WO2020085215A1 - 成膜装置および成膜方法 - Google Patents

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宗仁 加賀谷
悠介 鈴木
伸也 岩下
正 光成
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東京エレクトロン株式会社
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    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68742—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a lifting arrangement, e.g. lift pins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332—Coating
    • H01J2237/3321—CVD [Chemical Vapor Deposition]

Definitions

  • the present disclosure relates to a film forming apparatus and a film forming method.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a capacitively coupled plasma processing apparatus that distributes and supplies high-frequency power to an inner upper electrode and an outer upper electrode that are arranged to face a lower electrode on which a substrate is placed.
  • the present disclosure provides a technique for controlling film stress of a film to be formed.
  • a film forming apparatus includes a processing container, a first electrode, a second electrode, a power supply, an adjusting unit, a gas supply unit, and a control unit.
  • the processing container is internally provided with a mounting portion on which a substrate to be film-formed is mounted.
  • the first electrode is arranged inside the processing container so as to face the mounting portion.
  • the second electrode faces the mounting portion and is arranged around the first electrode.
  • the power supply supplies high frequency power to the first electrode and the second electrode.
  • the adjustment unit adjusts the power of the high frequency power supplied from the power supply to the first electrode and the second electrode.
  • the gas supply unit supplies a titanium-containing gas and an oxidizing gas that oxidizes titanium or a nitriding gas that nitrids the silicon-containing gas and silicon into the processing container.
  • the control unit alternately supplies the titanium-containing gas and the oxidizing gas, or the silicon-containing gas and the nitriding gas from the gas supply unit, and supplies a high frequency to the first electrode and the second electrode from the power source in accordance with the supply of the oxidizing gas or the nitriding gas.
  • the power of the high frequency power supplied to the first electrode and the second electrode is controlled by the adjustment unit when the power is supplied to generate the plasma to form the film.
  • the film stress of a film to be formed can be controlled.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a film forming apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view of the shower head according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the flow of plasma ALD according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of occurrence of buckling.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of changes in the film stress depending on the power of the high frequency power and the plasma irradiation time.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a local change in device performance.
  • FIG. 7A is a diagram showing an example of adjusting the power of the high frequency power.
  • FIG. 7B is a diagram illustrating an example of adjusting the power of the high frequency power.
  • FIG. 8A is a diagram illustrating an example of adjusting the power of the high frequency power.
  • FIG. 8B is a diagram illustrating an example of adjusting the power of the high frequency power.
  • FIG. 9A is a diagram illustrating an example of adjusting the power of the high frequency power.
  • FIG. 9B is a diagram illustrating an example of adjusting the power of the high frequency power.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of changes in membrane stress and LER due to the adjustment of the high frequency power.
  • FIG. 11A is a diagram showing an example of a film formation rate when a titanium oxide film is formed using TiCl 4 gas as a titanium-containing gas.
  • FIG. 11B is a diagram showing an example of a film formation rate when a titanium oxide film is formed using TiCl 4 gas as a titanium-containing gas.
  • FIG. 12A is a diagram showing an example of a film formation rate when a titanium oxide film is formed using TDMAT gas as a titanium-containing gas.
  • FIG. 12B is a diagram showing an example of a film formation rate when a titanium oxide film is formed using TDMAT gas as a titanium-containing gas.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example in which a plurality of heaters are provided on the susceptor.
  • oxide films and nitride films are formed on substrates such as semiconductor wafers.
  • the film stress of the formed film can greatly affect the final device. For example, when the film stress of the formed film is not uniform in the plane of the substrate, the performance of the electronic device changes in the plane of the substrate. Therefore, it is expected to control the film stress of the film to be formed.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a film forming apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows a structure in a vertical cross section of a film forming apparatus 100 according to the embodiment.
  • the film forming apparatus 100 shown in FIG. 1 is a capacitively coupled parallel plate plasma apparatus.
  • the film forming apparatus 100 includes a processing container 1, a susceptor 2 for horizontally supporting a semiconductor wafer (hereinafter, simply referred to as a wafer) W which is a substrate to be processed in the processing container 1, and a processing container 1 for processing. And a shower head 3 for supplying gas in a shower shape.
  • the film forming apparatus 100 includes an exhaust unit 4 that exhausts the inside of the processing container 1, a gas supply unit 5 that supplies a processing gas to the shower head 3, and a control unit 7.
  • the processing container 1 is made of a metal such as aluminum and has a substantially cylindrical shape.
  • a loading / unloading port 11 for loading / unloading a substrate W such as a semiconductor wafer is formed on a sidewall of the processing container 1.
  • the loading / unloading port 11 can be opened and closed by a gate valve 12.
  • An annular exhaust duct 13 having a rectangular cross section is provided on the main body of the processing container 1.
  • the exhaust duct 13 has a slit 13a formed along the inner peripheral surface thereof.
  • An exhaust port 13b is formed on the outer wall of the exhaust duct 13.
  • a ceiling wall 14 is provided on the upper surface of the exhaust duct 13 so as to close the upper opening of the processing container 1.
  • An insulating ring 16 is fitted on the outer circumference of the ceiling wall 14, and a gap between the insulating ring 16 and the exhaust duct 13 is hermetically sealed by a seal ring 15.
  • the susceptor 2 is formed in a disk shape having a size corresponding to the substrate W, and the substrate W is placed on the upper surface. The central portion of the bottom surface of the susceptor 2 is supported by the support member 23.
  • the susceptor 2 is made of a ceramic material such as aluminum nitride (AlN) or a metal material such as aluminum or a nickel-based alloy, and has a heater 21 for heating the substrate W embedded therein.
  • the heater 21 generates heat in response to power supply from a heater power supply (not shown).
  • the controller 7 controls the output of the heater 21 by a temperature signal of a thermocouple (not shown) provided in the vicinity of the wafer mounting surface on the upper surface of the susceptor 2 to control the substrate W to a predetermined temperature.
  • the susceptor 2 is provided with a cover member 22 made of ceramics such as alumina so as to cover the outer peripheral area of the wafer mounting surface and the side surface of the susceptor 2.
  • the support member 23 has a columnar shape, extends through the hole formed in the bottom wall of the processing container 1 and extends below the processing container 1, and the lower end thereof is connected to the elevating mechanism 24.
  • the lifting mechanism 24 lifts and lowers the susceptor 2 and the support member 23.
  • the susceptor 2 can be moved up and down by a lifting mechanism 24 between a processing position shown in FIG. 1 and a transfer position where a wafer can be transferred as indicated by a dashed line below.
  • a collar member 25 is attached to a position below the processing container 1 of the support member 23, and an atmosphere in the processing container 1 is separated from outside air between the bottom surface of the processing container 1 and the collar member 25.
  • a bellows 26 is provided that expands and contracts as the susceptor 2 moves up and down.
  • three wafer support pins 27 are provided so as to project upward from the elevating plate 27a.
  • the wafer support pin 27 can be moved up and down by an elevating mechanism 28 provided below the processing container 1 via an elevating plate 27a, and is inserted into a through hole 2a provided in the susceptor 2 at the transfer position to be inserted into the susceptor. It is possible to project and retract with respect to the upper surface of 2. By raising and lowering the wafer support pins 27 in this manner, the substrate W is transferred between the wafer transfer mechanism (not shown) and the susceptor 2.
  • the shower head 3 is provided so as to face the susceptor 2 and has a diameter substantially the same as that of the susceptor 2.
  • the shower head 3 has a main body 31 fixed to the ceiling wall 14 of the processing container 1, and a shower plate 32 connected below the main body 31.
  • a gas diffusion space 33 is formed between the main body 31 and the shower plate 32.
  • the gas diffusion space 33 is connected to a gas introduction hole 36 provided so as to penetrate through the center of the main body 31 and the ceiling wall 14 of the processing container 1.
  • the shower plate 32 is arranged so as to face the susceptor 2.
  • the shower plate 32 has a large number of gas discharge holes 35 formed in the facing surface facing the susceptor 2. When the susceptor 2 is in the processing position, a processing space 37 is formed between the shower plate 32 and the susceptor 2.
  • the shower plate 32 is made of a conductive material such as aluminum or stainless steel. Further, the shower plate 32 has an insulating member 38 arranged around it, and a peripheral electrode 39 made of a conductive material is arranged around the insulating member 38. The peripheral electrode 39 faces the susceptor 2 and is arranged around the shower plate 32.
  • the diameter of the shower plate 32 is equal to or slightly larger than the diameter of the substrate W. As a result, the boundary between the shower plate 32 and the peripheral electrode 39 is located outside the substrate W. By-products such as deposits tend to adhere to the boundary between the shower plate 32 and the peripheral electrode 39, but even if the by-product adhered to the boundary falls, it can be suppressed from adhering to the substrate W.
  • High frequency power is supplied to the shower plate 32 and the peripheral electrode 39 when plasma is generated.
  • the shower plate 32 corresponds to the first electrode
  • the peripheral electrode 39 corresponds to the second electrode.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the shower head according to the embodiment.
  • the shower head 3 has a shower plate 32 and a peripheral electrode 39.
  • the shower plate 32 and the peripheral electrode 39 are arranged to face the susceptor 2.
  • the grounded wiring 55 is connected to the susceptor 2.
  • the wiring 55 is provided with an impedance control mechanism 56 capable of adjusting impedance.
  • a power supply line 50a is connected to the shower head 3.
  • a power supply line 50b is connected to the peripheral electrode 39.
  • the power supply lines 50a and 50b are connected to the matching circuit 51.
  • a high frequency power supply 52 is connected to the matching circuit 51 via a power supply line 50c.
  • the high frequency power supply 52 supplies high frequency power of a predetermined frequency to the shower plate 32 and the peripheral electrode 39 via the matching circuit 51.
  • the frequency of the high frequency power supplied from the high frequency power supply 52 is preferably 200 kHz to 220 MHz, and for example, 450 kHz is used.
  • a power supply path from the high frequency power source 52 to the shower plate 32 and the peripheral electrode 39 is provided with an adjusting unit that adjusts the power of the high frequency power supplied to the shower plate 32 and the peripheral electrode 39.
  • the power supply line 50a is provided with a variable capacitor 53a.
  • a variable capacitor 53b is provided on the power supply line 50b.
  • the variable capacitors 53a and 53b are capable of changing their capacitances, and adjust the power ratio of the high frequency power supplied from the high frequency power supply 52 to the shower plate 32 and the peripheral electrode 39.
  • the exhaust unit 4 includes an exhaust pipe 41 connected to the exhaust port 13b of the exhaust duct 13, and an exhaust mechanism 42 connected to the exhaust pipe 41 and having a vacuum pump, a pressure control valve, and the like.
  • the gas in the processing container 1 reaches the exhaust duct 13 through the slit 13a and is exhausted from the exhaust duct 13 by the exhaust mechanism 42 of the exhaust unit 4 through the exhaust pipe 41.
  • the gas supply unit 5 is connected to the gas introduction hole 36 of the shower head 3 via a gas pipe 66.
  • the gas supply unit 5 supplies various gases used for film formation to the gas diffusion space 33.
  • the gas supply unit 5 has a plurality of gas sources, a plurality of flow rate controllers such as a mass flow controller, and a plurality of valves.
  • Each of the plurality of gas sources is connected to the gas diffusion space 33 via a corresponding flow rate controller among the plurality of flow rate controllers and a corresponding valve among the plurality of valves.
  • the gas supply unit 5 adjusts the flow rate of gas from a gas source selected from a plurality of gas sources and supplies the gas to the gas diffusion space 33.
  • the gas supplied to the gas diffusion space 33 is supplied to the processing space 37 through the plurality of gas discharge holes 35.
  • the control unit 7 is, for example, a computer and includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and an auxiliary storage device.
  • the CPU operates based on a program stored in the ROM or the auxiliary storage device or the process conditions of film formation, and controls the operation of the entire device.
  • the control unit 7 starts and stops the supply of each gas, controls the flow rate of each gas, controls the loading and unloading of the substrate W, controls the temperature of the susceptor 2, controls the pressure in the processing container 1, and controls the high frequency power source 52.
  • the computer-readable program necessary for control may be stored in a storage medium.
  • the storage medium is, for example, a flexible disk, a CD (Compact Disc), a CD-ROM, a hard disk, a flash memory, a DVD, or the like.
  • the control unit 7 may be provided inside the film forming apparatus 100 or may be provided outside thereof. When the control unit 7 is provided outside, the control unit 7 can control the film forming apparatus 100 by a wired or wireless communication means.
  • the film forming apparatus 100 opens the gate valve 12.
  • the substrate W is loaded into the processing container 1 via the loading / unloading port 11 by a transporting device (not shown), and is placed on the susceptor 2.
  • the film forming apparatus 100 raises the susceptor 2 to the processing position after the transfer device is retracted. Then, the film forming apparatus 100 closes the gate valve 12 to maintain the inside of the processing container 1 in a predetermined depressurized state, and controls the temperature of the susceptor 2 to a predetermined temperature (for example, 200 ° C.) by the heater 21 to control the substrate W.
  • a predetermined temperature for example, 200 ° C.
  • the temperature of the substrate W may be 200 ° C. or lower.
  • the film forming apparatus 100 forms an oxide film or a nitride film on the substrate W by plasma ALD (Atomic Layer Deposition).
  • ALD Atomic Layer Deposition
  • the control unit 7 controls the gas supply unit 5 to alternately supply the titanium-containing gas and the oxidizing gas that oxidizes titanium from the gas supply unit 5. Further, the control unit 7 supplies high frequency power from the high frequency power supply 52 to the shower plate 32 and the peripheral electrode 39 in synchronization with the supply of the oxidizing gas to generate plasma, and forms a titanium oxide (TiO 2 ) film.
  • titanium-containing gas examples include TiCl 4 , tetra (isopropoxy) titanium (TTIP), titanium tetrabromide (TiBr 4 ), titanium tetraiodide (TiI 4 ), tetrakisethylmethylaminotitanium (TEMAT), tetrakisdimethyl.
  • TTIP titanium tetra (isopropoxy) titanium
  • TiBr 4 titanium tetrabromide
  • TiI 4 titanium tetraiodide
  • TEMAT tetrakisethylmethylaminotitanium
  • TEMAT tetrakisdimethyl.
  • Amino titanium (TDMAT), tetrakis diethyl amino titanium (TDEAT), etc. are mentioned.
  • oxygen-containing gas such as O 2 gas.
  • the control unit 7 performs a process of removing the residual gas, for example, a purging process, between the supply of the titanium-containing gas and the supply of the oxidizing gas, and between the supply of the oxidizing gas and the supply of the titanium-containing gas. You can go.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the flow of plasma ALD according to the embodiment. For example, in the plasma ALD shown in FIG. 3, steps S1 to S4 are sequentially performed.
  • step S1 a titanium-containing gas, for example, TiCl 4 gas is supplied.
  • a gas for plasma generation for example, an argon (Ar) gas may be supplied together with the silicon-containing gas.
  • step S2 the supply of the titanium-containing gas is stopped, the purge gas is supplied, and the exhaust is performed to exhaust the titanium-containing gas from the processing container 1.
  • step S3 the supply of the purge gas is stopped, the oxidizing gas, for example, O 2 gas is supplied, and the high frequency power (RF) is applied from the high frequency power supply 52 to generate plasma in the processing container 1.
  • the precursor on the substrate W reacts with the oxidizing gas to form a titanium oxide film on the substrate W.
  • step S4 the supply of the oxidizing gas and the application of the high frequency power are stopped, the purge gas is supplied and the exhaust is performed, and the oxidizing gas is exhausted from the inside of the processing container 1.
  • the film forming apparatus 100 repeats steps S1 to S4 to form a titanium oxide film having a desired film thickness on the substrate W.
  • the flow of plasma ALD is not limited to this. If a titanium-containing gas is supplied to adsorb the precursor on the substrate W, and then a high-frequency peripheral electric power is applied while supplying an oxidizing gas to generate plasma to form a film, supply and stop of the gas
  • the timing may be different.
  • Ar gas and O 2 gas may be continuously supplied in steps S1 to S4.
  • a titanium oxide film is widely used as an insulating film or a dielectric film, and there is a process of forming a titanium oxide film on silicon.
  • a core material made of, for example, silicon is formed with a predetermined pattern width by using, for example, a photolithography method, and a titanium oxide film serving as the uppermost hard mask is formed on the core material.
  • the titanium oxide film is etched so that sidewall spacers made of the titanium oxide film are formed on the sidewalls of the core material.
  • the core material is removed by etching, so that the sidewall spacer made of the titanium oxide film remains as a hard mask.
  • the film to be processed formed below is anisotropically etched. This allows the film to be processed to be etched with a pattern width that is half that of the core material.
  • the titanium oxide film may cause buckling in the pattern after etching due to film stress. If buckling occurs in the pattern of the titanium oxide film, the LER (Line Edge Roughness) may deteriorate or the pattern may collapse.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of occurrence of buckling.
  • the titanium oxide film 111 is formed on the processing target film 110. Buckling occurs in the pattern of the titanium oxide film 111 due to compressive stress.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of changes in the film stress depending on the power of the high frequency power and the plasma irradiation time.
  • FIG. 5 shows changes in the film stress depending on the plasma irradiation time when the high-frequency power is 200 W, 300 W, and 400 W.
  • the membrane stress (stress) the negative side is shown as a compressive stress (Compressive) side, and the positive side is shown as a tensile stress (Tensile) side.
  • the film stress shifts to the compressive stress side as the power of the high frequency power increases.
  • the film stress shifts to the compressive stress side as the plasma irradiation time increases.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a local change in device performance.
  • the horizontal axis of each graph shown in FIGS. 6A to 6C is a radial position in the plane of the substrate W, the center of the horizontal axis corresponds to the central portion of the substrate W, and the left and right ends of the horizontal axis.
  • the portion corresponds to the peripheral portion of the substrate W.
  • the plasma irradiation time is constant and the plasma density distribution is high in the central part of the substrate W and low in the peripheral part
  • the product of the plasma density by the plasma ALD and the plasma irradiation time is as shown in FIG. 6 (A). It is high at and low at the periphery.
  • the film stress of the titanium oxide film is, as shown in FIG. 6 (B), that the central part is closer to the compressive stress (Compressive) side than the peripheral part. Become. In this case, the LER of the device on the substrate W is different between the peripheral portion and the central portion of the substrate W, as shown in FIG.
  • control unit 7 controls the electrostatic capacitance of the variable capacitors 53a and 53b to adjust the power of the high frequency power supplied from the high frequency power supply 52 to the shower plate 32 and the peripheral electrode 39 during the film formation.
  • the film stress distribution of the film to be formed is controlled.
  • the control unit 7 adjusts the power ratio of the high frequency power supplied to the shower plate 32 and the peripheral electrode 39 to supply the shower plate 32 and the peripheral electrode 39 so that the density distribution of plasma becomes uniform. Adjust the power of high frequency power.
  • FIG. 7A to 9B are diagrams showing an example of adjusting the power of the high frequency power.
  • 70% of the high frequency power supplied from the high frequency power supply 52 is supplied to the shower plate 32, and 30% of the high frequency power is supplied to the peripheral electrode 39.
  • the plasma density distribution is high in the central portion of the substrate W and low in the peripheral portion.
  • FIG. 7B shows the plasma density distribution by the etching rate (E / R) obtained by etching the spin-on carbon (SOC) formed on the substrate W.
  • E / R the etching rate obtained by etching the spin-on carbon (SOC) formed on the substrate W.
  • SOC spin-on carbon
  • FIG. 8A 50% of the high frequency power supplied from the high frequency power supply 52 is supplied to the shower plate 32, and 50% of the high frequency power is supplied to the peripheral electrode 39.
  • the plasma density distribution becomes equal in the central portion and the peripheral portion of the substrate W.
  • FIG. 8B shows the plasma density distribution by the etching rate at which the spin-on carbon (SOC) formed on the substrate W is etched.
  • SOC spin-on carbon
  • FIG. 9A 30% of the high frequency power supplied from the high frequency power supply 52 is supplied to the shower plate 32, and 70% of the high frequency power is supplied to the peripheral electrode 39.
  • the plasma density distribution is low in the central portion of the substrate W and high in the peripheral portion.
  • FIG. 9B shows the plasma density distribution by the etching rate of etching the spin-on carbon (SOC) formed on the substrate W.
  • SOC spin-on carbon
  • the control unit 7 adjusts the variable capacitors 53a and 53b to reduce the power of the high frequency power of the portion where the film stress becomes a relatively compressive stress, and the power of the high frequency power of the portion where the film stress becomes a relatively tensile stress. Either or both of the adjustments to raise For example, the control unit 7 adjusts the variable capacitors 53a and 53b so as to reduce the power of the high frequency power in the portion where the film stress becomes a relatively compressive stress. Further, the control unit 7 controls the variable capacitors 53a and 53b to increase the power of the high-frequency power in the portion where the film stress becomes a tensile stress, and to control the plasma generation time.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of changes in membrane stress and LER due to adjustment of high frequency power.
  • the horizontal axis of each graph shown in FIGS. 10A to 10C is the radial position in the plane of the substrate W, the center of the horizontal axis corresponds to the central portion of the substrate W, and the left and right ends of the horizontal axis. The portion corresponds to the peripheral portion of the substrate W.
  • FIGS. 10A to 10C show distributions of plasma density on the substrate W, distributions of film stress of the titanium oxide film formed on the substrate W, and titanium oxide film formed on the substrate W.
  • the LERs are shown respectively.
  • the product of the plasma density by the plasma ALD and the plasma irradiation time is as shown in FIG. High in the central part and low in the peripheral parts.
  • the central portion is on the compressive stress side rather than the peripheral portion.
  • the LER of the device on the substrate W is different between the peripheral portion and the central portion of the substrate W.
  • the control unit 7 adjusts the variable capacitors 53a and 53b to increase the high frequency power of the peripheral portion of the substrate W where the film stress is a relative tensile stress.
  • the plasma density distribution in the peripheral portion of the substrate W increases and the plasma density distribution becomes uniform.
  • the product of the plasma density by the plasma ALD and the plasma irradiation time rises in the peripheral portion of the substrate W and becomes equal in the central portion and the peripheral portion, as shown in FIG.
  • the distribution of the film stress is increased in the peripheral portion of the substrate W and is equal in the peripheral portion and the central portion.
  • the LER of the device on the substrate W is also increased in the peripheral portion of the substrate W and is equal in the peripheral portion and the central portion of the substrate W.
  • the control unit 7 controls to shorten the plasma generation time. For example, the control unit 7 shortens the time for supplying the high frequency power from the high frequency power supply 52. As a result, the product of plasma irradiation time is reduced as a whole. As a result, the product of the plasma density by the plasma ALD and the plasma irradiation time decreases as a whole, as shown in FIG. In this case, the distribution of the membrane stress shifts to the tensile stress (Tensile) side as a whole. The LER of the device on the substrate W is lowered overall.
  • control unit 7 may make an adjustment to reduce the power of the high frequency power in the portion where the film stress is relatively compressive stress.
  • the film stress changes on average to tensile stress and the LER decreases on average, so the control unit 7 does not have to perform control for shortening the plasma generation time.
  • the film formation rate may change depending on the ion energy of the plasma and the plasma irradiation time depending on the gas used.
  • FIGS. 11A and 11B are diagrams showing an example of a film formation rate when a titanium oxide film is formed using TiCl 4 gas as a titanium-containing gas.
  • TiCl 4 gas is supplied for 0.05 seconds in step S1 shown in FIG. 3, 1.2 seconds is set for step S2, and high-frequency power is supplied while supplying O 2 gas in step S3.
  • the plasma irradiation time for irradiating the plasma is changed, and the step S4 is set to 0.1 seconds.
  • the horizontal axis of FIGS. 11A and 11B is the plasma irradiation time.
  • the power of the high frequency power is 300 W, but the ion energy of the plasma is changed by changing the frequency of the high frequency power.
  • the frequency of the high frequency power is set to 450 KHz, for example, and the ion energy of the plasma is set to a high state.
  • the frequency of the high frequency power is set to 13 MHz, for example, and the ion energy of plasma is set to a low state.
  • the film formation rate (GPC) of the titanium oxide film on the substrate W and the film thickness distribution of the titanium oxide film on the substrate W by the change of the plasma irradiation time are shown by a value of 1 ⁇ . There is.
  • FIG. 12A and FIG. 12B are diagrams showing an example of a film formation rate when a titanium oxide film is formed using TDMAT gas as a titanium-containing gas.
  • TDMAT gas is supplied for 0.4 seconds in step S1 shown in FIG. 3
  • step S2 is set for 1.2 seconds
  • high frequency power is supplied while supplying O 2 gas in step S3.
  • the plasma irradiation time for irradiating plasma is changed, and the step S4 is set to 0.1 seconds.
  • the horizontal axis of FIGS. 12A and 12B is the plasma irradiation time.
  • the power of the high-frequency power is set to 300 W, but the impedance of the lower part of the processing container 1 is adjusted by the impedance control mechanism 56 to change the ion energy of plasma.
  • the ion energy of plasma is high.
  • the ion energy of the plasma is low.
  • 12A and 12B show the film formation rate (GPC) of the titanium oxide film on the substrate W and the film thickness distribution of the titanium oxide film on the substrate W by the value of 1 ⁇ , depending on the change of the plasma irradiation time.
  • the ion energy may be changed by changing the frequency instead of the impedance control mechanism 56. In this case, the higher the frequency, the lower the ion energy.
  • the TiCl 4 gas has a small change in the film forming rate and the film thickness distribution even when the plasma irradiation time is changed, and the film can be formed with good uniformity.
  • the TDMAT gas when the plasma irradiation time is changed, the film forming rate and the film thickness distribution are changed, and the film thickness is changed. Therefore, in the film forming apparatus 100, by using TiCl 4 gas as the titanium-containing gas, it is possible to suppress the film thickness change and change the film stress even when the plasma irradiation time is changed.
  • the film forming apparatus 100 includes the processing container 1, the shower plate 32, the peripheral electrode 39, the high frequency power supply 52, the variable capacitors 53a and 53b, the gas supply unit 5, and the control unit. 7 and.
  • the processing container 1 includes therein a susceptor 2 on which a substrate W to be film-formed is placed.
  • the shower plate 32 is arranged in the processing container 1 so as to face the susceptor 2.
  • the peripheral electrode 39 faces the susceptor 2 and is arranged around the shower plate 32.
  • the high frequency power supply 52 supplies high frequency power to the shower plate 32 and the peripheral electrode 39.
  • the variable capacitors 53a and 53b adjust the power of the high frequency power supplied from the high frequency power supply 52 to the shower plate 32 and the peripheral electrode 39.
  • the gas supply unit 5 supplies a titanium-containing gas and an oxidizing gas that oxidizes titanium into the processing container 1.
  • the film forming apparatus 100 alternately supplies a titanium-containing gas and an oxidizing gas from the gas supply unit 5, and supplies high-frequency power from the high-frequency power source 52 to the shower plate 32 and the peripheral electrode 39 in accordance with the supply of the oxidizing gas to generate plasma. A film is generated and a film is formed.
  • the control unit 7 controls the power of the high frequency power supplied to the shower plate 32 and the peripheral electrode 39 by the variable capacitors 53a and 53b when plasma is generated and film formation is performed. Thereby, the film forming apparatus 100 can control the film stress of the film to be formed.
  • control unit 7 controls the power of the high frequency power supplied to the shower plate 32 and the peripheral electrode 39 by the variable capacitors 53a and 53b so that the plasma density distribution becomes uniform.
  • the film forming apparatus 100 can make the film stress distribution of the film to be formed uniform.
  • the film forming apparatus 100 can suppress changes in the performance of the electronic device within the surface of the substrate W.
  • control unit 7 uses the variable capacitors 53a and 53b to reduce the power of the high frequency power in the portion where the film stress is high, or to increase the power of the high frequency power in the portion where the film stress is low, or both. I do. Thereby, the film forming apparatus 100 can make the film stress distribution of the film to be formed uniform.
  • control unit 7 controls the variable capacitors 53a and 53b to reduce the power of the high frequency power in the portion where the film stress is high. Further, the control unit 7 controls the variable capacitors 53a and 53b to increase the power of the high frequency power in the portion where the film stress is low and to shorten the plasma generation time. Thereby, the film forming apparatus 100 can reduce the film stress of the film to be formed as a whole.
  • the gas supply unit 5 alternately supplies TiCl 4 gas and O 2 gas into the processing container 1 to form a titanium oxide film.
  • the film forming apparatus 100 can suppress changes in the film forming rate and the film thickness distribution to be small even when the plasma irradiation time is changed to control the film stress.
  • the susceptor 2 has a heater 21 built therein and heats the substrate W at 200 ° C. or lower.
  • the substrate W is preferably set to 200 ° C. or lower.
  • the substrate W may be silicon or a compound semiconductor such as GaAs, SiC or GaN. Further, the substrate W may be a glass substrate used for an FPD (flat panel display) such as a liquid crystal display device or a ceramic substrate.
  • FPD flat panel display
  • the film forming apparatus 100 alternately supplies a silicon-containing gas and a nitriding gas for nitriding silicon, and supplies high-frequency power from the high-frequency power source 52 to the shower plate 32 and the peripheral electrode 39 in accordance with the supply of the nitriding gas to generate plasma. May be generated to form a nitride film on the substrate W.
  • the control unit 7 may control the power of the high frequency power supplied to the shower plate 32 and the peripheral electrode 39 by the variable capacitors 53a and 53b when plasma is generated to form a nitride film.
  • the film forming apparatus 100 controls the temperature of the susceptor 2 to a predetermined temperature (for example, 600 ° C.) by the heater 21 to heat the substrate W.
  • a predetermined temperature for example, 600 ° C.
  • the temperature of the substrate W may be 600 ° C. or lower.
  • peripheral electrode 39 is provided around the shower plate 32 as an example, but the present invention is not limited to this.
  • a plurality of peripheral electrodes 39 may be provided around the shower plate 32 with different diameters.
  • the peripheral electrode 39 may be divided into a plurality of pieces in the circumferential direction to be provided.
  • the film forming apparatus 100 forms an oxide film on the substrate W so that the film thickness distribution is uniform has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the substrate W on which the oxide film or the nitride film is formed by the film forming apparatus 100 is transferred to the etching apparatus and is etched.
  • the distribution of the etching rate is uneven in the central portion and the peripheral portion of the substrate W.
  • the film forming apparatus 100 may form a thick film in a portion having a high etching rate and a thin film in a portion having a low etching rate in accordance with the distribution of the etching rate.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example in which the susceptor 2 is provided with a plurality of heaters.
  • the susceptor 2 is provided with a heater 21a in the central portion. Further, the susceptor 2 is provided with disk-shaped heaters 21b to 21d so as to surround the heater 21a.
  • the heaters 21a to 21d respectively heat the central circular zone in the surface of the susceptor 2 and three annular zones surrounding the circular zone.
  • the control unit 7 may control the temperature of the heater 21 to be higher toward the peripheral portion.
  • the control unit 7 may control the temperature of the heater 21 to be higher toward the central portion. Accordingly, the film forming apparatus 100 can change the film thickness distribution while suppressing the change in film stress.
  • the titanium oxide film is used for forming the upper hard mask in the double patterning has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the titanium oxide film can be used when a hard mask having a predetermined pattern is formed on Si.
  • the present invention can be applied not only to the formation of a hard mask, but also to all applications in which a TiO 2 film needs to be formed on Si.
  • Processing Container 2 Susceptor 5 Gas Supply Unit 7 Control Unit 32 Shower Plate 39 Peripheral Electrode 52 High Frequency Power Supplies 53a and 53b Variable Capacitor 100 Film Forming Device W Substrate

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Abstract

ガス供給部からチタン含有ガスと酸化ガス、または、シリコン含有ガスと窒化ガスを交互に供給し、酸化ガスまたは窒化ガスの供給に合わせて電源から第１電極および第２電極に高周波電力を供給してプラズマを生成して成膜を行う際に、第１電極および第２電極に供給される高周波電力のパワーを制御する。

Description

成膜装置および成膜方法
　本開示は、成膜装置および成膜方法に関する。
　特許文献１、２には、基板を載置する下部電極と対向して配置される内側上部電極および外側上部電極に高周波電力を分配供給する容量結合型のプラズマ処理装置が開示されている。
特開２０１５－２６４７５号公報 特開２０１４－９３４３６号公報
　本開示は、成膜される膜の膜ストレスを制御する技術を提供する。
　本開示の一態様による成膜装置は、処理容器と、第１電極と、第２電極と、電源と、調整部と、ガス供給部と、制御部とを有する。処理容器は、成膜対象の基板が載置される載置部が内部に設けられている。第１電極は、処理容器内に載置部と対向して配置されている。第２電極は、載置部に対向すると共に第１電極の周囲に配置されている。電源は、第１電極および第２電極に高周波電力を供給する。調整部は、電源から第１電極および第２電極に供給される高周波電力のパワーを調整する。ガス供給部は、処理容器内にチタン含有ガスとチタンを酸化する酸化ガス、または、シリコン含有ガスとシリコンを窒化する窒化ガスを供給する。制御部は、ガス供給部からチタン含有ガスと酸化ガス、または、シリコン含有ガスと窒化ガスを交互に供給し、酸化ガスまたは窒化ガスの供給に合わせて電源から第１電極および第２電極に高周波電力を供給してプラズマを生成して成膜を行う際に、調整部により第１電極および第２電極に供給される高周波電力のパワーを制御する。
　本開示によれば、成膜される膜の膜ストレスを制御できる。
図１は、実施形態に係る成膜装置を概略的に示す図である。 図２は、実施形態に係るシャワーヘッドを簡略的に示した図である。 図３は、実施形態に係るプラズマＡＬＤの流れの一例を示す図である。 図４は、座屈の発生の一例を示した図である。 図５は、高周波電力のパワーおよびプラズマ照射時間による膜ストレスの変化の一例を示した図である。 図６は、デバイスの性能の局所的な変化の一例を示した図である。 図７Ａは、高周波電力のパワーの調整の一例を示す図である。 図７Ｂは、高周波電力のパワーの調整の一例を示す図である。 図８Ａは、高周波電力のパワーの調整の一例を示す図である。 図８Ｂは、高周波電力のパワーの調整の一例を示す図である。 図９Ａは、高周波電力のパワーの調整の一例を示す図である。 図９Ｂは、高周波電力のパワーの調整の一例を示す図である。 図１０は、高周波電力のパワーの調整による膜ストレスおよびＬＥＲの変化の一例を示す図である。 図１１Ａは、チタン含有ガスとしてＴｉＣｌ４ガスを用いて酸化チタン膜を成膜した場合の成膜レートの一例を示す図である。 図１１Ｂは、チタン含有ガスとしてＴｉＣｌ４ガスを用いて酸化チタン膜を成膜した場合の成膜レートの一例を示す図である。 図１２Ａは、チタン含有ガスとしてＴＤＭＡＴガスを用いて酸化チタン膜を成膜した場合の成膜レートの一例を示す図である。 図１２Ｂは、チタン含有ガスとしてＴＤＭＡＴガスを用いて酸化チタン膜を成膜した場合の成膜レートの一例を示す図である。 図１３は、サセプタに複数のヒーターを設けた一例を示す図である。
　以下、図面を参照して本願の開示する成膜装置および成膜方法の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示する成膜装置および成膜方法が限定されるものではない。
　ところで、電子デバイスの製造では、半導体ウエハなどの基板上に酸化膜や窒化膜の成膜が行われる。成膜された膜の膜ストレスは、最終的なデバイスに大きな影響を与えることがある。例えば、成膜された膜の膜ストレスが基板面内で不均一である場合、基板面内で電子デバイスの性能が変化する。そこで、成膜される膜の膜ストレスを制御することが期待されている。
［成膜装置の構成］
　最初に、実施形態に係る成膜装置１００の構成について説明する。図１は、実施形態に係る成膜装置を概略的に示す図である。図１には、実施形態に係る成膜装置１００の縦断面における構造が概略的に示されている。図１に示す成膜装置１００は、容量結合型平行平板のプラズマ装置である。成膜装置１００は、処理容器１と、処理容器１内で被処理基板である半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す。）Ｗを水平に支持するためのサセプタ２と、処理容器１内に処理ガスをシャワー状に供給するためのシャワーヘッド３とを有する。また、成膜装置１００は、処理容器１の内部を排気する排気部４と、シャワーヘッド３に処理ガスを供給するガス供給部５と、制御部７とを有する。
　処理容器１は、アルミニウム等の金属により構成され、略円筒状を有している。処理容器１の側壁には、半導体ウエハなどの基板Ｗを搬入出するための搬入出口１１が形成されている。搬入出口１１は、ゲートバルブ１２により開閉可能とされている。処理容器１の本体の上には、断面が矩形状をなす円環状の排気ダクト１３が設けられている。排気ダクト１３には、内周面に沿ってスリット１３ａが形成されている。また、排気ダクト１３の外壁には、排気口１３ｂが形成されている。排気ダクト１３の上面には、処理容器１の上部開口を塞ぐように天壁１４が設けられている。天壁１４の外周には、絶縁リング１６が嵌め込まれており、絶縁リング１６と排気ダクト１３の間は、シールリング１５で気密にシールされている。
　サセプタ２は、基板Ｗに対応した大きさの円板状に形成され、上面に基板Ｗが載置される。サセプタ２は、底面の中央部分を支持部材２３により支持されている。サセプタ２は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックス材料や、アルミニウムやニッケル基合金等の金属材料で構成されており、内部に基板Ｗを加熱するためのヒーター２１が埋め込まれている。ヒーター２１は、ヒーター電源（図示せず）から給電に応じて発熱する。制御部７は、サセプタ２の上面のウエハ載置面近傍に設けられた熱電対（図示せず）の温度信号によりヒーター２１の出力を制御することにより、基板Ｗを所定の温度に制御する。
　サセプタ２には、ウエハ載置面の外周領域、およびサセプタ２の側面を覆うようにアルミナ等のセラミックスからなるカバー部材２２が設けられている。
　支持部材２３は、柱状とされ、処理容器１の底壁に形成された孔部を貫通して処理容器１の下方に延び、下端が昇降機構２４に接続されている。昇降機構２４は、サセプタ２および支持部材２３を昇降する。サセプタ２は、昇降機構２４により、図１に示す処理位置と、下方の一点鎖線で示すウエハの搬送が可能な搬送位置との間で昇降可能とされている。また、支持部材２３の処理容器１の下方位置には、鍔部材２５が取り付けられており、処理容器１の底面と鍔部材２５の間には、処理容器１内の雰囲気を外気と区画し、サセプタ２の昇降動作にともなって伸縮するベローズ２６が設けられている。
　処理容器１の底面近傍には、昇降板２７ａから上方に突出するように３本（２本のみ図示）のウエハ支持ピン２７が設けられている。ウエハ支持ピン２７は、処理容器１の下方に設けられた昇降機構２８により昇降板２７ａを介して昇降可能とされており、搬送位置にあるサセプタ２に設けられた貫通孔２ａに挿通されてサセプタ２の上面に対して突没可能とされている。このようにウエハ支持ピン２７を昇降させることにより、ウエハ搬送機構（図示せず）とサセプタ２との間で基板Ｗの受け渡しが行われる。
　シャワーヘッド３は、サセプタ２に対向するように設けられており、サセプタ２とほぼ同じ直径を有している。シャワーヘッド３は、処理容器１の天壁１４に固定された本体部３１と、本体部３１の下に接続されたシャワープレート３２とを有している。本体部３１とシャワープレート３２との間には、ガス拡散空間３３が形成されている。ガス拡散空間３３には、本体部３１および処理容器１の天壁１４の中央を貫通するように設けられたガス導入孔３６が接続されている。シャワープレート３２は、サセプタ２に対向するように配置されている。シャワープレート３２には、サセプタ２に対向する対向面に多数のガス吐出孔３５が形成されている。サセプタ２が処理位置に存在した状態では、シャワープレート３２とサセプタ２との間に処理空間３７が形成される。
　シャワープレート３２は、例えば、アルミニウム、ステンレスなどの導電性材料により構成されている。また、シャワープレート３２は、周囲に絶縁部材３８が配置されており、絶縁部材３８の周囲に、導電性材料により構成された周辺電極３９が配置されている。周辺電極３９は、サセプタ２に対向すると共にシャワープレート３２の周囲に配置されている。シャワープレート３２は、直径が基板Ｗの直径と同等か若干大きく形成されている。これにより、シャワープレート３２と周辺電極３９との境界は、基板Ｗの外側に位置する。シャワープレート３２と周辺電極３９との境界には、デポ等の副生成物が付着しやすいが、境界に付着した副生成物が落下した場合でも基板Ｗに付着することを抑制できる。シャワープレート３２および周辺電極３９には、プラズマを生成する際に高周波電力が供給される。本実施形態では、シャワープレート３２が第１電極に対応し、周辺電極３９が第２電極に対応する。
　図２は、実施形態に係るシャワーヘッドを簡略的に示した図である。シャワーヘッド３は、シャワープレート３２および周辺電極３９を有する。シャワープレート３２および周辺電極３９は、サセプタ２に対向して配置されている。サセプタ２は、接地された配線５５が接続されている。配線５５には、インピーダンスを調節可能なインピーダンス制御機構５６が設けられている。シャワーヘッド３には、給電線５０ａが接続されている。周辺電極３９には、給電線５０ｂが接続されている。給電線５０ａ、５０ｂは、マッチング回路５１に接続されている。マッチング回路５１には、給電線５０ｃを介して高周波電源５２が接続されている。
　高周波電源５２は、所定の周波数の高周波電力をマッチング回路５１を介してシャワープレート３２および周辺電極３９に供給する。高周波電源５２が供給する高周波電力の周波数は、２００ｋＨｚ～２２０ＭＨｚであることが好ましく、例えば、４５０ｋＨｚが用いられる。高周波電源５２からシャワープレート３２および周辺電極３９への給電経路には、シャワープレート３２および周辺電極３９に供給される高周波電力のパワーを調整する調整部が設けられている。例えば、給電線５０ａには、バリアブルコンデンサ５３ａが設けられている。給電線５０ｂには、バリアブルコンデンサ５３ｂが設けられている。バリアブルコンデンサ５３ａ、５３ｂは、静電容量の変更が可能とされており、高周波電源５２からシャワープレート３２および周辺電極３９に供給される高周波電力のパワーの比を調整する。
　図１に戻る。排気部４は、排気ダクト１３の排気口１３ｂに接続された排気配管４１と、排気配管４１に接続された、真空ポンプや圧力制御バルブ等を有する排気機構４２とを備えている。処理に際しては、処理容器１内のガスはスリット１３ａを介して排気ダクト１３に至り、排気ダクト１３から排気部４の排気機構４２により排気配管４１を通って排気される。
　シャワーヘッド３のガス導入孔３６には、ガス配管６６を介してガス供給部５が接続されている。ガス供給部５は、成膜に用いる各種のガスをガス拡散空間３３に供給する。例えば、ガス供給部５は、複数のガスソース、マスフローコントローラといった複数の流量制御器、及び、複数のバルブを有する。複数のガスソースの各々は、複数の流量制御器のうち対応の流量制御器、及び、複数のバルブのうち対応のバルブを介して、ガス拡散空間３３に接続されている。ガス供給部５は、複数のガスソースのうち選択されたガスソースからのガスの流量を調整し、当該ガスをガス拡散空間３３に供給する。ガス拡散空間３３に供給されたガスは、複数のガス吐出孔３５から処理空間３７に供給される。
　上記のように構成された成膜装置１００は、制御部７によって、動作が統括的に制御される。制御部７は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、補助記憶装置等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭ又は補助記憶装置に格納されたプログラムや、成膜のプロセス条件に基づいて動作し、装置全体の動作を制御する。例えば、制御部７は、各ガスの供給の開始、停止、各ガスの流量制御、基板Ｗの搬入、搬出の制御、サセプタ２の温度の制御、処理容器１内の圧力制御、高周波電源５２から供給する高周波電力の制御、バリアブルコンデンサ５３ａ、５３ｂの静電容量を制御する。なお、制御に必要なコンピュータに読み取り可能なプログラムは、記憶媒体に記憶されていてもよい。記憶媒体は、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、フラッシュメモリ或いはＤＶＤ等よりなる。また、制御部７は、成膜装置１００の内部に設けられていてもよく、外部に設けられていてもよい。制御部７が外部に設けられている場合、制御部７は、有線又は無線等の通信手段によって、成膜装置１００を制御することができる。
　次に、制御部７の制御により成膜装置１００が実行する成膜処理の流れを簡単に説明する。
　成膜装置１００は、ゲートバルブ１２を開放する。成膜装置１００は、搬送装置（図示せず）により搬入出口１１を介して処理容器１内に基板Ｗが搬入され、サセプタ２上に載置される。成膜装置１００は、搬送装置の退避後、サセプタ２を処理位置まで上昇させる。そして、成膜装置１００は、ゲートバルブ１２を閉じ、処理容器１内を所定の減圧状態に保持するとともに、ヒーター２１によりサセプタ２の温度を所定温度（例えば、２００℃）に制御して基板Ｗを加熱する。基板Ｗの温度は、２００℃以下であればよい。
　成膜装置１００は、プラズマＡＬＤ（Atomic　Layer　Deposition）により基板Ｗに酸化膜や窒化膜を成膜する。本実施形態では、成膜装置１００が基板Ｗに酸化膜を成膜する場合を例に説明する。例えば、制御部７は、ガス供給部５を制御して、ガス供給部５からチタン含有ガスとチタンを酸化する酸化ガスを交互に供給する。また、制御部７は、酸化ガスの供給に合わせて高周波電源５２からシャワープレート３２および周辺電極３９に高周波電力を供給してプラズマを生成して、酸化チタン（ＴｉＯ２）膜を成膜する。チタン含有ガスとしては、例えば、ＴｉＣｌ４、テトラ（イソプロポキシ）チタン（ＴＴＩＰ）、四臭化チタン（ＴｉＢｒ４）、四ヨウ化チタン（ＴｉＩ４）、テトラキスエチルメチルアミノチタン（ＴＥＭＡＴ）、テトラキスジメチルアミノチタン（ＴＤＭＡＴ）、テトラキスジエチルアミノチタン（ＴＤＥＡＴ）等が挙げられる。酸化ガスとしては、例えば、Ｏ２ガス等の酸素含有ガスが挙げられる。制御部７は、チタン含有ガスの供給と酸化ガスの供給のとの間、および酸化ガスの供給とチタン含有ガスの供給のとの間には、残留するガスを除去する処理、例えばパージ処理を行ってもよい。
　ここで、制御部７の制御の元、成膜装置１００が実施するプラズマＡＬＤの流れを説明する。図３は、実施形態に係るプラズマＡＬＤの流れの一例を示す図である。例えば、図３に示すプラズマＡＬＤでは、工程Ｓ１～Ｓ４を順に実施する。
　工程Ｓ１では、チタン含有ガス、例えば、ＴｉＣｌ４ガスを供給する。これにより、基板Ｗには、チタン含有ガスによる前駆体が吸着する。なお、工程Ｓ１では、シリコン含有ガスと共に、プラズマ生成用のガス、例えばアルゴン（Ａｒ）ガスを供給してもよい。
　次に、工程Ｓ２では、チタン含有ガスの供給を停止し、パージガスを供給すると共に排気を行って、処理容器１内からチタン含有ガスを排気する。
　次に、工程Ｓ３では、パージガスの供給を停止し、酸化ガス、例えば、Ｏ２ガスを供給すると共に高周波電源５２から高周波電力（ＲＦ）を印加して処理容器１内にプラズマを生成する。これにより、基板Ｗ上の前駆体と酸化ガスとが反応して基板Ｗ上に酸化チタンが成膜される。
　次に、工程Ｓ４では、酸化ガスの供給および高周波電力の印加を停止し、パージガスを供給すると共に排気を行って、処理容器１内から酸化ガスを排気する。
　成膜装置１００は、工程Ｓ１～Ｓ４を繰り返して所望の膜厚の酸化チタン膜を基板Ｗに成膜する。
　なお、プラズマＡＬＤの流れはこれに限定されるものではない。チタン含有ガスを供給して基板Ｗに前駆体を吸着させた後、酸化ガスを供給しつつ高周波周電力を印加してプラズマを生成して成膜を行うものであれば、ガスの供給、停止タイミングは、異なってもよい。例えば、プラズマＡＬＤでは、工程Ｓ１～Ｓ４において、ＡｒガスおよびＯ２ガスを継続的に供給してもよい。
　ところで、成膜された膜の膜ストレスは、最終的なデバイスに大きな影響を与えることがある。例えば、酸化チタン膜は、絶縁膜や誘電体膜として広く用いられており、シリコン上に酸化チタン膜を形成するプロセスが存在する。例えば、ダブルパターニングでは、例えば、フォトリソグラフィ法を用いて所定のパターン幅で、例えば、シリコンからなる芯材を形成し、芯材の上に最上層のハードマスクとなる酸化チタン膜を成膜する。次いで酸化チタン膜をエッチングして、芯材の側壁に酸化チタン膜からなる側壁スペーサが形成された状態とする。次いで、芯材をエッチング除去することにより、酸化チタン膜からなる側壁スペーサがハードマスクとして残存する。これをエッチングマスクとして、その下に形成された加工対象膜を異方性エッチングする。これにより、芯材の半分のパターン幅で加工対象膜をエッチングすることができる。
　酸化チタン膜は、膜ストレスによりエッチング後のパターンに座屈が生じる場合がある。酸化チタン膜のパターンに座屈が発生すると、ＬＥＲ（Line　Edge　Roughness）が悪化したり、パターンが倒壊したりする場合がある。図４は、座屈の発生の一例を示した図である。図４では、加工対象膜１１０の上部に酸化チタン膜１１１が形成されている。酸化チタン膜１１１のパターンには、圧縮応力により座屈が生じている。
　プラズマＡＬＤによる酸化チタン膜の成膜では、膜ストレスは、プラズマ照射時間が長く、高周波電力のパワーが高くなるほど圧縮応力側へシフトする。図５は、高周波電力のパワーおよびプラズマ照射時間による膜ストレスの変化の一例を示した図である。図５には、高周波電力のパワーの２００Ｗ、３００Ｗ、４００Ｗとした場合のプラズマ照射時間による膜ストレスの変化が示されている。膜ストレス（stress）は、マイナス側を圧縮応力（Compressive）側とし、プラス側を引張応力（Tensile）側として示している。図５に示すように、膜ストレスは、プラズマ照射時間が同じ場合、高周波電力のパワーが大きいほど圧縮応力側へシフトする。また、膜ストレスは、プラズマ照射時間が長くなるほど圧縮応力側へシフトする。
　プラズマＡＬＤによる酸化チタン膜の成膜において、膜ストレスは、プラズマ密度とプラズマ照射時間の積に応じて変化する。このため、プラズマ密度分布が不均一な状態で基板Ｗに酸化チタン膜の成膜を行うと、プラズマ密度分布がストレス分布に転写されて基板Ｗ上の酸化チタン膜のストレス分布が不均一となり、基板Ｗ上に製造されたデバイスの性能が局所的に変化する。図６は、デバイスの性能の局所的な変化の一例を示した図である。図６（Ａ）～（Ｃ）に示す各グラフの横軸は、基板Ｗの面内の径方向の位置であり、横軸の中央が基板Ｗの中心部分に対応し、横軸の左右端部が基板Ｗの周辺部分に対応している。プラズマ照射時間を一定とし、プラズマ密度分布が基板Ｗの中央部分で高く、周辺部分で低い場合、プラズマＡＬＤによるプラズマ密度とプラズマ照射時間の積は、図６（Ａ）に示すように、中央部分で高く、周辺部分で低くなる。このようなプラズマＡＬＤで基板Ｗに酸化チタン膜の成膜した場合、酸化チタン膜の膜ストレスは、図６（Ｂ）に示すように、周辺部分よりも中央部分が圧縮応力（Compressive）側になる。この場合、基板Ｗ上のデバイスのＬＥＲは、図６（Ｃ）に示すように、基板Ｗの周辺部分と中央部分で異なることになる。
　そこで、制御部７は、成膜を行う際に、バリアブルコンデンサ５３ａ、５３ｂの静電容量を制御して高周波電源５２からシャワープレート３２および周辺電極３９に供給される高周波電力のパワーを調整して成膜される膜の膜ストレス分布を制御する。例えば、制御部７は、シャワープレート３２および周辺電極３９に供給される高周波電力のパワーの比を調整することで、プラズマの密度分布が均一となるように、シャワープレート３２および周辺電極３９に供給される高周波電力のパワーを調整する。
　図７Ａ～９Ｂは、高周波電力のパワーの調整の一例を示す図である。図７Ａでは、高周波電源５２から供給される高周波電力の７０％をシャワープレート３２に供給し、高周波電力の３０％を周辺電極３９に供給している。この場合、プラズマ密度分布は、基板Ｗの中央部分で高く、周辺部分で低くなる。図７Ｂには、基板Ｗに形成されたスピンオンカーボン（ＳＯＣ）をエッチングしたエッチングレート（Ｅ／Ｒ）により、プラズマ密度分布を示している。スピンオンカーボンは、プラズマ密度分布が高いほどエッチングレートが高くなる。よって、エッチングレートが高いほどプラズマ密度分布が高い。図７Ｂでは、エッチングレートが基板Ｗの中央部分で高く、周辺部分で低いため、プラズマ密度分布は、基板Ｗの中央部分で高く、周辺部分で低くなっている。
　図８Ａでは、高周波電源５２から供給される高周波電力の５０％をシャワープレート３２に供給し、高周波電力の５０％を周辺電極３９に供給している。この場合、プラズマ密度分布は、基板Ｗの中央部分と周辺部分で同等になる。図８Ｂには、基板Ｗに形成されたスピンオンカーボン（ＳＯＣ）をエッチングしたエッチングレートにより、プラズマ密度分布を示している。図８Ｂでは、エッチングレートが基板Ｗの中央部分と周辺部分で同等のため、プラズマ密度分布は、基板Ｗの中央部分と周辺部分で同等となっている。
　図９Ａでは、高周波電源５２から供給される高周波電力の３０％をシャワープレート３２に供給し、高周波電力の７０％を周辺電極３９に供給している。この場合、プラズマ密度分布は、基板Ｗの中央部分で低く、周辺部分で高くなる。図９Ｂには、基板Ｗに形成されたスピンオンカーボン（ＳＯＣ）をエッチングしたエッチングレートにより、プラズマ密度分布を示している。図９Ｂでは、エッチングレートが基板Ｗの中央部分で低く、周辺部分で高いため、プラズマ密度分布は、基板Ｗの中央部分で低く、周辺部分で高くなっている。
　制御部７は、バリアブルコンデンサ５３ａ、５３ｂにより、膜ストレスが相対的に圧縮応力となる部分の高周波電力のパワーを低下させる調整、および膜ストレスが相対的に引張応力となる部分の高周波電力のパワーを上昇させる調整の何れか一方または両方を行う。例えば、制御部７は、バリアブルコンデンサ５３ａ、５３ｂにより、膜ストレスが相対的に圧縮応力となる部分の高周波電力のパワーを低下させる調整を行う。また、制御部７は、バリアブルコンデンサ５３ａ、５３ｂにより、膜ストレスが相対的に引張応力となる部分の高周波電力のパワーを上昇させる調整と共にプラズマの生成時間を短縮する制御を行う。
　図１０は、高周波電力のパワーの調整による膜ストレスおよびＬＥＲの変化の一例を示す図である。図１０（Ａ）～（Ｃ）に示す各グラフの横軸は、基板Ｗの面内の径方向の位置であり、横軸の中央が基板Ｗの中心部分に対応し、横軸の左右端部が基板Ｗの周辺部分に対応している。図１０（Ａ）～（Ｃ）には、基板Ｗ上のプラズマ密度の分布、基板Ｗ上に成膜された酸化チタン膜の膜ストレスの分布、基板Ｗ上に成膜された酸化チタン膜のＬＥＲがそれぞれ示されている。例えば、プラズマ照射時間を一定とし、プラズマ密度分布が基板Ｗの中央部分で高く、周辺部分で低い場合、プラズマＡＬＤによるプラズマ密度とプラズマ照射時間の積は、図１０（Ａ）に示すように、中央部分で高く、周辺部分で低くなる。この場合、膜ストレスの分布は、周辺部分よりも中央部分が圧縮応力（Compressive）側となる。また、基板Ｗ上のデバイスのＬＥＲは、基板Ｗの周辺部分と中央部分で異なる。
　例えば、制御部７は、バリアブルコンデンサ５３ａ、５３ｂにより、膜ストレスが相対的に引張応力である基板Ｗの周辺部分の高周波電力のパワーを上昇させる調整を行う。基板Ｗの周辺部分の高周波電力のパワーを上昇させたことにより、基板Ｗの周辺部分のプラズマ密度分布が上昇してプラズマ密度分布が均一な状態となる。これにより、プラズマＡＬＤによるプラズマ密度とプラズマ照射時間の積は、図１０（Ｂ）に示すように、基板Ｗの周辺部分が上昇して、中央部分と周辺部分で同等になる。この場合、膜ストレスの分布は、基板Ｗの周辺部分が上昇して、周辺部分と中央部分で同等となっている。また、基板Ｗ上のデバイスのＬＥＲも、基板Ｗの周辺部分が上昇して、基板Ｗの周辺部分と中央部分で同等となっている。
　しかし、基板Ｗの周辺部分のプラズマ密度が上昇したことで、膜ストレスおよびＬＥＲは、平均的には上昇している。
　そこで、制御部７は、プラズマの生成時間を短縮する制御を行う。例えば、制御部７は、高周波電源５２から高周波電力を供給する時間を短縮する。これにより、プラズマ照射時間の積は、全体的に低下する。この結果、プラズマＡＬＤによるプラズマ密度とプラズマ照射時間の積は、図１０（Ｃ）に示すように、全体的に低下する。この場合、膜ストレスの分布は、全体的に引張応力（Tensile）側にシフトする。基板Ｗ上のデバイスのＬＥＲは、全体的に低下する。
　なお、制御部７は、膜ストレスが相対的に圧縮応力である部分の高周波電力のパワーを低下させる調整を行ってもよい。この場合、膜ストレスは平均的には引張応力に変化し、ＬＥＲは平均的には低下するため、制御部７は、プラズマの生成時間を短縮する制御を行わなくてもよい。
　ところで、プラズマＡＬＤによる酸化チタン膜の成膜では、使用するガスによっては、プラズマのイオンエネルギーやプラズマ照射時間に対して成膜レートが変化する場合がある。
　図１１Ａおよび図１１Ｂは、チタン含有ガスとしてＴｉＣｌ４ガスを用いて酸化チタン膜を成膜した場合の成膜レートの一例を示す図である。図１１Ａおよび図１１Ｂは、図３に示した工程Ｓ１でＴｉＣｌ４ガスを０．０５秒供給し、工程Ｓ２を１．２秒とし、工程Ｓ３においてＯ２ガスを供給しつつ高周波電力を供給してプラズマを照射するプラズマ照射時間を変えており、工程Ｓ４を０．１秒としている。図１１Ａおよび図１１Ｂの横軸はプラズマ照射時間である。また、図１１Ａおよび図１１Ｂでは、高周波電力のパワーを３００Ｗとしているが、高周波電力の周波数を変えてプラズマのイオンエネルギーを変えている。図１１Ａでは、高周波電力の周波数を例えば、４５０ＫＨｚとしており、プラズマのイオンエネルギーを高い状態としている。図１１Ｂでは、高周波電力の周波数を、例えば、１３ＭＨｚとしており、プラズマのイオンエネルギーを低い状態としている。図１１Ａおよび図１１Ｂには、プラズマ照射時間の変化による基板Ｗへの酸化チタン膜の成膜レート（ＧＰＣ）と、基板Ｗ上での酸化チタン膜の膜厚分布が１σの値により示されている。
　図１２Ａおよび図１２Ｂは、チタン含有ガスとしてＴＤＭＡＴガスを用いて酸化チタン膜を成膜した場合の成膜レートの一例を示す図である。図１２Ａおよび図１２Ｂは、図３に示した工程Ｓ１でＴＤＭＡＴガスを０．４秒供給し、工程Ｓ２を１．２秒とし、工程Ｓ３においてＯ２ガスを供給しつつ高周波電力を供給してプラズマを照射するプラズマ照射時間を変えており、工程Ｓ４を０．１秒としている。図１２Ａおよび図１２Ｂの横軸はプラズマ照射時間である。また、図１２Ａおよび図１２Ｂでは、高周波電力のパワーを３００Ｗとしているが、インピーダンス制御機構５６により処理容器１の下部のインピーダンスを調節し、プラズマのイオンエネルギーを変えている。図１２Ａでは、プラズマのイオンエネルギーを高い状態としている。図１２Ｂでは、プラズマのイオンエネルギーを低い状態としている。図１２Ａおよび図１２Ｂには、プラズマ照射時間の変化による基板Ｗへの酸化チタン膜の成膜レート（ＧＰＣ）と、基板Ｗ上での酸化チタン膜の膜厚分布が１σの値により示されている。なお、インピーダンス制御機構５６ではなく、周波数を変化させることによりイオンエネルギーを変えてもよい。この場合、より高周波とした方がイオンエネルギーが低くなる。
　図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、ＴｉＣｌ４ガスは、プラズマ照射時間を変えても成膜レートや膜厚分布の変化が小さく、均一性よく成膜できる。一方、ＴＤＭＡＴガスは、プラズマ照射時間を変えると成膜レートや膜厚分布が変わり、膜厚が変わってしまう。よって、成膜装置１００は、チタン含有ガスとして、ＴｉＣｌ４ガスを用いることで、プラズマ照射時間を変えた場合でも、膜厚変化を小さく抑えて、膜ストレスを変えることができる。
　このように、本実施形態に係る成膜装置１００は、処理容器１と、シャワープレート３２と、周辺電極３９と、高周波電源５２と、バリアブルコンデンサ５３ａ、５３ｂと、ガス供給部５と、制御部７とを有する。処理容器１は、成膜対象の基板Ｗが載置されるサセプタ２が内部に設けられている。シャワープレート３２は、処理容器１内にサセプタ２と対向して配置されている。周辺電極３９は、サセプタ２に対向すると共にシャワープレート３２の周囲に配置されている。高周波電源５２は、シャワープレート３２および周辺電極３９に高周波電力を供給する。バリアブルコンデンサ５３ａ、５３ｂは、高周波電源５２からシャワープレート３２および周辺電極３９に供給される高周波電力のパワーを調整する。ガス供給部５は、処理容器１内にチタン含有ガスとチタンを酸化する酸化ガスを供給する。成膜装置１００は、ガス供給部５からチタン含有ガスと酸化ガスを交互に供給し、酸化ガスの供給に合わせて高周波電源５２からシャワープレート３２および周辺電極３９に高周波電力を供給してプラズマを生成して成膜を行う。制御部７は、プラズマを生成して成膜を行う際に、バリアブルコンデンサ５３ａ、５３ｂによりシャワープレート３２および周辺電極３９に供給される高周波電力のパワーを制御する。これにより、成膜装置１００は、成膜される膜の膜ストレスを制御できる。
　また、制御部７は、プラズマの密度分布が均一となるように、バリアブルコンデンサ５３ａ、５３ｂによりシャワープレート３２および周辺電極３９に供給される高周波電力のパワーを制御する。これにより、成膜装置１００は、成膜される膜の膜ストレスの分布を均一化できる。この結果、成膜装置１００は、基板Ｗ面内で電子デバイスの性能の変化を抑制できる。
　また、制御部７は、バリアブルコンデンサ５３ａ、５３ｂにより、膜ストレスが高い部分の高周波電力のパワーを低下させる制御、および膜ストレスが低い部分の高周波電力のパワーを上昇させる制御の何れか一方または両方を行う。これにより、成膜装置１００は、成膜される膜の膜ストレスの分布を均一化できる。
　また、制御部７は、バリアブルコンデンサ５３ａ、５３ｂにより、膜ストレスが高い部分の高周波電力のパワーを低下させる制御を行う。また、制御部７は、バリアブルコンデンサ５３ａ、５３ｂにより、膜ストレスが低い部分の高周波電力のパワーを上昇させると共にプラズマの生成時間を短縮する制御を行う。これにより、成膜装置１００は、成膜される膜の膜ストレスを全体的に低下させることができる。
　また、ガス供給部５は、処理容器１内にＴｉＣｌ４ガスとＯ２ガスを交互に供給して酸化チタン膜を成膜する。これにより、成膜装置１００は、膜ストレスを制御するためにプラズマ照射時間を変えた場合でも、成膜レートや膜厚分布の変化を小さく抑えることができる。
　また、サセプタ２は、ヒーター２１が内蔵され、基板Ｗを２００℃以下で加熱する。ＴｉＯ２膜は、２００℃よりも高い温度で成膜されると結晶化して強度が変化する。よって、ＴｉＯ２膜の成膜では、基板Ｗを２００℃以下とすることが好ましい。
　以上、実施形態について説明してきたが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は、多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
　例えば、実施形態では、基板Ｗを半導体ウエハとした場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。基板Ｗは、シリコンであっても、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮなどの化合物半導体でもあってもよい。また、基板Ｗは、液晶表示装置等のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）に用いるガラス基板や、セラミック基板等でもあってもよい。
　また、実施形態では、成膜装置１００が基板Ｗに酸化膜を成膜する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。成膜装置１００は、シリコン含有ガスと、シリコンを窒化する窒化ガスとを交互に供給し、窒化ガスの供給に合わせて高周波電源５２からシャワープレート３２および周辺電極３９に高周波電力を供給してプラズマを生成して基板Ｗに窒化膜の成膜を行ってもよい。制御部７は、プラズマを生成して窒化膜の成膜を行う際に、バリアブルコンデンサ５３ａ、５３ｂによりシャワープレート３２および周辺電極３９に供給される高周波電力のパワーを制御してもよい。シリコン含有ガスとしては、例えば、ジクロロシラン（ＤＣＳ）等が挙げられる。窒化ガスとしては、例えば、ＮＨ３ガス、Ｎ２ガス等が挙げられる。成膜装置１００は、窒化膜を成膜する場合、ヒーター２１によりサセプタ２の温度を所定温度（例えば、６００℃）に制御して基板Ｗを加熱する。基板Ｗの温度は、６００℃以下であればよい。
　また、実施形態では、シャワープレート３２の周囲に周辺電極３９を１つ設けた場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、周辺電極３９は、シャワープレート３２の周囲に、径を変えて複数設けられてもよい。また、周辺電極３９は、周方向に分割して複数設けられても良い。
　また、実施形態では、成膜装置１００が基板Ｗに酸化膜を膜厚分布が均一となるように成膜する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、成膜装置１００により酸化膜や窒化膜が成膜された基板Ｗがエッチング装置に搬送されてエッチングが行われる。このエッチング装置は、基板Ｗの中央部分と周辺部分でエッチングレートの分布が不均一であるものとする。このような場合、成膜装置１００は、エッチングレートの分布に対応させて、エッチングレートが高い部分に厚く、エッチングレートが低い部分に薄く成膜してもよい。例えば、酸化チタンの成膜レートは、基板Ｗの温度が高いほど低下する。そこで、成膜装置１００は、サセプタ２の中央部分および周辺部分にヒーター２１をそれぞれ設けて基板Ｗの温度を制御することで、基板Ｗの中央部分と周辺部分の成膜レートを制御して、成膜される酸化膜や窒化膜の膜厚分布を制御してもよい。図１３は、サセプタ２に複数のヒーターを設けた一例を示す図である。サセプタ２には、中央部分にヒーター２１ａが設けられている。また、サセプタ２は、ヒーター２１ａを囲むように円盤状のヒーター２１ｂ～２１ｄが設けられている。ヒーター２１ａ～２１ｄは、サセプタ２の面内の中央の円状ゾーン、および、円状ゾーンを囲む３つの環状のゾーンをそれぞれ加熱する。例えば、酸化チタンの成膜において、基板Ｗの中央部分を厚く、基板Ｗの周辺部分を薄く成膜する場合、制御部７は、周辺部分ほどヒーター２１の温度を高く制御すればよい。また、酸化チタンの成膜において、基板Ｗの中央部分を薄く、基板Ｗの周辺部分を厚く成膜する場合、制御部７は、中央部分ほどヒーター２１の温度を高く制御すればよい。これにより、成膜装置１００は、膜ストレスの変化を小さく抑えつつ、膜厚分布を変えることができる。
　また、実施形態では、酸化チタン膜を、ダブルパターニングの際の上層のハードマスクの形成に使用した場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、酸化チタン膜は、Ｓｉ上に所定パターンのハードマスクを形成する場合に使用可能である。また、ハードマスクの形成に限らず、Ｓｉ上にＴｉＯ２膜を成膜する必要がある用途全般に適用可能である。
１　処理容器
２　サセプタ
５　ガス供給部
７制御部
３２　シャワープレート
３９　周辺電極
５２　高周波電源
５３ａ、５３ｂ　バリアブルコンデンサ
１００　成膜装置
Ｗ　基板　

Claims (7)

  1. 　成膜対象の基板が載置される載置部が内部に設けられた処理容器と、
    　前記処理容器内に前記載置部と対向して配置された第１電極と、
    　前記載置部に対向すると共に前記第１電極の周囲に配置された第２電極と、
    　前記第１電極および前記第２電極に高周波電力を供給する電源と、
    　前記電源から前記第１電極および前記第２電極に供給される高周波電力のパワーを調整する調整部と、
    　前記処理容器内にチタン含有ガスとチタンを酸化する酸化ガス、または、シリコン含有ガスとシリコンを窒化する窒化ガスを供給するガス供給部と、
    　前記ガス供給部から前記チタン含有ガスと前記酸化ガス、または、前記シリコン含有ガスと前記窒化ガスを交互に供給し、前記酸化ガスまたは前記窒化ガスの供給に合わせて前記電源から前記第１電極および前記第２電極に高周波電力を供給してプラズマを生成して成膜を行う際に、前記調整部により前記第１電極および前記第２電極に供給される高周波電力のパワーを制御する制御部と、
    　を有することを特徴とする成膜装置。
  2. 　前記制御部は、プラズマの密度分布が均一となるように、前記調整部により前記第１電極および前記第２電極に供給される高周波電力のパワーを制御する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
  3. 　前記制御部は、前記調整部により、膜ストレスが高い部分の高周波電力のパワーを低下させる制御、および膜ストレスが低い部分の高周波電力のパワーを上昇させる制御の何れか一方または両方を行う
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
  4. 　前記制御部は、前記調整部により、膜ストレスが高い部分の高周波電力のパワーを低下させる制御、または、前記調整部により、膜ストレスが低い部分の高周波電力のパワーを上昇させると共にプラズマの生成時間を短縮する制御を行う
    　ことを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
  5. 　前記ガス供給部は、前記処理容器内にＴｉＣｌ４ガスとＯ２ガスを交互に供給して酸化チタン膜を成膜する
    　ことを特徴とする請求項１～４の何れか１つに記載の成膜装置。
  6. 　前記ガス供給部は、前記処理容器内に前記チタン含有ガスと前記酸化ガスを供給し、
    　前記載置部は、ヒーターが内蔵され、前記基板を２００℃以下で加熱する
    　ことを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
  7. 　成膜対象の基板が載置される載置部が内部に設けられた処理容器内に、チタン含有ガスとチタンを酸化する酸化ガス、または、シリコン含有ガスとシリコンを窒化する窒化ガスを供給し、
    　前記酸化ガスまたは前記窒化ガスの供給に合わせて、前記処理容器内に前記載置部と対向して配置された第１電極および当該第１電極の周囲に配置された第２電極に電源から高周波電力を供給してプラズマを生成して成膜を行う際に、前記第１電極および前記第２電極に供給される高周波電力のパワーを調整して成膜される膜の膜ストレスを制御する
    　ことを特徴とする成膜方法。
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