(57)【要約】 課題：プラズマを用いた基板処理において、基板の面内均一性を向上させる。  解決手段： 処理ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部と、プラズマ状態の処理ガスで基板を処理する処理室と、処理室内にて基板を支持する基板支持部と、基板支持部の内部に設けられ、周方向に区分けされた複数の領域を有する電極部と、周方向に区分けされた複数の領域のそれぞれの領域ごとに電極部のインピーダンスを調整するインピーダンス調整部と、を備える構成を提供する。
2015141521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部と、
プラズマ状態の前記処理ガスで基板を処理する処理室と、
前記処理室内にて前記基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部の内部に設けられ、周方向に区分けされた複数の領域を有する電極部と、
前記周方向に区分けされた複数の領域のそれぞれの領域ごとに前記電極部のインピーダンスを調整するインピーダンス調整部と、を備える基板処理装置。
【請求項２】
前記インピーダンス調整部を制御して、前記周方向に区分けされた複数の領域のそれぞれの領域ごとに前記電極部のインピーダンスを調整するよう構成される制御部を備える、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記処理室の側壁に設けられ、基板を搬入出する際に基板が通過する搬入出口を備え、前記電極部の前記周方向に区分けされた複数の領域のうち、少なくとも一つの領域は、中央から前記搬入出口方向に延伸する面領域を含み、前記延伸する面領域で前記電極部を周方向に区分けするように形成されている、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記電極部の前記周方向に区分けされた複数の領域のうち、中央から前記搬入出口方向に延伸する面領域を有する少なくとも一つの領域のインピーダンスを、他の領域のインピーダンスよりも高くするように前記インピーダンス調整部を制御するよう構成される、請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記電極部は、中央に位置する円状の領域と、前記円状の領域を囲む領域が周方向で区分けされて形成される複数の外周領域と、により構成される、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記電極部の前記周方向に区分けされた複数の領域は、互いに離間した複数の電極によりそれぞれ構成される、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記処理室の側壁に設けられ、基板を搬入出する際に基板が通過する搬入出口を備え、
前記電極部の前記周方向に区分けされた複数の領域のうち、少なくとも一つの領域は、水平方向であって、中央から前記搬入出口方向に延伸する径が、前記搬入出口方向とは異なる方向に延伸した径よりも長くなるように形成されている、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項８】
搬入出口を介して処理室に基板を搬入する工程と、
搬入後、区分けされた複数の領域を有する面状の電極を内部に有する基板支持部に前記基板を載置する工程と、
前記電極が有する区分けされた複数の領域のうち、前記電極の中央から見て前記搬入出口の方向に位置する領域のインピーダンスを、他の領域のインピーダンスよりも高くするように前記電極の各領域のインピーダンスを調整する工程と、
プラズマ状態の処理ガスで前記基板支持部に載置された前記基板を処理する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記電極が有する複数の領域は、前記電極が周方向において区分けされた領域である、請求項８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記電極の前記区分けされた複数の領域のうち、少なくとも一つの領域は、中央から前記搬入出口方向に延伸する面領域を含み、前記延伸する面領域で前記電極を周方向に区分けするように形成されている、請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
搬入出口を介して処理室に基板を搬入する手順と、
搬入後、区分けされた複数の領域を有する面状の電極を内部に有する基板支持部に前記基板を載置する手順と、
前記電極が有する区分けされた複数の領域のうち、前記電極の中央から見て前記搬入出口の方向に位置する領域のインピーダンスを、他の領域のインピーダンスよりも高くするように前記電極の各領域のインピーダンスを調整する手順と、
プラズマ状態の処理ガスで前記基板支持部に載置された前記基板を処理する手順と、
をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
【請求項１２】
前記電極が有する複数の領域は、前記電極が周方向において区分けされた領域である、請求項１１に記載の記録媒体。
【請求項１３】
前記電極の前記区分けされた複数の領域のうち、少なくとも一つの領域は、中央から前記搬入出口方向に延伸する面領域を含み、前記延伸する面領域で前記電極を周方向に区分けするように形成されている、請求項１１に記載の記録媒体。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを使用してシリコンウェーハ等の基板に薄膜の形成、エッチング、或はアッシング等の基板処理を行う技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＲＡＭ等の半導体装置の製造工程の一工程として、プラズマを用いて基板上に成膜を行う基板処理工程が行われる場合がある。該基板処理工程は、例えば基板を処理する処理室と、処理室内にて基板を支持する基板支持部と、基板支持部に設けられたインピーダンス可変電極と、インピーダンス可変電極に接続され、インピーダンスを変更可能なインピーダンス調整部と、処理室内に供給された処理ガスを励起するプラズマ生成部と、少なくともインピーダンス調整部を制御する制御部とを有する基板処理装置により実施される。【０００３】
該基板処理装置により基板処理が行われる際には、処理室内に供給された処理ガスが、プラズマ生成部にて励起され、励起された処理ガスの活性種が基板に供給されることで基板上に膜が形成される。この時、インピーダンス調整部で、インピーダンス可変電極のインピーダンス値を調整することで、励起した活性種の基板への引込み量が調整され、成膜速度が制御される。【０００４】
然し乍ら、プラズマ生成部により印加される電力は高周波である為、インピーダンス調整部で調整しようとするインピーダンス値によっては、インピーダンス可変電極のインピーダンスが面内不均一となってしまうことがあった。この為、基板の処理面の電位が面内不均一となり、励起した活性種の基板への引込み量が面内不均一になってしまうことや、励起した活性種の基板への引込み量の面内均一性が処理毎に異なることがあった。【０００５】
又、基板上に成膜された薄膜の面内均一性は、処理圧力によっても変化する為、処理ガス種等のパラメータが変更された際には、処理圧力を変更することで対応していたが、処理圧力だけでは制御できる範囲が小さく、大きな成膜速度を得ることには限界があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は斯かる実情に鑑み、基板の面内均一性を向上させると共に、面内均一な基板処理の再現性を向上させる技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態によれば、処理ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部と、プラズマ状態の前記処理ガスで基板を処理する処理室と、前記処理室内にて前記基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部の内部に設けられ、周方向に区分けされた複数の領域を有する電極部と、前記周方向に区分けされた複数の領域のそれぞれの領域ごとに前記電極部のインピーダンスを調整するインピーダンス調整部と、を備える構成が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基板上に形成される薄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】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施例に係る基板処理装置を示す概略断面図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第１の実施例に係る基板処理装置に設けられた基板支持部の概略断面図であり、（Ｂ）はインピーダンス可変電極の概略平面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る基板処理工程を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施例に係る基板処理装置に於いて、インピーダンス値の調整を行った場合と行わなかった場合を比較するグラフである。
【図５】（Ａ）は本発明の第２の実施例に係る基板処理装置に設けられた基板支持部の概略断面図であり、（Ｂ）はインピーダンス可変電極の概略平面図である。
【図６】（Ａ）は本発明の第３の実施例に係る基板処理装置に設けられた基板支持部の概略断面図であり、（Ｂ）はインピーダンス可変電極の概略平面図である。
【図７】（Ａ）は本発明の第４の実施例に係る基板処理装置に設けられた基板支持部の概略断面図であり、（Ｂ）はインピーダンス可変電極の概略平面図である。
【図８】本発明の他の実施例に係る基板処理装置を示す概略断面図である。
【図９】本発明の更に他の実施例に係る基板処理装置を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１１】
先ず、図１、図２に於いて、本発明の第１の実施例に係る基板処理装置について説明する。
【００１２】
図１は、ＭＭＴ装置として構成された基板処理装置１を示している。基板処理装置１は、電界と磁界とにより高密度プラズマを発生させることが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ェーハ２をプラズマ処理する装置となっている。基板処理装置１は、処理ガスを励起させて、例えばウェーハ２表面又はウェーハ２に形成された薄膜を酸化や窒化したり、ウェーハ２上に薄膜を形成したり、ウェーハ２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。
【００１３】
処理室３を構成する処理容器４は、第１の容器であるドーム型の上側容器５と、第２の容器である椀型の下側容器６とを有している。上側容器５を下側容器６の上に被せることにより、処理室３が形成される。上側容器５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６は、例えばアルミニウム（Ａｌ）等で形成されている。
【００１４】
下側容器６の側壁には、仕切弁としてのゲートバルブ７が設けられている。ゲートバルブ７が開いている時には、搬送機構（図示せず）により搬入出口１０を通過して処理室３内へウェーハ２を搬入し、又は処理室３外へとウェーハ２を搬出することができる様になっている。又、ゲートバルブ７を閉めることにより、処理室３内を気密に閉塞できる様になっている。
【００１５】
処理室３内の底側中央には、ウェーハ２を支持する基板支持部としてのサセプタ８が配置されている。ウェーハ２はサセプタ８の基板載置面８ａに載置される。サセプタ８は、ウェーハ２の金属汚染を低減することができる様、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。尚、サセプタ８は、下側容器６とは電気的に絶縁されている。
【００１６】
サセプタ８の内部には、基板載置面８ａと並行して配置されている加熱機構としてのヒータ９が一体的に埋込まれており、ウェーハ２を加熱できる様になっている。ヒータ９に電力が供給されることで、ウェーハ２の表面が所定温度（例えば室温〜１０００℃程度）まで加熱される様になっている。尚、サセプタ８には温度センサ（図示せず）が設けられ、ヒータ９及び温度センサには、後述するコントローラ１１が電気的に接続されている。コントローラ１１は、温度センサにより検出された温度情報に基づき、ヒータ９への供給電力を制御する様に構成されている。
【００１７】
サセプタ８には、サセプタ８を昇降させるサセプタ昇降機構１２が設けられている。サセプタ８には貫通孔１３が穿設され、下側容器６の底面には、ウェーハ２を突上げるウェーハ突上げピン１４が少なくとも３箇所設けられている。貫通孔１３及びウェーハ突上げピン１４は、サセプタ昇降機構１２によりサセプタ８が下降させられた際に、ウェーハ突上げピン１４がサセプタ８とは非接触な状態で貫通孔１３を突抜ける様、互いに配置されている。
【００１８】
図２に示される様に、サセプタ８の内部には、ウェーハ２の電位を制御するインピーダンス可変電極部である２つのインピーダンス可変電極、即ち第１インピーダンス可変電極１５及び第２インピーダンス可変電極１６が設けられている。各インピーダンス可変電極１５，１６は、基板載置面８ａと並行に配置され、ウェーハ２の電位を均一に調整可能としている。
【００１９】
第１インピーダンス可変電極１５は環状に形成され、第２インピーダンス可変電極１６は第１インピーダンス可変電極１５と同心で内側に円盤状に形成されている。尚、第１インピーダンス可変電極１５と第２インピーダンス可変電極１６とは電気的に接触しない様に設けられているが、第１インピーダンス可変電極１５と第２インピーダンス可変電極１６との間の距離は、できるだけ短い方が望ましい。
【００２０】
第１インピーダンス可変電極１５には、基板電位分布調整部として、インピーダンス値を変更可能な第１インピーダンス調整部１７が接続されている。第２インピーダンス可変電極１６には、基板電位分布調整部として、インピーダンス値を変更可能な第２インピーダンス調整部１８が接続されている。第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８はそれぞれ接地されている。
【００２１】
第１インピーダンス調整部１７は、直列に接続されたコイル１７１と可変コンデンサ１７２とを備えている。第２インピーダンス調整部１８は、直列に接続されたコイル１８１と可変コンデンサ１８２とを備えている。
【００２２】
可変コンデンサ１７２の静電容量が調整されることで第１インピーダンス調整部１７のインピーダンスが変更可能な様に構成されている。第１インピーダンス調整部１７のインピーダンスが変更されることで、プラズマに対する第１インピーダンス可変電極１５の電位、即ち、ウェーハ２の内、第１インピーダンス可変電極１５の直上にある部分であるウェーハ２外周の電位が制御される様に構成されている。ここで、ウェーハ外周とは、第１インピーダンス調整部１７によって調整されるウェーハ中央部分の外周を指す。第１インピーダンス調整部１７は、コントローラ１１に接続されている。
【００２３】
可変コンデンサ１８２の静電容量が調整されることで第２インピーダンス調整部１８のインピーダンスが変更可能な様に構成されている。第２インピーダンス調整部１８のインピーダンスが変更されることで、プラズマに対する第２インピーダンス可変電極１６の電位、即ち、ウェーハ２の内、第２インピーダンス可変電極１６の直上にある部分であるウェーハ２中央の電位が制御される様に構成されている。第２インピーダンス調整部１８は、コントローラ１１に接続されている。
【００２４】
ここで、発明者の鋭意研究により、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８で調整される静電容量とプラズマを引寄せる量に比例関係があることが分かった。具体的には、静電容量が多いほどプラズマを引寄せる量が多く、逆に静電容量が少ないほどプラズマを引寄せる量が少ないことが分かった。
【００２５】
そこで、可変コンデンサ１７２，１８２を調整することで、プラズマ中の活性種等のウェーハ２への引込み量を調整し、形成する膜の成膜速度を制御する。第１インピーダンス可変電極１５、第２インピーダンス可変電極１６それぞれの成膜速度を制御することで、形成する膜の厚みや、膜中に侵入させるガス成分の深さを制御することが可能となる。
【００２６】
図１に示される様に、処理室３の上部には、処理室３内へ処理ガスを供給するシャワーヘッド１９が設けられている。シャワーヘッド１９は、キャップ状の蓋体２１、ガス導入部２２、バッファ室２３、遮蔽プレート２４及びガス噴出し口２５を備えている。
【００２７】
蓋体２１は、上側容器５の上部に開設された開口に気密に設けられている。蓋体２１の下部には、遮蔽プレート２４が設けられ、蓋体２１と遮蔽プレート２４との間に形成される空間がバッファ室２３となっている。バッファ室２３は、ガス導入部２２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。バッファ室２３を通過した処理ガスが、遮蔽プレート２４の側部のガス噴出し口２５から処理室３内に供給される。又、蓋体２１には開口が設けられ、蓋体２１の開口にはガス導入部２２の下流端が気密に接続されている。ガス導入部２２の上流端には、封止部材としてのＯリング２６を介してガス供給管２７の下流端が接続されている。なお、遮蔽プレート２４に替えて、多数のガス通過孔を有するシャワープレートを備えることにより、処理ガスを処理室３内に分散して供給するようにしても良い。
【００２８】
ガス供給管２７の上流側には、処理ガスとしての酸素含有ガスである酸素（Ｏ２）ガスを供給する処理ガス供給管２８の下流端と、不活性ガスとして例えば窒素（Ｎ２）ガスを供給する不活性ガス供給管２９の下流端とが合流する様に接続されている。ガス供給管２７、処理ガス供給管２８、不活性ガス供給管２９は、例えば石英、酸化アルミニウム等の非金属材料、及びＳＵＳ等の金属材料等により構成されている。
【００２９】
処理ガス供給管２８には、処理ガス供給源３１、流量制御装置としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３２、開閉弁であるバルブ３３が上流側から順に接続されている。又、不活性ガス供給管２９には、不活性ガス供給源３４、流量制御装置としてのＭＦＣ３５、開閉弁であるバルブ３６が上流から順に接続されている。不活性ガスであるＮ２ガスは、処理ガスの希釈ガスとして、若しくは処理ガスのキャリアガス、若しくはガス雰囲気を入替える際のパージガスとして用いられる。
【００３０】
ＭＦＣ３２及びバルブ３３には、コントローラ１１が電気的に接続されている。コントローラ１１は、処理室３内に供給する処理ガスの流量が所定の流量となる様に、ＭＦＣ３２の開度、及びバルブ３３の開閉を制御する様になっている。バルブ３３を開閉させ、更にＭＦＣ３２で流量を制御させることにより、ガス供給管２７、バッファ室２３及びガス噴出し口２５を介して、処理室３内に処理ガスであるＯ２ガスを自在に供給できる。
【００３１】
ＭＦＣ３５及びバルブ３６には、コントローラ１１が電気的に接続されている。コントローラ１１は、処理ガスと混合される不活性ガス、若しくは処理室３内に供給される不活性ガスの流量が所定の流量となる様に、ＭＦＣ３５の開度、及びバルブ３６の開閉を制御する様になっている。バルブ３６とＭＦＣ３５が制御されることで、処理ガスに所定流量のガスが混合される。又、バルブ３６とＭＦＣ３５が制御されることで、ガス供給管２７、バッファ室２３及びガス噴出し口２５を介して、処理室３内に不活性ガスであるＮ２ガスを自在に供給できる。
【００３２】
主に、シャワーヘッド１９、ガス供給管２７、処理ガス供給管２８、不活性ガス供給管２９、ＭＦＣ３２，３５、及びバルブ３３，３６により、第１の実施例に於けるガス供給部（ガス供給系）が構成される。尚、処理ガス供給源３１、不活性ガス供給源３４をガス供給部に含めてもよい。
【００３３】
下側容器６の側壁下方には、処理室３内から処理ガス等を排気するガス排気口３７が設けられている。ガス排気口３７には、ガスを排気するガス排気管３８の上流端が接続されている。ガス排気管３８には、圧力調整器であるＡＰＣ３９、開閉弁であるバルブ４１、排気装置である真空ポンプ４２が上流から順に設けられている。主に、ガス排気口３７、ガス排気管３８、ＡＰＣ３９、バルブ４１により、第１の実施例に於ける排気部（排気系）が構成される。尚、真空ポンプ４２を排気部に含めてもよい。
【００３４】
ＡＰＣ３９、バルブ４１、真空ポンプ４２には、コントローラ１１が電気的に接続され、真空ポンプ４２を作動させ、バルブ４１を開けることにより、処理室３内を排気できる様になっている。又、ＡＰＣ３９の開度を調整することにより、処理室３内の圧力を調整できる様になっている。
【００３５】
処理容器４（上側容器５）の外周には、処理室３内のプラズマ生成領域４３を囲う様に、筒状電極４４が設けられている。筒状電極４４は、筒状、例えば円筒状に形成され、インピーダンスの整合を行う整合器４５を介して、高周波電力を発生する高周波電源４６に接続されている。筒状電極４４は、処理室３内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。
【００３６】
筒状電極４４の外側表面の上下端部には、上部磁石４７及び下部磁石４８がそれぞれ取付けられている。上部磁石４７及び下部磁石４８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４７及び下部磁石４８は、処理室３の半径方向に沿った両端、即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４７及び下部磁石４８の磁極の向きは、互いに逆向きになる様に配置されている。即ち、上部磁石４７及び下部磁石４８の内周部の磁極同士は異極となっており、これにより筒状電極４４の内側表面に沿って、円筒軸方向の磁力線が形成されている。
【００３７】
処理室３内に少なくともＯ２ガスを供給した後、筒状電極４４に高周波電力を印加して電界を形成すると共に、上部磁石４７及び下部磁石４８を用いて磁界を形成することにより、処理室３内のプラズマ生成領域４３にマグネトロン放電プラズマが生成される。この際、放出された電子を上述の電界及び磁界を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。
【００３８】
主に、筒状電極４４、整合器４５、高周波電源４６、上部磁石４７、下部磁石４８により、第１の実施例に於けるプラズマ生成部が構成される。
【００３９】
尚、筒状電極４４、上部磁石４７及び下部磁石４８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さない様に、電界及び磁界を有効に遮断する金属製の遮蔽板４９が設けられている。
【００４０】
制御部としてのコントローラ１１は、信号線Ａを通じてＡＰＣ３９、バルブ４１及び真空ポンプ４２の動作を制御し、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降機構１２の動作を制御し、信号線Ｃを通じてヒータ９への供給電力量や第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８のインピーダンス値を制御し、信号線Ｄを通じてゲートバルブ７の動作を制御し、信号線Ｅを通じて整合器４５及び高周波電源４６の動作を制御し、信号線Ｆを通じてＭＦＣ３２，３５、バルブ３３，３６の動作を制御する様になっている。
【００４１】
続いて、第１の実施例に係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のフローチャートを用いて説明する。係る工程は、基板処理装置１により実施される。第１の実施例に於いては、例えば基板としてシリコン（Ｓｉ）からなるウェーハ２の表面を、プラズマを用いて酸化処理する例について説明する。尚、以下の説明に於いては、基板処理装置１を構成する各部の動作は、コントローラ１１により制御される。
【００４２】
ＳＴＥＰ：０１（基板搬入工程）
先ず、ウェーハ２の搬送位置まで前記サセプタ８を下降させ、サセプタ８の貫通孔１３にウェーハ突上げピン１４を貫通させることで、突上げピン１４がサセプタ８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７を開き、図示しない搬送機構を用いて処理室３内にウェーハ２を搬入する。その結果、ウェーハ２はサセプタ８の表面から突出したウェーハ突上げピン１４上に水平姿勢で支持される。尚、ウェーハ２の処理面には、例えばＭＯＳトランジスタのゲート構造やＤＲＡＭのキャパシタ構造等、所定の形状の凹凸構造が予め形成されていてもよい。
【００４３】
処理室３内にウェーハ２を搬入すると、搬送機構を処理室３外へ退避させ、ゲートバルブ７を閉じて処理室３内を密閉する。次に、サセプタ昇降機構１２を用いてサセプタ８を上昇させることで、ウェーハ２がサセプタ８の上面に配置される。その後、サセプタ８を所定の位置まで上昇させて、ウェーハ２を所定の処理位置まで上昇させる。
【００４４】
尚、ウェーハ２を処理室３内に搬入する際には、排気部により処理室３内を排気しつつ、ガス供給部から処理室３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。即ち、真空ポンプ４２を作動させ、バルブ４１を開けることにより処理室３内を排気しつつ、バルブ３６を開けることにより、バッファ室２３を介して処理室３内にＮ２ガスを供給することが好ましい。これにより、処理室３内へのパーティクルの浸入や、ウェーハ２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。尚、真空ポンプ４２は、少なくとも基板搬入工程（ＳＴＥＰ：０１）から後述する基板搬出工程（ＳＴＥＰ：０６）が終了するまでの間は、常に作動させた状態とする。
【００４５】
ＳＴＥＰ：０２（昇温・圧力調整工程）
続いて、サセプタ８の内部に埋込まれたヒータ９に電力を供給し、ウェーハ２の表面が所定の温度（例えば２００℃以上であって７５０℃未満、好ましくは３５０℃〜５５０℃）となる様に加熱する。この際、ヒータ９の温度は、図示しない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９への供給電力を制御することで調整される。
【００４６】
尚、ウェーハ２の加熱処理では、表面温度を７５０℃以上まで加熱すると、ウェーハ２の表面に形成されたソース領域やドレイン領域等に不純物の拡散が生じ、回路特性が劣化し、半導体デバイスの性能が低下してしまう場合がある。ウェーハ２の温度を上述の様に制限することにより、ウェーハ２の表面に形成されたソース領域やドレイン領域に於ける不純物の拡散、回路特性の劣化、半導体デバイスの性能の低下を抑制できる。
【００４７】
又、処理室３内が所望の圧力（例えば０．１Ｐａ〜３００Ｐａ、好ましくは２０Ｐａ〜４０Ｐａ）となる様に、処理室３内を真空ポンプ４２によって真空排気する。この際、処理室３内の圧力は図示しない圧力センサで測定され、圧力センサにより測定された圧力に基づいて、ＡＰＣ３９の開度をフィードバック制御する。
【００４８】
ＳＴＥＰ：０３（プラズマ処理工程） 
以下では、処理ガスとしてＯ２ガスを用いる例について説明する。
【００４９】
先ず、バルブ３３を開放し、処理ガスであるＯ２ガスを、処理ガス供給管２８からバッファ室２３を介して処理室３内に供給する。この時、Ｏ２ガスの流量が所定の流量となる様に、マスフローコントローラ３２の開度を調整する。
【００５０】
又、処理ガスであるＯ２ガスを処理室３内に供給する際には、不活性ガス供給管２９からキャリアガス若しくは希釈ガスとしてのＮ２ガスを処理室３内に供給することが好ましい。即ち、バルブ３６を開放し、マスフローコントローラ３５により流量調整しつつ、バッファ室２３を介して処理室３内へＮ２ガスを供給することが好ましい。これにより、処理室３内へのＯ２ガスの供給を促進させることができる。
【００５１】
処理ガスの供給を開始した後、上部磁石４７及び下部磁石４８による磁界が形成されているところに、筒状電極４４に対して、高周波電源４６から整合器４５を介して所定の高周波電力（例えば１００Ｗ〜１０００Ｗ、好ましくは１００Ｗ〜５００Ｗ）を印加する。この結果、処理室３内にマグネトロン放電が発生し、ウェーハ２の上方のプラズマ生成領域４３に高密度のプラズマが発生する。この様に、プラズマを発生させることにより、処理室３内に供給されたＯ２ガスが励起されて活性化され、励起したＯ２ガスに含まれる活性酸素や酸素ラジカル等の活性種がウェーハ２上に供給され、酸化処理が行われる。
【００５２】
この時、可変コンデンサ１７２を調整して第１インピーダンス調整部１７の静電容量を調整し、インピーダンスを調整する。更には、可変コンデンサ１８２を調整して第２インピーダンス調整部１８の静電容量を調整し、インピーダンスを調整する。この様にして、第１インピーダンス調整部１７、第２インピーダンス調整部１８それぞれのインピーダンスを所定の値に制御する。
【００５３】
第１インピーダンス可変電極１５と第２インピーダンス可変電極１６にそれぞれ接続される可変コンデンサ１７２，１８２の静電容量に基づいてインピーダンスを変化させることで、ウェーハ２の処理面の電位を変位させ、ウェーハ２の中の第１インピーダンス可変電極１５と第２インピーダンス可変電極１６にそれぞれ対応した領域ごとに、プラズマ中の活性種のウェーハ２への引込み量を制御する。
【００５４】
図４は、図２（Ａ）中に示される、プラズマ処理により成膜される膜のウェーハ２上のＡ〜Ｅの５点の膜厚を示す。ここでは、本実施例と比較例とを比較している。比較例は本実施例と異なり、サセプタの内部に一つのインピーダンス可変電極を設けたものである。一方、本実施例は、サセプタ８の内部に第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８からなる複数のインピーダンス可変電極（第１インピーダンス可変電極１５、第２インピーダンス可変電極１６）にてインピーダンス値を個別に制御したもの（第１の実施例）である。
【００５５】
図４に示される様に、従来の様に一つのインピーダンス可変電極を用いると、ウェーハ中央（ポイントＣ）の膜厚が外周部（ポイントＡ、Ｅ）よりも厚い膜が形成される。これは、例えばサセプタ８の側面から熱逃げが発生し、ウェーハ２の外周部分の温度が低下することに起因すると考えられる。
【００５６】
本発明では、従来の膜厚偏差を補う為に、第１インピーダンス調整部１７にて第１インピーダンス可変電極１５のインピーダンスを調整し、第１インピーダンス可変電極１５上に位置する点Ａ及び点Ｅにプラズマを多く引込むようにしている。具体的には、第１インピーダンス可変電極１５のピーク間電圧を第２インピーダンス可変電極１６のピーク間電圧よりも高くする。この様にすることで、図４のポイントＡ、Ｅの様に、従来に比べて膜厚を厚くすることができ、その結果ウェーハ中央と外周で膜厚偏差を小さくすることができた。
【００５７】
上述した様に、従来は、インピーダンス調整部で設定しようとするインピーダンス値によっては、インピーダンス可変電極の中央部（内周部）とその外周部とで、インピーダンスが面内不均一になってしまうことがあった。この為、ウェーハ２の処理面の中央部と外周部とで電位が異なり、引込み量が面内不均一になってしまうことがあった。しかしながら、第１の実施例では、上述の様に、第１インピーダンス可変電極１５には第１インピーダンス調整部１７が接続され、第２インピーダンス可変電極１６には第２インピーダンス調整部１８が接続されることで、第１インピーダンス可変電極１５と第２インピーダンス可変電極１６のインピーダンスをそれぞれ個別に制御することができる。従って、第１インピーダンス調整部１７、第２インピーダンス調整部１８で設定しようとする広範囲のインピーダンス値で、ウェーハ２の処理面の引込み量を面内均一にすることができる。
【００５８】
例えば、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８で設定されるインピーダンス値が比較的大きな範囲の値である場合、ウェーハ２の処理面の中央部の方が、その外周部よりも引込み量が少なくなり易い。従って、第１の実施例では、第１インピーダンス可変電極１５のインピーダンスよりも、第２インピーダンス可変電極１６のインピーダンスが小さくなる様に、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８で設定されるインピーダンス値を個別に制御する。
【００５９】
これにより、ウェーハ２の処理面の中央部とその外周部とで、第１インピーダンス可変電極１５と第２インピーダンス可変電極１６のインピーダンスに起因する電位差をなくすことができる。即ち、ウェーハ２の処理面の電位分布を制御し、ウェーハ２の処理面の電位を面内均一とすることができる。従って、ウェーハ２の処理面の活性種の引込み量が面内均一となり、ウェーハ２上に形成される薄膜の膜厚均一性を向上させることができる。
【００６０】
又、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８で設定されるインピーダンス値が比較的小さな範囲の値である場合には、ウェーハ２の処理面の中央部の方が外周部よりも引込み量が多くなりやすいが、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８で設定されるインピーダンス値を個別に制御することで、同様にウェーハ２の処理面の活性種の引込み量が面内均一となり、ウェーハ２上に形成される薄膜の膜厚均一性を向上させることができる。
【００６１】
上述の様に、第１の実施例では、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８で設定されるインピーダンス値が、比較適大きな範囲の値であっても、小さな範囲の値であっても、ウェーハ２の処理面の活性種の引込み量を面内均一にすることができる。即ち、ウェーハ２の処理面の活性種の引込み量が面内均一となる様な、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８のインピーダンス値の設定範囲を広くすることができる。
【００６２】
ＳＴＥＰ：０４（パージ工程）
所定の時間が経過し、酸化処理が終了すると、筒状電極４４に対する電力供給を停止する。その後、バルブ３３を閉めて処理室３内へのＯ２ガスの供給を停止する。この時、バルブ４１を開けたままとし、ガス排気管３８による排気を継続し、処理室３内の残留ガス等を排出する。又この時、バルブ３６を開き、処理室３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３内からの残留ガスの排出を促進することができる。
【００６３】
ＳＴＥＰ：０５（降温・大気圧復帰工程）
ＳＴＥＰ：０４にてパージ工程を完了した後、ＡＰＣ３９の開度を調整し、処理室３内の圧力を大気圧に復帰させつつ、ウェーハ２を所定の温度（例えば室温〜１００℃）に降温させる。具体的には、バルブ３６を開けたままとして、処理室３内にＮ２ガスを供給しつつ、図示しない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ＡＰＣ３９及びバルブ４１の開度を制御し、処理室３内の圧力を大気圧に昇圧させると共に、ヒータ９の供給電力量を制御し、ウェーハ２の温度を降温させる。
【００６４】
ＳＴＥＰ：０６（基板搬出工程）
その後、サセプタ８をウェーハ２の搬送位置まで下降させ、サセプタ８の表面から突出させたウェーハ突上げピン１４上にウェーハ２を支持させる。最後に、ゲートバルブ７を開放し、図示しない搬送機構を用いてウェーハ２を処理室３の外へと搬出し、第１の実施例に於ける基板処理工程を終了する。
【００６５】
尚、上記工程に於いて、ウェーハ２の温度、処理室３内の圧力、各ガスの流量、筒状電極４４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によって任意に調整される。
【００６６】
上述の様に、第１の実施例によれば、サセプタ８の内部に第１インピーダンス可変電極１５及び第２インピーダンス可変電極１６の２つのインピーダンス可変電極を設けている。又、第１インピーダンス可変電極１５には基板電位分布調整部としての第１インピーダンス調整部１７が接続され、第２インピーダンス可変電極１６には基板電位分布調整部としての第２インピーダンス調整部１８が接続されている。従って、第１インピーダンス調整部１７及び第２インピーダンス調整部１８が、第１インピーダンス可変電極１５及び前記第２インピーダンス可変電極１６のインピーダンスをそれぞれ個別に調整することができるので、励起した処理ガスのウェーハ２への引込み量を面内均一にすることができ、ウェーハ２上に形成される薄膜の膜厚均一性を向上させることができる。
【００６７】
即ち、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８で設定されるインピーダンス値が比較的大きな範囲の値である場合、第１インピーダンス可変電極１５のインピーダンスよりも、第２インピーダンス可変電極１６のインピーダンスが小さくなる様、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８とでインピーダンス値を個別に制御する。これにより、ウェーハ２の処理面の中央部とその外周部とで第１インピーダンス可変電極１５、第２インピーダンス可変電極１６のインピーダンスに起因する電位差をなくすことができ、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８で設定されるインピーダンス値が比較的大きな範囲の値であっても、ウェーハ２の処理面の活性種の引込み量を面内均一にすることができる。
【００６８】
又、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８で設定されるインピーダンス値が比較的小さな範囲の値である場合、第１インピーダンス可変電極１５のインピーダンスよりも、第２インピーダンス可変電極１６のインピーダンスが大きくなる様、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８でインピーダンス値を個別に制御する。これにより、ウェーハ２の処理面の中央部とその外周部とで第１インピーダンス可変電極１５と第２インピーダンス可変電極１６のインピーダンスに起因する電位差をなくすことができ、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８で設定されるインピーダンス値が比較的小さな範囲の値であっても、ウェーハ２の処理面の活性種の引込み量を面内均一にすることができる。
【００６９】
又、第１インピーダンス可変電極１５と第２インピーダンス可変電極１６のインピーダンス値を個別に調整することで、励起した処理ガスのウェーハ２への引込み量の面内均一性をウェーハ２の処理毎で均一にすることができるので、処理毎のウェーハ２の処理面内に於ける電位変化を低減することができ、処理の再現性を向上させることができる。
【００７０】
従って、第１の実施例によれば、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８で設定される値が、比較的大きな範囲の値であっても、比較的小さな範囲の値であっても、励起した処理ガスのウェーハ２の処理面への引込み量を面内均一とすることができ、多様なプロセスニーズに応えることができる。
【００７１】
又第１の実施例によれば、プラズマ処理を行いながら、第１インピーダンス可変電極１５と第２インピーダンス可変電極１６のインピーダンスを調整してもよい。例えば、プラズマ処理の途中で、ウェーハ２の処理面の電位、即ちウェーハ２への活性種の引込み量の面内分布を自動的に調整する。
【００７２】
次に、図５（Ａ）（Ｂ）に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図５（Ａ）（Ｂ）中、図２（Ａ）（Ｂ）中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。又、図５（Ａ）（Ｂ）中、紙面に対して右側に、ゲートバルブ７（図１参照）により開閉されるウェーハ２の搬入出口１０があるものとする。
【００７３】
プラズマ処理が行われる基板処理装置１（図１参照）に於いては、金属製の下側容器６（図１参照）に開口された搬入出口１０及び搬入出口１０を開閉する金属製のゲートバルブ７が設けられ、搬入出口１０及びゲートバルブ７が処理室３（図１参照）内に露出している。プラズマ処理を行った際には、搬入出口１０内で意図しない放電が発生する為、プラズマが放電箇所に引寄せられる。その為、ウェーハ２の面内のうち、搬入出口１０に近い部分のプラズマ密度が高くなり、その結果過剰に膜が形成され、ウェーハ２面内の膜厚が不均一になるという現象がある。
【００７４】
第２の実施例に於いては、第２インピーダンス可変電極１６の搬入出口１０に対向する部分１６ａの径が、該搬入出口１０に対向する部分（延伸部分）１６ａ以外の部分の径よりも大きくなっている。即ち、第２インピーダンス可変電極１６は搬入出口１０に向って所定の距離だけ延伸した形状となっている。周方向で考えた場合、インピーダンス可変電極１５とインピーダンス可変電極１６の延伸部分１６ａは、周方向に区分けされた領域に配置される。
【００７５】
第２インピーダンス可変電極１６の搬入出口１０に対向する部分１６ａ以外の部分の半径を例えば７５ｍｍとした場合、搬入出口１０に対向する部分１６ａの半径は例えば１００ｍｍとしている。
【００７６】
ここで、「搬入出口に対向する部分」とは、周方向で区分けされた領域の内、搬入出口１０に隣接する領域、より具体的には、ウェーハ２の処理面の中央部から見て搬入出口１０の存在する方向に位置する領域を示している。本実施形態に於いては、延伸部分１６ａが該当する。
【００７７】
ところで、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８で設定されるインピーダンス値が比較的小さな範囲の値である場合、ウェーハ２面内に於いては中央部の方が外周部よりも引込み量が多くなり易い。従って、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８においてインピーダンス可変電極１５とインピーダンス可変電極１６のインピーダンスを調整しない場合には、ウェーハ２面内の中央部の膜厚が厚くなると共に、外周部の膜厚が薄くなり、径方向に於いてウェーハ２面内の膜厚が不均一となる。
【００７８】
又、上記した様に、搬入出口１０の近傍の部分に於いては、他の部分よりも膜厚が厚くなる為、外周部では周方向に於いてもウェーハ２面内の膜厚が不均一となる。
【００７９】
第２の実施例に於いては、第２インピーダンス可変電極１６が搬入出口１０に向って所定の距離だけ延伸した形状となっているので、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８とで、ウェーハ２面内に於いて膜厚の厚くなっている中央部及び搬入出口１０の近傍部分と、それ以外の膜厚の薄い部分のインピーダンス値を個別に制御することができる。
【００８０】
従って、可変コンデンサ１７２，１８２の静電容量を調整して、第１インピーダンス調整部１７により設定されるインピーダンス値を、第２インピーダンス調整部１８にて設定されるインピーダンス値よりも小さくすることで、第１インピーダンス可変電極１５と第２インピーダンス可変電極１６のインピーダンスに起因する電位差をなくすことができるので、ウェーハ２面内に於ける電位分布を面内均一とすることができる。具体的には、可変コンデンサ１８２の静電容量を、可変コンデンサ１７２の容量よりも小さくする。
【００８１】
上述の様に、第２の実施例では、ウェーハ２面内の径方向だけでなく、周方向に於いても膜厚分布が不均一である場合であっても、第１インピーダンス調整部１７と第２インピーダンス調整部１８によって膜厚の厚い部分と薄い部分とに対してそれぞれ個別にインピーダンス値の制御を行うことができ、ウェーハ２面内の膜厚の均一性を向上させることができる。
【００８２】
次に、図６（Ａ）（Ｂ）に於いて、本発明の第３の実施例について説明する。尚、図６（Ａ）（Ｂ）中、図２（Ａ）（Ｂ）中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００８３】
図６（Ａ）（Ｂ）中、第２インピーダンス可変電極１６の外周側には、第１インピーダンス可変電極５１が設けられている。第１インピーダンス可変電極５１は、同心多重に設けられた複数のリング状（円周状）のインピーダンス可変電極から構成されており、例えばリング状で内周側に設けられた内周側第１インピーダンス可変電極５２と、内周側第１インピーダンス可変電極５２の外周側に設けられた外周側第１インピーダンス可変電極５３により構成されている。尚、第３の実施例に於いては、インピーダンス可変電極部は第２インピーダンス可変電極１６、内周側第１インピーダンス可変電極５２、外周側第１インピーダンス可変電極５３の３つのインピーダンス可変電極により同心３重円状に構成されている。
【００８４】
又、内周側第１インピーダンス可変電極５２は基板電位分布調整部である内周側第１インピーダンス調整部５４と接続され、外周側第１インピーダンス可変電極５３は基板電位分布調整部である外周側第１インピーダンス調整部５５と接続されている。
【００８５】
内周側第１インピーダンス調整部５４は、コイル５４１、可変コンデンサ５４２を有し、可変コンデンサ５４２を調整することでインピーダンスを調整する。同様に、外周側第１インピーダンス調整部５５は、コイル５５１、可変コンデンサ５５２を有し、該可変コンデンサ５５２を調整することでインピーダンスを調整する。
【００８６】
第２インピーダンス調整部１８、内周側第１インピーダンス調整部５４、外周側第１インピーダンス調整部５５によりインピーダンス値がそれぞれ制御されることで、第２インピーダンス可変電極１６、内周側第１インピーダンス可変電極５２、外周側第１インピーダンス可変電極５３のインピーダンスがそれぞれ個別に調整される様になっている。
【００８７】
第３の実施例に於いては、ウェーハ２面内に於いて内周部の方が外周部よりも活性種の引込み量が多くなる場合に、内周側第１インピーダンス調整部５４で設定されるインピーダンス値を第２インピーダンス調整部１８で設定されるインピーダンス値よりも小さくし、外周側第１インピーダンス調整部５５で設定されるインピーダンス値を内周側第１インピーダンス調整部５４で設定されるインピーダンス値よりも小さくする。
【００８８】
これにより、第２インピーダンス可変電極１６、内周側第１インピーダンス可変電極５２、外周側第１インピーダンス可変電極５３のインピーダンスに起因する電位差をなくすことができ、ウェーハ２面内に於ける電位分布を面内均一とすることができ、形成される薄膜の膜厚均一性を向上させることができる。
【００８９】
更に、第１インピーダンス可変電極５１が内周側第１インピーダンス可変電極５２と外周側第１インピーダンス可変電極５３とから構成されていることで、より細かなインピーダンス値の調整が可能となり、ウェーハ２面内に於ける電位分布をより面内均一とすることができ、膜厚の均一性をより向上させることができる。
【００９０】
尚、第３の実施例に於いては、第１インピーダンス可変電極５１を径方向に２分割し、インピーダンス可変電極部を径方向に３分割した構造となっているが、第１インピーダンス可変電極５１を３分割以上とすることで、より詳細なインピーダンス値の制御を行える様にしてもよいのは言うまでもない。
【００９１】
次に、図７（Ａ）（Ｂ）に於いて、本発明の第４の実施例について説明する。尚、図７（Ａ）（Ｂ）中、図２（Ａ）（Ｂ）中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。又、図７（Ａ）（Ｂ）中、後述する第２分割インピーダンス可変電極５８の近傍に、ゲートバルブ７（図１参照）により開閉されるウェーハ２の搬入出口１０があるものとする。
【００９２】
図７（Ａ）（Ｂ）中、第２インピーダンス可変電極１６の外周側には、第１インピーダンス可変電極５６が設けられている。第１インピーダンス可変電極５６は、所定の角度ピッチで複数個に分割されたリング状のインピーダンス可変電極であり、例えば１２０°間隔で３分割された第１分割インピーダンス可変電極５７、第２分割インピーダンス可変電極５８、第３分割インピーダンス可変電極５９の３つの分割インピーダンス可変電極により構成されている。
【００９３】
又、第１分割インピーダンス可変電極５７は基板電位分布調整部である第１分割インピーダンス調整部６１と接続され、第２分割インピーダンス可変電極５８は基板電位分布調整部である第２分割インピーダンス調整部６２と接続され、第３分割インピーダンス可変電極５９は基板電位分布調整部である第３分割インピーダンス調整部６３と接続されている。
【００９４】
第１分割インピーダンス調整部６１は、コイル６１１、可変コンデンサ６１２を有し、可変コンデンサ６１２を調整することでインピーダンスを調整する。第２分割インピーダンス調整部６２は、コイル６２１、可変コンデンサ６２２を有し、可変コンデンサ６２２を調整することでインピーダンスを調整する。同様に、第３分割インピーダンス調整部６３は、コイル６３１、可変コンデンサ６３２を有し、可変コンデンサ６３２を調整することでインピーダンスを調整する。
【００９５】
第４の実施例に於いては、ウェーハ２面内に於いて内周部の方が外周部よりも活性種の引込み量が多くなる場合に、各分割インピーダンス調整部６１〜６３で設定されるインピーダンス値を、前記第２インピーダンス調整部１８で設定されるインピーダンス値よりも小さくすることで、第１インピーダンス可変電極５６、第２インピーダンス可変電極１６のインピーダンスに起因する径方向の電位差をなくすことができ、ウェーハ２面内に於ける径方向の電位分布を面内均一とすることができる。
【００９６】
又、第１インピーダンス可変電極５６は、分割インピーダンス可変電極５７〜５９に分割され、分割インピーダンス調整部６１〜６３によりインピーダンス値を個別に制御可能となっているので、ウェーハ２の下側容器６（図１参照）に開口する搬入出口１０の近傍で、ウェーハ２面内の膜厚が厚くなり、周方向の膜厚分布が不均一になる場合には、第１分割インピーダンス調整部６１、第３分割インピーダンス調整部６３で設定されるインピーダンス値を、搬入出口１０近傍にある第２分割インピーダンス調整部６２で設定されるインピーダンス値よりも小さくする。
【００９７】
これにより、前記分割インピーダンス可変電極５７〜５９のインピーダンスに起因する周方向の電位差をなくすことができ、ウェーハ２面内に於ける周方向の電位分布を面内均一とすることができる。
【００９８】
上述の様に、第４の実施例に於いては、径方向、周方向共にウェーハ２面内の電位分布を面内均一とすることができるので、ウェーハ２に形成される薄膜の膜厚均一性を更に向上させることができる。
【００９９】
尚、第４の実施例に於いては、第１インピーダンス可変電極５６を周方向に３分割した構造となっているが、第１インピーダンス可変電極５６を４分割以上とすることで、より細かなインピーダンス値の設定を行える様にしてもよいのは言うまでもない。
【０１００】
又、本発明は、上記した第１の実施例〜第４の実施例に限られるものではなく、それぞれを組み合わせてもよい。例えば、第３の実施例と第４の実施例を組合わせ、第１インピーダンス可変電極が、同心に設けられた複数のインピーダンス可変電極により径方向に分割されると共に、所定の角度ピッチで周方向に分割することで、より細かなインピーダンス値の制御が行える様にしてもよいのは言うまでもない。
【０１０１】
又、第１の実施例〜第４の実施例では、各インピーダンス可変電極の下方にヒータ９を設ける構成について説明したが、ウェーハ２と各インピーダンス可変電極との間にヒータ９を設ける構成であってもよい。
【０１０２】
又、第１の実施例〜第４の実施例では、ウェーハ２に対して酸化処理を施してシリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）を形成する場合について説明したが、ベアウェーハや各種の膜が形成されたウェーハに対する窒化、窒化と酸化とを一緒に行う酸窒化、拡散、エッチング等の処理にも適用可能である。尚、窒化処理を行う場合には、第１の実施例〜第４の実施例に更に窒素ガス供給管を追加してもよいし、処理ガス供給源３１（図１参照）をアンモニアガス等の窒素ガス供給源に変更してもよい。
【０１０３】
又、表面に凹凸構造が形成されたウェーハ２を処理する場合、ウェーハ２に形成された凹凸構造の表面を均一に処理できない場合がある。例えば、ウェーハ２の表面の凹部の底部より凹部の側壁部の方が処理の進行が遅くなる場合がある。本発明によれば、基板電位分布調整部により、ウェーハ２に対して垂直方向の電界よりも水平方向の電界を高めることで、凹部の側壁部の処理速度を向上させることができる。従って、凹部表面に均一な処理を施すことが可能となり、凹凸構造の表面へのカバレッジ特性のよい処理を施すことができる。
【０１０４】
更に、第１の実施例〜第４の実施例では、基板処理装置１として、ＭＭＴ装置を用いて実施する場合について説明したが、本発明は他の装置、例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）装置、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）装置を用いても実施可能である。
【０１０５】
図８は、本発明の他の実施例に係る基板処理装置であるＩＣＰ方式プラズマ処理装置６５を示している。尚、図８中、図１中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。又、ガス供給部についても図示を省略している。
【０１０６】
ＩＣＰ方式プラズマ処理装置６５は、高周波電力を印加してプラズマを生成する誘電コイル６６，６７を具備している。誘電コイル６６は、上側容器５の天井壁の外側に敷設され、誘電コイル６７は、上側容器５の外周壁の外側に敷設されている。ＩＣＰ方式プラズマ処理装置６５に於いても、少なくともＯ２ガスをガス供給管２７から、ガス導入部２２を経由して処理室３内へと供給する。又、処理ガスの供給と並行して、プラズマ生成部である誘電コイル６６，６７へ高周波電力を印加することで、電磁誘導により電界が生じ、電界をエネルギーとして、供給された処理ガスを励起させることで、活性種を生成することができる。
【０１０７】
図９は、本発明の更に他の実施例に係る基板処理装置であるＥＣＲ方式プラズマ処理装置６８を示している。尚、図９中、図１中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。又、ガス供給部についても図示を省略している。
【０１０８】
前記ＥＣＲ方式プラズマ処理装置６８は、マイクロ波を供給してプラズマを生成するプラズマ生成部としてのマイクロ波導入管６９及び誘電コイル７１を具備している。マイクロ波導入管６９は、処理容器４の天井壁の外側に敷設され、誘電コイル７１は、処理容器４の外周壁の外側に敷設されている。ＥＣＲ方式プラズマ処理装置６８に於いても、少なくともＯ２ガスをガス供給管２７から、ガス導入部２２を経由して処理室３内へと供給する。又、処理ガスの供給と並行して、プラズマ生成部であるマイクロ波導入管６９へマイクロ波７２を導入し、その後マイクロ波７２を処理室３内へ放射させる。マイクロ波７２と誘電コイル７１からの高周波電力とにより、供給された処理ガスを励起させ、活性種を生成することができる。
【０１０９】
上記した図８、図９に示される様に、サセプタ８の内部に第１インピーダンス可変電極１５及び第２インピーダンス可変電極１６が設けられ、第１インピーダンス可変電極１５、第２インピーダンス可変電極１６には、インピーダンス値を変更可能なインピーダンス調整部１７，１８がそれぞれ設けられており、これにより第１の実施例と同様の効果を奏する。
【０１１０】
同様に、第１インピーダンス可変電極１５を搬入出口１０に向って延伸させる、第１インピーダンス可変電極１５を径方向、或は周方向に分割することにより、第２の実施例〜第４の実施例と同様の効果を奏する。
【０１１１】
（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
【０１１２】
（付記１）
本発明の一態様によれば、処理ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部と、プラズマ状態の前記処理ガスで基板を処理する処理室と、  前記処理室内にて前記基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部の内部に設けられ、周方向に区分けされた複数の領域を有する電極部と、前記周方向に区分けされた複数の領域のそれぞれの領域ごとに前記電極部のインピーダンスを調整するインピーダンス調整部と、備える基板処理装置、が提供される。
【０１１３】
（付記２）
本発明の他の態様によれば、付記１に記載の基板処理装置であって、前記インピーダンス調整部を制御して、前記周方向に区分けされた複数の領域のそれぞれの領域ごとに前記電極部のインピーダンスを調整するよう構成される制御部を備える。
【０１１４】
（付記３）
本発明の他の態様によれば、付記１又は２のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記処理室の側壁に設けられ、基板を搬入出する際に基板が通過する搬入出口を備え、前記電極部の前記周方向に区分けされた複数の領域のうち、少なくとも一つの領域は、中央から前記搬入出口方向に延伸する面領域を含み、前記延伸する面領域で前記電極部を周方向に区分けするように形成されている。
【０１１５】
（付記４）
本発明の他の態様によれば、付記３に記載の基板処理装置であって、前記制御部は、前記電極部の前記周方向に区分けされた複数の領域のうち、中央から前記搬入出口方向に延伸する面領域を有する少なくとも一つの領域のインピーダンスを、他の領域のインピーダンスよりも高くするように前記インピーダンス調整部を制御するよう構成される。
【０１１６】
（付記５）
本発明の他の態様によれば、付記１又は２のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記電極部は、中央に位置する円状の領域と、前記円状の領域を囲む領域が周方向で区分けされて形成される複数の外周領域と、により構成される。
【０１１７】
（付記６）
本発明の他の態様によれば、付記１乃至５のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記電極部の前記周方向に区分けされた複数の領域は、互いに離間した複数の電極によりそれぞれ構成される。
【０１１８】
（付記７）
本発明の他の態様によれば、付記１又は２のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記処理室の側壁に設けられ、基板を搬入出する際に基板が通過する搬入出口を備え、前記電極部の前記周方向に区分けされた複数の領域のうち、少なくとも一つの領域は、水平方向であって、中央から前記搬入出口方向に延伸する径が、前記搬入出口方向とは異なる方向に延伸した径よりも長くなるように形成されている。
【０１１９】
（付記８）
また、本発明の他の態様によれば、搬入出口を介して処理室に基板を搬入する工程と、搬入後、区分けされた複数の領域を有する面状の電極を内部に有する基板支持部に前記基板を載置する工程と、前記電極が有する区分けされた複数の領域のうち、前記電極の中央から見て前記搬入出口の方向に位置する領域のインピーダンスを、他の領域のインピーダンスよりも高くするように前記電極の各領域のインピーダンスを調整する工程と、プラズマ状態の処理ガスで前記基板支持部に載置された前記基板を処理する工程と、を有する半導体装置の製造方法、又は基板処理方法、が提供される。
【０１２０】
（付記９）
本発明の他の態様によれば、付記８記載の半導体装置の製造方法、又は基板処理方法であって、前記電極が有する複数の領域は、前記電極が周方向において区分けされた領域である。
【０１２１】
（付記１０）
本発明の他の態様によれば、付記８記載の半導体装置の製造方法、又は基板処理方法であって、前記電極の前記区分けされた複数の領域のうち、少なくとも一つの領域は、中央から前記搬入出口方向に延伸する面領域を含み、前記延伸する面領域で前記電極を周方向に区分けするように形成されている。
【０１２２】
（付記１１）
また、本発明の他の態様によれば、搬入出口を介して処理室に基板を搬入する手順と、搬入後、区分けされた複数の領域を有する面状の電極を内部に有する基板支持部に前記基板を載置する手順と、前記電極が有する区分けされた複数の領域のうち、前記電極の中央から見て前記搬入出口の方向に位置する領域のインピーダンスを、他の領域のインピーダンスよりも高くするように前記電極の各領域のインピーダンスを調整する手順と、プラズマ状態の処理ガスで前記基板支持部に載置された前記基板を処理する手順と、をコンピュータに実行させるプログラム、又は当該プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体、が提供される。
【０１２３】
（付記１２）
本発明の他の態様によれば、付記１１記載のプログラム又は記録媒体であって、前記電極が有する複数の領域は、前記電極が周方向において区分けされた領域である。
【０１２４】
（付記１３）
本発明の他の態様によれば、付記１１記載のプログラム又は記録媒体であって、前記電極の前記区分けされた複数の領域のうち、少なくとも一つの領域は、中央から前記搬入出口方向に延伸する面領域を含み、前記延伸する面領域で前記電極を周方向に区分けするように形成されている。
【０１２５】
（付記１４）
また、本発明の他の態様によれば、基板を処理する処理室に設けられる基板支持台であって、前記基板の搬入出口側のインピーダンス値を、該搬入出口と対向する側（反対側）のインピーダンス値より高くするよう調整するインピーダンス調整部が接続される電極と、前記電極を覆う様に構成され、表面に基板載置部が構成されるカバーと、を備える基板支持台、が提供される。
【０１２６】
（付記１５）
また、本発明の他の態様によれば、処理ガスを処理室に供給するガス供給部と、前記処理ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部と、プラズマ状態の前記処理ガスで基板を処理する前記処理室と、前記処理室の側壁に設けられる、前記基板の搬入出する際に基板が通過する搬入出口と、該処理室内にて前記基板を支持する基板支持部と、該基板支持部の内部に設けられ、区分けされた複数の領域を有する電極部と、前記区分けされた複数の領域のそれぞれの領域ごとに前記電極部のインピーダンスを調整するインピーダンス調整部と、前記インピーダンス調整部を制御して、前記区分けされた複数の領域のそれぞれの領域ごとに前記電極部のインピーダンスを調整するよう構成される制御部を備え、前記制御部は、前記電極部の中央から見て前記搬入出口の方向に位置する領域のインピーダンスを、他の領域のインピーダンスよりも高くするように前記インピーダンス調整部を制御する、基板処理装置、が提供される。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明に係る技術によれば、基板上に形成される薄膜の膜厚の面内均一性を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１・・・基板処理装置        ２・・・ウェーハ        ３・・・処理室        ８・・・サセプタ        １１・・・コントローラ        １５・・・第１インピーダンス可変電極        １６・・・第２インピーダンス可変電極        １７・・・第１インピーダンス調整部        １８・・・第２インピーダンス調整部        ４３・・・プラズマ生成領域        ４４・・・筒状電極        ５１・・・第１インピーダンス可変電極        ５２・・・内周側第１インピーダンス可変電極        ５３・・・外周側第１インピーダンス可変電極        ５４・・・内周側第１インピーダンス調整部        ５５・・・外周側第１インピーダンス調整部        ５６・・・第１インピーダンス可変電極        ５７・・・第１分割インピーダンス可変電極        ５８・・・第２分割インピーダンス可変電極        ５９・・・第３分割インピーダンス可変電極        ６１・・・第１分割インピーダンス調整部        ６２・・・第２分割インピーダンス調整部        ６３・・・第３分割インピーダンス調整部 
【図１】
2015141521.tif 000003
【図２】
2015141521.tif 000004
【図３】
2015141521.tif 000005
【図４】
2015141521.tif 000006
【図５】
2015141521.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015141521.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年9月21日(2016.9.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部と、
プラズマ状態の前記処理ガスで基板を処理する処理室と、
前記処理室の側壁に設けられる、前記基板の搬入出する際に基板が通過する搬入出口と、
前記処理室内にて前記基板を支持する基板支持部と、
該基板支持部の内部に設けられ、区分けされた複数の領域を有する電極部と、
前記区分けされた複数の領域のそれぞれの領域ごとに前記電極部のインピーダンスを調整するインピーダンス調整部と、
前記インピーダンス調整部を制御して、前記区分けされた複数の領域のそれぞれの領域ごとに前記電極部の電位を調整するよう構成される制御部を備え、
前記制御部は、前記電極部の中央から見て前記搬入出口の方向に位置する領域のインピーダンスを、他の領域のインピーダンスよりも高くするように前記インピーダンス調整部を制御する、基板処理装置。
【請求項２】
前記複数の領域を有する電極部は、前記電極部の周方向に区分けされている、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記電極部は、中央に位置する円状の領域と、前記円状の領域を囲む領域が周方向で区分けされて形成される複数の外周領域と、により構成される、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記電極部の前記周方向に区分けされた複数の外周領域は、互いに離間した複数の電極によりそれぞれ構成される、請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
処理ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部と、
プラズマ状態の前記処理ガスで基板を処理する処理室と、
前記処理室の側壁に設けられる、前記基板の搬入出する際に基板が通過する搬入出口と、
前記処理室内にて前記基板を支持する基板支持部と、
該基板支持部の内部に設けられ、区分けされた複数の領域を有する電極部と、
前記区分けされた複数の領域のそれぞれの領域ごとに前記電極部のインピーダンスを調整するインピーダンス調整部と、を備え、
前記電極部の前記区分けされた複数の領域のうち、前記電極部の中央に位置する領域は、水平方向であって、前記電極部の中央から前記搬入出口方向に延伸する径が、前記搬入出口方向とは異なる方向に延伸した径よりも長くなるように形成されている、基板処理装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記電極部の前記複数の領域のうち、前記電極部の中央に位置する領域のインピーダンスを、他の領域のインピーダンスよりも高くするように前記インピーダンス調整部を制御するよう構成される、請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
搬入出口を介して処理室に基板を搬入する工程と、
搬入後、区分けされた複数の領域を有する面状の電極を内部に有する基板支持部に前記基板を載置する工程と、
前記電極が有する区分けされた複数の領域のうち、前記電極の中央から見て前記搬入出口の方向に位置する領域のインピーダンスを、他の領域のインピーダンスよりも高くするように前記電極の各領域のインピーダンスを調整する工程と、
プラズマ状態の処理ガスで前記基板支持部に載置された前記基板を処理する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記電極が有する複数の領域は、前記電極が周方向において区分けされた領域である、請求項７記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記電極の前記区分けされた複数の領域のうち、前記電極の中央から見て前記搬入出口の方向に位置する領域は、前記電極の中央から前記搬入出口方向に延伸する面領域を含むように形成されている、請求項７又は８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記電極が有する複数の領域は、中央に位置する円状の領域と、前記円状の領域を囲む領域が周方向で区分けされて形成される複数の外周領域と、により構成される、請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
搬入出口を介して基板処理装置の処理室に基板を搬入する手順と、
搬入後、区分けされた複数の領域を有する面状の電極を内部に有する基板支持部に前記基板を載置する手順と、
前記電極が有する区分けされた複数の領域のうち、前記電極の中央から見て前記搬入出口の方向に位置する領域のインピーダンスを、他の領域のインピーダンスよりも高くするように前記電極の各領域のインピーダンスを調整する手順と、
プラズマ状態の処理ガスで前記基板支持部に載置された前記基板を処理する手順と、
をコンピュータにより前記基板処理装置に実行させるプログラム。
【請求項１２】
前記電極が有する複数の領域は、前記電極が周方向において区分けされた領域である、請求項１１に記載のプログラム。
【請求項１３】
前記電極の前記区分けされた複数の領域のうち、少なくとも一つの領域は、中央から前記搬入出口方向に延伸する面領域を含み、前記延伸する面領域で前記電極を周方向に区分けするように形成されている、請求項１１に記載のプログラム。
【国際調査報告】
2015141521.tif 000012
2015141521.tif 000013