成膜装置、基板処理装置及びプラズマ発生装置
【課題】基板の表面に反応生成物を積層すると共にこの反応生成物に対してプラズマ改質を行うにあたり、基板に対するプラズマダメージを抑えること。
【解決手段】プラズマ発生部８０とウエハＷとの間に接地された導電材からなるファラデーシールド９５を設けると共に、プラズマ発生部８０において発生する電磁界のうち電界については遮断すると共に、磁界については通過させるために、アンテナ８３の長さ方向に対して直交する方向に伸びるスリット９７を当該アンテナ８３に沿って前記ファラデーシールド９５に形成して、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、アンテナ８３の長さ方向に沿うように導電路９７ａ、９７ａを配置する。
【解決手段】プラズマ発生部８０とウエハＷとの間に接地された導電材からなるファラデーシールド９５を設けると共に、プラズマ発生部８０において発生する電磁界のうち電界については遮断すると共に、磁界については通過させるために、アンテナ８３の長さ方向に対して直交する方向に伸びるスリット９７を当該アンテナ８３に沿って前記ファラデーシールド９５に形成して、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、アンテナ８３の長さ方向に沿うように導電路９７ａ、９７ａを配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対してプラズマ処理を行うための成膜装置、基板処理装置及びプラズマ発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハなどの基板（以下「ウエハ」と言う）に対して例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）などの薄膜の成膜を行う手法の一つとして、互いに反応する複数種類の処理ガス（反応ガス）をウエハの表面に順番に供給して反応生成物を積層するＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が挙げられる。このＡＬＤ法を用いて成膜処理を行う成膜装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、真空容器内に設けられた回転テーブル上に複数枚のウエハを周方向に並べると共に、例えば回転テーブルに対向するように配置された複数のガス供給部に対して回転テーブルを相対的に回転させることにより、これらウエハに対して各処理ガスを順番に供給する装置が知られている。
【０００３】
ところで、ＡＬＤ法では、通常のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法と比べて、ウエハの加熱温度（成膜温度）が例えば３００℃程度と低いので、例えば処理ガス中に含まれている有機物などが薄膜中に不純物として取り込まれてしまう場合がある。そこで、例えば特許文献２に記載されているように、薄膜の成膜と共にプラズマを用いた改質処理を行うことにより、このような不純物を薄膜から取り除くこと、あるいは低減させることができると考えられる。
【０００４】
しかし、プラズマ処理を行う装置を既述の成膜装置とは別に設けて改質処理を行おうとすると、これら装置間でウエハの搬送を行う分だけ時間のロスが生じてスループットの低下に繋がってしまう場合がある。一方、プラズマを発生させるプラズマ源を成膜装置に組み合わせて設けて、成膜処理を行いながらあるいは成膜処理の終了後に改質処理を行う場合には、プラズマによりウエハの内部に形成されている配線構造に対して電気的にダメージを与えてしまうおそれがある。そこで、ウエハに対するプラズマダメージを抑えるためにプラズマ源をウエハから離間させると、成膜処理を行う圧力条件ではプラズマ中のイオンやラジカルなどの活性種が失活しやすいので、活性種がウエハに到達しにくくなって良好な改質処理が行われなくなってしまうおそれがある。
特許文献３〜５には、ＡＬＤ法により薄膜を成膜する装置について記載されているが、既述の課題については記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３９１０２
【特許文献２】特開２０１１−４０５７４
【特許文献３】米国特許公報７，１５３，５４２号
【特許文献４】特許３１４４６６４号公報
【特許文献５】米国特許公報６，８６９，６４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板に対してプラズマ処理を行うにあたり、基板に対するプラズマダメージを抑えることのできる成膜装置、基板処理装置及びプラズマ発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の成膜装置は、
真空容器内にて第１の処理ガス及び第２の処理ガスを順番に供給するサイクルを複数回行って基板に成膜処理を行う成膜装置において、
基板を載置する基板載置領域がその一面側に形成され、前記真空容器内にて前記基板載置領域を公転させるための回転テーブルと、
この回転テーブルの周方向に互いに分離領域を介して離間した領域に夫々第１の処理ガス及び第２の処理ガスを供給する第１の処理ガス供給部及び第２の処理ガス供給部と、
基板に対してプラズマ処理を行うために、前記真空容器内にプラズマ発生用ガスを供給するプラズマ発生ガス供給部と、
プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するために、前記基板載置領域に対向するように設けられ、縦向きの軸の周りに巻回されたアンテナと、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止するために、前記アンテナと基板との間に介在して設けられ、接地された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を備え、
前記ファラデーシールドは、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における磁界成分を基板側に通過させるために、前記板状体に形成され、前記アンテナと直交する方向に各々伸びると共に当該アンテナの長さ方向に沿って配列されたスリットの群と、
前記板状体における前記スリットの群に囲まれる領域に開口する、プラズマの発光状態確認用の窓部と、を備え、
前記窓部と前記スリットの群との間には、当該窓部が前記スリットに連通しないように、接地された導電路が前記窓部を囲むように介在し、
前記スリットの群における前記窓部側と反対側の端部には、接地された導電路が当該スリットの群を囲むように設けられていることを特徴とする。
【０００８】
前記アンテナは、前記回転テーブルの半径方向に伸びる帯状体領域を囲むように配置されていても良い。また、前記アンテナ及び前記ファラデーシールドは、プラズマ処理を行う領域から誘電体により気密に区画されていても良い。
【０００９】
本発明の基板処理装置は、
基板を収納する真空容器と、
基板を載置する基板載置領域がその一面側に形成された載置台と、
基板に対してプラズマ処理を行うために、前記真空容器内にプラズマ発生用ガスを供給するプラズマ発生ガス供給部と、
プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するために、前記基板載置領域に対向するように設けられ、縦向きの軸の周りに巻回されたアンテナと、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止するために、前記アンテナと基板との間に介在して設けられ、接地された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を備え、
前記ファラデーシールドは、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における磁界成分を基板側に通過させるために、前記板状体に形成され、前記アンテナと直交する方向に各々伸びると共に当該アンテナの長さ方向に沿って配列されたスリットの群と、
前記板状体における前記スリットの群に囲まれる領域に開口する、プラズマの発光状態確認用の窓部と、を備え、
前記窓部と前記スリットの群との間には、当該窓部が前記スリットに連通しないように、接地された導電路が前記窓部を囲むように介在し、
前記スリットの群における前記窓部側と反対側の端部には、接地された導電路が当該スリットの群を囲むように設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明のプラズマ発生装置は、
基板に対してプラズマ処理を行うためのプラズマを発生させるプラズマ発生装置において、
プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するために、基板に対向するように設けられ、この基板からプラズマ発生用ガスの供給される領域に向かって伸びる軸の周りに巻回されたアンテナと、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止するために、前記アンテナと基板との間に介在して設けられ、接地された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を備え、
前記ファラデーシールドは、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における磁界成分を基板側に通過させるために、前記板状体に形成され、前記アンテナと直交する方向に各々伸びると共に当該アンテナの長さ方向に沿って配列されたスリットの群と、
前記板状体における前記スリットの群に囲まれる領域に開口する、プラズマの発光状態確認用の窓部と、を備え、
前記窓部と前記スリットの群との間には、当該窓部が前記スリットに連通しないように、接地された導電路が前記窓部を囲むように介在し、
前記スリットの群における前記窓部側と反対側の端部には、接地された導電路が当該スリットの群を囲むように設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、基板に対してプラズマ処理を行うにあたり、誘導結合プラズマを発生させるアンテナと基板との間に、接地された導電体からなるファラデーシールドを設けている。そして、アンテナと直交する方向に伸びるスリットを当該アンテナに沿ってファラデーシールドに設けると共に、アンテナの長さ方向に沿うように、各々のスリットの長さ方向における一端側及び他端側に導電路を各々配置している。そのため、アンテナにおいて発生する電磁界のうち電界成分の通過を阻止しつつ、前記電磁界のうち磁界成分を基板側に通過させることができるので、基板へのプラズマによる電気的なダメージを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の成膜装置の一例を示す縦断面である。
【図２】前記成膜装置の横断平面図である。
【図３】前記成膜装置の横断平面図である。
【図４】前記成膜装置の内部の一部を示す分解斜視図である。
【図５】前記成膜装置の内部の一部を示す縦断面図である。
【図６】前記成膜装置の内部の一部を示す斜視図である。
【図７】前記成膜装置の内部の一部を示す縦断面図である。
【図８】前記成膜装置の内部の一部を示す平面図である。
【図９】前記成膜装置のファラデーシールドを示す斜視図である。
【図１０】前記ファラデーシールドの一部を示す斜視図である。
【図１１】前記成膜装置のサイドリングを示す分解斜視図である。
【図１２】前記成膜装置のラビリンス構造部の一部を示す縦断面図である。
【図１３】前記成膜装置におけるガスの流れを示す模式図である。
【図１４】前記成膜装置におけるプラズマの発生の様子を示す模式図である。
【図１５】前記成膜装置の他の例を示す縦断面図である。
【図１６】前記成膜装置の別の例を示す横断平面図である。
【図１７】前記別の例の成膜装置の一部を示す斜視図である。
【図１８】前記成膜装置の更に他の例を示す平面図である。
【図１９】前記成膜装置の別の例の一部を示す縦断面図である。
【図２０】前記成膜装置の別の例の一部を示す縦断面図である。
【図２１】前記成膜装置の別の例を示す縦断面図である。
【図２２】前記成膜装置の別の例を示す横断平面図である。
【図２３】前記成膜装置の別の例の一部を示す平面図である。
【図２４】前記成膜装置の別の例を模式的に示す斜視図である。
【図２５】前記成膜装置の別の例を模式的に示す斜視図である。
【図２６】本発明において得られたシミュレーションの結果を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態の一例であるプラズマ発生装置について、このプラズマ発生装置を備えた成膜装置（基板処理装置）を例に挙げて図１〜図１２を参照して説明する。この成膜装置は、図１及び図２に示すように、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、当該真空容器１の中心に回転中心を有する載置台である回転テーブル２と、を備えている。そして、この成膜装置では、後で詳述するように、例えば直径寸法が３００ｍｍサイズのウエハＷの表面にＡＬＤ法により反応生成物を積層して薄膜を成膜すると共に、この薄膜に対してプラズマ改質を行うように構成されている。この時、プラズマ改質を行うにあたって、プラズマによって電気的なダメージがウエハＷに加わらないように、あるいは前記ダメージができるだけ小さくなるように、前記成膜装置が構成されている。続いて、成膜装置の各部について詳述する。
【００１４】
真空容器１は、天板１１及び容器本体１２を備えており、天板１１が容器本体１２から着脱できるように構成されている。天板１１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、Ｎ2（窒素）ガスを分離ガスとして供給するための分離ガス供給管５１が接続されている。図１中１３は、容器本体１２の上面の周縁部にリング状に設けられたシール部材例えばＯリングである。
【００１５】
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によって、鉛直軸周りこの例では時計周りに回転自在に構成されている。図１中２３は回転軸２２を鉛直軸周りに回転させる駆動部であり、２０は回転軸２２及び駆動部２３を収納するケース体である。このケース体２０は、上面側のフランジ部分が真空容器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Ｎ2ガスをパージ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。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をなしている。
【００１６】
回転テーブル２の表面部には、図２及び図３に示すように、回転方向（周方向）に沿って複数枚例えば５枚の基板であるウエハＷを載置するための円形状の凹部２４が基板載置領域として設けられている。凹部２４は、ウエハＷを当該凹部２４に落とし込む（収納する）と、ウエハＷの表面と回転テーブル２の表面（ウエハＷが載置されない領域）とが揃うように、直径寸法及び深さ寸法が設定されている。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貫通孔（図示せず）が形成されている。
【００１７】
図２及び図３に示すように、回転テーブル２における凹部２４の通過領域と各々対向する位置には、各々例えば石英からなる５本のノズル３１、３２、３４、４１、４２が真空容器１の周方向（回転テーブル２の回転方向）に互いに間隔をおいて放射状に配置されている。これら各ノズル３１、３２、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各々取り付けられている。この例では、後述の搬送口１５から見て時計周り（回転テーブル２の回転方向）にプラズマ発生用ガスノズル３４、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及び第２の処理ガスノズル３２がこの順番で配列されている。プラズマ発生用ガスノズル３４の上方側には、図１に示すように、当該プラズマ発生用ガスノズル３４から吐出されるガスをプラズマ化するために、プラズマ発生部８０が設けられている。このプラズマ発生部８０については後で詳述する。
【００１８】
処理ガスノズル３１、３２は、夫々第１の処理ガス供給部、第２の処理ガス供給部をなし、分離ガスノズル４１、４２は、各々分離ガス供給部をなしている。尚、図２はプラズマ発生用ガスノズル３４が見えるようにプラズマ発生部８０及び後述の筐体９０を取り外した状態、図３はこれらプラズマ発生部８０及び筐体９０を取り付けた状態を表している。また、図１では、プラズマ発生部８０について、模式的に一点鎖線で示している。
【００１９】
各ノズル３１、３２、３４、４１、４２は、流量調整バルブを介して夫々以下の各ガス供給源（図示せず）に夫々接続されている。即ち、第１の処理ガスノズル３１は、Ｓｉ（シリコン）を含む第１の処理ガス例えばＢＴＢＡＳ（ビスターシャルブチルアミノシラン、ＳｉＨ2（ＮＨ−Ｃ（ＣＨ3）3）2）ガスなどの供給源に接続されている。第２の処理ガスノズル３２は、第２の処理ガス例えばＯ3（オゾン）ガスとＯ2（酸素）ガスとの混合ガスの供給源に接続されている。プラズマ発生用ガスノズル３４は、例えばＡｒ（アルゴン）ガスとＯ2ガスとの混合ガスの供給源に接続されている。分離ガスノズル４１、４２は、分離ガスであるＮ2（窒素）ガスのガス供給源に各々接続されている。尚、以下においては、便宜上第２の処理ガスをＯ3ガスとして説明する。また、第２の処理ガスノズル３２にはＯ3ガスを生成させるためのオゾナイザーが設けられているが、ここでは図示を省略している。
【００２０】
ガスノズル３１、３２、４１、４２の下面側には、回転テーブル２の半径方向に沿って複数箇所にガス吐出孔３３が例えば等間隔に形成されている。プラズマ発生用ガスノズル３４の側面には、回転テーブル２の回転方向上流側（第２の処理ガスノズル３２側）且つ下方側（斜め下）を向くように、当該プラズマ発生用ガスノズル３４の長さ方向に沿ってガス吐出孔３３が複数箇所に例えば等間隔で形成されている。このようにプラズマ発生用ガスノズル３４のガス吐出孔３３の向きを設定した理由については、後で説明する。これら各ノズル３１、３２、３４、４１、４２は、当該ノズル３１、３２、３４、４１、４２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。
【００２１】
処理ガスノズル３１、３２の下方領域は、夫々Ｓｉ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及びウエハＷに吸着したＳｉ含有ガスとＯ3ガスとを反応させるための第２の処理領域Ｐ２となる。分離ガスノズル４１、４２は、各々第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。この分離領域Ｄにおける真空容器１の天板１１には、図２及び図３に示すように、概略扇形の凸状部４が設けられており、分離ガスノズル４１、４２は、この凸状部４に形成された溝部４３内に収められている。従って、分離ガスノズル４１、４２における回転テーブル２の周方向両側には、各処理ガス同士の混合を阻止するために、前記凸状部４の下面である低い天井面４４（第１の天井面）が配置され、この天井面４４の前記周方向両側には、当該天井面４４よりも高い天井面４５（第２の天井面）が配置されている。凸状部４の周縁部（真空容器１の外縁側の部位）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。
【００２２】
次に、既述のプラズマ発生部８０について詳述する。このプラズマ発生部８０は、金属線からなるアンテナ８３をコイル状に巻回して構成されており、真空容器１の内部領域から気密に区画されるように、当該真空容器１の天板１１上に設けられている。この例では、アンテナ８３は、例えば銅（Ｃｕ）の表面にニッケルメッキ及び金メッキをこの順番で施した材質により構成されている。図４に示すように、既述のプラズマ発生用ガスノズル３４の上方側（詳しくはこのノズル３４よりも僅かに回転テーブル２の回転方向上流側の位置からこのノズル３４の前記回転方向下流側の分離領域Ｄよりも僅かにノズル３４側に寄った位置まで）における天板１１には、平面的に見た時に概略扇形に開口する開口部１１ａが形成されている。
【００２３】
この開口部１１ａは、回転テーブル２の回転中心から例えば６０ｍｍ程度外周側に離間した位置から、回転テーブル２の外縁よりも８０ｍｍ程度外側に離れた位置までに亘って形成されている。また、開口部１１ａは、真空容器１の中心部領域Ｃに設けられた後述のラビリンス構造部１１０に干渉しない（避ける）ように、平面で見た時に回転テーブル２の中心側における端部が当該ラビリンス構造部１１０の外縁に沿うように円弧状に窪んでいる。そして、この開口部１１ａは、図４及び図５に示すように、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（口縁部）１１ｂの上面には、図５に示すように、周方向に亘って溝１１ｃが形成されており、この溝１１ｃ内にはシール部材例えばＯ−リング１１ｄが配置されている。尚、溝１１ｃ及びＯ−リング１１ｄについては、図４では図示を省略している。
【００２４】
この開口部１１ａには、図６にも示すように、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、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た筐体９０が配置されている。この筐体９０は、プラズマ発生部８０において発生する磁界を真空容器１内に到達させるために、例えば石英などの誘電体などの透磁体（磁力を透過させる材質）により構成されており、図１０に示すように、前記窪んだ部分の厚み寸法ｔが例えば２０ｍｍとなっている。また、この筐体９０は、当該筐体９０の下方にウエハＷが位置した時に、中心部領域Ｃ側における筐体９０の内壁面とウエハＷの外縁との間の距離が７０ｍｍとなり、回転テーブル２の外周側における筐体９０の内壁面とウエハＷの外縁との間の距離が７０ｍｍとなるように構成されている。従って、回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側における開口部１１ａの２つの辺と当該回転テーブル２の回転中心とのなす角度αは、例えば６８°となっている。
【００２５】
この筐体９０を既述の開口部１１ａ内に落とし込むと、フランジ部９０ａと段部１１ｂのうち最下段の段部１１ｂとが互いに係止する。そして、既述のＯ−リング１１ｄによって、当該段部１１ｂ（天板１１）と筐体９０とが気密に接続される。また、開口部１１ａの外縁に沿うように枠状に形成された押圧部材９１によって前記フランジ部９０ａを下方側に向かって周方向に亘って押圧すると共に、この押圧部材９１を図示しないボルトなどにより天板１１に固定することにより、真空容器１の内部雰囲気が気密に設定される。このように筐体９０を天板１１に気密に固定した時の当該筐体９０の下面と回転テーブル２上のウエハＷの表面との間の離間寸法ｈは、４〜６０ｍｍこの例では３０ｍｍとなっている。尚、図６は、筐体９０を下方側から見た図を示している。また、図１０では筐体９０などの一部を拡大して描画している。
【００２６】
筐体９０の下面は、当該筐体９０の下方領域へのＮ2ガスやＯ3ガスなどの侵入を阻止するために、図５〜図７に示すように、外縁部が周方向に亘って下方側（回転テーブル２側）に垂直に伸び出して、ガス規制用の突起部９２をなしている。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、回転テーブル２の回転方向上流側に、既述のプラズマ発生用ガスノズル３４が収納されている。
【００２７】
即ち、筐体９０の下方領域（プラズマ空間１０）においてプラズマ発生用ガスノズル３４から供給されるガスがプラズマ化されるので、当該下方領域にＮ2ガスが侵入すると、Ｎ2ガスのプラズマとＯ3ガス（Ｏ2ガス）のプラズマとが互いに反応してＮＯｘガスが生成する。このＮＯｘガスが発生すると、真空容器１内の部材が腐食してしまう。そこで、筐体９０の下方領域にＮ2ガスが侵入しにくくなるように、当該筐体９０の下面側に既述の突起部９２を形成している。
【００２８】
プラズマ発生用ガスノズル３４の基端側（真空容器１の側壁側）における突起部９２は、当該プラズマ発生用ガスノズル３４の外形に沿うように概略円弧状に切りかかれている。突起部９２の下面と回転テーブル２の上面との間の離間寸法ｄは、０．５〜４ｍｍこの例では２ｍｍとなっている。この突起部９２の幅寸法及び高さ寸法は、夫々例えば１０ｍｍ及び２８ｍｍとなっている。尚、図７は、回転テーブル２の回転方向に沿って真空容器１を切断した縦断面図を示している。
【００２９】
また、成膜処理中には回転テーブル２が時計周りに回転するので、Ｎ2ガスがこの回転テーブル２の回転に連れられて回転テーブル２と突起部９２との間の隙間から筐体９０の下方側に侵入しようとする。そのため、前記隙間を介して筐体９０の下方側へのＮ2ガスの侵入を阻止するために、前記隙間に対して筐体９０の下方側からガスを吐出させている。具体的には、プラズマ発生用ガスノズル３４のガス吐出孔３３について、図５及び図７に示すように、この隙間を向くように、即ち回転テーブル２の回転方向上流側且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発生用ガスノズル３４のガス吐出孔３３の向く角度θは、図７に示すように例えば４５°程度となっている。
【００３０】
ここで、筐体９０の下方（プラズマ空間１０）側から天板１１と筐体９０との間の領域をシールする既述のＯ−リング１１ｄを見ると、図５に示すように、当該プラズマ空間１０とＯ−リング１１ｄとの間には突起部９２が周方向に亘って形成されている。そのため、Ｏ−リング１１ｄは、プラズマに直接曝されないように、プラズマ空間１０から隔離されていると言える。従って、プラズマ空間１０中のプラズマが例えばＯ−リング１１ｄ側に拡散しようとしても、突起部９２の下方を経由して行くことになるので、Ｏ−リング１１ｄに到達する前にプラズマが失活することになる。
【００３１】
筐体９０の内部には、図４及び図８に示すように、上面側が開口する概略箱型のファラデーシールド９５が収納されており、このファラデーシールド９５は、厚み寸法ｋが０．５〜２ｍｍこの例では例えば１ｍｍ程度の導電性の板状体である金属板により構成されると共に接地されている。この例では、ファラデーシールド９５は、銅（Ｃｕ）板または銅板にニッケル（Ｎｉ）膜及び金（Ａｕ）膜とを下側からメッキした板材により構成されている。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形成された水平面９５ａと、この水平面９５ａの外周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、上方側から見た時に概略六角形となるように構成されている。この水平面９５ａにおける概略中央部には、真空容器１の上方側から絶縁板９４及び筐体９０を介して当該真空容器１内におけるプラズマの発生状態（発光状態）を確認するために、概略八角形の開口部９８が窓部として形成されている。ファラデーシールド９５は、例えば金属板の圧延加工により、あるいは金属板における水平面９５ａの外側に対応する領域を上方側に折り曲げることにより形成されている。尚、図４はファラデーシールド９５を簡略化しており、また図８では、垂直面９５ｂの一部を切り欠いて描画している。
【００３２】
また、回転テーブル２の回転中心からファラデーシールド９５を見た時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、夫々右側及び左側に水平に伸び出して支持部９６をなしている。そして、ファラデーシールド９５と筐体９０との間には、前記支持部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。従って、ファラデーシールド９５を筐体９０の内部に収納すると、ファラデーシールド９５の下面と筐体９０の上面とが互いに接触すると共に、前記支持部９６が枠状体９９を介して筐体９０のフランジ部９０ａにより支持される。
【００３３】
ファラデーシールド９５の水平面９５ａ上には、当該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８０との絶縁を取るために、厚み寸法が例えば２ｍｍ程度の例えば石英からなる絶縁板９４が積層されている。また、水平面９５ａには、多数のスリット９７が形成されており、また各々のスリット９７の一端側及び他端側には各々導電路９７ａが配置されているが、これらスリット９７及び導電路９７ａの形状や配置レイアウトについては、プラズマ発生部８０のアンテナ８３の形状と併せて詳述する。尚、絶縁板９４及び枠状体９９については、後述の図８及び図１０などでは描画を省略している。
【００３４】
プラズマ発生部８０は、ファラデーシールド９５の内側に収納されるように構成されており、従って図４及び図５に示すように、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）を臨むように配置されている。このプラズマ発生部８０は、アンテナ８３が回転テーブル２の半径方向に伸びる帯状体領域を囲むように当該アンテナ８３を鉛直軸周り（回転テーブル２からプラズマ空間１０に向かって垂直に伸びる縦向きの軸周り）に３重に巻回して、平面的に見た時に回転テーブル２の半径方向に伸びる概略細長い八角形となるように構成されている。従って、アンテナ８３は、回転テーブル２上のウエハＷの表面に沿うように配置されている。
【００３５】
アンテナ８３は、プラズマ発生部８０の下方にウエハＷが位置した時に、このウエハＷにおける中心部領域Ｃ側の端部と回転テーブル２の外縁側の端部との間に亘ってプラズマを照射（供給）できるように、中心部領域Ｃ側の端部及び外周側の端部が各々筐体９０の内壁面に近接するように配置されている。また、回転テーブル２の回転方向におけるプラズマ発生部８０の両端部は、回転テーブル２の回転方向における筐体９０の幅寸法ができるだけ小さくなるように、互いに近接するように配置されている。即ち、筐体９０は、既述のように、プラズマ発生部８０において発生する磁界を真空容器１内に到達させるために、高純度の石英により構成されると共に、平面で見た時にアンテナ８３よりも大きな寸法となるように（アンテナ８３の下方側に亘って石英部材が位置するように）形成されている。従って、平面で見た時のアンテナ８３の寸法が大きければ大きい程、当該アンテナ８３の下方側の筐体９０についても大きくする必要があり、装置（筐体９０）のコストが嵩むことになる。一方、アンテナ８３について、例えば回転テーブル２の半径方向における寸法を短くしようとすると、具体的にはアンテナ８３を中心部領域Ｃ側あるいは回転テーブル２の外縁側に寄った位置に配置しようとすると、ウエハＷに対して供給されるプラズマの量が面内において不均一になってしまうおそれがある。そこで、本発明では、ウエハＷに対してプラズマが面内に亘って均一に供給され、且つ平面で見た時に筐体９０の寸法ができるだけ小さくなるように、アンテナ８３における回転テーブル２の回転方向上流側の部位及び下流側の部位同士を互いに近接させている。具体的には、アンテナ８３を平面で見た細長の八角形について、長手方向の寸法は例えば２９０〜３３０ｍｍとなっており、前記長手方向と直交する方向の寸法は例えば８０〜１２０ｍｍとなっている。尚、アンテナ８３の内部には冷却水の通流する流路が形成されているが、ここでは省略している。
【００３６】
前記アンテナ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５０００Ｗの高周波電源８５に接続されている。図１、図３及び図４などおける８６は、プラズマ発生部８０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】
ここで、既述のファラデーシールド９５のスリット９７について、図８及び図９を参照して詳述する。このスリット９７は、プラズマ発生部８０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に到達させるためのものである。即ち、電界がウエハＷに到達すると、当該ウエハＷの内部に形成されている電気配線が電気的にダメージを受けてしまう場合がある。一方、ファラデーシールド９５は、既述のように接地された金属板により構成されているので、スリット９７を形成しないと、電界に加えて磁界も遮断してしまう。また、アンテナ８３の下方に大きな開口部を形成すると、磁界だけでなく電界も通過してしまう。そこで、電界を遮断して磁界を通過させるために、以下のように寸法及び配置レイアウトを設定したスリット９７を形成している。
【００３８】
具体的には、スリット９７は、図８に示すように、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の下方位置に各々形成されている。従って、例えばアンテナ８３の長手方向（回転テーブル２の半径方向）の領域においては、スリット９７は回転テーブル２の接線方向に沿って直線状に形成されている。また、前記長手方向と直交する領域においては、スリット９７は当該長手方向に沿うように形成されている。そして、前記２つの領域間においてアンテナ８３が屈曲する部分では、スリット９７は当該屈曲する部分におけるアンテナ８３の伸びる方向に対して直交するように、回転テーブル２の周方向及び半径方向に対して各々傾斜する向きに形成されている。更に、中心部領域Ｃ側及び回転テーブル２の外縁部側では、スリット９７は、当該スリット９７の配置領域を稼ぐために、即ちできるだけ隙間なくスリット９７が配置されるように、アンテナ８３の外周部側から内周部側に向かうにつれて幅寸法が小さくなるように形成されている。従って、スリット９７は、アンテナ８３の長さ方向に沿って多数配列されている。
【００３９】
ここで、アンテナ８３には、既述のように周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電源８５が接続されており、この周波数に対応する波長は２２ｍである。そのため、スリット９７は、この波長の１／１００００以下程度の幅寸法となるように、図１０に示すように、幅寸法ｄ１が１〜６ｍｍこの例では２ｍｍ、スリット９７、９７間の離間寸法ｄ２が２〜８ｍｍこの例では２ｍｍとなるように形成されている。また、このスリット９７は、既述の図８に示すように、アンテナ８３の伸びる方向から見た時に、長さ寸法Ｌが４０〜１２０ｍｍこの例では各々６０ｍｍとなるように、当該アンテナ８３の右端よりも３０ｍｍ程度右側に離間した位置から、アンテナ８３の左端よりも３０ｍｍ程度左側に離間した位置までに亘って形成されている。従って、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、アンテナ８３の巻回方向（長さ方向）に沿うように、ファラデーシールド９５の一部をなす導電路９７ａ、９７ａが各々形成されていると言える。言い換えると、ファラデーシールド９５には、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が各々開放されないように、即ち各々のスリット９７の両端部が閉じるように、導電路９７ａ、９７ａが設けられている。各々の導電路９７ａ、９７ａの幅寸法は、例えば１〜４ｍｍ程度この例では２ｍｍとなっている。これら導電路９７ａ、９７ａを設けた理由について、始めにアンテナ８３の内側領域に形成された導電路９７ａを例に挙げて以下に詳述する。
【００４０】
既述のように、スリット９７は、アンテナ８３により形成される電磁界のうち電界成分を遮断すると共に磁界成分を通過させるものであり、そのためウエハＷ側に到達する電界成分を遮断しつつ、磁界成分をなるべく多く確保するためには、できるだけ長く形成することが好ましい。しかしながら、既述のように回転テーブル２の回転方向における筐体９０の寸法をできるだけ小さくするためにアンテナ８３が概略細長い八角形をなしており、アンテナ８３における回転テーブル２の回転方向上流側の部位と、回転テーブル２の回転方向下流側の部位とが互いに近接している。しかも、ファラデーシールド９５における水平面９５ａには、このアンテナ８３により囲まれる領域に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。このため、アンテナ８３の内側領域では、アンテナ８３により形成される電界成分を十分に遮断できる程度にスリット９７の長さ寸法Ｌを取りにくい。一方、アンテナ８３の内側領域に導電路９７ａを設けずにスリット９７の長さ寸法を稼ごうとすると、スリット９７の開口部を介して電界成分がウエハＷ側に漏れ出してしまう。そこで、本発明では、前記内側領域を介してウエハＷ側に漏れ出そうとする電界成分を遮断するために、各々のスリット９７の開口部を塞ぐように導電路９７ａを設けている。従って、前記内側領域から下方に向かおうとする電界成分は、導電路９７ａによって電気力線が閉じられた状態となり、ウエハＷ側への侵入が阻止される。また、アンテナ８３の外周側についても、同様に導電路９７ａを設けて、当該外周側におけるスリット９７の端部から漏れ出そうとする電界成分を遮断している。こうして各々のスリット９７は、上方側から見た時に、周方向に亘って接地された導電体により囲まれている。
【００４１】
この例では、アンテナ８３の内側領域における導電路９７ａにより囲まれる領域（スリット９７の群により囲まれる領域）には、既述の開口部９８が形成されている。そして、この開口部９８を介して、例えば作業者が目視により、あるいは図示しないカメラにより、真空容器１内におけるプラズマの発光状態が確認される。尚、図３ではスリット９７を省略している。また、図４及び図５などではスリット９７について簡略化しているが、スリット９７は例えば１５０本程度形成されている。以上説明したアンテナ８３と、スリット９７及び導電路９７ａの形成されたファラデーシールド９５とにより、プラズマ発生装置が構成される。
【００４２】
続いて、真空容器１の各部の説明に戻る。回転テーブル２の外周側において当該回転テーブル２よりも僅かに下位置には、図２、図５及び図１１に示すように、カバー体であるサイドリング１００が配置されている。このサイドリング１００は、例えば装置のクリーニング時において、各処理ガスに代えてフッ素系のクリーニングガスを通流させた時に、当該クリーニングガスから真空容器１の内壁を保護するためのものである。即ち、サイドリング１００を設けないと、回転テーブル２の外周部と真空容器１の内壁との間には、横方向に気流（排気流）が形成される凹部状の気流通路が周方向に亘ってリング状に形成されていると言える。そのため、このサイドリング１００は、気流通路に真空容器１の内壁面ができるだけ露出しないように、当該気流通路に設けられている。この例では、各分離領域Ｄ及び筐体９０における外縁側の領域は、このサイドリング１００の上方側に露出している。
【００４３】
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２箇所に排気口６１、６２が形成されている。言い換えると、前記気流通路の下方側に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、排気口６１、６２が形成されている。これら２つの排気口６１、６２のうち一方及び他方を夫々第１の排気口６１及び第２の排気口６２と呼ぶと、第１の排気口６１は、第１の処理ガスノズル３１と、当該第１の処理ガスノズル３１よりも回転テーブルの回転方向下流側における分離領域Ｄとの間において、当該分離領域Ｄ側に寄った位置に形成されている。第２の排気口６２は、プラズマ発生用ガスノズル３４と、当該プラズマ発生用ガスノズル３４よりも回転テーブルの回転方向下流側における分離領域Ｄとの間において、当該分離領域Ｄ側に寄った位置に形成されている。第１の排気口６１は、第１の処理ガス及び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の処理ガス及び分離ガスに加えて、プラズマ発生用ガスを排気するためのものである。これら第１の排気口６１及び第２の排気口６２は、図１に示すように、各々バタフライバルブなどの圧力調整部６５の介設された排気管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。
【００４４】
ここで、既述のように、中心部領域Ｃ側から外縁側に亘って筐体９０を形成しているので、この筐体９０よりも回転テーブル２の回転方向上流側に吐出された各ガスは、当該筐体９０によって第２の排気口６２に向かおうとするガス流がいわば規制されてしまう。そこで、筐体９０の外側における既述のサイドリング１００の上面に、第２の処理ガス及び分離ガスが流れるための溝状のガス流路１０１を形成している。具体的には、このガス流路１０１は、図３に示すように、筐体９０における回転テーブル２の回転方向上流側の端部よりも例えば６０ｍｍ程度第２の処理ガスノズル３２側に寄った位置から、既述の第２の排気口６２までの間に亘って、深さ寸法が例えば３０ｍｍとなるように円弧状に形成されている。従って、このガス流路１０１は、筐体９０の外縁に沿うように、また上方側から見た時に当該筐体９０の外縁部に跨がるように形成されている。このサイドリング１００は、図示を省略しているが、フッ素系ガスに対する耐腐食性を持たせるために、表面が例えばアルミナなどによりコーティングされているか、あるいは石英カバーなどにより覆われている。
【００４５】
天板１１の下面における中央部には、図２に示すように、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において第１の処理ガスと第２の処理ガスと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。即ち、既述の図１から分かるように、筐体９０を中心部領域Ｃ側に寄った位置まで形成しているので、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を避けるように前記回転中心側に寄った位置に形成されている。従って、中心部領域Ｃ側では、外縁部側よりも例えば処理ガス同士が混ざりやすい状態となっていると言える。そこで、ラビリンス構造部１１０を形成することにより、ガスの流路を稼いで処理ガス同士が混ざり合うことを防止している。
【００４６】
具体的には、このラビリンス構造部１１０は、図１２に当該ラビリンス構造部１１０を拡大して示すように、回転テーブル２側から天板１１側に向かって垂直に伸びる第１の壁部１１１と、天板１１側から回転テーブル２に向かって垂直に伸びる第２の壁部１１２と、が各々周方向に亘って形成されると共に、これら壁部１１１、１１２が回転テーブル２の半径方向において交互に配置された構造を採っている。具体的には、既述の突出部５側から中心部領域Ｃ側に向かって、第２の壁部１１２、第１の壁部１１１及び第２の壁部１１２がこの順番で配置されている。この例では、突出部５側の第２の壁部１１２は、他の壁部１１１、１１２よりも当該突出部５側に膨らんだ構造となっている。このような壁部１１１、１１２の各寸法について一例を挙げると、壁部１１１、１１２間の離間寸法ｊは例えば１ｍｍ、壁部１１１と天板１１との間の離間寸法（壁部１１２とコア部２１との間の隙間寸法）ｍは例えば１ｍｍとなっている。
【００４７】
従って、ラビリンス構造部１１０では、例えば第１の処理ガスノズル３１から吐出されて中心部領域Ｃに向かおうとする第１の処理ガスは、壁部１１１、１１２を乗り越えていく必要があるので、中心部領域Ｃに向かうにつれて流速が遅くなり、拡散しにくくなる。そのため、処理ガスが中心部領域Ｃに到達する前に、当該中心部領域Ｃに供給される分離ガスにより処理領域Ｐ１側に押し戻されることになる。また、中心部領域Ｃに向かおうとする第２の処理ガスについても、同様にラビリンス構造部１１０によって中心部領域Ｃに到達しにくくなる。そのため、これら処理ガス同士が中心部領域Ｃにおいて互いに混ざり合うことが防止される。
【００４８】
一方、この中心部領域Ｃに上方側から供給されたＮ2ガスは、周方向に勢いよく広がって行こうとするが、ラビリンス構造部１１０を設けているので、当該ラビリンス構造部１１０における壁部１１１、１１２を乗り越えるうちに流速が抑えられていく。この時、前記Ｎ2ガスは、例えば回転テーブル２と突起部９２との間の極めて狭い領域へも侵入しようとするが、ラビリンス構造部１１０により流速が抑えられているので、当該狭い領域よりも広い領域（例えば処理領域Ｐ１、Ｐ２側）に流れて行く。そのため、筐体９０の下方側へのＮ2ガスの流入が抑えられる。また、後述するように、筐体９０の下方側の空間（プラズマ空間１０）は、真空容器１内の他の領域よりも陽圧に設定されていることからも、当該空間へのＮ2ガスの流入が抑えられている。
【００４９】
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に示すように、加熱機構であるヒータユニット７が設けられ、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３００℃に加熱するようになっている。図１中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、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。
【００５０】
真空容器１の側壁には、図２及び図３に示すように図示しない外部の搬送アームと回転テーブル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が形成されており、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。また、回転テーブル２の凹部２４は、この搬送口１５に臨む位置にて搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しが行われることから、回転テーブル２の下方側において当該受け渡し位置に対応する部位には、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受け渡し用の昇降ピン及びその昇降機構（いずれも図示せず）が設けられている。
【００５１】
また、この成膜装置には、装置全体の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御部１２０が設けられており、この制御部１２０のメモリ内には後述の成膜処理及び改質処理を行うためのプログラムが格納されている。このプログラムは、後述の装置の動作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、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスクなど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。
【００５２】
次に、上述実施の形態の作用について説明する。先ず、ゲートバルブＧを開放して、回転テーブル２を間欠的に回転させながら、図示しない搬送アームにより搬送口１５を介して回転テーブル２上に例えば５枚のウエハＷを載置する。このウエハＷには、ドライエッチング処理やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などを用いた配線埋め込み工程が既に施されており、従って当該ウエハＷの内部には電気配線構造が形成されている。次いで、ゲートバルブＧを閉じ、真空ポンプ６４により真空容器１内を引き切りの状態にすると共に、回転テーブル２時計周りに回転させながらヒータユニット７によりウエハＷを３００℃程度に加熱する。
【００５３】
続いて、処理ガスノズル３１、３２から夫々Ｓｉ含有ガス及びＯ3ガスを吐出すると共に、プラズマ発生用ガスノズル３４からＡｒガス及びＯ2ガスの混合ガスを吐出する。また、分離ガスノズル４１、４２から分離ガスを所定の流量で吐出し、分離ガス供給管５１及びパージガス供給管７２、７２からもＮ2ガスを所定の流量で吐出する。そして、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に調整する。また、プラズマ発生部８０に対して高周波電力を供給する。
【００５４】
この時、筐体９０よりも回転テーブル２の回転方向上流側から例えば当該回転テーブル２の回転に連れられて当該筐体９０に向かって通流してくるＯ3ガス及びＮ2ガスは、この筐体９０によってガス流が乱されようとする。しかし、筐体９０の外周側におけるサイドリング１００にガス流路１０１を形成しているので、前記Ｏ3ガス及びＮ2ガスは、筐体９０を避けるように、当該ガス流路１０１を通って排気される。
【００５５】
一方、前記筐体９０の上流側から当該筐体９０に向かって通流してくるガスのうち一部のガスは、筐体９０の下方に侵入しようとする。しかし、既述の筐体９０の下方側の領域では、突起部９２が当該領域を覆うように形成されると共に、プラズマ発生用ガスノズル３４のガス吐出孔３３が回転テーブル２の回転テーブル２の回転方向上流側の斜め下を向いている。従って、プラズマ発生用ガスノズル３４から吐出したプラズマ発生用ガスは、突起部９２の下方側に衝突し、前記上流側から流入しようとするＯ3ガスやＮ2ガスをこの筐体９０の外側へと追い出す。そして、このプラズマ発生用ガスは、突起部９２により回転テーブル２の回転方向下流側へと押し戻されて行く。この時、突起部９２を設けることによって、筐体９０の下方におけるプラズマ空間１０は、真空容器１内の他の領域よりも例えば１０Ｐａ程度陽圧となっている。このことからも、筐体９０の下方側へのＯ3ガスやＮ2ガスの侵入が阻止される。
【００５６】
そして、Ｓｉ含有ガス及びＯ3ガスは、中心部領域Ｃに侵入しようとするが、この中心部領域Ｃには既述のラビリンス構造部１１０を設けているので、このラビリンス構造部１１０によって既述のようにガス流が阻害され、中心部領域Ｃに上方側から供給される分離ガスにより元の処理領域Ｐ１、Ｐ２側に押し戻されることになる。従って、中心部領域Ｃにおけるこれら処理ガス同士の混合が防止される。また、同様にラビリンス構造部１１０によって、中心部領域Ｃから外周側に吐出されるＮ2ガスについての筐体９０の下方側への侵入が抑えられる。
【００５７】
更に、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２との間においてＮ2ガスを供給しているので、図１３に示すように、Ｓｉ含有ガスとＯ3ガス及びプラズマ発生用ガスとが互いに混合しないように各ガスが排気される。また、回転テーブル２の下方側にパージガスを供給しているため、回転テーブル２の下方側に拡散しようとするガスは、前記パージガスにより排気口６１、６２側へと押し戻される。
【００５８】
この時、プラズマ発生部８０では、高周波電源８５から供給される高周波電力により、図１４に模式的に示すように、電界及び磁界が発生する。これら電界及び磁界のうち電界は、既述のようにファラデーシールド９５を設けていることから、このファラデーシールド９５により反射あるいは吸収（減衰）されて、真空容器１内への到達が阻害される（遮断される）。また、スリット９７の長さ方向における一端側及び他端側からウエハＷ側に回り込もうとする電界は、既述のように前記一端側及び前記他端側に導電路９７ａ、９７ａを設けていることから、ファラデーシールド９５に例えば熱として吸収されてウエハＷ側への到達が阻害される。一方、磁界は、ファラデーシールド９５にスリット９７を形成しているので、このスリット９７を通過して、筐体９０の底面を介して真空容器１内に到達する。また、プラズマ発生部８０の側方側におけるファラデーシールド９５（垂直面９５ｂ）には周方向に亘ってスリット９７が形成されていないので、電界及び磁界は、当該側方側を介して下方側に回り込まない。
【００５９】
従って、プラズマ発生用ガスノズル３４から吐出されたプラズマ発生用ガスは、スリット９７を介して通過してきた磁界によって活性化されて、例えばイオンやラジカルなどのプラズマが生成する。既述のように、回転テーブル２の半径方向に伸びる帯状体領域を囲むようにアンテナ８３を配置していることから、このプラズマは、アンテナ８３の下方側において、回転テーブル２の半径方向に伸びるように概略ライン状となる。尚、図１４ではプラズマ発生部８０について模式的に示しており、プラズマ発生部８０、ファラデーシールド９５、筐体９０及びウエハＷの間の各寸法については模式的に大きく描画している。
【００６０】
一方、ウエハＷの表面では、回転テーブル２の回転によって第１の処理領域Ｐ１においてＳｉ含有ガスが吸着し、次いで第２の処理領域Ｐ２においてウエハＷ上に吸着したＳｉ含有ガスが酸化され、薄膜成分であるシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）の分子層が１層あるいは複数層形成されて反応生成物が形成される。この時、シリコン酸化膜中には、例えばＳｉ含有ガス中に含まれる残留基のため、水分（ＯＨ基）や有機物などの不純物が含まれている場合がある。
【００６１】
そして、回転テーブル２の回転によって、ウエハＷの表面に既述のプラズマ（活性種）が接触すると、シリコン酸化膜の改質処理が行われることになる。具体的には、例えばプラズマがウエハＷの表面に衝突することにより、例えばシリコン酸化膜から前記不純物が放出されたり、シリコン酸化膜内の元素が再配列されてシリコン酸化膜の緻密化（高密度化）が図られたりすることになる。こうして回転テーブル２の回転を続けることにより、ウエハＷ表面へのＳｉ含有ガスの吸着、ウエハＷ表面に吸着したＳｉ含有ガスの成分の酸化及び反応生成物のプラズマ改質がこの順番で多数回に亘って行われて、反応生成物が積層されて薄膜が形成される。ここで、既述のようにウエハＷの内部には電気配線構造が形成されているが、プラズマ発生部８０とウエハＷとの間にファラデーシールド９５を設けて電界を遮断しているので、この電気配線構造に対する電気的ダメージが抑えられる。
【００６２】
上述の実施の形態によれば、接地された導電材からなるファラデーシールド９５をプラズマ発生部８０とウエハＷとの間に設けると共に、アンテナ８３の長さ方向に対して直交する方向に伸びるスリット９７を当該アンテナ８３に沿って前記ファラデーシールド９５に形成している。そして、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、アンテナ８３の長さ方向に沿うように導電路９７ａ、９７ａを配置している。そのため、プラズマ発生部８０において発生する電界のうち、当該プラズマ発生部８０から下方に向かう電界のみならず、スリット９７の長さ方向における一端側あるいは他端側を回り込んで下方に向かおうとする電界についてもファラデーシールド９５において遮断でき、一方磁界についてはスリット９７を介して真空容器１内に到達させることができる。従って、プラズマによるウエハＷの内部の電気配線構造に対する電気的ダメージを抑えて改質処理を行うことができるので、良好な膜質及び電気的特性を持つ薄膜を得ることができる。
【００６３】
また、導電路９７ａ、９７ａを設けることにより、ウエハＷ側に向かう電界成分を遮断した状態でアンテナ８３における回転テーブル２の回転方向上流側の部位と下流側の部位とを互いに近接させることができ、更にプラズマの状態を確認するための開口部９８を形成できる。また、アンテナ８３を例えば真円状に形成した場合と比べて、回転テーブル２の回転方向における筐体９０の長さ寸法を小さく抑えることができるので、当該筐体９０の強度を保つための厚さ寸法についても抑制できる。そのため、筐体９０を構成する高純度の石英の使用量を抑えることができるので、装置のコストを抑制できる。また、筐体９０の面積が小さくて済むことから、プラズマ空間１０の容積についても小さくなるので、当該プラズマ空間１０を真空容器１内の他の部位よりも陽圧に保つためのガス流量も最小限で済む。
【００６４】
また、ファラデーシールド９５を設けていることから、プラズマによる筐体９０などの石英部材へのダメージ（エッチング）を抑えることができる。そのため、前記石英部材のロングライフ化を図ることができ、またコンタミの発生を抑えることができるし、更には石英（ＳｉＯ2）の薄膜（ＳｉＯ2）中への混入による膜厚の不均一化を抑えることができる。
【００６５】
更に、筐体９０を設けているので、プラズマ発生部８０を回転テーブル２上のウエハＷに近接させることができる。そのため、成膜処理を行う程度の高い圧力雰囲気（低い真空度）であっても、プラズマ中のイオンやラジカルの失活を抑えて良好な改質処理を行うことができる。そして、筐体９０に突起部９２を設けているので、プラズマ空間１０にＯ−リング１１ｄが露出しない。そのため、Ｏ−リング１１ｄに含まれる例えばフッ素系成分のウエハＷへの混入を抑えることができ、また当該Ｏ−リング１１ｄのロングライフ化を図ることができる。
【００６６】
更にまた、筐体９０の下面に突起部９２を形成すると共に、プラズマ発生用ガスノズル３４のガス吐出孔３３が回転テーブル２の回転方向上流側を向くようにしている。そのため、プラズマ発生用ガスノズル３４から吐出するガス流量が小流量であっても、筐体９０の下方領域へのＯ3ガスやＮ2ガスの侵入を抑えることができる。そして、プラズマ発生用ガスノズル３４の配置された領域（プラズマ空間１０）の圧力が他の領域（例えば処理領域Ｐ１、Ｐ２）の圧力よりも高くなるようにしている。以上のことから、プラズマ空間１０におけるＮＯｘガスの生成を抑えることができるので、ＮＯｘガスによる真空容器１内の部材の腐食を抑えることができ、そのためウエハＷのメタルコンタミを抑制できる。そして、以上のようにＯ3ガスやＮ2ガスなどの筐体９０の下方側への侵入を抑えることができるので、成膜処理と共に改質処理を共通の成膜装置で行うにあたって、例えば筐体９０と第２の処理ガスノズル３２との間に個別に排気口やポンプを設けなくて済むので、更にはこれら筐体９０とノズル３２との間に分離領域Ｄを設けなくて済むので、装置構成を簡略化できる。
【００６７】
また、筐体９０を配置するにあたって、当該筐体９０の外周側におけるサイドリング１００にガス流路１０１を形成しているので、この筐体９０を避けて各ガスを良好に排気することができる。
更にまた、筐体９０の内側にプラズマ発生部８０を収納しているので、プラズマ発生部８０を大気雰囲気の領域（真空容器１の外側領域）に配置することができ、従ってプラズマ発生部８０のメンテナンスが容易となる。
【００６８】
ここで、筐体９０の内側にプラズマ発生部８０を収納しているので、例えば中心部領域Ｃ側では、この筐体９０の側壁の厚み寸法の分、プラズマ発生部８０の端部が回転テーブル２の回転中心から離間することになる。そのため、中心部領域Ｃ側におけるウエハＷの端部には、プラズマが到達しにくくなる。一方、中心部領域Ｃ側におけるウエハＷの端部にプラズマが到達するように筐体９０（プラズマ発生部８０）を中心部領域Ｃ側に寄った位置にまで形成しようとすると、既述のように中心部領域Ｃが狭くなる。この場合には、処理ガス同士が中心部領域Ｃにおいて混ざり合ってしまうおそれがある。しかし、本発明では、中心部領域Ｃにラビリンス構造部１１０を形成し、ガス流路を稼いでいるので、回転テーブル２の半径方向に亘って広いプラズマ空間１０を確保しながら、中心部領域Ｃにおける処理ガス同士の混合及び当該プラズマ空間１０内へのＮ2ガスの流入を抑えることができる。
【００６９】
既述の例では、反応生成物の成膜と当該反応生成物の改質処理とを交互に行ったが、反応生成物を例えば７０層（およそ１０ｎｍの膜厚）程度積層した後、これら反応生成物の積層体に対して改質処理を行っても良い。具体的には、Ｓｉ含有ガス及びＯ3ガスを供給して反応生成物の成膜処理を行っている間はプラズマ発生部８０への高周波電力の供給を停止する。そして、積層体の形成後、これらＳｉ含有ガス及びＯ3ガスの供給を停止してプラズマ発生部８０へ高周波電力を供給する。このようないわば一括改質の場合にも、既述の例と同様の効果が得られる。
【００７０】
ここで、以上説明した成膜装置の他の例について列挙する。図１５は、既述のプラズマ発生部８０に加えて、回転テーブル２の外周部側におけるプラズマ濃度を高めるための補助プラズマ発生部８１を設けた例を示している。即ち、回転テーブル２が回転することにより、中心部側よりも外周部側において周速度が速くなっているので、当該外周部側では中心部側よりも改質の程度が小さくなろうとする。そのため、回転テーブル２の半径方向において改質の度合いを揃えるために、前記外周部側にアンテナ８３を巻回した補助プラズマ発生部８１を設けている。この例では、各々のプラズマ発生部８０、８１毎に個別にスリット９７及び導電路９７ａが形成され、プラズマ発生部８０、８１においてウエハＷ側に向かおうとする電界成分が各々遮断される。
【００７１】
更に、図１６及び図１７に示すように、プラズマ発生部８０について、筐体９０と同様に概略扇形となるように形成しても良い。図１６は、プラズマ発生部８０に加えて補助プラズマ発生部８１を設けると共に、この補助プラズマ発生部８１についても扇形となるように形成した例を示している。この例においても、各々のプラズマ発生部８０、８１のアンテナ８３の伸びる方向に沿うようにスリット９７が各々形成されると共に、導電路９７ａが形成される。この例では、プラズマ発生部８０、８１においてアンテナ８３が屈曲する屈曲部（例えば中心部領域Ｃ側における回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側）では、既述の例と同様に十分な長さのスリット９７を形成しにくい。そのため、導電路９７ａを設けることにより、前記屈曲部などにおいて下方へ向かおうとする電界成分を遮断できる。また、プラズマ発生部８０（補助プラズマ発生部８１）を扇形に形成することにより、外周部側におけるプラズマの濃度が中心部側よりも増えるので、ウエハＷの面内に亘って改質の度合いを更に揃えることができる。尚、図１６ではスリット９７を省略している。
【００７２】
図１８は、２つのプラズマ発生部８０、８１を概略方形となるように配置すると共に、プラズマ発生部８０については回転テーブル２の半径方向内側に配置し、プラズマ発生部８１については前記半径方向外側に配置した例を示している。この例では、これらプラズマ発生部８０、８１は、互いに同じ面積となるようにアンテナ８３が各々巻回されている。尚、図１８は、天板１１を上方側から見た様子を示しており、これらプラズマ発生部８０、８１におけるアンテナ８３を模式的に描画している。
【００７３】
図１９は、既述のファラデーシールド９５について、筐体９０の内部に埋設した例を示している。具体的には、プラズマ発生部８０の下方における筐体９０は、上端面が着脱自在に構成されており、この上端面を取り外した部位にファラデーシールド９５を収納できるように構成されている。即ち、ファラデーシールド９５は、プラズマ発生部８０とウエハＷとの間に設けられていれば良い。
【００７４】
図２０は、プラズマ発生部８０及びファラデーシールド９５を筐体９０の内側に収納することに代えて、筐体９０を設けずにこれらプラズマ発生部８０及びファラデーシールド９５を天板１１の上方に配置した例を示している。この例では、プラズマ発生部８０の下方における天板１１は、他の部位における天板１１とは別部材として例えば石英などの誘電体により構成されており、下面周縁部が既述のように周方向に亘ってＯ−リング１１ｄにより前記他の部位における天板１１と気密に接続されている。
【００７５】
また、スリット９７は、回転テーブル２の中心部側と外縁部側とでは、対向する端部同士がウエハＷの直径寸法に相当する程度に大きく離間していて、中心部側及び外縁部側において発生する電界成分を遮断できる程度に十分な長さを取ることができる。従って、前記中心部側及び外縁部側では、導電路９７ａを設けてなくても良い。更に、回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側においてアンテナ８３同士が互いに近接する領域においても、ウエハＷへの電界成分による悪影響が許容できる程度であれば、導電路９７ａを設けない領域（スリット９７の一端側あるい他端側を開口させる領域）を形成しても良い。
【００７６】
図２１は、サイドリング１００を配置していない例を示している。即ち、サイドリング１００は、例えば装置のクリーニング時に用いられるクリーニングガスが回転テーブル２の下方領域に回り込まないようにするためのものである。従って、クリーニングを行わない場合には、サイドリング１００を設けなくても良い。
【００７７】
また、既述の例ではＳｉを含むガスとＯ3ガスとをウエハＷにこの順番で供給して反応生成物を成膜した後、プラズマ発生部８０により当該反応生成物の改質を行う例について説明したが、反応生成物を成膜する時に用いられるＯ3ガスをプラズマ化しても良い。即ち、図２２に示すように、この例では既述の処理ガスノズル３２が設けられておらず、ウエハＷ上に吸着したＳｉ含有ガスの成分をプラズマ空間１０において酸化して反応生成物を形成し、更にこのプラズマ空間１０において当該反応生成物の改質を行うように構成されている。言い換えると、プラズマ空間１０に供給されるプラズマ発生用のガスは、第２の処理ガスを兼用している。従って、プラズマ発生用ガスノズル３４は、処理ガスノズル３２を兼用している。このようにプラズマ空間１０においてウエハＷの表面に吸着したＳｉ含有ガスの成分を酸化することにより、処理ガスノズル３２のオゾナイザーが不要になるので、装置のコストを低減できる。また、ウエハＷの直上位置においてＯ3ガスを生成させることにより、例えば処理ガスノズル３２の長さ寸法の分だけＯ3ガスの流路を短くできるので、Ｏ3ガスの失活を抑えて前記Ｓｉ含有の成分を良好に酸化できる。
【００７８】
以上の各例では、上から見た時のアンテナ８３が概略八角形あるいは扇形となるように形成したが、図２３に示すように、円形となるように配置しても良い。この場合においても、アンテナ８３に沿って周方向に亘ってスリット９７が形成されると共に、このスリット９７の内周側及び外周側に各々導電路９７ａ、９７ａが配置される。そして、内周側の導電路９７ａにより囲まれる領域は、既述のように開口部９８をなしている。尚、図２３では、アンテナ８３及びファラデーシールド９５だけを描画しており、これらアンテナ８３及びファラデーシールド９５については模式的に描画している。
【００７９】
この円形のアンテナ８３を用いる場合には、既述の図３の構成のアンテナ８３に代えて当該円形のアンテナ８３を配置しても良いし、例えば図１５のように、回転テーブル２の半径方向に２つ配置しても良い。また、このような円形のアンテナ８３をプラズマ空間１０の上方側に複数箇所に配置しても良い。即ち、アンテナ８３が円形の場合であっても、当該アンテナ８３の直径寸法が例えば１５０ｍｍ程度以下の場合、既に詳述したように、このアンテナ８３から下方に向かう電界成分を遮断できる程度のスリット９７の長さ寸法Ｌを取りにくくなってしまう。そこで、このような小径のアンテナ８３を用いる場合にも、各々のスリット９７の内縁側及び外縁側に各々導電路９７ａ、９７ａを設けることにより、このアンテナ８３から下方に向かう電界成分を遮断できる。
【００８０】
また、図２３の円形のアンテナ８３を用いる場合には、図２４に示すように、枚葉式の成膜装置において、例えば直径寸法が３００ｍｍサイズあるいは４５０ｍｍサイズのウエハＷをテーブル２上に載置すると共に、このウエハＷに対向するように複数のプラズマ発生部８０を配置して、これらプラズマ発生部８０からウエハＷに対してプラズマを照射するようにしても良い。図２４では、図２３に示すプラズマ発生部８０及びファラデーシールド９５を模式的に描画しており、プラズマ発生部８０を例えば碁盤の目状に複数箇所例えば９箇所（３×３）に配置した例を示している。図２４では、ウエハＷが収納される真空容器などについては省略している。
この場合には、図示しない処理ガス供給路から供給される１種類の成膜ガスあるいは互いに反応する２種類の処理ガスによりウエハＷ上に反応生成物を成膜した後、真空容器内を真空排気して、この真空容器内に供給されるプラズマ発生用ガスをプラズマ化することによって反応生成物の改質処理が行われる。
【００８１】
更に、図２３のプラズマ発生部８０を用いる時には、図２５に示すように、直径寸法が例えば８インチ（２００ｍｍ）サイズのウエハＷを回転テーブル２上に複数箇所例えば５箇所に周方向に並べると共に、この回転テーブル２に対向するように複数のプラズマ発生部８０を配置しても良い。この場合には、回転テーブル２を鉛直軸周りに回転させることにより、各々のウエハＷに対して成膜処理及び改質処理が行われる。このような構成の成膜装置は、ウエハＷ上に例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）用のパワーデバイスを形成する工程に用いられる。
【００８２】
更にまた、以上説明した各例では、プラズマ発生部８０を成膜装置に組み合わせて、成膜処理と共にプラズマ処理を行ったが、例えば成膜処理を行った後のウエハＷに対してプラズマ処理を行うように装置を構成しても良い。この場合には、既述の成膜装置は、真空容器１内に図示しない載置台を設けると共に、プラズマ発生用ガスノズル３４及びプラズマ発生装置（アンテナ８３及びファラデーシールド９５）を設けて基板処理装置として構成される。そして、図示しない成膜装置にて薄膜の成膜されたウエハＷに対して、この基板処理装置において磁界による薄膜のプラズマ改質処理が行われる。
【００８３】
以上の各例において、ファラデーシールド９５を構成する材質としては、磁界をできるだけ透過するように、比透磁率のなるべく低い材質が好ましく、具体的には、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などを用いても良い。また、ファラデーシールド９５のスリット９７の数量としては、少なすぎると真空容器１内に到達する磁界が小さくなり、一方多すぎるとファラデーシールド９５を製造しにくくなることから、例えばアンテナ８３の長さ１ｍに対して１００〜５００本程度であることが好ましい。更に、プラズマ発生用ガスノズル３４のガス吐出孔３３について、回転テーブル２の回転方向上流側を向くように形成したが、このガス吐出孔３３を下方側あるいは下流側を向くように配置しても良い。
【００８４】
筐体９０を構成する材質としては、石英に代えて、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、イットリアなどの耐プラズマエッチング材を用いても良いし、例えばパイレックスガラス（コーニング社の耐熱ガラス、商標）などの表面にこれら耐プラズマエッチング材をコーティングしても良い。即ち、筐体９０はプラズマに対する耐性が高く、且つ磁界を透過する材質（誘電体）により構成すれば良い。
【００８５】
また、ファラデーシールド９５の上方に絶縁板９４を配置して、当該ファラデーシールド９５とアンテナ８３（プラズマ発生部８０）との絶縁を取るようにしたが、この絶縁板９４を配置せずに、例えばアンテナ８３を石英などの絶縁材により被覆するようにしても良い。
【００８６】
また、既述の例では、Ｓｉ含有ガスとＯ3ガスとを用いてシリコン酸化膜を成膜する例について説明したが、例えば第１の処理ガス及び第２の処理ガスとして夫々Ｓｉ含有ガスとアンモニア（ＮＨ3）ガスとを用いて窒化シリコン膜を成膜しても良い。この場合には、プラズマを発生させるための処理ガスとしては、アルゴンガス及び窒素ガスまたはアンモニアガスなどが用いられる。
【００８７】
更に、例えば第１の処理ガス及び第２の処理ガスとして夫々ＴｉＣｌ2（塩化チタン）ガスとＮＨ3（アンモニア）ガスとを用いて窒化チタン（ＴｉＮ）膜を成膜しても良い。この場合には、ウエハＷとしてはチタンからなる基板が用いられ、プラズマを発生させるためのプラズマ生成ガスとしては、アルゴンガス及び窒素ガスなどが用いられる。また、３種類以上の処理ガスを順番に供給して反応生成物を積層するようにしても良い。具体的には、例えばＳｒ（ＴＨＤ）２（ストロンチウムビステトラメチルヘプタンジオナト）やＳｒ（Ｍｅ５Ｃｐ）２（ビスペンタメチルシクロペンタジエニエルストロンチウム）等のＳｒ原料と、例えばＴｉ（ＯｉＰｒ）２（ＴＨＤ）２（チタニウムビスイソプロポキサイドビステトラメチルヘプタンジオナト）やＴｉ（ＯｉＰｒ）（チタニウムテトライソプロポキサイド）等のＴｉ原料と、をウエハＷに供給した後、ウエハＷにＯ3ガスを供給して、ＳｒとＴｉとを含む酸化膜であるＳＴＯ膜からなる薄膜を積層しても良い。
また、分離領域Ｄにガスノズル４１、４２からＮ2ガスを供給したが、この分離領域Ｄとしては、各処理領域Ｐ１、Ｐ２間を区画する壁部を設けて、ガスノズル４１、４２を配置しなくても良い。
【００８８】
更に、アンテナ８３としては、真空容器１の内部領域から気密に区画された領域（筐体９０の内側あるいは天板１１上）に配置したが、真空容器１の内部領域に配置しても良い。具体的には、例えば天板１１の下面よりも僅かに下方側にアンテナ８３を配置しても良い。この場合には、プラズマによりアンテナ８３がエッチングされないように、当該アンテナ８３は、例えば石英などの誘電体により表面がコーティングされる。また、この場合においてファラデーシールド９５は、同様にプラズマによりエッチングされないように、アンテナ８３とウエハＷとの間において石英などの誘電体により表面がコーティングされる。また、鉛直軸の周りにアンテナ８３を巻回したが、当該鉛直軸及び水平面に対して傾斜した軸の周りに巻回しても良い。
【００８９】
以上の例において、各処理ガス（具体的には装置のメンテナンス時にノズル３１、３２から供給されるクリーニングガス）から真空容器１の内壁面及び天板１１を保護するために、これら内壁面及び天板１１よりも処理雰囲気側には、僅かな隙間を介して図示しない保護カバーが設けられている。そして、前記隙間の圧力が処理雰囲気よりも僅かに陽圧となるように、当該隙間に図示しないガス供給部からパージガスが供給されるように構成されているが、説明を省略している。
【実施例】
【００９０】
以下に、既述の図１の成膜装置を用いて行った実験例について説明する。
（実験例１）
実験には、電気的ダメージの許容量の互いに異なるダミーウエハを複数種類（６種類）用意して、以下に示すファラデーシールドを介して、各々のウエハに対してプラズマを照射した。そして、ウエハＷ（具体的にはウエハＷに形成されたデバイスのゲート酸化膜）の受ける電気的なダメージを評価した。尚、以下の比較例及び実施例における実験条件の詳細については省略する。
（実験に用いたファラデーシールド）
比較例：スリット９７の内周側に導電路９７ａを設けない櫛歯型のファラデーシールド
実施例：既述の図８に示すファラデーシールド９５
【００９１】
スリット９７の内周側に導電路９７ａを設けない場合には、図２６の上段に示すように、いずれのウエハ（右端のウエハは最も前記許容量の大きいウエハについての結果を示しており、当該ウエハから左側に向かって次第に前記許容量の小さいウエハについての結果を並べている）についても、電気的ダメージを受けていることが分かった。一方、図２６の下段に示すように、スリット９７の内周側及び外周側に導電路９７ａ、９７ａを設けたファラデーシールド９５を用いることにより、いずれのウエハについても電気的ダメージが格段に小さくなっていた。従って、既述の図８のファラデーシールド９５を設けることにより、ゲート酸化膜の絶縁破壊が抑えられることが分かった。
【符号の説明】
【００９２】
Ｗ ウエハ
Ｐ１、Ｐ２ 処理領域
１ 真空容器
２ 回転テーブル
１０ プラズマ空間
８０、８１ プラズマ発生部
８３ アンテナ
８５ 高周波電源
９０ 筐体
９５ ファラデーシールド
９７ スリット
９７ａ 導電路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対してプラズマ処理を行うための成膜装置、基板処理装置及びプラズマ発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハなどの基板（以下「ウエハ」と言う）に対して例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）などの薄膜の成膜を行う手法の一つとして、互いに反応する複数種類の処理ガス（反応ガス）をウエハの表面に順番に供給して反応生成物を積層するＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が挙げられる。このＡＬＤ法を用いて成膜処理を行う成膜装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、真空容器内に設けられた回転テーブル上に複数枚のウエハを周方向に並べると共に、例えば回転テーブルに対向するように配置された複数のガス供給部に対して回転テーブルを相対的に回転させることにより、これらウエハに対して各処理ガスを順番に供給する装置が知られている。
【０００３】
ところで、ＡＬＤ法では、通常のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法と比べて、ウエハの加熱温度（成膜温度）が例えば３００℃程度と低いので、例えば処理ガス中に含まれている有機物などが薄膜中に不純物として取り込まれてしまう場合がある。そこで、例えば特許文献２に記載されているように、薄膜の成膜と共にプラズマを用いた改質処理を行うことにより、このような不純物を薄膜から取り除くこと、あるいは低減させることができると考えられる。
【０００４】
しかし、プラズマ処理を行う装置を既述の成膜装置とは別に設けて改質処理を行おうとすると、これら装置間でウエハの搬送を行う分だけ時間のロスが生じてスループットの低下に繋がってしまう場合がある。一方、プラズマを発生させるプラズマ源を成膜装置に組み合わせて設けて、成膜処理を行いながらあるいは成膜処理の終了後に改質処理を行う場合には、プラズマによりウエハの内部に形成されている配線構造に対して電気的にダメージを与えてしまうおそれがある。そこで、ウエハに対するプラズマダメージを抑えるためにプラズマ源をウエハから離間させると、成膜処理を行う圧力条件ではプラズマ中のイオンやラジカルなどの活性種が失活しやすいので、活性種がウエハに到達しにくくなって良好な改質処理が行われなくなってしまうおそれがある。
特許文献３〜５には、ＡＬＤ法により薄膜を成膜する装置について記載されているが、既述の課題については記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３９１０２
【特許文献２】特開２０１１−４０５７４
【特許文献３】米国特許公報７，１５３，５４２号
【特許文献４】特許３１４４６６４号公報
【特許文献５】米国特許公報６，８６９，６４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板に対してプラズマ処理を行うにあたり、基板に対するプラズマダメージを抑えることのできる成膜装置、基板処理装置及びプラズマ発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の成膜装置は、
真空容器内にて第１の処理ガス及び第２の処理ガスを順番に供給するサイクルを複数回行って基板に成膜処理を行う成膜装置において、
基板を載置する基板載置領域がその一面側に形成され、前記真空容器内にて前記基板載置領域を公転させるための回転テーブルと、
この回転テーブルの周方向に互いに分離領域を介して離間した領域に夫々第１の処理ガス及び第２の処理ガスを供給する第１の処理ガス供給部及び第２の処理ガス供給部と、
基板に対してプラズマ処理を行うために、前記真空容器内にプラズマ発生用ガスを供給するプラズマ発生ガス供給部と、
プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するために、前記基板載置領域に対向するように設けられ、縦向きの軸の周りに巻回されたアンテナと、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止するために、前記アンテナと基板との間に介在して設けられ、接地された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を備え、
前記ファラデーシールドは、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における磁界成分を基板側に通過させるために、前記板状体に形成され、前記アンテナと直交する方向に各々伸びると共に当該アンテナの長さ方向に沿って配列されたスリットの群と、
前記板状体における前記スリットの群に囲まれる領域に開口する、プラズマの発光状態確認用の窓部と、を備え、
前記窓部と前記スリットの群との間には、当該窓部が前記スリットに連通しないように、接地された導電路が前記窓部を囲むように介在し、
前記スリットの群における前記窓部側と反対側の端部には、接地された導電路が当該スリットの群を囲むように設けられていることを特徴とする。
【０００８】
前記アンテナは、前記回転テーブルの半径方向に伸びる帯状体領域を囲むように配置されていても良い。また、前記アンテナ及び前記ファラデーシールドは、プラズマ処理を行う領域から誘電体により気密に区画されていても良い。
【０００９】
本発明の基板処理装置は、
基板を収納する真空容器と、
基板を載置する基板載置領域がその一面側に形成された載置台と、
基板に対してプラズマ処理を行うために、前記真空容器内にプラズマ発生用ガスを供給するプラズマ発生ガス供給部と、
プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するために、前記基板載置領域に対向するように設けられ、縦向きの軸の周りに巻回されたアンテナと、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止するために、前記アンテナと基板との間に介在して設けられ、接地された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を備え、
前記ファラデーシールドは、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における磁界成分を基板側に通過させるために、前記板状体に形成され、前記アンテナと直交する方向に各々伸びると共に当該アンテナの長さ方向に沿って配列されたスリットの群と、
前記板状体における前記スリットの群に囲まれる領域に開口する、プラズマの発光状態確認用の窓部と、を備え、
前記窓部と前記スリットの群との間には、当該窓部が前記スリットに連通しないように、接地された導電路が前記窓部を囲むように介在し、
前記スリットの群における前記窓部側と反対側の端部には、接地された導電路が当該スリットの群を囲むように設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明のプラズマ発生装置は、
基板に対してプラズマ処理を行うためのプラズマを発生させるプラズマ発生装置において、
プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するために、基板に対向するように設けられ、この基板からプラズマ発生用ガスの供給される領域に向かって伸びる軸の周りに巻回されたアンテナと、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止するために、前記アンテナと基板との間に介在して設けられ、接地された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を備え、
前記ファラデーシールドは、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における磁界成分を基板側に通過させるために、前記板状体に形成され、前記アンテナと直交する方向に各々伸びると共に当該アンテナの長さ方向に沿って配列されたスリットの群と、
前記板状体における前記スリットの群に囲まれる領域に開口する、プラズマの発光状態確認用の窓部と、を備え、
前記窓部と前記スリットの群との間には、当該窓部が前記スリットに連通しないように、接地された導電路が前記窓部を囲むように介在し、
前記スリットの群における前記窓部側と反対側の端部には、接地された導電路が当該スリットの群を囲むように設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、基板に対してプラズマ処理を行うにあたり、誘導結合プラズマを発生させるアンテナと基板との間に、接地された導電体からなるファラデーシールドを設けている。そして、アンテナと直交する方向に伸びるスリットを当該アンテナに沿ってファラデーシールドに設けると共に、アンテナの長さ方向に沿うように、各々のスリットの長さ方向における一端側及び他端側に導電路を各々配置している。そのため、アンテナにおいて発生する電磁界のうち電界成分の通過を阻止しつつ、前記電磁界のうち磁界成分を基板側に通過させることができるので、基板へのプラズマによる電気的なダメージを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の成膜装置の一例を示す縦断面である。
【図２】前記成膜装置の横断平面図である。
【図３】前記成膜装置の横断平面図である。
【図４】前記成膜装置の内部の一部を示す分解斜視図である。
【図５】前記成膜装置の内部の一部を示す縦断面図である。
【図６】前記成膜装置の内部の一部を示す斜視図である。
【図７】前記成膜装置の内部の一部を示す縦断面図である。
【図８】前記成膜装置の内部の一部を示す平面図である。
【図９】前記成膜装置のファラデーシールドを示す斜視図である。
【図１０】前記ファラデーシールドの一部を示す斜視図である。
【図１１】前記成膜装置のサイドリングを示す分解斜視図である。
【図１２】前記成膜装置のラビリンス構造部の一部を示す縦断面図である。
【図１３】前記成膜装置におけるガスの流れを示す模式図である。
【図１４】前記成膜装置におけるプラズマの発生の様子を示す模式図である。
【図１５】前記成膜装置の他の例を示す縦断面図である。
【図１６】前記成膜装置の別の例を示す横断平面図である。
【図１７】前記別の例の成膜装置の一部を示す斜視図である。
【図１８】前記成膜装置の更に他の例を示す平面図である。
【図１９】前記成膜装置の別の例の一部を示す縦断面図である。
【図２０】前記成膜装置の別の例の一部を示す縦断面図である。
【図２１】前記成膜装置の別の例を示す縦断面図である。
【図２２】前記成膜装置の別の例を示す横断平面図である。
【図２３】前記成膜装置の別の例の一部を示す平面図である。
【図２４】前記成膜装置の別の例を模式的に示す斜視図である。
【図２５】前記成膜装置の別の例を模式的に示す斜視図である。
【図２６】本発明において得られたシミュレーションの結果を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態の一例であるプラズマ発生装置について、このプラズマ発生装置を備えた成膜装置（基板処理装置）を例に挙げて図１〜図１２を参照して説明する。この成膜装置は、図１及び図２に示すように、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、当該真空容器１の中心に回転中心を有する載置台である回転テーブル２と、を備えている。そして、この成膜装置では、後で詳述するように、例えば直径寸法が３００ｍｍサイズのウエハＷの表面にＡＬＤ法により反応生成物を積層して薄膜を成膜すると共に、この薄膜に対してプラズマ改質を行うように構成されている。この時、プラズマ改質を行うにあたって、プラズマによって電気的なダメージがウエハＷに加わらないように、あるいは前記ダメージができるだけ小さくなるように、前記成膜装置が構成されている。続いて、成膜装置の各部について詳述する。
【００１４】
真空容器１は、天板１１及び容器本体１２を備えており、天板１１が容器本体１２から着脱できるように構成されている。天板１１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、Ｎ2（窒素）ガスを分離ガスとして供給するための分離ガス供給管５１が接続されている。図１中１３は、容器本体１２の上面の周縁部にリング状に設けられたシール部材例えばＯリングである。
【００１５】
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によって、鉛直軸周りこの例では時計周りに回転自在に構成されている。図１中２３は回転軸２２を鉛直軸周りに回転させる駆動部であり、２０は回転軸２２及び駆動部２３を収納するケース体である。このケース体２０は、上面側のフランジ部分が真空容器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Ｎ2ガスをパージ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。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をなしている。
【００１６】
回転テーブル２の表面部には、図２及び図３に示すように、回転方向（周方向）に沿って複数枚例えば５枚の基板であるウエハＷを載置するための円形状の凹部２４が基板載置領域として設けられている。凹部２４は、ウエハＷを当該凹部２４に落とし込む（収納する）と、ウエハＷの表面と回転テーブル２の表面（ウエハＷが載置されない領域）とが揃うように、直径寸法及び深さ寸法が設定されている。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貫通孔（図示せず）が形成されている。
【００１７】
図２及び図３に示すように、回転テーブル２における凹部２４の通過領域と各々対向する位置には、各々例えば石英からなる５本のノズル３１、３２、３４、４１、４２が真空容器１の周方向（回転テーブル２の回転方向）に互いに間隔をおいて放射状に配置されている。これら各ノズル３１、３２、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各々取り付けられている。この例では、後述の搬送口１５から見て時計周り（回転テーブル２の回転方向）にプラズマ発生用ガスノズル３４、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及び第２の処理ガスノズル３２がこの順番で配列されている。プラズマ発生用ガスノズル３４の上方側には、図１に示すように、当該プラズマ発生用ガスノズル３４から吐出されるガスをプラズマ化するために、プラズマ発生部８０が設けられている。このプラズマ発生部８０については後で詳述する。
【００１８】
処理ガスノズル３１、３２は、夫々第１の処理ガス供給部、第２の処理ガス供給部をなし、分離ガスノズル４１、４２は、各々分離ガス供給部をなしている。尚、図２はプラズマ発生用ガスノズル３４が見えるようにプラズマ発生部８０及び後述の筐体９０を取り外した状態、図３はこれらプラズマ発生部８０及び筐体９０を取り付けた状態を表している。また、図１では、プラズマ発生部８０について、模式的に一点鎖線で示している。
【００１９】
各ノズル３１、３２、３４、４１、４２は、流量調整バルブを介して夫々以下の各ガス供給源（図示せず）に夫々接続されている。即ち、第１の処理ガスノズル３１は、Ｓｉ（シリコン）を含む第１の処理ガス例えばＢＴＢＡＳ（ビスターシャルブチルアミノシラン、ＳｉＨ2（ＮＨ−Ｃ（ＣＨ3）3）2）ガスなどの供給源に接続されている。第２の処理ガスノズル３２は、第２の処理ガス例えばＯ3（オゾン）ガスとＯ2（酸素）ガスとの混合ガスの供給源に接続されている。プラズマ発生用ガスノズル３４は、例えばＡｒ（アルゴン）ガスとＯ2ガスとの混合ガスの供給源に接続されている。分離ガスノズル４１、４２は、分離ガスであるＮ2（窒素）ガスのガス供給源に各々接続されている。尚、以下においては、便宜上第２の処理ガスをＯ3ガスとして説明する。また、第２の処理ガスノズル３２にはＯ3ガスを生成させるためのオゾナイザーが設けられているが、ここでは図示を省略している。
【００２０】
ガスノズル３１、３２、４１、４２の下面側には、回転テーブル２の半径方向に沿って複数箇所にガス吐出孔３３が例えば等間隔に形成されている。プラズマ発生用ガスノズル３４の側面には、回転テーブル２の回転方向上流側（第２の処理ガスノズル３２側）且つ下方側（斜め下）を向くように、当該プラズマ発生用ガスノズル３４の長さ方向に沿ってガス吐出孔３３が複数箇所に例えば等間隔で形成されている。このようにプラズマ発生用ガスノズル３４のガス吐出孔３３の向きを設定した理由については、後で説明する。これら各ノズル３１、３２、３４、４１、４２は、当該ノズル３１、３２、３４、４１、４２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。
【００２１】
処理ガスノズル３１、３２の下方領域は、夫々Ｓｉ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及びウエハＷに吸着したＳｉ含有ガスとＯ3ガスとを反応させるための第２の処理領域Ｐ２となる。分離ガスノズル４１、４２は、各々第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。この分離領域Ｄにおける真空容器１の天板１１には、図２及び図３に示すように、概略扇形の凸状部４が設けられており、分離ガスノズル４１、４２は、この凸状部４に形成された溝部４３内に収められている。従って、分離ガスノズル４１、４２における回転テーブル２の周方向両側には、各処理ガス同士の混合を阻止するために、前記凸状部４の下面である低い天井面４４（第１の天井面）が配置され、この天井面４４の前記周方向両側には、当該天井面４４よりも高い天井面４５（第２の天井面）が配置されている。凸状部４の周縁部（真空容器１の外縁側の部位）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。
【００２２】
次に、既述のプラズマ発生部８０について詳述する。このプラズマ発生部８０は、金属線からなるアンテナ８３をコイル状に巻回して構成されており、真空容器１の内部領域から気密に区画されるように、当該真空容器１の天板１１上に設けられている。この例では、アンテナ８３は、例えば銅（Ｃｕ）の表面にニッケルメッキ及び金メッキをこの順番で施した材質により構成されている。図４に示すように、既述のプラズマ発生用ガスノズル３４の上方側（詳しくはこのノズル３４よりも僅かに回転テーブル２の回転方向上流側の位置からこのノズル３４の前記回転方向下流側の分離領域Ｄよりも僅かにノズル３４側に寄った位置まで）における天板１１には、平面的に見た時に概略扇形に開口する開口部１１ａが形成されている。
【００２３】
この開口部１１ａは、回転テーブル２の回転中心から例えば６０ｍｍ程度外周側に離間した位置から、回転テーブル２の外縁よりも８０ｍｍ程度外側に離れた位置までに亘って形成されている。また、開口部１１ａは、真空容器１の中心部領域Ｃに設けられた後述のラビリンス構造部１１０に干渉しない（避ける）ように、平面で見た時に回転テーブル２の中心側における端部が当該ラビリンス構造部１１０の外縁に沿うように円弧状に窪んでいる。そして、この開口部１１ａは、図４及び図５に示すように、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（口縁部）１１ｂの上面には、図５に示すように、周方向に亘って溝１１ｃが形成されており、この溝１１ｃ内にはシール部材例えばＯ−リング１１ｄが配置されている。尚、溝１１ｃ及びＯ−リング１１ｄについては、図４では図示を省略している。
【００２４】
この開口部１１ａには、図６にも示すように、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、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た筐体９０が配置されている。この筐体９０は、プラズマ発生部８０において発生する磁界を真空容器１内に到達させるために、例えば石英などの誘電体などの透磁体（磁力を透過させる材質）により構成されており、図１０に示すように、前記窪んだ部分の厚み寸法ｔが例えば２０ｍｍとなっている。また、この筐体９０は、当該筐体９０の下方にウエハＷが位置した時に、中心部領域Ｃ側における筐体９０の内壁面とウエハＷの外縁との間の距離が７０ｍｍとなり、回転テーブル２の外周側における筐体９０の内壁面とウエハＷの外縁との間の距離が７０ｍｍとなるように構成されている。従って、回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側における開口部１１ａの２つの辺と当該回転テーブル２の回転中心とのなす角度αは、例えば６８°となっている。
【００２５】
この筐体９０を既述の開口部１１ａ内に落とし込むと、フランジ部９０ａと段部１１ｂのうち最下段の段部１１ｂとが互いに係止する。そして、既述のＯ−リング１１ｄによって、当該段部１１ｂ（天板１１）と筐体９０とが気密に接続される。また、開口部１１ａの外縁に沿うように枠状に形成された押圧部材９１によって前記フランジ部９０ａを下方側に向かって周方向に亘って押圧すると共に、この押圧部材９１を図示しないボルトなどにより天板１１に固定することにより、真空容器１の内部雰囲気が気密に設定される。このように筐体９０を天板１１に気密に固定した時の当該筐体９０の下面と回転テーブル２上のウエハＷの表面との間の離間寸法ｈは、４〜６０ｍｍこの例では３０ｍｍとなっている。尚、図６は、筐体９０を下方側から見た図を示している。また、図１０では筐体９０などの一部を拡大して描画している。
【００２６】
筐体９０の下面は、当該筐体９０の下方領域へのＮ2ガスやＯ3ガスなどの侵入を阻止するために、図５〜図７に示すように、外縁部が周方向に亘って下方側（回転テーブル２側）に垂直に伸び出して、ガス規制用の突起部９２をなしている。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、回転テーブル２の回転方向上流側に、既述のプラズマ発生用ガスノズル３４が収納されている。
【００２７】
即ち、筐体９０の下方領域（プラズマ空間１０）においてプラズマ発生用ガスノズル３４から供給されるガスがプラズマ化されるので、当該下方領域にＮ2ガスが侵入すると、Ｎ2ガスのプラズマとＯ3ガス（Ｏ2ガス）のプラズマとが互いに反応してＮＯｘガスが生成する。このＮＯｘガスが発生すると、真空容器１内の部材が腐食してしまう。そこで、筐体９０の下方領域にＮ2ガスが侵入しにくくなるように、当該筐体９０の下面側に既述の突起部９２を形成している。
【００２８】
プラズマ発生用ガスノズル３４の基端側（真空容器１の側壁側）における突起部９２は、当該プラズマ発生用ガスノズル３４の外形に沿うように概略円弧状に切りかかれている。突起部９２の下面と回転テーブル２の上面との間の離間寸法ｄは、０．５〜４ｍｍこの例では２ｍｍとなっている。この突起部９２の幅寸法及び高さ寸法は、夫々例えば１０ｍｍ及び２８ｍｍとなっている。尚、図７は、回転テーブル２の回転方向に沿って真空容器１を切断した縦断面図を示している。
【００２９】
また、成膜処理中には回転テーブル２が時計周りに回転するので、Ｎ2ガスがこの回転テーブル２の回転に連れられて回転テーブル２と突起部９２との間の隙間から筐体９０の下方側に侵入しようとする。そのため、前記隙間を介して筐体９０の下方側へのＮ2ガスの侵入を阻止するために、前記隙間に対して筐体９０の下方側からガスを吐出させている。具体的には、プラズマ発生用ガスノズル３４のガス吐出孔３３について、図５及び図７に示すように、この隙間を向くように、即ち回転テーブル２の回転方向上流側且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発生用ガスノズル３４のガス吐出孔３３の向く角度θは、図７に示すように例えば４５°程度となっている。
【００３０】
ここで、筐体９０の下方（プラズマ空間１０）側から天板１１と筐体９０との間の領域をシールする既述のＯ−リング１１ｄを見ると、図５に示すように、当該プラズマ空間１０とＯ−リング１１ｄとの間には突起部９２が周方向に亘って形成されている。そのため、Ｏ−リング１１ｄは、プラズマに直接曝されないように、プラズマ空間１０から隔離されていると言える。従って、プラズマ空間１０中のプラズマが例えばＯ−リング１１ｄ側に拡散しようとしても、突起部９２の下方を経由して行くことになるので、Ｏ−リング１１ｄに到達する前にプラズマが失活することになる。
【００３１】
筐体９０の内部には、図４及び図８に示すように、上面側が開口する概略箱型のファラデーシールド９５が収納されており、このファラデーシールド９５は、厚み寸法ｋが０．５〜２ｍｍこの例では例えば１ｍｍ程度の導電性の板状体である金属板により構成されると共に接地されている。この例では、ファラデーシールド９５は、銅（Ｃｕ）板または銅板にニッケル（Ｎｉ）膜及び金（Ａｕ）膜とを下側からメッキした板材により構成されている。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形成された水平面９５ａと、この水平面９５ａの外周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、上方側から見た時に概略六角形となるように構成されている。この水平面９５ａにおける概略中央部には、真空容器１の上方側から絶縁板９４及び筐体９０を介して当該真空容器１内におけるプラズマの発生状態（発光状態）を確認するために、概略八角形の開口部９８が窓部として形成されている。ファラデーシールド９５は、例えば金属板の圧延加工により、あるいは金属板における水平面９５ａの外側に対応する領域を上方側に折り曲げることにより形成されている。尚、図４はファラデーシールド９５を簡略化しており、また図８では、垂直面９５ｂの一部を切り欠いて描画している。
【００３２】
また、回転テーブル２の回転中心からファラデーシールド９５を見た時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、夫々右側及び左側に水平に伸び出して支持部９６をなしている。そして、ファラデーシールド９５と筐体９０との間には、前記支持部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。従って、ファラデーシールド９５を筐体９０の内部に収納すると、ファラデーシールド９５の下面と筐体９０の上面とが互いに接触すると共に、前記支持部９６が枠状体９９を介して筐体９０のフランジ部９０ａにより支持される。
【００３３】
ファラデーシールド９５の水平面９５ａ上には、当該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８０との絶縁を取るために、厚み寸法が例えば２ｍｍ程度の例えば石英からなる絶縁板９４が積層されている。また、水平面９５ａには、多数のスリット９７が形成されており、また各々のスリット９７の一端側及び他端側には各々導電路９７ａが配置されているが、これらスリット９７及び導電路９７ａの形状や配置レイアウトについては、プラズマ発生部８０のアンテナ８３の形状と併せて詳述する。尚、絶縁板９４及び枠状体９９については、後述の図８及び図１０などでは描画を省略している。
【００３４】
プラズマ発生部８０は、ファラデーシールド９５の内側に収納されるように構成されており、従って図４及び図５に示すように、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）を臨むように配置されている。このプラズマ発生部８０は、アンテナ８３が回転テーブル２の半径方向に伸びる帯状体領域を囲むように当該アンテナ８３を鉛直軸周り（回転テーブル２からプラズマ空間１０に向かって垂直に伸びる縦向きの軸周り）に３重に巻回して、平面的に見た時に回転テーブル２の半径方向に伸びる概略細長い八角形となるように構成されている。従って、アンテナ８３は、回転テーブル２上のウエハＷの表面に沿うように配置されている。
【００３５】
アンテナ８３は、プラズマ発生部８０の下方にウエハＷが位置した時に、このウエハＷにおける中心部領域Ｃ側の端部と回転テーブル２の外縁側の端部との間に亘ってプラズマを照射（供給）できるように、中心部領域Ｃ側の端部及び外周側の端部が各々筐体９０の内壁面に近接するように配置されている。また、回転テーブル２の回転方向におけるプラズマ発生部８０の両端部は、回転テーブル２の回転方向における筐体９０の幅寸法ができるだけ小さくなるように、互いに近接するように配置されている。即ち、筐体９０は、既述のように、プラズマ発生部８０において発生する磁界を真空容器１内に到達させるために、高純度の石英により構成されると共に、平面で見た時にアンテナ８３よりも大きな寸法となるように（アンテナ８３の下方側に亘って石英部材が位置するように）形成されている。従って、平面で見た時のアンテナ８３の寸法が大きければ大きい程、当該アンテナ８３の下方側の筐体９０についても大きくする必要があり、装置（筐体９０）のコストが嵩むことになる。一方、アンテナ８３について、例えば回転テーブル２の半径方向における寸法を短くしようとすると、具体的にはアンテナ８３を中心部領域Ｃ側あるいは回転テーブル２の外縁側に寄った位置に配置しようとすると、ウエハＷに対して供給されるプラズマの量が面内において不均一になってしまうおそれがある。そこで、本発明では、ウエハＷに対してプラズマが面内に亘って均一に供給され、且つ平面で見た時に筐体９０の寸法ができるだけ小さくなるように、アンテナ８３における回転テーブル２の回転方向上流側の部位及び下流側の部位同士を互いに近接させている。具体的には、アンテナ８３を平面で見た細長の八角形について、長手方向の寸法は例えば２９０〜３３０ｍｍとなっており、前記長手方向と直交する方向の寸法は例えば８０〜１２０ｍｍとなっている。尚、アンテナ８３の内部には冷却水の通流する流路が形成されているが、ここでは省略している。
【００３６】
前記アンテナ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５０００Ｗの高周波電源８５に接続されている。図１、図３及び図４などおける８６は、プラズマ発生部８０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】
ここで、既述のファラデーシールド９５のスリット９７について、図８及び図９を参照して詳述する。このスリット９７は、プラズマ発生部８０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に到達させるためのものである。即ち、電界がウエハＷに到達すると、当該ウエハＷの内部に形成されている電気配線が電気的にダメージを受けてしまう場合がある。一方、ファラデーシールド９５は、既述のように接地された金属板により構成されているので、スリット９７を形成しないと、電界に加えて磁界も遮断してしまう。また、アンテナ８３の下方に大きな開口部を形成すると、磁界だけでなく電界も通過してしまう。そこで、電界を遮断して磁界を通過させるために、以下のように寸法及び配置レイアウトを設定したスリット９７を形成している。
【００３８】
具体的には、スリット９７は、図８に示すように、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の下方位置に各々形成されている。従って、例えばアンテナ８３の長手方向（回転テーブル２の半径方向）の領域においては、スリット９７は回転テーブル２の接線方向に沿って直線状に形成されている。また、前記長手方向と直交する領域においては、スリット９７は当該長手方向に沿うように形成されている。そして、前記２つの領域間においてアンテナ８３が屈曲する部分では、スリット９７は当該屈曲する部分におけるアンテナ８３の伸びる方向に対して直交するように、回転テーブル２の周方向及び半径方向に対して各々傾斜する向きに形成されている。更に、中心部領域Ｃ側及び回転テーブル２の外縁部側では、スリット９７は、当該スリット９７の配置領域を稼ぐために、即ちできるだけ隙間なくスリット９７が配置されるように、アンテナ８３の外周部側から内周部側に向かうにつれて幅寸法が小さくなるように形成されている。従って、スリット９７は、アンテナ８３の長さ方向に沿って多数配列されている。
【００３９】
ここで、アンテナ８３には、既述のように周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電源８５が接続されており、この周波数に対応する波長は２２ｍである。そのため、スリット９７は、この波長の１／１００００以下程度の幅寸法となるように、図１０に示すように、幅寸法ｄ１が１〜６ｍｍこの例では２ｍｍ、スリット９７、９７間の離間寸法ｄ２が２〜８ｍｍこの例では２ｍｍとなるように形成されている。また、このスリット９７は、既述の図８に示すように、アンテナ８３の伸びる方向から見た時に、長さ寸法Ｌが４０〜１２０ｍｍこの例では各々６０ｍｍとなるように、当該アンテナ８３の右端よりも３０ｍｍ程度右側に離間した位置から、アンテナ８３の左端よりも３０ｍｍ程度左側に離間した位置までに亘って形成されている。従って、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、アンテナ８３の巻回方向（長さ方向）に沿うように、ファラデーシールド９５の一部をなす導電路９７ａ、９７ａが各々形成されていると言える。言い換えると、ファラデーシールド９５には、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が各々開放されないように、即ち各々のスリット９７の両端部が閉じるように、導電路９７ａ、９７ａが設けられている。各々の導電路９７ａ、９７ａの幅寸法は、例えば１〜４ｍｍ程度この例では２ｍｍとなっている。これら導電路９７ａ、９７ａを設けた理由について、始めにアンテナ８３の内側領域に形成された導電路９７ａを例に挙げて以下に詳述する。
【００４０】
既述のように、スリット９７は、アンテナ８３により形成される電磁界のうち電界成分を遮断すると共に磁界成分を通過させるものであり、そのためウエハＷ側に到達する電界成分を遮断しつつ、磁界成分をなるべく多く確保するためには、できるだけ長く形成することが好ましい。しかしながら、既述のように回転テーブル２の回転方向における筐体９０の寸法をできるだけ小さくするためにアンテナ８３が概略細長い八角形をなしており、アンテナ８３における回転テーブル２の回転方向上流側の部位と、回転テーブル２の回転方向下流側の部位とが互いに近接している。しかも、ファラデーシールド９５における水平面９５ａには、このアンテナ８３により囲まれる領域に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。このため、アンテナ８３の内側領域では、アンテナ８３により形成される電界成分を十分に遮断できる程度にスリット９７の長さ寸法Ｌを取りにくい。一方、アンテナ８３の内側領域に導電路９７ａを設けずにスリット９７の長さ寸法を稼ごうとすると、スリット９７の開口部を介して電界成分がウエハＷ側に漏れ出してしまう。そこで、本発明では、前記内側領域を介してウエハＷ側に漏れ出そうとする電界成分を遮断するために、各々のスリット９７の開口部を塞ぐように導電路９７ａを設けている。従って、前記内側領域から下方に向かおうとする電界成分は、導電路９７ａによって電気力線が閉じられた状態となり、ウエハＷ側への侵入が阻止される。また、アンテナ８３の外周側についても、同様に導電路９７ａを設けて、当該外周側におけるスリット９７の端部から漏れ出そうとする電界成分を遮断している。こうして各々のスリット９７は、上方側から見た時に、周方向に亘って接地された導電体により囲まれている。
【００４１】
この例では、アンテナ８３の内側領域における導電路９７ａにより囲まれる領域（スリット９７の群により囲まれる領域）には、既述の開口部９８が形成されている。そして、この開口部９８を介して、例えば作業者が目視により、あるいは図示しないカメラにより、真空容器１内におけるプラズマの発光状態が確認される。尚、図３ではスリット９７を省略している。また、図４及び図５などではスリット９７について簡略化しているが、スリット９７は例えば１５０本程度形成されている。以上説明したアンテナ８３と、スリット９７及び導電路９７ａの形成されたファラデーシールド９５とにより、プラズマ発生装置が構成される。
【００４２】
続いて、真空容器１の各部の説明に戻る。回転テーブル２の外周側において当該回転テーブル２よりも僅かに下位置には、図２、図５及び図１１に示すように、カバー体であるサイドリング１００が配置されている。このサイドリング１００は、例えば装置のクリーニング時において、各処理ガスに代えてフッ素系のクリーニングガスを通流させた時に、当該クリーニングガスから真空容器１の内壁を保護するためのものである。即ち、サイドリング１００を設けないと、回転テーブル２の外周部と真空容器１の内壁との間には、横方向に気流（排気流）が形成される凹部状の気流通路が周方向に亘ってリング状に形成されていると言える。そのため、このサイドリング１００は、気流通路に真空容器１の内壁面ができるだけ露出しないように、当該気流通路に設けられている。この例では、各分離領域Ｄ及び筐体９０における外縁側の領域は、このサイドリング１００の上方側に露出している。
【００４３】
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２箇所に排気口６１、６２が形成されている。言い換えると、前記気流通路の下方側に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、排気口６１、６２が形成されている。これら２つの排気口６１、６２のうち一方及び他方を夫々第１の排気口６１及び第２の排気口６２と呼ぶと、第１の排気口６１は、第１の処理ガスノズル３１と、当該第１の処理ガスノズル３１よりも回転テーブルの回転方向下流側における分離領域Ｄとの間において、当該分離領域Ｄ側に寄った位置に形成されている。第２の排気口６２は、プラズマ発生用ガスノズル３４と、当該プラズマ発生用ガスノズル３４よりも回転テーブルの回転方向下流側における分離領域Ｄとの間において、当該分離領域Ｄ側に寄った位置に形成されている。第１の排気口６１は、第１の処理ガス及び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の処理ガス及び分離ガスに加えて、プラズマ発生用ガスを排気するためのものである。これら第１の排気口６１及び第２の排気口６２は、図１に示すように、各々バタフライバルブなどの圧力調整部６５の介設された排気管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。
【００４４】
ここで、既述のように、中心部領域Ｃ側から外縁側に亘って筐体９０を形成しているので、この筐体９０よりも回転テーブル２の回転方向上流側に吐出された各ガスは、当該筐体９０によって第２の排気口６２に向かおうとするガス流がいわば規制されてしまう。そこで、筐体９０の外側における既述のサイドリング１００の上面に、第２の処理ガス及び分離ガスが流れるための溝状のガス流路１０１を形成している。具体的には、このガス流路１０１は、図３に示すように、筐体９０における回転テーブル２の回転方向上流側の端部よりも例えば６０ｍｍ程度第２の処理ガスノズル３２側に寄った位置から、既述の第２の排気口６２までの間に亘って、深さ寸法が例えば３０ｍｍとなるように円弧状に形成されている。従って、このガス流路１０１は、筐体９０の外縁に沿うように、また上方側から見た時に当該筐体９０の外縁部に跨がるように形成されている。このサイドリング１００は、図示を省略しているが、フッ素系ガスに対する耐腐食性を持たせるために、表面が例えばアルミナなどによりコーティングされているか、あるいは石英カバーなどにより覆われている。
【００４５】
天板１１の下面における中央部には、図２に示すように、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において第１の処理ガスと第２の処理ガスと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。即ち、既述の図１から分かるように、筐体９０を中心部領域Ｃ側に寄った位置まで形成しているので、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を避けるように前記回転中心側に寄った位置に形成されている。従って、中心部領域Ｃ側では、外縁部側よりも例えば処理ガス同士が混ざりやすい状態となっていると言える。そこで、ラビリンス構造部１１０を形成することにより、ガスの流路を稼いで処理ガス同士が混ざり合うことを防止している。
【００４６】
具体的には、このラビリンス構造部１１０は、図１２に当該ラビリンス構造部１１０を拡大して示すように、回転テーブル２側から天板１１側に向かって垂直に伸びる第１の壁部１１１と、天板１１側から回転テーブル２に向かって垂直に伸びる第２の壁部１１２と、が各々周方向に亘って形成されると共に、これら壁部１１１、１１２が回転テーブル２の半径方向において交互に配置された構造を採っている。具体的には、既述の突出部５側から中心部領域Ｃ側に向かって、第２の壁部１１２、第１の壁部１１１及び第２の壁部１１２がこの順番で配置されている。この例では、突出部５側の第２の壁部１１２は、他の壁部１１１、１１２よりも当該突出部５側に膨らんだ構造となっている。このような壁部１１１、１１２の各寸法について一例を挙げると、壁部１１１、１１２間の離間寸法ｊは例えば１ｍｍ、壁部１１１と天板１１との間の離間寸法（壁部１１２とコア部２１との間の隙間寸法）ｍは例えば１ｍｍとなっている。
【００４７】
従って、ラビリンス構造部１１０では、例えば第１の処理ガスノズル３１から吐出されて中心部領域Ｃに向かおうとする第１の処理ガスは、壁部１１１、１１２を乗り越えていく必要があるので、中心部領域Ｃに向かうにつれて流速が遅くなり、拡散しにくくなる。そのため、処理ガスが中心部領域Ｃに到達する前に、当該中心部領域Ｃに供給される分離ガスにより処理領域Ｐ１側に押し戻されることになる。また、中心部領域Ｃに向かおうとする第２の処理ガスについても、同様にラビリンス構造部１１０によって中心部領域Ｃに到達しにくくなる。そのため、これら処理ガス同士が中心部領域Ｃにおいて互いに混ざり合うことが防止される。
【００４８】
一方、この中心部領域Ｃに上方側から供給されたＮ2ガスは、周方向に勢いよく広がって行こうとするが、ラビリンス構造部１１０を設けているので、当該ラビリンス構造部１１０における壁部１１１、１１２を乗り越えるうちに流速が抑えられていく。この時、前記Ｎ2ガスは、例えば回転テーブル２と突起部９２との間の極めて狭い領域へも侵入しようとするが、ラビリンス構造部１１０により流速が抑えられているので、当該狭い領域よりも広い領域（例えば処理領域Ｐ１、Ｐ２側）に流れて行く。そのため、筐体９０の下方側へのＮ2ガスの流入が抑えられる。また、後述するように、筐体９０の下方側の空間（プラズマ空間１０）は、真空容器１内の他の領域よりも陽圧に設定されていることからも、当該空間へのＮ2ガスの流入が抑えられている。
【００４９】
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に示すように、加熱機構であるヒータユニット７が設けられ、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３００℃に加熱するようになっている。図１中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、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。
【００５０】
真空容器１の側壁には、図２及び図３に示すように図示しない外部の搬送アームと回転テーブル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が形成されており、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。また、回転テーブル２の凹部２４は、この搬送口１５に臨む位置にて搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しが行われることから、回転テーブル２の下方側において当該受け渡し位置に対応する部位には、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受け渡し用の昇降ピン及びその昇降機構（いずれも図示せず）が設けられている。
【００５１】
また、この成膜装置には、装置全体の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御部１２０が設けられており、この制御部１２０のメモリ内には後述の成膜処理及び改質処理を行うためのプログラムが格納されている。このプログラムは、後述の装置の動作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、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスクなど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。
【００５２】
次に、上述実施の形態の作用について説明する。先ず、ゲートバルブＧを開放して、回転テーブル２を間欠的に回転させながら、図示しない搬送アームにより搬送口１５を介して回転テーブル２上に例えば５枚のウエハＷを載置する。このウエハＷには、ドライエッチング処理やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などを用いた配線埋め込み工程が既に施されており、従って当該ウエハＷの内部には電気配線構造が形成されている。次いで、ゲートバルブＧを閉じ、真空ポンプ６４により真空容器１内を引き切りの状態にすると共に、回転テーブル２時計周りに回転させながらヒータユニット７によりウエハＷを３００℃程度に加熱する。
【００５３】
続いて、処理ガスノズル３１、３２から夫々Ｓｉ含有ガス及びＯ3ガスを吐出すると共に、プラズマ発生用ガスノズル３４からＡｒガス及びＯ2ガスの混合ガスを吐出する。また、分離ガスノズル４１、４２から分離ガスを所定の流量で吐出し、分離ガス供給管５１及びパージガス供給管７２、７２からもＮ2ガスを所定の流量で吐出する。そして、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に調整する。また、プラズマ発生部８０に対して高周波電力を供給する。
【００５４】
この時、筐体９０よりも回転テーブル２の回転方向上流側から例えば当該回転テーブル２の回転に連れられて当該筐体９０に向かって通流してくるＯ3ガス及びＮ2ガスは、この筐体９０によってガス流が乱されようとする。しかし、筐体９０の外周側におけるサイドリング１００にガス流路１０１を形成しているので、前記Ｏ3ガス及びＮ2ガスは、筐体９０を避けるように、当該ガス流路１０１を通って排気される。
【００５５】
一方、前記筐体９０の上流側から当該筐体９０に向かって通流してくるガスのうち一部のガスは、筐体９０の下方に侵入しようとする。しかし、既述の筐体９０の下方側の領域では、突起部９２が当該領域を覆うように形成されると共に、プラズマ発生用ガスノズル３４のガス吐出孔３３が回転テーブル２の回転テーブル２の回転方向上流側の斜め下を向いている。従って、プラズマ発生用ガスノズル３４から吐出したプラズマ発生用ガスは、突起部９２の下方側に衝突し、前記上流側から流入しようとするＯ3ガスやＮ2ガスをこの筐体９０の外側へと追い出す。そして、このプラズマ発生用ガスは、突起部９２により回転テーブル２の回転方向下流側へと押し戻されて行く。この時、突起部９２を設けることによって、筐体９０の下方におけるプラズマ空間１０は、真空容器１内の他の領域よりも例えば１０Ｐａ程度陽圧となっている。このことからも、筐体９０の下方側へのＯ3ガスやＮ2ガスの侵入が阻止される。
【００５６】
そして、Ｓｉ含有ガス及びＯ3ガスは、中心部領域Ｃに侵入しようとするが、この中心部領域Ｃには既述のラビリンス構造部１１０を設けているので、このラビリンス構造部１１０によって既述のようにガス流が阻害され、中心部領域Ｃに上方側から供給される分離ガスにより元の処理領域Ｐ１、Ｐ２側に押し戻されることになる。従って、中心部領域Ｃにおけるこれら処理ガス同士の混合が防止される。また、同様にラビリンス構造部１１０によって、中心部領域Ｃから外周側に吐出されるＮ2ガスについての筐体９０の下方側への侵入が抑えられる。
【００５７】
更に、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２との間においてＮ2ガスを供給しているので、図１３に示すように、Ｓｉ含有ガスとＯ3ガス及びプラズマ発生用ガスとが互いに混合しないように各ガスが排気される。また、回転テーブル２の下方側にパージガスを供給しているため、回転テーブル２の下方側に拡散しようとするガスは、前記パージガスにより排気口６１、６２側へと押し戻される。
【００５８】
この時、プラズマ発生部８０では、高周波電源８５から供給される高周波電力により、図１４に模式的に示すように、電界及び磁界が発生する。これら電界及び磁界のうち電界は、既述のようにファラデーシールド９５を設けていることから、このファラデーシールド９５により反射あるいは吸収（減衰）されて、真空容器１内への到達が阻害される（遮断される）。また、スリット９７の長さ方向における一端側及び他端側からウエハＷ側に回り込もうとする電界は、既述のように前記一端側及び前記他端側に導電路９７ａ、９７ａを設けていることから、ファラデーシールド９５に例えば熱として吸収されてウエハＷ側への到達が阻害される。一方、磁界は、ファラデーシールド９５にスリット９７を形成しているので、このスリット９７を通過して、筐体９０の底面を介して真空容器１内に到達する。また、プラズマ発生部８０の側方側におけるファラデーシールド９５（垂直面９５ｂ）には周方向に亘ってスリット９７が形成されていないので、電界及び磁界は、当該側方側を介して下方側に回り込まない。
【００５９】
従って、プラズマ発生用ガスノズル３４から吐出されたプラズマ発生用ガスは、スリット９７を介して通過してきた磁界によって活性化されて、例えばイオンやラジカルなどのプラズマが生成する。既述のように、回転テーブル２の半径方向に伸びる帯状体領域を囲むようにアンテナ８３を配置していることから、このプラズマは、アンテナ８３の下方側において、回転テーブル２の半径方向に伸びるように概略ライン状となる。尚、図１４ではプラズマ発生部８０について模式的に示しており、プラズマ発生部８０、ファラデーシールド９５、筐体９０及びウエハＷの間の各寸法については模式的に大きく描画している。
【００６０】
一方、ウエハＷの表面では、回転テーブル２の回転によって第１の処理領域Ｐ１においてＳｉ含有ガスが吸着し、次いで第２の処理領域Ｐ２においてウエハＷ上に吸着したＳｉ含有ガスが酸化され、薄膜成分であるシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）の分子層が１層あるいは複数層形成されて反応生成物が形成される。この時、シリコン酸化膜中には、例えばＳｉ含有ガス中に含まれる残留基のため、水分（ＯＨ基）や有機物などの不純物が含まれている場合がある。
【００６１】
そして、回転テーブル２の回転によって、ウエハＷの表面に既述のプラズマ（活性種）が接触すると、シリコン酸化膜の改質処理が行われることになる。具体的には、例えばプラズマがウエハＷの表面に衝突することにより、例えばシリコン酸化膜から前記不純物が放出されたり、シリコン酸化膜内の元素が再配列されてシリコン酸化膜の緻密化（高密度化）が図られたりすることになる。こうして回転テーブル２の回転を続けることにより、ウエハＷ表面へのＳｉ含有ガスの吸着、ウエハＷ表面に吸着したＳｉ含有ガスの成分の酸化及び反応生成物のプラズマ改質がこの順番で多数回に亘って行われて、反応生成物が積層されて薄膜が形成される。ここで、既述のようにウエハＷの内部には電気配線構造が形成されているが、プラズマ発生部８０とウエハＷとの間にファラデーシールド９５を設けて電界を遮断しているので、この電気配線構造に対する電気的ダメージが抑えられる。
【００６２】
上述の実施の形態によれば、接地された導電材からなるファラデーシールド９５をプラズマ発生部８０とウエハＷとの間に設けると共に、アンテナ８３の長さ方向に対して直交する方向に伸びるスリット９７を当該アンテナ８３に沿って前記ファラデーシールド９５に形成している。そして、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、アンテナ８３の長さ方向に沿うように導電路９７ａ、９７ａを配置している。そのため、プラズマ発生部８０において発生する電界のうち、当該プラズマ発生部８０から下方に向かう電界のみならず、スリット９７の長さ方向における一端側あるいは他端側を回り込んで下方に向かおうとする電界についてもファラデーシールド９５において遮断でき、一方磁界についてはスリット９７を介して真空容器１内に到達させることができる。従って、プラズマによるウエハＷの内部の電気配線構造に対する電気的ダメージを抑えて改質処理を行うことができるので、良好な膜質及び電気的特性を持つ薄膜を得ることができる。
【００６３】
また、導電路９７ａ、９７ａを設けることにより、ウエハＷ側に向かう電界成分を遮断した状態でアンテナ８３における回転テーブル２の回転方向上流側の部位と下流側の部位とを互いに近接させることができ、更にプラズマの状態を確認するための開口部９８を形成できる。また、アンテナ８３を例えば真円状に形成した場合と比べて、回転テーブル２の回転方向における筐体９０の長さ寸法を小さく抑えることができるので、当該筐体９０の強度を保つための厚さ寸法についても抑制できる。そのため、筐体９０を構成する高純度の石英の使用量を抑えることができるので、装置のコストを抑制できる。また、筐体９０の面積が小さくて済むことから、プラズマ空間１０の容積についても小さくなるので、当該プラズマ空間１０を真空容器１内の他の部位よりも陽圧に保つためのガス流量も最小限で済む。
【００６４】
また、ファラデーシールド９５を設けていることから、プラズマによる筐体９０などの石英部材へのダメージ（エッチング）を抑えることができる。そのため、前記石英部材のロングライフ化を図ることができ、またコンタミの発生を抑えることができるし、更には石英（ＳｉＯ2）の薄膜（ＳｉＯ2）中への混入による膜厚の不均一化を抑えることができる。
【００６５】
更に、筐体９０を設けているので、プラズマ発生部８０を回転テーブル２上のウエハＷに近接させることができる。そのため、成膜処理を行う程度の高い圧力雰囲気（低い真空度）であっても、プラズマ中のイオンやラジカルの失活を抑えて良好な改質処理を行うことができる。そして、筐体９０に突起部９２を設けているので、プラズマ空間１０にＯ−リング１１ｄが露出しない。そのため、Ｏ−リング１１ｄに含まれる例えばフッ素系成分のウエハＷへの混入を抑えることができ、また当該Ｏ−リング１１ｄのロングライフ化を図ることができる。
【００６６】
更にまた、筐体９０の下面に突起部９２を形成すると共に、プラズマ発生用ガスノズル３４のガス吐出孔３３が回転テーブル２の回転方向上流側を向くようにしている。そのため、プラズマ発生用ガスノズル３４から吐出するガス流量が小流量であっても、筐体９０の下方領域へのＯ3ガスやＮ2ガスの侵入を抑えることができる。そして、プラズマ発生用ガスノズル３４の配置された領域（プラズマ空間１０）の圧力が他の領域（例えば処理領域Ｐ１、Ｐ２）の圧力よりも高くなるようにしている。以上のことから、プラズマ空間１０におけるＮＯｘガスの生成を抑えることができるので、ＮＯｘガスによる真空容器１内の部材の腐食を抑えることができ、そのためウエハＷのメタルコンタミを抑制できる。そして、以上のようにＯ3ガスやＮ2ガスなどの筐体９０の下方側への侵入を抑えることができるので、成膜処理と共に改質処理を共通の成膜装置で行うにあたって、例えば筐体９０と第２の処理ガスノズル３２との間に個別に排気口やポンプを設けなくて済むので、更にはこれら筐体９０とノズル３２との間に分離領域Ｄを設けなくて済むので、装置構成を簡略化できる。
【００６７】
また、筐体９０を配置するにあたって、当該筐体９０の外周側におけるサイドリング１００にガス流路１０１を形成しているので、この筐体９０を避けて各ガスを良好に排気することができる。
更にまた、筐体９０の内側にプラズマ発生部８０を収納しているので、プラズマ発生部８０を大気雰囲気の領域（真空容器１の外側領域）に配置することができ、従ってプラズマ発生部８０のメンテナンスが容易となる。
【００６８】
ここで、筐体９０の内側にプラズマ発生部８０を収納しているので、例えば中心部領域Ｃ側では、この筐体９０の側壁の厚み寸法の分、プラズマ発生部８０の端部が回転テーブル２の回転中心から離間することになる。そのため、中心部領域Ｃ側におけるウエハＷの端部には、プラズマが到達しにくくなる。一方、中心部領域Ｃ側におけるウエハＷの端部にプラズマが到達するように筐体９０（プラズマ発生部８０）を中心部領域Ｃ側に寄った位置にまで形成しようとすると、既述のように中心部領域Ｃが狭くなる。この場合には、処理ガス同士が中心部領域Ｃにおいて混ざり合ってしまうおそれがある。しかし、本発明では、中心部領域Ｃにラビリンス構造部１１０を形成し、ガス流路を稼いでいるので、回転テーブル２の半径方向に亘って広いプラズマ空間１０を確保しながら、中心部領域Ｃにおける処理ガス同士の混合及び当該プラズマ空間１０内へのＮ2ガスの流入を抑えることができる。
【００６９】
既述の例では、反応生成物の成膜と当該反応生成物の改質処理とを交互に行ったが、反応生成物を例えば７０層（およそ１０ｎｍの膜厚）程度積層した後、これら反応生成物の積層体に対して改質処理を行っても良い。具体的には、Ｓｉ含有ガス及びＯ3ガスを供給して反応生成物の成膜処理を行っている間はプラズマ発生部８０への高周波電力の供給を停止する。そして、積層体の形成後、これらＳｉ含有ガス及びＯ3ガスの供給を停止してプラズマ発生部８０へ高周波電力を供給する。このようないわば一括改質の場合にも、既述の例と同様の効果が得られる。
【００７０】
ここで、以上説明した成膜装置の他の例について列挙する。図１５は、既述のプラズマ発生部８０に加えて、回転テーブル２の外周部側におけるプラズマ濃度を高めるための補助プラズマ発生部８１を設けた例を示している。即ち、回転テーブル２が回転することにより、中心部側よりも外周部側において周速度が速くなっているので、当該外周部側では中心部側よりも改質の程度が小さくなろうとする。そのため、回転テーブル２の半径方向において改質の度合いを揃えるために、前記外周部側にアンテナ８３を巻回した補助プラズマ発生部８１を設けている。この例では、各々のプラズマ発生部８０、８１毎に個別にスリット９７及び導電路９７ａが形成され、プラズマ発生部８０、８１においてウエハＷ側に向かおうとする電界成分が各々遮断される。
【００７１】
更に、図１６及び図１７に示すように、プラズマ発生部８０について、筐体９０と同様に概略扇形となるように形成しても良い。図１６は、プラズマ発生部８０に加えて補助プラズマ発生部８１を設けると共に、この補助プラズマ発生部８１についても扇形となるように形成した例を示している。この例においても、各々のプラズマ発生部８０、８１のアンテナ８３の伸びる方向に沿うようにスリット９７が各々形成されると共に、導電路９７ａが形成される。この例では、プラズマ発生部８０、８１においてアンテナ８３が屈曲する屈曲部（例えば中心部領域Ｃ側における回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側）では、既述の例と同様に十分な長さのスリット９７を形成しにくい。そのため、導電路９７ａを設けることにより、前記屈曲部などにおいて下方へ向かおうとする電界成分を遮断できる。また、プラズマ発生部８０（補助プラズマ発生部８１）を扇形に形成することにより、外周部側におけるプラズマの濃度が中心部側よりも増えるので、ウエハＷの面内に亘って改質の度合いを更に揃えることができる。尚、図１６ではスリット９７を省略している。
【００７２】
図１８は、２つのプラズマ発生部８０、８１を概略方形となるように配置すると共に、プラズマ発生部８０については回転テーブル２の半径方向内側に配置し、プラズマ発生部８１については前記半径方向外側に配置した例を示している。この例では、これらプラズマ発生部８０、８１は、互いに同じ面積となるようにアンテナ８３が各々巻回されている。尚、図１８は、天板１１を上方側から見た様子を示しており、これらプラズマ発生部８０、８１におけるアンテナ８３を模式的に描画している。
【００７３】
図１９は、既述のファラデーシールド９５について、筐体９０の内部に埋設した例を示している。具体的には、プラズマ発生部８０の下方における筐体９０は、上端面が着脱自在に構成されており、この上端面を取り外した部位にファラデーシールド９５を収納できるように構成されている。即ち、ファラデーシールド９５は、プラズマ発生部８０とウエハＷとの間に設けられていれば良い。
【００７４】
図２０は、プラズマ発生部８０及びファラデーシールド９５を筐体９０の内側に収納することに代えて、筐体９０を設けずにこれらプラズマ発生部８０及びファラデーシールド９５を天板１１の上方に配置した例を示している。この例では、プラズマ発生部８０の下方における天板１１は、他の部位における天板１１とは別部材として例えば石英などの誘電体により構成されており、下面周縁部が既述のように周方向に亘ってＯ−リング１１ｄにより前記他の部位における天板１１と気密に接続されている。
【００７５】
また、スリット９７は、回転テーブル２の中心部側と外縁部側とでは、対向する端部同士がウエハＷの直径寸法に相当する程度に大きく離間していて、中心部側及び外縁部側において発生する電界成分を遮断できる程度に十分な長さを取ることができる。従って、前記中心部側及び外縁部側では、導電路９７ａを設けてなくても良い。更に、回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側においてアンテナ８３同士が互いに近接する領域においても、ウエハＷへの電界成分による悪影響が許容できる程度であれば、導電路９７ａを設けない領域（スリット９７の一端側あるい他端側を開口させる領域）を形成しても良い。
【００７６】
図２１は、サイドリング１００を配置していない例を示している。即ち、サイドリング１００は、例えば装置のクリーニング時に用いられるクリーニングガスが回転テーブル２の下方領域に回り込まないようにするためのものである。従って、クリーニングを行わない場合には、サイドリング１００を設けなくても良い。
【００７７】
また、既述の例ではＳｉを含むガスとＯ3ガスとをウエハＷにこの順番で供給して反応生成物を成膜した後、プラズマ発生部８０により当該反応生成物の改質を行う例について説明したが、反応生成物を成膜する時に用いられるＯ3ガスをプラズマ化しても良い。即ち、図２２に示すように、この例では既述の処理ガスノズル３２が設けられておらず、ウエハＷ上に吸着したＳｉ含有ガスの成分をプラズマ空間１０において酸化して反応生成物を形成し、更にこのプラズマ空間１０において当該反応生成物の改質を行うように構成されている。言い換えると、プラズマ空間１０に供給されるプラズマ発生用のガスは、第２の処理ガスを兼用している。従って、プラズマ発生用ガスノズル３４は、処理ガスノズル３２を兼用している。このようにプラズマ空間１０においてウエハＷの表面に吸着したＳｉ含有ガスの成分を酸化することにより、処理ガスノズル３２のオゾナイザーが不要になるので、装置のコストを低減できる。また、ウエハＷの直上位置においてＯ3ガスを生成させることにより、例えば処理ガスノズル３２の長さ寸法の分だけＯ3ガスの流路を短くできるので、Ｏ3ガスの失活を抑えて前記Ｓｉ含有の成分を良好に酸化できる。
【００７８】
以上の各例では、上から見た時のアンテナ８３が概略八角形あるいは扇形となるように形成したが、図２３に示すように、円形となるように配置しても良い。この場合においても、アンテナ８３に沿って周方向に亘ってスリット９７が形成されると共に、このスリット９７の内周側及び外周側に各々導電路９７ａ、９７ａが配置される。そして、内周側の導電路９７ａにより囲まれる領域は、既述のように開口部９８をなしている。尚、図２３では、アンテナ８３及びファラデーシールド９５だけを描画しており、これらアンテナ８３及びファラデーシールド９５については模式的に描画している。
【００７９】
この円形のアンテナ８３を用いる場合には、既述の図３の構成のアンテナ８３に代えて当該円形のアンテナ８３を配置しても良いし、例えば図１５のように、回転テーブル２の半径方向に２つ配置しても良い。また、このような円形のアンテナ８３をプラズマ空間１０の上方側に複数箇所に配置しても良い。即ち、アンテナ８３が円形の場合であっても、当該アンテナ８３の直径寸法が例えば１５０ｍｍ程度以下の場合、既に詳述したように、このアンテナ８３から下方に向かう電界成分を遮断できる程度のスリット９７の長さ寸法Ｌを取りにくくなってしまう。そこで、このような小径のアンテナ８３を用いる場合にも、各々のスリット９７の内縁側及び外縁側に各々導電路９７ａ、９７ａを設けることにより、このアンテナ８３から下方に向かう電界成分を遮断できる。
【００８０】
また、図２３の円形のアンテナ８３を用いる場合には、図２４に示すように、枚葉式の成膜装置において、例えば直径寸法が３００ｍｍサイズあるいは４５０ｍｍサイズのウエハＷをテーブル２上に載置すると共に、このウエハＷに対向するように複数のプラズマ発生部８０を配置して、これらプラズマ発生部８０からウエハＷに対してプラズマを照射するようにしても良い。図２４では、図２３に示すプラズマ発生部８０及びファラデーシールド９５を模式的に描画しており、プラズマ発生部８０を例えば碁盤の目状に複数箇所例えば９箇所（３×３）に配置した例を示している。図２４では、ウエハＷが収納される真空容器などについては省略している。
この場合には、図示しない処理ガス供給路から供給される１種類の成膜ガスあるいは互いに反応する２種類の処理ガスによりウエハＷ上に反応生成物を成膜した後、真空容器内を真空排気して、この真空容器内に供給されるプラズマ発生用ガスをプラズマ化することによって反応生成物の改質処理が行われる。
【００８１】
更に、図２３のプラズマ発生部８０を用いる時には、図２５に示すように、直径寸法が例えば８インチ（２００ｍｍ）サイズのウエハＷを回転テーブル２上に複数箇所例えば５箇所に周方向に並べると共に、この回転テーブル２に対向するように複数のプラズマ発生部８０を配置しても良い。この場合には、回転テーブル２を鉛直軸周りに回転させることにより、各々のウエハＷに対して成膜処理及び改質処理が行われる。このような構成の成膜装置は、ウエハＷ上に例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）用のパワーデバイスを形成する工程に用いられる。
【００８２】
更にまた、以上説明した各例では、プラズマ発生部８０を成膜装置に組み合わせて、成膜処理と共にプラズマ処理を行ったが、例えば成膜処理を行った後のウエハＷに対してプラズマ処理を行うように装置を構成しても良い。この場合には、既述の成膜装置は、真空容器１内に図示しない載置台を設けると共に、プラズマ発生用ガスノズル３４及びプラズマ発生装置（アンテナ８３及びファラデーシールド９５）を設けて基板処理装置として構成される。そして、図示しない成膜装置にて薄膜の成膜されたウエハＷに対して、この基板処理装置において磁界による薄膜のプラズマ改質処理が行われる。
【００８３】
以上の各例において、ファラデーシールド９５を構成する材質としては、磁界をできるだけ透過するように、比透磁率のなるべく低い材質が好ましく、具体的には、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などを用いても良い。また、ファラデーシールド９５のスリット９７の数量としては、少なすぎると真空容器１内に到達する磁界が小さくなり、一方多すぎるとファラデーシールド９５を製造しにくくなることから、例えばアンテナ８３の長さ１ｍに対して１００〜５００本程度であることが好ましい。更に、プラズマ発生用ガスノズル３４のガス吐出孔３３について、回転テーブル２の回転方向上流側を向くように形成したが、このガス吐出孔３３を下方側あるいは下流側を向くように配置しても良い。
【００８４】
筐体９０を構成する材質としては、石英に代えて、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、イットリアなどの耐プラズマエッチング材を用いても良いし、例えばパイレックスガラス（コーニング社の耐熱ガラス、商標）などの表面にこれら耐プラズマエッチング材をコーティングしても良い。即ち、筐体９０はプラズマに対する耐性が高く、且つ磁界を透過する材質（誘電体）により構成すれば良い。
【００８５】
また、ファラデーシールド９５の上方に絶縁板９４を配置して、当該ファラデーシールド９５とアンテナ８３（プラズマ発生部８０）との絶縁を取るようにしたが、この絶縁板９４を配置せずに、例えばアンテナ８３を石英などの絶縁材により被覆するようにしても良い。
【００８６】
また、既述の例では、Ｓｉ含有ガスとＯ3ガスとを用いてシリコン酸化膜を成膜する例について説明したが、例えば第１の処理ガス及び第２の処理ガスとして夫々Ｓｉ含有ガスとアンモニア（ＮＨ3）ガスとを用いて窒化シリコン膜を成膜しても良い。この場合には、プラズマを発生させるための処理ガスとしては、アルゴンガス及び窒素ガスまたはアンモニアガスなどが用いられる。
【００８７】
更に、例えば第１の処理ガス及び第２の処理ガスとして夫々ＴｉＣｌ2（塩化チタン）ガスとＮＨ3（アンモニア）ガスとを用いて窒化チタン（ＴｉＮ）膜を成膜しても良い。この場合には、ウエハＷとしてはチタンからなる基板が用いられ、プラズマを発生させるためのプラズマ生成ガスとしては、アルゴンガス及び窒素ガスなどが用いられる。また、３種類以上の処理ガスを順番に供給して反応生成物を積層するようにしても良い。具体的には、例えばＳｒ（ＴＨＤ）２（ストロンチウムビステトラメチルヘプタンジオナト）やＳｒ（Ｍｅ５Ｃｐ）２（ビスペンタメチルシクロペンタジエニエルストロンチウム）等のＳｒ原料と、例えばＴｉ（ＯｉＰｒ）２（ＴＨＤ）２（チタニウムビスイソプロポキサイドビステトラメチルヘプタンジオナト）やＴｉ（ＯｉＰｒ）（チタニウムテトライソプロポキサイド）等のＴｉ原料と、をウエハＷに供給した後、ウエハＷにＯ3ガスを供給して、ＳｒとＴｉとを含む酸化膜であるＳＴＯ膜からなる薄膜を積層しても良い。
また、分離領域Ｄにガスノズル４１、４２からＮ2ガスを供給したが、この分離領域Ｄとしては、各処理領域Ｐ１、Ｐ２間を区画する壁部を設けて、ガスノズル４１、４２を配置しなくても良い。
【００８８】
更に、アンテナ８３としては、真空容器１の内部領域から気密に区画された領域（筐体９０の内側あるいは天板１１上）に配置したが、真空容器１の内部領域に配置しても良い。具体的には、例えば天板１１の下面よりも僅かに下方側にアンテナ８３を配置しても良い。この場合には、プラズマによりアンテナ８３がエッチングされないように、当該アンテナ８３は、例えば石英などの誘電体により表面がコーティングされる。また、この場合においてファラデーシールド９５は、同様にプラズマによりエッチングされないように、アンテナ８３とウエハＷとの間において石英などの誘電体により表面がコーティングされる。また、鉛直軸の周りにアンテナ８３を巻回したが、当該鉛直軸及び水平面に対して傾斜した軸の周りに巻回しても良い。
【００８９】
以上の例において、各処理ガス（具体的には装置のメンテナンス時にノズル３１、３２から供給されるクリーニングガス）から真空容器１の内壁面及び天板１１を保護するために、これら内壁面及び天板１１よりも処理雰囲気側には、僅かな隙間を介して図示しない保護カバーが設けられている。そして、前記隙間の圧力が処理雰囲気よりも僅かに陽圧となるように、当該隙間に図示しないガス供給部からパージガスが供給されるように構成されているが、説明を省略している。
【実施例】
【００９０】
以下に、既述の図１の成膜装置を用いて行った実験例について説明する。
（実験例１）
実験には、電気的ダメージの許容量の互いに異なるダミーウエハを複数種類（６種類）用意して、以下に示すファラデーシールドを介して、各々のウエハに対してプラズマを照射した。そして、ウエハＷ（具体的にはウエハＷに形成されたデバイスのゲート酸化膜）の受ける電気的なダメージを評価した。尚、以下の比較例及び実施例における実験条件の詳細については省略する。
（実験に用いたファラデーシールド）
比較例：スリット９７の内周側に導電路９７ａを設けない櫛歯型のファラデーシールド
実施例：既述の図８に示すファラデーシールド９５
【００９１】
スリット９７の内周側に導電路９７ａを設けない場合には、図２６の上段に示すように、いずれのウエハ（右端のウエハは最も前記許容量の大きいウエハについての結果を示しており、当該ウエハから左側に向かって次第に前記許容量の小さいウエハについての結果を並べている）についても、電気的ダメージを受けていることが分かった。一方、図２６の下段に示すように、スリット９７の内周側及び外周側に導電路９７ａ、９７ａを設けたファラデーシールド９５を用いることにより、いずれのウエハについても電気的ダメージが格段に小さくなっていた。従って、既述の図８のファラデーシールド９５を設けることにより、ゲート酸化膜の絶縁破壊が抑えられることが分かった。
【符号の説明】
【００９２】
Ｗ ウエハ
Ｐ１、Ｐ２ 処理領域
１ 真空容器
２ 回転テーブル
１０ プラズマ空間
８０、８１ プラズマ発生部
８３ アンテナ
８５ 高周波電源
９０ 筐体
９５ ファラデーシールド
９７ スリット
９７ａ 導電路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内にて第１の処理ガス及び第２の処理ガスを順番に供給するサイクルを複数回行って基板に成膜処理を行う成膜装置において、
基板を載置する基板載置領域がその一面側に形成され、前記真空容器内にて前記基板載置領域を公転させるための回転テーブルと、
この回転テーブルの周方向に互いに分離領域を介して離間した領域に夫々第１の処理ガス及び第２の処理ガスを供給する第１の処理ガス供給部及び第２の処理ガス供給部と、
基板に対してプラズマ処理を行うために、前記真空容器内にプラズマ発生用ガスを供給するプラズマ発生ガス供給部と、
プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するために、前記基板載置領域に対向するように設けられ、縦向きの軸の周りに巻回されたアンテナと、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止するために、前記アンテナと基板との間に介在して設けられ、接地された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を備え、
前記ファラデーシールドは、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における磁界成分を基板側に通過させるために、前記板状体に形成され、前記アンテナと直交する方向に各々伸びると共に当該アンテナの長さ方向に沿って配列されたスリットの群と、
前記板状体における前記スリットの群に囲まれる領域に開口する、プラズマの発光状態確認用の窓部と、を備え、
前記窓部と前記スリットの群との間には、当該窓部が前記スリットに連通しないように、接地された導電路が前記窓部を囲むように介在し、
前記スリットの群における前記窓部側と反対側の端部には、接地された導電路が当該スリットの群を囲むように設けられていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記アンテナは、前記回転テーブルの半径方向に伸びる帯状体領域を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記アンテナ及び前記ファラデーシールドは、プラズマ処理を行う領域から誘電体により気密に区画されていることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
基板を収納する真空容器と、
基板を載置する基板載置領域がその一面側に形成された載置台と、
基板に対してプラズマ処理を行うために、前記真空容器内にプラズマ発生用ガスを供給するプラズマ発生ガス供給部と、
プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するために、前記基板載置領域に対向するように設けられ、縦向きの軸の周りに巻回されたアンテナと、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止するために、前記アンテナと基板との間に介在して設けられ、接地された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を備え、
前記ファラデーシールドは、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における磁界成分を基板側に通過させるために、前記板状体に形成され、前記アンテナと直交する方向に各々伸びると共に当該アンテナの長さ方向に沿って配列されたスリットの群と、
前記板状体における前記スリットの群に囲まれる領域に開口する、プラズマの発光状態確認用の窓部と、を備え、
前記窓部と前記スリットの群との間には、当該窓部が前記スリットに連通しないように、接地された導電路が前記窓部を囲むように介在し、
前記スリットの群における前記窓部側と反対側の端部には、接地された導電路が当該スリットの群を囲むように設けられていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
基板に対してプラズマ処理を行うためのプラズマを発生させるプラズマ発生装置において、
プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するために、基板に対向するように設けられ、この基板からプラズマ発生用ガスの供給される領域に向かって伸びる軸の周りに巻回されたアンテナと、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止するために、前記アンテナと基板との間に介在して設けられ、接地された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を備え、
前記ファラデーシールドは、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における磁界成分を基板側に通過させるために、前記板状体に形成され、前記アンテナと直交する方向に各々伸びると共に当該アンテナの長さ方向に沿って配列されたスリットの群と、
前記板状体における前記スリットの群に囲まれる領域に開口する、プラズマの発光状態確認用の窓部と、を備え、
前記窓部と前記スリットの群との間には、当該窓部が前記スリットに連通しないように、接地された導電路が前記窓部を囲むように介在し、
前記スリットの群における前記窓部側と反対側の端部には、接地された導電路が当該スリットの群を囲むように設けられていることを特徴とするプラズマ発生装置。
【請求項１】
真空容器内にて第１の処理ガス及び第２の処理ガスを順番に供給するサイクルを複数回行って基板に成膜処理を行う成膜装置において、
基板を載置する基板載置領域がその一面側に形成され、前記真空容器内にて前記基板載置領域を公転させるための回転テーブルと、
この回転テーブルの周方向に互いに分離領域を介して離間した領域に夫々第１の処理ガス及び第２の処理ガスを供給する第１の処理ガス供給部及び第２の処理ガス供給部と、
基板に対してプラズマ処理を行うために、前記真空容器内にプラズマ発生用ガスを供給するプラズマ発生ガス供給部と、
プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するために、前記基板載置領域に対向するように設けられ、縦向きの軸の周りに巻回されたアンテナと、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止するために、前記アンテナと基板との間に介在して設けられ、接地された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を備え、
前記ファラデーシールドは、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における磁界成分を基板側に通過させるために、前記板状体に形成され、前記アンテナと直交する方向に各々伸びると共に当該アンテナの長さ方向に沿って配列されたスリットの群と、
前記板状体における前記スリットの群に囲まれる領域に開口する、プラズマの発光状態確認用の窓部と、を備え、
前記窓部と前記スリットの群との間には、当該窓部が前記スリットに連通しないように、接地された導電路が前記窓部を囲むように介在し、
前記スリットの群における前記窓部側と反対側の端部には、接地された導電路が当該スリットの群を囲むように設けられていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記アンテナは、前記回転テーブルの半径方向に伸びる帯状体領域を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記アンテナ及び前記ファラデーシールドは、プラズマ処理を行う領域から誘電体により気密に区画されていることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
基板を収納する真空容器と、
基板を載置する基板載置領域がその一面側に形成された載置台と、
基板に対してプラズマ処理を行うために、前記真空容器内にプラズマ発生用ガスを供給するプラズマ発生ガス供給部と、
プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するために、前記基板載置領域に対向するように設けられ、縦向きの軸の周りに巻回されたアンテナと、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止するために、前記アンテナと基板との間に介在して設けられ、接地された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を備え、
前記ファラデーシールドは、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における磁界成分を基板側に通過させるために、前記板状体に形成され、前記アンテナと直交する方向に各々伸びると共に当該アンテナの長さ方向に沿って配列されたスリットの群と、
前記板状体における前記スリットの群に囲まれる領域に開口する、プラズマの発光状態確認用の窓部と、を備え、
前記窓部と前記スリットの群との間には、当該窓部が前記スリットに連通しないように、接地された導電路が前記窓部を囲むように介在し、
前記スリットの群における前記窓部側と反対側の端部には、接地された導電路が当該スリットの群を囲むように設けられていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
基板に対してプラズマ処理を行うためのプラズマを発生させるプラズマ発生装置において、
プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するために、基板に対向するように設けられ、この基板からプラズマ発生用ガスの供給される領域に向かって伸びる軸の周りに巻回されたアンテナと、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止するために、前記アンテナと基板との間に介在して設けられ、接地された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を備え、
前記ファラデーシールドは、
前記アンテナの周囲に発生した電磁界における磁界成分を基板側に通過させるために、前記板状体に形成され、前記アンテナと直交する方向に各々伸びると共に当該アンテナの長さ方向に沿って配列されたスリットの群と、
前記板状体における前記スリットの群に囲まれる領域に開口する、プラズマの発光状態確認用の窓部と、を備え、
前記窓部と前記スリットの群との間には、当該窓部が前記スリットに連通しないように、接地された導電路が前記窓部を囲むように介在し、
前記スリットの群における前記窓部側と反対側の端部には、接地された導電路が当該スリットの群を囲むように設けられていることを特徴とするプラズマ発生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１３−４５９０３（Ｐ２０１３−４５９０３Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８２９１８（Ｐ２０１１−１８２９１８）
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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