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CN107818905B - 半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质 - Google Patents

半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质 Download PDF

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CN107818905B
CN107818905B CN201710780303.3A CN201710780303A CN107818905B CN 107818905 B CN107818905 B CN 107818905B CN 201710780303 A CN201710780303 A CN 201710780303A CN 107818905 B CN107818905 B CN 107818905B
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gas
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process chamber
processing
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保井毅
室林正季
吉野晃生
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INTERNATIONAL ELECTRIC CO Ltd
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INTERNATIONAL ELECTRIC CO Ltd
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Abstract

本发明提供半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质。提高使膜的特性变化的处理后的衬底的特性。具有：第1处理室，对衬底进行第1处理；第2处理室，对衬底进行第2处理，与第1处理室连通；衬底支承部，支承衬底；第1电极，设在第1处理室，与衬底支承部相对；第2电极，设在第2处理室的侧部；升降部，使衬底支承部向第1、第2处理室移动；气体供给部，能向衬底供给第1至第3气体；电源部，向第1、第2电极供给电力；控制部，以将第1气体和被第1电极活化了的第2气体供给到衬底而进行第1处理后，将衬底从第1处理室移到第2处理室，向衬底供给被第2电极活化了的第3气体来进行第2处理的方式控制电源部、气体供给部和升降部。

Description

半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质
技术领域
本发明涉及半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录程序的记录介质。
背景技术
随着大规模集成电路(Large Scale Integrated Circuit：以下LSI)、DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器)、Flash Memory(闪存)等所代表的半导体器件的高集成化，而推进电路图案和在制造过程中形成的构造物的微细化。在半导体器件的制造工序中，作为实现微细化的处理，而进行使用了等离子体的处理。例如，具有专利文献1所记载的技术。
另外，处理后会进行使膜的特性变化的等离子体处理。例如，具有专利文献2所记载的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-092533
专利文献2：日本特开2012-193457
发明内容
需要提高使膜的特性变化的处理后的衬底的特性。
因此在本发明中，提供一种提高使膜的特性变化的处理后的衬底的特性的技术。
根据一个方案，提供如下技术，具有：
第1处理室，其对衬底进行第1处理；第2处理室，其对衬底进行第2处理，且与第1处理室连通；衬底支承部，其支承衬底；第1电极，其设在第1处理室中，且与衬底支承部相对；第2电极，其设在第2处理室的侧部；升降部，其使衬底支承部向第1处理室、第2处理室移动；气体供给部，其能够向衬底供给第1气体、第2气体和第3气体；电源部，其向第1电极和第2电极供给电力；和控制部，其以在将第1气体和被第1电极活化了的第2气体供给到衬底而进行了第1处理后，将衬底从第1处理室移动到第2处理室，并向衬底供给被第2电极活化了的第3气体来进行第2处理的方式，对电源部、气体供给部和升降部进行控制。
发明效果
根据本发明的技术，能够在使处理后的膜的特性变化的等离子体处理中，生成大量的活性种。
附图说明
图1是一个实施方式的衬底处理装置的概略结构图。
图2是一个实施方式的气体供给系统的概略结构图。
图3是一个实施方式的衬底处理装置的控制器的概略结构图。
图4是表示一个实施方式的衬底处理工序的流程图。
图5是表示一个实施方式的成膜工序的时序的图。
图6是其他实施方式的衬底处理装置的概略结构图。
附图标记说明
100 处理装置
200 晶片(衬底)
201a 第1处理室
201b 第2处理室
202 处理容器
212 衬底载置台
213 加热器
221 第1排气口
234 喷头
244 第1电极
260 控制器
具体实施方式
以下说明本发明的实施方式。
＜一个实施方式＞
以下结合附图来说明本发明的一个实施方式。
(1)衬底处理装置的结构
首先，说明一个实施方式的衬底处理装置。
说明本实施方式的处理装置100。衬底处理装置100例如是绝缘膜形成单元，如图1所示，构成为枚叶式衬底处理装置。
如图1所示，衬底处理装置100具有处理容器202。处理容器202构成为例如水平截面为圆形且扁平的密闭容器。另外，处理容器202由例如铝(Al)或不锈钢(SUS)等金属材料、或者石英构成。在处理容器202内，形成有对作为衬底的硅晶片等晶片200进行处理的第1处理空间(第1处理室)201a、第2处理空间(第2处理室)201b和移载空间(移载室)203。处理容器202由上部容器202a和下部容器202b构成。在上部容器202a与下部容器202b之间设有分隔部204。将被上部处理容器202a包围的空间、且比分隔部204靠上方的空间称为第1处理室201a。另外，将比分隔部204靠下方的空间、且比对下部容器202b内进行排气的第2排气口1481靠上方的空间称为第2处理室201b。另外，优选的是，第2处理室201b在衬底支承部210位于第2处理位置201c时形成，比分隔部204靠下方的空间、且比衬底载置面211靠上方的空间成为第2处理室201b。另外，将被下部容器202b包围的空间、且闸阀1490附近称为移载室203。
在下部容器202b的侧面上设有与闸阀1490相邻的衬底搬入搬出口1480，晶片200经由衬底搬入搬出口1480而在未图示的搬送室与移载室203之间移动。在下部容器202b的底部设有多个顶升销(lift pin)207。而且，下部容器202b接地。
在处理容器202内设有支承晶片200的衬底支承部210。衬底支承部210主要具有载置晶片200的载置面211、在表面具有载置面211的载置台212、和作为加热部的加热器213。在衬底载置台212上，在与顶升销207相对应的位置上分别设有供顶升销207贯穿的贯穿孔214。另外，在衬底载置台212上也可以设有对晶片200、第1处理室201a和第2处理室201b施加偏压的偏压电极256。偏压电极256构成为与偏压调整部257连接并能够通过偏压调整部257来调整偏压。
衬底载置台212由轴217支承。轴217贯穿处理容器202的底部，而且在处理容器202的外部与升降部218连接。通过使升降部218动作来使轴217及支承台212升降，而能够使载置在衬底载置面211上的晶片200升降。此外，轴217下端部的周围被波纹管219覆盖，将第1处理室201a内和第2处理室201b内保持气密。
衬底载置台212在搬送晶片200时，移动到晶片移载位置，在进行晶片200的第1处理时，移动到图1的实线所示的第1处理位置(晶片处理位置)。另外，在进行第2处理时，移动到图1的虚线所示的第2处理位置201c。此外，晶片移载位置是顶升销207的上端从衬底载置面211的上表面突出的位置。
具体地说，在使衬底载置台212下降至晶片移载位置时，顶升销207的上端部从衬底载置面211的上表面突出，顶升销207从下方支承晶片200。另外，在使衬底载置台212上升至晶片处理位置时，顶升销207从衬底载置面211的上表面收回，衬底载置面211从下方支承晶片200。此外，顶升销207由于会与晶片200直接接触，所以期望例如由石英或氧化铝等材质形成。
(排气系统)
在处理室201(上部容器202a)的内壁面上设有对第1处理室201a和第2处理室201b的环境气体进行排气的作为第1排气部的第1排气口221。在第1排气口221上连接有排气管224，在排气管224上按顺序串联连接有将第1处理室201a内和第2处理室201b内控制成规定的压力的APC(Auto Pressure Controller：自动压力控制器)等压力调整器227和真空泵223。主要由第1排气口221、排气管224、压力调整器227构成第一排气系统(排气管路)。此外，真空泵223也可以是第一排气系统的结构。另外，在移载室203的内壁侧面上设有对移载室203的环境气体进行排气的第2排气口1481。另外，在第2排气口1481上设有排气管1482。在排气管1482上设有压力调整器228，构成为能够将移载室203内的压力排气成规定的压力。另外，也能够经由移载室203对第1处理室201a内和第2处理室201b内的环境气体进行排气。
(气体导入口)
在设于第1处理室201a的上部的喷头234的上表面(顶壁)上设有用于向第1处理室201a内和第2处理室201b内供给各种气体的气体导入口241。关于与作为气体供给部的气体导入口241连接的各气体供给单元的结构，将在后叙述。
(气体分散单元)
作为气体分散单元的喷头234具有缓冲室232、作为第1活化部的第1电极244。在第1电极244上设有多个将气体向晶片200分散供给的孔234a。喷头234设在气体导入口241与处理室201之间。从气体导入口241导入的气体被供给到喷头234的缓冲室232(分散部)，并经由孔234a而被供给到处理室201。
此外，第1电极244由导电性的金属构成，构成为用于激发气体的活化部(激发部)的一部分。构成为能够向第1电极244供给电磁波(高频电力或微波)。此外，在由导电性部件构成盖231时，在盖231与第1电极244之间设有绝缘块233，成为将盖231与第1电极部244之间绝缘的结构。
此外，也可以在缓冲室232中设有气体引导件235。气体引导件235为将气体导入口241作为中心且随着趋向于晶片200的径向而直径扩大的圆锥形状。气体引导件235的下端的水平方向上的直径与设有孔234a的区域的端部相比进一步延伸至外周而形成。通过设置气体引导件235，而能够向多个孔234a分别均匀地供给气体，从而能够使供给到晶片200的面内的活性种的量均匀化。
(第1活化部(第1等离子体生成部))
在作为第1活化部的第1电极244上经由开关274连接有匹配器251和高频电源部252，构成为能够供给电磁波(高频电力或微波)。由此，能够使供给到第1处理室201a内的气体活化。另外，第1电极244构成为能够生成电容耦合型的等离子体。具体地说，第1电极244形成为导电性的板状，构成为支承在上部容器202a上。第1活化部至少由第1电极244、匹配器251、高频电源部252构成。此外，也可以构成为在第1活化部中包含阻抗计254。此外，也可以在第1电极244与高频电源252之间设置阻抗计254。通过设置阻抗计254，而能够基于测定出的阻抗来对匹配器251、高频电源252进行反馈控制。
(第2活化部(第2等离子体生成部))
在作为第2活化部的第2电极344上经由开关274连接有匹配器251和高频电源部252，构成为能够供给电磁波(高频电力或微波)。由此，能够使供给到处理室201b内的气体活化。此外，第2电极344构成为能够生成电感耦合型的等离子体。通过生成电感耦合型的等离子体，而能够在第2处理空间201b内生成大量的活性种。具体地说，第2电极344构成为线圈状。而且，第2电极344被石英部件345包围，构成为第2电极344不与气体直接接触。另外，石英部件345也作为从气体导入口241向第2处理室201b供给的气体的引导件而发挥作用，能够向设在第2处理室201b中的晶片200均匀地供给气体。另外，优选的是，以石英部件345的下端与衬底载置台212的上端215相比位于下侧的方式使衬底支承部201配置在第2处理位置201c。通过像这样配置，能够在衬底载置台212周围形成气体排气路355，从而能够从晶片200的外周均匀地使气体排出。此外，也可以构成为能够不设置开关274地设置匹配器351和高频电源部352，而从高频电源部352向第2电极344供给电力。
(气体供给系统)
在气体导入口241上连接有气体供给管150。从气体供给管150供给后述的第1气体、第2气体、第3气体、第4气体、吹扫气体。
在图2中示出了第1气体供给部、第2气体供给部、第3气体供给部、第4气体供给部、吹扫气体供给部等气体供给系统的概略结构图。
如图2所示，在气体供给管150上连接有气体供给管集合部140。在气体供给管集合部140上连接有第1气体(处理气体)供给管113a、吹扫气体供给管133a、第2气体(处理气体)供给管123a、第3气体(加工(treatment)气体)供给管143a、第4气体(添加气体)供给管153a。
(第1气体供给部)
在第1气体供给部上设有第1气体供给管113a、质量流量控制器(MFC)115、阀116。此外，也可以构成为将与第1气体供给管113a连接的第1气体供给源113包含在第1气体供给部中。另外，在处理气体的原料为液体或固体的情况下，也可以设置气化器180。
(第2气体供给部)
在第2气体供给部上设有第2气体供给管123a、MFC125、阀126。此外，也可以构成为将与第2气体供给管123a连接的第2气体供给源123包含在第2气体供给部中。
此外，也可以构成为设置远程等离子体单元(RPU)124来使第2气体活化。
(吹扫气体供给部)
在吹扫气体供给部上设有吹扫气体供给管133a、MFC135、阀136。此外，也可以构成为将与吹扫气体供给管133a连接的吹扫气体供给源133包含在吹扫气体供给部中。
(第3气体供给部)
在第3气体供给部(加工气体供给部)上设有第3气体供给管143a、MFC145、阀146。此外，也可以构成为将与第3气体供给管143a连接的第3气体供给源143包含在第3气体供给部中。
此外，也可以构成为设置远程等离子体单元(RPU)144来使第3气体活化。
(第4气体供给部)
在第4气体供给部(添加气体供给部)上设有第4气体供给管153a、MFC155、阀156。此外，也可以构成为将与第4气体供给管153a连接的第4气体供给源153包含在第4气体供给部中。
此外，也可以构成为设置远程等离子体单元(RPU)154来使第4气体活化。
(控制部)
如图1所示衬底处理装置100具有对衬底处理装置100的各部分的动作进行控制的控制器260。
在图3中示出控制器260的概况。作为控制部(控制机构)的控制器260构成为具有CPU(Central Processing Unit：中央处理器)260a、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)260b、存储装置260c、I/O端口260d的计算机。RAM260b、存储装置260c、I/O端口260d构成为能够经由内部总线260e与CPU260a进行数据交换。构成为在控制器260上能够连接有例如作为触摸面板等而构成的输入输出装置261、外部存储装置262、接收部285等。
存储装置260c由例如闪存、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)等构成。在存储装置260c内，能够读出地保存有对衬底处理装置的动作进行控制的控制程序、记载了后述的衬底处理的步骤和条件等的工艺配方(process recipe)、在设定用于对晶片200进行处理的工艺配方之前的过程中产生的运算数据和处理数据等。此外，工艺配方是以能够使控制器260执行后述的衬底处理工序中的各步骤并得到规定结果的方式进行组合而成的，作为程序而发挥功能。以下，也将该工艺配方和控制程序等总括地简称为程序。此外，在本说明书中在使用了程序这一术语的情况下，存在仅包含工艺配方单方的情况、仅包含控制程序单方的情况、或包含这两方的情况。另外，RAM260b构成为暂时保持由CPU260a读出的程序、运算数据、处理数据等数据的存储区域(工作区域)。
I/O端口260d与闸阀1490、升降部218、加热器213、压力调整器227、真空泵223、匹配器251(351)、高频电源部252(352)、MFC115、125、135、145、155、阀116、126、136、146、156、228、(RPU124、144、154、气化器180、)偏压控制部257等连接。另外，可以还与阻抗计254(354)等连接。另外，也可以还与后述的直流电源部258、直流阻抗调整部253、开关273(274)连接。
作为运算部的CPU260a构成为，读出并执行来自存储装置260c的控制程序，并且根据来自输入输出装置261的操作指令的输入等从存储装置260c读出工艺配方。另外，构成为能够对从接收部285输入的设定值、和存储在存储装置260c中的工艺配方或控制数据进行比较/运算，来计算出运算数据。另外，构成为能够根据运算数据来执行相对应的处理数据(工艺配方)的确定处理等。并且，CPU260a构成为以遵照读出的工艺配方的内容的方式，对闸阀1490的开闭动作、升降部218的升降动作、向加热器213的电力供给动作、压力调整器227的压力调整动作、真空泵223的开关控制、MFC115、125、135、145、155中的气体流量控制动作、RPU124、144、154的气体的活化动作、阀116、126、136、237、146、156、228中的气体的通断控制、匹配器251的电力的匹配动作、高频电源部252的电力控制、偏压控制部257的控制动作、基于阻抗计254(354)测定出的测定数据进行的匹配器251(351)的匹配动作、高频电源252(352)的电力控制动作、直流电源部258的电力控制动作、直流阻抗调整部253的阻抗调整动作、开关273(274)的开/关动作等进行控制。在进行各结构的控制时，通过CPU260a内的收发部发送/接收遵照工艺配方的内容的控制信息来进行控制。
此外，控制器260并不限于构成为专用计算机的情况，也可以构成为通用计算机。例如，准备保存有上述程序的外部存储装置(例如磁带、软盘或硬盘等磁盘、CD或DVD等光盘、MO等光磁盘、USB存储器或存储卡等半导体存储器)262，并使用所述外部存储装置262对通用计算机安装程序等，由此能够构成本实施方式的控制器260。此外，用于向计算机供给程序的手段并不限于经由外部存储装置262而供给的情况。例如，也可以使用接收部285和网络263(因特网或专用线路)等通信手段而不经由外部存储装置262地供给程序。此外，存储装置260c和外部存储装置262构成为计算机可读的记录介质。以下，也将其总括地简称为记录介质。此外，在本说明书中，在使用了记录介质这一术语的情况下，存在仅包含存储装置260c单方的情况、仅包含外部存储装置262单方的情况、或包含这两方的情况。
(2)衬底处理工序
接下来，参照图4和图5来说明作为半导体器件(semiconductor device)的制造工序的一个工序而在衬底上对绝缘膜进行成膜的流程和时序例。此外，在此作为绝缘膜，对例如作为氮化膜的氮化硅(SiN)膜进行成膜。另外，该制造工序的一个工序通过上述的衬底处理装置来进行。此外，在以下的说明中，构成衬底处理装置的各部分的动作由控制器260控制。
此外，在本说明书中，在使用了“晶片”这一术语的情况下，存在表示“晶片其自身”的情况、和表示“晶片与形成在其表面上的规定的层或膜等、其层叠体(集合体)”的情况(即包含形成在表面上的规定的层或膜等在内而称为晶片的情况)。另外，在本说明书中，在使用了“晶片的表面”这一术语的情况下，存在表示“晶片其自身的表面(露出面)”的情况、和表示“形成在晶片上的规定的层或膜等的表面、即作为层叠体的晶片的最外表面”的情况。
因此，在本说明书中在记载了“对晶片供给规定的气体”的情况下，存在表示“对晶片其自身的表面(露出面)直接供给规定的气体”的情况、和表示“对形成在晶片上的层或膜等、即对作为层叠体的晶片的最外表面供给规定的气体”的情况。另外，在本说明书中在记载了“在晶片上形成规定的层(或膜)”的情况下，存在表示“在晶片其自身的表面(露出面)上直接形成规定的层(或膜)”的情况、和表示“在形成于晶片的层或膜等上、即在作为层叠体的晶片的最外表面上形成规定的层(或膜)”的情况。
此外，本说明书中，使用“衬底”这一术语的情况也与使用“晶片”这一术语的情况相同，在该情况下，在上述说明中，只要将“晶片”替换成“衬底”来考虑即可。
以下说明衬底处理工序。
(衬底搬入工序S201)
在进行成膜处理时，首先，使晶片200搬入到第1处理室201a。具体地说，通过升降部218使衬底支承部210下降，成为顶升销207从贯穿孔214突出到衬底支承部210的上表面侧的状态。另外，在将处理室201(201a、201b)内和移载室203调压到规定压力后，打开闸阀1490，使晶片200从闸阀1490载置到顶升销207上。在使晶片200载置到顶升销207上后，关闭闸阀1490，通过升降部218使衬底支承部210上升至规定的位置，由此将晶片200从顶升销207向衬底支承部210载置。
(减压/升温工序S202)
接着，以使第1处理室201a内成为规定的压力(真空度)的方式，经由排气管224对第1处理室201a内进行排气。此时，基于压力传感器(未图示)计测出的压力值，对作为压力调整器227的APC阀的阀开度进行反馈控制。另外，基于温度传感器(未图示)检测出的温度值，以使第1处理室201a内成为规定的温度的方式对通向加热器213的通电量进行反馈控制。具体地说，通过加热器213预先对衬底支承部210加热，在晶片200或衬底支承部210的温度无变化后搁置一定时间。在此期间，在具有残留在处理室201内的水分或来自部件的脱出气体等的情况下，也可以通过真空排气或基于供给N2气体进行的吹扫来除去。由此成膜工艺前的准备完成。此外，在将处理室201内排气到规定的压力时，也可以一次性真空排气至能够到达的真空度。
此时的加热器213的温度设定为100～600℃，优选的是设定为100～500℃，更优选的是设定为250～450℃的范围内的固定温度。
另外，也可以以晶片200的电位成为规定的电位的方式通过偏压调整部257和偏压电极256来进行调整。
(成膜工序S301)
接下来，说明作为第1处理而在晶片200上对SiN膜进行成膜的例子。使用图4、图5来说明成膜工序S301的详细情况。
在将晶片200载置到衬底支承部210上、且处理室201内的环境气体稳定后，进行S203～S207的步骤。
(第1气体供给工序S203)
在第1气体供给工序S203中，从第1气体供给系统向第1处理室201a内供给作为第1气体(处理气体)的二氯硅烷(SiH2Cl2，dichlorosilane：DCS)气体。具体地说，在通过MFC115对从第1气体供给源113供给的DCS气体进行了流量调整后，将其向衬底处理装置100供给。进行了流量调整的DCS气体从缓冲室232通过，并从喷头234的气体供给孔234a向减压状态的第1处理室201a内供给。另外，继续基于排气系统进行处理室201内的排气，以使第1处理室201a内的压力成为规定的压力范围的方式进行控制。此时，对晶片200供给DCS气体。将DCS气体以规定压力(第1压力：例如10Pa以上、1000Pa以下)向第1处理室201a内供给。像这样对晶片200供给DCS气体。通过供给DCS气体而在晶片200上形成含硅层。在此，含硅层是指包含硅(Si)、或硅和氯(Cl)的层。
(第1吹扫工序S204)
在晶片200上形成了含硅层后，关闭第1气体供给管113a的气体阀116，停止DCS气体的供给。通过停止第1气体，而从第1排气部对存在于处理室201中的第1气体、存在于缓冲室232中的处理气体进行排气，由此进行第1吹扫工序S204。
另外，也可以构成为，在第1吹扫工序S204中除了只是对气体进行排气(抽真空)来排出气体以外，还进行基于从吹扫气体供给源133供给非活性气体来挤出残留气体的排出处理。在该情况下，打开阀136，通过MFC135进行非活性气体的流量调整。另外，也可以组合地进行抽真空和非活性气体的供给。另外，还可以构成为交替地进行抽真空和非活性气体的供给。
在经过规定的时间后，关闭阀136，停止非活性气体的供给。此外，也可以保持打开阀136的状态而继续供给非活性气体。
此时的加热器213的温度设定为与向晶片200供给第1气体时相同的温度。使从非活性气体供给系统供给的作为吹扫气体的N2气体的供给流量分别为例如100～20000sccm的范围内的流量。作为吹扫气体，除N2气体以外，还可以使用Ar、He、Ne、Xe等稀有气体。
(第2气体供给工序S205)
在第1吹扫工序S204后，打开阀126，经由气体导入口241、缓冲室232、多个孔234a，向第1处理室201a内供给作为第2气体(处理气体)的氨气(NH3)。此外，第2气体也可以被称为对晶片200进行处理的处理气体、或与第1气体、含硅层、晶片200发生反应的反应气体。
此时，以NH3气体的流量成为规定的流量的方式调整MFC125。此外，NH3气体的供给流量例如为100sccm以上、10000sccm以下。
在此，从高频电源部252经由匹配器251向第1电极244供给高频电力。通过向第1电极244供给高频电力，而在孔234a内、和第1处理室201a内生成第2气体的等离子体(第2气体的活性种)。当将被活化的NH3供给到形成在晶片200上的含硅层时，含硅层被改性，而形成含有硅元素的改性层。
此外，在图5中，与第2气体的供给同时地开始高频电力的供给，但也可以构成为从第2气体的供给开始前供给高频电力。另外，也可以控制为在从第1气体供给工序S203到判断工序S207结束为止持续供给高频电力，并根据有无第2气体的供给来形成等离子体。
此外，通过偏压调整部257来调整设在衬底载置台212内的偏压电极256的电位，由此也能够调整带电粒子向晶片200的供给量。
改性层根据例如第1处理室201a内的压力、NH3气体的流量、晶片200的温度、高频电源部252的电力等，以规定的厚度、规定的分布、氮成分等对含硅层的规定的侵入深度形成。
在经过规定的时间后，关闭阀126，停止NH3气体的供给。
此时的加热器213的温度设定为与向晶片200供给第1气体时相同的温度。
此外，在供给第2处理气体时，也可以通过将使用RPU124而活化了的NH3气体向缓冲室232供给，来提高处理均匀性。
(第2吹扫工序S206)
通过与第1吹扫工序S204相同的动作来进行第2吹扫工序S206。通过停止NH3气体的供给，而从第1排气部对例如存在于第1处理室201a中的NH3气体、存在于缓冲室232中的NH3气体进行排气，由此进行第2吹扫工序S206。另外，也可以通过向缓冲室232和第1处理室201a供给吹扫气体来进行吹扫。
(判断工序S207)
在第2吹扫工序S206结束后，控制器260判断是否将上述的成膜工序S301(S203～S206)执行了规定的循环数n。即，判断是否在晶片200上形成了所期望的厚度的膜。将上述的步骤S203～S206作为一个循环，通过进行至少一次以上的该循环(步骤S207)，而能够在晶片200上对规定膜厚的SiN膜进行成膜。此外，优选上述的循环重复多次。由此，在晶片200上形成规定膜厚的SiN膜。
在判断工序S207中，在没有实施规定次数的成膜工序S301时(判断为否时)，重复成膜工序S301的循环，在实施了规定次数时(判断为是时)，结束成膜工序S301，执行第2处理工序S302。
(第2处理(加工处理)工序S302)
接下来说明作为第2处理而对形成在晶片200上的SiN膜进行改性处理(也称为加工处理)的例子。使用图4来说明第2处理工序S302的详细情况。
(衬底位置调整工序S303)
在进行第2处理时，首先，使晶片200下降至图1中的虚线所示的第2处理位置201c。具体地说，通过升降部218使衬底支承部210下降。此时，晶片200位于第1处理室201a的下部空间、且与第1处理室201a连通的第2处理室201b内。另外，将第2处理室201b内调压到规定的压力。在该调压中，停止从第1排气口221排气，而从第2排气口1481排气。另外，也可以调整加热器213的温度、偏压电极256的电位。在进行了这些调整后，进行第3气体供给工序S304。
(第3气体供给工序S304)
在第3气体供给工序S304中，从第3气体供给系统向第2处理室201b内作为第3气体(加工气体)而供给氨(NH3)气体。具体地说，在通过MFC145对从第3气体供给源143供给的NH3气体进行了流量调整后，将其向衬底处理装置100供给。进行了流量调整的NH3气体从缓冲室232通过，并从喷头234的气体供给孔234a经由减压状态的第1处理室201a向第2处理室201b内供给。另外，从第2排气口1481继续进行第2处理室201b内的环境气体的排气，以使第2处理室201b内的压力成为规定的压力范围的方式进行控制。此时，对晶片200供给NH3气体。NH3气体以规定的压力(第2压力：例如10Pa以上、1000Pa以下)向第2处理室201b内供给。
(等离子体生成工序S305)
在此，设为能够切换开关274来从高频电源252向第2电极344供给电力。在开关274切换后，向设在石英部件345内的第2电极344供给高频电力。通过向第2电极344供给高频电力，而在第2处理室201b(第2电极344之间)内生成第3气体的等离子体(第3气体的活性种)。当将活化了的NH3供给到形成在晶片200上的SiN膜时，进行加工处理。具体地说，活化了的NH3中的氢成分使残留在SiN膜中的Cl除去，活化了的NH3中的氮成分进入被除去的Cl位点(site)、或其他位点中而将SiN膜的特性改善(改性)。在以规定的时间生成了等离子体并进行了处理后，停止向第2电极344供给电力及供给第3气体，对第2处理室201b内的环境气体进行排气。此外，在对第2处理室201b进行排气时，也可以进行与上述的第1吹扫工序S204相同的吹扫。此外，在此的排气也可以同时使用从第1排气口221进行的排气。通过也从第1排气口221进行排气，而能够缩短排气时间。
(搬送压力调整工序S208)
在等离子体生成工序S305后，在搬送压力调整工序S208中，以使第2处理室201b内和移载室203成为规定的压力(真空度)的方式经由第2排气口1481进行排气。此外，也可以构成为，在该搬送压力调整工序S208期间或之前或之后，以晶片200的温度冷却至规定的温度的方式通过顶升销207进行保持。此外，在此的排气也可以同时使用从第1排气口221进行的排气。通过也从第1排气口221进行排气，而能够缩短排气时间。
(衬底搬出工序S209)
在搬送压力调整工序S208中第2处理室201b内成为规定的压力之后，打开闸阀1490，从移载室203向未图示的真空搬送室搬出晶片200。
在本实施例中，在进行第1处理时作为第1气体而使用DCS、作为第2气体而使用NH3来对SiN膜进行成膜，在进行第2处理时作为第3气体而使用NH3来对SiN膜进行了加工，但并不限于此。例如，在对TiN膜进行成膜的情况下，也可以作为第1气体而使用TiCl4、作为第2气体而使用NH3、作为第3气体而使用NH3。另外，在对SiO膜进行成膜的情况下，也可以作为第1气体而使用SiH4、作为第2气体而使用O2、作为第3气体而使用O2。另外，在对HfO膜进行成膜的情况下，也可以作为第1气体而使用HfCl4或TEMAH、作为第2气体而使用O2、作为第3气体而使用O2。
另外，像这样，第2气体和第3气体也可以使用相同的气体。此外，在上述中，构成为对第2气体和第3气体使用不同的气体供给部，但也可以构成为使用相同的气体供给部。
另外，第2气体和第3气体也可以使用不同种类的气体。例如，在对第2气体使用NH3气体的情况下，在第3气体中使用作为含氢气体的H2气体。
另外，在进行加工处理时，除了第3气体以外也可以还供给第4气体。例如，对第3气体使用作为含氧气体的O2气体，对第4气体使用作为含氢气体的H2气体。通过像这样添加含氢气体，而能够一边除去存在于规定的膜中的杂质(Cl、C、O)等一边补充构成膜的元素。在该情况下，例如能够一边除去Cl一边补充氧元素。另外，也可以对第3气体使用NH3气体，对第4气体使用H2气体。
另外，在进行第1处理时所生成的活性种密度和在进行第2处理时所生成的活性种密度可以为第1处理<第2处理。即，可以使在进行第2处理时所生成的活性种密度比在进行上述第1处理时所生成的活性种密度高。
另外，由于在进行第1处理时是循环处理，所以需要减小第1处理室201a的容积。
进行第1处理(成膜处理)时的气体排气部使用第1排气口221，第2处理(加工处理)时的气体排气部使用第2排气口1481。
第1处理室201a在进行第1处理(成膜处理)时使用，第2处理室201b设于第1处理室的下侧空间，在进行第2处理(加工处理)时使用。
另外，在进行第2处理时，使晶片200的上表面与第2电极344相比位于下侧、且使晶片200的侧面下降到第2电极344与石英部件345相对的位置来进行处理。通过使晶片200的上表面与第2电极344相比位于下侧，而能够减少由第2电极344生成的活性种中的离子成分到达晶片200的量。另外，通过使晶片200的侧面处于第2电极344与石英部件345相对的位置，而能够在衬底载置台212与石英部件345之间形成气体排气路355，从而能够从衬底载置台212周围排出加工气体，能够提高加工的处理均匀性。
以上，具体地说明了本发明的一个实施方式，但本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其要旨的范围内进行各种变更。以下使用图6来说明本发明的其他方式。
＜其他实施方式＞
分隔部204、上部容器202a、下部容器202b由石英构成，在处理容器202的外部设有作为磁场生成部的矩形状的第1线圈301和第2线圈302，构成为能够沿与晶片200水平的方向形成磁场B。
通过沿与晶片200水平的方向产生磁场B，而能够通过磁场捕获由第2电极344生成的等离子体中的离子和电子，从而能够减少到达晶片200的离子和电子的量，能够提高针对晶片200的处理的台阶覆盖性(step coverage)。另外，由于离子的到达量减少，所以能够减少对形成在晶片200上的膜的损害。
另外，优选的是，第1线圈301的中心、第2线圈302的中心和第2活化部(第2电极344)的中心设在图6的虚线所示的轴401上。通过像这样构成，能够增加由第1线圈301和第2线圈302生成的被磁场B捕获的活性种中的离子成分和电子成分的量，从而能够减少到达晶片200的离子成分和电子成分的量。由此，能够抑制对形成在晶片200上的膜的损害。
另外，也可以构成为，能够对第1电极244经由开关273并通过直流电源部258及直流阻抗调整部253来施加直流电压。通过像这样构成，而能够在进行作为第1处理的成膜处理时，向第1电极244供给高频电力，在进行作为第2处理的加工处理时，供给直流。优选的是，在进行加工处理时，以第1电极244成为负极的方式施加直流电压，由此能够将由第2电极344形成的等离子体中的离子成分向第1电极244侧牵引，从而能够减少离子向晶片200的到达量。由此，能够提高针对晶片200的处理的台阶覆盖性。另外，由于离子的到达量减少，所以能够减少对形成在晶片200上的膜的损害。
另外，在上述中，构成为从高频电源252分别向第1电极244和第2电极344供给电力，但也可以构成为对第2电极344设置其他的第2匹配器351和第2高频电源352，而能够分别向第1电极244和第2电极344供给不同频率的电力、不同大小的电力。
另外，在上述中，记述了交替地供给第1气体和第2气体来进行成膜的方法，但也能够适用于其他方法。例如，第1气体和第2气体的供给定时重叠那样的方法。
另外，在上述中，记述了供给两种气体来进行处理的方法，但也可以为使用一种气体的处理。
另外，在上述中，记述了成膜处理，但也能够适用于其他处理。包括例如使用了等离子体的扩散处理、氧化处理、氮化处理、氮氧化处理、还原处理、氧化还原处理、蚀刻处理、加热处理等。例如，在仅使用反应气体来对衬底表面、形成在衬底上的膜进行等离子体氧化处理、或等离子体氮化处理时，也能够适用本发明。另外，也能够适用于仅使用了反应气体的等离子体退火处理。也可以将这些处理作为第1处理，然后进行上述的第2处理。
另外，在上述中，记述了半导体器件的制造工序，但实施方式所涉及的发明也能够适用于半导体器件的制造工序以外的器件制造工序。包括例如液晶器件的制造工序、太阳能电池的制造工序、发光器件的制造工序、玻璃衬底的处理工序、陶瓷衬底的处理工序、导电性衬底的处理工序等衬底处理。
另外，在上述中，示出了作为原料气体而使用含硅气体、作为反应气体而使用含氮气体来形成氮化硅膜的例子，但也能够适用于使用其他气体的成膜。包括例如含氧膜、含氮膜、含碳膜、含硼膜、含金属膜和含有多种这些元素的膜等。此外，作为这些膜，包括例如AlO膜、ZrO膜、HfO膜、HfAlO膜、ZrAlO膜、SiC膜、SiCN膜、SiBN膜、TiN膜、TiC膜、TiAlC膜等。
另外，在上述中，示出了通过一个处理室来处理一片衬底的装置结构，但并不限于此，也可以是将多片衬底沿水平方向或垂直方向排列的装置。

Claims (18)

1.一种衬底处理装置，其特征在于，具有：
第1处理室，其对衬底进行成膜处理；
第2处理室，其对形成于所述衬底的膜进行加工处理，且与第1处理室连通；
衬底支承部，其支承所述衬底；
第1电极，其设在所述第1处理室中，且与所述衬底支承部相对；
第2电极，其设在所述第2处理室的侧部；
升降部，其使所述衬底支承部向所述第1处理室、所述第2处理室移动；
气体供给部，其能够向所述衬底供给处理气体、反应气体和加工气体；
电源部，其向所述第1电极和所述第2电极供给电力；和
控制部，其以在将所述处理气体和被所述第1电极活化了的所述反应气体供给到所述衬底而进行了所述成膜处理后，将载置有所述衬底的衬底支承部从第1处理室移动到第2处理室，并向该衬底供给被所述第2电极活化了的加工气体来进行加工处理的方式，对所述电源部、所述气体供给部和所述升降部进行控制。
2.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述第1电极由基于电容耦合的电极构成，
所述第2电极由基于电感耦合的电极构成。
3.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述第2电极形成为围绕所述第2处理室的线圈状，并以该线圈被石英部件包围的方式构成，
所述控制部以在供给所述加工气体之前所述衬底的上表面与所述线圈的下端相比位于下侧、且所述衬底的侧面位于与所述石英部件相对的位置的方式对所述升降部进行控制。
4.如权利要求2所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述第2电极形成为围绕所述第2处理室的线圈状，并以该线圈被石英部件包围的方式构成，
所述控制部以在供给所述加工气体之前所述衬底的上表面与所述线圈的下端相比位于下侧、且所述衬底的侧面位于与所述石英部件相对的位置的方式对所述升降部进行控制。
5.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，
在所述第2电极的侧方设有磁场生成部，
所述控制部以在使所述加工气体活化之前从所述磁场生成部沿与所述衬底水平的方向生成磁场的方式对所述磁场生成部进行控制。
6.如权利要求2所述的衬底处理装置，其特征在于，
在所述第2电极的侧方设有磁场生成部，
所述控制部以在使所述加工气体活化之前从所述磁场生成部沿与所述衬底水平的方向生成磁场的方式对所述磁场生成部进行控制。
7.如权利要求4所述的衬底处理装置，其特征在于，
在所述第2电极的侧方设有磁场生成部，
所述控制部以在使所述加工气体活化之前从所述磁场生成部沿与所述衬底水平的方向生成磁场的方式对所述磁场生成部进行控制。
8.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述电源部构成为能够对所述第1电极施加直流电压，
所述控制部以在使所述加工气体活化之前对所述第1电极施加负电压的方式对所述电源部进行控制。
9.如权利要求2所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述电源部构成为能够对所述第1电极施加直流电压，
所述控制部以在使所述加工气体活化之前对所述第1电极施加负电压的方式对所述电源部进行控制。
10.如权利要求3所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述电源部构成为能够对所述第1电极施加直流电压，
所述控制部以在使所述加工气体活化之前对所述第1电极施加负电压的方式对所述电源部进行控制。
11.如权利要求4所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述电源部构成为能够对所述第1电极施加直流电压，
所述控制部以在使所述加工气体活化之前对所述第1电极施加负电压的方式对所述电源部进行控制。
12.如权利要求5所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述电源部构成为能够对所述第1电极施加直流电压，
所述控制部以在使所述加工气体活化之前对所述第1电极施加负电压的方式对所述电源部进行控制。
13.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述控制部以使在进行所述加工处理时所生成的活性种密度比在进行所述成膜处理时所生成的活性种密度高的方式，对所述电源部和所述气体供给部进行控制。
14.如权利要求2所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述控制部以使在进行所述加工处理时所生成的活性种密度比在进行所述成膜处理时所生成的活性种密度高的方式，对所述电源部和所述气体供给部进行控制。
15.如权利要求4所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述控制部以使在进行所述加工处理时所生成的活性种密度比在进行所述成膜处理时所生成的活性种密度高的方式，对所述电源部和所述气体供给部进行控制。
16.如权利要求7所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述控制部以使在进行所述加工处理时所生成的活性种密度比在进行所述成膜处理时所生成的活性种密度高的方式，对所述电源部和所述气体供给部进行控制。
17.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，具有：
通过衬底支承部支承衬底的工序；
将所述衬底收纳于第1处理室的工序；
在所述第1处理室内向所述衬底供给处理气体、和被与所述衬底支承部相对的第1电极活化了的反应气体来进行成膜处理的工序；
在所述成膜处理后将所述衬底从所述第1处理室移动到第2处理室的工序；和
在所述第2处理室内，将被设在所述第2处理室的侧部的第2电极活化了的加工气体向所述衬底供给来进行加工处理的工序。
18.一种记录介质，其记录有程序，所述程序通过计算机使衬底处理装置执行如下步骤：
通过衬底支承部支承衬底的步骤；
将所述衬底收纳于第1处理室的步骤；
在所述第1处理室内向所述衬底供给处理气体、和被与所述衬底支承部相对的第1电极活化了的反应气体来进行成膜处理的步骤；
在所述成膜处理后使所述衬底从所述第1处理室移动到第2处理室的步骤；和
在所述第2处理室内，将被设在所述第2处理室的侧部的第2电极活化了的加工气体向所述衬底供给来进行加工处理的步骤。
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