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(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】P2024041538
(43)【公開日】2024-03-27
(54)【発明の名称】基板処理装置、半導体装置の製造方法、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/31 20060101AFI20240319BHJP
H01L 21/316 20060101ALI20240319BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20240319BHJP
【ＦＩ】
H01L21/31 C
H01L21/316 A
H05H1/46 L
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022146413
(22)【出願日】2022-09-14
(71)【出願人】
【識別番号】318009126
【氏名又は名称】株式会社ＫＯＫＵＳＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】原田 幸一郎
(72)【発明者】
【氏名】舟木 克典
(72)【発明者】
【氏名】竹島 雄一郎
(72)【発明者】
【氏名】グエン ヴァン チュウ
【テーマコード（参考）】
2G084
5F045
5F058
【Ｆターム（参考）】
2G084AA07
2G084AA13
2G084BB23
2G084BB27
2G084CC04
2G084CC05
2G084CC12
2G084CC13
2G084CC33
2G084DD03
2G084DD13
2G084DD55
2G084FF04
2G084FF07
2G084FF15
2G084FF38
5F045AB32
5F045AC11
5F045AC16
5F045AD10
5F045AD11
5F045AD12
5F045AE19
5F045AF03
5F045BB08
5F045DP03
5F045EB03
5F045EC05
5F045EH02
5F045EH04
5F045EH08
5F045EH11
5F045EK07
5F058BC02
5F058BF73
5F058BG03
5F058BG04
5F058BJ06
5F058BJ07
(57)【要約】
【課題】石英容器の内周面に形成された水酸化ケイ素膜に起因した、石英容器のクラック発生に伴う石英容器の交換を抑制する技術を提供する。
【解決手段】この技術によれば、基板が配置される処理室が形成される石英容器と、処理室へ処理ガスを供給するガス供給部と、石英容器を囲むように螺旋状に設けられ、石英容器の内周面において水酸化ケイ素膜が形成される部分よりも水酸化ケイ素膜が形成されていない部分の石英容器の外周面との距離と比して大きく配され、高周波電源からの高周波電力が供給されて処理ガスをプラズマ励起するコイルと、プラズマ励起された処理ガスによって基板を処理するように、高周波電源及びガス供給部を制御することが可能なよう構成される制御部と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】この技術によれば、基板が配置される処理室が形成される石英容器と、処理室へ処理ガスを供給するガス供給部と、石英容器を囲むように螺旋状に設けられ、石英容器の内周面において水酸化ケイ素膜が形成される部分よりも水酸化ケイ素膜が形成されていない部分の石英容器の外周面との距離と比して大きく配され、高周波電源からの高周波電力が供給されて処理ガスをプラズマ励起するコイルと、プラズマ励起された処理ガスによって基板を処理するように、高周波電源及びガス供給部を制御することが可能なよう構成される制御部と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板が配置される処理室が形成される石英容器と、
前記処理室へ処理ガスを供給するガス供給部と、
前記石英容器を囲むように螺旋状に設けられ、前記石英容器の内周面において水酸化ケイ素膜が形成される部分よりも前記水酸化ケイ素膜が形成されていない部分の前記石英容器の外周面との距離と比して大きく配され、高周波電源からの高周波電力が供給されて前記処理ガスをプラズマ励起するコイルと、
プラズマ励起された前記処理ガスによって前記基板を処理するように、前記高周波電源及び前記ガス供給部を制御することが可能なよう構成される制御部と、
を備える基板処理装置。
前記処理室へ処理ガスを供給するガス供給部と、
前記石英容器を囲むように螺旋状に設けられ、前記石英容器の内周面において水酸化ケイ素膜が形成される部分よりも前記水酸化ケイ素膜が形成されていない部分の前記石英容器の外周面との距離と比して大きく配され、高周波電源からの高周波電力が供給されて前記処理ガスをプラズマ励起するコイルと、
プラズマ励起された前記処理ガスによって前記基板を処理するように、前記高周波電源及び前記ガス供給部を制御することが可能なよう構成される制御部と、
を備える基板処理装置。
【請求項2】
前記石英容器の内周面には、前記石英容器を保護する保護膜が形成されている、
請求項１に記載の基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記保護膜は窒化ケイ素膜である、
請求項２に記載の基板処理装置。
請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項4】
円筒状の円筒部材が、
前記石英容器の内周面の一部分に沿うように、部分部材が、前記処理室に設けられている、
請求項１に記載の基板処理装置。
前記石英容器の内周面の一部分に沿うように、部分部材が、前記処理室に設けられている、
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項5】
前記部分部材は、前記石英容器の内周面において水酸化ケイ素膜が形成される部分に沿うように設けられている、
請求項４に記載の基板処理装置。
請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項6】
前記部分部材は、石英により形成されている、
請求項４に記載の基板処理装置。
請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項7】
前記石英容器において水酸化ケイ素膜が形成されている部分に近接した前記コイルの周面と、前記石英容器の外周面との距離が、予め決められた所定値以上とされている、
請求項１に記載の基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項8】
前記石英容器において温度変化が大きい部分に近接した前記コイルの周面と、前記石英容器の外周面との距離が、予め決められた所定値以上とされている、
請求項７に記載の基板処理装置。
請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項9】
前記石英容器において下端部分に近接した前記コイルの周面と、前記石英容器の外周面との距離が、予め決められた所定値以上とされている、
請求項７に記載の基板処理装置。
請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項10】
螺旋状のコイルに囲まれた石英容器に形成された処理室に基板を搬入する工程と、
前記石英容器の内周面において水酸化ケイ素膜が形成される部分に近接した前記コイルの周面と前記石英容器の外周面との距離を、予め決められた所定値以上とし、かつ、前記水酸化ケイ素膜が形成されていない部分に近接した前記コイルの周面と前記石英容器の外周面との距離と比して大きくする工程と、
前記処理室に処理ガスを供給する工程と、
前記コイルに高周波電力を供給することで、前記処理室に供給された前記処理ガスをプラズマ励起する工程と、
プラズマ励起された前記処理ガスにより、前記基板の処理を行う工程と、
を備える半導体装置の製造方法。
前記石英容器の内周面において水酸化ケイ素膜が形成される部分に近接した前記コイルの周面と前記石英容器の外周面との距離を、予め決められた所定値以上とし、かつ、前記水酸化ケイ素膜が形成されていない部分に近接した前記コイルの周面と前記石英容器の外周面との距離と比して大きくする工程と、
前記処理室に処理ガスを供給する工程と、
前記コイルに高周波電力を供給することで、前記処理室に供給された前記処理ガスをプラズマ励起する工程と、
プラズマ励起された前記処理ガスにより、前記基板の処理を行う工程と、
を備える半導体装置の製造方法。
【請求項11】
前記石英容器の内周面において水酸化ケイ素膜が形成される部分に沿う部分部材が用いられる、
請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項12】
内周面に前記石英容器を保護する保護膜が形成されている前記石英容器が用いられる、
請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項13】
螺旋状のコイルに囲まれた石英容器に形成された処理室に基板を搬入する手順と、
前記石英容器の内周面において水酸化ケイ素膜が形成される部分に近接した前記コイルの周面と前記石英容器の外周面との距離を、予め決められた所定値以上とし、かつ、前記水酸化ケイ素膜が形成されていない部分に近接した前記コイルの周面と前記石英容器の外周面との距離と比して大きくする手順と、
前記処理室に処理ガスを供給する手順と、
前記コイルに高周波電力を供給することで、前記処理室に供給された前記処理ガスをプラズマ励起する手順と、
プラズマ励起された前記処理ガスにより、前記基板の処理を行う手順と、
をコンピュータにより基板処理装置に実行させるプログラム。
前記石英容器の内周面において水酸化ケイ素膜が形成される部分に近接した前記コイルの周面と前記石英容器の外周面との距離を、予め決められた所定値以上とし、かつ、前記水酸化ケイ素膜が形成されていない部分に近接した前記コイルの周面と前記石英容器の外周面との距離と比して大きくする手順と、
前記処理室に処理ガスを供給する手順と、
前記コイルに高周波電力を供給することで、前記処理室に供給された前記処理ガスをプラズマ励起する手順と、
プラズマ励起された前記処理ガスにより、前記基板の処理を行う手順と、
をコンピュータにより基板処理装置に実行させるプログラム。
【請求項14】
前記石英容器の内周面において水酸化ケイ素膜が形成される部分に沿う部分部材が用いられる、
請求項１３に記載のプログラム。
請求項１３に記載のプログラム。
【請求項15】
内周面に前記石英容器を保護する保護膜が形成されている前記石英容器が用いられる、
請求項１３に記載のプログラム。
請求項１３に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、フラッシュメモリ等の半導体装置は高集積化の傾向にある。それに伴い、パターンサイズが著しく微細化されている。これらのパターンを形成する際、製造工程の一工程として、基板に酸化処理や窒化処理等の所定の処理を行う工程が実施される場合がある。
【0003】
例えば、特許文献１には、プラズマ励起した処理ガスを用いて基板上に形成されたパターン表面を改質処理することが開示されている。
【特許文献1】国際公開 ＷＯ２０１９／０８２５６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の構成では、基板を処理するときに、水酸化ケイ素膜が石英容器の内周面に形成されることがある。ここで、石英容器をメンテナンスするときに、石英容器の温度が低下する。石英容器の内周面に形成された水酸化ケイ素膜の厚さが付着していると、石英容器の温度の低下に伴って水酸化ケイ素膜に応力が作用し、微細なクラックが水酸化ケイ素膜に生じることがある。この水酸化ケイ素膜の微細なクラックが進展し、石英容器にクラックが生じて石英容器の交換を要することがある。
【0005】
本開示によれば、石英容器の内周面に形成された水酸化ケイ素膜に起因した、石英容器のクラック発生に伴う石英容器の交換を抑制する技術が提供される。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様によれば、基板が配置される処理室が形成される石英容器と、前記処理室へ処理ガスを供給するガス供給部と、前記石英容器を囲むように螺旋状に設けられ、前記石英容器の内周面において水酸化ケイ素膜が形成される部分よりも前記水酸化ケイ素膜が形成されていない部分の前記石英容器の外周面との距離と比して大きく配され、高周波電源からの高周波電力が供給されて前記処理ガスをプラズマ励起するコイルと、プラズマ励起された前記処理ガスによって前記基板を処理するように、前記高周波電源及び前記ガス供給部を制御することが可能なよう構成される制御部と、を備える技術が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、石英容器の内周面に形成された水酸化ケイ素膜に起因した、石英容器のクラック発生に伴う石英容器の交換が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本開示の実施形態に係る基板処理装置を示した概略構成図である。
【図2】本開示の実施形態に係る基板処理装置を示した拡大構成図である。
【図3】本開示の実施形態に係る基板処理装置の遮蔽板、及び共振コイル等を示した斜視図である。
【図4】本開示の実施形態に係る基板処理装置の共振コイルを示した斜視図である。
【図5】本開示の実施形態に係る基板処理装置の共振コイルの巻径、電流・電圧及び電界強度の関係等を示す説明図である。
【図6】本開示の実施形態に係る基板処理装置の移動部、及び遮蔽板等を示した平面図である。
【図7】本開示の実施形態に係る基板処理装置の移動部を示した斜視図である。
【図8】本開示の実施形態に係る基板処理装置の移動部を示した斜視図である。
【図9】本開示の実施形態に係る基板処理装置のコントローラの制御系を示した制御ブロック図である。
【図10】本開示の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示したフロー図である。
【図11】本開示の実施形態に対する比較形態に係る基板処理装置を示した概略構成図である。
【図12】本開示の実施形態に対する比較形態に係る基板処理装置を示した拡大構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本開示の実施形態の一例を図１～１２に従って説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものである。また、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。さらに、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。また、図中に示す矢印Ｈは装置上下方向（鉛直方向）を示し、矢印Ｗは装置幅方向（水平方向）を示し、矢印Ｄは装置奥行き方向（水平方向）を示す。
【0010】
（基板処理装置１００）
本実施形態に係る基板処理装置１００は、主に基板に形成された膜に対して酸化処理を行うように構成されている。
本実施形態に係る基板処理装置１００は、主に基板に形成された膜に対して酸化処理を行うように構成されている。
【0011】
基板処理装置１００は、図１に示されるように、ウエハ２００をプラズマ処理する処理炉２０２を備えている。処理炉２０２には、処理室２０１を構成する処理容器２０３が設けられている。処理容器２０３は、ドーム型の上側容器２１０と、碗型の下側容器２１１とを備えている。さらに、基板処理装置１００は、下側容器２１１の上端を覆うと共に貫通孔が形成されたベースプレート２４８を備えている。ウエハ２００は、基板の一例である。
【0012】
上側容器２１０は、上下方向に延びる円筒状の円筒部（筒状部）２１０ａを有し、上側容器２１０が下側容器２１１の上に被さることにより処理室２０１が形成される。上側容器２１０は、石英（ＳｉＯ２）で形成されており、下側容器２１１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）で形成されている。また、図２に示されるように、上側容器２１０の下端部分には、上側容器２１０の径方向の外側に突出するフランジ２１０ｂが全周に亘って形成されている。そして、このフランジ２１０ｂは、ベースプレート２４８に図示せぬ固定部材で固定されている。
【0013】
また、上側容器２１０の内周面には、上側容器２１０を保護する保護膜としての窒化ケイ素（ＳｉＮ）膜が形成されている。上側容器２１０は、石英容器の一例である。
【0014】
さらに、図１、図２に示されるように、処理室２０１には、上側容器２１０の下端部分の内周面に沿うように、円筒状の円筒部材２９０が設けられている。この円筒部材２９０は、ＳｉＯ２で形成されており、ベースプレート２４８に取り付けられている。上側容器２１０の下端部分は、上側容器２１０の一部分の一例であって、円筒部材２９０は、部分部材の一例である。
【0015】
また、図１に示されるように、下側容器２１１の下部側壁には、ゲートバルブ２４４が設けられている。ゲートバルブ２４４は、開いているとき、搬送機構（図示せず）を用いて、搬入出口２４５を介して、処理室２０１へウエハ２００を搬入したり、処理室２０１の外部へウエハ２００を搬出したりすることができるように構成されている。ゲートバルブ２４４は、閉まっているときには、処理室２０１の気密性を保持する仕切弁となるように構成されている。
【0016】
処理室２０１は、図３に示されるように、周囲に共振コイル２１２が設けられているプラズマ生成空間２０１ａと、プラズマ生成空間２０１ａに連通し、ウエハ２００が処理される基板処理空間２０１ｂとを有する。プラズマ生成空間２０１ａは、プラズマが生成される空間であって、処理室の内、共振コイル２１２の下端より上方であって、且つ共振コイル２１２の上端より下方の空間を言う。一方、基板処理空間２０１ｂは、基板がプラズマを用いて処理される空間であって、共振コイル２１２の下端より下方の空間を言う。本実施形態では、プラズマ生成空間２０１ａと基板処理空間２０１ｂの水平方向の径は略同一となるように構成されている。
【0017】
〔サセプタ２１７〕
ウエハ２００を載置する基板載置部としてのサセプタ２１７は、図１に示されるように、処理室２０１の底側中央に配置されている。
ウエハ２００を載置する基板載置部としてのサセプタ２１７は、図１に示されるように、処理室２０１の底側中央に配置されている。
【0018】
サセプタ２１７の内部には、加熱機構としてのヒータ２１７ｂが一体的に埋め込まれている。ヒータ２１７ｂは、電力が供給されると、ウエハ２００表面を例えば２５℃から７５０℃程度まで加熱することができるように構成されている。
【0019】
また、サセプタ２１７には、サセプタを昇降させる駆動機構を備えるサセプタ昇降機構２６８が設けられている。さらに、サセプタ２１７には貫通孔２１７ａが設けられると共に、下側容器２１１の底面にはウエハ突上げピン２６６が設けられている。サセプタ昇降機構２６８によりサセプタ２１７が下降させられたときには、ウエハ突上げピン２６６がサセプタ２１７とは非接触状態で、貫通孔２１７ａを突き抜けるように構成されている。
【0020】
主に、サセプタ２１７及びヒータ２１７ｂにより、本実施形態に係る基板載置部が構成されている。
【0021】
〔ガス供給部２３０〕
ガス供給部２３０は、図１に示されるように、処理室２０１の上方に設けられている。具体的には、処理室２０１の上方、つまり上側容器２１０の上部には、ガス供給ヘッド２３６が設けられている。ガス供給ヘッド２３６は、キャップ状の蓋体２３３と、ガス導入口２３４と、バッファ室２３７と、開口２３８と、遮蔽プレート２４０と、ガス吹出口２３９とを備え、反応ガスを処理室２０１へ供給できるように構成されている。
ガス供給部２３０は、図１に示されるように、処理室２０１の上方に設けられている。具体的には、処理室２０１の上方、つまり上側容器２１０の上部には、ガス供給ヘッド２３６が設けられている。ガス供給ヘッド２３６は、キャップ状の蓋体２３３と、ガス導入口２３４と、バッファ室２３７と、開口２３８と、遮蔽プレート２４０と、ガス吹出口２３９とを備え、反応ガスを処理室２０１へ供給できるように構成されている。
【0022】
ガス導入口２３４には、酸素含有ガスとしての酸素（Ｏ２）ガスを供給する酸素含有ガス供給管２３２ａの下流端と、水素含有ガスとしての水素（Ｈ２）ガスを供給する水素含有ガス供給管２３２ｂの下流端と、不活性ガスとしての例えばアルゴン（Ａｒ）ガスを供給する不活性ガス供給管２３２ｃと、が合流するように接続されている。
【0023】
酸素含有ガス供給管２３２ａには、上流側から順に、流量制御装置としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２５２ａ、開閉弁としてのバルブ２５３ａが設けられている。水素含有ガス供給管２３２ｂには、上流側から順に、ＭＦＣ２５２ｂ、バルブ２５３ｂが設けられている。不活性ガス供給管２３２ｃには、上流側から順に、ＭＦＣ２５２ｃ、バルブ２５３ｃが設けられている。なお、基板処理装置１００には含まれないが、酸素含有ガス供給管２３２ａのＭＦＣ２５２ａの上流側には、Ｏ２ガス供給源２５０ａが設けられ、水素含有ガス供給管２３２ｂのＭＦＣ２５２ｂの上流側には、Ｈ２ガス供給源２５０ｂが設けられ、不活性ガス供給管２３２ｃのＭＦＣ２５２ｃの上流側には、Ａｒガス供給源２５０ｃが設けられている。
【0024】
酸素含有ガス供給管２３２ａと水素含有ガス供給管２３２ｂと不活性ガス供給管２３２ｃとが合流した下流側には、バルブ２４３ａが設けられ、ガス導入口２３４の上流端に接続されている。
【0025】
主に、ガス供給ヘッド２３６（蓋体２３３、ガス導入口２３４、バッファ室２３７、開口２３８、遮蔽プレート２４０、ガス吹出口２３９）、酸素含有ガス供給管２３２ａ、水素含有ガス供給管２３２ｂ、不活性ガス供給管２３２ｃ、ＭＦＣ２５２ａ，２５２ｂ，２５２ｃ、バルブ２５３ａ，２５３ｂ，２５３ｃ，２４３ａにより、本実施形態に係るガス供給部２３０（ガス供給系）が構成されている。尚、Ｏ２ガス供給源２５０ａ、Ｈ２ガス供給源２５０ｂ、Ａｒガス供給源２５０ｃをガス供給系に含めても良い。
【0026】
〔排気部２２８〕
排気部２２８は、図１に示されるように、処理室２０１の下方で、搬入出口２４５に対して水平方向で対向するように設けられている。具体的には、下側容器２１１の側壁には、処理室２０１から反応ガスを排気するガス排気口２３５が設けられている。ガス排気口２３５には、ガス排気管２３１の上流端が接続されている。ガス排気管２３１には、上流側から順に圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２４２、開閉弁としてのバルブ２４３ｂ、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が設けられている。
排気部２２８は、図１に示されるように、処理室２０１の下方で、搬入出口２４５に対して水平方向で対向するように設けられている。具体的には、下側容器２１１の側壁には、処理室２０１から反応ガスを排気するガス排気口２３５が設けられている。ガス排気口２３５には、ガス排気管２３１の上流端が接続されている。ガス排気管２３１には、上流側から順に圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２４２、開閉弁としてのバルブ２４３ｂ、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が設けられている。
【0027】
主に、ガス排気口２３５、ガス排気管２３１、ＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂにより、本実施形態に係る排気部２２８が構成されている。尚、真空ポンプ２４６を排気部２２８に含めても良い。
【0028】
〔プラズマ生成部２１６〕
プラズマ生成部２１６は、図１に示されるように、主に、上側容器２１０の円筒部２１０ａの外壁の外側に設けられている。具体的には、処理室２０１の外周部、すなわち上側容器２１０の側壁の外側には、処理室２０１を囲むように、螺旋状の共振コイル２１２が設けられている。換言すれば、円筒部２１０ａの径方向（以下「容器径方向」）の外側（円筒部２１０ａの中心から離れる側）から処理容器２０３を囲むように、螺旋状の共振コイルが設けられている。共振コイル２１２は、電極であってコイルの一例である。
プラズマ生成部２１６は、図１に示されるように、主に、上側容器２１０の円筒部２１０ａの外壁の外側に設けられている。具体的には、処理室２０１の外周部、すなわち上側容器２１０の側壁の外側には、処理室２０１を囲むように、螺旋状の共振コイル２１２が設けられている。換言すれば、円筒部２１０ａの径方向（以下「容器径方向」）の外側（円筒部２１０ａの中心から離れる側）から処理容器２０３を囲むように、螺旋状の共振コイルが設けられている。共振コイル２１２は、電極であってコイルの一例である。
【0029】
また、共振コイル２１２には、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）センサ２７２、高周波電源２７３、高周波電源２７３のインピーダンスや出力周波数の整合を行う整合器２７４が接続される。
【0030】
－高周波電源２７３、ＲＦセンサ２７２、整合器２７４－
高周波電源２７３は、共振コイル２１２に高周波電力（ＲＦ電力）を供給するものである。ＲＦセンサ２７２は高周波電源２７３の出力側に設けられ、供給される高周波の進行波や反射波の情報をモニタするものである。ＲＦセンサ２７２によってモニタされた反射波電力は整合器２７４に入力され、整合器２７４は、ＲＦセンサ２７２から入力された反射波の情報に基づいて、反射波が最小となるよう、高周波電源２７３のインピーダンスや出力される高周波電力の周波数を制御するものである。
高周波電源２７３は、共振コイル２１２に高周波電力（ＲＦ電力）を供給するものである。ＲＦセンサ２７２は高周波電源２７３の出力側に設けられ、供給される高周波の進行波や反射波の情報をモニタするものである。ＲＦセンサ２７２によってモニタされた反射波電力は整合器２７４に入力され、整合器２７４は、ＲＦセンサ２７２から入力された反射波の情報に基づいて、反射波が最小となるよう、高周波電源２７３のインピーダンスや出力される高周波電力の周波数を制御するものである。
【0031】
高周波電源２７３は、発振周波数および出力を規定するための高周波発振回路およびプリアンプを含む電源制御手段（コントロール回路）と、所定の出力に増幅するための増幅器（出力回路）とを備えている。電源制御手段は、操作パネルを通じて予め設定された周波数および電力に関する出力条件に基づいて増幅器を制御する。増幅器は、共振コイル２１２に伝送線路を介して一定の高周波電力を供給する。
【0032】
－共振コイル２１２－
共振コイル２１２は、所定の波長の定在波を形成するため、一定の波長で共振するように巻径、巻回ピッチ、巻数が設定される。すなわち、共振コイル２１２の電気的長さは、高周波電源２７３から供給される高周波電力の所定周波数における１波長の整数倍（１倍、２倍、…）に相当する長さに設定される。換言すれば、基板処理装置１００は、共振コイル２１２の電気的長さの整数倍の波長を有する高周波電力を電極に供給する高周波電源を２７３備える。
共振コイル２１２は、所定の波長の定在波を形成するため、一定の波長で共振するように巻径、巻回ピッチ、巻数が設定される。すなわち、共振コイル２１２の電気的長さは、高周波電源２７３から供給される高周波電力の所定周波数における１波長の整数倍（１倍、２倍、…）に相当する長さに設定される。換言すれば、基板処理装置１００は、共振コイル２１２の電気的長さの整数倍の波長を有する高周波電力を電極に供給する高周波電源を２７３備える。
【0033】
具体的には、印加する電力や発生させる磁界強度または適用する装置の外形などを勘案し、共振コイル２１２は、例えば、８００ｋＨｚ～５０ＭＨｚ、０．５～５ＫＷの高周波電力によって０．０１～１０ガウス程度の磁場を発生し得る様に、５０～３００ｍｍ２の有効断面積であって且つ２００～５００ｍｍのコイル直径とされ、プラズマ生成空間２０１ａ（図３参照）を形成する部屋の外周側に２～６０回程度巻回される。
【0034】
なお、本明細書における「８００ｋＨｚ～５０ＭＨｚ」のような数値範囲の表記は、下限値および上限値がその範囲に含まれることを意味する。よって、例えば、「８００ｋＨｚ～５０ＭＨｚ」とは「８００ｋＨｚ以上５０ＭＨｚ以下」を意味する。他の数値範囲についても同様である。
【0035】
好適な実施例としては、例えば、周波数を１３．５６ＭＨｚ、又は２７．１２ＭＨｚとする。本実施形態では、高周波電力の周波数を２７．１２ＭＨｚ、共振コイル２１２の電気的長さを１波長の長さ（約１１メートル）に設定している。共振コイル２１２の巻回ピッチは、例えば、２４．５ｍｍ間隔で、等間隔となるように設けられる。また、共振コイル２１２の巻径（直径）はウエハ２００の直径よりも大きくなるように設定される。本実施形態では、ウエハ２００の直径を３００ｍｍとし、共振コイル２１２の巻径はウエハ２００の直径よりも大き、例えば、５００ｍｍとなるように設けられる。
【0036】
共振コイル２１２を構成する素材としては、銅パイプ、銅の薄板、アルミニウムパイプ、アルミニウム薄板、ポリマーベルトに銅またはアルミニウムを蒸着した素材などが使用される。
【0037】
共振コイル２１２の両端は電気的に接地され、そのうちの少なくとも一端は、装置の最初の設置の際又は処理条件の変更の際に当該共振コイルの電気的長さを微調整するため、可動タップ２１３を介して接地される。図１の符号２１４は他方の固定グランドを示す。さらに、装置の最初の設置の際又は処理条件の変更の際に共振コイル２１２のインピーダンスを微調整するため、共振コイル２１２の接地された両端の間には、可動タップ２１５によって給電部が構成される。
【0038】
また、共振コイル２１２は、図４に示されるように、共振コイル２１２の巻径が、共振コイル２１２の下端側の可動タップ２１５（図１参照）が設けられる第１の接地点３０２において拡張し、第１の接地点３０２において共振コイル２１２の線路上の他の区間とは異なるように構成されている。
【0039】
つまり、上側容器２１０の径方向において、図１に示されるように、上側容器２１０の外周面と共振コイル２１２の周面との距離については、共振コイル２１２の下端部分が、共振コイル２１２の他の部分と比して大きくなっている（図４参照）。換言すれば、共振コイル２１２の下端部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離は、共振コイル２１２において他の部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離と比して大きくなっている。本実施形態では、上側容器２１０の径方向において、共振コイル２１２の下端部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離は、８ｍｍ以上とされている。８ｍｍは、予め決められた所定値の一例である。
【0040】
－遮蔽板２２４－
遮蔽板２２４は、図１に示されるように、容器径方向の外側から共振コイル２１２を覆い、共振コイル２１２によって生じる電界を遮蔽すると共に、共振回路の構成の一つである共振回路を構成するのに必要な容量成分（Ｃ成分）を共振コイル２１２との間に形成するために設けられている。
遮蔽板２２４は、図１に示されるように、容器径方向の外側から共振コイル２１２を覆い、共振コイル２１２によって生じる電界を遮蔽すると共に、共振回路の構成の一つである共振回路を構成するのに必要な容量成分（Ｃ成分）を共振コイル２１２との間に形成するために設けられている。
【0041】
具体的には、遮蔽板２２４は、アルミニウム合金などの導電性材料を用いて成形され、容器径方向の外側から共振コイル２１２を覆う円筒状の本体部２２５と、本体部２２５の上端に接続されると共に容器径方向の内側に延びる上側フランジ２２６とを有している。さらに、遮蔽板２２４は、本体部２２５の下端に接続されると共に容器径方向の内側に延びる下側フランジ２２７を有している。
【0042】
前述した共振コイル２１２は、下側フランジ２２７の上端面に鉛直に立設された複数のサポート２２９によって支持される。また、ベースプレート２４８に載せられると共に上側容器２１０が通る貫通孔が形成された支持プレート２５６が設けられており、遮蔽板２２４は、この支持プレート２５６によって下方から支持されている。換言すれば、支持プレート２５６は、遮蔽板２２４及び共振コイル２１２を下方から支持している。そして、遮蔽板２２４は、共振コイル２１２の外周から５～１５０ｍｍ程度隔てて配置される。
【0043】
主に、共振コイル２１２、ＲＦセンサ２７２、整合器２７４により、本実施形態に係るプラズマ生成部２１６が構成されている。尚、プラズマ生成部として高周波電源２７３を含めても良い。
【0044】
【0045】
共振コイル２１２によって構成されるプラズマ発生回路はＲＬＣの並列共振回路で構成される。しかしながら、上記プラズマ発生回路においては、実際の共振コイル２１２の共振周波数は僅かながら変動する。これは、プラズマを発生させた場合、共振コイル２１２の電圧部とプラズマとの間の容量結合の変動や、プラズマ生成空間２０１ａとプラズマとの間の誘導結合の変動、プラズマの励起状態等によるものである。
【0046】
そこで、本実施形態においては、整合器２７４が、ＲＦセンサ２７２において検出されたプラズマが発生した際の共振コイル２１２からの反射波電力に基づいて、反射波電力が最小となる様に高周波電源２７３のインピーダンス或いは出力周波数を増加または減少させる。このようにして、プラズマ発生時の共振コイル２１２における共振のずれが電源側で補償される。
【0047】
このような構成により、本実施形態における共振コイル２１２では、図３に示す様に、プラズマを含む当該共振コイルの実際の共振周波数による高周波電力が供給されるので（或いは、プラズマを含む当該共振コイルの実際のインピーダンスに整合するように高周波電力が供給されるので）、位相電圧と逆位相電圧が常に相殺される状態の定在波が形成される。共振コイル２１２の電気的長さが高周波電力の波長と同じ場合、コイルの電気的中点（電圧がゼロのノード）に最も高い位相電流が生起される。従って、電気的中点の近傍においては、処理室壁やサセプタ２１７との容量結合が殆どなく、電気的ポテンシャルの極めて低いドーナツ状の誘導プラズマが形成される。
【0048】
具体的には、図５に示されるように、共振コイル２１２の両端（下端と上端）及び中点において電流の定在波の振幅は最大となる。電流の振幅が最大となる位置の近傍では高周波磁界が形成され、この高周波磁界により処理室２０１に供給された反応ガスである処理ガスのプラズマが生成される。以下、このように生成される処理ガスのプラズマをＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）成分のプラズマと称する。ＩＣＰ成分のプラズマは、共振コイル２１２の両端及び中点の近傍となる領域（破線で示された領域）にドーナツ状に集中的に生成される。
【0049】
一方、共振コイル２１２の両端（下端と上端）及び中点において電圧の定在波の振幅は最小（理想的にはゼロ）となり、その間の位置において振幅は最大となる。電圧の振幅が最大となる位置の近傍では、高周波電界が形成され、この高周波電界により処理ガスのプラズマが生成される。このように生成される処理ガスのプラズマをＣＣＰ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）成分のプラズマと称する。ＣＣＰ成分のプラズマは、上側容器２１０内の内周面に沿った空間のうち、共振コイル２１２の下端と中点の間、及び上端と中点の間の領域（点線で示された領域）のそれぞれにドーナツ状に集中的に生成される。
【0050】
ＣＣＰ成分のプラズマからは、ラジカルやイオンなどの反応種や電子（電荷）が生成される。その際生成されたプラスの電子（電荷）は、ＣＣＰ成分のプラズマを生成する電界によって上側容器２１０の内周面側に引き寄せられ、上側容器２１０の内周面はプラスの電子（電荷）でチャージされる。すると、ＣＣＰ成分のプラズマが励起されることにより生成されたマイナスのイオン（特に、質量の大きいマイナスイオン）は、内周面にプラスの電子（電荷）によってチャージされた内周面に向かって加速し、衝突する。そのため、上側容器２１０ の内周面面がスパッタリングされる。このスパッタリングされた部分の上側容器２１０の内周面が削られる。
【0051】
〔移動部３１０〕
移動部３１０は、共振コイル２１２を処理容器２０３に対して移動させるように構成されている。先ず、共振コイル２１２を処理容器２０３に対して移動させる目的について説明する。
移動部３１０は、共振コイル２１２を処理容器２０３に対して移動させるように構成されている。先ず、共振コイル２１２を処理容器２０３に対して移動させる目的について説明する。
【0052】
共振コイル２１２の位置ばらつき、処理容器２０３の形状ばらつき等により、上側容器２１０の径方向において、上側容器２１０の外周面と共振コイル２１２の周面との距離が、予め決められた所定値に対して小さくなる場合がある。詳細は後述するが、このように上側容器２１０の外周面と共振コイル２１２の周面との距離が小さい場合に、ウエハ２００を処理するときに、水酸化ケイ素（ＳｉＯＨ）膜が上側容器２１０の内周面に形成される。そして、このＳｉＯＨ膜に起因して、上側容器２１０にクラックが発生することがある。
【0053】
共振コイル２１２を処理容器２０３に対して移動させる移動部３１０は、図６に示されるように、ベースプレート２４８の上面２４８ａに設けられており、第一移動部３２０と、第二移動部３７０とから構成されている。
【0054】
第一移動部３２０は、共振コイル２１２及び遮蔽板２２４を容器径方向である装置奥行方向に移動させ、第二移動部３７０は、共振コイル２１２及び遮蔽板２２４を容器径方向であると共に装置奥行方向に対して直交する装置幅方向に移動させるようになっている。
【0055】
－第一移動部３２０－
第一移動部３２０は、図６に示されるように、ベースプレート２４８において装置奥行方向の手前側（紙面下側）で、かつ、装置幅方向の一方側（紙面左側）の部分に配置されている。この第一移動部３２０は、図７に示されるように、共振コイル２１２に間接的に取り付けられると共に共振コイル２１２と一体となって移動する可動部３２２と、作動することで可動部３２２を移動させて可動部３２２の位置を調整する機構である調整部３３２と、ステッピングモータである駆動部３４０とを備えている。ここで、「一体となって移動する」とは、相対関係を変えることなく移動すると言う意味である。
第一移動部３２０は、図６に示されるように、ベースプレート２４８において装置奥行方向の手前側（紙面下側）で、かつ、装置幅方向の一方側（紙面左側）の部分に配置されている。この第一移動部３２０は、図７に示されるように、共振コイル２１２に間接的に取り付けられると共に共振コイル２１２と一体となって移動する可動部３２２と、作動することで可動部３２２を移動させて可動部３２２の位置を調整する機構である調整部３３２と、ステッピングモータである駆動部３４０とを備えている。ここで、「一体となって移動する」とは、相対関係を変えることなく移動すると言う意味である。
【0056】
－第一移動部３２０の可動部３２２－
可動部３２２は、図７に示されるように、本体部３２４と、本体部３２４に支持されている支持部３２８とを備えている。
可動部３２２は、図７に示されるように、本体部３２４と、本体部３２４に支持されている支持部３２８とを備えている。
【0057】
本体部３２４は、装置幅方向に延びる直方体状の基部３２４ａと、基部３２４ａから装置幅方向の一方側へ延びる板状の延設部３２４ｂとを有している。基部３２４ａの下端部分は、ベースプレート２４８の上面２４８ａに形成された案内溝２４８ｂに挿入されている。これにより、本体部３２４は、案内溝２４８ｂに案内されて装置奥行方向に移動するようになっている。また、基部３２４ａの上面には、装置幅方向に延びる案内溝３２６が形成されている。
【0058】
さらに、延設部３２４ｂは、板厚方向を装置奥行方向とし、装置奥行方向から見て、装置幅方向に延びる矩形状とされている。この延設部３２４ｂには、装置奥行方向に貫通する雌ねじ３３０が形成されている。
【0059】
また、支持部３２８は、装置幅方向に延びる直方体状の基部３２８ａと、基部３２８ａから上方へ突出する円柱状の円柱部３２８ｂとを有している。基部３２８ａの上端部を除いた部分は、本体部３２４の基部３２４ａの上面に形成された案内溝３２６に挿入されている。これにより、支持部３２８は、案内溝３２６に案内されて装置幅方向に移動するようになっている。
【0060】
また、支持プレート２５６には、外周面２５６ａから突出し、上下方向を板厚方向とした突出部２５８が形成されている。さらに、この突出部２５８には、上下方向に貫通する貫通孔２５８ａが形成されている。そして、支持部３２８の円柱部３２８ｂは、この貫通孔２５８ａに挿入されている。
【0061】
－第一移動部３２０の調整部３３２－
調整部３３２は、図７に示されるように、装置奥行方向に延びるねじ軸３３４と、ねじ軸３３４を回転可能に支持する一対の支持板３３６とを備えている。
調整部３３２は、図７に示されるように、装置奥行方向に延びるねじ軸３３４と、ねじ軸３３４を回転可能に支持する一対の支持板３３６とを備えている。
【0062】
ねじ軸３３４の外周面には雄ねじ３３４ａが形成されており、ねじ軸３３４の雄ねじ３３４ａは、本体部３２４の雌ねじ３３０に締め込まれている。そして、ねじ軸３３４、雌ねじ３３０、及び図示せぬボール等を含んで既知のボールねじ構造が形成されている。また、駆動部３４０は、ねじ軸３３４を回転させるように設けられている。
【0063】
この構成において、駆動部３４０がねじ軸３３４を一方向に回転させることで、第一移動部３２０が、共振コイル２１２及び遮蔽板２２４を処理容器２０３に対して装置奥行方向の奥側へ移動させる。具体的には、駆動部３４０がねじ軸３３４を一方向に回転させることで、本体部３２４及び支持部３２８が装置奥行方向の奥側に移動する。さらに、本体部３２４及び支持部３２８が装置奥行方向の奥側に移動することで、支持プレート２５６を介して共振コイル２１２及び遮蔽板２２４が装置奥行方向の奥側へ移動する。
【0064】
これに対して、駆動部３４０がねじ軸３３４を他方向に回転させることで、第一移動部３２０が、共振コイル２１２及び遮蔽板２２４を処理容器２０３に対して装置奥行方向の手前側へ移動させる。具体的には、駆動部３４０がねじ軸３３４を他方向に回転させることで、本体部３２４及び支持部３２８が装置奥行方向の手前側に移動する。さらに、本体部３２４及び支持部３２８が装置奥行方向の手前側に移動することで、支持プレート２５６を介して共振コイル２１２及び遮蔽板２２４が装置奥行方向の手前側へ移動する。このように、共振コイル２１２と遮蔽板２２４とは、一体となって移動する。
【0065】
なお、第二移動部３７０によって、共振コイル２１２及び遮蔽板２２４が装置幅方向に移動した場合であっても、支持部３２８が案内溝３２６に案内されて装置幅方向に移動することで、第二移動部３７０による共振コイル２１２及び遮蔽板２２４の移動を吸収することができる。
【0066】
－第二移動部３７０－
第二移動部３７０は、図６に示されるように、ベースプレート２４８において装置奥行方向の奥側（紙面上側）で、かつ、装置幅方向の一方側（紙面左側）の部分に配置されている。
第二移動部３７０は、図６に示されるように、ベースプレート２４８において装置奥行方向の奥側（紙面上側）で、かつ、装置幅方向の一方側（紙面左側）の部分に配置されている。
【0067】
この第二移動部３７０は、図８に示されるように、共振コイル２１２に間接的に取り付けられると共に共振コイル２１２と一体となって移動する可動部３７２と、作動することで可動部３７２を移動させて可動部３７２の位置を調整する機構である調整部３８２と、ステッピングモータである駆動部３９０とを備えている。
【0068】
－第二移動部３７０の可動部３７２－
可動部３７２は、図８に示されるように、本体部３７４と、本体部３７４に支持されている支持部３７８とを備えている。
可動部３７２は、図８に示されるように、本体部３７４と、本体部３７４に支持されている支持部３７８とを備えている。
【0069】
本体部３７４は、装置奥行方向に延びる直方体状の基部３７４ａと、基部３７４ａから装置奥行方向の奥側へ延びる板状の延設部３７４ｂとを有している。基部３７４ａの下端部分は、ベースプレート２４８の上面２４８ａに形成された案内溝２４８ｃに挿入されている。
【0070】
これにより、本体部３７４は、案内溝２４８ｃに案内されて装置幅方向に移動するようになっている。また、基部３７４ａの上面には、装置奥行方向に延びる案内溝３７６が形成されている。
【0071】
さらに、延設部３７４ｂは、板厚方向を装置幅方向とし、装置幅方向から見て、装置奥行方向に延びる矩形状とされている。この延設部３７４ｂには、装置幅方向に貫通する雌ねじ３８０が形成されている。
【0072】
支持部３７８は、装置奥行方向に延びる直方体状の基部３７８ａと、基部３７８ａから上方へ突出する円柱状の円柱部３７８ｂとを有している。基部３７８ａの上端部を除いた部分は、本体部３７４の基部３７４ａの上面に形成された案内溝３７６に挿入されている。これにより、支持部３７８は、案内溝３７６に案内されて装置奥行方向に移動するようになっている。
【0073】
また、支持プレート２５６には、外周面２５６ａから突出し、上下方向を板厚方向とした突出部２６０が形成されている。さらに、この突出部２６０には、上下方向に貫通する貫通孔２６０ａが形成されている。そして、支持部３７８の円柱部３７８ｂは、この貫通孔２６０ａに挿入されている。
【0074】
－第二移動部３７０の調整部３８２－
調整部３８２は、図８に示されるように、装置幅方向に延びるねじ軸３８４と、ねじ軸３８４を回転可能に支持する一対の支持板３８６とを備えている。
調整部３８２は、図８に示されるように、装置幅方向に延びるねじ軸３８４と、ねじ軸３８４を回転可能に支持する一対の支持板３８６とを備えている。
【0075】
ねじ軸３８４の外周面には雄ねじ３８４ａが形成されており、ねじ軸３８４の雄ねじ３８４ａは、本体部３７４の雌ねじ３８０に締め込まれている。そして、ねじ軸３８４、雌ねじ３８０、及び図示せぬボール等を含んで既知のボールねじ構造が形成されている。また、駆動部３９０は、ねじ軸３８４を回転させるように設けられている。
【0076】
この構成において、駆動部３９０がねじ軸３８４を一方向に回転させることで、第二移動部３７０が、共振コイル２１２及び遮蔽板２２４を処理容器２０３に対して装置幅方向の一方側へ移動させる。具体的には、駆動部３９０がねじ軸３８４を一方向に回転させることで、本体部３７４及び支持部３７８が装置幅方向の一方側に移動する。さらに、本体部３７４及び支持部３７８が装置幅方向の一方側に移動することで、支持プレート２５６を介して共振コイル２１２及び遮蔽板２２４が装置幅方向の一方側へ移動する。
【0077】
これに対して、駆動部３９０がねじ軸３８４を他方向に回転させることで、第二移動部３７０が、共振コイル２１２及び遮蔽板２２４を処理容器２０３に対して装置幅方向の他方側へ移動させる。具体的には、駆動部３９０がねじ軸３８４を他方向に回転させることで、本体部３７４及び支持部３７８が装置幅方向の他方側に移動する。さらに、本体部３７４及び支持部３７８が装置幅方向の他方側に移動することで、支持プレート２５６を介して共振コイル２１２及び遮蔽板２２４が装置幅方向の他方側へ移動する。
【0078】
〔コントローラ２２１〕
コントローラ２２１は、図１に示されるように、信号線Ａを通じてＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂ及び真空ポンプ２４６を、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降機構２６８を、信号線Ｃを通じてヒータ電力調整機構２７６を制御するように構成されている。さらに、コントローラ２２１は、信号線Ｄを通じてゲートバルブ２４４を、信号線Ｅを通じてＲＦセンサ２７２、高周波電源２７３及び整合器２７４を、信号線Ｆを通じてＭＦＣ２５２ａ～２５２ｃ及びバルブ２５３ａ～２５３ｃ，２４３ａを、それぞれ制御するように構成されている。
コントローラ２２１は、図１に示されるように、信号線Ａを通じてＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂ及び真空ポンプ２４６を、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降機構２６８を、信号線Ｃを通じてヒータ電力調整機構２７６を制御するように構成されている。さらに、コントローラ２２１は、信号線Ｄを通じてゲートバルブ２４４を、信号線Ｅを通じてＲＦセンサ２７２、高周波電源２７３及び整合器２７４を、信号線Ｆを通じてＭＦＣ２５２ａ～２５２ｃ及びバルブ２５３ａ～２５３ｃ，２４３ａを、それぞれ制御するように構成されている。
【0079】
図９に示すように、コントローラ２２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２２１ｂ、記憶装置２２１ｃ、Ｉ／Ｏポート２２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２２１ｂ、記憶装置２２１ｃ、Ｉ／Ｏポート２２１ｄは、内部バス２２１ｅを介して、ＣＰＵ２２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ２２１には、例えばタッチパネルやディスプレイ等として構成された入出力装置２２２が接続されている。
【0080】
ここで、入出力装置２２２には、操作コマンドの入力、及び共振コイル２１２を移動させるための移動情報としての処理条件が入力されるようになっている。また、入出力装置２２２には、予め決められた基準位置に対する共振コイル２１２の移動量が表示されるようになっている。
【0081】
－記憶装置２２１ｃ－
記憶装置２２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２２１ｃには、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプログラムレシピ等が読み出し可能に格納されている。
記憶装置２２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２２１ｃには、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプログラムレシピ等が読み出し可能に格納されている。
【0082】
プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をＣＰＵ２２１ａに実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプログラムレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プログラムレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ２２１ｂは、ＣＰＵ２２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
【0083】
本実施形態では、記憶装置２２１ｃには、各処理条件が記憶されている。処理条件は、処理されるウエハ２００の温度、処理室２０１の圧力、ウエハ２００を処理する処理ガスの種類、ウエハ２００を処理する処理ガスの流量、及び共振コイル２１２へ供給される電力の中で、少なくとも一個の条件を含む。
【0084】
－Ｉ／Ｏポート２２１ｄ－
Ｉ／Ｏポート２２１ｄは、上述のＭＦＣ２５２ａ～２５２ｃ、バルブ２５３ａ～２５３ｃ、２４３ａ、２４３ｂ、ゲートバルブ２４４、ＡＰＣバルブ２４２、真空ポンプ２４６、ＲＦセンサ２７２、高周波電源２７３、整合器２７４、サセプタ昇降機構２６８、ヒータ電力調整機構２７６、駆動部３４０、３９０等に接続されている。
Ｉ／Ｏポート２２１ｄは、上述のＭＦＣ２５２ａ～２５２ｃ、バルブ２５３ａ～２５３ｃ、２４３ａ、２４３ｂ、ゲートバルブ２４４、ＡＰＣバルブ２４２、真空ポンプ２４６、ＲＦセンサ２７２、高周波電源２７３、整合器２７４、サセプタ昇降機構２６８、ヒータ電力調整機構２７６、駆動部３４０、３９０等に接続されている。
【0085】
－ＣＰＵ２２１ａ－
ＣＰＵ２２１ａは、記憶装置２２１ｃからの制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置２２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２２１ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ２２１ａは、制御部の一例である。
ＣＰＵ２２１ａは、記憶装置２２１ｃからの制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置２２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２２１ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ２２１ａは、制御部の一例である。
【0086】
そして、ＣＰＵ２２１ａは、読み出されたプロセスレシピの内容に沿うように、Ｉ／Ｏポート２２１ｄ及び信号線Ａを通じてＡＰＣバルブ２４２の開度調整動作、バルブ２４３ｂの開閉動作、及び真空ポンプ２４６の起動・停止を制御するように構成されている。さらに、ＣＰＵ２２１ａは、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降機構２６８の昇降動作を、信号線Ｃを通じてヒータ電力調整機構２７６によるヒータ２１７ｂへの供給電力量調整動作（温度調整動作）を、信号線Ｄを通じてゲートバルブ２４４の開閉動作を、制御するように構成されている。また、ＣＰＵ２２１ａは、信号線Ｅを通じてＲＦセンサ２７２、整合器２７４及び高周波電源２７３の動作を、信号線Ｆを通じてＭＦＣ２５２ａ～２５２ｃによる各種ガスの流量調整動作、及びバルブ２５３ａ～２５３ｃ、２４３ａの開閉動作、等を制御するように構成されている。
【0087】
コントローラ２２１は、外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２２３に格納された上述のプログラムをコンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置２２１ｃや外部記憶装置２２３は、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。本明細書において、記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２２３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合が有る。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置２２３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
【0088】
（作用）
次に、基板処理装置１００を用いて半導体装置を製造する方法について、比較形態に係る基板処理装置５００を用いて半導体装置を製造する方法と比較しつつ、図１０に示すフロー図を用いて説明する。
次に、基板処理装置１００を用いて半導体装置を製造する方法について、比較形態に係る基板処理装置５００を用いて半導体装置を製造する方法と比較しつつ、図１０に示すフロー図を用いて説明する。
【0089】
〔基板処理装置５００の構成〕
先ず、比較形態に係る基板処理装置５００の構成について、図１１、図１２を用いて本実施形態に係る基板処理装置１００と異なる部分を主に説明する。基板処理装置５００の上側容器２１０の内周面には、ＳｉＮ膜が形成されていない。また、処理室２０１には、上側容器２１０の下端部分の内周面に沿う円筒部材が設けられていない。さらに、基板処理装置５００においては、共振コイル２１２の下端部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離については、共振コイル２１２の他の部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離と同様となっている。換言すれば、基板処理装置５００においては、上下方向において、上側容器２１０の外周面と共振コイル２１２の周面との距離が、同様となっている。これにより、基板処理装置５００においては、共振コイル２１２の下端部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離は、８ｍｍ未満とされている。
先ず、比較形態に係る基板処理装置５００の構成について、図１１、図１２を用いて本実施形態に係る基板処理装置１００と異なる部分を主に説明する。基板処理装置５００の上側容器２１０の内周面には、ＳｉＮ膜が形成されていない。また、処理室２０１には、上側容器２１０の下端部分の内周面に沿う円筒部材が設けられていない。さらに、基板処理装置５００においては、共振コイル２１２の下端部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離については、共振コイル２１２の他の部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離と同様となっている。換言すれば、基板処理装置５００においては、上下方向において、上側容器２１０の外周面と共振コイル２１２の周面との距離が、同様となっている。これにより、基板処理装置５００においては、共振コイル２１２の下端部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離は、８ｍｍ未満とされている。
【0090】
さらに、基板処理装置５００は、共振コイル２１２を処理容器２０３に対して移動させる移動部を備えていない。
【0091】
〔半導体装置の製造方法〕
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、例えばフラッシュメモリ等の半導体デバイスの製造工程の一工程として、前述の基板処理装置１００、５００を用いて実施される。以下の説明において、基板処理装置１００、５００を構成する各部の動作は、ＣＰＵ２２１ａにより制御される。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、例えばフラッシュメモリ等の半導体デバイスの製造工程の一工程として、前述の基板処理装置１００、５００を用いて実施される。以下の説明において、基板処理装置１００、５００を構成する各部の動作は、ＣＰＵ２２１ａにより制御される。
【0092】
また、本実施形態に係るプラズマ参加処理条件は、一例として、処理されるウエハ２００の温度が６００～８００℃。処理室２０１の圧力が４０～６０Ｐａとされ、供給されるＨ２ガス濃度が２５～３５％とされている。
【0093】
そして、基板処理装置１００では、図１０に示すステップＳ１００、Ｓ２００、Ｓ３００、Ｓ４００、Ｓ５００、Ｓ６００、Ｓ７００の順に工程が実施される。一方、基板処理装置５００では、図１０に示すステップＳ１００、Ｓ３００、Ｓ４００、Ｓ５００、Ｓ６００、Ｓ７００の順に工程が実施される。
【0094】
なお、本実施形態に係る基板処理工程で処理されるウエハ２００の表面には、例えば、少なくとも表面がシリコンの層で構成され、アスペクト比の高い凹凸部を有するトレンチが予め形成されている。本実施形態においては、トレンチの内壁に露出したシリコン層に対して、プラズマを用いた処理として酸化処理を行う。
【0095】
〔基板搬入工程Ｓ１００〕
図１０に示す基板搬入工程Ｓ１００では、ウエハ２００が処理室２０１に搬入される具体的には、図１、図１１に示すサセプタ昇降機構２６８が、ウエハ２００の搬送位置までサセプタ２１７を下降させて、サセプタ２１７の貫通孔２１７ａにウエハ突上げピン２６６を貫通させる。
図１０に示す基板搬入工程Ｓ１００では、ウエハ２００が処理室２０１に搬入される具体的には、図１、図１１に示すサセプタ昇降機構２６８が、ウエハ２００の搬送位置までサセプタ２１７を下降させて、サセプタ２１７の貫通孔２１７ａにウエハ突上げピン２６６を貫通させる。
【0096】
続いて、ゲートバルブ２４４が開かれ、処理室２０１に隣接する真空搬送室から、ウエハ搬送機構（図示せず）を用いて処理室２０１にウエハ２００が搬入される。搬入されたウエハ２００は、サセプタ２１７の表面から突出したウエハ突上げピン２６６上に水平姿勢で支持される。処理室２０１にウエハ２００が搬入されたら、ウエハ搬送機構が処理室２０１外へ退避し、ゲートバルブ２４４を閉じて処理室２０１が密閉される。そして、サセプタ昇降機構２６８がサセプタ２１７を上昇させることにより、ウエハ２００はサセプタ２１７の上面に支持される。
【0097】
〔位置調整工程Ｓ２００〕
位置調整工程Ｓ２００では、予め計測された共振コイル２１２の下端部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離情報に基づいて、第一移動部３２０が、共振コイル２１２を装置奥行方向に移動させ、第二移動部３７０が、共振コイル２１２を装置幅方向に移動させる。
位置調整工程Ｓ２００では、予め計測された共振コイル２１２の下端部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離情報に基づいて、第一移動部３２０が、共振コイル２１２を装置奥行方向に移動させ、第二移動部３７０が、共振コイル２１２を装置幅方向に移動させる。
【0098】
具体的には、距離情報に基づいて、図７に示す駆動部３４０及び駆動部３９０が稼働する。駆動部３４０は、ねじ軸３３４を回転させる。ねじ軸３３４が回転することで、本体部３２４及び支持部３２８が装置奥行方向に移動する。さらに、本体部３２４及び支持部３２８が装置奥行方向に移動することで、支持プレート２５６を介して共振コイル２１２及び遮蔽板２２４が装置奥行方向に移動する。なお、支持部３２８が案内溝３２６に案内されて装置幅方向に移動することで、稼働する駆動部３４０によって、共振コイル２１２の装置幅方向の位置が規制されることはない。
【0099】
また、図８に示す駆動部３９０は、ねじ軸３８４を回転させる。ねじ軸３８４が回転することで、本体部３７４及び支持部３７８が装置幅方向に移動する。さらに、本体部３７４及び支持部３７８が装置幅方向に移動することで、支持プレート２５６を介して共振コイル２１２及び遮蔽板２２４が装置幅方向に移動する。なお、支持部３７８が案内溝３７６に案内されて装置奥行方向に移動することで、稼働する駆動部３９０によって、共振コイル２１２の装置奥行方向の位置が規制されることはない。
【0100】
このように、共振コイル２１２を処理容器２０３の上側容器２１０に相対移動させることで、処理容器２０３の形状がばらついている場合であっても、共振コイル２１２の下端部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離は、８ｍｍ以上とされる。
【0101】
そして、処理室２０１でウエハ２００を処理している間は、駆動部３４０、３９０が非稼働状態とされる。換言すれば、処理室２０１でウエハ２００を処理している間は、共振コイル２１２と処理容器２０３の上側容器２１０との相対関係は維持される。
【0102】
なお、予め計測された距離情報において、共振コイル２１２の下端部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離が８ｍｍ以上とされている場合には、位置調整工程Ｓ２００において、共振コイル２１２を処理容器２０３の上側容器２１０に相対移動させることはない。
【0103】
〔昇温・真空排気工程Ｓ３００〕
昇温・真空排気工程Ｓ３００では、処理室２０１に搬入されたウエハ２００の昇温が行われる。
図１、図１１に示すヒータ２１７ｂは予め加熱されており、ヒータ２１７ｂが埋め込まれたサセプタ２１７上にウエハ２００を保持することでウエハ２００が加熱される。ここでは、ウエハ２００が目標温度となるようウエハ２００が加熱される。また、ウエハ２００の昇温を行う間、真空ポンプ２４６がガス排気管２３１を介して処理室２０１を真空排気し、処理室２０１の圧力を所定の値とする。真空ポンプ２４６は、少なくとも後述の基板搬出工程Ｓ７００が終了するまで稼働させておく。
昇温・真空排気工程Ｓ３００では、処理室２０１に搬入されたウエハ２００の昇温が行われる。
図１、図１１に示すヒータ２１７ｂは予め加熱されており、ヒータ２１７ｂが埋め込まれたサセプタ２１７上にウエハ２００を保持することでウエハ２００が加熱される。ここでは、ウエハ２００が目標温度となるようウエハ２００が加熱される。また、ウエハ２００の昇温を行う間、真空ポンプ２４６がガス排気管２３１を介して処理室２０１を真空排気し、処理室２０１の圧力を所定の値とする。真空ポンプ２４６は、少なくとも後述の基板搬出工程Ｓ７００が終了するまで稼働させておく。
【0104】
〔反応ガス供給工程Ｓ４００〕
反応ガス供給工程Ｓ４００では、反応ガスとして、酸素含有ガスであるＯ２ガスと水素含有ガスであるＨ２ガスの供給が開始される。具体的には、図１、図１１に示すバルブ２５３ａ及び２５３ｂが開かれ、ＭＦＣ２５２ａ及び２５２ｂにて流量制御しながら、処理室２０１へＯ２ガス及びＨ２ガスの供給が開始される。このとき、Ｏ２ガスの流量が、例えば２０～２０００ｓｃｃｍの範囲内の所定値とされる。また、Ｈ２ガスの流量が、例えば２０～１０００ｓｃｃｍの範囲内の所定値とされる。
反応ガス供給工程Ｓ４００では、反応ガスとして、酸素含有ガスであるＯ２ガスと水素含有ガスであるＨ２ガスの供給が開始される。具体的には、図１、図１１に示すバルブ２５３ａ及び２５３ｂが開かれ、ＭＦＣ２５２ａ及び２５２ｂにて流量制御しながら、処理室２０１へＯ２ガス及びＨ２ガスの供給が開始される。このとき、Ｏ２ガスの流量が、例えば２０～２０００ｓｃｃｍの範囲内の所定値とされる。また、Ｈ２ガスの流量が、例えば２０～１０００ｓｃｃｍの範囲内の所定値とされる。
【0105】
また、処理室２０１が目標圧力となるように、ＡＰＣ２４２の開度を調整して処理室２０１の排気が制御される。このように、処理室２０１を適度に排気しつつ、後述のプラズマ処理工程Ｓ５００の終了時までＯ２ガス及びＨ２ガスの供給が継続される。
【0106】
〔プラズマ処理工程Ｓ５００〕
処理室２０１の圧力が安定した後に、プラズマ処理工程Ｓ５００では、図１、図１１に示す共振コイル２１２に対して高周波電源２７３からＲＦセンサ２７２を介して、高周波電力の供給が開始される。本実施形態では、高周波電源２７３から共振コイル２１２に２７．１２ＭＨｚの高周波電力が供給される。共振コイル２１２に供給する高周波電力は、例えば１００～５０００Ｗの範囲内の所定の電力である。
処理室２０１の圧力が安定した後に、プラズマ処理工程Ｓ５００では、図１、図１１に示す共振コイル２１２に対して高周波電源２７３からＲＦセンサ２７２を介して、高周波電力の供給が開始される。本実施形態では、高周波電源２７３から共振コイル２１２に２７．１２ＭＨｚの高周波電力が供給される。共振コイル２１２に供給する高周波電力は、例えば１００～５０００Ｗの範囲内の所定の電力である。
【0107】
これにより、Ｏ２ガス及びＨ２ガスが供給されているプラズマ生成空間２０１ａ（図３参照）に高周波電界が形成される。この電界により、プラズマ生成空間２０１ａの共振コイル２１２の電気的中点に相当する高さ位置に、最も高いプラズマ密度を有するドーナツ状の誘導プラズマが励起される。プラズマ状のＯ２ガス及びＨ２ガスはプラズマ励起されて解離し、酸素を含む酸素ラジカル（酸素活性種）や酸素イオン、水素を含む水素ラジカル（水素活性種）や水素イオン、等の反応種が生成される。
【0108】
そして、基板処理空間２０１ｂ（図３参照）でサセプタ２１７上に保持されているウエハ２００には、誘導プラズマにより生成されたラジカルとイオンがウエハ２００の表面上のトレンチ内に供給される。供給されたラジカル及びイオンはトレンチの側壁と反応し、表面のシリコン層がシリコン酸化層へと改質される。
【0109】
その後、所定の処理時間、例えば１０～３００秒が経過したら、高周波電源２７３からの電力の供給が停止されて、処理室２０１におけるプラズマ放電が停止される。また、バルブ２５３ａ及び２５３ｂが閉められ、Ｏ２ガス及びＨ２ガスの処理室２０１への供給が停止される。以上により、プラズマ処理工程Ｓ５００が終了する。
【0110】
ここで、基板処理装置１００、５００においては、Ｈ２ガスは、処理室２０１の上方部分から供給され、上側容器２１０の内周面に沿って下方へ流れてベースプレート２４８の上面２４８ａに当たって流れ方向が変えられる。この流れ方向が変えられる部分で、Ｈ２ガスによどみが発生する。
【0111】
図１１に示す基板処理装置５００においては、共振コイル２１２の下端部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離は、８ｍｍ未満とされている。このため、Ｈ２ガスのよどみが生じた部分の誘導プラズマのプラズマ強度が強くなる。これにより、このよどんだ部分のＨ２ガスが誘導プラズマと反応することで、ＳｉＯＨ膜が上側容器２１０の下端部分の内周面に形成される。なお、ＳｉＯＨ膜には３員環、４員環のものが含まれ、ＳｉＯＨ膜は、ランダム構造のＳｉＯ２に対して不安定なもろい状態となっている。
【0112】
一方、図１に示す基板処理装置１００においては、共振コイル２１２の下端部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離は、８ｍｍ以上とされて、共振コイル２１２の他の部分と比して大きくなっている。換言すると、上側容器２１０の内周面においてＳｉＯＨ膜が形成される部分に近接した共振コイル２１２の周面と上側容器２１０の外周面との距離は、８ｍｍ以上とされ、共振コイル２１２の他の部分の共振コイル２１２の周面と上側容器２１０の外周面との距離と比して大きくなっている。さらに換言すると、上側容器２１０の内周面においてＳｉＯＨ膜が形成される部分に近接した共振コイル２１２の周面と上側容器２１０の外周面との距離が、ＳｉＯＨ膜が形成されていない部分に近接した共振コイル２１２の周面と上側容器２１０の外周面との距離と比して大きくなっている。
【0113】
これにより、基板処理装置１００においては、Ｈ２ガスのよどみが生じた部分の誘導プラズマのプラズマ強度が弱くなる。このため、円筒部材２９０の内周面の下端部分の内周面に形成されるＳｉＯＨ膜の厚さは薄くなる。
【0114】
また、基板処理装置１００においては、上側容器２１０の下端部分の内周面に沿うように、円筒状の円筒部材２９０が設けられている。この円筒部材２９０の内周面にＳｉＯＨ膜が形成されることで、基板処理装置１００の上側容器２１０の下端部分の内周面に形成されるＳｉＯＨ膜の厚さは薄くなる。
【0115】
このように、基板処理装置１００の上側容器２１０の下端部分の内周面に形成されたＳｉＯＨ膜の厚さは、基板処理装置５００の上側容器２１０の下端部分の内周面に形成されたＳｉＯＨ膜の厚さと比して薄くなる。換言すれば、基板処理装置５００の上側容器２１０の下端部分の内周面に形成されたＳｉＯＨ膜の厚さは、基板処理装置１００の上側容器２１０の下端部分の内周面に形成されたＳｉＯＨ膜の厚さと比して厚くなる。
【0116】
なお、基板処理装置１００においては、円筒部材２９０の内周面に形成されるＳｉＯＨ膜の厚さについては、厚さ「０」を含む概念である。つまり、基板処理装置１００においては、円筒部材２９０の内周面にＳｉＯＨ膜が形成されない場合もある。
【0117】
〔真空排気工程Ｓ６００〕
Ｏ２ガス及びＨ２ガスの供給を停止した後に、真空排気工程Ｓ６００では、図１、図１１に示すガス排気管２３１を介して処理室２０１内が真空排気される。これにより、処理室２０１のＯ２ガスやＨ２ガス、これらガスの反応により発生した排ガス等が処理室２０１の外部へと排気される。その後、ＡＰＣ２４２の開度を調整し、処理室２０１の圧力が、処理室２０１に隣接する真空搬送室（ウエハ２００の搬出先。図示せず）と同じ圧力に調整される。
Ｏ２ガス及びＨ２ガスの供給を停止した後に、真空排気工程Ｓ６００では、図１、図１１に示すガス排気管２３１を介して処理室２０１内が真空排気される。これにより、処理室２０１のＯ２ガスやＨ２ガス、これらガスの反応により発生した排ガス等が処理室２０１の外部へと排気される。その後、ＡＰＣ２４２の開度を調整し、処理室２０１の圧力が、処理室２０１に隣接する真空搬送室（ウエハ２００の搬出先。図示せず）と同じ圧力に調整される。
【0118】
〔基板搬出工程Ｓ７００〕
処理室２０１が所定の圧力となった後に、基板搬出工程Ｓ７００では、図１、図１１に示すサセプタ２１７がウエハ２００の搬送位置まで下降し、ウエハ突上げピン２６６上にウエハ２００が支持される。そして、ゲートバルブ２４４が開かれ、ウエハ搬送機構を用いてウエハ２００が処理室２０１の外部へ搬出される。以上により、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
処理室２０１が所定の圧力となった後に、基板搬出工程Ｓ７００では、図１、図１１に示すサセプタ２１７がウエハ２００の搬送位置まで下降し、ウエハ突上げピン２６６上にウエハ２００が支持される。そして、ゲートバルブ２４４が開かれ、ウエハ搬送機構を用いてウエハ２００が処理室２０１の外部へ搬出される。以上により、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
【0119】
〔メンテナンス工程〕
基板処理工程が複数回実施された後、基板処理装置１００、５００がメンテナンスされる。このメンテナンスの工程について説明する。
基板処理工程が複数回実施された後、基板処理装置１００、５００がメンテナンスされる。このメンテナンスの工程について説明する。
【0120】
－ヒータ２１７ｂへの電力供給の停止－
基板処理工程を終えた基板処理装置１００、５００では、ヒータ２１７ｂへの電力の供給が停止される。これにより、ヒータ２１７ｂに近接した上側容器２１０の下端部分の温度が最も低下する。換言すれば、共振コイル２１２の下端部分に近接した上側容器２１０の下端部分の温度変化が大きくなる。上側容器２１０の下端部分の温度変化が大きくなることで、上側容器２１０の下端部分の内周面に形成されたＳｉＯＨ膜については、上側容器２１０に面している部分と、処理室２０１に面している部分とに温度差が生じる。
基板処理工程を終えた基板処理装置１００、５００では、ヒータ２１７ｂへの電力の供給が停止される。これにより、ヒータ２１７ｂに近接した上側容器２１０の下端部分の温度が最も低下する。換言すれば、共振コイル２１２の下端部分に近接した上側容器２１０の下端部分の温度変化が大きくなる。上側容器２１０の下端部分の温度変化が大きくなることで、上側容器２１０の下端部分の内周面に形成されたＳｉＯＨ膜については、上側容器２１０に面している部分と、処理室２０１に面している部分とに温度差が生じる。
【0121】
ここで、基板処理装置５００の上側容器２１０の下端部分の内周面に形成されたＳｉＯＨ膜の厚さは、前述したように、基板処理装置１００の上側容器２１０の下端部分の内周面に形成されたＳｉＯＨ膜の厚さと比して厚い。このため、基板処理装置５００においては、上側容器２１０に面している部分のＳｉＯＨ膜と処理室２０１に面している部分のＳｉＯＨ膜との温度差が大きくなる。そこで、基板処理装置５００では、この温度差に起因して、ＳｉＯＨ膜にクラックが生じる。
【0122】
一方、基板処理装置１００の上側容器２１０の下端部分の内周面に形成されたＳｉＯＨ膜の厚さは、前述したように、基板処理装置５００の上側容器２１０の下端部分の内周面に形成されたＳｉＯＨ膜の厚さと比して薄い。このため、上側容器２１０に面している部分のＳｉＯＨ膜と、処理室２０１に面している部分のＳｉＯＨ膜との温度差が小さくなる。そこで、基板処理装置１００では、この温度差に起因して、ＳｉＯＨ膜に生じるクラックの発生が抑制される。
【0123】
－大気圧復帰－
ヒータ２１７ｂへの電力供給が停止された後、処理室２０１の圧力が大気圧とされる。そして、大気圧復帰した基板処理装置１００、５００の各部に対してメンテナンスが実施される。
ヒータ２１７ｂへの電力供給が停止された後、処理室２０１の圧力が大気圧とされる。そして、大気圧復帰した基板処理装置１００、５００の各部に対してメンテナンスが実施される。
【0124】
ここで、処理室２０１の圧力が大気圧とされることで、上側容器２１０の側壁が板厚方向へ移動しようとし、図２、図１２に示されるように、上側容器２１０においてフランジ２１０ｂの上方部分（図中部位ｇ）に微少な変形が生じる。
【0125】
基板処理装置５００では、この変形に起因して、ＳｉＯＨ膜に生じたクラックが進展して上側容器２１０に到達する。そして、上側容器２１０にクラックが生じる。
【0126】
一方、基板処理装置１００では、前述したように、ＳｉＯＨ膜に生じるクラックの発生が抑制されている。このため、上側容器２１０においてフランジ２１０ｂの上方部分の変形に起因して生じる上側容器２１０のクラックの発生が抑制される。
【0127】
さらに、基板処理装置１００では、上側容器２１０の内周面に、上側容器２１０を保護するＳｉＮ膜が形成されている。このため、ＳｉＯＨ膜にクラックが生じたとしても、ＳｉＯＨ膜のクラックが進展して生じる上側容器２１０のクラックの発生が抑制される。
【0128】
（まとめ）
本開示によれば、以下に示す１つ又は複数の効果が得られる。
本開示によれば、以下に示す１つ又は複数の効果が得られる。
【0129】
具体的には、以上説明したように、基板処理装置１００においては、上側容器２１０の下端部分に近接した共振コイル２１２の周面と上側容器２１０の外周面との距離が、上側容器２１０の下端部分に近接していない共振コイル２１２の周面と上側容器２１０の外周面との距離と比して大きくなっている。換言すれば、上側容器２１０の内周面においてＳｉＯＨ膜が形成される部分に近接した共振コイル２１２の周面と上側容器２１０の外周面との距離が、ＳｉＯＨ膜が形成されていない部分に近接した共振コイル２１２の周面と上側容器２１０の外周面との距離と比して大きくなっている。
【0130】
これにより、基板処理装置１００の上側容器２１０の下端部分の内周面に形成されたＳｉＯＨ膜の厚さは、基板処理装置５００の上側容器２１０の下端部分の内周面に形成されたＳｉＯＨ膜の厚さと比して薄くなる。このため、比較形態に係る基板処理装置５００と比して、上側容器２１０の内周面に形成されたＳｉＯＨ膜に起因した上側容器２１０のクラックの発生を抑制することができる。
【0131】
また、基板処理装置１００においては、共振コイル２１２において下端部分を除く他の部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離については、共振コイル２１２の下端部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離と比して小さくなっている。このため、処理室２０１内のプラズマ分布を所望の分布にすることができる。
【0132】
また、基板処理装置１００においては、上側容器２１０の内周面には、上側容器２１０を保護する保護膜としてのＳｉＮ膜が形成されている。このため、保護膜が形成されていない場合と比して、ＳｉＯＨ膜にクラックが生じたとしても、ＳｉＯＨ膜のクラックが進展して生じる上側容器２１０のクラックの発生を抑制することができる。換言すれば、保護膜が形成されていない場合と比して、ＳｉＯＨ膜にクラックが生じたとしても、上側容器２１０のクラックの発生を抑制することができる。
【0133】
また、基板処理装置１００においては、上側容器２１０の内周面においてＳｉＯＨ膜が形成される部分に沿うように、円筒部材２９０が設けられている。換言すれば、上側容器２１０の内周面の下端部分に沿うように、ＳｉＯ２で形成された円筒部材２９０が設けられている。これにより、この円筒部材２９０の内周面にＳｉＯＨ膜が形成されることで、上側容器２１０の下端部分の内周面に形成されるＳｉＯＨ膜の厚さを薄くすることができる。
【0134】
また、基板処理装置１００においては、共振コイル２１２の下端部分に近接した上側容器２１０の下端部分の温度変化が大きくなる。さらに、共振コイル２１２の下端部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離が８ｍｍ以上とされている。つまり、上側容器２１０において温度変化が大きい部分に近接した共振コイル２１２の周面と、上側容器２１０の外周面との距離が８ｍｍ以上とされている。
【0135】
ここで、温度変化が大きい部分に形成されるＳｉＯＨ膜の厚さが厚いと、前述したように、ＳｉＯＨ膜にクラックが生じやすい。しかし、上側容器２１０において温度変化が大きい部分に近接した共振コイル２１２の周面と、上側容器２１０の外周面との距離が８ｍｍ以上とされている。このため、上側容器２１０において温度変化が大きい部分にＳｉＯＨ膜が形成されるのを抑制することで、ＳｉＯＨ膜に生じるクラックの発生を抑制することができる。
【0136】
また、半導体装置の製造方法、及びプログラムにおいては、上側容器２１０の外周面と共振コイル２１２の周面との距離を調整する位置調整工程が設けられている。これにより、例えば、共振コイル２１２の下端部分の周面と上側容器２１０の外周面との距離が８ｍｍ未満であっても、相対位置を調整することで、８ｍｍ以上とすることができる。
【0137】
なお、上記実施形態では特定の実施形態について詳細に説明したが、本開示は係る実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、共振コイル２１２を処理容器２０３に対して移動させることで、共振コイル２１２を処理容器２０３に対して相対移動させたが、処理容器２０３を共振コイル２１２に対して移動させることで、共振コイル２１２を処理容器２０３に対して相対移動させてもよい。
【0138】
また、上記実施形態では、上側容器２１０の内周面には、上側容器２１０を保護するＳｉＮ膜が形成されていたが、半導体装置の製造工程の中で、上側容器２１０の内周面にＳｉＮ膜を形成される工程を設けてもよい。
【0139】
また、上記実施形態では、上側容器２１０の内周面には、上側容器２１０を保護するＳｉＮ膜が形成されていたが、上側容器２１０を保護する保護膜であればよく、例えば、ＳｉＮを含有した保護膜等であればよい。
【0140】
また、上記実施形態では、円筒部材２９０は、ＳｉＯ２を用いて形成されたが、半導体装置の製造工程の中で、ＳｉＯＨ膜が内周面に形成されればよく、円筒部材が、他の材料を用いて形成されてもよい。
【0141】
また、上記実施形成では特に説明しなかったが、上側容器２１０の外周面と共振コイル２１２との距離を、上側容器２１０の周方向で異なるせることで、処理室２０１内のプラズマ分布を所望の分布にする技術がある。このような技術を用いたときに、上側容器２１０の内周面において下側部分に近接した共振コイルと上側容器２１０の外周面との距離が８ｍｍ未満になることが考えられる。しかし、本開示の技術を用いることで、８ｍｍ以上が確保される。
【0142】
また、上記実施形態では、特に説明しなかったが、明細書中に特段の断りが無い限り、各要素は一つに限定されず、複数存在してもよい。
【0143】
また、上記実施形態では、一度に１枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本開示は上述の実施形態に限定されず、例えば、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用することができる。また、上述の実施形態では、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本開示は上述の態様に限定されず、ホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用することができる。
【0144】
これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の実施形態や変形例と同様な処理手順、処理条件にて各処理を行うことができ、上述の実施形態や変形例と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【0145】
１００ 基板処理装置
２００ ウエハ（基板の一例）
２０１ 処理室
２１０ 上側容器（石英容器の一例）
２１２ 共振コイル（コイルの一例）
２２１ａ ＣＰＵ（制御部の一例）
２３０ ガス供給部
２００ ウエハ（基板の一例）
２０１ 処理室
２１０ 上側容器（石英容器の一例）
２１２ 共振コイル（コイルの一例）
２２１ａ ＣＰＵ（制御部の一例）
２３０ ガス供給部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
