特許 7478832 基板処理装置、半導体装置の製造方法、基板処理方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-24

(45)【発行日】2024-05-07

(54)【発明の名称】基板処理装置、半導体装置の製造方法、基板処理方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20240425BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20240425BHJP

   H01L 21/316 20060101ALI20240425BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20240425BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 C

H01L21/302 101C

H01L21/316 A

H05H1/46 L

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2022553893

(86)(22)【出願日】2021-09-24

(86)【国際出願番号】 JP2021035034

(87)【国際公開番号】W WO2022071105

(87)【国際公開日】2022-04-07

【審査請求日】2023-01-17

(31)【優先権主張番号】P 2020163933

(32)【優先日】2020-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】318009126

【氏名又は名称】株式会社ＫＯＫＵＳＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ

(72)【発明者】

【氏名】稲田 哲明

(72)【発明者】

【氏名】小西 順也

(72)【発明者】

【氏名】室林 正季

(72)【発明者】

【氏名】保井 毅

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 武夫

【審査官】加藤 芳健

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１１７１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０４５１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２８３３３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１６

Ｈ０５Ｈ １／４６

Ｃ２３Ｃ １６／５０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する処理容器と、
前記処理容器の外周を覆う外側容器と、
前記外側容器と前記処理容器の外周との間において前記処理容器の外周に巻回するように設けられ、高周波電力が供給されるように構成されたコイルにより構成され、前記処理容器内に供給されたガスをプラズマ励起するプラズマ生成部と、
前記外側容器と前記処理容器の外周との間に形成されるガス流路と、
前記ガス流路と連通する排気路と、
前記排気路のコンダクタンスを調整可能に構成された調整弁と、
前記排気路上であって、前記調整弁の下流に設けられた第１の排気装置と、
前記外側容器内の圧力を測定する圧力センサと、
前記圧力センサで測定された圧力に基づいて、前記第１の排気装置を制御して前記第１の排気装置の排気風量を調整することが可能なように構成された制御部と、
を備えた基板処理装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記圧力センサで測定された圧力と大気圧との差圧が所定の差圧値となるように前記第１の排気装置を制御することが可能なように構成されている、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記調整弁には、前記所定の差圧値に応じてあらかじめ定められた開度が設定される、 請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記調整弁は、前記所定の差圧値と、前記排気路の下流側に接続される第２の排気装置の排気風量と、に応じてあらかじめ定められた開度が設定される、請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記あらかじめ定められた開度には、前記第１の排気装置を動作させない状態において前記圧力センサで測定された圧力と大気圧との差圧が、前記所定の差圧値となる値よりも小さい値が設定される、請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記所定の差圧値に応じて、前記調整弁の開度があらかじめ定められた開度となるように制御することが可能なよう構成されている、請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記所定の差圧値と、前記排気路の下流側に接続される第２の排気装置の排気風量とに応じて、前記調整弁の開度があらかじめ定められた開度となるように制御することが可能なように構成されている、請求項６に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記あらかじめ定められた開度は、前記第１の排気装置を動作させない状態において前記圧力センサで測定された圧力と大気圧との差圧が、前記所定の差圧値となる値よりも小さくなるように設定される、請求項７に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記処理容器の温度を測定する温度センサを備え、
前記所定の差圧は、前記温度センサにより測定された温度に基づいて設定される、請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記制御部は、前記圧力センサで測定された圧力と大気圧との前記差圧が、前記温度センサにより測定された温度に基づいて設定された前記所定の差圧となるように、前記第１の排気装置を制御することが可能なように構成されている、請求項９に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記圧力センサは、前記外側容器内であって前記ガス流路と前記排気路の間に設けられる、請求項１～１０の何れか１項に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記排気路は前記外側容器の上面に接続され、
前記圧力センサは、前記外側容器内であって前記排気路の鉛直下方に設けられる、請求項１１に記載の基板処理装置。

【請求項13】

処理容器と、
前記処理容器の外周を覆う外側容器と、
前記外側容器と前記処理容器の外周との間において前記処理容器の外周に巻回するように設けられ、高周波電力が供給されるように構成されたコイルにより構成され、前記処理容器内に供給されたガスをプラズマ励起するプラズマ生成部と、
前記外側容器と前記処理容器の外周との間に形成されるガス流路と、
前記ガス流路と連通する排気路と、
前記排気路のコンダクタンスを調整可能に構成された調整弁と、
前記排気路上であって、前記調整弁の下流に設けられた第１の排気装置と、
前記外側容器内の圧力を測定する圧力センサと、を備えた基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記処理容器内を加熱する工程と、
前記処理容器内に基板を搬入する工程と、
加熱された前記処理容器内において前記基板を処理する工程と、
を有し、
前記処理容器内を加熱する工程では、前記圧力センサで測定された圧力に基づいて前記第１の排気装置の排気風量を調整する半導体装置の製造方法。

【請求項14】

前記基板を処理する工程は、前記処理容器内に供給されたガスをプラズマ励起する工程を含む、請求項１３に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項15】

処理容器と、
前記処理容器の外周を覆う外側容器と、
前記外側容器と前記処理容器の外周との間において前記処理容器の外周に巻回するように設けられ、高周波電力が供給されるように構成されたコイルにより構成され、前記処理容器内に供給されたガスをプラズマ励起するプラズマ生成部と、
前記外側容器と前記処理容器の外周との間に形成されるガス流路と、
前記ガス流路と連通する排気路と、
前記排気路のコンダクタンスを調整可能に構成された調整弁と、
前記排気路上であって、前記調整弁の下流に設けられた第１の排気装置と、
前記外側容器内の圧力を測定する圧力センサと、を備えた基板処理装置を用いた基板処理方法であって、
前記処理容器内を加熱する工程と、
前記処理容器内に基板を搬入する工程と、
加熱された前記処理容器内において前記基板を処理する工程と、
を有し、
前記処理容器内を加熱する工程では、前記圧力センサで測定された圧力に基づいて前記第１の排気装置の排気風量を調整する基板処理方法。

【請求項16】

前記基板を処理する工程は、前記処理容器内に供給されたガスをプラズマ励起する工程を含む、請求項１５に記載の基板処理方法。

【請求項17】

処理容器と、
前記処理容器の外周を覆う外側容器と、
前記外側容器と前記処理容器の外周との間において前記処理容器の外周に巻回するように設けられ、高周波電力が供給されるように構成されたコイルにより構成され、前記処理容器内に供給されたガスをプラズマ励起するプラズマ生成部と、
前記外側容器と前記処理容器の外周との間に形成されるガス流路と、
前記ガス流路と連通する排気路と、
前記排気路のコンダクタンスを調整可能に構成された調整弁と、
前記排気路上であって、前記調整弁の下流に設けられた第１の排気装置と、
前記外側容器内の圧力を測定する圧力センサと、を備えた基板処理装置をコンピュータに制御させるプログラムであって、
前記処理容器内を加熱する手順と、
前記処理容器内に基板を搬入する手順と、
加熱された前記処理容器内において前記基板を処理する手順と、
前記処理容器内を加熱する手順において、前記圧力センサで測定された圧力に基づいて前記第１の排気装置の排気風量を調整する手順と、
をコンピュータにより前記基板処理装置に実行させるプログラム。

【請求項18】

前記基板を処理する手順は、前記処理容器内に供給されたガスをプラズマ励起する手順を含む、請求項１７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、基板処理方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

基板処理装置において、処理容器とプラズマ生成部との間に温度調整ガスを流す流路と、該流路から温度調整ガスを排出する排気路と、排気路に設けられた調整弁とを設けた構造が開示されている（例えば、特開２０１４－１７０６３４号公報参照）。この基板処理装置では、排気路に設けられ又は排気路の先に接続された排気装置により温度調整ガスを排出する。その際に、処理容器の温度に応じて調整弁の開度を調整することで温度調整ガスの流量（排気風量）を制御し、処理容器の温度を所定の温度に維持する構造となっている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、処理容器の温度変動や、排気路の先に接続された排気装置での圧力変動等の要因によって、安定した排気風量を維持することが困難な場合がある。

【0004】

本開示の目的は、安定した風量で処理容器の周囲の空間を排気し、処理容器の温度を安定的に維持することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様によれば、基板を処理する処理容器と、前記処理容器の外周を覆う外側容器と、前記外側容器と前記処理容器の外周との間に形成されるガス流路と、前記ガス流路と連通する排気路と、前記排気路のコンダクタンスを調整可能に構成された調整弁と、前記排気路上であって、前記調整弁の下流に設けられた第１の排気装置と、前記外側容器内に設けられ、前記外側容器内の圧力を測定する圧力センサと、前記圧力センサで測定された圧力に基づいて、前記第１の排気装置を制御して前記第１の排気装置の排気風量を調整することが可能なように構成された制御部と、を備える技術が提供される。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、安定した風量で処理容器の周囲の空間を排気し、処理容器の温度を安定的に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の一実施形態に係る基板処理装置の概略断面図である。

【図2】本開示の一実施形態に係る基板処理装置の制御部（制御手段）の構成を示す図である。

【図3】本開示の一実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。

【図4】ダンパの開度に応じた、第２排気装置の風量とカバー差圧の関係を示す線図である。

【図5】第１排気装置（ファン）及び第２排気装置（ブロア）の作動周波数に応じた、ダンパ開度とカバー差圧の関係を示す線図である。

【図6】第２排気装置（ブロア）の風量を変動させたときの差圧、第１排気装置（ファン）の作動周波数、及び処理容器の温度の変化を示す線図である。

【図7】プラズマ生成部において高周波を連続放電したときの、差圧、第１排気装置（ファン）の作動周波数、及び処理容器の温度の変化を示す線図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本開示を実施するための形態を図面に基づき説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一又は同様の構成要素であることを意味する。なお、以下に説明する実施形態において重複する説明及び符号については、省略する場合がある。また、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り、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。また、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。

【0009】

＜本開示の一実施形態＞
（１）基板処理装置の構成
本開示の第１実施形態に係る基板処理装置について、図１を用いて以下に説明する。本実施形態に係る基板処理装置１００は、主に基板面上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。この基板処理装置１００は、処理容器２０３と、処理容器２０３の外周を覆う外側容器の一例としての遮蔽板１２２３と、ガス流路１０００と、排気路１００２と、調整弁の一例としてのダンパ１００４と、第１の排気装置の一例としてのファン１０１０と、圧力センサ１００６と、制御部としてのコントローラ２２１と、プラズマ生成部１００８と、を備えている。

【0010】

（処理室）
基板処理装置１００は、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を構成し、基板の一例としてのウエハ２００を処理する処理容器２０３が設けられている。処理容器２０３は、第１の容器であるドーム型の上側容器２１０と、第２の容器である碗型の下側容器２１１とを備えている。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、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）または石英（ＳｉＯ_２）等の非金属材料で形成されており、下側容器２１１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）で形成されている。

【0011】

また、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内へウエハ２００を搬入したり、処理室２０１外へとウエハ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内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。

【0012】

処理室２０１は、周囲にコイル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、コイル２１２の下端より上方であって、且つコイル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、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。

【0013】

（サセプタ）
処理室２０１の底側中央には、ウエハ２００を載置する基板載置部としてのサセプタ２１７が配置されている。

【0014】

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。

【0015】

サセプタ２１７は、下側容器２１１とは電気的に絶縁されている。インピーダンス調整電極２１７ｃは、サセプタ２１７に載置されたウエハ２００上に生成されるプラズマの密度の均一性をより向上させるために、サセプタ２１７内部に設けられており、インピーダンス調整部としてのインピーダンス可変機構２７５を介して接地されている。

【0016】

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。また、サセプタ２１７には貫通孔２１７ａが設けられるとともに、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とは非接触な状態で、貫通孔２１７ａを突き抜けるように構成されている。主に、サセプタ２１７及びヒータ２１７ｂ、電極２１７ｃにより、本実施形態に係る基板載置部が構成されている。

【0017】

（ガス供給部）
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内へ供給できるように構成されている。バッファ室２３７は、ガス導入口２３４より導入される反応ガスを分散する分散空間としての機能を持つ。

【0018】

ガス導入口２３４には、酸素含有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。酸素含有ガス供給管２３２ａには、上流側から順に、酸素含有ガス供給源２５０ａ、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、水素含有ガス供給源２５０ｂ、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、不活性ガス供給源２５０ｃ、ＭＦＣ２５２ｃ、バルブ２５３ｃが設けられている。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。バルブ２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃ、２４３ａを開閉させることによって、ＭＦＣ２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃによりそれぞれのガスの流量を調整しつつ、ガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃを介して、酸素含有ガス、水素ガス含有ガス、不活性ガス等の処理ガスを処理室２０１内へ供給できるように構成されている。

【0019】

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（ガス供給系）が構成されている。

【0020】

また、ガス供給ヘッド２３６、酸素含有ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２５２ａ、バルブ２５３ａ，２４３ａにより、本実施形態に係る酸素含有ガス供給系が構成されている。さらに、ガス供給ヘッド２３６、水素含有ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２５２ｂ、バルブ２５３ｂ，２４３ａにより、本実施形態に係る水素ガス供給系が構成されている。さらに、ガス供給ヘッド２３６、不活性ガス供給管２３２ｃ、ＭＦＣ２５２ｃ、バルブ２５３ｃ，２４３ａにより、本実施形態に係る不活性ガス供給系が構成されている。

【0021】

（排気部）
下側容器２１１の側壁には、処理室２０１内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。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が構成されている。尚、真空ポンプ２４６を排気部に含めても良い。

【0022】

（プラズマ生成部）
プラズマ生成部１００８は、外側容器としての遮蔽板１２２３と処理容器２０３の外周との間において処理容器２０３の外周に沿うように設けられ、高周波電力が供給されるように構成された電極としての共振コイル２１２により構成され、処理容器２０３内に供給されたガスをプラズマ励起する。

【0023】

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を囲うように、第１の電極としての、螺旋状の共振コイル２１２が設けられている。共振コイル２１２には、ＲＦ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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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の高周波電力が印加され、２００～５００ｍｍのコイル直径とされ、プラズマ生成空間２０１ａを形成する部屋の外周側に２～６０回程度巻回される。

【0028】

共振コイル２１２を構成する素材としては、例えば銅やアルミニウムなどの金属が使用される。共振コイル２１２は、絶縁性材料にて平板状に形成され、且つベースプレート２４８の上端面に鉛直に立設された複数のサポート（図示せず）によって支持される。

【0029】

遮蔽板１２２３は、共振コイル２１２の外側の電界を遮蔽すると共に、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る。遮蔽板１２２３は、一般的には、アルミニウム合金などの導電性材料を使用して円筒状に構成される。遮蔽板１２２３は、共振コイル２１２の外周から５～１５０ｍｍ程度隔てて配置される。

【0030】

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１００８が構成されている。尚、プラズマ生成部１００８として高周波電源２７３を含めても良い。

【0031】

なお、ガス流路１０００は、遮蔽板１２２３と処理容器２０３の外周との間に形成されている。本実施形態では、遮蔽板１２２３が、処理容器２０３の上方も覆っており、処理容器２０３を収容する外側容器を構成している。遮蔽板１２２３の天井部と、処理容器２０３の蓋体２３３とは、互いに上下方向に離間しており、その間の空間もガス流路１０００となっている。なお、遮蔽板１２２３が処理容器２０３の上方を覆わない構成として、遮蔽板１２２３及び処理容器２０３を覆う外側容器（図示せず）を更に設けてもよい。

【0032】

（ガス導入口）
処理容器２０３の側面を覆う遮蔽板１２２３には、ガス流路１０００に冷却（温度調整）のためのガスを取り込むためのガス導入口１２２３ａが設けられている。ガス導入口１２２３ａは、処理容器２０３の下端に対向する位置（即ち、本実施形態では遮蔽板１２２３の下端）の近傍に、処理容器２０３の周方向に沿って均等な間隔をもって複数設けられることが好ましい。また、ガス導入口１２２３ａの形状は、円形や矩形に限らず、処理容器２０３の周方向に沿って１又は複数のスリットにより構成されていてもよい。ガス流路１０００に取り込まれるガスは、大気から取り込んだ空気であってもよく、他のガス（例えば不活性ガス）であってもよい。

【0033】

（排気路）
排気路１００２は、ガス流路１０００と連通しており、例えば遮蔽板１２２３の天井部と、第２排気装置の一例としてのブロア１０２０に接続されている。処理容器２０３が例えば円筒形に形成されている場合、処理容器２０３の外周に形成されたガス流路１０００を処理容器の円周方向において均等に排気するため、排気路１００２は、遮蔽板１２２３の天井部の中央に接続することが好ましい。ブロア１０２０は、工場等の施設に設けられる共用の排気設備であり、様々な設備からの排気を担っている。ブロア１０２０からの排気は、例えば大気開放されるようになっている。

【0034】

（圧力センサ）
圧力センサ１００６は、外側容器としての遮蔽板１２２３の内側に設けられ、該内側の圧力を測定するセンサである。すなわち、圧力センサ１００６は、ガス流路１０００内の圧力を測定するセンサである。図１に示されるように、排気路１００２が遮蔽板１２２３の上面に接続されている場合、圧力センサ１００６は、遮蔽板１２２３内であって排気路１００２の鉛直下方に設けられてもよい。換言すれば、圧力センサ１００６は、ガス流路１０００と排気路１００２との接続部分（排気路１００２の鉛直下方空間であって処理容器２０３の上方空間）に設けられている。

【0035】

なお、圧力センサ１００６の配置はこれに限られず、遮蔽板１２２３の内側における他の部位に圧力センサ１００６が設けられていてもよい。圧力センサ１００６が外側容器としての遮蔽板１２２３の内側に設けられることで、ダンパ１００４の前後に発生する乱流の影響を受け難い。

【0036】

後述するように、コントローラ２２１は、圧力センサ１００６で測定されたガス流路１００内の圧力と大気圧との差圧（換言すれば、ゲージ圧）を算出・取得し、当該差圧が所定の差圧値となるようにファン１０１０を制御する。大気圧は一定値を用いてもよいし、測定した数値を用いてもよい。当該差圧は、ガス流路１０００内の排気風量に対応しており、ガス流路１０００内の排気風量が所望の風量となるような差圧値を所定値として設定することにより、ガス流路１０００内の排気風量を所望の風量となるように制御する。すなわち、当該差圧が所望のガス流路１０００内の排気風量に対応する所定の差圧値となるように制御する。

【0037】

（ダンパ）
調整弁の一例としてのダンパ１００４は、例えばバタフライバルブであり、排気路１００２のコンダクタンス（排気の流れ易さの度合い）を調整可能に構成されている。調整弁をコンダクタンス変更手段と言い換えることもできる。

【0038】

（ファン）
第１の排気装置の一例としてのファン１０１０は、排気路１００２上であって、ダンパ１００４の下流に設けられた、例えば軸流ファンである。図１に示される例では、ファン１０１０は、排気路１００２上におけるダンパ１００４の下流側の近傍に設けられている。ファン１０１０の回転は、コントローラ２２１によりインバータ制御される。

【0039】

ダンパ１００４には、所定の差圧値に応じてあらかじめ定められた開度が設定される。ここで、その開度の決め方について説明する。図４は、ダンパ１００４の開度に応じた、第２排気装置としてのブロア１０２０の風量とカバー差圧（圧力センサ１００６で測定された圧力と大気圧との差圧）の関係を示している。ダンパ１００４の開度は、全閉で０°、全開で９０°である。横軸は、正確にはダンパフルオープン時、つまりダンパ１００４の開度が９０°のときのブロア１０２０の風量である。また、図４では、「所定の差圧値」が「ターゲット差圧」と記載されている。

【0040】

ブロア１０２０の風量が比較的小さい領域では、ダンパ１００４の開度が変化してもカバー差圧の変化は比較的少ない。ブロア１０２０の風量が大きくなるに連れて、ダンパ１００４の開度の変化によるカバー差圧の変化が大きくなる。このことから、ブロア１０２０の風量が大きい領域では、ダンパ１００４の開度調整のみによるカバー差圧の微調整は難しいことがわかる。

【0041】

ここで、図４において網掛けで示されるように、ターゲット差圧（所定の差圧）が例えば－１３～－５Ｐａであるものとする。この場合、ダンパ１００４の開度を１５°とすることで、ブロア１０２０の風量が約１１～２０ｍ^３／ｍｉｎの範囲でターゲット差圧（所定の差圧）を得ることができる。また、例えばダンパ１００４の開度を９０°とし、ブロア１０２０の風量が約１４ｍ^３／ｍｉｎのときのカバー差圧は約－４２Ｐａである。ブロア１０２０の風量の変更範囲を最小限に抑えながらカバー差圧をターゲット差圧（所定の差圧）に設定したい場合には、ダンパ１００４の開度を１５°前後に設定すればよい。

【0042】

また、ダンパ１００４に、所定の差圧値と、ブロア１０２０の排気風量とに応じて、あらかじめ定められた開度が設定されてもよい。図５は、ファン１０１０及びブロア１０２０の作動周波数に応じた、ダンパ１００４の開度とカバー差圧の関係を示している。作動周波数の大小は、出力の大小を意味する。図５の線は、４つのグループに分かれている。最も下に位置するグループは、ブロア１０２０の作動周波数が１０Ｈｚのグループである。下から２番目のグループは、ブロア１０２０の作動周波数が２０Ｈｚのグループである。下から３番目のグループは、ブロア１０２０の作動周波数が３３Ｈｚのグループである。下から４番目、つまり最も上に位置するグループは、ブロア１０２０の作動周波数が４５Ｈｚのグループである。ファン１０１０の作動周波数は、それぞれ０Ｈｚ、３０Ｈｚ、６０Ｈｚの３通りとなっている。

【0043】

各々のグループにおける３本の線における最も下側の線（ファン１０１０の周波数が０Ｈｚ）と最も上側の線（ファン１０１０の作動周波数が６０Ｈｚ）との間が、ファン１０１０により制御可能なカバー差圧の範囲を示している。各々のグループにおいて、ダンパ１００４の開度をあらかじめ定めた状態で、ブロア１０２０の風量（出力）が若干変動しても、ファン１０１０の制御によりカバー差圧の変動を抑制できる。具体的には、ブロア１０２０による風量（出力）が減少したときには、ファン１０１０による風量（出力）を増加させ、ブロア１０２０による風量（出力）が増加したときには、ファン１０１０による風量（出力）を減少させるようにする。

【0044】

ターゲット差圧（所定の差圧）が例えば－１３～－５Ｐａである場合、ブロア１０２０の作動周波数が１０Ｈｚであれば、ダンパ１００４の開度を例えば約７５°とすれば、ファン１０１０による制御範囲にターゲット差圧（所定の差圧）が収まる。同様に、ブロア１０２０の作動周波数が２０Ｈｚであれば、ダンパ１００４の開度を例えば約３０°とすれば、ファン１０１０による制御範囲にターゲット差圧（所定の差圧）が収まる。ブロア１０２０の出力が小さいと、ダンパ１００４の開度の自由度が高くなる。

【0045】

上記したように、各グループにおいて最も下側の線は、ファン１０１０の作動周波数が０Ｈｚ、つまりファン１０１０を作動させない場合を示している。例えばブロア１０２０の作動周波数が４５Ｈｚのグループでダンパ１００４の開度が４０°、ファン１０１０の作動周波数が０Ｈｚの場合、カバー差圧は約－５０Ｐａである。ターゲット差圧（所定の差圧）を－５０Ｐａとした場合において、ブロア１０２０による風量が低下し、カバー差圧が減少すると、ファン１０１０による制御範囲を外れてしまう。そこで、ダンパ１００４の開度を、差圧がターゲット差圧（所定の差圧）の－５０Ｐａより小さくなる４０°より小さい値、例えば約３８°に設定する。これにより、ターゲット差圧（所定の差圧）が、最も下側の線と最も上側の線の間、つまりファン１０１０による制御範囲に入る。

【0046】

このように、ダンパ１００４についてのあらかじめ定められた開度には、ファン１０１０を動作させない状態において圧力センサ１００６で測定された圧力と大気圧との差圧が、所定の差圧値となる値よりも小さい値が設定されてもよい。

【0047】

基板処理装置１００は、処理容器２０３の温度を測定する温度センサ１０１２を備えていてもよい。この場合、所定の差圧が、温度センサ１０１２により測定された温度に基づいて設定されてもよい。

【0048】

このようなダンパ１００４の開度の設定は、手動で行ってもよいし、コントローラ２２１及びアクチュエータ（図示せず）による制御により行ってもよい。つまり、コントローラ２２１により、ファン１０１０及びダンパ１００４の制御を行ってもよいし、ファン１０１０のみの制御を行ってもよい。

【0049】

（制御部）
制御部としてのコントローラ２２１は、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及びインピーダンス可変機構２７５を、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、それぞれ制御することが可能なように構成されている。

【0050】

図２に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ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。

【0051】

記憶装置２２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２２１ｃ内には、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。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コントローラ２２１によって基板処理装置１００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。

【0052】

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、インピーダンス可変機構２７５、ヒータ電力調整機構２７６、等に接続されている。

【0053】

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。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、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）や、インピーダンス可変機構２７５によるインピーダンス値調整動作を、信号線Ｄを通じてゲートバルブ２４４の開閉動作を、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、等を制御することが可能なように構成されている。

【0054】

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ＳＳＤ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。

【0055】

また、コントローラ２２１は、圧力センサ１００６で測定された圧力に基づいて、ファン１０１０を制御してファン１０１０の排気風量を調整することが可能なように構成されている。また、コントローラ２２１は、圧力センサ１００６で測定された圧力と大気圧との差圧が所定の差圧値となるようにファン１０１０を制御することが可能なようになっている。

【0056】

なお、上記したように、基板処理装置１００が処理容器２０３の温度を測定する温度センサ１０１２を備えていてもよい。この場合、コントローラ２２１は、圧力センサ１００６で測定された圧力と大気圧との差圧が、温度センサ１０１２により測定された温度に基づいて設定された所定の差圧となるように、ファン１０１０を制御してもよい。

【0057】

ダンパ１００４の開度の設定は、手動で行うことができる。また、この開度の設定を、コントローラ２２１及びアクチュエータ（図示せず）による制御により行うこともできる。この場合、コントローラ２２１は、例えば、所定の差圧値及びブロア１０２０の風量の入力を受け付ける入力部（入力装置２２２）と、差圧値、及びブロア１０２０の風量に応じてあらかじめ定められた開度に関する情報を格納するテーブル（ＲＡＭ２２１、記憶装置２２１ｃ）と、を備える。コントローラ２２１は、該コントローラ２２１に入力された所定の差圧値、及びブロア１０２０の風量に対応する開度に関する情報をテーブルから取得し、取得した開度に関する情報に基づいてダンパ１００４の開度を制御することが可能なように構成されている。

【0058】

（作用）
本実施形態によれば、処理容器２０３の温度変動や、排気路１００２の先に接続されたブロア１０２０での圧力変動が生じる場合であっても、安定した風量で処理容器２０３の周囲の空間を排気（即ち、ガス導入口１２２３ａから処理容器２０３の周囲の空間内に取り込まれたガスを排気）し、処理容器２０３の温度を安定的に維持することができる。具体的には、ファン１０１０により、ブロア１０２０での圧力変動をファン１０１０で補償することで、排気風量を安定的に維持することができる。

【0059】

またこれによって、ウエハ２００等の半導体の歩留まりを向上させることができる。また、風量を制御することにより処理容器２０３の温度を調整することができ、加熱手段以外に温度調整ノブとして機差の少ない装置を提供できる。

【0060】

また、圧力センサ１００６が排気路１００２内でなく、外側容器としての遮蔽板１２２３内に設けられているので、ダンパ１００４の開度が変わった際に発生する乱流の影響を受け難く、安定した圧力測定が可能となる。

【0061】

処理容器２０３に温度センサ１０１２を設置した場合には、処理容器２０３の温度モニタが可能になる。処理容器２０３の温度はウエハ２００の温度と関連があるため、ファン１０１０及びダンパ１００４により風量を変更可能とすることで、処理容器２０３の温度制御が可能となる。

【0062】

なお、処理容器２０３の温度は、ガス流路１０００の排気風量の他にも、ヒータ２１７ｂの出力や処理容器２０３内で生成されるプラズマ強度等の他の要素によって変動する。そのため、例えば処理容器２０３の温度をモニタし、測定した処理容器２０３の温度が所定の温度となるように、ファン１０１０及びダンパ１００４の少なくとも一方をフィードバック制御する場合、処理容器２０３の温度の変動に応じて風量が頻繁に変動することとなり、処理容器２０３の温度を安定させることが困難となる場合がある。したがって、処理容器２０３の温度の安定性を重視する観点からは、処理容器２０３の測定温度に拠らない所定の風量に基づいて、ファン１０１０及びダンパ１００４の少なくとも一方を制御することが好ましい。

【0063】

図６は、第２排気装置（ブロア１０２０）の風量を例えば１３～１５ｍ^３／ｍｉｎの間で変動させたときの差圧、第１排気装置（ファン１０１０）の作動周波数、及び処理容器２０３の温度の変化を示す線図である。破線はファン１０１０の動作周波数、実線（太線）はカバー差圧を、実線（細線）は温度センサ１０１２で測定した処理容器２０３の外周面の温度を、それぞれ示している。コントローラ２２１により、ブロア１０２０の風量が上昇したときはファン１０１０の作動周波数を減少させ、ブロア１０２０の風量が低下したときはファン１０１０の作動周波数を増加させる。これにより、差圧を略一定（±１Ｐａ）に維持し、かつ処理容器２０３の温度を略一定に維持することができる。

【0064】

図７は、プラズマ生成部１００８において高周波を８０分間、出力５ｋＷで連続放電したときの、差圧、第１排気装置（ファン１０１０）の周波数、及び処理容器２０３の温度の変化を示す線図である。破線はファン１０１０の動作周波数、実線（太線）はカバー差圧を、実線（細線）は温度センサ１０１２で測定した処理容器２０３の外周面の温度を、それぞれ示している。処理容器２０３の温度が上昇すると、外側容器としての遮蔽板１２２３内の圧力が上昇して大気圧との差圧が低下するため、ファン１０１０の作動周波数（出力）が変動する。これにより、差圧が略一定（±１Ｐａ）に維持される。このように、温度変化によって遮蔽板１２２３内の圧力が変化しても、差圧が略一定となるように対応することができる。

【0065】

このように、本実施形態によれば、処理容器２０３の温度変動や、排気路１００２の先に接続されたブロア１０２０での圧力変動が生じる場合であっても、安定した風量で処理容器２０３の周囲の空間を排気し、処理容器２０３の温度を安定的に維持することができる。

【0066】

（半導体装置の製造方法）
半導体装置の製造方法は、上記した基板処理装置１００を用い、処理容器２０３を加熱する工程と、処理容器２０３内にウエハ２００を搬入する工程と、処理容器２０３内にガスを供給する工程と、ウエハ２００をプラズマ処理する工程と、を有する。

【0067】

（プログラム）
プログラムは、基板処理装置１００を用いて半導体装置を製造するプログラムであって、処理容器２０３を加熱する手順（例えば図３の予備加熱工程Ｓ１００）と、処理容器２０３内にウエハ２００を搬入する手順（例えば図３の基板搬入工程Ｓ１１０）と、処理容器２０３内にガスを供給する手順（例えば図３の反応ガス供給工程Ｓ１３０）と、ウエハ２００をプラズマ処理する手順（例えば図３のプラズマ処理工程Ｓ１４０）と、をコンピュータに実行させる。

【0068】

（２）基板処理工程
次に、本実施形態に係る基板処理工程について、主に図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。本実施形態に係る基板処理工程は、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、上述の基板処理装置１００により実施される。以下の説明において、基板処理装置１００を構成する各部の動作は、コントローラ２２１により制御される。

【0069】

なお、図示は省略するが、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、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例えばシリコン（Ｓｉ）の層に対して、プラズマを用いた処理として酸化処理を行う。トレンチは、例えばウエハ２００上に所定のパターンを施したマスク層を形成し、ウエハ２００表面を所定深さまでエッチングすることで形成されている。

【0070】

（予備加熱工程（前処理工程）Ｓ１００）
まず、上記のウエハ２００を処理室２０１内に搬入する前に、処理容器２０３や処理室２０１内の構成物を予備加熱する前処理を行う。具体的には、ヒータ２１７ｂを所定の温度まで加熱しすることでサセプタ２１７や処理容器２０３を所定の温度まで加熱する。この際、所定の差圧に基づいてダンパ１０４０を所定の開度まで開くとともに、所定の差圧となるようにファン１０１０の動作制御を開始する。（即ち、ガス流路１０００の排気を開始する。）なお、ブロア１０２０は、共用の排気設備であるため、本工程以前から排気動作を継続している。

【0071】

加熱開始後、加熱とガス流路１０００の排気を継続し、処理容器２０３の温度が安定したら、以降のウエハ２００に対する処理を開始する。ウエハ２００に対する処理開始後（即ちＳ１１０以降）も、少なくともプラズマ処理終了（即ちＳ１４０）までは、ヒータ２１７ｂによる加熱と、ガス流路１０００の排気動作は継続して行う。

【0072】

なお、処理容器２０３等を加熱する手段としては、ヒータ２１７ｂを用いる他に、高周波電源２７３から共振コイル２１２に高周波電力を供給することで処理容器２０３内にプラズマを生成し、生成されたプラズマに処理容器２０３を加熱することもできる。

【0073】

（基板搬入工程Ｓ１１０）
まず、上記のウエハ２００を処理室２０１内に搬入する。具体的には、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。その結果、ウエハ突き上げピン２６６が、サセプタ２１７表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。

【0074】

続いて、ゲートバルブ２４４を開き、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内にウエハ２００を搬入する。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内にウエハ２００を搬入したら、ウエハ搬送機構を処理室２０１外へ退避させ、ゲートバルブ２４４を閉じて処理室２０１内を密閉する。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。

【0075】

（昇温・真空排気工程Ｓ１２０）
続いて、処理室２０１内に搬入されたウエハ２００の昇温を行う。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、例えば１５０～７５０℃の範囲内の所定値にウエハ２００を加熱する。また、ウエハ２００の昇温を行う間、真空ポンプ２４６によりガス排気管２３１を介して処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内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Ｓ１６０が終了するまで作動させておく。

【0076】

（反応ガス供給工程Ｓ１３０）
次に、反応ガスとして、酸素含有ガスと水素含有ガスの供給を開始する。具体的には、バルブ２５３ａ及び２５３ｂを開け、ＭＦＣ２５２ａ及び２５２ｂにて流量制御しながら、処理室２０１内へ酸素含有ガス及び水素含有ガスの供給を開始する。このとき、酸素含有ガスの流量を、例えば２０～２０００ｓｃｃｍの範囲内の所定値とする。また、水素含有ガスの流量を、例えば２０～１０００ｓｃｃｍの範囲内の所定値とする。また、処理室２０１内の圧力が、例えば１～２５０Ｐａの範囲内の所定圧力となるように、ＡＰＣ２４２の開度を調整して処理室２０１内の排気を制御する。このように、処理室２０１内を適度に排気しつつ、後述のプラズマ処理工程Ｓ１４０の終了時まで酸素含有ガス及び水素含有ガスの供給を継続する。

【0077】

酸素含有ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ_２）ガス、亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）ガス、一酸化窒素（ＮＯ）ガス、二酸化窒素（ＮＯ_２）ガス、オゾン（Ｏ_３）ガス、水蒸気（Ｈ_２Ｏガス）、一酸化炭素（ＣＯ）ガス、二酸化炭素（ＣＯ_２）ガス等を用いることができる。酸素含有ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。

【0078】

また、水素含有ガスとしては、例えば、水素（Ｈ_２）ガス、重水素（Ｄ_２）ガス、Ｈ_２ Ｏガス、アンモニア（ＮＨ_３）ガス等を用いることができる。水素含有ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。なお、酸素含有ガスとしてＨ_２Ｏガスを用いる場合は、水素含有ガスとしてＨ_２Ｏガス以外のガスを用いることが好ましく、水素含有ガスとしてＨ_２Ｏガスを用いる場合は、酸素含有ガスとしてＨ_２Ｏガス以外のガスを用いることが好ましい。

【0079】

不活性ガスとしては、例えば、窒素（Ｎ_２）ガスを用いることができ、この他、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、キセノン（Ｘｅ）ガス等の希ガスを用いることができる。不活性ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。

【0080】

（プラズマ処理工程Ｓ１４０）
処理室２０１内の圧力が安定したら、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、高周波電力の印加を開始する。

【0081】

これにより、酸素含有ガス及び水素含有ガスが供給されているプラズマ生成空間２０１ａ内に高周波電界が形成され、係る電界により、プラズマ生成空間の共振コイル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。プラズマ状の酸素含有ガス及び水素含有ガスは解離し、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。

【0082】

基板処理空間２０１ｂ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加速されない状態のイオンがトレンチ内に均一に供給される。供給されたラジカル及びイオンは側壁と均一に反応し、表面の層（例えばＳｉ層）をステップカバレッジが良好な酸化層（例えばＳｉ酸化層）へと改質する。

【0083】

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からの電力の出力を停止して、処理室２０１内におけるプラズマ放電を停止する。また、バルブ２５３ａ及び２５３ｂを閉めて、酸素含有ガス及び水素含有ガスの処理室２０１内への供給を停止する。以上により、プラズマ処理工程Ｓ１４０が終了する。

【0084】

（真空排気工程Ｓ１５０）
酸素含有ガス及び水素含有ガスの供給を停止したら、ガス排気管２３１を介して処理室２０１内を真空排気する。これにより、処理室２０１内の酸素含有ガスや水素含有ガス、これらガスの反応により発生した排ガス等を処理室２０１外へと排気する。その後、ＡＰＣ２４２の開度を調整し、処理室２０１内の圧力を処理室２０１に隣接する真空搬送室（ウエハ２００の搬出先。図示せず）と同じ圧力に調整する。

【0085】

（基板搬出工程Ｓ１６０）
処理室２０１内が所定の圧力となったら、サセプタ２１７をウエハ２００の搬送位置まで下降させ、ウエハ突上げピン２６６上にウエハ２００を支持させる。そして、ゲートバルブ２４４を開き、ウエハ搬送機構を用いてウエハ２００を処理室２０１外へ搬出する。以上により、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。

【0086】

＜本開示の他の実施形態＞
上述の実施形態では、プラズマを用いて基板表面に対して酸化処理や窒化処理を行う例について説明したが、これらの処理に限らず、プラズマを用いて基板に対して処理を施すあらゆる技術に適用することができる。例えば、プラズマを用いて行う基板表面に形成された膜に対する改質処理やドーピング処理、酸化膜の還元処理、当該膜に対するエッチング処理、レジストのアッシング処理、等に適用することができる。

【符号の説明】

【0087】

１００ 基板処理装置
２００ ウエハ（基板）
２０３ 処理容器
２２１ コントローラ（制御部）
１０００ ガス流路
１００２ 排気路
１００４ ダンパ（調整弁）
１００６ 圧力センサ
１０１０ ファン（第１の排気装置）
１２２３ 遮蔽板（外側容器）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】