特開 2024-114441 プラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法

(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】P2024114441

(43)【公開日】2024-08-23

(54)【発明の名称】プラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/46 20060101AFI20240816BHJP

   C23C 16/507 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

H05H1/46 L

C23C16/507

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023020219

(22)【出願日】2023-02-13

(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】110002756

【氏名又は名称】弁理士法人弥生特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】進藤 崇央

【テーマコード（参考）】

2G084

4K030

【Ｆターム（参考）】

2G084AA05

2G084AA13

2G084BB02

2G084BB05

2G084BB14

2G084CC13

2G084CC33

2G084DD03

2G084DD13

2G084DD55

2G084FF15

2G084FF20

4K030FA04

4K030KA02

4K030KA30

(57)【要約】

【課題】誘導結合プラズマにより形成されるプラズマの電子密度分布を調節して、基板に対して均一にラジカルを供給すること。
【解決手段】プラズマ処理装置は、処理容器内に設けられ、基板を載置するための載置台と、前記載置台側に向けて開口する内部空間を備え、当該内部空間を仕切板で仕切ることで前記載置台に沿って複数の区画空間が形成された放電容器と、前記区画空間に連通するように前記放電容器に取り付けられ、前記区画空間と共にループ状のプラズマ流路を構成する放電管と、前記プラズマ流路に前記処理ガスを供給するための処理ガス供給部と、高周波電源から電力が供給されて磁場を生成させるコイルを含み、前記磁場の電磁誘導により、前記プラズマ流路にて前記処理ガスをプラズマ化するように構成されたプラズマ形成機構と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマにより活性化した処理ガスを処理容器内の基板に供給してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
前記処理容器内に設けられ、前記基板を載置するための載置台と、
前記載置台に対向して配置され、前記載置台側に向けて開口する内部空間を備え、当該内部空間を仕切板で仕切ることにより、前記載置台に沿って複数の区画空間が形成された放電容器と、
前記区画空間に連通するように前記放電容器に取り付けられ、前記区画空間と共にプラズマ化した処理ガスが流通するループ状のプラズマ流路を構成する少なくとも１つの放電管と、
前記プラズマ流路に前記処理ガスを供給するための処理ガス供給部と、
高周波電源から電力が供給されて磁場を生成させるコイルを含み、前記磁場の電磁誘導により、前記プラズマ流路にて前記処理ガスをプラズマ化するように構成されたプラズマ形成機構と、
を備える、プラズマ処理装置。

【請求項2】

前記複数の区画空間は、各々、前記載置台側から見て細長い矩形状に形成されると共に、これらの区画空間の長辺方向と交差する方向に向けて互いに隣り合うように配列され、
前記放電管が複数、設けられると共に、これらの放電管は、各々、前記複数の区画空間に対し、前記長辺方向の一端側に設けられた一端部と、前記一端側とは反対の他端部側に設けられた他端部とを連通させるように取り付けられることにより前記ループ状のプラズマ流路が構成された、請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項3】

複数の前記放電管は、前記仕切り板を介して互いに隣り合って横並びに配置された２つの区画空間のうちの一方側の前記一端部と、他方側の前記他端部とを連通させるように取り付けられ、さらに、前記横並び配列の両端に位置する２つの区画空間の一方側の前記一端部と他方側の前記他端部とを連通させるように取り付けられた放電管を備える、請求項２に記載のプラズマ処理装置。

【請求項4】

複数の前記放電管は、同一の前記区画空間の前記一端部と前記他端部とを連通させるように、複数の前記区画空間の各々に設けられている、請求項２に記載のプラズマ処理装置。

【請求項5】

前記複数の区画空間及び前記少なくとも１つの前記放電管は、前記ループ状のプラズマ流路にてプラズマ化した前記処理ガスを流れるプラズマ電流の方向が、前記コイルの磁場による電磁誘導の向きに沿った方向となるように設けられている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項6】

前記プラズマ形成機構は、前記放電管を囲むように設けられた前記コイルによって構成される、請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項7】

前記プラズマ形成機構は、前記放電管を囲むように環状に形成され、前記コイルが巻き付けられた磁性部材を含む、請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項8】

前記放電管が複数、設けられている場合に、前記磁性部材は、複数の前記放電管を一括して囲む枠状体として形成され、
前記コイルは、その軸心方向が、前記枠状体による、前記放電管の囲み方向に沿うように設けられている、請求項７に記載のプラズマ処理装置。

【請求項9】

前記放電容器及び前記放電管の少なくとも一方には、前記ループ状のプラズマ流路に形成されたプラズマ電流が管壁を伝って散逸することを防ぐための誘電体部が設けられている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項10】

前記放電容器には、前記区画空間を排気するための排気ポートが形成されている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項11】

前記放電容器の前記開口側には、イオントラップ部材及びシャワーヘッドの少なくとも一方が設けられている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項12】

処理容器内に設けられ、基板を載置するための載置台と、前記載置台に対向して配置され、前記載置台側に向けて開口する内部空間を備え、当該内部空間を仕切板で仕切ることにより、前記載置台に沿って複数の区画空間が形成された放電容器と、前記区画空間に連通するように前記放電容器に取り付けられ、前記区画空間と共にプラズマ化した処理ガスが流通するループ状のプラズマ流路を構成する少なくとも１つの放電管と、前記プラズマ流路に前記処理ガスを供給するための処理ガス供給部と、高周波電源から電力が供給されて磁場を生成させるコイルを含み、前記磁場の電磁誘導により、前記プラズマ流路にて前記処理ガスをプラズマ化するように構成されたプラズマ形成機構と、を用い、
前記処理ガス供給部により前記処理ガスを供給する工程と、
前記プラズマ形成機構により前記処理ガスをプラズマ化する工程と、
前記プラズマ流路のプラズマ化した前記処理ガスを前記開口から放出し、前記載置台に載置された前記基板に供給してプラズマ処理を行う工程と、
を含む、プラズマ処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、プラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

微細パターンの成膜に適する原子層堆積法（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）においては、反応ガスなどの処理ガスの反応性を向上させ、かつプロセス温度を低下させるため、プラズマを利用する場合がある。このようなプラズマＡＬＤ法（ＰＥＡＬＤ）では、処理空間から離れた位置にプラズマ形成機構及びプラズマ形成空間を設けるリモートプラズマ方式を採用することがある。このリモートプラズマ方式によれば、放電やイオンによる基板や処理容器内等の損傷を抑制しながら処理ガスのプラズマに含まれるラジカルを供給できる。

【0003】

プラズマ形成手段は、様々な手法があり、その一例として、高周波電力が供給されることにより磁場を生じるコイルを備え、磁場による電磁誘導で処理ガスをプラズマ化する誘導結合プラズマ（inductively coupled plasma、ＩＣＰ）がある。特許文献１には、プラズマ形成空間を構成するプラズマドームの上部に配置された高周波コイルで第１プロセスガスをプラズマ化し、プラズマドーム下方に設けられたチャンバー内のウエハに供給する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１９／０３０１０１３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、誘導結合プラズマにより形成されるプラズマの電子密度分布を調節して、基板に対して均一にラジカルを供給する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のプラズマ処理装置は、
プラズマにより活性化した処理ガスを処理容器内の基板に供給してプラズマ処理を行い、
前記処理容器内に設けられ、前記基板を載置するための載置台と、
前記載置台に対向して配置され、前記載置台側に向けて開口する内部空間を備え、当該内部空間を仕切板で仕切ることにより、前記載置台に沿って複数の区画空間が形成された放電容器と、
前記区画空間に連通するように前記放電容器に取り付けられ、前記区画空間と共にプラズマ化した処理ガスが流通するループ状のプラズマ流路を構成する少なくとも１つの放電管と、
前記プラズマ流路に前記処理ガスを供給するための処理ガス供給部と、
高周波電源から電力が供給されて磁場を生成させるコイルを含み、前記磁場の電磁誘導により、前記プラズマ流路にて前記処理ガスをプラズマ化するように構成されたプラズマ形成機構と、
を備えている。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、誘導結合プラズマにより形成されるプラズマの電子密度分布を調節して、基板に対して均一にラジカルを供給できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の第１実施形態に係る成膜装置を示す縦断側面図である。

【図2A】第１実施形態における放電容器２及び放電管１０を示す上方斜視図である。

【図2B】第１実施形態における放電容器２及び放電管１０を示す下方斜視図である。

【図2C】第１実施形態における放電容器２、放電管１０、及びプラズマ形成機構３を示す上方斜視図である。

【図3】第１実施形態のプラズマ流路Ｐ１における反応ガス供給時の作用を示す図である。

【図4】第１実施形態のプラズマ流路Ｐ１における反応ガス供給時の作用を示す図である。

【図5A】第１実施形態のプラズマ流路Ｐ１における反応ガス供給時の作用を示す図である。

【図5B】第１実施形態のプラズマ流路Ｐ１における反応ガス供給時の作用を示す図である。

【図6】第１実施形態のプラズマ流路Ｐ１の残留ガス排気時の作用を示す図である。

【図7A】放電容器２及び放電管１０の他の接続例を示す平面図である。

【図7B】放電容器２及び放電管１０の他の接続例を示す平面図である。

【図7C】放電容器２及び放電管１０の他の接続例を示す平面図である。

【図8】第２実施形態の放電容器２、放電管１０、及びプラズマ形成機構３Ａを示す平面図である。

【図9】図８に示すＤ－Ｄ’断面図である。

【図10】第３実施形態の放電容器２、放電管１０、及びプラズマ形成機構３Ｂを示す上方斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（第１実施形態）
以下、本開示に係るプラズマ処理装置の第１の実施形態として、基板である半導体ウエハＷ（以後、基板Ｗという）に対し、処理ガスの誘導結合プラズマを用いて成膜を行う成膜装置１について図１を参照して説明する。図１は本実施形態に係る成膜装置１を示す縦断側面図である。

【0010】

成膜装置１は、基板Ｗが配置された処理容器５と、処理ガス供給機構７（原料ガス供給部７１、反応ガス供給部７２）と、処理容器５の上に配置されて、処理ガスである反応ガスが供給されるプラズマ流路Ｐ１と、プラズマ流路Ｐ１に供給された反応ガスをプラズマ化するためのプラズマ形成機構３と、を備えている。成膜装置１は、プラズマにより活性化された反応ガスを処理容器５内に供給し、もう一方の処理ガスである原料ガスと反応させて基板Ｗに成膜処理を行う。

【0011】

処理容器５は、上面側が開口し、側壁には、基板Ｗの搬入出を行うための搬入出口５３と、この搬入出口５３を開閉するゲートバルブ５４と、が設けられている。処理容器５内には、基板Ｗを水平に載置するための金属製の載置台８が設けられている。載置台８には基板用ヒータ８１が埋設され、基板用ヒータ８１は、不図示の電源から給電されることにより基板Ｗを予め設定された温度に加熱する。

【0012】

載置台８は、円筒形状の支柱８６に支えられ、支柱８６は処理容器５の底部に取り付けられている。載置台８には、基板Ｗを支持して昇降させるための３本（２本のみ図示）の基板支持ピン８４が載置台８の表面に対して突没可能に設けられ、これら基板支持ピン８４は支持板８３に固定されている。そして、基板支持ピン８４は、エアシリンダ等の不図示の駆動機構により支持板８３を介して昇降される。

【0013】

処理容器５は、図示しない加熱機構を有し、これらは図示しない電源から給電されることにより予め設定された温度に加熱される。処理容器５の底部の開口部５６には排気管８７が接続され、この排気管８７には、処理容器側排気機構８９が接続されている。処理容器５の底部の開口部５６及び排気管８７は、処理容器５内の処理ガスを排気するように排気流路を形成している。そしてこの処理容器側排気機構８９は、処理容器５内を予め設定された真空度まで減圧するように動作する。

【0014】

処理ガス供給機構７は、ＰＥＡＬＤ成膜を行う際に用いる処理ガスとして、基板Ｗに形成しようとする膜の構成元素を含む原料ガス、原料ガスと反応する反応ガス、及びパージガス等を供給する。原料ガスおよび反応ガスは、成膜しようとする膜に応じて種々のものを用いることができる。パージガスとしては、不活性ガス、例えばＡｒ（アルゴン）ガス、Ｈｅ（ヘリウム）ガス等の希ガスや、Ｎ２（窒素）ガスを用いることができる。

【0015】

処理ガス供給機構７は、原料ガス及びパージガスを供給するための原料ガス供給部７１と、反応ガス及びパージガスを供給するための反応ガス供給部７２と、によって構成されている。ＰＥＡＬＤを実施して成膜を行う場合、原料ガス供給部７１及び反応ガス供給部７２は、パージガスの供給を継続したまま、原料ガスと反応ガスとを交互にかつ間欠的に供給する。

【0016】

原料ガス供給部７１には、原料ガス供給路７３の上流端が接続され、反応ガス供給部７２には、反応ガス供給路７４の上流端が接続されている。原料ガス供給部７１及び反応ガス供給部７２は、これら供給路７３、７４を介して各種処理ガスを供給する。原料ガス供給路７３及び反応ガス供給路７４には、それぞれバルブ類および、例えばマスフローコントローラにより構成される流量制御器が設けられている。以下、原料ガス供給部７１による原料ガス及びパージガスの供給を単に原料ガスの供給ということもあり、反応ガス供給部７２による反応ガス及びパージガスの供給を単に反応ガスの供給ということもある。

【0017】

プラズマ流路Ｐ１は、放電容器２内に形成された複数の区画空間２４と、各区画空間２４に接続された複数の放電管１０と、によって構成され、後述するようなループ状の流路になっている。放電容器２は、処理容器５の上面側の開口を塞ぐように載置台８の上方に対向して配置される。例えば放電容器２は、直方体形状に構成され、載置台８に向けて開口する内部空間を含んでいる。図２Ａ、図２Ｂは、放電容器２及び放電管１０を示す上方側及び下方側から見た斜視図であり、プラズマ形成機構３など他の構成の図示を省略している。

【0018】

放電容器２は、金属製であり、内部空間を囲むように設けられた矩形状の上壁部２１と、上壁部２１の四辺に沿うように設けられた４つの側壁部２２と、によって既述の直方体形状を構成している。以下、説明の便宜上、４つの側壁部２２のうち、平面視した際にＸ方向に沿って延在する２つの側壁部２２をＸ側壁部２２ａ、Ｙ方向に沿って延在する２つの側壁部２２をＹ側壁部２２ｂとも呼ぶ。

【0019】

放電容器２には、載置台８に沿って内部空間を仕切るように配置された８枚の仕切板２３が形成されている。これら仕切板２３は、それぞれＹ側壁部２２ｂに沿って配置された板状体であり、Ｘ側壁部２２ａに沿って相互に離間して配列されている。これらの仕切板２３により、本例の内部空間は載置台８に沿って９個の区画空間２４に分割され、各区画空間２４の下面側には区画開口２５が形成された構成となっている。

【0020】

上述の構成により各区画空間２４は、Ｙ方向に沿って長い直方体状の空間に形成されている。以後、Ｙ方向において、各図に併記したＹ軸の矢印に沿って先端側（＋Ｙ側）を手前側、基端側（―Ｙ側）を奥手側ともいうことがある。同じくＸ軸の矢印に沿って、先端側（＋Ｘ側）を右側、基端側（―Ｘ側）を左側といい、Ｘ方向を左右方向ということもある。図１に示すように各区画空間２４は、詳細には、伸長方向に直交する断面視において概ね正方形状になるように形成されている。また各区画空間２４は、載置台８側から見て、Ｙ方向に沿って細長く伸びるような矩形状に形成され、各区画開口２５の形状は、当該矩形に一致する。これらの区画空間２４は、載置台８に沿うように面状に配置されている。詳細には、これらの区画空間２４は、当該矩形の長辺方向と交差する方向に向けて、仕切板２３を介して互いに隣り合うように横並びに配列されている。

【0021】

放電容器２には、各区画空間２４を排気するための複数の排気ポート２６と、放電管１０を接続するための複数の接続口２７と、が形成されている。接続口２７は、区画空間２４に連通し、かつ区画空間２４から上方に向かって開口するように上壁部２１に形成されている。そしてこれらの接続口２７は、各区画空間２４の伸長方向における端部を構成する手前側端部２４ａ及び奥手側端部２４ｂにそれぞれ配置されている。

【0022】

排気ポート２６は、区画空間２４毎に対応して、手前側のＸ側壁部２２ａに９個設けられている。各排気ポート２６は、それぞれ区画空間２４の手前側端部２４ａに連通するように形成されている。図１に示すように各排気ポート２６には、排気路７６の上流端がそれぞれ接続され、これらの排気路７６は下流側にて合流した後、下流端にて排気機構７７に接続されている。排気機構７７は、排気路７６及び排気ポート２６を介して各区画空間２４を排気するように動作する。

【0023】

図２Ａに示すように、複数の放電管１０は、Ｙ方向に沿って伸びる伸長部１１と、伸長部１１の両端を下方に向けて屈曲させるように形成された２つの屈曲端部１２と、をそれぞれ備えた細長い金属製の配管である。各放電管１０は、伸長部１１及び２つの屈曲端部１２に沿って形成され、かつ分岐が無い１本の流路を構成する。当該流路は、各屈曲端部１２の先端で開口している。各放電管１０には、ループ状のプラズマ流路Ｐ１に形成されたプラズマ電流が管壁を伝って散逸することを防ぐように構成された環状の誘電体部１４が設けられている。

【0024】

さらに各放電管１０には、流路に反応ガスを供給するための給気ポート１５が形成されている。これらの給気ポート１５は、伸長部１１の手前側端部において流路に連通するように形成され、反応ガス供給路７４の下流端がそれぞれ接続されている。これらの反応ガス供給路７４は、上流側にて合流した後、反応ガス供給部７２に接続されている。反応ガス供給部７２は、これらの反応ガス供給部７２及び給気ポート１５を介して各流路に反応ガスを供給する。

【0025】

このような構成の放電管１０は、放電容器２の上壁部２１に９本設けられ、それぞれの流路を介して２つの区画空間２４を連通するように放電容器２に取り付けられている。９本の放電管１０は、８本の隣接放電管１０Ｃと、１本のループ放電管１０Ｌと、によって構成されている。隣接放電管１０Ｃは、隣り合う２つの区画空間２４を接続する役割を果たす。またループ放電管１０Ｌは、放電容器２の左端に位置する区画空間２４と、右端に位置する区画空間２４とを接続することにより、プラズマ流路Ｐ１のループを形成する役割を果たす。

【0026】

隣接放電管１０Ｃは、仕切板２３を介して左右に隣り合って配置された２つの区画空間２４を連通させるように設けられている。具体的には図２Ａ及び図３に示すように、各隣接放電管１０Ｃの手前側の屈曲端部１２は、右側に位置する一方側の区画空間２４の手前側端部２４ａ上に取り付けられている。また、各隣接放電管１０Ｃの奥手側の屈曲端部１２は、左側に位置する他方側の区画空間２４の奥手側端部２４ｂ上に取り付けられている。上述の構成により８本の隣接放電管１０Ｃは、９個の区画空間２４を右端から左端に向かって順に繋いでいる。

【0027】

図３に示すように放電容器２を上面側から平面視したとき、８本の隣接放電管１０Ｃは、伸長方向に交差する方向に向けて横並びに配列されている。但し既述のように、各隣接放電管１０Ｃは隣り合う２つの区画空間２４を接続する構成となっていることから、各区画空間２４の伸長方向（Ｙ方向）に対し、各隣接放電管１０Ｃは鋭角を成すように、奥手側の端部を左側に傾けて配置されている。なおこれらの隣接放電管１０Ｃは互いに同一形状に構成され、２つの屈曲端部１２のＺ方向の長さ、伸長部１１の長さ、及び流路の断面積が一様である。

【0028】

既述のようにループ放電管１０Ｌは、９個の区画空間２４において横並びの両端に位置する２つの区画空間２４を連通させるように設けられている。具体的にはループ放電管１０Ｌの手前側の屈曲端部１２は、放電容器２の左端側に位置する区画空間２４の手前側端部２４ａ上に取り付けられている。また、ループ放電管１０Ｌの奥側の屈曲端部１２は、放電容器２の右端に位置する区画空間２４の奥手側端部２４ｂ上に取り付けられている。上記の構成によりループ放電管１０Ｌの内部の流路は、放電容器２の各接続口２７を介して左右端に位置する区画空間２４を繋いでいる。このように、９個の区画空間２４は、８本の隣接放電管１０Ｃと１本のループ放電管１０Ｌとによりループ状に繋がれている。

【0029】

図２Ａ、図３に示すようにループ放電管１０Ｌは、隣接放電管１０Ｃと比較して屈曲端部の高さ寸法及び伸長部１１の長さ寸法が大きく形成されている。一方、流路の断面積が一様になるように形成されている点は、各隣接放電管１０Ｃと同様である。そしてループ放電管１０Ｌは、既述の区画空間２４の並びをまたぐように配置されている。そして、既述のように左端側の区画空間２４の手前側端部２４ａと右端側の区画空間２４の奥手側端部２４ｂとを繋ぐように取り付けられていることにより、ループ放電管１０Ｌは、各区画空間２４の伸長方向（Ｙ方向）に対し、鋭角を成すように、奥手側の端部を右側に向けて傾斜するように配置されている。

【0030】

以上に説明したように、プラズマ流路Ｐ１は、９本の放電管１０と９個の区画空間２４とが交互に繋がれて、１つのループ状の流路に形成されている。そして既述のように、このプラズマ流路Ｐ１には、各放電管１０に設けられた給気ポート１５が合計９個配置されている。これらの給気ポート１５は、プラズマ流路Ｐ１に概ね一定の間隔で配置された構成となっている。このため、プラズマ流路Ｐ１内にこれらの給気ポート１５から反応ガスが供給されるため、放電管１０から各区画空間２４に流れ込む反応ガスの濃度を概ね均一にできる。そして後述するように、当該プラズマ流路Ｐ１においては、放電管１０に設けられたプラズマ形成機構３によって反応ガスをプラズマ化するため、各区画空間２４に流れ込む反応ガスのプラズマ密度（電子密度）も均一化できる。

【0031】

放電管１０内で形成された反応ガスのプラズマは、給気ポート１５から供給されたパージガスと共にプラズマ流路Ｐ１内を流れて拡散し、プラズマ流路Ｐ１の出口に向かって流れる。本例において、プラズマ流路Ｐ１の出口は、各区画空間２４の区画開口２５によって構成され、反応ガスのプラズマはこれらの区画開口２５を介して処理容器５側へ供給される。なお、反応ガスの供給を終了する際には、排気機構７７を稼働させることにより、各区画空間２４内の反応ガスを排気ポート２６側へも排出することができる。

【0032】

プラズマ流路Ｐ１は、区画空間２４の矩形状の下面全体を区画開口２５として構成されているため、各区画空間２４に流れ込んだ反応ガスのプラズマを一様に排出することができる。そしてループ状のプラズマ流路Ｐ１に沿って見たとき、反応ガスのプラズマが形成される放電管１０と区画空間２４とが交互に配置されている。このため、各区画空間２４には概ね同濃度かつ同量のプラズマが供給され、これらの区画空間２４から区画開口２５を介して処理容器５に向けて処理ガスのプラズマを一様に排出される。そして既述の複数の区画空間２４の配置に対応して、これらの区画開口２５についても、Ｙ方向に沿って伸長するように形成されると共に左右方向に並べて配置されているため、載置台８の上面側を複数の区画開口２５で覆った構成とすることができる。そして、各区画空間２４から反応ガスのプラズマを一様に排出することにより、基板Ｗの処理面に向けて、当該反応ガスのプラズマを高密度且つ均一に供給し、基板Ｗの成膜処理を均一化できる。

【0033】

また給気ポート１５と同様に、プラズマ流路Ｐ１内に残存した反応ガスを排出する９個の排気ポート２６は、一定間隔で区画空間２４に配置されている。このため、反応ガス供給終了時には、各区画空間２４内に残存する処理ガスのプラズマを速やかに排出することにより、区画開口２５から処理容器５内へ向けてのプラズマの放出を速やかに停止できる。

【0034】

図１に示すように、放電容器２の下方側（各区画開口２５の出口側）には、イオントラップ部材６１及びシャワーヘッド６２が配置されている。イオントラップ部材６１は、各区画開口２５の一部を塞ぐように設けられたイオントラップ領域６１ａを含んでいる。図１においてイオントラップ領域６１ａには、クロスハッチングを付して示してある。当該イオントラップ領域６１ａには、イオントラップ部材６１を上下に貫通する不図示の孔部が多数形成されている。このイオントラップ領域６１ａにおいては、処理ガスのプラズマに含まれるイオンをイオントラップ部材６１に衝突させることにより、これらのイオンが処理容器５内へ向けて通過することを抑制する。一方、処理ガスのプラズマに含まれるラジカルは、多数の孔部を通過して下方側に放出される。

【0035】

シャワーヘッド６２は、イオントラップ部材６１の下方側に配置され、かつ処理容器５の上面側の開口を塞ぐように配置されている。シャワーヘッド６２には、イオントラップ部材６１を通過したラジカルを豊富に含む反応ガスのプラズマを処理容器５内に供給するための複数の反応ガス供給孔６３が形成されている。

【0036】

さらにシャワーヘッド６２には、原料ガスを処理容器５内に供給するための複数の原料ガス供給孔６４が形成されている。これらの原料ガス供給孔６４は、既述の反応ガス供給孔６３とは離間して設けられ、載置台８に向けて複数開口している。これらの原料ガス供給孔６４は、例えば図１中に破線で示すように、原料ガス供給路７３に接続されている。この構成により、原料ガス供給部７１から供給された原料ガスは、原料ガス供給路７３及び原料ガス供給孔６４を通過して処理容器５内に分散して放出される。

【0037】

一方、複数の反応ガス供給孔６３は、上下方向に向けてシャワーヘッド６２を貫通するように設けられ、放電容器２側の区画開口２５の直下領域において相互に離間して均一に配置されている。この構成により、プラズマ流路Ｐ１内にて形成された処理ガスのプラズマ（既述のようにパージガスを含んでもよい）は、各区画開口２５、イオントラップ領域６１ａ、及び反応ガス供給孔６３を順に通過して処理容器５内に供給される。

【0038】

図２Ｃは、放電容器２、放電管１０、及びプラズマ形成機構３を上方側から見た斜視図である。プラズマ形成機構３は、高周波電源３１と、高周波電力が供給されることで磁場を発生するコイル３２と、コイル３２が巻き付けられた磁性体から成る枠体（磁性部材、枠状体）３３と、を備えている。このプラズマ形成機構３は、コイル３２に高周波電力を印加して形成される磁場の電磁誘導によって誘導結合プラズマを形成する。詳細には、プラズマ形成機構３は、磁性体で強化された磁場によってプラズマ化された強磁性誘導結合プラズマ（Ferro Magnetic ICP、ＦＭＩＣＰ）を形成するように構成されている。

【0039】

枠体３３は、上下方向で対向する２つの水平部３３ａと、これらの水平部３３ａを繋ぐようにそれぞれ設けられ、かつ相互に対向して配置された２つの側部３３ｂと、によって、側面（図２Ｃに示す例では手前側）から見て矩形環状に構成されている。枠体３３は、下側の水平部３３ａが放電容器２の上壁部２１に接するように上壁部２１上に配置されている。そして枠体３３は、９本の放電管１０の伸長部１１を一括して囲むように配置されている。枠体３３による放電管１０の囲み方向、つまり既述の矩形環の周方向は、放電管１０の伸長方向と交差している。これらの放電管１０は、枠体３３の手前側周縁と奥手側周縁とによって構成された２つの開口から各屈曲端部１２を延出させて放電容器２に取り付けられている。枠体３３は、例えばフェライトで形成されている。

【0040】

コイル３２は、上側の水平部３３ａに巻き付けられ、軸心方向が枠体３３による放電管１０の囲み方向と沿うように設けられている。コイル３２の一端には、整合器３１ａを介して高周波電源３１が接続され、他端が接地されている。このような構成のプラズマ形成機構３によれば、高周波電力が供給されたコイル３２の軸心側において発生した磁界を枠体３３内で枠体３３の周方向に沿うように増強する。この増強された磁界は、電磁誘導によりプラズマ流路Ｐ１内の反応ガスをプラズマ化する。

【0041】

反応ガスのプラズマに含まれる電子は、電磁誘導によってプラズマ流路Ｐ１内を移動する。このとき、区画空間２４及び放電管１０は、後述するような電磁誘導の向きに沿った方向に向けて設けられているため、ループ状のプラズマ流路Ｐ１を循環するようにプラズマ電流が流れる。このプラズマ電流は、反応ガスのプラズマ化を促進し、かつプラズマ流路Ｐ１内のプラズマ密度を概ね均一に向上する。また、当該プラズマ流路Ｐ１は、９個の区画空間２４と９本の放電管１０とを上下に重ねて配置した構造となっている。この結果、処理ガスのプラズマが形成されて流れる空間であるプラズマ流路Ｐ１自体を低容積化し、かつ低背化できる。このように低容積化されたプラズマ流路Ｐ１を用いることにより、反応ガスのプラズマの給排気を高速化できる。

【0042】

図１に示すように成膜装置１には、コンピュータによって構成される制御部１００が設けられており、制御部１００はプログラムを備えている。このプログラムには、制御部１００から成膜装置１の各部に制御信号を送り、後述する処理を実行することができるように命令が組み込まれている。制御部１００は、各工程に合わせて処理ガス供給機構７、高周波電源３１、排気機構７７、及び処理容器側排気機構８９等の各種動作を上記プログラムによって制御する。このプログラムは例えば、コンパクトディスク、ハードディスク、メモリーカード、ＤＶＤなどの記憶媒体に格納されて制御部１００にインストールされる。

【0043】

ここで誘導結合プラズマは、コイルの形状によってラジカルの濃度分布に偏りが起き易いため、処理ガスのプラズマを形成する空間では、濃度が均一になるように当該プラズマの流れを形成し、基板Ｗに供給することが求められる。この点、本実施の形態の成膜装置１は、既述のようにプラズマ形成機構３が設けられた放電管１０と、区画空間２４とにより構成されたループ状のプラズマ流路Ｐ１を用いることにより、載置台８上の基板Ｗに対し処理ガスのプラズマを均一に供給する構成となっている。

【0044】

以上に説明した構成を備える成膜装置１を用い、処理ガスのプラズマを用いて基板Ｗへの成膜処理を実行する動作について説明する。

【0045】

処理対象の基板Ｗが搬送されてきたら、ゲートバルブ５４を開き、搬入出口５３を介して、基板Ｗを保持した搬送機構（不図示）を処理容器５内に進入させる。そして、載置台８に対し、基板支持ピン８４を用いて基板Ｗの受け渡しを行う。

【0046】

しかる後、処理容器５から搬送機構を退出させ、ゲートバルブ５４を閉じると共に、処理容器５内の圧力調節、基板Ｗの温度調節を行う。次いで、各種処理ガスを予め設定されたタイミングで供給していく。初めに反応ガスの供給工程においては、反応ガス供給部７２によりプラズマ流路Ｐ１に向けて反応ガスの供給を行う（処理ガスを供給する工程）と共に、高周波電源３１からコイル３２に高周波電力を印加する。コイル３２への高周波電力の印加によってプラズマ流路Ｐ１に反応ガスの強磁性誘導結合プラズマが生成される（処理ガスをプラズマ化する工程）。なお、プラズマ化する反応ガスにはＡｒガスなどの補助ガスを同時に供給してもよい。

【0047】

このようにプラズマ流路Ｐ１でプラズマ化された反応ガスは、区画開口２５から放出され、イオントラップ部材６１及びシャワーヘッド６２を介して処理容器５内に供給されて基板Ｗに供給される（プラズマにより活性化した処理ガスを基板に供給する工程）。以上のような反応ガス供給工程におけるプラズマ形成機構３及びプラズマ流路Ｐ１の作用について以下に説明する。

【0048】

図３～図５Ｂは、プラズマ流路Ｐ１における反応ガス供給時の作用を示す図である。具体的に、図３は、放電管１０の横断平面図であり、放電管１０の管壁や仕切板２３の厚みを簡略化して実線や破線のみで示している。図４は、図３に示したＡ－Ｂ－Ｃの位置における縦断側面図であり、磁界の向きが紙面を貫通する方向となるように図示されている。なお、これらの図においては、コイル３２及びイオントラップ領域６１ａのハッチングを省略している。図５Ａ及び図５Ｂは、放電管１０の部分横断面を含む平面図である。図３～図５Ｂでは、放電管１０における反応ガスの流れを破線の矢印、区画空間２４における反応ガスの流れを一点鎖線の矢印で示し、プラズマ電流の流れを実線の矢印でそれぞれ示している。

【0049】

図３、図４に示すように、先ず、反応ガス供給部７２によって反応ガスが、給気ポート１５からプラズマ流路Ｐ１に供給される。各放電管１０の給気ポート１５から流入する反応ガスは、主に２つの方向Ｆ１、Ｆ２に分かれて流れる。即ち給気ポート１５から流入し、方向Ｆ１に向けて流れる反応ガスは、隣接放電管１０Ｃの伸長部１１内を手前側（＋Ｙ側）から奥手側（－Ｙ側）に向けて流れる。そして反応ガスは、奥手側の屈曲端部１２に到達し、当該屈曲端部１２内を下方側に向けて通過した後、当該反応ガスが供給された給気ポート１５から見て、左側（－Ｘ側）に位置する区画空間２４の奥手側端部２４ｂに対し、接続口２７を介して流入する。そしてこの反応ガスは、前記左側の区画空間２４を奥手側端部２４ｂから手前側端部２４ａに向けて流れる。

【0050】

他方、給気ポート１５から流入し、方向Ｆ２に向けて流れる反応ガスは、当該隣接放電管１０Ｃの手前側の屈曲端部１２内を下方側に向けて通過した後、反応ガスが供給された給気ポート１５から見て、直下に位置する区画空間２４の手前側端部２４ａに対し、接続口２７を介して流入する。そして、この反応ガスは、給気ポート１５の直下の区画空間２４を手前側端部２４ａから奥手側端部２４ｂに向けて流れる。

【0051】

以上のように、２つの区画空間２４を繋ぐ各放電管１０の給気ポート１５に反応ガスが供給されると、反応ガスは放電管１０内を２つの方向Ｆ１、Ｆ２に流れ、各区画空間２４で合流する。このように反応ガスは、プラズマ流路Ｐ１内を流れる過程で濃度が均一化する。

【0052】

次に、高周波電源３１から高周波電力が供給されたコイル３２は、軸心方向に沿って磁場を発生する。図４に示すように、この磁場は、枠体３３の囲み方向に沿うように枠体３３内で概ね一様に増強される。増強された磁場は、電磁誘導により枠体３３の内側においてＹ方向に沿った内部電場を発生し、枠体３３の下側の水平部３３ａの下方側の領域に、内部電場の向きとは反対方向に向かう外部電場を形成する。特に本例においては、内部電場が励起される枠体３３の内側に、各放電管１０の大部分を占める伸長部１１が配置されている。また、外部電場が形成される枠体３３（下側の水平部３３ａ）の下方側には、各区画空間２４が配置されている。このためプラズマ形成機構３は、ループ状のプラズマ流路Ｐ１内に電場を発生させて、高密度かつ密度分布が均一化された反応ガスのプラズマを形成することができる。

【0053】

プラズマ流路Ｐ１内にプラズマが形成されると、各放電管１０内では、内部電場によって奥手側に向かうようなプラズマ電流Ｉｐがそれぞれ流れる。また各区画空間２４では、外部電場によって手前側に向かうようなプラズマ電流Ｉｓがそれぞれ流れる。このため図５Ａに示すように、８本の隣接放電管１０Ｃ及び９つの区画空間２４においては、右端の区画空間２４から左端の区画空間２４まで各区画空間２４を流れるプラズマ電流Ｉｓと各隣接放電管１０Ｃを流れるプラズマ電流Ｉｐとが交互かつ連続的に流れる。

【0054】

さらに図５Ｂに示すように、左端の区画空間２４及び右端の区画空間２４においては手前側に向かうようなプラズマ電流Ｉｓがそれぞれ流れる。また左右両端の２つの区画空間２４を繋ぐループ放電管１０Ｌにおいては、奥手側に向かうようなプラズマ電流Ｉｐが流れる。このため左端の区画空間２４、ループ放電管１０Ｌ、右端の区画空間２４へとプラズマ電流Ｉｓ、Ｉｐ、Ｉｓが連続的に流れる。

【0055】

以上、図５Ａ、図５Ｂを用いて説明したように、プラズマ形成機構３による内部電場及び外部電場の形成により、各放電管１０を流れるプラズマ電流Ｉｐと各区画空間２４を流れるプラズマ電流Ｉｓとが、プラズマ流路Ｐ１内を循環するように流れる。そしてプラズマ流路Ｐ１を循環するように流れるプラズマ電流Ｉｐ、Ｉｓによって、更に高密度かつ密度分布が均一化されたプラズマを形成できる。

【0056】

ここで図４に示すように、プラズマ流路Ｐ１では、反応ガスが合流する各区画空間２４の下面全体が区画開口２５となっており、反応ガスのプラズマを大量に排出することができる。このように、プラズマ流路Ｐ１では、プラズマ電流Ｉｓが流れる各区画空間２４の下面を構成する区画開口２５からプラズマを排出するため、失活を抑えてラジカルを排出できる。このように高密度かつ密度分布が均一化されたラジカルを含むプラズマが、イオントラップ部材６１及びシャワーヘッド６２を介して載置台８に向けて放出されるため、基板Ｗの成膜処理を効率的かつ面均一化できる。

【0057】

反応ガスの供給工程が終了すると、反応ガス供給部７２による反応ガスの供給及び高周波電源３１による高周波電力の供給を停止する。図１に示すように、処理容器５側については、処理容器側排気機構８９を用いて開口部５６を介して排気を行う。さらにプラズマ流路Ｐ１については、各区画空間２４に設けられた排気ポート２６を介して、排気機構７７による排気も行う。図６は、プラズマ流路Ｐ１の排気時の作用を示す図であり、放電管１０または放電容器２の部分横断面を含む平面図である。図６では、放電管１０における反応ガスの流れを破線の矢印で示し、区画空間２４における反応ガスの流れを一点鎖線の矢印で示している。

【0058】

プラズマ流路Ｐ１側の排気機構７７を作動させると、区画空間２４毎に設けられた９個の排気ポート２６からプラズマ流路Ｐ１内の残留ガスである反応ガス及びそのプラズマを効果的に排出することができる。図６に示す例によれば、各隣接放電管１０Ｃ内の残留ガスは、奥手側及び手前側の屈曲端部１２に向けて二手に分かれた後、各区画空間２４内に流れ込む。

【0059】

このように２つの区画空間２４を繋ぐ各放電管１０内の残留ガスは、各区画空間２４に概ね均等に排出される。そして各区画空間２４内の残留ガスは、手前側端部２４ａに向けて流れ、各排気ポート２６から速やかに排出される。これにより、区画開口２５から処理容器５に向けて残留ガスが放出されることを効果的に抑制し、処理容器５のガス置換を時短化して成膜工程を高速化できる。以上のように、ガス置換が終了した後、原料ガスなど次の処理ガスの供給工程に進み、基板Ｗへの成膜処理が行われる。

【0060】

本例のようなＡＬＤ法により成膜処理においては、例えば原料ガス供給部７１による原料ガス供給工程（基板Ｗへのプリカーサの吸着）→原料ガス供給部７１及び反応ガス供給部７２によるパージガスのみの供給工程→プラズマ流路Ｐ１によるプラズマで活性化された反応ガスの供給工程（基板Ｗに吸着したプリカーサとの反応）→原料ガス供給部７１及び反応ガス供給部７２によるパージガスのみの供給工程のサイクルが、所定回数繰り返される。尚、成膜装置１でＣＶＤ法により成膜処理を行う場合は、プラズマ流路Ｐ１によるプラズマで活性化された反応ガスの供給工程と、原料ガスを供給する原料ガス供給工程とを並行して実施してもよい。

【0061】

予め設定された期間、成膜処理を行った後、反応ガス、原料ガスの供給、及び高周波電力の供給を停止する。しかる後、搬入時とは反対の手順にて、成膜が行われた基板Ｗを処理容器５から搬出する。

【0062】

（変形例）
放電管１０の誘電体部１４は、図２Ａに示す実施形態のように各放電管１０に形成される例には限らない。例えば、各区画空間２４を囲むように環状の誘電体部を形成してもよい。さらに誘電体部１４は、少なくともプラズマ流路Ｐ１を構成する放電管１０または区画空間２４の少なくともいずれかに１つ設けられていればよい。さらには放電管１０または放電容器２を誘電体で形成することにより誘電体部を構成してもよい。また、図２Ａ等に示す例ではループ放電管１０Ｌは、隣接放電管１０Ｃと比べて屈曲端部１２のＺ方向の高さ寸法が大きくなるように形成されている。一方で、この例に限らず、当該高さ寸法を小さくして、隣接放電管１０Ｃの下方側にループ放電管１０Ｌを配置する構成としてもよい。

【0063】

また本実施形態においては、放電容器２の下方側にイオントラップ部材６１やシャワーヘッド６２を設けた例を示している。但し、これら６１、６２の少なくとも一方、または双方の設置を省略してもよい。また、イオントラップ部材６１及びシャワーヘッド６２の配置順は、図１、図４に示す例に限らず、シャワーヘッド６２の下方側にイオントラップ部材６１を配置してもよい。

【0064】

図１～図６を用いて説明した実施形態において、コイル３２、枠体３３、区画空間２４、及び放電管１０は、基板Ｗの処理面に対して高濃度かつ密度分布が均一化されたラジカルを供給するための一構成例として示したものである。基板Ｗに対して所望のプラズマ処理を行うため、コイル３２、枠体３３、区画空間２４、及び放電管１０の形状や配置などは、適宜変更できる。

【0065】

例えば、図２Ｃに示す例において、コイル３２は、上側の水平部３３ａに巻き付けられているが、これに限られるものではない。例えば図２Ｃに示す枠体３３の他の部分にコイル３２を巻き付けてもよい。この場合、コイル３２は、プラズマ流路Ｐ１の少なくとも一部に沿って電場を発生させ、プラズマ流路Ｐ１に沿って所望する程度のプラズマ電流を循環させるように枠体３３に巻き付けられていることが必要となる。

【0066】

枠体３３は、矩形の枠体に限らず、放電管１０を囲むように概ね環状に形成されていればよく、例えば円筒状など他の形状であってもよい。また枠体３３は、複数の放電管１０を一括して囲むことで各放電管１０内に概ね同一の電場を与えているが、これに限らず、後述する第２実施形態のように例えば少なくとも１つの放電管１０を囲むように環状に構成されていてもよい（図８には、すべての放電管１０に対し、枠体３３に対応する磁性部材３３Ａを設けた例を示してある）。これにより、放電管１０内に発生させる電場を個別に設定できる。また、本実施形態においては、９個の放電管１０全てが枠体３３で囲まれているが、これに限らず、プラズマ流路Ｐ１内に所望する程度のプラズマ電流を流すことができれば、一部の放電管１０のみが磁性部材（枠体３３や後述の磁性部材３３Ａ）で囲んでもよい。

【0067】

また給気ポート１５、排気ポート２６は、上述の実施形態のように全ての放電管１０、区画空間２４にそれぞれ１つずつ形成することは必須の要件ではない。例えば、一部の放電管１０、区画空間２４にのみ形成されてもよい。この場合、例えば給気ポート１５については、プラズマ流路Ｐ１から処理容器５に向けて放出するプラズマの密度や流量を考慮の上、給気ポート１５を形成する放電管１０を選択してもよい。例えば互いに隣り合って並んだ放電管１０に１つおきに給気ポート１５を設ける場合を例示できる。給気ポート１５と同様に、排気ポート２６についても一部の区画空間２４に形成する場合を否定するものではない。

【0068】

一方、これら給気ポート１５、排気ポート２６は、１つの放電管１０、１つの区画空間２４に２個以上設けられていてもよい。また、放電管１０及び区画空間２４の少なくともいずれか一方に、給気ポート１５、排気ポート２６の双方を形成してもよい。上述の実施形態では、給気ポート１５、排気ポート２６は、放電管１０、区画空間２４の手前側の部分に設けられているが、これに限らず中央側や奥側など他の部分に設けてもよい。

【0069】

この他、上述の実施形態は、隣り合って配置された２つの区画空間２４を放電管１０が繋ぐことで、１つのプラズマ流路Ｐ１を構成しているが、プラズマ流路Ｐ１の構成はこれに限定されない。放電容器２の内部空間内における区画空間２４の数、形状、及び配置は、適宜設定できる。この場合においても各区画空間２４を繋ぐ放電管１０を設けることにより、プラズマ流路Ｐ１を形成することができる。

【0070】

図７Ａから図７Ｃは、放電容器２及び放電管１０の他の接続例を示す平面図である。図７Ａに示すように、図２Ａ～図６等に示す例と比較して、プラズマ流路Ｐ１を構成する放電管及び区画空間２４の数を少なくしてプラズマ流路Ｐ１を短く設定してもよい。この場合、プラズマ流路Ｐ１でプラズマを着火するための電力を低減できる。

【0071】

図７Ａに示す例の場合、共通の放電容器２内に相互に分離した２以上のプラズマ流路Ｐ１を形成してもよい。この場合、各プラズマ流路Ｐ１が短くなり、プラズマ流路Ｐ１毎にプラズマ密度を個別に調節することも可能となる。

【0072】

また、図２Ａ～図６や図７Ａに示す実施形態においては、放電管１０は２つの区画空間２４を繋ぐように配置されているが、この構成には限定されない。図７Ｂに例示するように、各々１つの区画空間２４と放電管１０（以下、「単放電管１０Ｓ」ともいう）とによりプラズマ流路Ｐ１を構成してもよい。この場合、各プラズマ流路Ｐ１内をプラズマ電流Ｉｐ、Ｉｓが循環するように流れる。

【0073】

また、放電管１０は２以上の区画空間２４を繋ぐように配置されていてもよい。一例として例えば、上述のような放電管１０の１つの屈曲端部１２が、隣接する２つの区画空間２４において仕切板２３を介して隣り合う２つの接続口２７を一括で繋ぐことで、放電管１０は、２以上の区画空間２４を繋ぐこともできる。これによっても、プラズマ電流Ｉｐ、Ｉｓは同様な方向に流れるため、プラズマ流路Ｐ１内を循環させるように流れる。

【0074】

また、各区画空間２４は相互に離隔するように仕切板２３で区画されることに限られず、例えば隣接する２つの区画空間２４の隣り合う一部（例えば端部２４ａ、２４ｂ）が相互に繋がっていてもよい。この場合、隣接する２つの当該端部２４ａ、２４ｂに対して１つのみ接続口２７が形成されてもよく、その接続口２７を１つの放電管１０が接続すれば、上記同様に２以上の区画空間２４を繋ぐことができる。上述の構成によれば、放電管１０の設置本数を区画空間２４の数よりも少なくすることもできる。

【0075】

上述の各実施形態においては、複数の区画空間２４は、直方体状に形成されているが、これに限らず、反応ガスの流れ方向から見た断面形状が三角形などの多角形や、円形などであってもよい。また、上述の各実施形態において、複数の区画空間２４は、伸長方向が同一であり、この伸長方向と交差する方向へ向けて隣り合って配置されているが、これ以外の構成を採用してもよい。例えば図７Ｃに一例を示すように、一部の区画空間２４Ａの伸長方向及び配列方向は、載置台８側から見て、放電容器２の内部空間の中央領域を囲むように配置してもよい。この場合においても、各区画空間２４Ａは、伸長方向に交差する方向に向けて配列されている。

【0076】

図７Ｃに示す例では、中央領域を囲んで配列され、周方向に隣り合う２つの区画空間２４Ａを繋ぐように、４本の放電管１０Ａが配置されている。この構成によっても、４本の放電管１０Ａと４個の区画空間２４Ａとが交互に繋がれ、１つのループ状のプラズマ流路Ｐ１を形成することができる。不図示の枠体３３は、例えば放電管１０Ａ毎に設け、各枠体３３にコイル３２を設ける場合を例示できる。なおこれらの枠体３３は、各区画空間２４Ａの上方に配置されないため、各区画空間２４Ａ内に外部電場を与え難い。このため、外部電場が区画空間２４Ａ内に作用することに伴う反応ガスのプラズマの形成の影響は小さい。

【0077】

一方で、各々、枠体３３により囲まれた放電管１０Ａに対しては、内部磁場による電磁誘導によって反応ガスをプラズマ化できる。この結果、各放電管１０Ａ内を所定方向にプラズマ電流Ｉｐが流れることにより、これらの放電管１０Ａに連通する区画空間２４Ａにも既述のプラズマ電流Ｉｐの方向に沿うようにプラズマ電流Ｉｓが流れる。よって、この場合においても、ループ状のプラズマ流路Ｐ１を循環するようにプラズマ電流Ｉｐ、Ｉｓが流れる。なお、図７Ｃに示す例において、４個の区画空間２４Ａに囲まれた中央領域については、図２Ａ～図２Ｃ、図７Ａ、図７Ｂに例示した構成の区画空間２４、放電管１０を設け、別のプラズマ流路Ｐ１を形成してもよい。

【0078】

（第２実施形態）
図８、図９に基づいて、本開示の第２実施形態におけるプラズマ形成機構３Ａについて説明する。尚、以降の各実施形態の説明では、第１実施形態との差異点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。また、図８以降の各図においては、図１～図６を用いて説明したものと共通の構成要素には、これらの図と共通の符号を付してある。図８は、放電容器２、放電管１０、及びプラズマ形成機構３Ａを示す平面図であり、図９は、図８に示したＤ－Ｄ’断面図である。図８、図９では、高周波電源３１等の図示を省略している。

【0079】

本実施形態においては、枠体３３に換えて、放電管１０毎に、略円筒状の磁性部材３３Ａを取り付けている。磁性部材３３Ａには、コイル３２が巻き付けられ、コイル３２は軸心方向が磁性部材３３Ａの周方向に沿うように配置されている。これにより、各放電管１０では、内部電場によって放電管１０の例えば一端部から他端部に向けてプラズマ電流Ｉｐを流すことができる（図９）。また、磁性部材３３Ａは、平面視において区画空間２４の両端部２４ａ、２４ｂを結ぶ伸長方向に対して、鋭角を成すように傾斜して配置されている。この構成においても、磁性部材３３Ａの直下域に配置された領域の各区画空間２４では、外部電場を受けて強化されたプラズマ電流Ｉｓが流れる。これらの作用により、ループ状のプラズマ流路Ｐ１を循環するように、プラズマ電流Ｉｐ、Ｉｓを流すことができる。

【0080】

図８に示すように磁性部材３３Ａは、第１実施形態と同様に各放電管１０の大部分を占める伸長部１１の全体を覆うように配置した例を示しているが、これに限らない。例えば磁性部材３３Ａは、伸長部１１における一部分のみを覆っていてもよく、１つの放電管１０において一部分を覆う磁性部材３３Ａを伸長方向に沿って複数配置してもよい。また、磁性部材３３Ａ及びコイル３２は、放電管１０全てに取り付けることが好ましいが、これに限らず、複数の放電管１０において１、２個おきに取り付けられていなくてもよい。

【0081】

（第３実施形態）
図１０に基づいて、本開示の第３実施形態におけるプラズマ形成機構３Ｂについて説明する。図１０は、第３実施形態における放電容器２、放電管１０、及びプラズマ形成機構３Ｂを示す上方斜視図である。図１０では、高周波電源３１等の図示を省略している。

【0082】

第３実施形態におけるプラズマ形成機構３Ｂは、枠体３３を備えず、コイル３２が放電管１０に直接巻き付けられている。このため、枠体３３による磁場の強化をしていないが、図４を用いて説明した例と同様に、コイル３２による内部磁場が放電管１０内にプラズマ電流Ｉｐを形成し、外部磁場がコイル３２の下方に配置された各区画空間２４にプラズマ電流Ｉｓを形成する。第３実施形態のように枠体３３を省略してもコイル３２の磁場によって、ループ状のプラズマ流路Ｐ１を循環するようにプラズマ電流Ｉｐ、Ｉｓを流すことができる。

【0083】

本開示に係る基板処理装置の基板に対する処理は、成膜処理の他、エッチング処理、アッシング処理等、プラズマを用いて行う他の処理を行ってもよい。また、本開示の基板処理装置の被処理体の基板Ｗは、半導体ウエハに限らず、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などでもよい。

【0084】

なお、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更または組み合わせが行われてもよい。

【符号の説明】

【0085】

Ｐ１ プラズマ流路
Ｗ 基板
１ 成膜装置
２ 放電容器
３ プラズマ形成機構
５ 処理容器
８ 載置台
１０ 放電管
２３ 仕切板
２４ 区画空間
３１ 高周波電源
３２ コイル
７２ 反応ガス供給部

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9】

【図10】