラズマ生成領域２２４を囲うように、磁力発生手段としての上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂが設けられている。
【００３２】
例えば、筒状電極２１５の外側表面の上下端部には、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂがそれぞれ取り付けられている。上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂは、それぞれ筒状、例えばリング状に形成された永久磁石として構成されている。上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂは、処理室２０１の半径方向に沿った両端（すなわち、各磁石の内周端及び外周端）にそれぞれ磁極を有している。上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂの磁極の向きは、互いに逆向きになるよう配置されている。すなわち、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂの内周部の磁極同士は異極となっている。これにより、筒状電極２１５の内側表面に沿って、円筒軸方向の磁力線が形成されるよう構成されている。
【００３３】
処理室２０１内にＯ２ガス、Ｎ２ガスおよびＡｒガスの少なくともいずれかを供給した後、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂにより磁界が形成されている状態で筒状電極２１５に対して高周波電力を印加して電界を形成する。これにより、処理室２０１内のプラズマ生成領域２２４にマグネトロン放電プラズマが生成されるよう構成されている。この際、放出された電子を上述の電界及び磁界によって周回運動させることにより、プラズマの電離生成率が高まり、長寿命の高密度プラズマを生成させることができる。
【００３４】
また、筒状電極２１５と整合器２７２との間には、電圧測定部２７１ａが設けられている。電圧測定部２７１ａは、筒状電極２１５と整合器２７２との間の電位を測定するように構成されている。なお、電圧測定部２７１ａには、後述するコントローラ２２１が電気的に接続されている。
【００３５】
主に、筒状電極２１５、上部磁石２１６ａ、下部磁石２１６ｂにより、本実施形態に係るプラズマ生成部が構成されている。なお、整合器２７２、高周波電源２７３、および電圧測定部２７１ａをプラズマ生成部に含めて考えてもよい。
【００３６】
なお、筒状電極２１５、上部磁石２１６ａ、及び下部磁石２１６ｂの周囲には、これらが形成する電界及び磁界が外部環境や他処理炉等の装置に悪影響を及ぼさないように、電界及び磁界を有効に遮蔽する金属製の遮蔽板２２３が設けられている。
【００３７】
（第１インピーダンス制御部）
上述のように、サセプタ２１７の内部には、ウエハ２００の電位を調整するインピーダンス制御電極２１７ｃが設けられている。サセプタ２１７のインピーダンス制御電極２１７ｃには、第１インピーダンス制御部２７４の一端側が接続されている。第１インピーダンス制御部２７４の他端は接地されている。
【００３８】
第１インピーダンス制御部２７４は、ウエハ２００と接地との間のインピーダンスを制御するよう構成されている。第１インピーダンス制御部２７４は、例えば、インダクタンスを変更可能な第１コイル２７４ａと、第１コイル２７４ａに接続されコンダクタンスを変更可能な第１コンデンサ２７４ｂと、を有する。例えば、第１コイル２７４ａには、第１コンデンサ２７４ｂが直列に接続されている。第１インピーダンス制御部２７４は、第１コイル２７４ａのパターン数（インダクタンス）や第１コンデンサ２７４ｂの容量値（コンダクタンス）を制御することにより、インピーダンス制御電極２１７ｃ及びサセプタ２１７を介してウエハ２００の電位を制御することができるように構成されている。なお、第１インピーダンス制御部２７４には、後述するコントローラ２２１が電気的に接続されている。
【００３９】
また、インピーダンス制御電極２１７ｃと第１インピーダンス制御部２７４との間には、電圧測定部２７１ｂが設けられている。電圧測定部２７１ｂは、インピーダンス制御電極２１７ｃと接地との間の電位を測定するように構成されている。電圧測定部２７１ｂによって測定される「インピーダンス制御電極２１７ｃと接地との間の電位」とは、インピーダンス制御電極２１７ｃ（ウエハ２００）と接地との間における高周波のピーク間電圧のことである。なお、電圧測定部２７１ｂには、後述するコントローラ２２１が電気的に接続されている。
【００４０】
後述するように、第１インピーダンス制御部２７４は、例えば、主に基板処理工程においてウエハ２００と接地との間のインピーダンスを制御することにより、インピーダンス制御電極２１７ｃの電位、すなわちウエハ２００の電位を制御するよう構成されている。これにより、基板処理工程において、ウエハ２００へのプラズマ中のイオンの引き込み量を制御することができる。すなわち、ウエハ２００に対する処理レート（成膜レート等）を制御することができる。
【００４１】
（第２インピーダンス制御部）
基板処理装置１００は、第１インピーダンス制御部２７４とは別に第２インピーダンス制御部２７５を有している。例えば、第１インピーダンス制御部２７４には、第２インピーダンス制御部２７５が接続されている。本実施形態では、例えば、第２インピーダンス制御部２７５は第１インピーダンス制御部２７４と直列に接続されている。また、例えば、第２インピーダンス制御部２７５はサセプタ２１７が備えるインピーダンス制御電極２１７ｃと第１インピーダンス制御部２７４との間に接続されている。
【００４２】
第２インピーダンス制御部２７５は、ウエハ２００と接地との間のインピーダンスを補正するよう構成されている。第２インピーダンス制御部２７５は、第１インピーダンス制御部２７４とほぼ同一の機能を有する。
【００４３】
第２インピーダンス制御部２７５は、例えば、インダクタンスを変更可能な第２コイル２７５ａと、第２コイル２７５ａに接続されコンダクタンスを変更可能な第２コンデンサ２７５ｂと、を有する。例えば、第２コイル２７５ａには、第２コンデンサ２７５ｂが直列に接続されている。第２インピーダンス制御部２７５は、第２コイル２７５ａのパターン数や第２コンデンサ２７５ｂの容量値を制御することにより、インピーダンス制御電極２１７ｃ及びサセプタ２１７を介してウエハ２００の電位を制御できるように構成されている。なお、第２インピーダンス制御部２７５には、後述するコントローラ２２１が電気的に接続されている。
【００４４】
ここで、第２インピーダンス制御部２７５は、例えば、第１インピーダンス制御部２７４以上に精度良くインピーダンスを制御することができるよう構成されている。言い換えれば、第２インピーダンス制御部２７５のインピーダンスの制御範囲は、例えば、第１インピーダンス制御部２７４のインピーダンスの制御範囲よりも狭いか、または等しい。具体的には、例えば、第２コイル２７５ａのインダクタンス（パターン数）の制御範囲は、第１コイル２７４ａのインダクタンスの制御範囲よりも狭いか、または等しい。また、第２コンデンサ２７５ｂのコンダクタンスの制御範囲は、第１コンデンサ２７４ｂのコンダクタンスの制御範囲よりも狭いか、または等しい。また、第２インピーダンス制御部２７５のインピーダンスの制御範囲は、例えば、第１インピーダンス制御部２７４のインピーダンスの制御範囲と重なる部分を有していてもよい。また、第２インピーダンス制御部２７５のインピーダンスの分解能は、例えば、第１インピーダンス制御部２７４のインピーダンスの分解能以下である。これにより、補正工程のみに用いられる第２インピーダンス制御部２７５がインピーダンスを制御する精度を向上させることができる。
【００４５】
なお、上述の電圧測定部２７１ｂは、インピーダンス制御電極２１７ｃと第２インピーダンス制御部２７５との間に設けられている。
【００４６】
後述するように、第２インピーダンス制御部２７５は、例えば、主に補正工程においてウエハ２００と接地との間のインピーダンスを補正することにより、インピーダンス制御電極２１７ｃの電位、すなわちウエハ２００の電位を補正するよう構成されている。これにより、第２インピーダンス制御部２７５は、後述する補正工程において、装置インピーダンスを事前に補正することができるよう構成されている。
【００４７】
ここでいう「装置インピーダンス」とは、例えばプラズマ生成部における筒状電極２１５とサセプタ２１７内のインピーダンス制御電極２１７ｃとによって構成されるコンデンサ、または筒状電極２１５と処理容器２０３とによって構成されるコンデンサ等によって生じる装置固有のインピーダンスである。「装置インピーダンス」は、例えば、基板処理装置１００の構成物品の種類、構成物品の形状、構成物品の配置が装置間で同じであっても、基板処理装置１００の構成物品を組み上げる状態等に依存して変化しうる。「基板処理装置１００の構成物品を組み上げる状態」とは、ネジの締め付け具合（トルク等）、接地の程度、構成物品間のクリアランス等の状態のことである。このため、基板処理装置１００の構成物品を組み上げる状態等に依存して、装置間で装置インピーダンスの差が生じる可能性がある。そこで、第２インピーダンス制御部２７５は、後述する補正工程において、装置インピーダンスを事前に補正することができるよう構成されている。
【００４８】
（制御部）
図２に示すように、制御部としてのコントローラ２２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２２１ｂ、記憶装置２２１ｃ、Ｉ／Ｏポート２２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２２１ｂ、記憶装置２２１ｃ、Ｉ／Ｏポート２２１ｄは、内部バス２２１ｅを介して、ＣＰＵ２２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ２２１には、入出力装置２２５として、例えばタッチパネル、マウス、キーボード、操作端末等が接続されていてもよい。また、コントローラ２２１には、表示部として、例えばディスプレイ等が接続されていてもよい。なお、表示部を入出力装置２２５に含めて考えても良い。
【００４９】
記憶装置２２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤ−ＲＯＭ等で構成されている。記憶装置２２１ｃ内には、基板処理装置１００の動作を制御する制御プログラムや、基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２２１に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ２２１ｂは、ＣＰＵ２２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
【００５０】
Ｉ／Ｏポート２２１ｄは、上述のマスフローコントローラ２５２ａ〜２５２ｃ、バルブ２５３ａ〜２５３ｃ，２４３、ゲートバルブ２４４、ＡＰＣバルブ２４２、真空ポンプ２４６、ヒータ２１７ｂ、温度センサ２１７ｄ、整合器２７２、高周波電源２７３、電圧測定部２７１ａ、サセプタ昇降機構２６８、第１インピーダンス制御部２７４、第２インピーダンス制御部２７５、電圧測定部２７１ｂ等に接続されている。
【００５１】
ＣＰＵ２２１ａは、記憶装置２２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置２２５からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２２１ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ２２１ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、マスフローコントローラ２５２ａ〜２５２ｃによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２５３ａ〜２５３ｃ，２４３の開閉動作、ゲートバルブ２４４の開閉動作、ＡＰＣバルブ２４２の開閉動作並びに弁開度調整動作、真空ポンプ２４６の起動・停止、サセプタ昇降機構２６８の昇降動作、温度センサ２１７ｄの温度情報に基づくヒータ２１７ｂへの供給電力量調整動作（温度調整動作）、電圧測定部２７１ａの電圧情報に基づく整合器２７２及び高周波電源２７３の動作、電圧測定部２７１ｂの電圧情報に基づく第１インピーダンス制御部２７４によるインピーダンス制御動作、および第２インピーダンス制御部２７５によるインピーダンス補正動作等を、それぞれ制御するように構成されている。
【００５２】
また、例えば、コントローラ２２１は、後述する基板処理工程において第１インピーダンス制御部２７４によるインピーダンス制御動作を行っているときは第２インピーダンス制御部２７５によるインピーダンス補正動作を行うことができないように制御する。言い換えれば、コントローラ２２１は、第１インピーダンス制御部２７４および第２インピーダンス制御部２７５の両方が同時に動作することができないように構成されたインターロックを有している。これにより、第２インピーダンス制御部２７５によって一度補正された装置インピーダンスが、基板処理工程において誤って変えられることが抑制される。
【００５３】
なお、コントローラ２２１は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていてもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２２６を用意し、係る外部記憶装置２２６を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ２２１を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２２６を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置２２６を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、記憶装置２２１ｃや外部記憶装置２２６は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２２６単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
【００５４】
（２）基板処理工程Ｓ１２０
次に、本実施形態にかかる半導体製造工程の一工程として実施される基板処理工程について、図３を用いて説明する。かかる工程は、ＭＭＴ装置として構成された上述の基板処理装置１００により実施される。
【００５５】
まず、基板処理工程の前に、第２インピーダンス制御部２７５により事前に装置インピーダンスを補正する補正工程Ｓ１１０を実施する。この補正工程Ｓ１１０によって、基板処理装置１００は、装置インピーダンスが補正された状態となっている。補正工程Ｓ１１０の内容については、詳細を後述する。
【００５６】
以下では、例えば、シリコン膜（Ｓｉ膜）等を備えるウエハ２００を、プラズマを用いて改質処理する例について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１００を構成する各部の動作は、コントローラ２２１により制御される。  
【００５７】
（基板搬入・載置工程Ｓ１２１）
まず、ウエハ２００の搬送位置までサセプタ２１７を下降させ、サセプタ２１７の貫通孔２１７ａにウエハ突き上げピン２６６を貫通させる。その結果、突き上げピン２６６が、サセプタ２１７表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。続いて、ゲートバルブ２４４を開き、図中省略の搬送機構を用いて処理室２０１内にウエハ２００を搬入する。ウエハ２００は、サセプタ２１７の表面から突出したウエハ突き上げピン２６６上に水平姿勢で支持される。
【００５８】
処理室２０１内にウエハ２００を搬入したら、搬送機構を処理室２０１外へ退避させ、ゲートバルブ２４４を閉じて処理室２０１内を密閉する。そして、サセプタ昇降機構２６８を用いてサセプタ２１７を上昇させる。ウエハ２００はサセプタ２１７の上面に配置される。その後、サセプタ２１７を所定の位置まで上昇させて、ウエハ２００を所定の処理位置まで上昇させる。
【００５９】
なお、ウエハ２００を処理室２０１内に搬入する際には、排気部により処理室２０１内を排気しつつ、ガス供給部のバルブ２５３ｂを開け処理室２０１内にパージガスとしてのＮ２ガスを供給することが好ましい。すなわち、真空ポンプ２４６を作動させ、バルブ２４３を開けることにより、処理室２０１内を排気しつつ、バルブ２５３ｃを開けることにより、バッファ室２３７を介して処理室２０１内にＡｒガスを供給することが好ましい。これにより、処理室２０１内へのパーティクルの侵入や、ウエハ２００上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。なお、真空ポンプ２４６は、少なくとも基板搬入・載置工程Ｓ１２１の開始から後述する基板搬出工程Ｓ１２５が終了するまでの間は、常に作動させた状態とする。
【００６０】
（昇温・圧力調整工程Ｓ１２２）
続いて、サセプタ２１７の内部に埋め込まれたヒータ２１７ｂに電力を供給し、ウエハ２００の表面を加熱する。このとき、温度センサ２１７ｄにより検出された温度情報に基づいてヒータ２１７ｂへの供給電力を制御することによりウエハ２００の温度を制御する。ウエハ２００の温度が例えば室温以上６５０℃以下となるよう、ヒータ２１７ｂへの供給電力を制御する。
【００６１】
また、処理室２０１内が所定圧力（例えば１Ｐａ以上２６０Ｐａ以下、好ましくは１０Ｐａ以上１００Ｐａ以下）となるように、処理室２０１内を真空ポンプ２４６によって真空排気する。このとき、圧力センサにより検出された圧力情報に基づきＡＰＣ２４２の弁開度をフィードバック制御することにより、処理室２０１内の圧力を制御する。  
【００６２】
（改質処理工程Ｓ１２３）
ここでは、処理ガスとしてＯ２ガスを用いる例を説明する。
【００６３】
まず、バルブ２５３ａを開け、処理ガスであるＯ２ガスを、酸素含有ガス供給管２３２ａからバッファ室２３７を介して処理室２０１内に供給する。このとき、Ｏ２ガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ２５２ａにより調整する。
【００６４】
なお、処理ガスであるＯ２ガスを処理室２０１内に供給する際には、バルブ２５３を開け希ガス供給管２３２ｃから希釈ガスとしてのＡｒガスを処理室２０１内に供給してもよい。
【００６５】
処理ガスの供給を開始した後、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂにより磁界が形成されている状態で、筒状電極２１５に対して、高周波電源２７３から整合器２７２を介して所定の高周波電力（例えば５０Ｗ以上３０００Ｗ以下、好ましくは２００Ｗ以上１０００Ｗ以下）を印加する。これにより、処理室２０１内にマグネトロン放電が発生し、ウエハ２００の上方のプラズマ生成領域２２４に高密度プラズマが発生する。
【００６６】
このとき、電圧測定部２７１ａにより検出された筒状電極２１５の電位情報に基づいて、整合器２７２を制御することにより、筒状電極２１５から高周波電源２７３に向かう反射波を低減する。
【００６７】
また、第１インピーダンス制御部２７４が予め制御されていることにより、インピーダンス制御電極２１７ｃの電位、すなわちウエハ２００の電位を制御する。これにより、ウエハ２００へのプラズマ中のイオン引き込み量を制御することができる。すなわち、ウエハ２００に対する処理レート（改質レート、改質深さ、または成膜レート等）を制御することができる。
【００６８】
例えば改質処理工程Ｓ１２３の前に、第１インピーダンス制御部２７４を、予め所定のインピーダンス値に制御しておく。具体的には、例えば、第１インピーダンス制御部２７４における第１コイル２７４ａのパターン数や第１コンデンサ２７４ｂの容量値を制御することにより、処理室２０１内にプラズマが生成した状態で、インピーダンス制御電極２１７ｃ及びサセプタ２１７を介してウエハ２００の電位が所定値となるよう制御される。
【００６９】
このように、処理室２０１内にプラズマを発生させることにより、ウエハ２００の加熱温度が例えば６５０℃以下の低温領域の温度であっても、処理室２０１内に供給されたＯ２ガスが励起されて活性化される。そして、励起状態である酸素（Ｏ）原子（以下、酸素ラジカル（Ｏ＊）とも呼ぶ）がウエハ２００上に予め形成されたＳｉ膜に供給されることにより、ＳｉＯ２膜に改質される。
【００７０】
所定の処理時間が経過しＳｉＯ２膜への改質が終了したら、プラズマ生成部の筒状電極２１５に対する電力供給を停止する。そして、バルブ２５３ａを閉めて処理室２０１内へのＯ２ガスの供給を停止する。
【００７１】
なお、改質処理工程Ｓ１２３において、ウエハ２００の温度、処理室２０１内の圧力、各ガスの流量、筒状電極２１５に印加する電力、処理時間等の条件等は、改質対象の膜の材料や膜厚等によって任意に調整する。
【００７２】
（パージ及び大気復帰工程Ｓ１２４）
上述の改質処理工程Ｓ１２３が完了した後、バルブ２４３を開けたままとし、ガス排気管２３１からの排気を継続し、処理室２０１内の残留ガス等を排出する。すなわち、処理室２０１内の処理ガスの濃度が所定値以下となるまで、処理室２０１内を排気して残留ガス等を排出する。
【００７３】
例えば、後述の基板搬出工程（Ｓ１２５）を行うことができる処理ガス濃度になるまで、処理室２０１内を排気する。このとき、バルブ２５３ｃを開き、処理室２０１内にパージガスとしてのＮ２ガスを供給することで、処理室２０１内からの残留ガスの排出を促してもよい。
【００７４】
次に、ＡＰＣ２４２の開度を調整し、処理室２０１内の圧力を大気圧に復帰させつつ、ウエハ２００を所定の温度（例えば室温以上１００℃以下）に降温させる。具体的には、バルブ２５３ｃを開けたままとして、処理室２０１内に不活性ガスであるＡｒガスを供給しつつ、圧力センサにより検出された圧力情報に基づいて排気部のＡＰＣ２４２及びバルブ２４３の開度を制御することにより、処理室２０１内の圧力を大気圧に上昇させる。そして、温度センサにより検出された温度情報に基づいて、ヒータ２１７ｂの供給電力を制御することにより、ウエハ２００の温度を降下させる。
【００７５】
（基板搬出工程Ｓ１２５）
そして、サセプタ２１７をウエハ２００の搬送位置まで下降させ、サセプタ２１７の表面から突出させたウエハ突き上げピン２６６上にウエハ２００を支持させる。そして、ゲートバルブ２４４を開き、図中省略の搬送機構を用いてウエハ２００を処理室２０１の外へ搬出する。
【００７６】
（判定工程Ｓ１２６）
所定枚数のウエハ２００を処理したか否かを判定する。所定枚数のウエハ２００を処理していないとき（Ｓ１２６でＮｏの場合）、次のウエハ２００に対して基板搬入・載置工程Ｓ１２１を開始する。所定枚数のウエハ２００を処理したとき（Ｓ１２６でＹｅｓの場合）、本実施形態の基板処理工程Ｓ１２０を終了する。
【００７７】
（３）補正工程Ｓ１１０
ここで、複数の基板処理装置１００を用い、基板処理工程を行う場合について考える。この場合、装置間で装置インピーダンスの差が生じることがある。上述のように、「装置インピーダンス」とは、基板処理装置１００の構成物品を組み上げる状態等に依存して変化しうる装置固有のインピーダンスである。
【００７８】
装置間で装置インピーダンスの差が生じている場合、各々の基板処理装置１００において同一の基板処理を行うように、第１インピーダンス制御部２７４における設定条件を統一させた場合であっても、装置毎にウエハ２００の電位が異なってしまう可能性がある。この場合、装置毎にウエハ２００へのプラズマ中のイオン引き込み量が異なってしまう。したがって、装置間で装置インピーダンスの差が生じたことを起因として、装置毎にウエハ２００に対する処理レート等が異なってしまう可能性がある。
【００７９】
具体的には、例えば、各々の基板処理装置１００において、第１インピーダンス制御部２７４における第１コイル２７４ａのパターン数や第１コンデンサ２７４ｂの容量値をそれぞれ各装置間で共通の所定値に設定した場合であっても、装置毎にウエハ２００に対する処理レート等が異なってしまう可能性がある。
【００８０】
これを解決する方法として、基板処理工程Ｓ１２０中において装置毎に第１インピーダンス制御部２７４により調整を図ることにより、装置間における装置インピーダンスの差を補正することが考えられる。
【００８１】
しかしながら、各々の基板処理装置１００において同一の基板処理を行うにもかかわらず、第１インピーダンス制御部２７４における設定条件が装置毎に異ならせる必要性が生じる。例えば、基板処理装置１００の数が増えるにつれて、複数の基板処理装置１００を含む半導体製造ライン全体としての基板処理の制御が複雑化していく可能性がある。
【００８２】
これに対して、本実施形態によれば、図３に示されているように、以下のようにして、基板処理工程Ｓ１２０の前に第１インピーダンス制御部２７４とは別に設けられた第２インピーダンス制御部２７５により装置インピーダンスを補正する補正工程を行う。
【００８３】
以下、図４を用い、本実施形態に係る補正工程Ｓ１１０について説明する。図４は、本実施形態に係る補正工程を示すフロー図である。
【００８４】
補正工程Ｓ１１０は、例えば、基板処理装置１００を製造する装置メーカが基板処理装置１００を出荷する前に実施される。
【００８５】
（第１インピーダンス制御部設定工程Ｓ１１１）
図４に示されているように、第１インピーダンス制御部２７４を所定の設定条件に固定する。具体的には、例えば、第１コイル２７４ａのパターン数や第１コンデンサ２７４ｂの容量値をそれぞれ所定値に固定する。
【００８６】
このとき、例えば、第１インピーダンス制御部２７４を基板処理工程Ｓ１２０で適用される所定の条件に固定する。言い換えれば、所定の条件とは、所定の処理を行うために既に最適化された条件である。これにより、例えば、基板処理工程Ｓ１２０を所定の条件で行うことが限定されている場合等において、補正後の装置毎におけるウエハ２００に対する処理レート等の精度を向上させることができる。
【００８７】
または、例えば、第１インピーダンス制御部２７４をインピーダンス制御可能範囲の中心付近の状態に固定する。具体的には、例えば、第１コイル２７４ａのパターン数を中心値付近に設定し、または、第１コンデンサ２７４ｂの容量値を中心値付近に設定する。これにより、補正後の基板処理装置１００において、第１インピーダンス制御部２７４による制御範囲を広く設定できる状態で装置インピーダンスを補正することができる。
【００８８】
（標準プロセス工程Ｓ１１２）
次に、処理室２０１内にウエハ２００を搬入し、以下のようにして基板処理工程１２０と同等の工程を行う。ここで投入されるウエハ２００は、例えば製品としてのウエハ２００と同等のダミーウエハ、ベアＳｉウエハ、ＳｉＯｘ膜等が一様に形成されたウエハ等である。
【００８９】
ヒータ２１７ｂに電力を供給し、ウエハ２００の表面を所定の温度となるように加熱する。また、処理室２０１内の圧力が所定の圧力となるように、処理室２０１内を真空ポンプ２４６によって真空排気する。
【００９０】
次に、処理室２０１内に補正工程Ｓ１１０のための所定の処理ガスを供給する。筒状電極２１５に対して、高周波電源２７３から整合器２７２を介して所定の高周波電力を印加する。
【００９１】
このとき、例えば、補正工程Ｓ１１０のための所定条件（標準条件）となるように、ウエハ２００の温度、処理室２０１内の圧力、ガス供給量、およびプラズマ生成部による供給電力を調整する。補正工程Ｓ１１０のための標準条件は、例えば、出荷検査に用いられる条件、または製品としてのウエハ２００に対して実施される改質処理工程Ｓ１２３と同等の処理条件である。
【００９２】
（第２インピーダンス制御部補正工程Ｓ１１３）
次に、第２インピーダンス制御部２７５により、インピーダンス制御電極２１７ｃ（すなわち、ウエハ２００）および接地の間のインピーダンスを補正する。例えば、以下のようにして第２インピーダンス制御部２７５を制御する。
【００９３】
処理室２０１内に上記した標準条件下で処理ガスのプラズマを生成したときに、電圧測定部２７１ｂにより検出されたウエハ２００および接地の間の電圧が所定の電圧値の範囲内となるように、第２インピーダンス制御部２７５を制御する。このとき、第１インピーダンス制御部２７４を所定の設定条件に固定した状態で第２インピーダンス制御部２７５を制御する。
【００９４】
具体的には、第２インピーダンス制御部２７５における第２コイル２７５ａのパターン数や第２コンデンサ２７５ｂの容量値を制御して、インピーダンス制御電極２１７ｃ（すなわちウエハ２００）及び接地の間のインピーダンスを補正する。これにより、例えば、ウエハ２００および接地の間における高周波のピーク間電圧が所定の電圧値の範囲内となるように調整される。
【００９５】
ウエハ２００および接地の間における「所定の電圧値の範囲」とは、装置間の装置インピーダンスの差における許容範囲に影響する。「所定の電圧値の範囲」とは、例えば、装置間におけるウエハ２００に対する処理レートの差が許容範囲となるときの電圧値の範囲である。好ましくは、「所定の電圧値の範囲」とは、例えば、装置間におけるウエハ２００に対する処理レートの差が無視できるほど小さくなるときの電圧値の範囲である。
【００９６】
第２インピーダンス制御部補正工程Ｓ１１３により、例えば、装置間の装置インピーダンスの差が許容範囲内となるように、それぞれの基板処理装置１００の装置インピーダンスが補正される。
【００９７】
このように、装置毎に第２インピーダンス制御部２７５によって装置インピーダンスを事前に補正することにより、装置間の装置インピーダンスの差を縮小することができる。したがって、装置毎にウエハ２００に対する処理レートが異なることを抑制することができる。
【００９８】
以上により、補正工程Ｓ１１０を終了する。補正工程Ｓ１１０の後、第２インピーダンス制御部２７５が補正された状態で固定し、製品としてのウエハ２００に対して基板処理工程Ｓ１１０を実施する。
【００９９】
（４）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【０１００】
（ａ）本実施形態によれば、第１インピーダンス制御部２７４には、ウエハ２００および接地の間のインピーダンスを補正する第２インピーダンス制御部２７５が接続されている。すなわち、第２インピーダンス制御部２７５は、基板処理工程Ｓ１２０に用いられる第１インピーダンス制御部２７４とは別に設けられている。これにより、第２インピーダンス制御部２７５によって装置インピーダンスを事前に補正することができる。すなわち、少なくとも基板処理工程Ｓ１２０の前までに、装置間で装置インピーダンスが揃っている状態とすることができる。
【０１０１】
（ｂ）本実施形態によれば、基板処理工程Ｓ１２０の前における補正工程Ｓ１１０では、第２インピーダンス制御部２７５により、ウエハ２００および接地の間のインピーダンスを補正する。これにより、第２インピーダンス制御部によって装置インピーダンスを事前に補正することにより、装置間の装置インピーダンスの差を縮小することができる。したがって、装置毎にウエハ２００に対する処理レートが異なることを抑制することができる。
【０１０２】
（ｃ）本実施形態によれば、補正工程Ｓ１１０では、処理室２０１内に所定条件下で処理ガスのプラズマを生成したときにウエハ２００および接地の間の電圧が所定の電圧値の範囲内となるように、第２インピーダンス制御部２７５を制御する。これにより、装置間の装置インピーダンスの差が許容範囲内となるように、それぞれの基板処理装置１００の装置インピーダンスを補正することができる。
【０１０３】
（ｄ）本実施形態によれば、例えば、コントローラ２２１は、後述する基板処理工程において第１インピーダンス制御部２７４によるインピーダンス制御動作を行っているときは第２インピーダンス制御部２７５によるインピーダンス補正動作を行うことができないように制御する。言い換えれば、コントローラ２２１は、第１インピーダンス制御部２７４および第２インピーダンス制御部２７５の両方が同時に動作することができないように構成されたインターロックを有している。これにより、第２インピーダンス制御部２７５によって一度補正された装置インピーダンスが、基板処理工程において誤って変えられることが抑制される。
【０１０４】
＜本実施形態の変形例＞
図５を用い、本発明の第１実施形態の変形例について説明する。図５は、本実施形態の変形例に係る基板処理装置の断面概略図である。
【０１０５】
本実施形態の変形例は、ランプ加熱ユニット２８０が設けられている点が上述の本実施形態と異なる。以下、本変形例では、本実施形態と異なる要素についてのみ説明し、本実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０６】
図５に示されているように、基板処理装置１０２において、処理室２０１の上方、つまり上側容器２１０の上方には、ランプ加熱ユニット２８０が設けられていてもよい。ランプ加熱ユニット２８０は、赤外線等を照射することでウエハ２００を加熱するよう構成されている。例えば、ランプ加熱ユニット２８０は、処理室２０１の上方、つまり上側容器２１０の上面に設けられた光透過窓２７８を介して処理室２０１内に光を照射するよう構成されている。
【０１０７】
また、ヒータ２１７ｂとランプ加熱ユニット２８０とを併用することで、ヒータ２１７ｂのみを用いて加熱する場合と比較して、より短時間でウエハ２００を昇温させることが可能である。なお、ヒータ２１７ｂを設けずに、ランプ加熱ユニット２８０のみを用いてウエハ２００を加熱するようにしてもよい。
【０１０８】
ランプ加熱ユニット２８０は、コントローラ２２１により制御するように構成されている。
【０１０９】
本変形例のように、ランプ加熱ユニット２８０により非接触にウエハ２００を加熱してもよい。
【０１１０】
＜本発明の第２実施形態＞
図６を用い、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、本実施形態に係る基板処理装置の断面概略図である。
【０１１１】
本実施形態は、第２インピーダンス制御部の配置が第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態と異なる要素についてのみ説明し、第１実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１１２】
（１）第２インピーダンス制御部
図６に示されているように、本実施形態の基板処理装置１０３は、処理容器２０３に接続された第２インピーダンス制御部２７７を有する。具体的には、例えば、第２インピーダンス制御部２７７は、下側容器２１１に接続されている。また、第２インピーダンス制御部２７７は、例えば、第１インピーダンス制御部２７４から離間して設けられている。
【０１１３】
第２インピーダンス制御部２７７は、処理容器２０３の下側容器２１１と接地との間のインピーダンスを補正するよう構成されている。第２インピーダンス制御部２７７は、第１インピーダンス制御部２７４とほぼ同一の機能を有する。
【０１１４】
第２インピーダンス制御部２７７は、例えば、インダクタンスを変更可能な第２コイル２７７ａと、第２コイル２７７ａに接続されコンダクタンスを変更可能な第２コンデンサ２７７ｂと、を有する。例えば、第２コイル２７７ａには、第２コンデンサ２７７ｂが直列に接続されている。第２インピーダンス制御部２７７は、第２コイル２７７ａのパターン数や第２コンデンサ２７７ｂの容量値を制御することにより、処理容器２０３の下側容器２１１の電位を制御できるように構成されている。なお、第２インピーダンス制御部２７７には、コントローラ２２１が電気的に接続されている。
【０１１５】
（２）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【０１１６】
（ａ）本実施形態によれば、処理容器２０３には、第２インピーダンス制御部２７７が接続されている。第２インピーダンス制御部２７７は、処理容器２０３および接地の間のインピーダンスを補正するよう構成されている。これにより、サセプタ２１７ではなく処理容器２０３に接続されている第２インピーダンス制御部２７５によっても、装置インピーダンスを事前に補正することができる。また、第２インピーダンス制御部２７７を、第１インピーダンス制御部２７４から独立して補正することができる。
【０１１７】
（ｂ）本実施形態によれば、補正工程Ｓ１１０では、第２インピーダンス制御部２７７により、処理容器２０３および接地の間のインピーダンスを補正する。処理容器２０３および接地の間のインピーダンスを補正することによっても、ウエハ２００の電位を調整することができる。これにより、装置間の装置インピーダンスの差を縮小することができる。
【０１１８】
＜本発明の第３実施形態＞
図７を用い、本発明の第３実施形態について説明する。図７は、本実施形態に係る基板処理装置としてのＩＣＰ型プラズマ処理装置の断面概略図である。
【０１１９】
本実施形態は、基板処理装置１０４がＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）方式プラズマ処理装置である点が第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態と異なる要素についてのみ説明し、第１実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１２０】
図７に示されているように、本実施形態に係る基板処理装置１０４は、ＩＣＰ方式のプラズマ生成部を有している。誘電コイル３１５ａは、処理容器２０３の天井側の外側に設けられている。誘電コイル３１５ａは、整合器２７２ａを介して高周波電源２７３ａに接続されている。また、誘電コイル３１５ｂは、処理容器２０３の外周壁の外側に設けられている。誘電コイル３１５ｂは、整合器２７２ｂを介して高周波電源２７３ｂに接続されている。
【０１２１】
本実施形態の改質処理工程Ｓ１２３では、処理ガスをガス供給管２３２から、ガス導入部２３４を経由して処理室２０１内へ供給する。また、プラズマ生成部である誘電コイル３１５ａ，３１５ｂへ高周波電力が供給されることにより、電磁誘導により処理室２０１内に電界が生じる。この電界をエネルギーとして、供給された処理ガスをプラズマ状態として励起させて、活性種を生成することができる。
【０１２２】
本実施形態によれば、基板処理装置１０４がＩＣＰ方式プラズマ処理装置である場合でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２３】
＜本発明の第４実施形態＞
図８を用い、本発明の第４実施形態について説明する。図８は、本実施形態に係る基板処理装置としてのＥＣＲ型プラズマ処理装置の断面概略図である。
【０１２４】
本実施形態は、基板処理装置１０５がＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）型プラズマ処理装置である点が第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態と異なる要素についてのみ説明し、第１実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１２５】
図８に示されているように、本実施形態に係る基板処理装置１０５は、ＥＣＲ方式のプラズマ生成部を有している。本実施形態に係るプラズマ生成部は、マイクロ波を供給してプラズマを生成する整合器２７２ｂ、高周波電源２７３ｂ、マイクロ波導入管４１５ａ及び誘電コイル４１５ｂ、磁力発生手段としての磁石２１６ｃを備えている。
【０１２６】
マイクロ波導入管４１５ａは、処理容器２０３の天井壁に設けられている。磁力発生手段としての磁石２１６ｃは、処理容器２０３の上方に設けられている。また、誘電コイル４１５ｂは、処理容器２０３の外周壁の外側に設けられている。誘電コイル４１５ｂは、整合器２７２ｂを介して高周波電源２７３ｂに接続されている。
【０１２７】
本実施形態の改質処理工程Ｓ１２３では、処理ガスをガス供給管２３２から、ガス導入部２３４を経由して処理室２０１内へ供給する。また、マイクロ波導入管４１５ａへマイクロ波４１８ａを導入し、マイクロ波４１８ａを処理室２０１へ放射させる。このマイクロ波４１８ａと、誘電コイル４１５ｂからの高周波電力とにより、供給された処理ガスをプラズマ状態として励起させ、活性種を生成することができる。なお、マイクロ波として、例えば可変周波数マイクロ波（ＶＦＭ）、固定周波数マイクロ波（ＦＦＭ）等を用いることができる。
【０１２８】
本実施形態によれば、基板処理装置１０５がＥＣＲ型プラズマ処理装置である場合でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２９】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【０１３０】
また、上述の実施形態では、ウエハ２００上にＳｉ膜が予め形成されている場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ウエハ２００上に、ＳｉＯｘ膜等の酸化膜、ＳｉＮ膜等の窒化膜等が予め形成されていてもよい。この場合、処理ガスとして、酸素含有ガス（Ｏ２ガス）、窒素含有ガス（Ｎ２ガス）または炭素含有ガス等を処理室２０１内に供給して、酸化処理、窒化処理、または炭化処理を行っても良い。
【０１３１】
また、例えばウエハ２００上にＳｉＯＮ膜等、酸窒化膜が所定の成膜温度で予め形成されていてもよい。この場合、処理ガスとして、酸素原子（Ｏ）及び窒素原子（Ｎ）を含むガスである例えば一酸化窒素（ＮＯ）ガスや亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）ガス等を処理室２０１内に供給することが好ましい。
【０１３２】
また、上述の実施形態では、第１インピーダンス制御部２７４および第２インピーダンス制御部２７５において、第１コイル２７４ａおよび第２コイル２７５ａがそれぞれ第１コンデンサ２７４ｂおよび第２コンデンサ２７５ｂに直列に接続されている場合を説明したが、第１インピーダンス制御部の回路構成はこれに限定されるものではない。第１インピーダンス制御部および第２インピーダンス制御部において、それぞれ第１コイルおよび第２コイルは複数設けられていてもよく、また、それぞれ第１コンデンサおよび第２コンデンサも複数設けられていてもよい。また、第１インピーダンス制御部および第２インピーダンス制御部は、第１コイルおよび第２コイルが第１コンデンサおよび第２コンデンサに並列に接続されている部分を有していてもよい。
【０１３３】
また、上述の実施形態では、第２インピーダンス制御部２７５が第１インピーダンス制御部２７４又は処理容器２０３のいずれか一方にのみ接続されている場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第２インピーダンス制御部は、第１インピーダンス制御部および前記処理容器の両方に接続されていてもよい。言い換えれば、補正用の第２インピーダンス制御部が、第１実施形態で説明した第２インピーダンス制御部２７５に相当する第１部分と、第２実施形態で説明した第２インピーダンス制御部２７７に相当する第２部分と、を有していてもよい。この場合、第２インピーダンス制御部により、ウエハ並びに接地の間、および処理容器並びに接地の間の両方のインピーダンスを補正することができる。
【０１３４】
また、上述の実施形態では、改質処理工程Ｓ１２３において、プラズマ生成部によってプラズマの生成を開始する前に、第１インピーダンス制御部２７４が予め制御されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。改質工程において、プラズマ生成部によってプラズマを生成しているときに、第１インピーダンス制御部を制御してもよい。または、プラズマ生成部によってプラズマの生成を開始した後に、第１インピーダンス制御部を制御してもよい。
【０１３５】
また、上述の実施形態では、補正工程Ｓ１１０は例えば基板処理装置１００を製造する装置メーカが基板処理装置１００を出荷する前に実施される場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上述の補正工程は、基板処理装置を購入して使用する半導体装置メーカ（装置ユーザ）で実施されてもよい。すなわち、上述の補正工程は、半導体製造装置メーカおよび装置ユーザの少なくともいずれかにおいて実施されればよい。また、補正工程は、装置ユーザが基板処理装置をメンテナンスするときや基板処理装置の構成物品を変更、補修または交換するとき、基板処理プロセスの変更時、処理される基板の変更時などにおいても行ってもよい。
【０１３６】
また、上述の実施形態では、基板処理装置が一つの処理容器を有する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。基板処理装置は、マルチチャンバ型であってもよい。すなわち、基板処理装置は、処理容器、基板支持部、処理ガス供給部、排気部、プラズマ生成部、第１インピーダンス制御部、および第２インピーダンス制御部を有する複数の処理炉と、複数の処理炉の間で基板を搬送する搬送室と、を備えていてもよい。このようなマルチチャンバ型の基板処理装置では、処理炉ごとにウエハに対する処理レートが等しいことが求められることから、本実施形態を適用することは特に有効である。
【０１３７】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【０１３８】
（付記１）
本発明の一態様によれば、
基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、前記基板を支持する基板支持部と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記処理容器内を排気する排気部と、
処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記基板支持部に接続された第１インピーダンス制御部と、
前記第１インピーダンス制御部および前記処理容器の少なくともいずれかに接続された第２インピーダンス制御部と、
前記第１インピーダンス制御部は、前記基板と接地との間のインピーダンスを制御し、前記第２インピーダンス制御部は、前記基板並びに接地の間、および前記処理容器並びに接地の間の少なくともいずれかのインピーダンスを補正するように制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【０１３９】
（付記２）
付記１に記載された基板処理装置であって、好ましくは、
前記基板支持部内に設けられ、前記基板の電位を調整するインピーダンス制御電極を有し、
前記第１インピーダンス制御部は、前記インピーダンス制御電極に接続される。
【０１４０】
（付記３）
付記１又は２に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記第２インピーダンス制御部は、前記第１インピーダンス制御部と直列に接続される。
【０１４１】
（付記４）
付記１乃至３のいずれかに記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記第２インピーダンス制御部は、前記基板支持部と前記第１インピーダンス制御部との間に接続され、前記基板および接地の間のインピーダンスを補正する。
【０１４２】
（付記５）
付記１乃至４のいずれかに記載された基板処理装置であって、好ましくは、
前記第１インピーダンス制御部の一端は、接地されるよう構成されている。
【０１４３】
（付記６）
付記１又は２に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記第２インピーダンス制御部の一端は前記処理容器に接続され、
前記第２インピーダンス制御部の他端は接地されるよう構成され、
前記第１インピーダンス制御部は、前記処理容器および接地の間のインピーダンスを補正する。
【０１４４】
（付記７）
付記１乃至６のいずれかに記載された基板処理装置であって、好ましくは、
前記第１インピーダンス制御部は、
インダクタンスを変更可能な第１コイルと、
前記第１コイルに接続されコンダクタンスを変更可能な第１コンデンサと、
を有する。
【０１４５】
（付記８）
付記１乃至７のいずれかに記載された基板処理装置であって、好ましくは、
前記第２インピーダンス制御部は、
インダクタンスを変更可能な第２コイルと、
前記第２コイルに接続されコンダクタンスを変更可能な第２コンデンサと、
を有する。
【０１４６】
（付記９）
付記１乃至８のいずれかに記載された基板処理装置であって、好ましくは、
前記基板支持部に接続され、前記基板および接地の間の電圧を測定する電圧測定部を有する。
【０１４７】
（付記１０）
付記１乃至９のいずれかに記載された基板処理装置であって、好ましくは、
前記制御部は、
前記基板支持部に基板を載置する処理と、
前記処理容器内を排気しつつ、前記基板に処理ガスを供給する処理と、
処理ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを前記基板に照射する工程と、
前記基板支持部に接続された第１インピーダンス制御部により前記基板および接地の間のインピーダンスを制御する処理と、
を有する基板処理を実行し、
前記基板処理の前に、
前記第２インピーダンス制御部により、前記基板並びに接地の間、および前記処理容器並びに接地の間の少なくともいずれかのインピーダンスを補正する補正処理を実行するよう、前記処理ガス供給部、前記排気部、前記プラズマ生成部、前記第１インピーダンス制御部、および前記第２インピーダンス制御部を制御する。
【０１４８】
（付記１１）
付記１０に記載された基板処理装置であって、好ましくは、
前記プラズマ生成部は、
処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成電極と、
前記プラズマ生成電極に接続され、前記プラズマ生成電極に高周波電力を供給する高周波電源と、
前記プラズマ生成電極および前記高周波電源の間に接続され、前記プラズマ生成電極および前記高周波電源の間のインピーダンスを制御するインピーダンス整合部と、
前記処理容器の外側を囲むように設けられた磁力発生部と、
を有し、
前記プラズマ生成電極は、
前記処理容器および前記磁力発生部の間に設けられ、前記処理容器の外側を囲むように設けられる。
【０１４９】
（付記１２）
本発明の他の態様によれば、
基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、前記基板を支持する基板支持部と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記処理容器内を排気する排気部と、
処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記基板支持部に接続された第１インピーダンス制御部と、
前記第１インピーダンス制御部に接続された第２インピーダンス制御部と、
前記第１インピーダンス制御部は、前記基板と接地との間のインピーダンスを制御し、前記第２インピーダンス制御部は、前記基板および接地の間のインピーダンスを補正するように制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【０１５０】
（付記１３）
本発明の更に他の態様によれば、
基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、前記基板を支持する基板支持部と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記処理容器内を排気する排気部と、
処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記基板支持部に接続された第１インピーダンス制御部と、
前記処理容器に接続された第２インピーダンス制御部と、
前記第１インピーダンス制御部は、前記基板と接地との間のインピーダンスを制御し、前記第２インピーダンス制御部は、前記処理容器および接地の間のインピーダンスを補正するように制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【０１５１】
（付記１４）
本発明の更に他の態様によれば、
処理容器内に設けられた基板支持部に基板を載置する工程と、
前記処理容器内を排気しつつ、前記基板に処理ガスを供給する工程と、
処理ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを前記基板に照射する手順と、
前記基板支持部に接続された第１インピーダンス制御部により前記基板および接地の間のインピーダンスを制御する工程と、
を有する基板処理工程の前に、
前記第１インピーダンス制御部および前記処理容器の少なくともいずれかに接続された第２インピーダンス制御部により、前記基板並びに接地の間、および前記処理容器並びに接地の間の少なくともいずれかのインピーダンスを補正する補正工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０１５２】
（付記１５）
付記１４に記載された半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記補正工程では、
前記処理容器内に所定条件下で処理ガスのプラズマを生成したときに前記基板および接地の間の電圧が所定の電圧値の範囲内となるように前記第２インピーダンス制御部を制御する。
【０１５３】
（付記１６）
付記１４又は１５に記載された半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記補正工程では、
前記第１インピーダンス制御部を所定の設定条件に固定した状態で前記第２インピーダンス制御部を制御する。
【０１５４】
（付記１７）
付記１６に記載された半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第１インピーダンス制御部は、
インダクタンスを変更可能な第１コイルと、
前記第１コイルに接続されコンダクタンスを変更可能な第１コンデンサと、
を有し、
前記補正工程では、
前記第１コイルのインダクタンスおよび前記第１コンデンサのコンダクタンスをそれぞれ所定値に固定する。
【０１５５】
（付記１８）
本発明の更に他の態様によれば、
処理容器内に設けられた基板支持部に基板を載置する手順と、
前記処理容器内を排気しつつ、前記基板に処理ガスを供給する手順と、
処理ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを前記基板に照射する手順と、
前記基板支持部に接続された第１インピーダンス制御部により前記基板および接地の間のインピーダンスを制御する手順と、
を有する基板処理手順を実行させ、
前記基板処理手順の前に、
前記第１インピーダンス制御部および前記処理容器の少なくともいずれかに接続された第２インピーダンス制御部により、前記基板並びに接地の間、および前記処理容器並びに接地の間の少なくともいずれかのインピーダンスを補正する補正手順を、コンピュータに実行させるプログラムが提供される。
【０１５６】
（付記１９）
本発明の更に他の態様によれば、
処理容器内に設けられた基板支持部に基板を載置する手順と、
前記処理容器内を排気しつつ、前記基板に処理ガスを供給する手順と、
処理ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを前記基板に照射する手順と、
前記基板支持部に接続された第１インピーダンス制御部により前記基板および接地の間のインピーダンスを制御する手順と、
を有する基板処理手順を実行させ、
前記基板処理手順の前に、
前記第１インピーダンス制御部および前記処理容器の少なくともいずれかに接続された第２インピーダンス制御部により、前記基板並びに接地の間、および前記処理容器並びに接地の間の少なくともいずれかのインピーダンスを補正する補正手順を、コンピュータに実行させるプログラムが格納された記録媒体が提供される。
【符号の説明】
【０１５７】
２００    ウエハ（基板）
２０１    処理室
２０３    処理容器
２１５    筒状電極（プラズマ生成電極）
２１６ａ  上部磁石（磁力発生手段）
２１６ｂ  下部磁石
２１７    サセプタ（基板支持部）
２１７ｂ  ヒータ（加熱部）
２２１    コントローラ（制御部）
２３１    ガス排気管
２３５    ガス排気口
２４２    ＡＰＣバルブ
２７４    第１インピーダンス制御部
２７５    第２インピーダンス制御部
【図１】
2014183106.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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