(57)【要約】【課題】処理ガスのプラズマが基板に到達する量を適宜変更可能とする。【解決手段】  処理室内に設けられ、基板を載置する載置部を複数有し、接地されている基板載置台と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記基板載置台表面と対向するように設けられた一組の電極と、前記電極に接続された電源と、前記電源と前記電極の間に設けられ、プラズマ方式を切り替える切替え部と、を有する基板処理装置を提供する。 【選択図】図１
2015191915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内に設けられ、基板を載置する載置部を複数有し、接地されている基板載置台と、  
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記基板載置台表面と対向するように設けられた一組の電極と、
前記電極に接続された電源と、前記電源と前記電極の間に設けられ、プラズマ方式を切り替える切替え部と、
を有する基板処理装置。
【請求項２】
前記切替え部は、前記一組の電極間でプラズマを生成する第一のプラズマ生成回路と、
前記一組の電極と前記基板載置台の間でプラズマを生成する第二のプラズマ生成回路とを切り替えるよう構成されている請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
処理室内に設けられ、接地された基板載置台の複数の載置部上に基板を載置する工程と、
前記処理室に処理ガスを供給する工程と、
前記基板載置台表面と対向するように設けられた一組の電極と、前記電極に接続された電源との間でプラズマ方式を切り替える工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する基板処理装置、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術について図３から図４で説明する。
図３（ａ）は一般的にパンケーキ型と呼ばれる基板処理装置における、サセプタ２の上に載置した複数の被処理基板９を回転させながら成膜する装置の反応室１の蓋７を取り去って反応室１の内部が見えるようにした平面図であり、図３（ｂ）はその側面図(ａ−ａ´矢視図)である。
【０００３】
反応室１は反応室壁３と蓋７で気密に保持され、反応室１内部に設けたヒータ６の上に円盤状のサセプタ２を回転可能に設けている。サセプタ２は回転軸１６を中心に所定の回転数で回転可能で、サセプタ２上の複数の被処理基板９を一括して回転させながら処理する構造となっている。
【０００４】
サセプタ２の上部の３つの区画にはシャワー板２１，２２，２３が設けてあり、それぞれのシャワー板に設けたガス導入ポート２５，２６，２７から処理ガスを導入し、回転しているサセプタ２上に処理ガスをシャワー状に供給する構造となっている。また他の一つの区画には一対の電極１３が設けてあり、該電極間に交流電力を印可することでプラズマ１２を生成する構造となっている。
【０００５】
図４は図３におけるｂ−ｂ´矢視図で電極１３周辺の構造を拡大して示している。
１対の電極１３は絶縁ブロック１９で反応室１の蓋７と電気的に絶縁され、フィーダ２８により、交流電源１７の出力する交流電力を整合器１８及び絶縁トランス１４を介して一対の扇形をした容量結合型電極１３に印加できる構造となっている。
【０００６】
フィーダ２８の蓋７の貫通部には絶縁管８が設けてあり、蓋７とフィーダ２８が電気的に導通しない構造となっている。
【０００７】
またフィーダ２８の挿入部導電性材料で構成したフィーダシールキャップ２９と、セラミック等の絶縁性材料で構成したフィーダベース３０のＯリング３１，３２により気密が保持される構造となっている。
【０００８】
蓋７にはガス導入ポート３８が設けてあり、蓋７と絶縁ブロック１９を貫通する穴を経由して電極１３の間に処理ガスを供給する構造となっている。
【０００９】
次に従来例のプラズマ生成方式である、ダウンフロー方式による装置の動作をシリコン基板（被処理基板９）の窒化処理を例にして説明する。反応室１内は図示しないポンプで排気され常時減圧に保持されている。図示しないロードロック室から複数の被処理基板９を、サセプタ２を回転させながら順次サセプタ２に搬送する。
【００１０】
サセプタ２上に搬送された複数の被処理基板９は回転軸１６を中心に所定の速度で回転し、同時にヒータ６で所定の温度に加熱される。
【００１１】
サセプタ２上の被処理基板９が所定の温度に達したらガス導入ポート２５、２６、２７、３８から窒素ガスを供給し、反応室１内の圧力が一定になるように図示しない圧力制御ユニットで制御する。圧力が所定の値になったら、交流電源１７の出力する交流電力を整合器１８、絶縁トランス１４、フィーダ２８を介して電極１３に印加し窒素のプラズマ１２を生成する。
【００１２】
放電は一対の電極１３の間で行われ、プラズマ１２は電極間及び電極表面に沿って生成され、拡散によりサセプタ２上の被処理基板９にも到達する。周波数が４００ＫＨｚの場合はプラズマ１２中のイオン等は交流電界で加速され振動するが、電界は電極間に生じる為、イオンの振動も図４の矢印２０で示すように１対の電極１３間の方向となる。
【００１３】
この状態ではイオンによる被処理基板９への物理的な窒化作用は非常に小さい。
前述の構成で、サセプタ２を回転しない状態で、室温において直径３００ｍｍのシリコン基板を窒素プラズマで窒化し、窒化膜の膜厚分布を測定した。ここでは例えば電極１３はサセプタ２の上方２０ｍｍに設け、処理条件を以下のようにして膜厚を測定した。
・処理ガス            ：窒素
・圧力                 ：２００ｐａ
・交流電力の周波数：４００ＫＨｚ
・交流電力の電力   ：５００Ｗ
・サセプタ温度        ：室温
・処理時間            ：３分
・プラズマ生成方式  ：ダウンフロー方式
【００１４】
上記条件で処理をした結果、膜厚は最も厚い個所で２８Åほどであり、所望の膜厚に満たなかった。このことから、所望の量の処理ガスのプラズマが基板まで届いていないと考えられる。
【００１５】
このようなプラズマ生成方式としてのダウンフロー方式が、例えば特許文献１（特開２０１３−５５４２０）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０１３−５５４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、本従来例のようにサセプタの上部に設けた電極間に交流電力を印加して生成したプラズマで被処理基板を処理するダウンフロー方式では、シリコン基板の窒化処理能力は低い。このため厚い窒化膜厚を得るには、被処理基板の温度を上げるか、長時間の処理を行う必要がある。温度を上げることができない工程では厚く窒化することが困難であり、また処理時間が長時間になる場合は生産性が低下するという問題があった。
【００１８】
本発明は、処理ガスのプラズマが基板に到達する量を適宜変更可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法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】
【００１９】
上記課題を解決するために、
処理室内に設けられ、基板を載置する載置部を複数有し、接地されている基板載置台と、  
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記基板載置台表面と対向するように設けられた一組の電極と、
前記電極に接続された電源と、前記電源と前記電極の間に設けられ、プラズマ方式を切り替える切替え部と、
を有する基板処理装置。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、
処理室内に設けられ、接地された基板載置台の複数の載置部上に基板を載置する工程と、前記処理室に処理ガスを供給する工程と、前記基板載置部と対向するように設けられた一組の電極間にプラズマを生成する第一プラズマ生成工程と、前記第一プラズマ生成工程に替わって、前記基板載置部と前記一組の電極の間にプラズマを生成する第二プラズマ生成工程と、を有する半導体装置の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、生産性が高く、かつ、処理ガスのプラズマが基板に到達する量を適宜変更可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る多枚葉式の基板処理装置１０の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る交流電力供給に関する制御系統図である。
【図３】（ａ）従来技術を説明するための反応室の断面図である。（ｂ）図３（ａ）のａ−ａ´矢視図である。
【図４】従来技術を説明するための反応室の電極周辺の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（１）基板処理装置の構成
まずは、本実施形態に係る基板処理装置の構成について、図５を参照しながら説明する。図５は、本実施形態に係る多枚葉式の基板処理装置１０の概略構成図である。  
【００２４】
図５および図６を用いて、本発明が適用される基板処理装置の概要を説明する。
【００２５】
なお、本発明が適用される基板処理装置においては、製品としての処理基板２００やダミー基板２８０などの基板を搬送するキャリヤとしては、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ 。以下、ポッドという。）が使用されている。また、以下の説明において、前後左右は図１を基準とする。すなわち、図５に示されているＸ１の方向を右、Ｘ２方向を左、Ｙ１方向を前、Ｙ２方向を後ろとする。また、本装置は処理基板２００を搬送、処理し、更にはダミー基板２８０を搬送する装置であるが、以下の説明では処理基板２００を主として説明する。
【００２６】
図５および図６に示されているように、基板処理装置は真空状態などの大気圧未満の圧力（負圧）に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成された第一の搬送室１０３を備えており、第一の搬送室１０３の筐体１０１は平面視が五角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。第一の搬送室１０３には負圧下で二枚の基板２００を同時に移載出来る第一の基板移載機１１２が設置されている。ここで、第一の基板移載器１１２は、一枚の基板２００を移載出来る物でも良い。第一の基板移載機１１２は、第一の基板移載機エレベータ１１５によって、第一の搬送室１０３の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。
【００２７】
筐体１０１の五枚の側壁のうち前側に位置する一枚の側壁には、搬入用の予備室と搬出用の予備室とを併用可能な予備室１２２と１２３がそれぞれゲートバルブ１２６，１２７を介して連結されており、それぞれ負圧に耐え得る構造で構成されている。さらに、予備室（ロードロック室）１２２，１２３には基板支持台１４０により２枚の基板２００を積み重ねるように置くことが可能である。
【００２８】
予備室１２２，１２３には、基板の間に隔壁板（中間プレート）１４１が設置される。複数枚の処理済基板が予備室１２２または１２３に入る場合、先に入った処理済の冷却途中の基板が、次に入った処理済基板の熱影響で温度の下がり具合が遅くなるような熱干渉を、隔壁板１４１があることで防止できる。
【００２９】
ここで、一般的な冷却効率を上げるための手法を説明する。予備室１２２および１２３、隔壁板１４１には冷却水やチラーなどを流し、壁面温度を低く抑え、どのスロットに入った処理済基板であっても冷却効率を上げることができる。負圧においては、基板と隔壁板の距離が離れすぎていると熱交換による冷却効率が低下するため、冷却効率を向上させる手法として、基板支持台（図示しないピン）に置いたあと、基板支持台を上下させ、予備室壁面に近づけるための駆動機構を設ける場合もある。
【００３０】
予備室１２２および予備室１２３の前側には、略大気圧下で用いられる第二の搬送室１２１がゲートバルブ１２８、１２９を介して連結されている。第二の搬送室１２１には基板２００を移載する第二の基板移載機１２４が設置されている。第二の基板移載機１２４は第二の搬送室１２１に設置された第二の基板移載機エレベータ１３１によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ１３２によって左右方向に往復移動されるように構成されている。
【００３１】
図１に示されているように、第二の搬送室１２１の左側にはノッチまたはオリフラ合わせ装置１０６を設置させることも出来る。また、図２に示されているように、第二の搬送室１２１の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット１１８が設置されている。
【００３２】
図５および図６に示されているように、第二の搬送室１２１の筐体１２５の前側には、基板２００を第二の搬送室１２１に対して搬入搬出するための基板搬入搬出口１３４と、ポッドオープナ１０８が設置されている。基板搬入搬出口１３４を挟んでポッドオープナ１０８と反対側、すなわち筐体１２５の外側にはロードポート（ＩＯステージ）１０５が設置されている。ポッドオープナ１０８は、ポッド１００のキャップ１００ａを開閉すると共に基板搬入搬出口１３４を閉塞可能なクロージャ１４２と、クロージャ１４２を駆動する駆動機構１３６とを備えており、ロードポート１０５に載置されたポッド１００のキャップ１００ａを開閉することにより、ポッド１００に対する基板２００の出し入れを可能にする。また、ポッド１００は図示しない工程内搬送装置（ＯＨＴなど）によって、ロードポート１０５に対して、供給および排出されるようになっている。
【００３３】
図５に示されているように、第一の搬送室筐体１０１の五枚の側壁のうち後ろ側（背面側）に位置する四枚の側壁には、基板に所望の処理を行う第一の処理炉２０２ａと、第二の処理炉２０２ｂ、第三の処理炉２０２ｃ、第四の処理炉２０２ｄがゲートバルブ１５０、１５１、１５２、１５３を介してそれぞれ隣接して連結されている。
【００３４】
以下、前記構成を有する基板処理装置を使用した処理工程を説明する。以下の制御は、図５および図６に示されているように、コントローラ３００によって制御される。コントローラ３００は、前記構成において、装置全体を制御している。
【００３５】
基板２００は最大２５枚がポッド１００に収納された状態で、処理工程を実施する基板処理装置へ工程内搬送装置によって搬送されて来る。図５および図６に示されているように、搬送されて来たポッド１００はロードポート１０５の上に工程内搬送装置から受け渡されて載置される。ポッド１００のキャップ１００ａがポッドオープナ１０８によって取り外され、ポッド１００の基板出し入れ口が開放される。
【００３６】
ポッド１００がポッドオープナ１０８により開放されると、第二の搬送室１２１に設置された第二の基板移載機１２４は、ポッド１００から基板２００をピックアップして予備室１２２に搬入し、基板２００を基板支持台１４０に移載する。この移載作業中には、予備室１２２の第一の搬送室１０３側のゲートバルブ１２６は閉じられており、第一の搬送室１０３内の負圧は維持されている。ポッド１００に収納されていた基板２００を基板支持台１４０への移載が完了すると、ゲートバルブ１２８が閉じられ、予備室１２２内が排気装置（図示せず）によって負圧に排気される。
【００３７】
予備室１２２内が予め設定された圧力値となると、ゲートバルブ１２６が開かれ、予備室１２２と第一の搬送室１０３とが連通される。続いて、第一の搬送室１０３の第一の基板移載機１１２は基板支持台１４０から基板２００を第一の搬送室１０３に搬入する。ゲートバルブ１２６が閉じられた後、ゲートバルブ１５１が開かれ、第一の搬送室１０３と第二の処理炉２０２ｂとが連通される。ゲートバルブ１５１が閉じられた後、第二の処理炉２０２内に処理ガスが供給され、基板２００に対して所望の処理が施される。
【００３８】
第二の処理炉２０２ｂで基板２００に対する処理が完了すると、ゲートバルブ１５１が開かれ、基板２００は第一の基板移載機１１２によって第一の搬送室１０３に搬出される。搬出後、ゲートバルブ１５１は閉じられる。
【００３９】
続いて、ゲートバルブ１２６が開かれ、第一の基板移載機１１２は第二の処理炉２０２ｂから搬出した基板２００を予備室１２３の基板支持台１４０へ搬送し、処理済みの基板２００は冷却される。
【００４０】
予備室１２３に処理済み基板２００を搬送し、予め設定された冷却時間が経過すると、予備室１２３が不活性ガスにより略大気圧に戻される。予備室１２３内が略大気圧に戻されると、ゲートバルブ１２８が開かれ、ロードポート１０５に載置された空のポッド１００のキャップ１００ａがポッドオープナ１０８によって開かれる。
【００４１】
続いて、第二の搬送室１２１の第二の基板移載機１２４は基板支持台１４０から基板２００を第二の搬送室１２１に搬出し、第二の搬送室１２１の基板搬入搬出口１３４を通してポッド１００に収納して行く。
【００４２】
ここで、ポッド１００のキャップ１００aは、最大２５枚の基板が戻されるまでずっと空け続けていても良く、空きのポッド１００に収納せずに基板を搬出してきたポッドに戻しても良い。
【００４３】
以上の動作が繰り返されることによって２５枚の処理済み基板２００がポッド１００への収納が完了すると、ポッド１００のキャップ１００ａがポッドオープナ１０８によって閉じられる。閉じられたポッド１００はロードポート１０５の上から次の工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。
【００４４】
以上の動作は第二の処理炉２０２ｂおよび予備室１２２、１２３が使用される場合を例にして説明したが、第一の処理炉２０２ａおよび第三の処理炉２０２ｃ、第四の処理炉２０２ｄが使用される場合についても同様の動作が実施される。
【００４５】
また、ここでは４つの処理室で説明したが、それに限らず、対応する基板や形成する膜の種類によって、処理室数を決定しても良い。
【００４６】
また、上述の基板処理装置では、予備室１２２を搬入用、予備室１２３を搬出用としたが、予備室１２３を搬入用、予備室１２２を搬出用としても良いし、予備室１２２または予備室１２３を搬入用と搬出用として併用しても良い。
【００４７】
また、予備室１２２または予備室１２３を搬入用と搬出用を専用とすることによって、クロスコンタミネーションを低減することができ、併用とすることによって基板の搬送効率を向上させることができる。
【００４８】
また、全ての処理炉で同じ処理を行っても良いし、各処理炉で別の処理を行っても良い。例えば、第一の処理炉２０２ａと第二の処理炉２０２ｂで別の処理を行う場合、第一の処理炉２０２ａで基板２００にある処理を行った後、続けて第二の処理炉２０２ｂで別の処理を行わせてもよい。第一の処理炉２０２ａで基板２００にある処理を行った後、第二の処理炉２０２ｂで別の処理を行わせる場合、予備室１２２または予備室１２３を経由するようにしてもよい。
【００４９】
また、処理炉は少なくとも、処理炉２０２ａ〜２０２ｂのいずれか1箇所の連結が成されていれば良く、処理炉２０２ｃと２０２ｄの2箇所など、処理炉２０２ａから２０２ｄの最大4箇所の範囲において可能な組合せであればいくつ連結しても良い。
【００５０】
また、装置で処理する基板の枚数は、一枚でも良く、複数枚でも良い。同様に予備室１２２または１２３において、クーリングする基板についても一枚でも良く、複数枚でも良い。処理済基板をクーリング出来る枚数は、予備室１２２および１２３のスロットに投入可能な最大４枚の範囲内であれば、どのような組合せでも良い。
【００５１】
また、予備室１２２内で処理済みの基板を搬入して冷却を行っている途中で予備室１２２のゲートバルブを開閉し処理炉に基板を搬入し、基板の処理を行っても良い。同様に、予備室１２３内で処理済みの基板を搬入して冷却を行っている途中で予備室１２３のゲートバルブを開閉し処理炉に基板を搬入し、基板の処理を行っても良い。
【００５２】
ここで、十分な冷却時間を経ずに大気側のゲートバルブを開くと、基板２００の輻射熱によって予備室１２２または１２３または予備室の周りに接続されている電気部品に損害を与える可能性がある。そのため、高温な基板をクーリングする場合は、予備室１２２内に処理済みの大きな輻射熱を持つ基板を搬入して冷却を行っている途中で、予備室１２３のゲートバルブを開閉し処理炉に基板を搬入し、基板の処理を行うことが出来る。同様に、予備室１２３内に処理済みの基板を搬入して冷却を行っている途中で、予備室１２２のゲートバルブを開閉し処理炉に基板を搬入し、基板の処理を行うことも出来る。
【００５３】
（２）プロセスチャンバの構成
続いて、本実施形態に係る処理炉としてのプロセスチャンバの構成について、主に図１、図３（ａ）（ｂ）、図４（ａ）（ｂ）を用いて説明する。基本的な構成は、前述した従来技術の構成と同様である。
【００５４】
（反応室）
図３（ａ）（ｂ）に示すように、処理炉としてのプロセスチャンバは、円筒状の気密容器である反応室１を備えている。反応室１は、反応室壁３と反応室蓋７で機密に保持されている。反応室１内には、基板９の処理空間が形成されている。反応室１内の基板９の処理空間の上側には、３つの区画にそれぞれシャワー板２１、２２、２３が設けてあり、それぞれのシャワー板の略中央部にガス導入ポート２５、２６、２７が設けられ、それぞれから処理ガスを導入している。残りの区画には、一対の電極１３が設けられる。これらの電極間に交流電力を印加することにより、一対の電極１３間にプラズマが生成される。
【００５５】
後述するように、サセプタ２を回転させることで、サセプタ２上に載置された基板９は、前記した区画（処理領域）を順に移動することとなる。また、後述するように、第一の処理領域であるシャワー板２１のガス導入ポート２５には第一のガスとしての第一の処理ガスが供給され、第二シャワー板２２のガス導入ポート２６には第二のガスとしての第二の処理ガスが供給され、第三シャワー板２３のガス導入ポート２７には第三のガスとしての第三の処理ガスが供給されるように構成されている。そのため、サセプタ２を回転させることで、基板９上には、第一の処理ガス、第二の処理ガス、第三の処理ガスが、この順に供給されることとなる。サセプタ２１７及びガス供給系の構成については後述する。
【００５６】
（サセプタ）
図３（ｂ）に示すように、反応室１内の底側中央には、反応室１の中心に回転軸の中心を有し、回転自在に構成された基板支持部としてのサセプタ２が設けられている。サセプタ２は、基板９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２は、反応室１を構成する反応室壁３及び蓋７等とは電気的に絶縁されている。
【００５７】
サセプタ２は、反応室１内にて、複数枚（本実施形態では例えば５枚）の基板９を同一面上に、かつ同一円周上に並べて支持するように構成されている。ここで、同一面上とは、完全な同一面に限られるものではなく、サセプタ２を上面から見たときに、図３（ａ）（ｂ）に示すように、複数枚の基板９が互いに重ならないように並べられていればよい。
【００５８】
（加熱部）
サセプタ２の下部又は内部には、加熱部としてのヒータ６が設けられており、基板９を加熱できるように構成されている。ヒータ６に電力が供給されると、基板９表面が所定温度（例えば室温〜１０００℃程度）にまで加熱されるようになっている。なお、ヒータ６は、サセプタ２に載置されたそれぞれの基板９を個別に加熱するように、同一面上に複数（例えば５つ）設けてもよい。
【００５９】
サセプタ２には図示しない温度センサが設けられている。ヒータ６及び温度センサには、電力供給線を介して、温度調整器、電力調整器及びヒータ電源が電気的に接続されている。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６への通電具合が制御されるように構成されている。
【００６０】
（制御部）
制御部（制御手段）である制御部３００（図５参照）は、以上説明した各構成の制御を行うものである。
【００６１】
続いて、本発明の実施形態を図１、図２を用いて説明する。
（装置構成）
本実施形態は、基本的な構成において、図４に示す構成と同様であるので、  以下に相違する構成を説明する。
図１は本発明の電極周辺の断面図であり、図４との違いは交流電力の供給ラインにスイッチ１０を挿入して従来例と同じように電極１３間に交流電力を印加する場合のダウンフロー型プラズマ処理（第１プラズマ生成工程）と、電極１３を短絡すると共に交流電力を電極１３とアースに接続したサセプタ２の間に印加する場合のイオンアシスト型プラズマ処理（第２プラズマ生成工程）とを切り替えできるようにした点である。
【００６２】
スイッチ１０をＢ−Ｂ´側に倒すと図４の従来例と同じようなダウンフロー型のプラズマ１２が生成され、スイッチ１０をＡ−Ａ´側に倒すと図１に示すようなイオンアシスト型のプラズマ１１が生成される。即ち、第一のプラズマ生成回路と第二のプラズマ生成回路とを切り替えることが可能となるものである。
【００６３】
交流電力の周波数が４００ＫＨｚの場合はプラズマ中の窒素イオンが電極間に生じる電界によって加速され矢印１５の方向に振動し、サセプタ２上の被処理基板９に照射（イオンアシスト）される。
【００６４】
図２は交流電力供給系の制御系統図で、制御ユニット４１で交流電力供給系４２、交流電力切換え機構４３、反応室４４の関連機器を制御する。
【００６５】
スイッチ１０をＡ−Ａ´側に倒してイオンアシストを利用して直径３００ｍｍのＳｉウェーハを窒素プラズマで窒化した例である。サセプタ２は回転させておらず、室温の状態である。電極はサセプタ２の上方２０ｍｍに設けている。
【００６６】
処理条件は以下の通りである。
・処理ガス            ：窒素
・圧力                 ：２００［Ｐａ］
・交流電力の周波数：４００［ＫＨｚ］
・交流電力の電力   ：５００［Ｗ］
・サセプタ温度        ：室温
・処理時間            ：３［分］
・プラズマ生成        ：イオンアシスト方式
【００６７】
この結果、膜厚は最も厚い個所で６０Å程度の厚さになり、ダウンフロー型プラズマ処理の例に比べ２倍以上の窒化膜厚となった。
【００６８】
以上のように、ダウンフロー型プラズマ処理とイオンアシスト型プラズマ処理を基板処理の最中に切り替えることが出来るため、処理基板のプラズマ処理の条件を細かく制御することができる。特に、本実施形態のような、多枚葉装置の場合、ダウンフロー型プラズマ処理において、サセプタを回転させる場合には、サセプタの回転方向にガスが引っ張られることとなり成膜される膜の厚みが薄くなってしまう恐れが生じてしまう。それを防ぐためにも、イオンアシスト型プラズマ処理に切り替えて使うことにより、ダウンフロー型に比し、多くのガスを基板表面に供給することが可能となり、その結果厚みのある膜を形成することが可能となる効果を奏する。
【００６９】
＜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。
【００７０】
例えば、プラズマ処理方式の切り替えのタイミングとしては、基板処理開始から所定時間経過により切り替える方法や、第１のプラズマ生成処理工程を行い、基板が所定の回数回転した場合に第２のプラズマ生成処理工程に切り替えても良い。
【００７１】
以下に、付記として本発明を記す。
＜付記１＞
処理室内に設けられ、基板を載置する載置部を複数有し、接地されている基板載置台と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記基板載置台表面と対向するように設けられた一組の電極と、前記電極に接続された電源と、前記電源と前記電極の間に設けられ、プラズマ方式を切り替える切替え部と、を有する基板処理装置。
【００７２】
＜付記２＞
前記切替え部は、前記一組の電極間でプラズマを生成する第一のプラズマ生成回路と、前記一組の電極と前記基板載置台の間でプラズマを生成する第二のプラズマ生成回路とを切り替えるよう構成されている付記１記載の基板処理装置。
【００７３】
＜付記３＞
処理室内に設けられ、接地された基板載置台の複数の載置部上に基板を載置する工程と、前記処理室に処理ガスを供給する工程と、前記基板載置部と対向するように設けられた一組の電極間にプラズマを生成する第一プラズマ生成工程と、前記第一プラズマ生成工程に替わって、前記基板載置部と前記一組の電極の間にプラズマを生成する第二プラズマ生成工程と、を有する半導体装置の製造方法。
【００７４】
＜付記４＞
複数の被処理基板を減圧状態の反応室の中の温度調節された回転するサセプタ上に載置して処理ガスを導入し、所定の圧力に保持しながらサセプタ上の被処理基板をサセプタの上方に生成したプラズマで処理する際、ダウンフローのプラズマ処理とイオンアシストを伴うプラズマ処理の二種類の方式を任意のタイミングで切換える機構を設けたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【００７５】
＜付記５＞
プラズマを生成する電極がサセプタ上部のサセプタと平行な平面上にそれぞれ対向するように設けた一対の容量結合型電極であることを特徴とする付記４記載のプラズマ処理装置。
【００７６】
＜付記６＞
プラズマを生成するために前記一対の容量結合型電極の形状が扇状であることを特徴とする付記５記載のプラズマ処理装置。
【００７７】
＜付記７＞
プラズマを生成するために前記一対の電極に印加する交流電力の周波数が１００KHｚ〜２MHzの範囲であることを特徴とする付記５記載のプラズマ処理装置。
【００７８】
＜付記８＞
サセプタの上方にプラズマを生成するために前記一対の容量結合型電極に印加する交流電力をアース及び他の部材と電気的に絶縁する為に、交流電力の供給ラインに絶縁トランスを設けたことを特徴とする付記５記載のプラズマ処理装置。
【００７９】
＜付記９＞
プラズマ処理の際、交流電力を前記一対の電極間に印加する方法と、該電極とサセプタ間に印加する方法を任意のタイミングで選択して自動で切換える機構を設けたことを特徴とする付記５記載のプラズマ処理装置。
【００８０】
交流電力の切換えをサセプタを回転しながらプラズマ処理する途中で切換えることができるような制御機構を設けたことを特徴とする付記５記載のプラズマ処理装置。
【符号の説明】
【００８１】
２      サセプタ
６      ヒータ
９      基板
１０    スイッチ
１３    電極
２５    ガス導入ポート
２６    ガス導入ポート
２７    ガス導入ポート
【図１】
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【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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