成膜装置和成膜方法

摘要

本发明提供一种成膜装置和成膜方法。该成膜方法通过使旋转台旋转，多次进行由使用含Si气体和O3气体在晶圆(W)上形成反应生成物的成膜步骤、利用等离子体对上述反应生成物进行改性的改性步骤构成的成膜-改性处理，并且在薄膜的形成途中对等离子体的强度进行变更。具体而言，在反应生成物的层叠膜厚较薄时(开始成膜-改性处理的初期)，使等离子体的强度较小，并且反应生成物的层叠膜厚越增加(成膜步骤的次数越增加)，越使向晶圆(W)供给的等离子体的强度逐步增大。或者，在反应生成物的膜厚较薄时，使等离子体的强度增加，然后减弱。

权利要求

1.一种成膜方法，其多次反复在真空气氛中将多个种类的反应气体依次向基板供给的循环而形成薄膜，通过多个种类的反应气体之中的第1反应气体与吸附于基板的第2反应气体的分子反应而形成薄膜成分，其特征在于，该成膜方法包括以下工序：

将基板载置到设在真空容器内的载置台的基板载置区域中；

对上述真空容器内进行真空排气；

将多个种类的反应气体从多个反应气体供给部分别依次供给到被载置在上述基板载置区域中的基板来形成薄膜；

在薄膜的形成中从等离子体产生部将含有与吸附于基板的上述第2反应气体的分子反应的成分的等离子体向基板供给，进行基板上的薄膜的改性处理；

在薄膜的形成途中的一个时刻，将从上述等离子体产生部向薄膜供给的等离子体的强度变更成与在上述一个时刻之前被供给到薄膜的等离子体的强度不同的强度。

2.根据权利要求1所述的成膜方法，其特征在于，

多个种类的反应气体之中的一种反应气体是用于对吸附于基板的反应气体的成分进行氧化或者氮化的气体；

上述薄膜是金属的氧化膜或者硅的氧化膜，或者是金属的氮化膜或者硅的氮化膜。

3.根据权利要求2所述的成膜方法，其特征在于，

上述薄膜的基底膜是含有上述金属或者含有上述硅的膜。

4.根据权利要求1所述的成膜方法，其特征在于，

将等离子体的强度变更成与在上述一个时刻之前被供给到薄膜的等离子体的强度不同的强度的工序是通过对向上述等离子体产生部供给的高频电和上述真空容器内的真空度之中的至少一种进行调整而对等离子体的强度进行变更的工序。

5.根据权利要求1所述的成膜方法，其特征在于，

在薄膜的形成初期，将从上述等离子体产生部向薄膜供给的等离子体的强度设定成第

1强度；

将等离子体的强度变更成与在上述一个时刻之前被供给到薄膜的等离子体的强度不同的强度的工序是将等离子体的强度设定成比第1强度大的第2强度的工序。

6.根据权利要求1所述的成膜方法，其特征在于，

在薄膜的形成初期，将从上述等离子体产生部向薄膜供给的等离子体的强度设定成第

2强度；

将等离子体的强度变更成与在上述一个时刻之前被供给到薄膜的等离子体的强度不同的强度的工序是将等离子体的强度设定成比第2强度小的第1强度的工序。

7.根据权利要求6所述的成膜方法，其特征在于，

将等离子体的强度变更成与在上述一个时刻之前被供给到薄膜的等离子体的强度不同的强度的工序是在将等离子体的强度设定成上述第1强度之后、将等离子体的强度设定成比该第1强度强的第3强度的工序。

8.根据权利要求1所述的成膜方法，其特征在于，

上述形成薄膜的工序是以使上述载置台的基板载置区域在从上述多个反应气体供给部分别供给的多个种类的反应气体的供给区域中依次通过的方式使上述载置台相对于沿着上述真空容器的周向彼此分开地设置的上述反应气体供给部绕铅垂轴线旋转的工序；

上述进行改性处理的工序是通过使上述载置台相对于上述等离子体产生部旋转、在与吸附于基板的第2反应气体的分子反应而形成薄膜成分的反应气体的反应区域中、或者比该反应区域靠载置台的旋转方向下游侧的区域中向基板照射等离子体的工序；

为了将从上述多个反应气体供给部分别供给反应气体的多个区域彼此分离，进行从分离气体供给部向设在各区域间的分离区域供给分离气体的工序。

说明书

成膜装置和成膜方法

技术领域

[0001] 本发明涉及在真空气氛中将多个种类的反应气体依次向基板的表面供给而形成薄膜的成膜装置和成膜方法。

背景技术

[0002] 对在表面形成有包含柱状或者线状的凸部的图案的由例如硅(Si)构成的半导体晶圆等基板(下面称为“晶圆”)形成例如二氧化硅(SiO2)膜时，有时使用被称为ALD(Atomic Layer Deposition)、MLD(Molecular Layer Deposition)等的成膜方法。具体而言，在真空气氛下将含有硅的有机类气体和氧化气体交替地向晶圆供给，通过对由反应生成物构成的原子层、分子层进行层叠，形成由二氧化硅膜构成的薄膜。利用该成膜方法形成的薄膜因为该成膜方法的成膜温度比以往的CVD(Chemical Vapor Deposition)法等的成膜温度低，所以例如有机类气体中的有机物作为杂质残留在薄膜中，由此，有时不能得到良好的致密性。

[0003] 因此，进行了这样的研究：对薄膜进行了层叠之后，通过向晶圆照射含有例如氧气(O2)的处理气体的等离子体，对反应生成物进行改性而使其致密化，但在薄膜的膜厚比等离子体能够进入(透过)的膜厚厚的情况下，难以对薄膜的下层侧进行改性。另一方面，在薄膜的膜厚比等离子体能够进入的膜厚薄的情况下，如图1所示，等离子体到达作为薄膜的基底层的晶圆，有可能将例如硅层的表面氧化。在此情况下，上述的凸部的宽度d变得比设计尺寸窄，不能得到所需要的电特性。

[0004] 另外，在将例如上述的二氧化硅膜用作栅极氧化膜的情况下，在利用ALD法或者CVD法层叠的薄膜中，该薄膜与晶圆之间的界面的平坦性比热氧化膜等与晶圆之间的界面的平坦性差，有可能发生缺陷。

[0005] 在专利文献1～3中对ALD法等进行了记载，但未对上述的问题进行研究。

[0006] 专利文献1：美国专利公报7,153,542号

[0007] 专利文献2：日本专利3144664号公报

[0008] 专利文献3：美国专利公报6,869,641号

发明内容

[0009] 本发明是鉴于这样的情况而做成的，其提供一种多次反复在真空气氛中将多个种类的反应气体向基板供给的循环而形成薄膜时能够在整个膜厚方向上得到致密的薄膜的技术。另外，本发明提供一种能够得到良好的器件结构的技术。

[0010] 本发明的第1技术方案提供一种成膜装置，其多次反复在真空气氛中将多个种类的反应气体依次向基板供给的循环而形成薄膜，通过多个种类的反应气体之中的第1反应气体与吸附于基板的第2反应气体的分子反应而形成薄膜成分。该成膜装置包括：载置台，其设在真空容器内，包括用于载置基板的基板载置区域；真空排气机构，其用于对上述真空容器内进行真空排气；多个反应气体供给部，其用于将上述多个种类的反应气体分别向被载置在上述基板载置区域中的基板供给；等离子体产生部，其用于在薄膜的形成过程中将含有与吸附于基板的上述第2反应气体的分子反应的成分的等离子体向基板供给而进行基板上的薄膜的改性处理；控制部，其以在薄膜的形成途中的一个时刻将从上述等离子体产生部向薄膜供给的等离子体的强度变更成与在上述一个时刻之前被供给到薄膜的等离子体的强度不同的强度的方式输出控制信号。

[0011] 本发明的第2技术方案提供一种成膜方法，其多次反复在真空气氛中将多个种类的反应气体依次向基板供给的循环而形成薄膜，通过多个种类的反应气体之中的第1反应气体与吸附于基板的第2反应气体的分子反应而形成薄膜成分。该成膜方法包括以下工序：将基板载置于被设在真空容器内的载置台的基板载置区域中；对上述真空容器内进行真空排气的工序；将多个种类的反应气体从多个反应气体供给部分别依次供给到被载置在上述基板载置区域中的基板而形成薄膜；在薄膜的形成中从等离子体产生部将含有与吸附于基板的上述第2反应气体的分子反应的成分的等离子体向基板供给，进行基板上的薄膜的改性处理；在薄膜的形成途中的一个时刻，将从上述等离子体产生部向薄膜供给的等离子体的强度变更成与在上述一个时刻之前被供给到薄膜的等离子体的强度不同的强度。

[0012] 本发明的第3技术方案提供一种成膜方法，其多次反复在真空气氛中将多个种类的反应气体依次向基板供给的循环而形成薄膜，通过多个种类的反应气体之中的第1反应气体与吸附于基板的第2反应气体的分子反应而形成薄膜成分。该成膜方法包括以下工序：将基板载置于被设在真空容器内的载置台的基板载置区域中；对上述真空容器内进行真空排气；将上述多个种类的反应气体从所对应的多个反应气体供给部向上述载置台供给；从等离子体产生部将含有与吸附于上述基板的上述第2反应气体的分子或者基板的一部分或者全部反应的成分的等离子体向基板供给；使上述载置台绕铅垂轴线旋转以使上述载置台的基板载置区域依次通过供给区域、反应气体的反应区域、等离子体区域，该供给区域沿着上述真空容器的周向彼此分开地设置，用于供给上述多个种类的反应气体中的第1反应气体；该反应气体的反应区域供与吸附于基板的第2反应气体的分子反应而形成薄膜；该等离子体区域设置在比该反应区域靠载置台的旋转方向下游侧的区域中，从上述等离子体产生部供给上述等离子体。

[0013] 采用本发明的实施方式，在多次反复在真空气氛中将多个种类的反应气体依次向基板供给的循环而形成薄膜时，在薄膜的形成中，将等离子体向基板供给而进行基板上的薄膜的改质处理，因此，能够在整个膜厚方向上得到致密的薄膜。另外，在薄膜的形成途中，因为对等离子体的强度进行变更，所以能够控制等离子体对例如基底膜的影响，或者能够使薄膜的膜厚方向的致密性的程度一致等，能够有助于得到良好的器件结构。

附图说明

[0014] 图1是表示利用以往的方法得到的薄膜的概略图。

[0015] 图2是表示本发明的实施方式的成膜装置的纵截面的图，是图4的I-I’纵剖视图。

[0016] 图3是表示成膜装置的内部的概略结构的立体图。

[0017] 图4是成膜装置的横剖俯视图。

[0018] 图5是表示成膜装置的内部的一部分的概略结构的立体图。

[0019] 图6是表示成膜装置的内部的一部分的概略结构的纵剖视图。

[0020] 图7是表示成膜装置的内部的一部分的概略结构的纵剖视图。

[0021] 图8是表示设在成膜装置中的活化气体喷射器的一个例子的纵剖视图。

[0022] 图9是表示在成膜装置中进行处理的基板的一个例子的剖视图。

[0023] 图10是表示在成膜装置中进行的处理的概略图。

[0024] 图11是表示等离子体的强度的概略图。

[0025] 图12是表示在成膜装置中进行的处理的流程的示意图。

[0026] 图13是表示在成膜装置中进行的处理的流程的示意图。

[0027] 图14是表示在成膜装置中进行的处理的流程的示意图。

[0028] 图15是表示在成膜装置进行的改性步骤的示意图。

[0029] 图16是表示在成膜装置中的气体流动的示意图。

[0030] 图17是表示在成膜装置中处理的基板的示意图。

[0031] 图18是表示在成膜装置进行的其他的处理的概略图。

[0032] 图19是表示其他的处理的示意图。

[0033] 图20是用于说明本发明的其他的例子的示意图。

[0034] 图21是表示在其他的例子中对基板进行的处理的示意图。

[0035] 图22是表示在其他的例子中对基板进行的处理的示意图。

[0036] 图23是表示在其他的例子中对基板进行的处理的示意图。

[0037] 图24是表示在其他的例子中对基板进行的处理的概略图。

[0038] 图25是用于说明本发明的其他的例子的示意图。

[0039] 图26是表示在其他的例子中的处理的概略图。

[0040] 图27是表示在其他的例子中的处理的示意图。

[0041] 图28是表示在其他的例子中的处理的示意图。

[0042] 图29是表示在其他的例子中的处理的示意图。

[0043] 图30是示意性地表示本发明的其他的例子的装置的纵剖视图。

[0044] 图31是表示在本发明的实施例中得到的特性的特性图。

[0045] 图32是表示在本发明的实施例中得到的特性的特性图。

[0046] 图33是表示在本发明的实施例中得到的特性的特性图。

[0047] 图34是表示在本发明的实施例中得到的特性的特性图。

具体实施方式

[0048] (第1实施方式)

[0049] 参照图2～图8说明本发明的第1实施方式的一个例子的成膜装置。如图2(沿着图4的I-I’的剖视图)所示，该成膜装置包括平面形状为大致圆形的扁平的真空容器1、设在该真空容器1内、并且在该真空容器1的中心处具有旋转中心的载置台、即旋转台2。真空容器1的顶板11以能够从容器主体12上拆卸的方式构成。由于真空容器1内被减压，顶板11被夹着环状地设在容器主体12的上表面的周缘部的密封构件、例如O型环13向容器主体12侧拉近，从而维持气密状态，与容器主体12分离时，被未图示的驱动机构向上方抬起。

[0050] 旋转台2的中心部被固定于圆筒形状的芯部21，该芯部21被固定在沿着铅垂方向延伸的旋转轴22的上端。旋转轴22贯通真空容器1的底部14，其下端被安装在使该旋转轴22绕铅垂轴线、在本例中沿着顺时针方向旋转的作为旋转机构的驱动部23上。旋转轴22以及驱动部23被收纳在上表面开口的筒状的壳体20内。该壳体20的设在其上表面的凸缘部分被气密地安装在真空容器1的底部14的下表面，从而维持壳体20的内部气氛与外部气氛之间的气密状态。

[0051] 如图3以及图4所示，在旋转台2的表面部沿着旋转方向(周向)设有凹部24，该凹部24呈圆形，用于载置多张、例如5张作为基板的半导体晶圆(下面称为“晶圆”)W。该晶圆W由例如直径尺寸为300m m的硅(Si)构成，如图9所示，在表面的多个位置形成有柱状或者线状的凸部90。凸部90具有宽度d。另外，在图4中为了方便只在1个凹部24中描画有晶圆W。

[0052] 凹部24具有比晶圆W的直径略微大例如4mm的直径、与晶圆W的厚度同样的深度。因而，将晶圆W载置在凹部24中时，晶圆W的表面与旋转台2的表面(未载置晶圆W的区域)对齐。在凹部24的底面形成有贯通孔(未图示)，该贯通孔供用于支承晶圆W的背面而使该晶圆W升降的例如下述的3个升降销贯通。凹部24用于定位晶圆W以使晶圆W在伴随旋转台2的旋转而产生的离心力的作用下不会飞出，凹部24相当于基板载置区域。

[0053] 如图3以及图4所示，在与旋转台2的凹部24的通过区域分别相对的位置沿着真空容器1的周向(旋转台2的旋转方向)彼此隔开间隔地呈放射状配置有：分别由例如石英构成的第1反应气体喷嘴31以及第2反应气体喷嘴32、两个分离气体喷嘴41、42、作为等离子体产生部的活化气体喷射器220。在本例中，从下述的输送口15看来沿着顺时针方向(旋转台2的旋转方向)以下述的顺序排列有活化气体喷射器220、分离气体喷嘴41、第1反应气体喷嘴31、分离气体喷嘴42、第2反应气体喷嘴32，活化气体喷射器220以及喷嘴
31、32、41、42分别以例如从真空容器1的外周壁朝向旋转台2的旋转中心而与晶圆W相对地水平延伸的方式进行安装。各喷嘴31、32、41、42的基端部、即气体导入件31a、32a、41a、
42a贯通真空容器1的外周壁。反应气体喷嘴31作为第1反应气体供给部而起作用、反应气体喷嘴32作为第2反应气体供给部而起作用、分离气体喷嘴41、42作为分离气体供给部而起作用。关于活化气体喷射器220，之后进行详述。

[0054] 第1反应气体喷嘴31经由流量调整阀等与含有Si(硅)的第1反应气体、例如二异丙基氨基硅烷气体或者BTBAS(双叔丁基氨基硅烷、SiH2(NH-C(CH3)3)2)气体的气体供给源(都未图示)连接。第2反应气体喷嘴32同样经由流量调整阀等与第2反应气体、例如O3(臭氧)气体和O2(氧)气体的混合气体的气体供给源(都未图示)连接。分离气体喷嘴41、42分别经由流量调整阀等与作为分离气体的N2(氮)气体的气体供给源(都未图示)连接。另外，在下面的说明中，为了方便以第2反应气体为O3气体来进行说明。

[0055] 在反应气体喷嘴31、32的下表面侧沿着上述喷嘴31、32的长度方向在多个位置例如等间隔地形成有气体喷出孔(未图示)。反应气体喷嘴31的下方区域为用于使含Si气体吸附在晶圆W上的第1处理区域P1，反应气体喷嘴32的下方区域为用于使吸附在晶圆W上的含Si气体与O3气体反应的第2处理区域P2。

[0056] 在分离气体喷嘴41、42的下表面侧例如等间隔地形成有气体喷出孔(未图示)。上述分离气体喷嘴41、42形成用于将第1处理区域P 1与第2处理区域P 2分离的分离区域D，如图3以及图4所示，在真空容器1的在该分离区域D处的顶板11上设有大致扇形的凸状部4。分离气体喷嘴41、42被收容在形成在该凸状部4的槽部(未图示)内。

[0057] 为了阻止各反应气体彼此的混合，在分离气体喷嘴41、42的旋转台2的周向上的两侧存在凸状部4的下表面、例如平坦的较低的顶面44(第1顶面)，在该顶面44的周向两侧存在比该顶面44高的顶面45(第2顶面)。即、以分离气体喷嘴41为例时，阻止第2反应气体从旋转台2的旋转方向上游侧进入，并且，阻止第1反应气体从旋转方向下游侧进入。

[0058] 另一方面，如图6、图7所示，在顶板11的下表面设有突出部5，该突出部5以与凸状部4的旋转中心侧的部位连续的方式形成，并且其下表面与凸状部4的下表面(顶面44)形成为相同的高度。图3以及图4在比顶面45低且比分离气体喷嘴41、42高的位置将顶板11水平地剖切来表示。另外，在图2中，表示设有较高的顶面45的区域的纵截面，在图6中，表示设有较低的顶面44的区域的纵截面。

[0059] 如图3以及图6所示，为了阻止各反应气体彼此的混合，凸状部4的周缘部(真空容器1的外缘侧的部位)以与旋转台2的外端面相对且相对于容器主体12略微分开的方式弯曲成L字型而形成有弯曲部46。弯曲部46的内周面与旋转台2的外端面之间的间隙、弯曲部46的外周面与容器主体12之间的间隙被设定成例如与顶面44距旋转台2的表面的高度同样的尺寸。

[0060] 如图2所示，在除了分离区域D以外的部位，容器主体12的内周壁从例如与旋转台2的外端面相对的部位到底部14以纵截面形状呈矩形的方式向外侧凹陷，由此，划分成了空间。下面，将与第1处理区域P1连通的空间称为第1排气区域E1、将与第2处理区域P2连通的空间称为第2排气区域E2。如图2以及图4所示，在第1排气区域E1的底部形成有第1排气口61，在第2排气区域E2的底部形成有第2排气口62。如图2所示，第1排气口61以及第2排气口62各自经由排气管63与真空排气机构、例如真空泵64连接。另外，在排气管63上设有对真空容器1内的压力进行调整的压力调整部65。

[0061] 如图2以及图6所示，在旋转台2与真空容器1的底部14之间的空间中设有作为加热部的加热单元7，隔着旋转台2将旋转台2上的晶圆W加热到由工艺制程程序规定的温度、例如300℃。为了对从旋转台2的上方空间到排气区域E1、E2的气氛与设有加热单元7的气氛进行划分而抑制气体进入到旋转台2的下方区域，以包围加热单元7的整个外周的方式在旋转台2的周缘附近的下侧设有环状的罩构件71。该罩构件71包括以从下侧与旋转台2的外缘部以及比该外缘部靠外周侧处面对的方式设置的内侧构件71a、设在该内侧构件71a与真空容器1的内壁面之间的外侧构件71b。为了在上述的排气口61、62的上侧使上述排气口61、62与旋转台2的上方区域连通，该外侧构件71b被切成例如圆弧状而构成排气区域E1、E2，并且在弯曲部46的下侧以该外侧构件71b的上端面与该弯曲部46接近的方式配置。

[0062] 真空容器1的底部14以接近芯部21的方式向上侧突出而构成突出部12a。该突出部12a与芯部21之间是狭窄的空间，在上述壳体20上设有吹扫气体供给管72，该吹扫气体供给管72用于将作为吹扫气体的N2气体向上述的狭窄的空间内供给而进行吹扫。另外，在真空容器1的底部14，在加热单元7的下侧位置，在周向的多个部位设有用于对加热单元7的配置空间进行吹扫的吹扫气体供给管73。为了抑制气体进入到设有该加热单元7的区域，在该加热单元7与旋转台2之间设有覆盖构件7a，该覆盖构件7a由例如石英构成，将从上述的外侧构件71b的内周壁到突出部12a的上端部之间在整个周向上连接。

[0063] 另外，在真空容器1的顶板11的中心部连接有分离气体供给管51，向顶板11与芯部21之间的空间52中供给作为分离气体的N2气体。被供给到该空间52中的分离气体经由突出部5与旋转台2之间的狭窄的间隙50沿着旋转台2的晶圆载置区域侧的表面朝向周缘喷出，防止反应气体(含Si气体以及O3气体)经由旋转台2的中心部混合。另外，将由顶板11、芯部21以及突出部5划分成的区域称为中心区域C。

[0064] 另外，如图3、图4所示，在真空容器1的侧壁上形成有输送口15，该输送口15用于在外部的输送臂10与旋转台2之间进行作为基板的晶圆W的交接，该输送口15被未图示的闸阀开闭。另外，在面对该输送口15的位置，在旋转台2的晶圆载置区域、即凹部24与输送臂10之间进行晶圆W的交接，因此，在旋转台2的下侧的与交接位置对应的部位以贯通凹部24的方式设有用于将晶圆W从背面抬起的交接用的升降销及其升降机构(都未图示)。

[0065] 接着，详细说明上述的活化气体喷射器220。活化气体喷射器220用于在载置晶圆W的凹部24的上侧从旋转台2的中心侧到旋转台2的外周侧产生等离子体产生，并且利用由等离子体引起的含Si气体与O3气体的反应对被形成在晶圆W上的反应生成物、即二氧化硅膜(SiO2膜)进行改性。如图5以及图8所示，该活化气体喷射器220包括：气体导入喷嘴34，其构成处理气体供给部，该处理气体供给部由例如石英构成，用于将等离子体产生用的处理气体向真空容器1内供给；一对鞘管35a、35b，其设在该气体导入喷嘴34的旋转台2的旋转方向下游侧、并且用于对从气体导入喷嘴34导入的处理气体进行等离子体化，一对鞘管35a、35b互相平行。气体导入喷嘴34以及鞘管35a、35b以分别与旋转台2上的晶圆W平行、并且与旋转台2的旋转方向正交的方式从设在真空容器1的外周面上的基端部80a朝向旋转台2的中心部侧分别气密地插入真空容器1内。另外，鞘管35a、35b的基端侧与保护管37(图3以及图8)连接。在气体导入喷嘴34上沿着长度方向形成有多个气孔341。

[0066] 另外，如图4所示，气体导入喷嘴34与用于供给等离子体产生用的处理气体的等离子体气体导入路径251的一端侧连接，该等离子体气体导入路径251的另一端侧分支成两个，分别经由阀252以及流量调整部253与Ar(氩)气体的供给源254以及O2气体的供给源255分别连接。

[0067] 鞘管35a、35b由例如石英、氧化铝(alumina)或者氧化钇(yttria、Y2O3)构成。如图8所示，由例如镍合金、钛等构成的电极36a、36b分别插入鞘管35a、35b的内部，由此构成平行电极。在本实施方式中，上述电极36a、36b的下端面与旋转台2上的晶圆W的表面之间的分开距离k为例如7mm。如图4所示，上述的电极36a、36b经由匹配器225与用于供给例如13.56MHz、例如500W以下的高频电的高频电源224连接，向电极36a、36b供给的电量被下述的控制部100调整。另外，在图8以外的图中，对鞘管35a、35b进行简化表示。

[0068] 如图8所示，在气体导入喷嘴34以及鞘管35a、35b上设有盖体221。盖体221以将气体导入喷嘴34以及鞘管35a、35b从上方以及侧方(长边方向以及短边方向的两侧面)覆盖的方式配置。盖体221由绝缘体、例如石英构成。另外，在盖体221上设有气体流限制面222，该气体流限制面222沿着活化气体喷射器220的长度方向延伸，并且从盖体221的两侧面的下端部朝向外侧呈凸缘状水平延伸。为了抑制从旋转台2的上游侧流通的O3气体、N2气体进入盖体221的内部区域，气体流限制面222形成为这样：气体流限制面222的下端面与旋转台2的上表面之间的间隙尺寸t较小、并且气体流限制面222的宽度u从旋转台2的中心部侧越朝向气体流变快的旋转台2的外周侧去越变宽。如图7所示，盖体221被与真空容器1的顶板11连接的多个支承构件223支承。

[0069] 另外，该成膜装置中设有用于对装置整体的动作进行控制的由计算机构成的控制部100，在该控制部100的存储器内存储有用于进行由下述的成膜步骤以及改性步骤构成的成膜-改性处理的程序。对利用该程序进行的上述成膜步骤以及改性步骤进行简单的说明，即、在成膜步骤中利用含Si气体和O3气体形成反应生成物、即二氧化硅膜，在改性步骤中进行反应生成物的改性(致密化)。另外，为了使反应生成物被层叠成多层，例如交替地反复上述成膜步骤以及改性步骤。此时，如下述那样，在多次进行的改性步骤中，为了在整个膜厚方向上均匀地对薄膜进行改性、并且为了抑制等离子体到达(透过)晶圆W而尽可能不引起构成该晶圆W的硅的氧化，通过从控制部100向高频电源224输出控制信号来对等离子体的强度进行调整(变更)。即、如图10所示，在反应生成物的层叠膜厚较薄时(开始成膜-改性处理的初期)使等离子体的强度为0，并且反应生成物的层叠膜厚越增加(成膜步骤的次数越增加)，越使向晶圆W供给的等离子体的强度逐步增大。另外，控制部100也可以为了调整真空容器1内的压力而向压力调整器65输出控制信号。

[0070] 在此，“等离子体的强度”是指从晶圆W观察时的(晶圆W被暴露的)等离子体的强度，如下述的实施例所示，其根据向电极36a、36b供给的电量、真空容器1内的压力、还根据等离子体的照射时间、晶圆W与电极36a、36b之间的分开距离k等而变化。因此，在本实施方式中，如图11所示，为了简单地表示从晶圆W观察到的等离子体的强度，在将等离子体向硅晶圆W连续照射180秒时，将该晶圆W的表面(硅层)的被氧化而成的膜厚j作为指标使用。即、例如将等离子体以某种条件向晶圆W照射了180秒时，在晶圆W的表层生成了1nm的氧化膜的情况下，设成“与1nm的氧化膜厚j相当的等离子体的强度”，或者，在晶圆W的表层生成了2nm的氧化膜的情况下，设成“与2nm的氧化膜厚j相当的等离子体的强度”。

[0071] 另外，在进行成膜-改性处理的期间，将真空容器1内的压力等参数固定成某个值，并且对向电极36a、36b供给的电量进行调整，由此，对等离子体的强度进行调整。具体而言，以上述的方式对电极36a、36b与晶圆W之间的分开距离k进行设定，并且使真空容器1内的压力为266Pa(2Torr)的情况下，在直径尺寸为300mm的晶圆W中，“与1nm的氧化膜厚j相当的等离子体的强度”是指向电极36a、36b供给的电量为30W，“与2nm的氧化膜厚j相当的等离子体的强度”是指向电极36a、36b供给的电量为65W。因为该氧化膜厚j与电量之间的对应关系根据真空容器1内的压力等处理参数等而发生各种变化，所以例如预先使用仿真晶圆进行实验，从而求出该氧化膜厚j与电量之间的对应关系。

[0072] 另外，为了执行下述的装置的动作，上述的程序编有步骤群，从硬盘、光盘、光磁盘、存储卡、软盘等作为存储介质的存储部101向控制部100内安装。

[0073] 接着，说明上述的实施方式的作用。首先，打开未图示的闸阀，利用输送臂10经由输送口15将晶圆W从外部向旋转台2的凹部24内交接。该交接通过在凹部24停止在面对输送口15的位置时未图示的升降销经由凹部24的底面的贯通孔从真空容器的底部侧升降而进行。通过使旋转台2间歇性地旋转进行这样的晶圆W的交接，在旋转台2的5个凹部24内分别载置晶圆W。接下来，关闭闸阀，利用真空泵64使真空容器1内为抽真空的状态，并且一边以例如120rpm使旋转台2顺时针旋转一边利用加热单元7将晶圆W加热到例如300℃。从分离气体喷嘴41、42以规定的流量喷出作为分离气体的N2气体，也从分离气体供给管51以及吹扫气体供给管72、73以规定的流量喷出N2气体。随后，从反应气体喷嘴31、32分别喷出含Si气体以及O3气体，并且从气体导入喷嘴34分别以9.5slm、0.5slm喷出Ar气体以及O2气体。另外，利用压力调整部件65将真空容器1内调整成预先设定的处理压力、例如266Pa(2Torr)。

[0074] 通过旋转台2的旋转，在第1处理区域P1中使含Si气体吸附于晶圆W的表面，随后在第2处理区域P2中吸附于晶圆W的含Si气体被氧化，通过形成一层或者多层作为薄膜成分的二氧化硅膜的分子层来进行反应生成物的成膜步骤(各反应气体的供给循环)。此时，因为未向电极36a、36b供给高频电，所以等离子体的强度为0(第1强度)。因此，在二氧化硅膜中，有时因为例如含Si气体中所含有的残留基，所以含有水分(OH基)、有机物等杂质。这样，如图10以及图12所示，使旋转台2旋转，持续成膜步骤直到反应生成物的膜厚达到例如1nm，之后向电极36a、36b之间供给45W的电(第2强度)，以使等离子体的强度与1.5nm的上述的氧化膜厚j相当。另外，图12示意性地表示晶圆W以及层叠在晶圆W上的反应生成物。下述的图13以及图14也与图12同样。

[0075] 在活化气体喷射器220中，从气体导入喷嘴34经由各气孔341朝向各鞘管35a、35b喷出的氩气体以及O2气体在被供给向鞘管35a、35b之间的区域的高频电的作用下被活化，生成例如离子、自由基等等离子体。该等离子体(活性种)在活化气体喷射器220的下侧朝向与旋转台2一起移动(旋转)的晶圆W下降。然后，晶圆W到达该活化气体喷射器
220的下方区域时，利用等离子体进行二氧化硅膜的改性步骤。具体而言，如图15示意性地所示那样，通过例如等离子体与晶圆W的表面碰撞，例如，或者杂质被从二氧化硅膜中放出，或者二氧化硅膜内的元素被重新排列而谋求二氧化硅膜的致密化(高密度化)。

[0076] 此时，由于以上述的方式设定了等离子体强度，因此，如图13的左侧示意性地所示，等离子体进入(透过)从上层侧的反应生成物到与晶圆W的表层(硅层)接近的位置的整个部分。因此，对于被层叠在晶圆W上的反应生成物，在整个膜厚方向上进行改性，即对于将等离子体的强度设定成0而进行成膜的上述的反应生成物进行改性，另一方面，对于晶圆W的表面，氧化被抑制。这样，直到反应生成物的膜厚达到例如2nm，通过使旋转台2旋转而例如多次反复由成膜步骤和改性步骤构成的成膜-改性处理。因为通过反复成膜步骤而反应生成物的膜厚逐步增大，所以在各改性步骤中等离子体所到达的深度位置逐步从晶圆W的表面向上侧移动。另外，在图13中，沿着上下方向延伸的箭头示意性地表示等离子体的强度。对于下述的图14也同样。

[0077] 在此，在真空容器1内，因为未在活化气体喷射器220与第2反应气体喷嘴32之间设置分离区域D，所以O3气体、N2气体被旋转台2的旋转所带动而从上游侧朝向活化气体喷射器220流通过来。然而，如图8所示，因为设有盖体221，所以从上游侧朝向活化气体喷射器220流动过来的气体经由盖体221的上方区域向下游侧的排气口62流通。另外，由于改性处理而被从二氧化硅膜中排出的杂质随后气化而与O2气体、N2气体等一起朝向排气口62被排出。

[0078] 另外，如图16所示，因为在第1处理区域P1与第2处理区域P2之间供给N2气体、并且在中心部区域C中也供给作为分离气体的N2气体，所以各气体以使含Si气体和O3气体以及处理气体不互相混合的方式被排出。另外，因为利用N2气体对旋转台2的下侧进行吹扫，所以完全没有这种可能性：流入到排气区域E中的气体钻过旋转台2的下侧而例如含Si气体流入到O3气体的供给区域。

[0079] 接下来，向电极36a、36b之间供给150W的电，以使等离子体的强度与3.7nm的上述的氧化膜厚j相当。如图14所示，在此情况下，等离子体也到达与晶圆W的表层接近的位置，在整个膜厚方向上对反应生成物的层叠体进行改性，并且抑制晶圆W的表面的氧化。接下来，进一步持续成膜-改性处理直到反应生成物的膜厚达到10nm时，如图17所示，在晶圆W的表面(硅)的氧化被抑制的状态下，以仿照形成在该晶圆W的表面的凸部90的形状的方式在整个膜厚方向上形成致密的薄膜。因而，对于凸部90，由薄膜的形成(等离子体的照射)引起的宽度d的减少被抑制。

[0080] 采用上述的实施方式，多次进行由使用含Si气体和O3气体而在晶圆W上形成反应生成物的成膜步骤、利用等离子体对上述反应生成物进行改性的改性步骤构成的成膜-改性处理，并且在各改性步骤中，在反应生成物的层叠膜厚较薄时(开始成膜-改性处理的初期)使等离子体的强度为0，并且反应生成物的层叠膜厚越增加(成膜步骤的次数越增加)，越使向晶圆W供给的等离子体的强度逐步增大。因此，能够一边抑制由等离子体引起的晶圆W的表面的氧化，一边在整个膜厚方向上得到致密的薄膜。因而，如上述的图17所示，能够得到良好的器件结构。

[0081] 另外，在真空容器1的内部，在旋转台2的周向上，晶圆W在通过各处理区域P1、P2的路径的途中以不与成膜处理干涉的方式进行改性处理，因此，与例如在薄膜的成膜完毕之后进行改性处理相比能够以较短时间进行改性处理。

[0082] 在上述的例中，使等离子体的强度逐步增大，但如图18以及图19所示，也可以成膜步骤的次数变得越多、即旋转台2例如旋转一圈的次数变得越多，越使等离子体的强度连续地增大。在这种情况下，也在开始成膜-改性处理的初期(直到反应生成物达到1nm)将等离子体的强度设定成0。通过这样对等离子体的强度进行调整，在各改性步骤中，等离子体到达与晶圆W的表层接近的位置，因此，在整个膜厚方向上良好地进行改性。另外，图19示意性地表示晶圆W以及反应生成物，对于等离子体的强度，利用沿着上下方向延伸的箭头表示。

[0083] 在此，在开始成膜-改性处理的初期，为了使等离子体的强度与例如0.2nm的上述的氧化膜厚j相当，也可以将电极36a、36b之间的电设定成5W左右，但由于难以稳定地对这样弱的输出的等离子体进行保持，因此，优选如上述那样设定成0。

[0084] (第2实施方式)

[0085] 接下来，对于本发明的第2实施方式，对将上述的二氧化硅膜作为栅极氧化膜使用的情况进行说明。在该栅极氧化膜中，在二氧化硅膜与下层侧的硅层(晶圆W)之间的界面的较高的平坦性尤其重要，另一方面，如图20所示，有时利用通常的CVD(Chemical Vapor Deposition)、ALD(Atomic Layer Deposition)或者MLD(Molecular Layer Deposition)形成的二氧化硅膜的平坦性比热氧化膜等的平坦性差。因此，下面说明对于由硅构成的下层膜与该下层膜的上层侧的二氧化硅膜之间的界面能够得到良好的平坦性的成膜方法。

[0086] 具体而言，使旋转台2旋转而交替地进行成膜步骤和改性步骤时，如图21以及图24所示，直到反应生成物的膜厚达到3nm，以与5.3nm的氧化膜厚j相当的第2强度(将向电极36a、36b供给的电设定成400W)进行改性步骤。该等离子体穿过反应生成物而到达下层侧的晶圆W，对该晶圆W的表面进行氧化。

[0087] 因此，如图22所示，在晶圆W的由硅构成的基底膜91上，从下侧以通过基底膜91的等离子体氧化而生成的第1二氧化硅膜92、通过成膜-改性处理而形成的第2二氧化硅膜93这样的顺序层叠。即、在外观上，可以说在晶圆W(基底膜91)上形成有由上述二氧化硅膜92、93构成的氧化膜94。通常，通过等离子体氧化形成的二氧化硅膜与基底的界面的平坦性比热氧化膜的与基底的界面的平坦性好，因此该界面(基底膜91与氧化膜94之间的界面)的平坦性也良好。另外，如上述那样，在各成膜步骤中，由于反应生成物每次被层叠一层或者多层的分子层，因此在晶圆W的整个面内反应生成物的膜厚一致，因此，经由该反应生成物到达晶圆W的等离子体的深度也在整个面内一致。因而，基底膜91与第1二氧化硅膜92之间的界面在整个面内平坦。

[0088] 然后，如图23所示，直到反应生成物的膜厚到达10nm，进行成膜步骤的同时以与3.7nm的氧化膜厚j相当的第1强度进行改性步骤时，能够得到与基底膜91之间的界面平滑且在整个膜厚方向上致密的薄膜。在此，使等离子体的强度从与5.3nm的氧化膜厚j相当的强度减小到与3.7nm的氧化膜厚j相当的强度是为了在基底氧化膜厚(第1二氧化硅膜92)变厚的时刻可靠地停止其变厚，从而提高氧化膜厚的控制性。

[0089] 另外，在上述的例子中，在成膜初期使等离子体的强度较大，但对晶圆W的表面进行氧化并且形成致密的薄膜时，也可以以下面的方式进行。具体而言，开始各反应气体的供给之前，在被保持为真空气氛的真空容器1内使载置有晶圆W的旋转台2旋转，并且在活化气体喷射器220中使等离子体产生。因为等离子体向未形成有薄膜的晶圆W的表面照射，所以表面被等离子体迅速地氧化。然后，使旋转台2多次、例如2次以上旋转之后，将各反应气体以及分离气体向真空容器1内供给，开始薄膜的成膜和改性。在这样的情况下，氧化膜94也被形成在晶圆W的表面，并能够得到致密的薄膜。此时，对于等离子体的强度，在开始成膜之后，既可以使其比开始成膜之前弱，或者也可以使其在成膜开始前后一致。

[0090] 因而，在上面的第1实施方式以及第2实施方式中，可以说通过调整等离子体的强度来控制对薄膜的基底层的影响。

[0091] (第3实施方式)

[0092] 接着，说明本发明的第3实施方式。图25是示意性地表示在上述的第2实施方式中多次进行改性步骤时被层叠成多层的反应生成物的图。在图25中，对于被照射到各反应生成物的等离子体以箭头示意性地表示。另外，各等离子体为在整个膜厚方向上透过(照射)例如各多层的反应生成物的等离子体。关于表示各等离子体的箭头，相对于被照射到下层侧的反应生成物的等离子体，将被照射到上层侧的等离子体示性意地依次向右侧错开地描画。

[0093] 在此，对于距晶圆W的表层3nm～10nm的反应生成物，由图25可知，在下层侧，对于各反应生成物的层分别进行了相同的次数的改性步骤(被照射相同的量的等离子体)，但随着朝向上层侧，改性步骤的次数减少，对于被层叠成多层的反应生成物的层之中最靠上层侧的反应生成物，只进行一次改性步骤。因此，对于3nm～10nm的反应生成物，在上层侧的反应生成物中，有时改性不充分，另一方面，对于下层侧的反应生成物(从晶圆W的表层到3nm附近的反应生成物)，有时等离子体的照射量过多。另外，对于从晶圆W的表层到3nm的反应生成物，如上述那样，为了对晶圆W的表面进行氧化，以与5.3nm的氧化膜厚j相当的强度照射等离子体，因此，有时等离子体的照射量比上述的3nm～10nm的反应生成物的等离子体的照射量多。

[0094] 因此，为了使在整个膜厚方向上等离子体的照射量(反应生成物的改性的程度)一致，对等离子体的强度进行调整。具体而言，如图26以及图27所示，对于作为薄膜的上层侧的8nm～10nm的反应生成物，为了使在该上层侧处照射的等离子体的强度比在下层侧处照射的等离子体的强度强(使改性的程度一致)，以比上述的图24所示的例子强的第3强度(与5.3nm的氧化膜厚j相当的强度)照射等离子体。另外，对于3nm～8nm的反应生成物，为了抑制向下层侧(从晶圆W的表层到3nm)的反应生成物照射的等离子体的强度，使等离子体的强度从与1.5nm的氧化膜厚j相当的强度到与3.7nm的氧化膜厚j相当的强度直线性地增大。通过这样对等离子体的强度进行调整，而在整个膜厚方向上改性的程度一致，所以能够得到均匀的膜质的薄膜。

[0095] 此时，如图28所示，也可以这样：对于距晶圆W的表层0～1nm的反应生成物，为了对基底膜91进行氧化，以与5.3nm的氧化膜厚j相当的强度照射等离子体，对于1nm～10nm的反应生成物，使等离子体的强度从与1.5nm的氧化膜厚j相当的强度到与5.3nm的氧化膜厚j相当的强度曲线地增大。

[0096] 另外，在上述的第1实施方式中，也可以如该第3实施方式那样在整个膜厚方向上对膜质进行均质化，具体而言，如图29所示，对于从晶圆W的表层到0～4nm的反应生成物，使等离子体的强度从与1.5nm的氧化膜厚j相当的强度到与2nm的氧化膜厚j相当的强度曲线地增大，对于4nm～7nm的反应生成物，使等离子体的强度为0。另外，对于7nm～10nm的反应生成物，也可以使等离子体的强度从与3nm的氧化膜厚j相当的强度(向电极
36a、36b供给的电：110W)到与5.3nm的氧化膜厚j相当的强度曲线地增大。通过这样对等离子体的强度进行调整，能够一边抑制薄膜的下层的晶圆W的氧化，一边在整个膜厚方向上得到膜质均质的薄膜。在此情况下，在开始成膜的初期(例如直到膜厚达到1nm)，也可以使等离子体的强度为0。

[0097] 即、在本发明的实施方式中，根据器件所要求的特性，对薄膜的膜厚方向的等离子体的强度进行调整。另外，通过对等离子体的强度进行调整，既可以如上述那样在整个膜厚方向上对膜质进行均质化，或者也可以使膜质不均匀。例如在将二氧化硅膜用作栅极氧化膜的情况下，如上述那样，使基底膜91与氧化膜94之间的界面平滑而使在通道中的载流子(carrier)的迁移率(mobility)较好，并且在氧化膜94中，被形成的各层被以改性所需要的充分的时间暴露在具有改性所需要的充分的等离子体强度的等离子体中，由此，能够得到泄漏电流较少、可靠性较高的膜质。另外，对于氧化膜94的上层侧，也可以根据器件的不同在膜厚方向上对膜质进行调整，例如通过将等离子体的强度设定得更高使膜质的密度较高而具有阻气性等。

[0098] 在上述的各例中，交替地进行了成膜步骤和改性步骤，即、一边使旋转台2旋转，一边进行了含Si气体以及O3气体的供给和等离子体的照射，但也可以每隔多次的成膜步骤后进行改性步骤。在此情况下，在连续地进行成膜步骤的期间，停止向电极36a、36b的高频电的供给，在进行改性步骤时，向电极36a、36b供给高频电。另外，在进行改性步骤时，也可以停止例如含Si气体和O3气体的供给，使旋转台2多次旋转，由此，譬如说连续多次地进行改性步骤。

[0099] 在上述的例子中，使等离子体产生时使用了2个电极36a、36b，但也可以使用在长度方向的途中部位弯曲而呈大致U字型的电极，将该电极的弯曲部分配置在旋转台2的中心侧，并且使电极两端侧分别气密地从真空容器1的侧壁向外部贯通，通过向该电极供给高频电使ICP(电感耦合型)的等离子体产生。另外，作为等离子体源，也可以使用利用了微波的表面波(SWP)等离子体、ECR等离子体。另外，也可以不设置第2反应气体喷嘴32，利用从活化气体喷射器220供给的处理气体(氩气体以及O2气体)的等离子体进行晶圆W上的含Si气体的氧化以及反应生成物的改性。另外，在上述的各例中，在改变等离子体的强度时主要是对向电极36a、36b供给的电量进行了调整，但也可以如下述的实施例所示那样，以对真空容器1内的压力进行调整来代替该电量的调整，或者对电量和真空容器1内的压力一起进行调整来代替该电量的调整。另外，作为第2反应气体也可以使用O2气体或者O3气体，作为等离子体产生用的处理气体也可以与氩气体一起使用O3气体。

[0100] 另外，在上述的例子中，对使用含Si气体和O3气体形成二氧化硅膜的例子进行了说明，但也可以例如作为第1反应气体以及第2反应气体分别使用含Si气体和氨(NH3)气体而形成氮化硅膜。在此情况下，作为用于使等离子体产生的处理气体，可以使用氩气体、氮气体或者氨气体等，与上述的各例同样对晶圆W的氮化的有无进行控制。即、在开始成膜处理的初期使等离子体的强度较小或者为0，然后，使等离子体的强度变大，这样，晶圆W的氮化被抑制并且能够在整个膜厚方向上得到致密的薄膜。另一方面，在成膜开始初期，为了使等离子体到达晶圆W的表面而使等离子体的强度较大时，晶圆W的表层被氮化，对于氮化硅膜与晶圆W之间的界面，能够得到良好的平坦性。

[0101] 另外，也可以例如作为第1反应气体以及第2反应气体分别使用TiCl2(氯化钛)气体以及NH3(氨)气体而形成氮化钛(TiN)膜。在此情况下，作为晶圆W可以使用由硅构成的基板，作为用于使等离子体产生的等离子体生成气体可以使用氩气体以及氮气体等。

[0102] 另外，作为进行成膜步骤和改性步骤的装置，除了对多张、例如5张晶圆W连续地进行处理的所谓的小批量式的图2所示的装置之外，也可以是例如单张式的装置。对这样的单张式的装置简单地进行说明、即，如图30所示，在该装置的真空容器1内设有用于载置晶圆W的载置台2、以与该载置台2相对的方式配置在该载置台2的上方的气体簇射头200，在该气体簇射头200的下表面形成有多个气体喷出孔201。该气体簇射头200的上表面与分别用于供给第1反应气体、第2反应气体、分离气体(吹扫气体)以及等离子体产生用的处理气体的气体供给路径202、203、204、205连接，为了使上述气体不互相混合地从气体喷出孔201向真空容器1内供给，在气体簇射头200中分别设有上述各气体的专用的气体流路(未图示)。另外，气体簇射头200与高频电源206连接，构成平行平板型的等离子体处理装置。另外，在图30中，参照附图标记210为晶圆W的输送口、参照附图标记211为排气口、参照附图标记212为绝缘构件。

[0103] 在该单张式的装置中进行成膜步骤时，第1反应气体以及第2反应气体被交替地向真空容器1内供给，切换上述气体时，进行吹扫气体的向真空容器1内的导入和真空容器1内的真空排气。另外，进行改性步骤时，利用吹扫气体的供给对真空容器1内的气体进行置换并进行真空排气之后，向真空容器1内供给处理气体，并且向载置台2与气体簇射头
200之间供给高频电。这样，切换真空容器1内的气氛时，供给吹扫气体，例如交替地进行成膜步骤和改性步骤。

[0104] 实施例

[0105] 接下来，说明为了对在改性步骤中由于改变等离子体的强度而带来的影响进行确认而进行的实验。

[0106] (实施例1)

[0107] 首先，对等离子体的强度是否由于真空容器1内的压力以及高频电的不同而变化进行了确认。在实验中，使用批量型的实验装置，向真空容器内载置晶圆W，并且以与该晶圆W相对的方式配置ICP型的等离子体源(都未图示)，确认了向该晶圆W照射了等离子体180秒时生成的氧化膜的膜厚j。然后，分别对将高频电固定成例如2000W而使真空容器内的压力进行多种变化时的氧化膜厚j、将真空容器内的压力固定成266Pa(2Torr)而使高频电进行多种变化时的氧化膜厚j进行了评价。将上述的结果表示在图31以及图32中。另外，此时的晶圆W与等离子体源之间的分开距离分别为80mm。

[0108] 由上述的图31以及图32可知，通过对真空容器内的压力以及高频电中的任意一种进行调整，都使等离子体的强度发生变化。

[0109] (实施例2)

[0110] 接着，对氧化硅膜的收缩率进行说明。使用的氧化硅膜不进行改性步骤只进行成膜步骤而在晶圆W上形成薄膜。通过测量以各种等离子体强度对该氧化硅膜进行改性步骤的前后的膜厚来求出收缩率。

[0111] 结果，如图33所示，可知等离子体的强度与薄膜(的膜厚)的收缩率大致呈正比关系。因此，可知如在上述的第3实施方式中说明的那样，为了在整个膜厚方向上形成均质的膜质，只要在该整个膜厚方向上对等离子体的强度进行调整即可。

[0112] (实施例3)

[0113] 接下来，对由硅构成的晶圆W是否被含有O2气体的气体的等离子体氧化进行了实验。在该实验中，使用了表面洁净的(硅露出的)裸硅晶圆、在表面形成有膜厚10nm的热氧化膜的晶圆。另外，对等离子体的照射时间进行多种改变而进行了实验。另外，该实验使用上述的成膜装置，一边使旋转台2旋转一边照射了等离子体。

[0114] 结果，通过在裸硅晶圆上照射10分钟的等离子体，形成了2.8nm的氧化膜。因此，如在上述的各实施方式中说明的那样，可知通过在膜厚方向上对等离子体的强度进行调整，能够调整对晶圆W的表层的影响(氧化膜的有无)。

[0115] 另外，对于表面形成有热氧化膜的晶圆，即使照射10分钟的等离子体，氧化膜也只生成了0.6nm。通过等离子体的照射生成的氧化膜不是氧化膜的沉积，而是通过硅层的氧化而生长。因此，可以认为因为在硅层的上层形成有热氧化膜时，氧化种(等离子体)难以到达该硅层，所以氧化膜的增加量比裸硅的氧化膜的增加量少。另外，由该实验可知，即使形成有厚达10nm的氧化膜，等离子体也能够透过该氧化膜。因而，可知对于被层叠成多层的反应生成物，能够在整个膜厚方向上利用等离子体进行改性，并且能够经由反应生成物的层对下层的晶圆W进行氧化。

[0116] 上面，参照上述的实施方式说明了本发明，但本发明并非被限定于所公开的实施方式，能够在添附的权利要求书的主旨范围内进行变形、变更。

[0117] 本申请根据在2010年8月27日向日本国专利厅提出申请的日本专利申请2010-191247号主张优先权，在此援引其全部内容。