(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水酸基に吸着し得る第１の処理ガスと、前記第１の処理ガスと反応する第２の処理ガスとの反応生成物による膜を形成する成膜方法であって、
基板の表面に前記第１の処理ガスを供給して、前記基板の表面に前記第１の処理ガスを吸着させる工程と、
前記第１の処理ガスが吸着した前記基板に前記第２の処理ガスを供給することにより、前記第１の処理ガスと前記第２の処理ガスとを反応させて前記反応生成物を生成する工程と、
前記基板にプラズマ処理用ガスをプラズマ化して供給することにより、前記反応生成物の表面を改質する工程と、
を含み、
前記反応生成物の表面を改質する工程は、前記基板の全面に前記基板の表面に平行な方向の流れを形成するように第１のプラズマ処理用ガスを供給すると共に、前記第１のプラズマ処理用ガスの流れの前記基板の表面に平行な方向における上流側に水素含有ガスを含む第２のプラズマ処理用ガスを供給する工程である、
成膜方法。
【請求項２】
前記基板は、処理容器内に設けられた回転テーブルの上に載置され、
前記回転テーブルを回転させることにより、前記基板の表面に前記第１の処理ガスを吸着させる工程と、前記第１の処理ガスと前記第２の処理ガスとを反応させて前記反応生成物を生成する工程と、前記反応生成物の表面を改質する工程とがこの順番に行われる、
請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記反応生成物の表面を改質する工程において、
前記第１のプラズマ処理用ガスが前記回転テーブルの径方向に沿って設けられた第１のプラズマ処理用ガスノズルから供給され、
前記第２のプラズマ処理用ガスが前記第１のプラズマ処理用ガスノズルよりも前記回転テーブルの中心側に設けられた第２のプラズマ処理用ガスノズルから供給される、
請求項２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記反応生成物の表面を改質する工程において、
前記回転テーブルの外周側に前記回転テーブルの径方向に沿って設けられた第３のプラズマ処理用ガスノズルから第３のプラズマ処理用ガスが供給される、
請求項３に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記反応生成物の表面を改質する工程は、前記反応生成物の表面に水酸基を吸着させる工程を含む、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記第１の処理ガスは、有機アミノシランガスであり、
前記第２の処理ガスは、オゾンガスである、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記第２のプラズマ処理用ガスは、水素ガスとアルゴンガスとを含み、
前記水素ガスの流量は、前記アルゴンガスの流量の１／１０００以下である、
請求項６に記載の成膜方法。
【請求項８】
前記基板には凹部を含むパターンが形成されており、前記凹部の内面に前記反応生成物の膜が形成される、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、真空容器内に設けられた回転テーブルの回転方向に複数の基板を載置し、回転テーブルを回転させた状態で回転テーブルの径方向に沿って設けられたガス供給部から反応ガスを供給することにより、基板に膜を形成する成膜装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この成膜装置では、基板に第１の処理ガスを吸着させる工程と、吸着した第１の処理ガスと第２の処理ガスとを反応させて反応生成物を生成する工程と、反応生成物をプラズマにより改質する工程とを順番に繰り返すことで反応生成物による膜を形成している。
【０００４】
ところで、回路パターンの微細化に伴って、例えばトレンチ素子構造におけるトレンチのアスペクト比が大きくなると、上記のような成膜装置では、トレンチに反応生成物による膜を埋め込む際に、トレンチに埋め込まれる反応生成物による膜にボイドが生じる場合がある。
【０００５】
そこで、従来、水酸基（ＯＨ基）に吸着しやすい有機アミノシランガスと酸化ガスとを反応させて、トレンチ等の凹部にシリコン酸化膜を埋め込む方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
この方法では、有機アミノシランガスを酸化ガスにより酸化させる際、シリコン酸化膜の表面にＯＨ基が生成される。そして、改質する工程において、シリコン酸化膜に対してプラズマ化された処理ガスを供給することで、シリコン酸化膜の表面に吸着したＯＨ基がトレンチの底部において密度が高く、トレンチの開口に向かって密度が低くなるように分布させている。これにより、トレンチの底部から開口に向かって膜厚が薄くなるようにシリコン酸化膜が形成される（ボトムアップ成膜される）ため、トレンチに埋め込まれるシリコン酸化膜にボイドが生じることを抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２３９１０３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１３５１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の方法では、改質する工程においてＯＨ基の分布を制御することが困難である。具体的には、改質する工程において、プラズマ化された処理ガスがシリコン酸化膜に供給されると、シリコン酸化膜の表面からＯＨ基が脱離し、脱離したＯＨ基が処理ガスの流れに沿って下流側に拡散する。
【０００９】
特に、凹部を含むパターンが形成された基板を用いて、凹部の内面にシリコン酸化膜を形成する場合、シリコン酸化膜の表面から脱離して処理ガスの流れに沿って下流側に拡散するＯＨ基の量が多くなる。これは、凹部を含むパターンが形成されている場合、凹部を含むパターンが形成されていない場合と比較して、シリコン酸化膜の表面積が大きく、シリコン酸化膜の表面に吸着しているＯＨ基の量が多いためである。
【００１０】
脱離したＯＨ基が処理ガスの流れの下流側に拡散すると、下流側においてシリコン酸化膜の表面に再びＯＨ基が吸着し、下流側のＯＨ基の吸着量が上流側のＯＨ基の吸着量よりも多くなる。これにより、改質する工程の後に行われる有機アミノシランガスを吸着させる工程では、基板の処理ガスの流れの下流側において有機アミノシランガスが吸着しやすくなる。このため、基板の処理ガスの流れの下流側におけるシリコン酸化膜の膜厚が、基板の処理ガスの流れの上流側におけるシリコン酸化膜の膜厚よりも厚くなるような膜厚の不均衡が生じる。
【００１１】
このため、基板に形成される膜の膜厚の面内均一性を向上させることができる成膜方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る成膜方法は、水酸基に吸着し得る第１の処理ガスと、前記第１の処理ガスと反応する第２の処理ガスとの反応生成物による膜を形成する成膜方法であって、基板の表面に前記第１の処理ガスを供給して、前記基板の表面に前記第１の処理ガスを吸着させる工程と、前記第１の処理ガスが吸着した前記基板に前記第２の処理ガスを供給することにより、前記第１の処理ガスと前記第２の処理ガスとを反応させて前記反応生成物を生成する工程と、前記基板にプラズマ処理用ガスをプラズマ化して供給することにより、前記反応生成物の表面を改質する工程と、を含み、前記反応生成物の表面を改質する工程は、前記基板の全面に前記基板の表面に平行な方向の流れを形成するように第１のプラズマ処理用ガスを供給すると共に、前記第１のプラズマ処理用ガスの流れの前記基板の表面に平行な方向における上流側に水素含有ガスを含む第２のプラズマ処理用ガスを供給する工程である。
【発明の効果】
【００１３】
開示の成膜方法によれば、基板に形成される膜の膜厚の面内均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の成膜装置の一例の概略縦断面図
【図２】本実施形態の成膜装置の一例の概略平面図
【図３】本実施形態の成膜装置の回転テーブルの同心円に沿った断面図
【図４】本実施形態の成膜装置のプラズマ発生部の一例の縦断面図
【図５】本実施形態の成膜装置のプラズマ発生部の一例の分解斜視図
【図６】本実施形態の成膜装置のプラズマ発生部に設けられる筐体の一例の斜視図
【図７】本実施形態の成膜装置の回転テーブルの回転方向に沿って真空容器を切断した縦断面図
【図８】本実施形態の成膜装置のプラズマ処理領域に設けられたプラズマ処理用ガスノズルを拡大して示した斜視図
【図９】本実施形態の成膜装置のプラズマ発生部の一例の平面図
【図１０】本実施形態の成膜装置のプラズマ発生部に設けられるファラデーシールドの一部を示す斜視図
【図１１】本実施形態の成膜装置のプラズマ処理領域におけるプラズマ処理用ガスの流れのシミュレーション結果を示す平面図
【図１２】本実施形態の成膜方法の効果を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１６】
〔成膜装置〕
本実施形態の成膜装置について、図１から図１０に基づき説明する。図１は、本実施形態の成膜装置の一例の概略縦断面図である。図２は、本実施形態の成膜装置の一例の概略平面図である。なお、図２では、説明の便宜上、天板の図示を省略している。
【００１７】
図１に示されるように、本実施形態の成膜装置は、平面形状が概ね円形である真空容器１と、この真空容器１内に設けられ、真空容器１の中心に回転中心を有すると共に半導体ウエハ（以下「ウエハＷ」という。）を公転させるための回転テーブル２と、を備えている。ウエハＷは基板の一例である。
【００１８】
真空容器１は、ウエハＷを収容してウエハＷの表面に膜を形成するための処理容器である。真空容器１は、回転テーブル２の後述する凹部２４に対向する位置に設けられた天板１１と、容器本体１２とを備えている。また、容器本体１２の上面の周縁部には、リング状に設けられたシール部材１３が設けられている。そして、天板１１は、容器本体１２から着脱可能に構成されている。平面視における真空容器１の直径寸法（内径寸法）は、限定されないが、例えば１１００ｍｍ程度とすることができる。
【００１９】
真空容器１内の上面側における中央部には、真空容器１内の中心部領域Ｃにおいて互いに異なる処理ガス同士が混ざり合うことを抑制するために分離ガスを供給する、分離ガス供給管５１が接続されている。
【００２０】
回転テーブル２は、中心部にて概略円筒形状のコア部２１に固定されており、このコア部２１の下面に接続されると共に鉛直方向に伸びる回転軸２２に対して、鉛直軸回り、図２に示す例では時計回りに、駆動部２３によって回転自在に構成されている。回転テーブル２の直径寸法は、限定されないが、例えば１０００ｍｍ程度とすることができる。
【００２１】
回転軸２２及び駆動部２３は、ケース体２０に収納されており、このケース体２０は、上面側のフランジ状の部分が真空容器１の底面部１４の下面に気密に取り付けられている。また、このケース体２０には、回転テーブル２の下方領域に窒素（Ｎ２）ガス等をパージガス（分離ガス）として供給するためのパージガス供給管７２が接続されている。
【００２２】
真空容器１の底面部１４におけるコア部２１の外周側は、回転テーブル２に下方側から近接するようにリング状に形成されて突出部１２ａを為している。
【００２３】
回転テーブル２の表面には、直径寸法が例えば３００ｍｍのウエハＷを載置するための円形状の凹部２４が形成されている。この凹部２４は、回転テーブル２の回転方向に沿って、複数箇所、例えば６箇所に設けられている。凹部２４は、ウエハＷの直径よりも僅かに、具体的には１ｍｍ乃至４ｍｍ程度大きい内径を有する。また、凹部２４の深さは、ウエハＷの厚さにほぼ等しいか、又はウエハＷの厚さよりも大きく構成される。したがって、ウエハＷが凹部２４に収容されると、ウエハＷの表面と、回転テーブル２のウエハＷが載置されない領域の表面とが同じ高さになるか、ウエハＷの表面が回転テーブル２の表面よりも低くなる。なお、凹部２４の深さは、ウエハＷの厚さよりも深い場合であっても、あまり深くすると成膜に影響を及ぼすことがあるので、ウエハＷの厚さの３倍程度の深さまでとすることが好ましい。また、凹部２４の底面には、ウエハＷを下方側から突き上げて昇降させるための例えば後述する３本の昇降ピンが貫通する、図示しない貫通孔が形成されている。
【００２４】
図２に示されるように、回転テーブル２における凹部２４の通過領域と対向する位置には、例えば石英からなる複数本、例えば７本のガスノズル３１、３２、３３、３４、３５、４１、４２が真空容器１の周方向に互いに間隔をおいて放射状に配置されている。これら各々のガスノズル３１〜３５、４１、４２は、回転テーブル２と天板１１との間に配置される。また、これら各々のガスノズル３１〜３４、４１、４２は、例えば真空容器１の外周壁から中心部領域Ｃに向かってウエハＷに対向して水平に伸びるように取り付けられている。一方、ガスノズル３５は、真空容器１の外周壁から中心部領域Ｃに向かって延びた後、屈曲して直線的に中心部領域Ｃに沿うように反時計回り（回転テーブル２の回転方向の反対方向）に延びている。図２に示す例では、後述する搬送口１５から時計回り（回転テーブル２の回転方向）に、第１のプラズマ処理用ガスノズル３３、第２のプラズマ処理用ガスノズル３４、第３のプラズマ処理用ガスノズル３５、分離ガスノズル４１、第１の処理ガスノズル３１、分離ガスノズル４２、第２の処理ガスノズル３２がこの順番で配列されている。
【００２５】
各ガスノズル３１〜３５、４１、４２は、流量調整バルブを介して、図示しない各々のガス供給源に接続されている。
【００２６】
各ガスノズル３１〜３４、４１、４２の下面側（回転テーブル２に対向する側）には、ガスを吐出するためのガス吐出孔３６が回転テーブル２の径方向に沿って複数箇所に例えば等間隔に形成されている。また、ガスノズル３５の下面側には、ガスを吐出するためのガス吐出孔３６が中心部領域Ｃに沿って複数箇所に例えば等間隔に形成されている。また、各ガスノズル３１〜３５、４１、４２の各々の下端縁と回転テーブル２の上面との離間距離が例えば１〜５ｍｍ程度となるように配置されている。
【００２７】
第１の処理ガスノズル３１の下方領域は、第１の処理ガス（例えばシリコン含有ガス）をウエハＷに吸着させるための第１の処理領域Ｐ１となる。第２の処理ガスノズル３２の下方領域は、ウエハＷに吸着した第１の処理ガスと第２の処理ガス（例えば酸化ガス）とを反応させて反応生成物を生成するための第２の処理領域Ｐ２となる。プラズマ処理用ガスノズル３３〜３５の下方領域は、ウエハＷにプラズマ処理用ガスをプラズマ化して供給することにより、ウエハＷの表面に形成された反応生成物の表面を改質するためのプラズマ処理領域Ｐ３となる。分離ガスノズル４１、４２は、分離ガスを供給することにより、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２とを分離する分離領域Ｄを形成するためのものである。
【００２８】
分離ガスとしては、ヘリウム（Ｈｅ）ガスやアルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスやＮ２ガス等の不活性ガスを用いることができる。
【００２９】
図３は、本実施形態の成膜装置の回転テーブルの同心円に沿った断面図であり、分離領域Ｄから第１の処理領域Ｐ１を経て分離領域Ｄまでの断面図である。
【００３０】
分離領域Ｄにおける真空容器１の天板１１には、概略扇形の凸状部４が設けられている。凸状部４は、天板１１の裏面に取り付けられており、真空容器１内には、凸状部４の下面である平坦な低い天井面４４（第１の天井面）と、この天井面４４の周方向両側に位置する、天井面４４よりも高い天井面４５（第２の天井面）とが形成される。
【００３１】
天井面４４を形成する凸状部４は、図２に示されるように、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有している。また、凸状部４には、周方向中央において、径方向に伸びるように形成された溝部４３が形成され、分離ガスノズル４１、４２がこの溝部４３内に収容されている。なお、凸状部４の周縁部（真空容器１の外縁部側の部位）は、各処理ガス同士の混合を阻止するために、回転テーブル２の外端面に対向すると共に容器本体１２に対して僅かに離間するように、Ｌ字型に屈曲している。
【００３２】
第１の処理ガスノズル３１の上方側には、第１の処理ガスをウエハＷに沿って通流させるために、かつ、分離ガスがウエハＷの近傍を避けて真空容器１の天板１１側を通流するように、ノズルカバー２３０が設けられている。ノズルカバー２３０は、図３に示されるように、カバー体２３１と、整流板２３２とを備えている。カバー体２３１は、第１の処理ガスノズル３１を収納するために下面側が開口する概略箱形に形成されている。整流板２３２は、カバー体２３１の下面側開口端における回転テーブル２の回転方向の上流側及び下流側に各々接続された板状体である。なお、回転テーブル２の回転中心側におけるカバー体２３１の側壁面は、第１の処理ガスノズル３１の先端部に対向するように回転テーブル２に向かって伸び出している。また、回転テーブル２の外縁部側におけるカバー体２３１の側壁面は、第１の処理ガスノズル３１に干渉しないように切り欠かれている。
【００３３】
プラズマ処理用ガスノズル３３〜３５の上方側には、真空容器１内に吐出されるプラズマ処理用ガスをプラズマ化するために、プラズマ発生部８１が設けられている。
【００３４】
図４は、本実施形態の成膜装置のプラズマ発生部の一例の縦断面図である。また、図５は、本実施形態の成膜装置のプラズマ発生部の一例の分解斜視図である。さらに、図６は、本実施形態の成膜装置のプラズマ発生部に設けられる筐体の一例の斜視図である。
【００３５】
プラズマ発生部８１は、金属線等から形成されるアンテナ８３をコイル状に例えば鉛直軸回りに３重に巻回して構成されている。また、プラズマ発生部８１は、平面視で回転テーブル２の径方向に伸びる帯状体領域を囲むように、かつ、回転テーブル２上のウエハＷの直径部分を跨ぐように配置されている。
【００３６】
アンテナ８３は、整合器８４を介して周波数が例えば１３．５６ＭＨｚ及び出力電力が例えば４０００Ｗの高周波電源８５に接続されている。そして、このアンテナ８３は、真空容器１の内部領域から気密に区画されるように設けられている。なお、図１及び図３等おける参照符号８６は、アンテナ８３と整合器８４及び高周波電源８５とを電気的に接続するための接続電極である。
【００３７】
図４及び図５に示されるように、プラズマ処理用ガスノズル３３〜３５の上方側における天板１１には、平面視で概略扇形に開口する開口部１１ａが形成されている。この開口部１１ａは、天板１１の上面側から下面側に向かって当該開口部１１ａの開口径が段階的に小さくなるように、例えば３段の段部１１ｂが周方向に亘って形成されている。これら段部１１ｂのうち最下段の段部１１ｂの上面には、図４に示されるように、周方向に亘ってシール部材１１ｃが配置されている。なお、シール部材１１ｃについては、図５では図示を省略している。
【００３８】
開口部１１ａには、図４に示されるように、アンテナ８３を天板１１よりも下方側に位置させるために、例えば石英等の誘導体により構成された筐体９０が設けられる。筐体９０の底面は、プラズマ処理領域Ｐ３の天井面４６を構成する。
【００３９】
筐体９０は、図６に示されるように、上方側の周縁部が周方向に亘ってフランジ状に水平に伸び出してフランジ部９０ａをなすと共に、平面視において、中央部が下方側の真空容器１の内部領域に向かって窪むように形成されている。
【００４０】
筐体９０は、この筐体９０の下方にウエハＷが位置した場合に、回転テーブル２の径方向におけるウエハＷの直径部分を跨ぐように配置されている。
【００４１】
真空容器１の内部雰囲気は、筐体９０を介して気密に設定されている。具体的には、筐体９０を開口部１１ａ内に落とし込み、次いで筐体９０の上面であって、筐体９０の接触部に沿うように枠状に形成された押圧部材９１によって筐体９０を下方側に向かって周方向に亘って押圧する。さらに、この押圧部材９１を図示しないボルト等により天板１１に固定する。これにより、真空容器１の内部雰囲気は気密に設定される。
【００４２】
図６に示されるように、筐体９０の下面には、当該筐体９０の下方側のプラズマ処理領域Ｐ３を周方向に沿って囲むように、回転テーブル２に向かって垂直に伸び出す突起部９２が形成されている。そして、この突起部９２の内周面、筐体９０の下面及び回転テーブル２の上面により囲まれた領域には、前述したプラズマ処理用ガスノズル３３〜３５が収納されている。なお、プラズマ処理用ガスノズル３３〜３５の基端部（真空容器１の内壁側）における突起部９２は、プラズマ処理用ガスノズル３３〜３５の外形に沿うように概略円弧状に切り欠かれている。
【００４３】
筐体９０の下方（プラズマ処理領域Ｐ３）側には、図４に示されるように、突起部９２が周方向に亘って形成されている。シール部材１１ｃは、この突起部９２によって、プラズマに直接曝されず、即ち、プラズマ処理領域Ｐ３から隔離されている。そのため、プラズマ処理領域Ｐ３からプラズマが例えばシール部材１１ｃ側に拡散しようとしても、突起部９２の下方を経由することになるので、シール部材１１ｃに到達する前にプラズマが失活することになる。
【００４４】
図７は、本実施形態の成膜装置の回転テーブルの回転方向に沿って真空容器を切断した縦断面図である。図７に示されるように、プラズマ処理中には回転テーブル２が時計回りに回転するので、第２の処理ガスがこの回転テーブル２の回転に伴って回転テーブル２と突起部９２との間の隙間ｄから筐体９０の下方側に侵入しようとする。そのため、隙間ｄを介して筐体９０の下方側への第２の処理ガスの侵入を阻止するために、隙間ｄに対して筐体９０の下方側からガスを吐出させている。具体的には、プラズマ処理用ガスノズル３３のガス吐出孔３６について、図４及び図７に示されるように、この隙間ｄを向くように、即ち回転テーブル２の回転方向の上流側、かつ、下方を向くように配置している。鉛直軸に対するプラズマ処理用ガスノズル３３のガス吐出孔３６の向く角度θは、図７に示されるように例えば４５°程度であってもよいし、突起部９２の内側面に対向するように、９０°程度であってもよい。つまり、ガス吐出孔３６の向く角度θは、第２の処理ガスの侵入を適切に防ぐことができる４５°〜９０°程度の範囲内で用途に応じて設定することができる。
【００４５】
図８は、本実施形態の成膜装置のプラズマ処理領域に設けられたプラズマ処理用ガスノズルを拡大して示した斜視図である。
【００４６】
図８に示されるように、プラズマ処理用ガスノズル３３は、回転テーブル２の径方向においてウエハＷが配置される凹部２４の全体を覆うことができ、ウエハＷの全面にプラズマ処理用ガスを供給可能なノズルである。一方、プラズマ処理用ガスノズル３４は、プラズマ処理用ガスノズル３３よりも上方に、プラズマ処理用ガスノズル３３と略重なるように設けられた、プラズマ処理用ガスノズル３３の半分程度の長さを有するノズルである。また、プラズマ処理用ガスノズル３５は、真空容器１の外周壁から扇型のプラズマ処理領域Ｐ３の回転テーブル２の回転方向の下流側の半径に沿うように延び、中心部領域Ｃ付近に到達したら中心部領域Ｃに沿うように直線的に屈曲した形状を有している。以下の説明では、プラズマ処理用ガスノズル３３をベースノズル３３、プラズマ処理用ガスノズル３４を外側ノズル３４、プラズマ処理用ガスノズル３５を軸側ノズル３５とも称する。
【００４７】
ベースノズル３３は、ウエハＷの全面に、ウエハＷの表面に平行な方向の流れを形成するように第１のプラズマ処理用ガスを供給するためのノズルである。ベースノズル３３は、例えば図７で説明したように、プラズマ処理領域Ｐ３を区画する側面を構成する突起部９２の方に向かって第１のプラズマ処理用ガスを吐出する。第１のプラズマ処理用ガスとしては、例えばＡｒガス、Ａｒガス及び酸素（Ｏ２）ガスの混合ガス（以下、Ａｒ／Ｏ２ガスと称する）を使用することができる。
【００４８】
外側ノズル３４は、ウエハＷの面内における真空容器１の外周壁側の領域（外周側領域）に重点的に第３のプラズマ処理用ガスを供給するためのノズルであり、例えばプラズマ処理領域Ｐ３の天井面４６に向かって第３のプラズマ処理用ガスを吐出する。第３のプラズマ処理用ガスとしては、例えばＡｒガス、Ａｒ／Ｏ２ガスを使用することができる。
【００４９】
軸側ノズル３５は、ベースノズル３３から供給される第１のプラズマ処理用ガスの流れのウエハＷの表面に平行な方向における上流側に第２のプラズマ処理用ガスを供給するためのノズルである。軸側ノズル３５は、ウエハＷの面内における真空容器１の中心部領域Ｃ側の領域（中心側領域）に第２のプラズマ処理用ガスを重点的に供給する。よって、軸側ノズル３５の先端の中心部領域Ｃに沿った部分のみにガス吐出孔３６（図示せず）が形成されており、ウエハＷの回転テーブル２の軸側に近い領域に第２のプラズマ処理用ガスを供給する構成となっている。第２のプラズマ処理用ガスとしては、水素含有ガスを含むガスが用いられ、例えばＡｒガスに微量の水素（Ｈ２）ガスが添加された混合ガス（以下、Ａｒ／Ｈ２ガスと称する）を使用することができる。
【００５０】
次に、プラズマ発生部８１のファラデーシールド９５について、より詳細に説明する。図４及び図５に示されるように、筐体９０の上方側には、当該筐体９０の内部形状に概略沿うように形成された導電性の板状体である金属板例えば銅等からなる、接地されたファラデーシールド９５が収納されている。このファラデーシールド９５は、筐体９０の底面に沿うように水平に係止された水平面９５ａと、この水平面９５ａの外終端から周方向に亘って上方側に伸びる垂直面９５ｂと、を備えており、平面視で例えば概略六角形となるように構成されていてもよい。
【００５１】
図９は本実施形態の成膜装置のプラズマ発生部の一例の平面図であり、図１０は本実施形態の成膜装置のプラズマ発生部に設けられるファラデーシールドの一部を示す斜視図である。
【００５２】
回転テーブル２の回転中心からファラデーシールド９５を見た場合の右側及び左側におけるファラデーシールド９５の上端縁は、各々、右側及び左側に水平に伸び出して支持部９６を為している。そして、ファラデーシールド９５と筐体９０との間には、支持部９６を下方側から支持すると共に筐体９０の中心部領域Ｃ側及び回転テーブル２の外縁部側のフランジ部９０ａに各々支持される枠状体９９が設けられている。
【００５３】
電界がウエハＷに到達する場合、ウエハＷの内部に形成されている電気配線等が電気的にダメージを受けてしまう場合がある。そのため、図１０に示されるように、水平面９５ａには、アンテナ８３において発生する電界及び磁界（電磁界）のうち電界成分が下方のウエハＷに向かうことを阻止すると共に、磁界をウエハＷに到達させるために、多数のスリット９７が形成されている。
【００５４】
スリット９７は、図９及び図１０に示されるように、アンテナ８３の巻回方向に対して直交する方向に伸びるように、周方向に亘ってアンテナ８３の下方位置に形成されている。スリット９７は、アンテナ８３に供給される高周波に対応する波長の１／１００００以下程度の幅寸法となるように形成されている。また、各々のスリット９７の長さ方向における一端側及び他端側には、これらスリット９７の開口端を塞ぐように、接地された導電体等から形成される導電路９７ａが周方向に亘って配置されている。ファラデーシールド９５においてこれらスリット９７の形成領域から外れた領域、即ち、アンテナ８３の巻回された領域の中央側には、当該領域を介してプラズマの発光状態を確認するための開口部９８が形成されている。なお、図２においては、簡単のために、スリット９７を省略しており、スリット９７の形成領域の例を、一点鎖線で示している。
【００５５】
図５に示されるように、ファラデーシールド９５の水平面９５ａ上には、ファラデーシールド９５の上方に載置されるプラズマ発生部８１との間の絶縁性を確保するために、厚み寸法が例えば２ｍｍ程度の石英等から形成される絶縁板９４が積層されている。即ち、プラズマ発生部８１は、筐体９０、ファラデーシールド９５及び絶縁板９４を介して真空容器１の内部（回転テーブル２上のウエハＷ）を覆うように配置されている。
【００５６】
再び、本実施形態の成膜装置の他の構成要素について、説明する。
【００５７】
回転テーブル２の外周側において、回転テーブル２よりも僅かに下方位置には、図２に示されるように、カバー体であるサイドリング１００が配置されている。サイドリング１００の上面には、互いに周方向に離間するように例えば２箇所に排気口６１、６２が形成されている。別の言い方をすると、真空容器１の床面には、２つの排気口が形成され、これら排気口に対応する位置におけるサイドリング１００には、排気口６１、６２が形成されている。
【００５８】
本実施形態においては、排気口６１、６２のうち一方及び他方を、各々、第１の排気口６１、第２の排気口６２と称する。本実施形態では、第１の排気口６１は、第１の処理ガスノズル３１と、この第１の処理ガスノズル３１に対して、回転テーブル２の回転方向の下流側に位置する分離領域Ｄとの間において、分離領域Ｄ側に寄った位置に形成されている。また、第２の排気口６２は、プラズマ発生部８１と、このプラズマ発生部８１よりも回転テーブル２の回転方向の下流側の分離領域Ｄとの間において、分離領域Ｄ側に寄った位置に形成されている。
【００５９】
第１の排気口６１は、第１の処理ガスや分離ガスを排気するためのものであり、第２の排気口６２は、第２の処理ガスやプラズマ処理用ガスや分離ガスを排気するためのものである。これらの第１の排気口６１及び第２の排気口６２は、各々、バタフライバルブ等の圧力調整部６５が介設された排気管６３により、真空排気機構である例えば真空ポンプ６４に接続されている。
【００６０】
前述したように、中心部領域Ｃ側から外縁部側に亘って筐体９０を配置しているため、プラズマ処理領域Ｐ３に対して回転テーブル２の回転方向の上流側から通流してくるガスは、筐体９０により第２の排気口６２に向かおうとする流れが規制される場合がある。そのため、筐体９０よりも外周側におけるサイドリング１００の上面には、ガスが流れるための溝状のガス流路１０１が形成されている。
【００６１】
天板１１の下面における中央部には、図１に示されるように、凸状部４における中心部領域Ｃ側の部位と連続して周方向に亘って概略リング状に形成されると共に、その下面が凸状部４の下面（天井面４４）と同じ高さに形成された突出部５が設けられている。この突出部５よりも回転テーブル２の回転中心側におけるコア部２１の上方側には、中心部領域Ｃにおいて各種のガスが互いに混ざり合うことを抑制するためのラビリンス構造部１１０が配置されている。
【００６２】
前述したように筐体９０は中心部領域Ｃ側に寄った位置まで形成されているので、回転テーブル２の中央部を支持するコア部２１は、回転テーブル２の上方側の部位が筐体９０を避けるように回転中心側に形成されている。これにより、中心部領域Ｃ側では、外縁部側よりも、各種のガス同士が混ざりやすい状態となっている。このため、コア部２１の上方側にラビリンス構造部１１０を形成することにより、ガスの流路を稼ぎ、ガス同士が混ざり合うことを防止することができる。
【００６３】
回転テーブル２と真空容器１の底面部１４との間の空間には、図１に示されるように、加熱機構であるヒータユニット７が設けられている。ヒータユニット７は、回転テーブル２を介して回転テーブル２上のウエハＷを例えば室温〜４００℃程度に加熱することができる構成となっている。なお、図１における参照符号７１ａは、ヒータユニット７の側方側に設けられたカバー部材であり、参照符号７ａは、このヒータユニット７の上方側を覆う覆い部材である。また、真空容器１の底面部１４には、ヒータユニット７の下方側において、ヒータユニット７の配置空間をパージするためのパージガス供給管７３が、周方向に亘って複数箇所に設けられている。
【００６４】
真空容器１の側壁には、図２に示されるように、搬送アーム１０と回転テーブル２との間においてウエハＷの受け渡しを行うための搬送口１５が形成されている。この搬送口１５は、ゲートバルブＧより気密に開閉自在に構成されている。
【００６５】
回転テーブル２の凹部２４は、この搬送口１５に対向する位置にて搬送アーム１０との間でウエハＷの受け渡しが行われる。このため、回転テーブル２の下方側の受け渡し位置に対応する箇所には、凹部２４を貫通してウエハＷを裏面から持ち上げるための図示しない昇降ピン及び昇降機構が設けられている。
【００６６】
また、本実施形態の成膜装置には、図１に示されるように、装置全体の動作を制御するためのコンピュータからなる制御部１２０が設けられている。この制御部１２０のメモリ内には、制御部１２０の制御の下に、後述する成膜方法を成膜装置に実行させるプログラムが格納されている。このプログラムは、後述する成膜方法を実行するようにステップ群が組まれており、ハードディスク等の記憶媒体である記憶部１２１から制御部１２０内にインストールされる。
【００６７】
〔成膜方法〕
本実施形態の成膜装置の動作（成膜方法）について説明する。本実施形態の成膜方法は、吸着工程と、酸化工程と、改質工程とを含み、これらの工程を順番に繰り返して、ウエハＷの表面に所定の膜を形成する方法である。吸着工程は、ウエハＷの表面にＯＨ基に吸着し得る第１の処理ガスを供給して、ウエハＷの表面に第１の処理ガスを吸着させる工程である。酸化工程は、第１の処理ガスが吸着したウエハＷに第２の処理ガスを供給することにより、第１の処理ガスと第２の処理ガスとを反応させて反応生成物を生成する工程である。改質工程は、ウエハＷにプラズマ処理用ガスをプラズマ化して供給することにより、反応生成物の表面を改質する工程である。そして、改質工程において、ウエハＷの全面に、ウエハＷの表面に平行な方向の流れを形成するように第１のプラズマ処理用ガスを供給すると共に、第１のプラズマ処理用ガスの流れのウエハＷの表面に平行な方向における上流側に水素含有ガスを含む第２のプラズマ処理用ガスを供給する。これにより、水素含有ガスにより生成されるＯＨ基を反応生成物の表面におけるＯＨ基の吸着量の少ない第１のプラズマ処理用ガスの流れの上流側に重点的に吸着させる。このため、改質工程において反応生成物の表面に吸着しているＯＨ基がプラズマにより脱離したとしても、水素含有ガスにより生成されるＯＨ基が再び反応生成物の表面に吸着する。その結果、ウエハＷの面内におけるＯＨ基の吸着量の分布が均一化され、反応生成物の表面に略均一となるように第１の処理ガスの分子が吸着し、第２の処理ガスにより酸化されることにより形成される反応生成物による膜の膜厚が面内において均一化される。
【００６８】
以下、本実施形態の成膜方法の各工程について具体的に説明する。以下では、第１の処理ガスとして有機アミノシランガス、第２の処理ガスとしてオゾン（Ｏ３）ガス、第１のプラズマ処理用ガスとしてＡｒ／Ｏ２ガス、第２のプラズマ処理用ガスとしてＡｒ／Ｈ２ガス、第３のプラズマ処理用ガスとしてＡｒガスを用いて、ウエハＷの表面にシリコン酸化膜を形成する場合を例として説明する。
【００６９】
まず、ゲートバルブＧを開き、外部から搬送アーム１０により搬送口１５を介してウエハＷを回転テーブル２の凹部２４内に受け渡す。この受け渡しは、凹部２４が搬送口１５に対向する位置に停止したときに凹部２４の底面の貫通孔を介して真空容器１の底部側から不図示の昇降ピンが昇降することにより行われる。このようなウエハＷの受け渡しを、回転テーブル２を間欠的に回転させて行い、回転テーブル２の６つの凹部２４内にそれぞれウエハＷを載置する。
【００７０】
続いて、ゲートバルブＧを閉じ、真空ポンプ６４により到達可能真空度にまで真空容器１内を排気した後、分離ガスノズル４１、４２から分離ガスであるＮ２ガスを所定の流量で吐出する。また、分離ガス供給管５１及びパージガス供給管７２、７３からも分離ガスであるＮ２ガスを所定の流量で吐出する。これに伴い、圧力調整部６５により真空容器１内を予め設定した処理圧力（例えば２Ｔｏｒｒ）に制御する。次いで、回転テーブル２を時計回りに例えば５ｒｐｍの回転速度で回転させながらヒータユニット７によりウエハＷを例えば４００℃に加熱する。
【００７１】
続いて、第１の処理ガスノズル３１から有機アミノシランガスを供給し、第２の処理ガスノズル３２からＯ３ガスを供給する。また、ベースノズル３３からＡｒ／Ｏ２ガス、外側ノズル３４からＡｒガス、軸側ノズル３５からＡｒ／Ｈ２ガスを供給し、プラズマ発生部８１のアンテナ８３に対して１３．５６ＭＨｚの周波数を有する高周波を例えば４０００Ｗの電力で供給する。これにより、プラズマ処理領域Ｐ３においてプラズマが生成される。このプラズマ中には、酸素イオンや酸素ラジカルなどの活性種や、高エネルギー粒子が生成されている。
【００７２】
回転テーブル２の回転により、ウエハＷは、第１の処理領域Ｐ１、分離領域Ｄ、第２の処理領域Ｐ２、プラズマ処理領域Ｐ３及び分離領域Ｄをこの順番に繰り返して通過する。このとき、第１の処理領域Ｐ１において、ウエハＷの表面に有機アミノシランガスの分子が吸着し、有機アミノシランの分子層が形成される（吸着工程）。分離領域Ｄを通過した後、第２の処理領域Ｐ２において、ウエハＷの表面に吸着した有機アミノシランガスがＯ３ガス分子により酸化され、シリコン酸化膜の分子層が１層又は複数層形成されて反応生成物が形成される（酸化工程）。有機アミノシランガスが酸化される際には、副生成物として水酸基（ＯＨ基）が生成され、生成されたＯＨ基はシリコン酸化膜の表面に吸着する。
【００７３】
続いて、ウエハＷがプラズマ処理領域Ｐ３を通過すると、シリコン酸化膜がプラズマに曝され、シリコン酸化膜の表面が改質される（改質工程）。このとき、シリコン酸化膜に吸着したＯＨ基の一部は、プラズマ中の例えば高エネルギー粒子の衝突により、シリコン酸化膜の表面から脱離する。このとき、ベースノズル３３から供給されるＡｒ／Ｏ２ガスは、第２の排気口６２へ向かって流れる。即ち、ベースノズル３３から供給されるＡｒ／Ｏ２ガスは、中心側領域から外周側領域へ向かって流れることになる。
【００７４】
本実施形態の成膜装置のプラズマ処理領域Ｐ３におけるプラズマ処理用ガスの流れについて、図１１に基づき説明する。図１１は、本実施形態の成膜装置のプラズマ処理領域におけるプラズマ処理用ガスの流れのシミュレーション結果を示す平面図である。なお、図１１において、参照符号ＦＬはガスの流れを表している。
【００７５】
このシミュレーションにおいては、真空容器１内の圧力が２Ｔｏｒｒ（２．７×１０２Ｐａ）、ヒータユニット７による加熱温度が４００℃、回転テーブル２の回転速度が５ｒｐｍ、ベースノズル３３から供給されるＡｒ／Ｏ２ガスの流量が１４．８ｓｌｍ／７５ｓｃｃｍ、外側ノズル３４から供給されるＡｒガスの流量が０．１ｓｌｍ、軸側ノズル３５から供給されるＡｒガスの流量が０．１ｓｌｍである。
【００７６】
図１１に示されるように、ベースノズル３３から供給されたＡｒ／Ｏ２ガスは、回転テーブル２の外周側のプラズマ処理領域Ｐ３の下流側に設けられた第２の排気口６２に吸引されていることが分かる。これにより、シリコン酸化膜から脱離したＯＨ基は、ガスの流れに沿って回転テーブル２の外周側へ向かって拡散し、その一部は脱離した領域よりも外周側において再びシリコン酸化膜の表面に吸着する。このため、ウエハＷ面内において、外周側領域におけるＯＨ基の密度が中心側領域におけるＯＨ基の密度よりも高くなるようにＯＨ基が分布することになる。即ち、ウエハＷの表面に形成されたシリコン酸化膜の表面におけるＯＨ基の吸着量に不均衡が生じる。
【００７７】
そこで、本実施形態では、改質工程において、軸側ノズル３５からＡｒ／Ｈ２ガスを供給することで、Ｈ２ガスにより生成されるＯＨ基をシリコン酸化膜の表面におけるＯＨ基の吸着量の少ない中心側領域に重点的に吸着させる。これにより、酸化工程においてシリコン酸化膜の表面に吸着したＯＨ基が改質工程におけるプラズマにより脱離したとしても、Ｈ２ガスにより生成されるＯＨ基が再びシリコン酸化膜の中心側領域における表面に重点的に吸着する。その結果、ウエハＷの面内におけるＯＨ基の吸着量の分布が均一化される。また、Ａｒ／Ｈ２ガス中のＨ２ガスの割合を調整することで、ウエハＷの面内におけるＯＨ基の吸着量の分布を制御することができる。
【００７８】
続いて、回転テーブル２の回転によりウエハＷが再び第１の処理領域Ｐ１を通過すると、第１の処理ガスノズル３１から供給される有機アミノシランガスの分子がウエハＷの表面に吸着する。このとき、有機アミノシランガスの分子は、ＯＨ基に吸着し易いため、ＯＨ基の分布に従った分布でシリコン酸化膜の表面に吸着する。本実施形態では、改質工程において、ウエハＷの面内におけるＯＨ基の分布が均一化されているので、シリコン酸化膜の表面に略均一となるように有機アミノシランガスの分子が吸着する。
【００７９】
続いて、ウエハＷが第２の処理領域Ｐ２を通過する際、シリコン酸化膜の表面に吸着した有機アミノシランガスがＯ３ガスにより酸化され、シリコン酸化膜の分子層が更に１層又は複数層形成されて反応生成物が形成される。このとき、シリコン酸化膜の膜厚分布には、シリコン酸化膜の表面に吸着した有機アミノシランガスの密度が反映されるため、シリコン酸化膜は、面内において略均一となる。このとき、有機アミノシランガスの酸化により生成されたＯＨ基がシリコン酸化膜の表面に吸着する。
【００８０】
続いて、ウエハＷが再びプラズマ処理領域Ｐ３を通過すると、前述したように、ウエハＷの面内において略均一にＯＨ基が分布することになる。
【００８１】
この後、前述の吸着工程、酸化工程及び改質工程をこの順番に繰り返すことにより、ウエハＷの表面に所定の膜厚を有するシリコン酸化膜が形成される。
【００８２】
以上に説明したように、本実施形態の成膜方法では、改質工程において、軸側ノズル３５からＡｒ／Ｈ２ガスを供給することで、Ｈ２ガスにより生成されるＯＨ基をシリコン酸化膜の表面におけるＯＨ基の吸着量の少ない中心側領域に重点的に吸着させる。これにより、酸化工程においてシリコン酸化膜の表面に吸着したＯＨ基が改質工程におけるプラズマにより脱離したとしても、Ｈ２ガスにより生成されるＯＨ基が再びシリコン酸化膜の中心側領域における表面に重点的に吸着する。その結果、ウエハＷの面内におけるＯＨ基の吸着量の分布が均一化され、シリコン酸化膜の表面に略均一となるように有機アミノシランガスの分子が吸着し、Ｏ３ガスにより酸化されるので、シリコン酸化膜の膜厚の面内均一性が向上する。
【００８３】
〔実施例〕
以下、実施例において前述の成膜装置を用いた本発明の成膜方法を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定して解釈されるものではない。
【００８４】
本実施例においては、軸側ノズル３５から供給される第２のプラズマ処理用ガスとしてＡｒ／Ｈ２ガスを使用し、Ａｒ／Ｈ２ガスにおけるＨ２ガスの流量がウエハＷの表面に形成されるシリコン酸化膜の膜厚分布に与える影響について評価した。なお、ウエハＷとしては、熱酸化膜が表面に形成されたシリコンウエハを使用した。具体的には、軸側ノズル３５から供給されるＡｒ／Ｈ２ガスにおけるＡｒガスの流量を１ｓｌｍとし、Ｈ２ガスの流量を０ｓｃｃｍ、０．２ｓｃｃｍ、０．５ｓｃｃｍ、１．０ｓｃｃｍに制御した。第２のプラズマ処理用ガス以外の主な成膜条件は以下の通りである。
・第１の処理ガス：  有機アミノシランガス
・第２の処理ガス：  Ｏ３ガス
・第１のプラズマ処理用ガス：  Ａｒ／Ｏ２＝１３ｓｌｍ／７５ｓｃｃｍ
・第３のプラズマ処理用ガス：  Ａｒ＝１ｓｌｍ
・回転テーブルの回転速度：  ５ｒｐｍ
・高周波電力：  ４０００Ｗ
・加熱温度：  ４００℃
・圧力：  ２Ｔｏｒｒ（２．７×１０２Ｐａ）
図１２は本実施形態の成膜方法の効果を説明する図であり、ウエハＷの表面に形成されたシリコン酸化膜のウエハＷ面内における膜厚の分布及び面内均一性のＨ２ガス流量依存性を示している。図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれＨ２ガスの流量を０ｓｃｃｍ、０．２ｓｃｃｍ、０．５ｓｃｃｍ及び１．０ｓｃｃｍに制御したときのウエハＷの表面に形成されたシリコン酸化膜の膜厚の分布及び面内均一性を示している。
【００８５】
なお、図１２における膜厚の分布を示す図においては、上側が真空容器１の中心部領域Ｃ側の領域（中心側領域）を表し、下側が真空容器１の外周壁側の領域（外周側領域）を表す。また、図１２における膜厚の面内均一性（Uniformity）［％］は、各ウエハＷ面内の最大膜厚［ｎｍ］及び最小膜厚［ｎｍ］を測定し、以下の（１）式を適用して算出した面内均一性を、６枚のウエハＷについて平均した値である。
【００８６】
±（（最大膜厚−最小膜厚）／（最大膜厚＋最小膜厚））×１００  （１）
図１２（ａ）に示されるように、Ｈ２ガスが添加されていない（Ｈ２ガスの流量が０ｓｃｃｍ）場合、中心側領域から外周側領域に向かってシリコン酸化膜の膜厚が増加する分布を示し、膜厚の面内均一性は±３４．７１％であった。これは、改質工程において、ウエハＷの外周側領域におけるＯＨ基の密度が中心側領域におけるＯＨ基の密度よりも高くなるようにＯＨ基が分布するためと考えられる。
【００８７】
これに対して、図１２（ｂ）〜（ｄ）に示されるように、Ｈ２ガスを添加することによって、中心側領域のシリコン酸化膜の膜厚が増加していることが分かる。また、図１２（ｃ）及び（ｄ）に示されるように、Ｈ２ガスの流量の増加に伴って、中心側領域から外周側領域に向かってシリコン酸化膜の膜厚が減少する分布へと変化した。本実施例では、Ｈ２ガスの流量を０．２ｓｃｃｍ、０．５ｓｃｃｍ及び１．０ｓｃｃｍとした場合におけるシリコン酸化膜の膜厚の面内均一性は、それぞれ±９．７９％、±１１．６０％及び±７．４４％であった。即ち、Ｈ２ガスが添加されていない場合と比較して、シリコン酸化膜の膜厚均一性を向上させることができた。これは、軸側ノズル３５からＨ２ガスが添加されたガスを供給することで、シリコン酸化膜の表面におけるＯＨ基の吸着量の少ない部分である中心側領域に重点的にＯＨ基を吸着させ、ウエハＷの面内におけるＯＨ基の吸着量の分布を略均一となるように調整できたことによると考えられる。
【００８８】
以上、成膜方法を上記の実施形態及び実施例により説明したが、本発明は上記の実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【００８９】
例えば、本実施形態において、プラズマ発生部８１は、アンテナ８３を有する誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）源であるが、これに限定されない。プラズマ発生部８１としては、例えば互いに平行に延びる２本のロッド電極の間に高周波を印加することによりプラズマを発生させる容量性結合プラズマ（ＣＣＰ：Capacitively Coupled Plasma）源であってもよい。ＣＣＰ源であっても、プラズマを生成できるため、前述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００９０】
また、本実施形態では、凹部を含むパターンが形成されていないウエハＷの表面にシリコン酸化膜を形成しているが、これに限定されない。例えば、トレンチ素子構造におけるトレンチ、ライン・スペース・パターンにおけるスペース、ビアホール、トレンチビア等の凹部を含むパターンが形成されたウエハＷの凹部の内面にシリコン酸化膜を埋め込むように形成してもよい。凹部の内面にシリコン酸化膜を埋め込むように形成する場合であっても、軸側ノズル３５からＨ２ガスが添加されたガスを供給することで、シリコン酸化膜の表面におけるＯＨ基の吸着量の少ない部分である中心側領域に重点的にＯＨ基を吸着させることができるため、前述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００９１】
また、本実施形態では、第１の処理ガスノズル３１から供給される第１の処理ガスは、ＯＨ基に吸着し得る限りにおいて前述の有機アミノシランガスに限定されることなく、有機ケイ素化合物ガス等の他のシリコン含有ガスであってもよい。また、第２の処理ガスノズル３２から供給される第２の処理ガスは、Ｏ３ガスに限定されることなく、例えばＯ２ガス、Ｏ２ガス及びＯ３ガスの混合ガス等の他の酸化ガスであってもよい。
【００９２】
また、ＯＨ基に吸着し得る限り、第１の処理ガスノズル３１から例えば有機金属ガスを供給してもよい。有機金属ガスとして、例えばジルコニウム（Ｚｒ）を含有する有機金属ガスを第１の処理ガスノズル３１から供給し、第２の処理ガスノズル３２からＯ３ガス等を供給することにより、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）膜を形成することができる。なお、Ｚｒを含有する有機金属ガスとしては、例えばテトラキス・エチルメチル・アミノジルコニウム（ＴＥＭＡＺ）を好適に用いることができる。
【００９３】
また、有機金属ガスとして、アルミニウム（Ａｌ）を含有する有機金属ガスを用いることもできる。第１の処理ガスノズル３１からＡｌを含有する有機金属ガスを供給し、第２の処理ガスノズル３２からＯ３ガス等を供給することにより、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）膜を形成することができる。Ａｌを含有する有機金属ガスとしては、例えばトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、ジメチルエチルアミンアランを好適に用いることができる。また、Ｚｒを含有する有機金属ガスとＡｌを含有する有機金属ガスとを第１の処理ガスノズル３１から相補的に供給することにより、ＺｒＡｌＯ膜を形成することも可能である。
【００９４】
また、軸側ノズル３５からプラズマ処理領域Ｐ３へ供給される水素含有ガスとしては、第１の処理ガスの表面に吸着してＯＨ基を生成し得るガスであればよく、Ｈ２ガスに限定されない。水素含有ガスとしては、例えばアンモニア（ＮＨ３）ガスを使用してもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１          真空容器
２          回転テーブル
３１        第１の処理ガスノズル
３２        第２の処理ガスノズル
３３        ベースノズル
３４        外側ノズル
３５        軸側ノズル
４１、４２  分離ガスノズル
８１        プラズマ発生部
Ｗ          ウエハ
【図１】
0006523185.tif 000002
【図２】
0006523185.tif 000003
【図３】
0006523185.tif 000004
【図４】
0006523185.tif 000005
【図５】
0006523185.tif 000006
【図６】
0006523185.tif 000007
【図７】
0006523185.tif 000008
【図８】
0006523185.tif 000009
【図９】
0006523185.tif 000010
【図１０】
0006523185.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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