特開 2023-180564 プラズマ処理方法、および基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023180564

(43)【公開日】2023-12-21

(54)【発明の名称】プラズマ処理方法、および基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/318 20060101AFI20231214BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20231214BHJP

   C23C 16/505 20060101ALI20231214BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20231214BHJP

【ＦＩ】

H01L21/318 B

H01L21/318 C

H01L21/31 C

C23C16/505

H05H1/46 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022093959

(22)【出願日】2022-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】千葉 貴司

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 潤

(72)【発明者】

【氏名】小林 健

【テーマコード（参考）】

2G084

4K030

5F045

5F058

【Ｆターム（参考）】

2G084AA05

2G084BB02

2G084BB03

2G084BB26

2G084CC08

2G084CC12

2G084CC13

2G084CC14

2G084CC15

2G084CC17

2G084CC33

2G084DD03

2G084DD13

2G084DD40

2G084DD55

2G084FF15

2G084HH02

2G084HH05

2G084HH16

2G084HH19

2G084HH20

2G084HH26

2G084HH28

2G084HH56

4K030AA13

4K030AA16

4K030BA38

4K030FA01

4K030JA09

4K030JA10

5F045AA08

5F045AA15

5F045AB33

5F045AB34

5F045AC11

5F045AC12

5F045AC16

5F045AC17

5F045AD08

5F045AE21

5F045DP15

5F045DP27

5F045DQ10

5F045DQ12

5F045EE19

5F045EF03

5F045EF09

5F045EH02

5F045EH11

5F045EM10

5F058BC08

5F058BC10

5F058BC11

5F058BC12

5F058BF07

5F058BF22

5F058BF30

5F058BF37

5F058BF38

5F058BF39

(57)【要約】

【課題】窒化膜を成膜する際に、プラズマによる窒素の活性種を抑制して、パーティクルを低減できる技術を提供する。
【解決手段】プラズマ処理方法は、プラズマを用いて窒化膜を基板に成膜する。プラズマ処理方法は、（ａ）窒素含有ガスを含むプラズマ処理ガスを処理容器の内部のプラズマ処理空間に供給する工程と、（ａ）の工程の実施時に、（ｂ）プラズマ処理空間にプラズマを生成するために、プラズマ処理空間に露出される石英部に配置されたアンテナに高周波電源から高周波電力を給電する工程と、を有する。（ｂ）の工程では、高周波電力としてオンおよびオフを繰り返すパルス波をアンテナに給電することで、プラズマの平均電子密度と相対的に平均電子温度を低下させる。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマを用いて窒化膜を基板に成膜するプラズマ処理方法であって、
（ａ）窒素含有ガスを含むプラズマ処理ガスを処理容器の内部のプラズマ処理空間に供給する工程と、
前記（ａ）の工程の実施時に、（ｂ）前記プラズマ処理空間に前記プラズマを生成するために、前記プラズマ処理空間に露出される石英部に配置されたアンテナに高周波電源から高周波電力を給電する工程と、を有し、
前記（ｂ）の工程では、前記高周波電力としてオンおよびオフを繰り返すパルス波を前記アンテナに給電することで、前記プラズマの平均電子密度と相対的に平均電子温度を低下させる、
プラズマ処理方法。

【請求項2】

前記（ｂ）の工程では、前記パルス波のデューティ比を６６．７％～９９．９％の範囲に設定する、
請求項１に記載のプラズマ処理方法。

【請求項3】

前記（ｂ）の工程では、前記高周波電力として５００Ｗ～５０００Ｗの範囲の出力値を給電する、
請求項１に記載のプラズマ処理方法。

【請求項4】

前記（ｂ）の工程では、前記パルス波を給電するステップの前に、前記高周波電源から前記アンテナに前記高周波電力の連続波を給電するステップを有し、
前記パルス波を給電するステップにおける前記高周波電力の出力値は、前記連続波を給電するステップにおける前記高周波電力の出力値よりも大きい、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。

【請求項5】

前記パルス波を給電するステップにおける前記高周波電力の出力値は、前記連続波を給電するステップにおける前記高周波電力の出力値の１．５倍以上である、
請求項４に記載のプラズマ処理方法。

【請求項6】

前記（ａ）の工程および前記（ｂ）の工程では、前記処理容器の内部において前記基板を複数載置する回転テーブルを回転させる、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。

【請求項7】

プラズマを用いて窒化膜を基板に成膜する基板処理装置であって、
前記基板を収容する処理容器と、
窒素含有ガスを含むプラズマ処理ガスを前記処理容器の内部のプラズマ処理空間に供給する処理ガスノズルと、
前記プラズマ処理空間に露出される石英部にアンテナを配置し、前記プラズマ処理空間に前記プラズマを生成可能なプラズマ源部と、
前記処理ガスノズルから前記プラズマ処理空間への前記プラズマ処理ガスの供給時に、前記アンテナに高周波電力を給電する高周波電源と、を備え、
前記高周波電源は、前記高周波電力としてオンおよびオフを繰り返すパルス波を前記アンテナに給電することで、前記プラズマの平均電子密度と相対的に平均電子温度を低下させる、
基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、プラズマ処理方法、および基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、処理容器の内部空間にプラズマを発生させて、酸化シリコン膜を基板の表面に成膜するプラズマ処理方法（成膜方法）が開示されている。このプラズマ処理方法では、アルゴンガス、酸素ガス、アンモニアガス等を処理容器の内部空間に供給すると共に、内部空間の上部のアンテナに高周波電力を給電することにより、内部空間にプラズマを生成する。

【0003】

アンモニアを構成している窒素（Ｎ）は、内部空間において電離した高エネルギの電子の影響を受けることで活性種となる。窒素の活性種は、石英にダメージを与える可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－１３５１５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、プラズマを生成して窒化膜を成膜する際に、窒素の活性種を抑制できる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様によれば、プラズマを用いて窒化膜を基板に成膜するプラズマ処理方法であって、（ａ）窒素含有ガスを含むプラズマ処理ガスを処理容器の内部のプラズマ処理空間に供給する工程と、前記（ａ）の工程の実施時に、（ｂ）前記プラズマ処理空間に前記プラズマを生成するために、前記プラズマ処理空間に露出される石英部に配置されたアンテナに高周波電源から高周波電力を給電する工程と、を有し、前記（ｂ）の工程では、前記高周波電力としてオンおよびオフを繰り返すパルス波を前記アンテナに給電することで、前記プラズマの平均電子密度と相対的に平均電子温度を低下させる、プラズマ処理方法が提供される。

【発明の効果】

【0007】

一態様によれば、プラズマを生成して窒化膜を成膜する際に、窒素の活性種を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係る基板処理装置の構成例を示す概略断面図である。

【図2】図１の基板処理装置の概略平面図である。

【図3】プラズマ処理領域を形成する基板処理装置の構成を示す概略断面図である。

【図4】基板処理装置のプラズマ処理領域を示す概略平面図である。

【図5】高周波電力を給電する給電回路を概略的に示す説明図である。

【図6】プラズマ処理方法によりプラズマ処理空間に生じるプラズマの電子密度および電子温度の状態を例示するグラフである。

【図7】ＳｉＯＮ膜の成膜処理の工程を示すフローチャートである。

【図8】給電工程における高周波電力の給電例を示すタイミングチャートである。

【図9】プラズマ処理ステップにおいて高周波電源から出力する高周波電力の条件を変えて、ウエハ上に生じるパーティクルの数を比較したグラフおよび表である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0010】

図１は、一実施形態に係る基板処理装置１００の構成例を示す概略断面図である。図２は、図１の基板処理装置１００の概略平面図である。なお、図２では、説明の便宜上、天板の図示を省略している。一実施形態に係るプラズマ処理方法は、図１および図２に示す基板処理装置１００を用いて、基板の表面に所定の膜を形成する。基板処理装置１００は、原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法または分子層堆積（ＭＬＤ：Molecular Layer Deposition）法による成膜処理を行う。

【0011】

成膜処理が施される基板としては、シリコン半導体、化合物半導体または酸化物半導体等の半導体ウエハがあげられる（以下、基板をウエハＷともいう）。ウエハＷは、トレンチ、ビア等の窪みパターンを有するものでもよい。

【0012】

また、本実勢形態に係るプラズマ処理方法では、ウエハＷの表面にシリコン酸窒化（ＳｉＯＮ：ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ）膜を成膜する。なお、プラズマ処理方法は、窒化膜を成膜する成膜処理であれば、成膜する膜種はＳｉＯＮ膜に限定されず、例えば、ＳｉＮ膜、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＢＣＮ膜、ＳｉＯＣＮ膜等であってもよい。

【0013】

図１に示すように、基板処理装置１００は、略円筒状の処理容器１と、処理容器１内でウエハＷを回転（公転）させる回転テーブル２（基板支持部）と、を備える。また、基板処理装置１００は、当該装置の各構成を制御する制御部１１０を有する。

【0014】

処理容器１は、複数のウエハＷを内部に収容して、各ウエハＷ上にＳｉＯＮ膜を形成する。処理容器１は、天板１１と、容器本体１２とを含み、複数のウエハＷを収容して、各ウエハＷ上にＳｉＯＮ膜を形成するための処理室を内部に有する。処理容器１は、容器本体１２の上面の外周壁に円環状のシール部材１３を有し、容器本体１２に対して天板１１を離脱可能かつ気密に固定することができる。平面視における処理容器１の直径（内径）は、例えば、１１００ｍｍ程度に設計されるとよい。

【0015】

天板１１の中央部には、分離ガスを供給する分離ガス供給管１６が接続されている。容器本体１２の底面部１４には、Ａｒガス等のパージガスを供給するパージガス供給管１７が接続されている。パージガス供給管１７は、底面部１４の周方向に沿って複数設けられている。また、底面部１４は、回転テーブル２を固定しているコア部２１の外周面に近接する位置に、円環状の突出部１２ａを有する。

【0016】

処理容器１の外周壁には、回転テーブル２と搬送アーム１０との間においてウエハＷの受け渡しを行うための搬送ポート１５と、搬送ポート１５を開閉するゲートバルブＧとが設けられている（図２参照）。ゲートバルブＧは、搬送ポート１５の閉塞状態で処理容器１の処理室を気密に密閉する。回転テーブル２は、搬送ポート１５に隣接する位置に、ウエハＷを載置する凹部２４を配置することで、搬送アーム１０との間でウエハＷの受け渡しを行う。

【0017】

処理容器１内に収容される回転テーブル２は、処理容器１の中央部において、略円盤状のコア部２１に固定されている（図１参照）。コア部２１は、鉛直方向に延びる回転軸２２に接続され、この回転軸２２は、駆動部２３に支持されている。駆動部２３は、回転軸２２を介して回転テーブル２を鉛直軸回り（図２中の時計回り）に回転させる。回転テーブル２の直径寸法は、特に限定されないが、例えば、処理容器１の直径が１１００ｍｍである場合には１０００ｍｍ程度であるとよい。

【0018】

駆動部２３は、回転軸２２の回転角度を検出するエンコーダ２５を備える。エンコーダ２５により検出された回転軸２２の回転角度は、制御部１１０に送信されて、制御部１１０において回転テーブル２上の各凹部２４に載置されたウエハＷの位置を特定するために利用される。

【0019】

回転軸２２の下端部、駆動部２３およびエンコーダ２５は、ケース体２６に収納されている。ケース体２６は、処理容器１の底面部１４に気密に取り付けられる。また、ケース体２６には、回転テーブル２の下方領域にパージガスを供給するパージガス供給管２７が接続されている。

【0020】

回転テーブル２は、例えば、直径３００ｍｍのウエハＷを載置可能な円形状の凹部２４を表面に複数（本実施形態では６つ）有する（図２も参照）。複数の凹部２４は、回転テーブル２の回転方向（図２では時計回り）に沿って等間隔に設けられる。各凹部２４は、ウエハＷの直径よりも僅かに（１ｍｍ～４ｍｍ程度）大きな内径を有する。凹部２４の深さは、ウエハＷの厚さ以上に設定される。

【0021】

凹部２４の底面には、図示しない複数の昇降ピンを通過させる図示しない貫通孔が複数（例えば、３つ）形成されている。各昇降ピンは、搬送ポート１５の近傍におけるウエハＷの受け渡し位置に設けられ、図示しない昇降機構によって上下方向に昇降する。各昇降ピンは、ウエハＷを保持している搬送アーム１０の進入後に上昇してウエハＷを受け取り、搬送アーム１０の後退後に下降して凹部２４にウエハＷを載置する。さらに、各昇降ピンは、基板処理後のウエハＷを上昇させ、その後に進入してきた搬送アーム１０にウエハＷを受け渡す。

【0022】

図２に示すように、基板処理装置１００は、各凹部２４の通過範囲の上方に複数本のガスノズルを配置している。各ガスノズルは、回転テーブル２の回転方向の法線に沿って延在すると共に、処理容器１の周方向に沿って互いに間隔をあけて設置されている。本実施形態において、複数のガスノズルは、第１の処理ガスノズル３１、第２の処理ガスノズル３２、第３の処理ガスノズル３３～３５および分離ガスノズル４１、４２である。

【0023】

第１の処理ガスノズル３１、第２の処理ガスノズル３２、第３の処理ガスノズル３３～３５および分離ガスノズル４１、４２は、回転テーブル２と天板１１との間の処理室に配置される。第１の処理ガスノズル３１、第２の処理ガスノズル３２、および分離ガスノズル４１、４２の各々は、処理容器１の外周壁から中心領域Ｃに向かう径方向に沿って直線状に延在し、また回転テーブル２に対して平行（水平方向）に固定される。図２では、搬送ポート１５から時計回りに、第３の処理ガスノズル３３～３５、分離ガスノズル４１、第１の処理ガスノズル３１、分離ガスノズル４２、第２の処理ガスノズル３２がこの順番で配置されている。

【0024】

第１の処理ガスノズル３１は、その下面側（回転テーブル２に対向する側）に図示しない複数のガス孔を有し、各ガス孔を介して処理室の下方側の第１の処理領域Ｐ１に、第１の処理ガスを噴出する。第１の処理ガスノズル３１は、処理容器１の外部において、流量調整バルブや開閉バルブを介して第１の処理ガスの供給源に接続されている（共に不図示）。ＳｉＯＮ膜を形成する場合、第１の処理ガスノズル３１は、例えば、第１の処理ガスとしてシリコン含有ガスをウエハＷに噴出する。

【0025】

第１の処理ガスノズル３１の上方側には、ノズルカバー４０が設けられている。ノズルカバー４０は、第１の処理ガスノズル３１の上方および両側方を覆い、第１の処理ガスをウエハＷに沿って通流させ、かつ分離ガスがウエハＷを避けて処理容器１の天板１１側を流れるように誘導する。

【0026】

第２の処理ガスノズル３２は、その下面側（回転テーブル２に対向する側）に複数のガス孔を有し、各ガス孔を介して処理室の下方側の第２の処理領域Ｐ２に、第２の処理ガスを噴出する。第２の処理ガスノズル３２は、処理容器１の外部において、流量調整バルブや開閉バルブを介して第２の処理ガスの供給源に接続されている（共に不図示）。ＳｉＯＮ膜を形成する場合、第２の処理ガスノズル３２は、例えば、第２の処理ガスとして酸素含有ガス（Ｏ_２、Ｏ_３、またはこれらの混合ガス等）を噴出する。

【0027】

第３の処理ガスノズル３３～３５は、処理室の第３の処理領域Ｐ３に、第３の処理ガスを噴出する。また、第３の処理領域Ｐ３は、ウエハＷに対してプラズマ処理を行う領域であり、以下、プラズマ処理領域Ｐ３ともいう。このプラズマ処理領域Ｐ３に設けられる構成については、後に詳述する。

【0028】

分離ガスノズル４１、４２は、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２の間、および第３の処理領域Ｐ３と第１の処理領域Ｐ１の間を分離する分離領域Ｄ１、Ｄ２を形成する。分離ガスノズル４１、４２の各々は、その下面側（回転テーブル２に対向する側）に複数のガス孔を有し、各ガス孔を介して分離領域Ｄ１、Ｄ２に不活性ガスまたは希ガス等の分離ガスを噴出する。分離ガスノズル４１、４２は、処理容器１の外部において、流量調整バルブや開閉バルブを介して分離ガスの供給源に接続されている（共に不図示）。

【0029】

分離領域Ｄ１、Ｄ２における処理容器１の天板１１（図１参照）の裏面には、略扇形の凸状部４が設けられている。凸状部４は、周方向中央部において径方向に延在する溝部（不図示）を有し、この溝部内に各分離ガスノズル４１、４２を収容している。

【0030】

図１に戻り、天板１１の下面中央部には、凸状部４における中心領域Ｃ側の部位と連続して周方向に沿って略円環状に形成された突出部５が設けられている。突出部５の下面は、凸状部４の下面と同じ高さに形成されている。突出部５よりも回転テーブル２の回転中心側かつコア部２１の上方には、中心領域Ｃでの各ガスの混ざり合いを抑制するために、ラビリンス構造部５１が設けられている。

【0031】

また、図１および図２に示すように、処理容器１は、回転テーブル２よりも外側かつ回転テーブル２よりも下方の位置に、カバー体である円環状のサイドリング１８を備える。サイドリング１８内には、ガスを流通可能な溝状のガス流路１８ａが形成されている。

【0032】

サイドリング１８は、第１の排気口６１および第２の排気口６２を上面に有する。第１の排気口６１は、第１の処理ガスノズル３１と分離領域Ｄ１との間に形成されている。第２の排気口６２は、プラズマ処理領域Ｐ３と、分離領域Ｄ２との間に形成されている。第１の排気口６１は、第１の処理ガスや分離ガスを主に排気し、第２の排気口６２は、第３の処理ガスや分離ガスを主に排気する。図１に示すように、ガス流路１８ａには、処理容器１の底面部１４の排気口を介して排気管６３が接続されている。排気管６３には、バタフライバルブ等の圧力調整部６４、真空ポンプ等の真空排気機構６５が接続されている。

【0033】

さらに、基板処理装置１００は、処理容器１の底面部１４と回転テーブル２との間の空間にヒータユニット７を備える。ヒータユニット７は、容器本体１２の突出部１２ａに支持されるカバー体７１内に収容され、回転テーブル２上のウエハＷを例えば室温～７００℃程度に加熱する。

【0034】

また、基板処理装置１００の制御部１１０は、１以上のプロセッサ１１１、メモリ１１２、入出力インタフェースおよび電子回路（共に不図示）等を有する制御用コンピュータを適用することができる。プロセッサ１１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、複数のディスクリート半導体からなる回路等のうち１つまたは複数の組み合わせたものである。メモリ１１２は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ（例えば、コンパクトディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ハードディスク、フラッシュメモリ等のうち１つまたは複数を組み合わせたもの）を含む。プロセッサ１１１は、メモリ１１２に記憶されたプログラムやプロセス条件等のレシピを読み出して実行することで、基板処理装置１００を動作させて成膜処理を行う。

【0035】

次に、基板処理装置１００のプラズマ処理領域Ｐ３の構成について説明する。図２に示すように、基板処理装置１００は、プラズマ処理領域Ｐ３の上方位置にプラズマ源部８０を備える。プラズマ源部８０は、平面視で略扇形に形成され、回転テーブル２上の凹部２４（ウエハＷ）の直径部分を跨ぐように設置される。

【0036】

図３は、プラズマ処理領域Ｐ３を形成する基板処理装置１００の構成を示す概略断面図である。図４は、基板処理装置１００のプラズマ処理領域Ｐ３を示す概略平面図である。なお、図４では、図の理解の容易化のため、第３の処理ガスノズル３３～３５を実線で示し、処理容器１およびプラズマ源部８０の構成を仮想線（２点鎖線）で示している。図３および図４に示すように、プラズマ処理領域Ｐ３は、処理容器１の上方のプラズマ源部８０から高周波を出力する誘導結合型（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）に構成されている。処理容器１内においてプラズマ源部８０と回転テーブル２の間には、第３の処理ガスノズル３３～３５から噴出される第３の処理ガスをプラズマ化するプラズマ処理空間９９が形成されている。

【0037】

プラズマ源部８０は、プラズマ処理空間９９に誘導電界を形成するアンテナ８３を備える。アンテナ８３は、処理容器１の内部領域に対して気密に区画されるように設置される。アンテナ８３は、平面視でプラズマ源部８０の長方形状に沿った扁平なコイル状を呈している（図２も参照）。一例として、アンテナ８３は、金属線等を鉛直軸回りに複数回（例えば、３回）巻回して形成される。

【0038】

アンテナ８３は、処理容器１の外部において整合器８４を介して高周波電源８５に接続されている。また、プラズマ源部８０は、アンテナ８３と、整合器８４および高周波電源８５とを電気的に接続するための接続電極８６を有する。なお、アンテナ８３は、上下に折り曲げ可能な構成、アンテナ８３を自動的に上下に折り曲げ可能な上下動機構、回転テーブル２の中心側の箇所を上下動可能な機構等（共に不図示）を必要に応じて備えるとよい。

【0039】

第３の処理ガスノズル３３～３５の上方側における天板１１には、平面視で略扇形の開口１１ａが形成されている（図３参照）。プラズマ源部８０は、この天板１１の開口１１ａの縁部に沿って周回する環状部材８２を介して、アンテナ８３を収容した筐体９０を設置している。環状部材８２と筐体９０との間には、Ｏリング等のシール部材１１ｂが設けられる。また、プラズマ源部８０は、環状部材８２および筐体９０を開口１１ａ内に嵌め込んだ状態で、環状部材８２および筐体９０の境界部に沿った枠状の押圧部材９１を、ボルト等の固定手段により天板１１に固定することで、処理容器１に組み付けられる。これにより、プラズマ処理空間９９の天井側が気密に閉塞される。

【0040】

本実施形態に係る筐体９０は、石英により形成された石英部となっており、天板１１よりも下方側にアンテナ８３を位置させる。筐体９０は、上方側の周縁が周方向に沿って突出したフランジ部９０ａを有すると共に、中央部が下方側の処理容器１の内部領域に向かって窪む、断面視で凹状の箱に形成されている。筐体９０は、この筐体９０の下方にウエハＷが位置した場合に、回転テーブル２の径方向にウエハＷを跨ぐように配置される。筐体９０の下面は、プラズマ処理空間９９内で回転テーブル２を臨む対向面９３となっている。

【0041】

筐体９０において対向面９３と反対側には、ファラデーシールド９５および絶縁板９４が積層されている。ファラデーシールド９５は、導電性の板（金属板）により形成されている。絶縁板９４は、ファラデーシールド９５とアンテナ８３との間の絶縁性を確保するものであり、石英等により形成されている。

【0042】

筐体９０は、対向面９３から回転テーブル２に向かって下方に突出した突起部９２を有する。突起部９２は、筐体９０の下方側のプラズマ処理空間９９を周方向に沿って囲んでいる。そして、筐体９０の対向面９３、突起部９２の内周面、および回転テーブル２の上面により囲まれたプラズマ処理空間９９に、第３の処理ガスノズル３３～３５が配置されている。なお、第３の処理ガスノズル３３～３５の基端部（処理容器１の内壁側）に位置する突起部９２は、第３の処理ガスノズル３３～３５の外形に沿うように切り欠かれている。

【0043】

第３の処理ガスノズル３３～３５は、プラズマ源部８０と連動して第３の処理ガスであるプラズマ処理ガスを噴出する。これにより、プラズマ処理空間９９にプラズマが生成される。第３の処理ガスノズル３３～３５は、プラズマ生成用の希ガス、窒素含有ガス等を単独でまたは混合して噴出する。希ガスとしては、例えば、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガスがあげられる。窒素含有ガスとしては、例えば、アンモニア（ＮＨ_３）ガスがあげられる。なお、第３の処理ガスノズル３３～３５は、希ガスや窒素含有ガスの他に他のガス（例えば、Ｏ_２、Ｏ_３等の酸素含有ガス、Ｈ_２等の水素含有ガス）を合わせて噴出する構成でもよい。

【0044】

具体的には、第３の処理ガスノズル３３～３５は、ベースノズル３３、外側ノズル３４および軸側ノズル３５と、を含む（図４参照）。ベースノズル３３は、ウエハＷの全面にプラズマ処理ガスを供給するガスノズルであり、プラズマ処理空間９９内で回転テーブル２の回転方向の上流側（突起部９２の近傍位置）に配置される。ベースノズル３３は、回転テーブル２の径方向に沿って直線状に延在し、処理容器１の中心領域Ｃ付近まで達している。

【0045】

ベースノズル３３は、回転テーブル２の回転方向下流側を臨むガス孔３３ａを複数有する。各ガス孔３３ａは、プラズマ源部８０の設置位置（対向面９３の下方）において、ベースノズル３３の長手方向に沿って等間隔に並んでいる。各ガス孔３３ａは、プラズマ源部８０の対向面９３の面方向（水平方向）に対して平行にプラズマ処理ガスを噴出する。あるいは、複数のガス孔３３ａは、水平方向に対して斜め下方（回転テーブル２側）に傾斜して形成され、回転テーブル２に向かってプラズマ処理ガスを噴出する構成でもよい。

【0046】

外側ノズル３４は、ウエハＷの外側領域にプラズマ処理ガスを重点的に供給するためのノズルであり、プラズマ処理空間９９内で回転テーブル２の回転方向の上流側近傍に設けられる。外側ノズル３４は、処理容器１の外周壁から中心領域Ｃに向かって短く延びる径方向部位と、外周壁の近傍で屈曲して時計回りに直線状に延びる外側部位と、を有する。そして、外側ノズル３４は、１以上のガス孔３４ａを外側部位に備える。複数のガス孔３４ａは、例えば、中心領域Ｃに対向すると共に、斜め下方（回転テーブル２側）を臨むように形成されている。

【0047】

軸側ノズル３５は、処理容器１の中心領域Ｃ付近のウエハＷにプラズマ処理ガスを重点的に供給するためのノズルであり、プラズマ処理空間９９内で回転テーブル２の回転方向の下流側近傍に設けられる。軸側ノズル３５は、処理容器１の外周壁から中心領域Ｃに向かって径方向に延びる径方向部位と、中心領域Ｃの近傍で屈曲して反時計回り（回転テーブル２の回転方向と逆向き）に直線状に延びる軸側部位と、を有する。そして、軸側ノズル３５は、１以上のガス孔３５ａを軸側部位に備える。複数のガス孔３５ａは、例えば、処理容器１の外周壁に対向すると共に、斜め下方（回転テーブル２側）を臨むように形成されている。

【0048】

プラズマ処理ガスを構成するＡｒガスの流量（供給量）、ＮＨ_３ガスの流量（供給量）は、ベースノズル３３、外側ノズル３４および軸側ノズル３５の各々において相互に異なってもよい。例えば、基板処理装置１００は、ベースノズル３３および外側ノズル３４からＮＨ_３ガスを供給する一方で、軸側ノズル３５からＮＨ_３ガスを供給しない構成とすることができる。なお、ベースノズル３３、外側ノズル３４および軸側ノズル３５は、相互に同じ流量のガスを噴出する構成でもよい。基板処理装置１００は、外側ノズル３４および軸側ノズル３５のうち一方または両方を備えない構成でもよい。

【0049】

また、第３の処理ガスノズル３３～３５は、処理容器１の外側において処理ガス供給部３７に接続されている（図３参照）。例えば、処理ガス供給部３７は、プラズマ処理ガスを供給するため、Ａｒガス源３７１と、ＮＨ_３ガス源３７２と、ベースノズルバッファ部３７３、外側ノズルバッファ部３７４および軸側ノズルバッファ部３７５と、を有する。Ａｒガス源３７１およびＮＨ_３ガス源３７２と、ベースノズルバッファ部３７３、外側ノズルバッファ部３７４および軸側ノズルバッファ部３７５との間には、図示しない流量調整器、開閉バルブ等が設けられている。

【0050】

ベースノズルバッファ部３７３は、Ａｒガス源３７１のＡｒガス、ＮＨ_３ガス源３７２のＮＨ_３ガス等を適宜の流量比で混合して、ベースノズル３３に供給する。外側ノズルバッファ部３７４は、Ａｒガス源３７１のＡｒガス、ＮＨ_３ガス源３７２のＮＨ_３ガス等を適宜の流量比で混合して、外側ノズル３４に供給する。軸側ノズルバッファ部３７５は、Ａｒガス源３７１のＡｒガス、ＮＨ_３ガス源３７２のＮＨ_３ガス等を適宜の流量比で混合して、軸側ノズル３５に供給する。

【0051】

図５は、高周波電力を給電する給電回路を概略的に示す説明図である。図５に示すように、基板処理装置１００は、電源側からグランド側に向かって順に、高周波電源８５、整合器８４、アンテナ８３およびブロッキングコンデンサ８７を直列に接続している。整合器８４は、複数の可変容量コンデンサおよび／またはインダクタンスを内部に備え、アンテナ８３で誘導電界を形成する際にインピーダンス整合を行う。

【0052】

高周波電源８５は、高周波電力として１３．５６ＭＨｚの周波数、かつ５００Ｗ～５ｋＷ（５０００Ｗ）の出力値を出力可能な発振装置が適用される。また、高周波電源８５は、高周波電力の連続波およびパルス波を出力可能に構成される。特に、高周波電力のパルス波の出力において、高周波電源８５は、１０％～９９．９％の範囲にわたってＤｕｔｙを調整可能であるとよい。

【0053】

高周波電源８５は、制御部１１０との間で通信可能に接続され、制御部１１０から送信される制御指令に基づいて調整した高周波電力をアンテナ８３に出力する。制御指令には、例えば、高周波電力の出力値、パルス波のＤｕｔｙ、連続波やパルス波の出力タイミング等の情報が含まれる。これにより、基板処理装置１００は、制御部１１０にてプラズマ処理空間９９の誘導電界を適切に制御できる。

【0054】

以上のように構成される基板処理装置１００は、成膜処理において実際にウエハＷにプラズマ処理を施す期間に、高周波電源８５から高周波電力のパルス波を出力する構成としている。以下、この高周波電源８５からパルス波を出力することの意義について、図６を参照しながら説明していく。図６は、プラズマ処理方法によりプラズマ処理空間９９に生じるプラズマの電子密度および電子温度の状態を例示するグラフであり、（Ａ）は連続波を給電した場合、（Ｂ）はパルス波を給電した場合である。

【0055】

図６（Ａ）に示すように、プラズマ処理空間９９では、アンテナ８３に給電される高周波電力に応じて、プラズマの電子密度（Ｎｅ）および電子温度（Ｔｅ）が変動する。具体的には、高周波電源８５からアンテナ８３に連続波を出力する場合、高周波電力がゼロ（オフ）から所定の出力値（例えば、４ｋＷ：オン）に立ち上がることに伴い、プラズマ処理空間９９の電子密度（Ｎｅ）および電子温度（Ｔｅ）が上昇する。この際、電子温度（Ｔｅ）は、高周波電力のオフからオンの切り替わりに概ね連動して急激に立ち上がる。プラズマ中の電子は、誘導電界からエネルギを受け易く、また他の粒子と衝突してもエネルギ損失が少ない。そのため、電子温度（Ｔｅ）は高周波電力の変化に追従し易い。一方、電子密度（Ｎｅ）は、プラズマ中のプラズマ処理ガスの電離に基づいて上昇するため、高周波電力の立ち上がりに対して遅延することになる。

【0056】

ここで、電子温度が大きい場合、プラズマ中の電子が窒素（Ｎ）に衝突することで、窒素の活性種を生じさせる。この窒素の活性種が筐体９０（石英部）に衝突すると、石英にダメージを与えてパーティクルが生じる要因となる。ただし、電子温度を抑制するために高周波電力の出力を低くすると、プラズマ処理ガスの電離も少なくなる。石英のダメージに伴うパーティクルを抑制するためには、電子密度が高いまま、電子温度を低減する必要がある。

【0057】

図６（Ｂ）に示すように、高周波電力のオンおよびオフを繰り返すパルス波を出力した場合、電子密度（Ｎｅ）および電子温度（Ｔｅ）は、高周波電力のオフ時にそれぞれ下降していく。ただし、電子温度（Ｔｅ）の減衰率は、高周波電力のオフに伴って誘導電界がなくなることで、急激に下降していく。その一方で、電子密度（Ｎｅ）の減衰率は、電子温度（Ｔｅ）の減衰率よりもはるかに小さな減衰率で下降する。したがって、高周波電力のオフ時における電子温度（Ｔｅ）と電子密度（Ｎｅ）の減衰差を利用することで、電子密度を維持しつつ電子温度を低減することが可能になる。

【0058】

詳細には、高周波電力のパルス波によって、電子温度（Ｔｅ）は、大きな振幅を繰り返すようになり、その平均である平均電子密度（平均Ｎｅ）が低下する。これに対して、高周波電力のパルス波によって、電子密度（Ｎｅ）は、高い密度状態から徐々に低下することで小さな振幅を繰り返すようになり、その平均である平均電子温度（平均Ｔｅ）は高い状態を維持できる。したがって高周波電力のパルス波により、基板処理装置１００は、平均電子密度に対して平均電子温度を大きく低下させることで、石英のダメージに伴うパーティクルを抑制することが可能となる。

【0059】

プラズマ処理空間９９の平均電子密度および平均電子温度を精度よく制御するために、基板処理装置１００の制御部１１０は、高周波電源８５から給電する高周波電力のＤｕｔｙを指令してパルス波を出力させる。高周波電力のパルス波のＤｕｔｙは、以下の式（１）で求めることができる。
Ｄｕｔｙ＝Ｔ_ＯＮ／（Ｔ_ＯＮ＋Ｔ_ＯＦＦ）
なお、Ｔ_ＯＮは、高周波電力のオン期間、Ｔ_ＯＦＦは、高周波電力のオフ期間である。

【0060】

制御部１１０は、高周波電力のパルス波のＤｕｔｙを１０％～９９．９％の範囲で設定可能としているが、実際のパルス波のＤｕｔｙとしては、６６．７％～９９．９％の範囲で設定することが好ましい。パルス波のＤｕｔｙが６６．７％未満の場合には、電子温度（Ｔｅ）の減衰が少なくなる一方で、電子密度（Ｎｅ）の減衰が大きくなるため、平均電子密度が低下し易くなるからである。

【0061】

これに対して、パルス波のＤｕｔｙが６６．７％以上であれば、電子温度（Ｔｅ）が大きく低下する一方で、電子密度（Ｎｅ）の低下が少ない段階で、高周波電力がオンとなる。そのため、平均電子密度を充分に高い値に維持することが可能となる。なお、制御部１１０は、パルス波のＤｕｔｙを指令するだけでなく、オン期間Ｔ_ＯＮおよびオフ期間Ｔ_ＯＦＦを指令する構成でもよい。Ｄｕｔｙ、オン期間Ｔ_ＯＮおよびオフ期間Ｔ_ＯＦＦは、ユーザにより設定可能な構成でもよい。

【0062】

本実施形態に係る基板処理装置１００は、基本的には以上のように構成され、以下その動作（成膜処理）について説明する。

【0063】

図７は、ＳｉＯＮ膜の成膜処理の工程を示すフローチャートであり、（Ａ）は成膜処理の各工程を示すフローチャートであり、（Ｂ）はプラズマアニール工程Ｓ２のプラズマ処理方法を示すフローチャートである。基板処理装置１００の制御部１１０は、処理容器１内の回転テーブル２の各凹部２４にウエハＷを載置した後、図７（Ａ）に示すように、基板処理方法としてＳｉＯ_２膜形成工程Ｓ１と、プラズマアニール工程Ｓ２とを順に行う。

【0064】

ＳｉＯ_２膜形成工程Ｓ１において、制御部１１０は、圧力調整部６４および真空排気機構６５により処理容器１内を所定の圧力に制御した状態で、回転テーブル２を回転させながら、ヒータユニット７によりウエハＷを所定の温度に加熱する。このとき、制御部１１０は、分離ガスノズル４１、４２から分離ガス（例えば、Ａｒガス）を供給する。

【0065】

また、制御部１１０は、第１の処理ガスノズル３１から第１の処理ガスであるシリコン含有ガスを供給する。これにより、第１の処理領域Ｐ１では、ウエハＷの表面にシリコン含有ガスが付着する。

【0066】

さらに、制御部１１０は、第２の処理ガスノズル３２から第２の処理ガスである酸素含有ガスを供給する。これにより、第２の処理領域Ｐ２では、回転テーブル２の回転に伴って移動したウエハＷ上のシリコン含有ガスが酸素含有ガスと反応する。そのため、薄膜成分であるＳｉＯ_２の分子層が形成されてウエハＷ上に堆積する。

【0067】

そして、制御部１１０は、回転テーブル２の回転を継続することにより、ウエハＷの表面へのシリコン含有ガスの付着、およびシリコン含有ガスと酸素含有ガスの反応を繰り返す。その結果、所望の厚みを有するＳｉＯ_２膜が、ウエハＷの表面に成膜される。ＳｉＯ_２膜の膜厚が所望の厚みに到達すると、制御部１１０はＳｉＯ_２膜形成工程Ｓ１を終了する。

【0068】

次に、制御部１１０は、プラズマアニール工程Ｓ２において、処理容器１のプラズマ処理領域Ｐ３において各ウエハＷに対してプラズマ処理を行う。制御部１１０は、図７（Ｂ）に示すように、圧力調整部６４および真空排気機構６５により処理容器１内を所定の圧力に制御した状態で、各ウエハＷを載置している回転テーブル２を回転させる（ステップＳ２１）。またこの際、制御部１１０は、ヒータユニット７によりウエハＷを所定の温度に加熱すると共に、分離ガスノズル４１、４２から分離ガスを供給する。

【0069】

そして、制御部１１０は、処理ガス供給部３７を制御して、第３の処理ガスノズル３３～３５からプラズマ処理空間９９にプラズマ処理ガス（Ａｒガス、ＮＨ_３ガス）を供給するガス供給工程を行う（ステップＳ２２）。さらにガス供給を継続している状態で、制御部１１０は、高周波電源８５からアンテナ８３に高周波電力を給電して、プラズマ処理空間９９内にプラズマを生成する給電工程を行う（ステップＳ２３）。プラズマ処理空間９９のプラズマにより、ウエハＷ上に堆積したＳｉＯ_２膜が改質されることで、ＳｉＯＮ膜が生成される。

【0070】

図８は、給電工程における高周波電力の給電例を示すタイミングチャートである。図８に示すように、制御部１１０は、給電工程において、まず高周波電源８５からアンテナ８３に高周波電力の連続波を給電する初期ステップを行う。これにより、プラズマ処理空間９９においてＡｒガスが励起して、プラズマを迅速に着火させることができる。連続波を給電する初期ステップの高周波電力としては、例えば、２ｋＷに設定されるとよい。基板処理装置１００は、初期ステップの高周波電力が低いことで、筐体９０を構成する石英のダメージを抑制できる。

【0071】

プラズマ処理空間９９においてプラズマが安定して生成される時点に移行すると、制御部１１０は、プラズマ処理ガスの供給を継続しつつ、高周波電源８５から高周波のパルス波を給電させるプラズマ処理ステップに移行する。このプラズマ処理ステップにおける高周波電力の出力値は、初期ステップにおける高周波電力の出力値の１．５倍以上に設定することが好ましい。例えば図８では、制御部１１０は、プラズマ処理ステップの高周波電力の出力値を、初期ステップの出力値の２倍の４ｋＷとしている。その結果、基板処理装置１００は、高周波電力のパルス波を給電した場合でも、各ウエハＷに対するプラズマ処理を効率的に行うことができる。

【0072】

以上の給電工程を行うことにより、基板処理装置１００は、プラズマ処理空間９９において、プラズマの平均電子密度を維持しながら、平均電子温度を下げることができる。具体的には、平均電子密度を高く維持することで、ウエハＷ上のＳｉＯ_２膜に対するプラズマ処理を行い、ＳｉＯ_２膜をＳＩＯＮ膜に円滑に改質することが可能となる。その一方で、基板処理装置１００は、平均電子温度が低いことにより石英のダメージを低減して、石英の損傷に伴って生じるパーティクルを抑制することができる。

【0073】

図７（Ａ）に戻り、基板処理装置１００の制御部１１０は、以上のプラズマアニール工程Ｓ２を終了すると、処理ガス供給部３７を制御してプラズマ処理ガスを停止すると共に、プラズマ源部８０への高周波電力の給電を停止する。その後、制御部１１０は、処理済みのウエハＷを処理容器１から搬出し、成膜処理を終了する。なお、上記の実施形態の基板処理方法では、ＳｉＯ_２膜形成工程Ｓ１とプラズマアニール工程Ｓ２とを順に１回ずつ行う場合を説明したが、これに限定されず、ＳｉＯ_２膜形成工程Ｓ１とプラズマアニール工程Ｓ２とを交互に複数回繰り返してもよい。また、基板処理方法では、各ウエハＷを回転させながら、第１の処理領域Ｐ１でのシリコン含有ガスの供給、第２の処理領域Ｐ２での酸素含有ガスの供給、およびプラズマ処理領域Ｐ３でのプラズマによる改質を同時に実施してもよい。

【0074】

［実施例］
上記で説明したプラズマ処理方法の効果を確認するための実験を行った。図９は、プラズマ処理ステップにおいて高周波電源８５から出力する高周波電力の条件を変えて、ウエハＷ上に生じるパーティクルの数を比較したグラフおよび表である。

【0075】

図９の棒グラフにおいて、横軸は高周波電力の条件の各パターンであり、縦軸はプラズマ処理でウエハＷ上に生じたパーティクルの数である。この実験では、プロセス条件として、ウエハＷを４００℃に加熱し、処理容器１内の圧力を１．５Ｔｏｒｒ（２００Ｐａ）に調整した。また、回転テーブル２によるウエハＷの回転を停止した状態として、プラズマ処理空間９９にウエハＷを配置した状態で、プラズマ処理方法を実施した。プラズマ処理空間９９に供給するプラズマ処理ガスは、ＡｒガスおよびＮＨ_３ガスである。

【0076】

図９に示す実験結果から分かるように、高周波電力の連続波を給電している場合、ウエハＷに生じるパーティクルの数が大きくなる。特に、高周波電力が３ｋＷや４ｋＷの場合には、パーティクルの数が大幅に増えている。回転テーブル２によりウエハＷを回転させながらプラズマ処理方法を行う基板処理装置１００では、高周波電力の電力値を高い値に設定することで処理の効率が向上するが、３ｋＷや４ｋＷ等の電力値でパーティクルが増えることが問題となる。

【0077】

これに対して、高周波電力のパルス波を給電している場合には、連続波を給電している場合に比べて、パーティクルの数が減っている。したがって、高周波電力のパルス波を給電することにより、石英のダメージが軽減されて、パーティクルが抑制できると言うことができる。特に、パルス波のオン期間Ｔ_ＯＮが１ｍｓｅｃかつオフ期間Ｔ_ＯＦＦが０．５ｍｓｅｃの場合（Ｄｕｔｙが６６．７％の場合）に、パーティクルが充分に抑えられていることが分かる。これは、オン期間Ｔ_ＯＮが短くなることで、プラズマの電子温度（Ｔｅ）が高くなる期間が短くなり、Ｎの活性種が石英に与えるダメージを減らしていると推定できる。したがって、プラズマ処理方法は、高周波電力のパルス波のオン期間Ｔ_ＯＮおよびオフ期間Ｔ_ＯＦＦを適切に設定することで、パーティクルを抑えたプラズマ処理を実現することができると言える。

【0078】

本開示の基板処理装置１００およびプラズマ処理方法は、上記の実施形態に限定されず、種々の変形例をとり得る。例えば、上記の実施形態では、回転テーブル２により複数のウエハＷを回転させながらプラズマ処理方法を行う基板処理装置１００を説明したが、図示しない載置台に１枚のウエハＷを載置する基板処理装置にも本開示のプラズマ処理方法を適用することが可能である。

【0079】

プラズマ処理方法は、高周波電力のパルス波を給電するプラズマ処理ステップにおいて、高周波電力の出力値を変動させる構成としてもよい。例えば、パルス波の給電開始時において高周波電力を段階的に増やすことで、局所的な電子密度や電子温度の上昇等を抑えることができる。上記したように高周波電源８５は、５００Ｗ～５ｋＷの範囲で高周波電力を調整可能としているため、状況に応じて適切な出力値で高周波電力を出力することができる。

【0080】

また、プラズマ処理方法は、プラズマアニール工程において高周波電力の連続波を出力せずに、直ちにパルス波を出力する構成でもよい。この場合でもパルス波の高周波電力によって、プラズマ処理空間９９においてプラズマを着火させることができる。

【0081】

以上の実施形態で説明した本開示の技術的思想および効果について以下に記載する。

【0082】

本開示の第１の態様は、プラズマを用いて窒化膜を基板（ウエハＷ）に成膜するプラズマ処理方法であって、（ａ）窒素含有ガスを含むプラズマ処理ガスを処理容器１の内部のプラズマ処理空間９９に供給する工程と、（ａ）の工程の実施時に、（ｂ）プラズマ処理空間９９にプラズマを生成するために、プラズマ処理空間９９に露出される石英部（筐体９０）に配置されたアンテナ８３に高周波電源８５から高周波電力を給電する工程と、を有し、（ｂ）の工程では、高周波電力としてオンおよびオフを繰り返すパルス波をアンテナ８３に給電することで、プラズマの平均電子密度と相対的に平均電子温度を低下させる。

【0083】

上記のプラズマ処理方法は、プラズマを用いて窒化膜を成膜する際に高周波電力のパルス波を給電することで、電離した電子による窒素の活性種の発生を抑制できる。すなわち、プラズマ処理方法は、パルス波の給電によって、平均電子密度を維持しながら、平均電子温度を低下させることが可能となる。このため、高い電子温度の影響によって、窒素が活性種となることによる石英部（筐体９０）のダメージが抑えられる。その結果、プラズマ処理方法は、石英が削れることによるパーティクルの発生を大幅に低減できる。

【0084】

また、（ｂ）の工程では、パルス波のデューティ比を６６．７％～９９．９％の範囲に設定する。これにより、プラズマ処理方法は、平均電子密度を維持しつつ、平均電子温度を充分に低下させることができる。

【0085】

また、（ｂ）の工程では、高周波電力として５００Ｗ～５０００Ｗの範囲の出力値を給電する。これにより、プラズマ処理方法は、高周波電力のパルス波を給電する場合でも、プラズマ処理空間９９においてプラズマを安定的に生成することができる。

【0086】

また、（ｂ）の工程では、パルス波を給電するステップの前に、高周波電源８５から高周波電力の連続波を給電するステップを有し、パルス波を給電するステップにおける高周波電力の出力値は、連続波を給電するステップにおける高周波電力の出力値よりも大きい。このように、高周波電力の連続波によりプラズマを着火させてからパルス波を給電することで、プラズマ処理方法は、プラズマを良好に生成しつつ、パーティクルの数を大幅に減らすことができる。

【0087】

また、パルス波を給電するステップにおける高周波電力の出力値は、連続波を給電するステップにおける高周波電力の出力値の１．５倍以上である。これにより、プラズマ処理方法は、連続波を給電するステップにおいて石英部（筐体９０）のダメージを抑制できると共に、パルス波を給電するステップでプラズマ処理を効率的に行うことができる。

【0088】

また、（ａ）の工程および（ｂ）の工程では、処理容器１の内部に設けられた基板（ウエハＷ）を複数載置する回転テーブル２を回転させる。これにより、プラズマ処理方法は、複数の基板を回転させながら窒化膜を成膜する場合でも、パーティクルの数を少なくしつつ、各基板に対してプラズマ処理を安定して行うことができる。

【0089】

本開示の第２の態様は、プラズマを用いて窒化膜を基板（ウエハＷ）に成膜する基板処理装置１００であって、基板を収容する処理容器１と、窒素含有ガスを含むプラズマ処理ガスを処理容器１の内部のプラズマ処理空間９９に供給する処理ガスノズル（第３の処理ガスノズル３３～３５）と、プラズマ処理空間９９に露出される石英部（筐体９０）にアンテナ８３を配置し、プラズマ処理空間９９にプラズマを生成可能なプラズマ源部８０と、処理ガスノズルからプラズマ処理空間９９へのプラズマ処理ガスの供給時に、アンテナ８３に高周波電力を給電する高周波電源８５と、を備え、高周波電源８５は、高周波電力としてオンおよびオフを繰り返すパルス波をアンテナ８３に給電することで、プラズマの平均電子密度と相対的に平均電子温度を低下させる。この場合でも、基板処理装置１００は、プラズマを生成して窒化膜を成膜する際に、窒素の活性種を抑制できる。

【0090】

今回開示された実施形態に係るプラズマ処理方法は、すべての点において例示であって制限的なものではない。実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形および改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

【0091】

本開示のプラズマ処理方法は、ICPの他に、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)等の装置でも適用可能である。

【符号の説明】

【0092】

１ 処理容器
８３ アンテナ
８５ 高周波電源
９０ 筐体
９９ プラズマ処理空間
１００ 基板処理装置
Ｗ ウエハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】