基板处理装置、半导体装置的制造方法、基板处理方法和存储介质

技术领域

本公开涉及一种基板处理装置、半导体装置的制造方法、基板处理方法和存储介质。

背景技术

专利文献1记载了一种基板处理装置，其通过向线圈提供高频电力，从而对处理气体进行等离子体激励，来进行基板处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2019/082569号小册子

发明内容

发明所要解决的课题

但是，就上述这样的基板处理装置而言，有可能在线圈上的接地点附近发生基板的面内方向的等离子体密度偏向，导致基板处理的面内均一性降低。

本公开的目的在于，提供一种能够使基板处理的面内均一性提高的技术。

用于解决课题的方案

根据本公开一方案，提供如下技术，具备：

处理容器，其对处理气体进行等离子体激励；

气体供给系统，其向所述处理容器内供给所述处理气体；以及

线圈，其设置为第一接地点与第二接地点之间的区间沿着所述处理容器的外周以螺旋状卷绕多周，且被供给高频电力，

所述线圈构成为，在从所述第一接地点朝向所述第二接地点的方向上，在沿所述处理容器的外周卷绕一周为止的区间即第一卷绕区间内，包含所述第一接地点的一部分的区间的从所述线圈的内周到所述处理容器的内周的距离即线圈间隔距离，比与包含所述第一接地点的一部分的区间连续的其它区间的线圈间隔距离长。

发明的效果

根据本公开，能够提高基板处理的面内均一性。

附图说明

图1是本公开一方式中适用的基板处理装置的概要结构图。

图2的(A)是表示本公开的比较例的谐振线圈的图，图2的(B)是表示图2的(A)的谐振线圈中的电流与电压的关系的说明图。

图3的(A)是表示利用图2的(A)的谐振线圈对处理气体进行等离子体激励时的处理炉内状态的图，图3的(B)是图3的(A)的谐振线圈的下端的水平剖视图。

图4的(A)是表示本公开一方式中适用的谐振线圈的图，图4的(B)是表示图4的(A)的谐振线圈中的电流与电压的关系的说明图。

图5的(A)是表示利用图4的(A)的谐振线圈对处理气体进行等离子体激励时的处理炉内状态的图，图5的(B)是图5的(A)的谐振线圈的下端的水平剖视图。

图6是表示可适用于本公开一方式的基板处理装置的控制部(控制单元)的结构的图。

图7是表示可适用于本公开一方式的基板处理工序的流程图。

图8的(A)是表示利用可适用于本公开一方式的谐振线圈的变形例对处理气体进行等离子体激励时的处理炉内状态的图，图8的(B)是图8的(A)的谐振线圈的上端的水平剖视图。

图9的(A)是表示利用可适用于本公开一方式的谐振线圈的变形例对处理气体进行等离子体激励时的处理炉内状态的图，图9的(B)是图9的(A)的谐振线圈的下端的水平剖视图。

图10是表示利用可适用于本公开一方式的谐振线圈的变形例对处理气体进行等离子体激励时的处理炉内状态的图。

图11是表示利用可适用于本公开一方式的谐振线圈的变形例对处理气体进行等离子体激励时的处理炉内状态的图。

图12是表示利用本实施例的谐振线圈和比较例的谐振线圈分别进行基板处理时基板上形成的膜的平均膜厚和面内均一性的图。

图中：

200—晶圆(基板)；201—处理室；203—处理容器；210—上侧容器；211—下侧容器；212—谐振线圈；217—基座(基板载置台)；273—高频电源。

具体实施方式

＜本公开一方式＞

以下参照图1～图7对本公开一方式进行说明。此外，关于在以下的说明中使用的附图，均为示意图，图中所示各要素的尺寸关系、各要素的比率等并不一定与实际一致。另外，在各图彼此之间，各要素的尺寸关系、各要素的比率等也未必一致。

(1)基板处理装置的结构

以下参照图1对本公开一方式的基板处理装置100进行说明。本公开一方式的基板处理装置构成为，能够对主要在基板面上形成的膜或基底进行氧化处理。

(处理室)

基板处理装置100具备处理炉202，该处理炉202对作为基板的晶圆200进行等离子体处理。在处理炉202中设置有构成处理室201的处理容器203。处理容器203具备：第一容器即穹顶型的上侧容器210、以及第二容器即碗型的下侧容器211。上侧容器210覆于下侧容器211之上，从而形成处理室201。上侧容器210由石英形成。另外，上侧容器210构成等离子体容器，该等离子体容器形成对处理气体进行等离子体激励的等离子体生成空间。

另外，在下侧容器211的下部侧壁设置有闸阀244。且构成为，当闸阀244开启时，能够利用搬送机构经由搬入搬出口245向处理室201内搬入晶圆200，或者将晶圆200向处理室201外搬出。闸阀244构成为当关闭时保持处理室201内的气密性的分隔阀。

处理室201具有：在周围设置有作为电极的线圈即谐振线圈212的等离子体生成空间、以及与等离子体生成空间连通且对晶圆200进行处理的作为基板处理室的基板处理空间。等离子体生成空间是生成等离子体的空间，并且是在处理室201内比谐振线圈212的下端靠向上方且比谐振线圈212的上端靠向下方的空间。另一方面，基板处理空间是利用等离子体对基板进行处理的空间，并且是比谐振线圈212的下端靠向下方的空间。在本公开一方式中构成为，等离子体生成空间与基板处理空间的水平方向的直径大致相同。

(基座)

在处理室201的底侧中央，配置有对晶圆200进行载置的作为基板载置台的基座217。基座217设置于处理室201内的谐振线圈212的下方。

在基座217的内部，一体地嵌入有作为加热机构的加热器217b。加热器217b构成为在通电时能够对晶圆200进行加热。

基座217与下侧容器211电绝缘。为了使在基座217所载置的晶圆200上生成的等离子体的密度的均一性进一步提高，在基座217内部设置有阻抗调整电极217c，该阻抗调整电极217c经由作为阻抗调整部的阻抗可变机构275接地。

在基座217设置有基座升降机构268，该基座升降机构268具备使基座217升降的驱动机构。另外，在基座217设置有貫通孔217a，并且在下侧容器211的底面设置有晶圆上顶销266。且构成为，当利用基座升降机构268使基座217下降时，晶圆上顶销266能够以不与基座217接触的状态在貫通孔217a中进行顶出。

(气体供给部)

在处理室201的上方、即上侧容器210的上部，设置有气体供给头236。气体供给头236具备：帽状的盖体233、气体导入口234、缓冲室237、开口238、遮蔽板240、以及气体吹出口239，且构成为能够向处理室201内供给反应气体。缓冲室237具有使通过气体导入口234导入的反应气体分散的作为分散空间的功能。

在气体导入口234以合流的方式连接有：供给含氧气体的含氧气体供给管232a的下游端、供给含氢气体的含氢气体供给管232b的下游端、以及供给惰性气体的惰性气体供给管232c。在含氧气体供给管232a上，从上游侧起依次设置有：含氧气体供给源250a、作为流量控制装置的质量流量控制器(MFC)252a、作为开闭阀的阀门253a。在含氢气体供给管232b上，从上游侧起依次设置有：含氢气体供给源250b、MFC252b、阀门253b。在惰性气体供给管232c上，从上游侧起依次设置有：惰性气体供给源250c、MFC252c、阀门253c。在含氧气体供给管232a、含氢气体供给管232b、惰性气体供给管232c合流的下游侧设置有阀门243a，并与气体导入口234的上游端连接。且构成为，通过使阀门253a、253b、253c、243a开闭，从而能够利用MFC252a、252b、252c对各气体的流量进行调整，并经由气体供给管232a、232b、232c向处理室201内供给：含氧气体、含氢气体、惰性气体等处理气体。

主要地，由气体供给头236、含氧气体供给管232a、含氢气体供给管232b、惰性气体供给管232c、MFC252a、252b、252c、阀门253a、253b、253c、243a，构成了本公开一方式的气体供给部(气体供给系统)。气体供给部(气体供给系统)构成为，能够向处理容器203内供给处理气体。

另外，由气体供给头236、含氧气体供给管232a、MFC252a、阀门253a，243a，构成了本公开一方式的含氧气体供给系统。此外，由气体供给头236、含氢气体供给管232b、MFC252b、阀门253b、243a，构成了本公开一方式的含氢气体供给系统。此外，由气体供给头236、惰性气体供给管232c、MFC252c、阀门253c、243a，构成了本公开一方式的惰性气体供给系统。

(排气部)

在下侧容器211的侧壁设置有气体排气口235，该气体排气口235用于从处理室201内排出反应气体。在气体排气口235连接有气体排气管231的上游端。在气体排气管231上，从上游侧起依次设置有：作为压力调整器(压力调整部)的APC(Auto PressureController：自动压力控制器)阀门242、作为开闭阀的阀门243b、作为真空排气装置的真空泵246。主要地，由气体排气口235、气体排气管231、APC阀门242、阀门243b，构成了本公开一方式的排气部。此外，也可以在排气部中包含真空泵246。

(等离子体生成部)

在处理室201的外周部、即上侧容器210的侧壁的外侧，以沿着上侧容器210的外周呈螺旋状卷绕多周的方式，设置有谐振线圈212。在谐振线圈212连接有：RF传感器272、高频电源273、以及匹配器274，该匹配器274进行高频电源273的阻抗或输送频率的匹配。

高频电源273用于向谐振线圈212供给高频电力(RF电力)。RF传感器272设置于高频电源273的输出侧，对所供给的高频电力的前进波或反射波的信息进行监测。通过RF传感器272监测的反射波电力被输入匹配器274，匹配器274基于从RF传感器272输入的反射波的信息，以使得反射波最小的方式，来控制高频电源273的阻抗或所输出的高频电力的频率。

高频电源273具备：电源控制单元(控制电路)，其包含用于规定振荡频率和输出的高频振荡电路和前置放大器；以及用于放大至预定的输出的放大器(输出电路)。电源控制单元基于通过操作面板预先设定的与频率和电力有关的输出条件来控制放大器。放大器经由传输线路向谐振线圈212供给恒定的高频电力。

为了形成预定波长的驻波，谐振线圈212的卷绕直径、卷绕节距、巻数设定为能够以恒定的波长进行谐振。即，谐振线圈212的电气长度设定为相当于从高频电源273供给的高频电力的预定频率的一个波长的整数倍(1倍、2倍、…)的长度。

具体而言，考虑到所施加的电力、产生的磁场强度或者适用装置的外形等，谐振线圈212例如以能够利用800kHz～50MHz、0.1～5kW的高频电力产生0.01～10高斯程度的磁场的方式，设定为50～300mm

作为构成谐振线圈212的原材料，可以使用：铜管、铜的薄板、铝管、铝薄板、在聚合物带上蒸镀有铜或铝的原材料等。谐振线圈212由绝缘性材料形成为平板状，且利用在基底板248的上端面直立设置的多个支撑件(未图示)进行支撑。

谐振线圈212的两端电气接地。谐振线圈212的两端中的一端作为固定接地在第一接地点302接地。另外，谐振线圈212的另一端在第二接地点304接地。为了对该谐振线圈的电气长度进行微调整，第二接地点304也可以经由可动触片接地。此外，为了在装置的最初设置时、或者变更处理条件时，对谐振线圈212的阻抗进行微调整，在谐振线圈212的接地的两端之间由可动触片215构成供电部。另外，可动触片215通过位置调整，使谐振线圈212的共振特性与高频电源273大致相同。通过使谐振线圈212具备可变式接地部和可变式供电部，从而能够如后述那样，在对处理室201的谐振频率和负载阻抗进行调整时，更加简便地进行调整。

设置有遮蔽板223，该遮蔽板223用于遮蔽谐振线圈212外侧的电场，并且在遮蔽板223与谐振线圈212之间形成构成谐振电路所需的电容成分(C成分)。遮蔽板223通常使用铝合金等导电性材料构成为圆筒状。遮蔽板223从谐振线圈212的外周隔开5～150mm的程度配置。

主要地，由谐振线圈212、RF传感器272、匹配器274，构成了本公开一方式的等离子体生成部。此外，作为等离子体生成部，也可以包含高频电源273。

这里，对本公开一方式的装置的等离子体生成原理和所生成的等离子体的性质进行具体说明。关于由谐振线圈212构成的等离子体发生电路，可由RLC的并联谐振电路构成。当从高频电源273供给的高频电力的波长与谐振线圈212的电气长度相同时，关于谐振线圈212的谐振条件，是抵消由谐振线圈212的电容成分、感应成分引起的电抗成分而成为纯电阻。但是，在上述等离子体发生电路中，当产生等离子体时，会由于谐振线圈212的电压部与等离子体之间的电容耦合的变动、等离子体生成空间与等离子体之间的感应耦合的变动、等离子体的激励状态等，引起实际的谐振频率略微发生变动。

因此，在本公开一方式中，为了通过电源侧对等离子体发生时的谐振线圈212中的谐振的偏移进行补偿而具有如下功能：在RF传感器272中检测等离子体产生时的来自谐振线圈212的反射波电力，并基于检出的反射波电力，由匹配器274对高频电源273的输出进行修正。

具体而言，匹配器274基于在RF传感器272中检出的等离子体产生时的来自谐振线圈212的反射波电力，使高频电源273的阻抗或输送频率増加或者減少，以使反射波电力为最小。在控制阻抗时，匹配器274由对预先设定的阻抗进行修正的可变电容器控制电路构成，在控制频率时，匹配器274由对预先设定的高频电源273的振荡频率进行修正的频率控制电路构成。此外，高频电源273和匹配器274可以构成为一体。

根据该结构，关于本公开一方式的谐振线圈212，供给包含等离子体的该谐振线圈的实际的谐振频率的高频电力(或者，以与包含等离子体的该谐振线圈的实际的阻抗匹配的方式供给高频电力)，因此形成相位电压与反相位电压始终抵消的状态的驻波。在谐振线圈212的电气长度与高频电力的波长相同的情况下，在线圈的电气中点(电压为零的结点)产生最高的相位电流。因此，在电气中点附近，基本没有与处理室壁、基座217的电容耦合，形成电势极低的环状的感应等离子体。

(谐振线圈的卷绕直径)

接下来，对本公开一方式的谐振线圈212的卷绕直径进行说明。如上所述，谐振线圈212的下端在第一接地点302接地，谐振线圈212的上端在第二接地点304接地。即，谐振线圈212的两端在第一接地点302和第二接地点304分别接地，第一接地点302设置于第二接地点304的下方。谐振线圈212构成为供给高频电力且设置为，第一接地点302与第二接地点304之间的区间沿着处理容器203的外周呈螺旋状卷绕多周。这里，“沿着处理容器203的外周”是指：以由谐振线圈212产生的高频电磁场实质性地对处理容器203内的处理气体进行等离子体激励的程度，谐振线圈212与处理容器203的外周(外面、外壁)接近的状态。

＜比较例的谐振线圈的卷绕直径＞

首先，对于在基板处理装置100中，替代本公开一方式的谐振线圈212而采用比较例的谐振线圈412的例子，参照图2的(A)、图2的(B)、图3的(A)和图3的(B)进行说明。

关于比较例的谐振线圈412，如图2的(A)所示，卷绕直径在谐振线圈412上的各位置都恒定相同。即，在将从上侧容器210的内壁表面(内周的表面)起到谐振线圈412的内径侧表面(面向上侧容器210的侧壁的一侧的表面、即内周的表面)为止的距离(以下，称为线圈间隔距离)设为d1时，在该比较例中，d1始终恒定，卷绕直径相同。

关于本比较例的结构，除了卷绕直径之外，其它方面与本公开一方式的谐振线圈212相同，在谐振线圈412的线路上设置供电点，从高频电源273供给高频电力，在谐振线圈412的线路上的第一接地点302与第二接地点304之间的区间，形成具有相当于高频电力的例如一个波长的长度的电流和电压的驻波。在图2的(B)的左侧的波形中，虚线表示电流，实线表示电压。如图2的(B)的左侧的波形所示那样，在谐振线圈412的第一接地点302与第二接地点304和它们的中点(即电气中点)，电流的驻波的振幅达到最大。

在使电流的振幅达到最大的谐振线圈412的中点的附近形成高频磁场，由该高频磁场感应产生的高频电磁场使向上侧容器210内的等离子体生成空间内供给的处理气体发生放电。伴随着该放电而对处理气体进行激励，从而在谐振线圈412的中点的附近生成处理气体的等离子体。以下，将这样由在电流的振幅大的位置(区域)的附近形成的高频电磁场生成的处理气体的等离子体称为电感耦合等离子体(ICP(Inductively CoupledPlasma))。如图3的(A)所示，在上侧容器210内的沿着内壁面空间中，ICP在成为谐振线圈412的中点的附近的区域生成为环状，并且在晶圆200的面内方向上生成等离子体密度均一的ICP。

这里，如图2的(A)和图2的(B)所示，在谐振线圈412的下端侧的第一接地点302的附近、或者谐振线圈412的上端侧的第二接地点304的附近，电流(磁场)的振幅也达到最大，形成高频电磁场。但是，在谐振线圈412的上端侧和下端侧，各自的电流的振幅大的区间(例如最大振幅的80％以上的区间)，比谐振线圈412的中点附近的电流的振幅大的区间(例如最大振幅的80％以上的区间)狭窄。具体而言，例如关于电流的振幅达到最大振幅的80％以上的区间的长度，在谐振线圈412的上端侧和下端侧，有可能是谐振线圈412的中点附近的一半程度。此时，在谐振线圈412的上端侧和下端侧，如图3的(A)和图3的(B)所示，等离子体密度高的ICP有可能不是以沿着处理容器203的内周呈环状形成一周的方式生成，而是仅在处理容器203的内周方向上的一部分区域生成。即，有可能导致等离子体密度高的ICP以在处理容器203的内周方向上不均一地偏向的状态生成。

另外，如图2的(B)所示那样，关于在上端侧和下端侧分别生成的ICP的处理容器203的内周方向上的等离子体密度的分布，该分布在与使电流的振幅达到最大的第一接地点302对应的位置和与第二接地点304对应的位置，具有等离子体密度显著升高的偏向。就此而言，关于在中点附近生成的ICP，以中点为中央，沿着处理容器203的内周方向整体，形成为等离子体密度的分布大致均一，与此相对而言，关于在上端侧和下端侧分别生成的ICP，分别在第一接地点302的附近和第二接地点304的附近，等离子体密度达到最大，并由此按照谐振线圈412的线路，随着在处理容器203的内周方向上逐渐远离，等离子体密度急速降低，成为上述这样的等离子体密度的分布。此外，关于在中点附近生成的ICP沿着处理容器203的内周方向整体形成为等离子体密度的分布大致均一，由于等离子体密度高的区域沿着处理容器203的内周形成连在一起的环，因此推测是沿着处理容器203的内周方向整体促进ICP的形成的原因之一。

即，在使用比较例的谐振线圈412的情况下，谐振线圈412的接地点为特异点，由于因接地点的感应电流而产生的等离子体，可能会导致处理容器203的内周方向上的等离子体密度的分布发生偏向，并导致晶圆200上形成的膜的面内均一性降低。关于这些，相对于高频电力的波长而言，共振线圈的卷绕直径较大，因此导致周向上的等离子体密度不均一，这被列举为重要因素之一。尤其是确认了，如果将从高频电源273供给的高频电力的值设为3500～4800W，则面内均一性的恶化变得显著。

＜本公开一方式的谐振线圈的卷绕直径＞

接下来，参照图4的(A)、图4的(B)、图5的(A)和图5的(B)，对本公开一方式的谐振线圈212进行说明。

关于本公开一方式的谐振线圈212，如图4的(A)和图4的(B)所示构成为，谐振线圈212的卷绕直径在谐振线圈212的下端侧的第一接地点302扩张，并在第一接地点302与谐振线圈212的线路上的其它区间有所不同。即，在将从上侧容器210的内壁表面(内周的表面)起到谐振线圈212的内径侧表面(面向上侧容器210的侧壁的一侧的表面、即内周的表面)为止的距离、即从谐振线圈212的中点的谐振线圈212的内周到处理容器203的内周的距离即线圈间隔距离设为d1时，将谐振线圈212的第一接地点302的线圈间隔距离设为比d1长的d2。这里，所谓谐振线圈212的中点，表示谐振线圈212的第一接地点302与第二接地点304之间的大致中央。

具体而言，关于谐振线圈212，在从第一接地点302朝向第二接地点304的方向上，沿处理容器203的外周卷绕一周为止的区间即第一卷绕区间由线圈间隔距离为d1且恒定的第一区间、以及第二区间构成，该第二区间与第一区间连续，包含第一接地点302，且线圈间隔距离比d1长。另外，关于谐振线圈212，在第一卷绕区间构成为，包含第一接地点302的第二区间的线圈间隔距离，比第一区间的线圈间隔距离长。另外构成为，第二区间的长度比第一卷绕区间的一半短。

如图5的(A)和图5的(B)所示，构成为，第一接地点302的线圈间隔距离d2比其它区间的线圈间隔距离d1长。即，谐振线圈212构成为，在第一接地点302与第二接地点304之间的区间中，第一接地点302的线圈间隔距离d2最长。另外，谐振线圈212构成为，在第一卷绕区间中，第一接地点302的线圈间隔距离d2最长。这样，在第一卷绕区间中，仅使特异点即第一接地点302的附近远离处理容器203，并使其它区间接近至距处理容器203预定距离即d1，从而能够减小在处理室201内形成的ICP的等离子体密度的偏向，并使等离子体密度的降低为最小限度，抑制反应种的生成效率的降低。

另外，本公开一方式的谐振线圈212的第二接地点304的线圈间隔距离为d1，在谐振线圈212的上端侧构成为，在从第二接地点304朝向第一接地点302的方向上，沿处理容器203的外周卷绕一周为止的区间即第二卷绕区间的线圈间隔距离恒定且为d1。由此，在第二接地点304的附近，能够生成与在第一接地点302的附近生成的ICP相比而言等离子体密度较高的ICP，提高反应气体的反应种的生成效率。

另外，关于谐振线圈212的从第一接地点302到第二接地点304的区间的长度，其是作为高频电力供给的高频的波长的n倍、或者1/n倍(n是自然数)。另外，谐振线圈212构成为，没有在谐振线圈212的第一卷绕区间与处理容器203的外周之间配置谐振线圈212的其它区间。即构成为，谐振线圈212的包含第一接地点302的第一卷绕区间、和谐振线圈212的包含第二接地点304的第二卷绕区间，分别在水平方向上配置为不与其它区间重叠。此外，如果第一卷绕区间和第二卷绕区间分别在水平方向上与其它区间重叠，则会导致接地点附近的区间远离处理容器203，ICP的生成变得困难。

另外，谐振线圈212的第一卷绕区间的长度构成为，比从使谐振线圈212中流通的电流的驻波的振幅达到最大的第一接地点302起、到相对于第一接地点302的振幅而言小于预定的比例的最近的位置为止的长度长。即，在谐振线圈212的第一卷绕区间中，存在使谐振线圈212中流通的电流的驻波的振幅相对于第一接地点302的振幅小于预定的比例的位置。这里，由于具有在电流的驻波的振幅越小的区间等离子体密度就越低的倾向，因此在第一卷绕区间内存在使电流的驻波的振幅相对于第一接地点302的振幅而言小于预定的比例的位置，从而容易发生以第一接地点302为特异点的等离子体密度的偏向。因此，通过采用本公开的谐振线圈212，能够显著改善等离子体密度的偏向。作为容易发生这样的以第一接地点302为特异点的等离子体密度的偏向的预定的比例，例如可以例示80％。此外，当预定的比例超过80％时，第一卷绕区间的ICP的等离子体密度的分布大致均一，有可能无法获得利用本公开技术改善均一性的效果。因此，作为能够获得利用本公开技术充分改善均一性的效果的预定的比例，优选为80％以下。

另外，谐振线圈212的第一卷绕区间的长度构成为，比从第一接地点302起到使谐振线圈212中流通的电流的驻波的振幅为最小的最初的位置(即，使电压的驻波的振幅为最大的最初的位置)为止的长度长。如上所述，当在谐振线圈212的第一卷绕区间内存在使电流的驻波的振幅为最小的位置时，在第一卷绕区间内存在第一接地点302的电流的驻波的振幅为最大的点、和为最小的点，容易发生等离子体密度的偏向。因此，通过采用本公开的谐振线圈212，能够显著改善等离子体密度的偏向。

如上所述，在本公开一方式的谐振线圈212中，也在谐振线圈212的线路上设置供电点，从高频电源273供给高频电力，在谐振线圈212的线路上形成具有相当于所供给的高频电力的例如一个波长的长度的电流和电压的驻波。因此，在谐振线圈212的第一接地点302、第二接地点304和中点，电流的驻波的振幅达到最大。即，在谐振线圈212的第一接地点302、第二接地点304和中点，电压的驻波的振幅为最小(理想地为零)，在其间的位置，振幅为最大。此外，为了降低谐振线圈212的阻抗，供电点设置于接地点的附近。

如上所述，在本公开一方式中，以在晶圆200的附近配置的第一接地点302的线圈间隔距离在谐振线圈212的第一卷绕区间内为最长的方式，设定了线圈的卷绕直径。另外，以谐振线圈212的第一接地点302的线圈间隔距离在谐振线圈212的第一接地点302与第二接地点304之间的区间内为最长的方式，设定了线圈的卷绕直径。在本方式中，将该最大的距离设为d2。具体而言，在本方式中，以将谐振线圈212的第一接地点302的线圈间隔距离设为比d1长的d2的方式，设定了线圈的卷绕直径。在本公开一方式中，以使电流的驻波的振幅为最大的接地点的线圈间隔距离在谐振线圈212的全部区间中成为最大距离的方式，设定了线圈的卷绕直径。

这里，关于由谐振线圈212形成的高频电磁场的强度，该强度与从谐振线圈212起的距离成反比例。因此，通过将第一接地点302的线圈间隔距离设为比d1长的d2，从而使得在晶圆200附近配置的第一接地点302的、受到谐振线圈212的电流的振幅影响的高频电磁场的强度降低。

因此，由于构成为使与处理基板即晶圆200接近的第一接地点302的线圈间隔距离在谐振线圈212的第一接地点302与第二接地点304之间的区间内为最长，从而使在第一接地点302的附近形成的高频电磁场的强度降低。因此，能够抑制由高频电磁场在谐振线圈212的周向上生成的处理气体的等离子体密度的偏向。

另外，第二接地点304比第一接地点302远离处理基板即晶圆200，因此使得因第二接地点304为特异点而发生的等离子体密度的偏向对晶圆200上的处理的面内均一性的影响，与第一接地点302相比而言较小。因此，通过将远离晶圆200而对基板处理的面内均一性的影响较小的第二接地点304的线圈间隔距离，设为比第一接地点302的线圈间隔距离d2短的距离(例如d1)，从而不会发生因使第二接地点304的线圈间隔距离增大而引起的等离子体密度的降低，能够维持反应种的生成效率。结果是，能够降低因接地点而引起的周向的等离子体密度的偏向，并且维持等离子体处理效率，提高晶圆200的面内均一性。

此外，对于线圈间隔距离即d1、d2的具体值，可以根据向谐振线圈212供给的高频电力的大小、谐振线圈212的粗细、所需的(尤其是上侧容器210的周向的)等离子体密度的均一性的程度等其它条件来适当进行调整。

(控制部)

作为控制部的控制器221构成为，通过信号线A对APC阀门242、阀门243b和真空泵246进行控制，通过信号线B对基座升降机构268进行控制，通过信号线C对加热器电力调整机构276和阻抗可变机构275进行控制，通过信号线D对闸阀244进行控制，通过信号线E对RF传感器272、高频电源273和匹配器274进行控制，通过信号线F对MFC252a～252c和阀门253a～253c、243a进行控制。

如图6所示，控制部(控制单元)即控制器221由计算机构成，具备：CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)221a、RAM(Random Access Memory：随机访问存储器)221b、存储装置221c、I/O端口221d。RAM221b、存储装置221c、I/O端口221d构成为，能够经由内部总线221e与CPU221a进行数据交换。在控制器221上连接有输入输出装置225，例如是由触控面板、显示器等构成。

存储装置221c例如由闪存、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)等构成。在存储装置221c内，以可读取的方式存储有：对基板处理装置的动作进行控制的控制程序、记载后述的基板处理的步骤或条件等的程序配方等。制程配方以使控制器221执行后述的基板处理工序中的各步骤来获取预定的结果的方式组合而成，且作为程序发挥功能。以下也将该程序配方、控制程序等简单地统称为程序。此外，在本说明书中，“程序”的含义包括：仅指程序配方单体的情况、仅指控制程序单体的情况、或者是指这双方的情况。另外，RAM221b构成为存储器区域(工作区)，可暂时地保持由CPU221a读出的程序或数据等。

I/O端口221d连接有：上述的MFC252a～252c、阀门253a～253c、243a、243b、闸阀244、APC阀门242、真空泵246、RF传感器272、高频电源273、匹配器274、基座升降机构268、阻抗可变机构275、加热器电力调整机构276等。

CPU221a从存储装置221c读取控制程序并执行，并且构成为按照从输入输出装置225输入的操作指令，从存储装置221c读取制程配方。另外，CPU221a构成为按照所读取的制程配方的内容，通过I/O端口221d和信号线A来控制APC阀门242的开度调整动作、阀门243b的开闭动作、和真空泵246的启动、停止，并通过信号线B控制基座升降机构268的升降动作，通过信号线C来控制基于加热器电力调整机构276的向加热器217b的供电量调整动作(温度调整动作)、基于阻抗可变机构275的阻抗值调整动作，通过信号线D控制闸阀244的开闭动作，通过信号线E控制RF传感器272、匹配器274和高频电源273的动作，通过信号线F来控制基于MFC252a～252c的各种处理气体的流量调整动作、和阀门253a～253c、243a的开闭动作等。

控制器221可以通过将在外部存储装置(例如磁带、软盘或硬盘等磁盘、CD或DVD等光盘、MO等光磁盘、USB存储器或存储器卡等半导体存储器)226中存储的上述的程序安装于计算机而构成。存储装置221c、外部存储装置226构成为能够进行计算机读取的存储介质。以下也将它们简单地统称为存储介质。在本说明书中，“存储介质”的含义包括：仅指存储装置221c单体的情况、仅指外部存储装置226单体的情况、或者是指这双方。此外，程序向计算机的提供也可以不使用外部存储装置226，而是利用互联网或专用线路等通信手段来进行。

(2)基板处理工序

接下来，主要参照图7对本公开一方式的基板处理工序进行说明。图7是表示本公开一方式的基板处理工序的流程图。就本公开一方式的基板处理工序而言，例如是作为闪存等半导体器件的制造工序的一工序，由上述的基板处理装置100实施。在以下的说明中，构成基板处理装置100的各部的动作由控制器221控制。

此外，虽然图示省略，但是在通过本公开一方式的基板处理工序进行处理的晶圆200的表面，预先形成有纵横比高的具有凹凸部的沟槽。在本开示的一方式中，针对在沟槽的内壁露出的例如硅(Si)层，作为利用等离子体的处理而进行氧化处理。

(基板搬入工序S110)

首先，将上述的晶圆200搬入处理室201内。具体而言，基座升降机构268使基座217下降到晶圆200的输送位置，并使晶圆上顶销266贯通于基座217的贯通孔217a。其结果是，晶圆上顶销266成为比基座217表面突出了预定的高度的状态。

接下来，开启闸阀244，利用晶圆输送机构(未图示)将晶圆200从与处理室201相邻的真空输送室向处理室201内搬入。搬入的晶圆200在从基座217的表面突出的晶圆上顶销266上被支撑为水平姿态。在向处理室201内搬入了晶圆200之后，使晶圆输送机构退避至处理室201外，关闭闸阀244而使处理室201内密闭。然后，基座升降机构268使基座217上升，从而将晶圆200支撑于基座217的上表面。

(升温/真空排气工序S120)

接下来，使搬入处理室201内的晶圆200升温。加热器217b预先进行了加热，并且在嵌入有加热器217b的基座217上保持晶圆200，从而将晶圆200加热为例如150～750℃的范围内的预定值。另外，在使晶圆200升温的期间，利用真空泵246并经由气体排放管231对处理室201内进行真空排气，使处理室201内的压力成为预定的值。真空泵246至少在后述的基板搬出工序S160结束之前进行工作。

(反应气体供给工序S130)

接下来，作为反应气体，开始供给含氧气体和含氢气体。具体而言，使阀门253a和阀门253b开启，利用MFC252a和MFC252b进行流量控制，并开始向处理室201内供给含氧气体和含氢气体。此时，将含氧气体的流量设定为例如20～2000sccm的范围内的预定值。另外，将含氢气体的流量设定为例如20～1000sccm的范围内的预定值。

另外，对APC阀门242的开度进行调整，来控制处理室201内的排气，以使得处理室201内的压力成为例如1～250Pa的范围内的预定压力。这样，适当地对处理室201内进行排气，并且在后述的等离子体处理工序S140结束之前，持续供给含氧气体和含氢气体。

作为含氧气体，例如可以采用：氧气(O

另外，作为含氢气体，例如可以采用：氢气(H

作为惰性气体，例如可以采用氮气(N

(等离子体处理工序S140)

当处理室201内的压力稳定后，从高频电源273经由RF传感器272对谐振线圈212开始施加高频电力。

由此，在供给了含氧气体和含氢气体的等离子体生成空间内形成高频电磁场，可利用该电磁场在等离子体生成空间的与谐振线圈212的电气中点相当的高度位置，激励具有最高等离子体密度的环状的ICP。另外，在谐振线圈212的下端的高度位置如上述那样激励ICP，该ICP是以通过调整线圈间隔距离而使处理容器203的内周方向的等离子体密度的分布接近均一的方式进行了调整的ICP。此外，虽然在谐振线圈212的上端的高度位置也激励ICP，但是在本公开一方式中，与下端侧有所不同，没有通过调整线圈间隔距离来调整处理容器203的内周方向的等离子体密度的分布。等离子体状的含氧气体和含氢气体发生解离，生成含氧的氧基团(氧活性种)或氧离子、含氢的氢基团(氢活性种)或氢离子等反应种。

在基板处理空间内，对于基座217上保持的晶圆200，将由感应等离子体生成的基团和未加速状态的离子向沟槽内均一地供给。所供给的基团和离子与侧壁均一地发生反应，将表面的层(例如Si层)改性为台阶覆盖良好的氧化层(例如Si氧化层)。

之后，当经过了预定的处理时间例如10～300秒，停止从高频电源273输出电力，停止处理室201内的等离子体放电。另外，将阀门253a和阀门253b关闭，停止向处理室201内供给含氧气体和含氢气体。通过以上这样，等离子体处理工序S140结束。

(真空排气工序S150)

当停止供给含氧气体和含氢气体之后，经由气体排放管231对处理室201内进行真空排气。由此，将处理室201内的含氧气体或含氢气体、这些气体反应产生的废气等向处理室201外排出。之后，对APC阀门242的开度进行调整，将处理室201内的压力调整为和与处理室201相邻的真空输送室(晶圆200的搬出目的地，未图示)相同的压力。

(基板搬出工序S160)

当处理室201内成为预定的压力后，使基座217下降到晶圆200的输送位置，在晶圆上顶销266上支撑晶圆200。然后，开启闸阀244，利用晶圆输送机构，将晶圆200向处理室201外搬出。

通过以上这样，结束本公开一方式的基板处理工序。

(3)变形例

对于上述实施方式的谐振线圈212，可以如以下示出的变形例那样进行变形。在没有特别说明的情况下，各变形例的结构与上述实施方式的结构相同，省略说明。

(变形例1)

在变形例1中，如图8的(A)和图8的(B)所示，除了谐振线圈212的下端侧的第一接地点302之外，还使谐振线圈212的上端侧的第二接地点304的线圈间隔距离，比谐振线圈212的中点的线圈间隔距离d1长。

具体而言，关于谐振线圈212，在从第二接地点304朝向第一接地点302的方向上，沿处理容器203的外周卷绕一周为止的区间即第二卷绕区间由线圈间隔距离为d3且恒定的第三区间、以及第四区间构成，第四区间与第三区间连续，包含第二接地点304，且线圈间隔距离比d3长。另外，谐振线圈212构成为，在第二卷绕区间中，包含第二接地点304的第四区间的线圈间隔距离比第三区间的线圈间隔距离d3长。另外构成为，第四区间的长度比第二卷绕区间的一半短。

如图8的(A)和图8的(B)所示那样构成为，第四区间的第二接地点304的线圈间隔距离d4比第三区间的线圈间隔距离d3长。另外，谐振线圈212构成为，在第二卷绕区间的线圈间隔距离中，第二接地点304的线圈间隔距离d4为最长。这样，与第一卷绕区间同样地，在第二卷绕区间中，仅使特异点即第二接地点304的附近远离处理容器203，使其它区间接近至距处理容器203预定距离即d3，从而能够降低在处理室201内形成的ICP的等离子体密度的偏向，并使等离子体密度的降低为最小限度，抑制反应种的生成效率的降低。

在本变形例中设定为，在谐振线圈212的接地点，即在电流的驻波的振幅为最大的谐振线圈212的第一接地点302、和电流的驻波的振幅为最大的谐振线圈212的第二接地点304，比谐振线圈212的其它区间的线圈间隔距离长。由此，即使在谐振线圈212的第一接地点302和第二接地点304的两端的接地点，电流的驻波的振幅为最大的情况下，根据本变形例，也能够降低等离子体密度的偏向，提高晶圆200的面内均一性。

即构成为，除了在谐振线圈212的第一接地点302之外，还使第二接地点304的线圈间隔距离比第一接地点302与第二接地点304之间的其它区间长，从而使在第一接地点302和第二接地点304的附近形成的高频电磁场的强度降低。

另外，第二接地点304的线圈间隔距离d4与第二区间的第一接地点302的线圈间隔距离d2可以相等，另外，也可以不同。在本变形例中构成为，与第一接地点302的线圈间隔距离d2不同，且第一接地点302的线圈间隔距离d2比第二接地点304的线圈间隔距离d4长。此外，d3和d1也可以为相同的距离。

如上所述，第二接地点304比第一接地点302远离处理基板即晶圆200，因此使得因第二接地点304为特异点而发生的等离子体密度的偏向对晶圆200上的处理的面内均一性的影响，与第一接地点302相比而言较小。因此，通过使远离晶圆200且对基板处理的面内均一性的影响比较小的第二接地点304的线圈间隔距离d4，比第一接地点302的线圈间隔距离d2短，从而使因使第二接地点304的线圈间隔距离增大而引起的等离子体密度的降低为最小限度，能够维持反应种的生成效率。结果是，能够降低因接地点而引起的周向的等离子体密度的偏向，并且维持等离子体处理效率，提高晶圆200的面内均一性。

另外，通过将第一接地点302的线圈间隔距离d2、和第二接地点304的线圈间隔距离d4设定为不同，能够分别对第一卷绕区间的等离子体密度的分布和第二卷绕区间的等离子体密度的分布单独地进行调整，控制在晶圆200上形成的膜的膜厚分布。

这里如上所述具有如下倾向，与在谐振线圈212的上端侧和下端侧产生的等离子体相比而言，在中点的附近产生的等离子体具有更加优异的上侧容器210的周向的密度的均一性。因此在本变形例中，使谐振线圈212的上端侧和下端侧的接地点的线圈间隔距离增大，使从这些位置产生的高频电磁场的上侧容器210内的强度降低，使在中点的附近产生的均一性优异的等离子体对于基板处理的贡献比例相对地提高。因此，基于提高上侧容器210的周向的等离子体密度的均一性的观点，一般而言，本变形例与上述方式相比而言更优选。但是，基于重视反应种的生成效率的观点，优选从谐振线圈212的上端侧的接地点产生的上侧容器210内的高频电磁场的强度不会降低并利用于反应种的生成的上述方式。

(变形例2)

在变形例2中，如图9的(A)和图9的(B)所示那样构成为，使谐振线圈212的下端侧的第一卷绕区间的线圈间隔距离，比谐振线圈212的中点的线圈间隔距离d1长，使谐振线圈212的上端侧的包含第二接地点304的第二卷绕区间的线圈间隔距离，为与谐振线圈212的中点的线圈间隔距离相同的d1。此外，也可以如图9的(B)所示那样，使第一卷绕区间的上端侧的始点的线圈间隔距离例如为d1，也可以比d1长。

在本变形例中，第一卷绕区间由包含第一接地点302的第六区间、和第六区间以外的区间即第五区间构成。在第五区间构成为，线圈间隔距离在从第二接地点304朝向第一接地点302的方向上，从线圈间隔距离d1连续地增大为d5，在第六区间构成为，线圈间隔距离在朝向第一接地点302的方向上，进一步从比线圈间隔距离d1长的d5连续地增大为d2。第一接地点302的线圈间隔距离d2构成为，在第一卷绕区间的线圈间隔距离中为最长。另外，共振线圈212构成为，第六区间中的从第二接地点304朝向第一接地点302的方向上的线圈间隔距离的増大率，比第五区间的増大率大。即，谐振线圈212构成为，第一接地点302的附近区间即第六区间的线圈间隔距离的増大量，以比第五区间的増大量大的方式变化。

通过这样构成谐振线圈212，也能够与上述实施方式同样地，增大下端侧的线圈间隔距离，使在晶圆200附近的接地点的附近产生的高频电磁场的上侧容器210内的强度降低，提高上侧容器210的周向的等离子体密度的均一性。

(变形例3)

在变形例3中，如图10所示那样构成为，除了上述变形例2的谐振线圈212的包含第一接地点302的第一卷绕区间的线圈间隔距离之外，还使谐振线圈212的包含第二接地点304的第二卷绕区间整体的线圈间隔距离，比谐振线圈212的从第一接地点302到第二接地点304之间的其它区间的线圈间隔距离、即谐振线圈212的中点的线圈间隔距离d1长。此外，在本变形例中，谐振线圈212的包含第二接地点304的第二卷绕区间的线圈间隔距离为d6，且构成为恒定。在本变形例中构成为，谐振线圈212的、第一卷绕区间整体和第二卷绕区间整体双方的线圈间隔距离，比谐振线圈212的从第一接地点302到第二接地点304之间的其它区间的线圈间隔距离、即谐振线圈212的中点的线圈间隔距离d1长。通过这样构成，能够维持由谐振线圈212的从第一接地点302到第二接地点304之间的其它区间生成的等离子体密度(即反应种的生成效率)，第一接地点302和第二接地点304为特异点，能够与上述的实施方式或变形例1、2相比而言，更加切实地抑制等离子体密度的偏向。

此外，线圈间隔距离d6至少比d1长，优选比变形例2的线圈间隔距离d4长。线圈间隔距离d6比d4长，并优选为不会由第二卷绕区间产生的高频电磁场实质地生成ICP的程度的长度。由此，能够更加切实地抑制因第二接地点304为特异点而发生的等离子体密度的偏向。

此外，在本变形例中，对于使谐振线圈212的第一卷绕区间的线圈间隔距离和第二卷绕区间的线圈间隔距离双方比其它区间长的结构进行了说明，但是不限于此，也可以构成为使第一卷绕区间和第二卷绕区间的任意一方的线圈间隔距离比其它区间长。即也可以构成为，使谐振线圈212的、第一卷绕区间的整体和第二卷绕区间的整体的至少一方的线圈间隔距离，比谐振线圈212的从第一接地点302到第二接地点304之间的其它区间的线圈间隔距离d1长。

另外，在本变形例中，对于第一卷绕区间的线圈间隔距离为变形例2的方式，第二卷绕区间的线圈间隔距离为d6且恒定的结构进行了说明，但是不限于此，第一卷绕区间也可以与第二卷绕区间同样地构成为，使第一卷绕区间整体的线圈间隔距离为比d1长的距离(例如d6)且恒定。

(变形例4)

在变形例4中，如图11所示那样构成为，使第一卷绕区间和第二卷绕区间的线圈间隔距离，比从第一接地点302到第二接地点304之间的其它区间的线圈间隔距离、即谐振线圈212的中点的线圈间隔距离d1长，此外，在从第一卷绕区间和第二卷绕区间分别朝向中点的范围之间构成为，线圈间隔距离逐渐变短，在第一接地点302与第二接地点304之间的中点，线圈间隔距离最短。此外，也可以构成为，在从第一卷绕区间和第二卷绕区间的任意一方朝向中点的范围之间，线圈间隔距离逐渐变短。第一卷绕区间和第二卷绕区间的线圈间隔距离分别可以与例如变形例3的线圈间隔距离相同。

通过这样构成谐振线圈212，尤其是选择性地生成等离子体密度的均一性和反应种的生成效率优异的谐振线圈212的中点的ICP，并且使得成为使等离子体密度的均一性降低的特异点的第一接地点302和第二接地点304的线圈间隔距离为最大，能够进一步提高等离子体处理的晶圆200的面内均一性。另外，在第一卷绕区间与谐振线圈212的中点之间的区间、和第二卷绕区间与谐振线圈212的中点之间的区间，分别产生电压的驻波。在该电压的驻波的振幅大的区间的附近形成的CCP(Capacitively Coupled Plasma：电容耦合等离子体)成分的等离子体(以下成为CCP)，有可能产生相对于处理容器203的内壁面而言的溅射环。但是，通过如本变形例这样，以使该电压的驻波的振幅大的区间的线圈间隔距离比d1大的方式构成谐振线圈212，从而能够抑制CCP的产生，并抑制CCP引起的溅射环。

＜其它方式＞

以上对本公开的多种典型的实施方式和变形例进行了说明，但是本公开不限于这些实施方式，也能够适当地组合使用。

例如在上述方式中，对于使谐振线圈212的上端和下端分别接地而设定第一接地点302和第二接地点304的例子进行了说明，但是不限于此，也可以不在谐振线圈212的上端或下端设置接地点。即，谐振线圈212也可以包含第一接地点302与第二接地点304之间的区间以外的区间。此时，优选进一步使属于第一接地点302与第二接地点304之间的区间以外的区间的上端或者下端的至少一方接地。通过这样使属于第一接地点302与第二接地点304之间的区间以外的区间的端部接地，从而抑制从第一接地点302或者第二接地点304到这些的端部为止的区间的电流、电压的变化对等离子体密度分布的影响，并能够容易地进行等离子体密度分布的控制。

另外，在上述方式中说明了利用等离子体对基板表面进行氧化处理的例子，但是除此以外，也可以应用于使用含氮气体作为处理气体的氮化处理。另外，并不限于氮化处理或氧化处理，而可以应用于利用等离子体对基板实施处理的各种技术。例如可以应用于：利用等离子体进行的针对在基板表面形成的膜的改性处理或掺杂处理、氧化膜的还原处理、对该膜的蚀刻处理、抗蚀剂的灰化处理等。

此外，虽然对本公开特定的实施方式和变形例进行了具体说明，但是本公开不限于这些实施方式和变形例，本领域人员能够本公开的范围内实现其它各种实施方式。

以下对实施例进行说明。

实施例1

准备裸晶圆(Si基板)即样本1和样本2，并对样本1和样本2分别进行了下述的氧化处理。

关于样本1，在上述的基板处理装置100中，使用图8的(A)和图8的(B)所示的谐振线圈212，按照上述图7的基板处理顺序对裸晶圆的表面进行氧化处理，在裸晶圆上形成氧化膜。即，向谐振线圈212供给高频电力，对含氧气体和含氢气体进行等离子体激励，来进行氧化处理。处理条件采用了上述方式所记载的处理条件范围内的预定的条件。

关于样本2，在上述的基板处理装置100中，使用图3的(A)和图3的(B)所示的谐振线圈412，按照上述图7的基板处理顺序对裸晶圆的表面进行氧化处理，在裸晶圆上形成氧化膜。即，向谐振线圈412供给高频电力，进行与上述同样的的氧化处理。处理条件是上述方式所记载的处理条件范围内的预定的条件，即与样本1的处理条件共通的条件。

图12是对在样本1和样本2上分别形成的氧化膜的平均膜厚和面内均一性进行比较表示的图。这里，面内均一性是最大膜厚与最小膜厚的差被平均膜厚除而算出的数值(％)。

如图12所示，关于在样本1的晶圆上形成的氧化膜和在样本2的晶圆上形成的氧化膜，确认了平均膜厚的差异为0.1nm左右而差异较小，在样本1的晶圆上形成的氧化膜与在样本2的晶圆上形成的氧化膜相比而言，提高了面内均一性。即确认了，通过利用本实施例的谐振线圈212，能够提高晶圆的面内均一性。