KR101139220B1 - 원자층 성장 장치 및 박막 형성 방법 - Google Patents

원자층 성장 장치 및 박막 형성 방법 Download PDF

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Abstract

성막 용기 내에는, 산화 가스를 이용하여 플라스마를 발생하는 안테나 어레이와, 기판이 재치(載置)되는 기판 스테이지가 배설(配設)되어 있다. 안테나 어레이는, 막대상(狀)의 안테나 본체가 유전체로 피복된 복수의 안테나 소자가 평행하게 배설되어 구성되어 있다. 또한, 안테나 어레이는, 기판 스테이지 상에 기판이 재치되는 위치보다도, 성막 용기의 측벽에 형성된 공급 구멍으로부터 기판 스테이지를 향하여 공급되는 산화 가스의 가스 흐름 방향의 상류 측의 공간에 배설되어 있다.

Description

원자층 성장 장치 및 박막 형성 방법{ATOMIC LAYER GROWING APPARATUS AND THIN FILM FORMING METHOD}
본 발명은, 기판 상에 원자층 단위로 박막을 형성하는 원자층 성장(이하, 생략하여 ALD(Atomic Layer Deposition)라고도 한다) 장치 및 박막 형성 방법에 관한 것이다.
ALD법은, 형성하려고 하는 막을 구성하는 원소를 주성분으로 하는 2종류의 가스를 성막 대상 기판 상에 번갈아 공급하고, 기판 상에 원자층 단위로 박막을 형성하는 것을 복수회 반복하여 소망 두께의 막을 형성하는 박막 형성 기술이다. 예를 들어, 기판 상에 SiO2막을 형성하는 경우, Si를 포함하는 원료 가스와 O를 포함하는 산화 가스가 이용된다. 또한, 기판 상에 질화막을 형성하는 경우, 산화 가스 대신에 질화 가스가 이용된다.
ALD법에서는, 원료 가스를 공급하고 있는 동안에 1층 혹은 수층의 원료 가스 성분만이 기판 표면에 흡착되고, 여분의 원료 가스는 성장에 기여하지 않는다. 이것을, 성장의 자기 정지 작용(셀프 리밋 기능)이라고 한다.
ALD법은, 일반적인 CVD(Chemical Vapor Deposition)법과 비교하여 높은 단차 피복성과 막 두께 제어성을 겸비하여, 메모리 소자의 커패시터(capacitor)나, 「high-k 게이트」라고 불리는 절연막의 형성으로의 실용화가 기대되고 있다. 또한, 300℃ 정도의 저온에서 절연막이 형성 가능하기 때문에, 액정 디스플레이 등과 같이, 유리 기판을 이용하는 표시 장치의 박막 트랜지스터의 게이트 절연막의 형성으로의 적용 등도 기대되고 있다.
이하, 종래의 ALD 장치에 관하여 설명한다.
도 7은, 종래의 ALD 장치의 구성을 도시하는 일례의 개략도이다. 동 도에 도시하는 ALD 장치(50)는, 성막 용기(성막 챔버, 12)와 가스 공급부(14)와 배기부(16)에 의하여 구성되어 있다.
성막 용기(12)는, 금속제의 중공(中空) 상자형이며, 접지되어 있다. 성막 용기(12)의 내부에는, 위쪽 벽 측으로부터 아래쪽 벽 측을 향하여 순으로, 복수의 안테나 소자(26)로 이루어지는 안테나 어레이(28), 히터(30)를 내장하는 기판 스테이지(32)가 배설(配設, 배치 설치되는 것)되어 있다. 안테나 어레이(28)는, 복수의 안테나 소자(26)를 소정의 간격으로 평행하게 배설하는 것에 의하여 구성되는 가상 평면이 기판 스테이지(32)와 평행하게 배설되어 있다.
안테나 소자(26)는, 도 8에 상방(上方)으로부터의 평면도를 도시하는 바와 같이, 고주파 전력의 파장의 (2n+1)/4배(n은 0 또는 양의 정수)의 길이의 도전체로 이루어지는 막대상(狀)의 모노폴 안테나(안테나 본체, 39)이며, 유전체로 이루어지는 원통 부재(40)에 수납되어 있다. 고주파 전력 공급부(34)에서 발생된 고주파 전력이 분배기(36)에서 분배되고, 각각의 임피던스 정합기(38)를 통하여 각각의 안테나 소자(26)로 공급되면, 안테나 소자(26)의 주위에 플라스마가 발생된다.
각각의 안테나 소자(26)는, 본 출원인이 일본국 공개특허공보 특개 2003-86581호 공보에서 제안한 것이며, 예를 들어, 공급 구멍(20b)으로부터 기판 스테이지(32)를 향하여 공급되는 산화 가스의 가스 흐름 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되도록, 전기적으로 절연되어 성막 용기(12) 측벽에 장착되어 있다. 또한, 각각의 안테나 소자(26)는, 소정의 간격으로 평행하게 배설되어 있고, 인접하여 배설된 안테나 소자(26)의 급전(給電) 위치는, 서로 대향하는 측벽에 위치하도록 배설되어 있다.
다음으로, ALD 장치(50)의 성막 시의 동작을 설명한다.
성막 시에는, 기판 스테이지(32) 상면(上面)에 기판(42)이 재치(載置, 물건의 위에 다른 것을 올리는 것)된다. 또한, 기판 스테이지(32)가 히터(30)로 가열되고, 기판 스테이지(32) 상에 재치된 기판(42)은, 성막이 종료할 때까지 소정의 온도로 보지(保持)된다.
예를 들어, 기판 표면에 SiO2막을 형성하는 경우, 성막 용기(12) 내가 배기부(16)에 의하여 수평 방향으로 공기 빼기된 후, Si 성분을 포함하는 원료 가스가, 가스 공급부(14)로부터, 공급관(18a), 성막 용기(12)의 왼쪽 벽에 형성된 공급 구멍(20a)을 통하여 성막실(48) 내로 수평 방향으로 공급된다. 이것에 의하여, 기판(42) 표면에 원료 가스가 공급되어, 원료 가스 성분이 흡착된다. 덧붙여, 이 때, 안테나 소자(26)에 의하여 플라스마는 발생되지 않는다.
계속하여, 원료 가스의 공급이 정지되고, 기판(42) 표면에 흡착된 원료 가스 성분 이외의 잉여의 원료 가스가, 배기부(16)에 의하여, 성막 용기(12)로부터, 성막 용기(12)의 오른쪽 벽에 형성된 배기 구멍(24), 배기관(22)을 통하여 수평 방향으로 배기된다.
계속하여, 산화 가스가, 가스 공급부(14)로부터, 공급관(18b), 성막 용기(12)의 왼쪽 벽에 형성된 공급 구멍(20b)을 통하여 성막 용기(12) 내에 수평 방향으로 공급된다. 이 때 동시에, 고주파 전력 공급부(34)로부터 고주파 전력이 각각의 안테나 소자(26)로 공급된다. 이것에 의하여, 각각의 안테나 소자(26)의 주위에 산화 가스를 이용하여 플라스마가 발생되고, 기판(42) 표면에 흡착된 원료 가스 성분이 산화된다.
그 후, 산화 가스의 공급 및 안테나 소자(26)로의 고주파 전력의 공급이 정지되고, 산화에 기여하지 않는 잉여의 산화 가스나 반응 생성물이, 배기부(16)에 의하여, 성막 용기(12)의 오른쪽 벽에 형성된 배기 구멍(24), 배기관(22)을 통하여 수평 방향으로 배기된다.
이상과 같이, 원료 가스의 공급→잉여 원료 가스의 배기→산화 가스의 공급→잉여 산화 가스의 배기로 이루어지는 일련의 공정에 의하여, 기판(42) 상에 SiO2막이 원자층 단위로 형성된다. 이 공정을 수회 반복하는 것에 의하여, 기판(42) 상에 소정 막 두께의 SiO2막이 형성된다.
상기와 같이, ALD법에 의한 성막에서 반응 활성을 높이기 위하여 플라스마를 이용하는 것은 넓게 제안되고 있다. 이 플라스마원으로서, 원리적으로는, CCP(용량 결합형 플라스마(Capacitive-Coupled Plasma)), IPC(유도 결합형 플라스마(Inductively Coupled.Plasma)), ECR(전자 사이클로트론 공명 플라스마(Electron-Cyclotron Resonance Plasma)) 등 여러 가지의 것이 적용 가능하다고 생각된다.
그러나, IPC나 ECR으로는 고밀도인 플라스마를 얻을 수 있지만, 원료 가스의 압력은, 예를 들어, 10Pa 이하와 같은 저압으로 하는 것이 일반적이다. 따라서, 펄스상(狀)으로 공급하는 원료 가스에 의하여 가스 압력이 수Pa 이상으로 되는 ALD법 성막에서는, 플라스마를 안정적으로 생성시키는 것은 어렵다고 하는 문제가 있다. 또한, CCP로는, 가스 압력의 제한은 받지 않지만, 본질적으로 플라스마 밀도가 낮다고 하는 문제가 있다.
또한, 도 7에 도시하는 ALD 장치(50)와 같이, 기판(42)의 상방에 안테나 어레이(28)를 배치하면, 플라스마에 의하여, 형성되는 막에 데미지가 가해져 막질이 저하된다고 하는 문제가 있다. 나아가, 기판(42) 표면에 막을 형성하는 동시에 안테나 소자(26)의 표면에도 막이 퇴적한다. 이 안테나 소자(26) 표면에 퇴적한 막의 일부가 낙하하거나, 또는, 먼지나 기상 중에서 생성된 반응 생성물(미립자)이 파티클로 되어, 기판(42) 표면을 오염시켜 막질이 저하할 우려도 있다.
본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 문제점을 해소하여, 안정적으로 고밀도인 플라스마를 발생하여, 원자층 성장법에 의한 성막에서 반응 활성을 높일 수 있는 것과 함께, 형성되는 막의 플라스마에 의한 데미지를 저감하고, 또한, 파티클에 의한 오염을 저감할 수 있는 원자층 성장 장치 및 박막 형성 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 기판 상에 박막을 형성하는 이하의 원자층 성장 장치를 제공한다.
즉, 이 장치는,
(A) 막대상의 안테나 본체가 유전체로 피복되어 형성된 복수의 안테나 소자가 평행하게 배설되어 구성되고, 산화 가스를 이용하여 플라스마를 발생하는 안테나 어레이와, 상기 기판이 재치되는 기판 스테이지가 배설된 성막 용기와,
(B) 기판 상에 소정의 막을 형성할 때에, 상기 성막 용기의 측벽에 형성된 공급 구멍으로부터 상기 성막 용기 내의 성막실로, 상기 기판 스테이지를 향하여 원료 가스 및 산화 가스를 번갈아 공급하는 가스 공급부와,
(C) 상기 성막 용기의 상기 성막실로 번갈아 공급된 원료 가스 및 산화 가스를 배기하는 제1 배기부를 구비한다.
(D) 그 때, 당해 안테나 어레이는, 상기 기판 스테이지 상에 상기 기판이 재치되는 위치보다도, 상기 공급 구멍으로부터 상기 기판 스테이지를 향하여 공급되는 산화 가스의 가스 흐름 방향의 상류 측의 공간에 배설된다.
(E) 상기 기판 스테이지는, 상기 기판 스테이지의 상면에 대하여 수직 방으로 이동 가능하다.
(F) 상기 성막 용기의 측벽으로부터 돌출한 돌출부의 상기 성막실을 구획하는 면에는, 스토퍼 부재가 설치된다.
(G) 상기 산화 가스가 상기 성막실에 공급될 때, 상기 기판 스테이지의 상면과 상기 성막실을 구획하는 상기 돌출부의 상기 면과의 사이에 설치되는 간극이고, 상기 성막실의 하방향에 설치되고 제2 배기부와 접속된 진공실과 상기 성막실을 연통하는 간극을, 상기 스토퍼 부재가 상기 기판 스테이지의 가장자리에 설치된 단차와 당접하는 것에 의하여 폐색하도록 구성되어 있다.
또한, 본 발명은, 기판 상에 박막을 형성하는 이하의 원자층 성장 장치를 제공한다.
즉, 이 장치는,
(H) 막대상의 안테나 본체가 유전체로 피복되어 형성된 복수의 안테나 소자가 평행하게 배설되어 구성되고, 질화 가스를 이용하여 플라스마를 발생하는 안테나 어레이와, 상기 기판이 재치되는 기판 스테이지가 배설된 성막 용기와,
(I) 기판 상에 소정의 막을 형성할 때에, 상기 성막 용기의 측벽에 형성된 공급 구멍으로부터 상기 성막 용기 내의 성막실로, 상기 기판 스테이지를 향하여 원료 가스 및 질화 가스를 번갈아 공급하는 가스 공급부와,
(J) 상기 성막 용기의 상기 성막실로 번갈아 공급된 원료 가스 및 질화 가스를 배기하는 제1 배기부를 구비한다.
(K) 그 때, 당해 안테나 어레이는, 상기 기판 스테이지 상에 상기 기판이 재치되는 위치보다도, 상기 공급 구멍으로부터 상기 기판 스테이지를 향하여 공급되는 질화 가스의 가스 흐름 방향의 상류 측의 공간에 배설된다.
(L) 상기 기판 스테이지는, 상기 기판 스테이지의 상면에 대하여 수직 방으로 이동 가능하다.
(M) 상기 성막 용기의 측벽으로부터 돌출한 돌출부의 상기 성막실을 구획하는 면에는, 스토퍼 부재가 설치된다.
(N) 상기 질화 가스가 상기 성막실에 공급될 때, 상기 기판 스테이지의 상면과 상기 성막실을 구획하는 상기 돌출부의 상기 면과의 사이에 설치되는 간극이고, 상기 성막실의 하방향에 설치되고 제2 배기부와 접속된 진공실과 상기 성막실을 연통하는 간극을, 상기 스토퍼 부재가 상기 기판 스테이지의 가장자리에 설치된 단차와 당접하는 것에 의하여 폐색하도록 구성되어 있다.
여기서, 상기 복수의 안테나 소자의 각각은, 상기 기판 스테이지의 면과 평행한 방향으로 배치되고, 상기 복수의 안테나 소자의 배열 방향은, 상기 기판 스테이지의 면과 평행한 방향이거나, 또는, 상기 기판 스테이지의 면과 수직인 방향인 것이 바람직하다.
또한, 상기 기판 스테이지의 상면을 포함하는, 상기 성막 용기의 아래쪽 벽은, 상기 기판 상에 소정의 막을 형성할 때에 면일(面一, 단차가 없는 상태)로 되도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 성막 용기 내에서 기판 상에 박막을 형성하는 이하의 박막 형성 방법을 제공한다.
즉, 이 방법은,
(O) 성막 용기의 성막실 내로 원료 가스를 공급하여 기판 상에 원료 가스 성분을 흡착시키는 스텝과,
(P) 상기 성막 용기의 상기 성막실로부터 상기 원료 가스를 배기하는 스텝과,
(Q) 상기 성막 용기의 상기 성막실 내로 산화 가스를 기판을 향하여 공급하는 것과 함께, 막대상의 안테나 본체가 유전체로 피복되어 형성된 복수의 안테나 소자가 평행하게 배설되어 구성된 안테나 어레이로 급전하는 것에 의하여, 상기 산화 가스를 이용하여 플라스마를 발생시켜 활성인 산소를 생성하고, 이 활성인 산소를 기판의 일방(一方)의 끝으로부터 타방(他方)의 끝을 향하여 흐르게 하고, 이 활성인 산소를 이용하여 기판에 흡착된 원료 가스 성분을 산화시키는 스텝과,
(R) 상기 산화 가스를 상기 상기 성막 용기의 상기 성막실로부터 배기하는 스텝을 가진다.
(S) 상기 성막 용기의 측벽으로부터 돌출한 돌출부의 상기 성막실을 구획하는 면에는, 스토퍼 부재가 설치된다.
(T) 상기 산화 가스가 상기 성막실에 공급될 때, 상기 기판 스테이지의 상면과 상기 성막실을 구획하는 상기 돌출부의 상기 면과의 사이에 설치되는 간극이고, 상기 성막실의 하방향에 설치되고 제2 배기부와 접속된 진공실과 상기 성막실을 연통하는 간극은, 이동 가능한 상기 기판 스테이지의 가장자리에 설치된 단차가 상기 스토퍼 부재와 당접하는 것에 의하여, 폐색된다.
나아가, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 성막 용기 내에서 기판 상에 박막을 형성하는 이하의 박막 형성 방법을 제공한다.
즉, 이 방법은,
(U) 성막 용기의 성막실 내로 원료 가스를 공급하여 기판 상에 원료 가스 성분을 흡착시키는 스텝과,
(V) 상기 성막 용기의 성막실로부터 상기 원료 가스를 배기하는 스텝과,
(W) 상기 성막 용기의 성막실 내로 질화 가스를 기판의 방향을 향하여 공급하는 것과 함께, 막대상의 안테나 본체가 유전체로 피복되어 형성된 복수의 안테나 소자가 평행하게 배설되어 구성된 안테나 어레이로 급전하는 것에 의하여, 상기 질화 가스를 이용하여 플라스마를 발생시켜 활성인 질소를 생성하고, 이 활성인 질소를 기판의 일방의 끝으로부터 타방의 끝을 향하여 흐르게 하고, 이 활성인 질소를 이용하여 기판에 흡착된 원료 가스 성분을 질화시키는 스텝과,
(X) 상기 질화 가스를 상기 성막 용기의 성막실로부터 배기하는 스텝을 가진다.
(Y) 상기 성막 용기의 측벽으로부터 돌출한 돌출부의 상기 성막실을 구획하는 면에는, 스토퍼 부재가 설치된다.
(Z) 상기 질화 가스가 상기 성막실에 공급될 때, 상기 기판 스테이지의 상면과 상기 성막실을 구획하는 상기 돌출부의 상기 면과의 사이에 설치되는 간극이고, 상기 성막실의 하방향에 설치되고 제2 배기부와 접속된 진공실과 상기 성막실을 연통하는 간극은, 이동 가능한 상기 기판 스테이지의 가장자리에 설치된 단차가 상기 스토퍼 부재와 당접하는 것에 의하여, 폐색된다.
본 발명에 의하면, 안테나 어레이를 이용하는 것에 의하여, 안정적으로 고밀도인 플라스마를 발생시키고, 대면적의 기판에 중성 래디컬을 대략 균일하게 공급할 수 있어, ALD법에 의한 성막 반응 활성을 높일 수 있다. 또한, 안테나 어레이는, 기판 상방이 아니라, 기판 단부(端部)로부터 떨어진 장소에 배설된다. 그 때문에, 형성되는 막의 플라스마에 의한 데미지를 저감하고, 게다가, 안테나 어레이 근방에서 발생된 파티클이 직접 기판 상에 낙하하는 것이 없어, 기판이 오염되는 것을 대폭으로 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 원자층 성장 장치의 구성을 도시하는 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 안테나 어레이의 구성을 도시하는 평면 개략도이다.
도 3은 기판 상에 형성된 알루미나 막의 막 두께 균일성을 도시하는 그래프이다.
도 4는 기판 상에 형성된 알루미나 막의 막 굴절률을 도시하는 그래프이다.
도 5는 안테나 소자의 배치를 도시하는 다른 예의 단면 개념도이다.
도 6의 (A) 및 (B)는, 각각, 안테나 소자의 배치를 도시하는 또 다른 예의 단면 개념도이다.
도 7은 종래의 원자층 성장 장치의 구성을 도시하는 일례의 개략도이다.
도 8은 도 7에 도시하는 안테나 어레이의 구성을 도시하는 평면 개략도이다.
이하에, 첨부의 도면에 도시하는 호적 실시예에 기초하여, 본 발명의 원자층 성장 장치 및 박막 형성 방법을 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명의 ALD 장치의 구성을 도시하는 일 실시예의 개략도이다. 동 도에 도시하는 ALD 장치(10)는, ALD법을 적용하여, 형성하려고 하는 막을 구성하는 원소를 주성분으로 하는 2종류의 성막 가스(원료 가스, 및, 산화 가스 내지 질화 가스)를 성막 대상 기판 상으로 번갈아 공급한다. 그 때, 반응 활성을 높이기 위하여 플라스마를 생성하여 기판 상에 원자층 단위로 원료 가스의 산화막 내지 질화막을 형성한다. 상기 처리를 1사이클로 하여, 처리를 복수 사이클 반복하는 것에 의하여 소망 두께의 막을 형성한다.
ALD 장치(10)는, 성막 용기(12)와, 가스 공급부(14)와, 진공 펌프 등의 배기부(16, 17)에 의하여 구성되어 있다. 이하, 기판(42) 상에 산화막을 형성하는 경우를 예로 들어 설명하지만, 질화막의 경우도 마찬가지이다.
가스 공급부(14)는, 각각, 공급관(18a, 18b)을 통하여, 성막 용기(12)(후술하는 성막실(48))의 일방의 측벽(도 중 왼쪽 벽)에 형성된 공급 구멍(20a, 20b)에 접속되어 있다. 가스 공급부(14)는, 공급관(18a) 및 공급 구멍(20a)을 통하여, 성막실(48) 내로 원료 가스를 수평 방향으로 공급하거나, 또는, 공급관(18b) 및 공급 구멍(20b)을 통하여, 성막실(48) 내로, 예를 들어, 산소 가스나 오존 가스 등의 산화 가스를 수평 방향으로 공급한다. 원료 가스와 산화 가스의 공급은 번갈아 행하여진다.
한편, 배기부(16)는, 배기관(22)을 통하여, 성막실(48)의, 왼쪽 벽에 대향하는 측벽(도 중 오른쪽 벽)에 형성된 배기 구멍(24)에 접속되어 있다. 배기부(16)는, 배기 구멍(24) 및 배기관(22)을 통하여, 성막실(48) 내로 번갈아 공급된 원료 가스 및 산화 가스를 수평 방향으로 배기한다. 또한, 배기부(17)는, 배기관(23)을 통하여, 성막 용기(12)(후술하는 진공실(로드락실, 50)의 아래쪽 벽에 형성된 배기 구멍(25)에 접속되어 있다. 배기부(17)는, 기본적으로, 배기 구멍(25) 및 배기관(23)을 통하여 진공실(50)을 공기 빼기한다.
도시 생략하고 있지만, 공급관(18a, 18b)의 도중에는, 가스 공급부(14)와 성막실(48)의 도통(導通, 전류, 유체 등을 유도하여 흐르게 하는 것)을 제어하는 개폐 밸브(예를 들어, 전자 밸브)가 설치되고, 배기관(22, 23)의 도중에는, 각각, 배기부(16, 17)와 성막실(48) 및 진공실(50)의 도통을 제어하는 개폐 밸브가 설치되어 있다.
가스 공급부(14)로부터 성막 용기(12)의 성막실(48) 내로 가스를 공급하는 경우에는 공급관(18a, 18b)의 어느 하나의 개폐 밸브가 개방되고, 성막실(48) 내로 공급된 가스를 배기한다. 또한, 성막 용기(12)의 진공실(50)을 공기 빼기하는 경우에는 배기관(23)의 개폐 밸브가 개방된다.
성막 용기(12)는, 금속제의 중공 상자형 형상을 이루고, 접지되어 있다. 성막 용기(12)의 내부에는, 가스 공급부(14)로부터 산화 가스가 공급되는 왼쪽 벽 측에, 2개의 안테나 소자(26a, 26b)로 이루어지는 안테나 어레이(28)가 배설되고, 위쪽 벽과 아래쪽 벽의 사이의 공간에, 히터(30)를 내장하는 기판 스테이지(32)가 수평으로 배설되어 있다. 안테나 어레이(28)는, 각각의 안테나 소자(26a, 26b)에 의하여 구성되는 가상 평면이 기판 스테이지(32)와 평행하게 배설되어 있다.
안테나 어레이(28)는, 산화 가스를 이용하여 플라스마를 발생하는 것이며, 성막실(48)의 공급 구멍(20b)이 형성된 왼쪽 벽과 기판 스테이지(32)의 사이의 공간, 더 엄밀하게는, 공급 구멍(20b)이 형성된 왼쪽 벽과 기판 스테이지(32) 상에 기판(42)이 재치되는 위치의 왼쪽 벽 측의 단부와의 사이의 공간에 배설되어 있다.
다르게 말하면, 안테나 어레이(28)는, 기판 스테이지(32) 상에 기판(42)이 재치되는 위치보다도, 더 엄밀하게는, 기판 스테이지(32) 상에 기판(42)이 재치되는 위치의 단부, 즉 공급 구멍(20b)이 형성된 성막 용기(12)의 측벽 측의 단부보다도, 산화 가스의 가스 흐름 방향의 상류 측의 공간에 배설되어 있다. 덧붙여, 산화 가스는, 공급 구멍(20b)으로부터 기판 스테이지(32)를 향하여 공급되고, 나아가서는 배기 구멍(24)으로부터 배기되도록 가스 흐름이 형성된다.
즉, ALD 장치(10)에서는, 리모트 플라스마 방식과 같이, 안테나 어레이(28)에 의하여 기판(42)으로부터 떨어진 장소에서 플라스마가 발생되고, 이 플라스마에 의하여 생성되는 산소 래디컬(중성 래디컬)이 기판(42)의 전역에 걸쳐 확산된다.
안테나 어레이(28)를 이용하는 것에 의하여, 안정적으로 고밀도인 플라스마를 발생시키고, 대면적의 기판(42)에 산소 래디컬(활성인 산소)을 대략 균일하게 공급할 수 있어, ALD법에 의한 성막에서 산화 반응 활성을 높일 수 있다. 또한, 안테나 어레이(28)는, 기판(42) 상방이 아니라, 기판(42) 단부로부터 떨어진 장소에 배설되기 때문에, 형성되는 막의 플라스마에 의한 데미지를 저감하고, 게다가, 안테나 어레이(28) 근방에서 발생된 파티클이 직접 기판(42) 상에 낙하하는 것이 없어, 기판(42)이 오염되는 것을 큰폭으로 저감할 수 있다.
도 2에 상방으로부터의 평면도를 도시하는 바와 같이, 고주파 전력 공급부(34)에서 발생된 VHF(Very High Frequency)대(예를 들어, 80MHz)의 고주파 전력(고주파 전류)이 분배기(36)에서 분배되고, 임피던스 정합기(38a, 38b)를 통하여, 각각의 안테나 소자(26a, 26b)로 공급된다. 임피던스 정합기(38a, 38b)는, 고주파 전력 공급부(34)가 발생하는 고주파 전력의 주파수의 조정과 함께 이용되고, 플라스마의 생성 중에 안테나 소자(26a, 26b)의 부하의 변화에 의하여 생기는 임피던스의 부정합을 시정한다.
안테나 소자(26a, 26b)는, 예를 들어, 동, 알루미늄, 백금 등의 도전체로 이루어지는 막대상의 모노폴 안테나(안테나 본체 39a, 39b)이며, 예를 들어, 석영이나 세라믹스 등의 유전체로 이루어지는 원통 부재(40a, 40b)에 수납되어 있다. 안테나 본체(39a, 39b)를 유전체로 덮는 것에 의하여, 안테나로서의 용량과 임피던스가 조정되고, 그 긴쪽 방향을 따라 고주파 전력을 효율 좋게 전파시킬 수 있어, 안테나 소자(26a, 26b)로부터 주위에 전자파를 효율 좋게 방사시킬 수 있다.
각각의 안테나 소자(26a, 26b)는, 공급 구멍(20b)으로부터 기판 스테이지(32)를 향하여 공급되는 산화 가스의 가스 흐름 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되도록, 전기적으로 절연되어 성막 용기(12) 측벽에 장착되어 있다. 또한, 각각의 안테나 소자(26a, 26b)는, 소정의 간격, 예를 들어, 50mm 간격으로 평행하게 배설되어 있고, 인접하여 배설된 안테나 소자(26a, 26b) 사이의 급전 위치가 서로 대향하는 측벽이 되도록(급전 방향이 서로 반대 방향이 되도록) 배설되어 있다. 이것에 의하여, 전자파는 안테나 어레이(28)의 가상 평면에 걸쳐 균일하게 형성된다.
안테나 소자(26a, 26b)의 긴쪽 방향의 전계(電界) 강도는, 고주파 전력의 공급단에서 제로, 선단부(先端部, 공급단의 반대쪽 단)에서 최대로 된다. 따라서, 안테나 소자(26a, 26b)의 급전 위치가 서로 대향하는 측벽으로 되도록 배설하고, 각각의 안테나 소자(26a, 26b)에, 서로 반대 방향으로부터 고주파 전력을 공급하는 것에 의하여, 각각의 안테나 소자(26a, 26b)로부터 방사되는 전자파가 합성되어 균일한 플라스마가 형성되어, 막 두께가 균일한 막을 형성할 수 있다.
또한, 각각의 안테나 소자(26a, 26b)는, 기판 스테이지(32)의 면(기판(42)의 재치면)과 평행한 방향으로 배치되고, 복수의 안테나 소자(26a, 26b)의 배열 방향은, 기판 스테이지(32)의 재치면과 평행한 방향이다.
안테나 소자(26a, 26b)에 관하여, 예를 들어, 안테나 본체(39a, 39b)의 직경은 약 6mm, 원통 부재(40a, 40b)의 직경은 약 12mm이다. 성막실(48) 내의 압력이 20Pa 정도인 경우, 고주파 전력 공급부(34)로부터 약 1500W의 고주파 전력을 공급하면, 안테나 소자(26a, 26b)의 안테나 길이가, 고주파 전력의 파장의 (2n+1)/4배(n은 0 또는 양의 정수)로 동일한 경우에 정재파(定在波)가 생겨 공진하여, 안테나 소자(26a, 26b)의 주위에 플라스마가 발생된다.
계속하여, 기판 스테이지(32)는, 성막 용기(12)의 내벽면보다도 작은 치수의, 예를 들어 직사각형의 금속판이며, 파워 실린더 등의 승강 기구(44)에 의하여 상하로 승강된다. 성막 용기(12) 내부에는, 측벽의 내벽면으로부터 중심부를 향하여 돌출하는 돌출부(49)와 기판 스테이지(42)의 상승 위치와의 사이에 히터 스토퍼(즉, 기판 스테이지(42)의 스토퍼, 46)가 설치되어 있다. 돌출부(49)의 가장자리부 상면 및 기판 스테이지(32)의 가장자리부 상면에는, 히터 스토퍼(46)의 측면의 높이에 상당하는 L자형의 단차가 설치되어 있다.
기판 스테이지(32)가 상승되면, 히터 스토퍼(46) 하면과 기판 스테이지(32) 가장자리부 상면의 단차부가 당접(當接, 부딪는 상태로 접함)하여, 기판 스테이지(32) 상면의 높이가, 히터 스토퍼(46) 상면의 높이(즉, 돌출부(49)의 상면의 높이)와 대략 동일 높이(면일)로 되도록 위치 결정된다. 이 때, 성막 용기(12)의 내부는, 기판 스테이지(32)보다도 상측의 공간인 성막실(48)과, 기판 스테이지(32)의 하측의 공간인 진공실(50)로 분리되고, 진공실(50) 내가 배기부(17)에 의하여 공기 빼기되는 것에 의하여, 성막실(48)은 밀폐된다.
즉, 도 1에 도시하는 바와 같이, 성막실(48)의 위쪽 벽은 면일하게 형성되어 있고, 또한, 기판 스테이지(42)의 상면을 포함하는, 성막실(48)의 아래쪽 벽은, 기판(42) 상에 소정의 막을 형성할 때에 면일로 되도록 형성되어 있다. 덧붙여, 성막실(48)의 위쪽 벽을 면일하게 형성하는 것은 필수는 아니다.
한편, 기판 스테이지(32)가 하강되면, 히터 스토퍼(46) 하면과 기판 스테이지(32) 가장자리부 상면의 단차부와의 사이에는 소정 간격의 간극(51)이 생긴다. 성막실(48)로 공급된 원료 가스 등의 배기 시에 기판 스테이지(32)를 하강시키는 것에 의하여, 성막실(48) 내로 공급된 성막 가스를, 이 간극(51)으로부터, 또는, 이 간극(51) 및 배기 구멍(24)의 양방(兩方)으로부터 배기시키는 것도 가능하다. 간극(51)의 치수는 배기 구멍(24)의 치수에 비해 크기 때문에, 성막 가스를 성막실(48)로부터 고속으로 배기할 수 있다.
다음으로, ALD 장치(10)의 성막 시의 동작을 설명한다.
이하의 설명은, 세로 370mm × 가로 470mm 네모의 기판(42) 표면에 알루미나 막(Al2O3)을 형성한 경우의 일례이다.
성막 시에는, 승강 기구(44)에 의하여, 기판 스테이지(42)가 하강되고, 진공실(50) 내에 있어서 기판 스테이지(32) 상면에 기판(42)이 재치된다. 그 후, 기판 스테이지(32)는, 기판 스테이지(32) 가장자리부 상면이 히터 스토퍼(46) 하면에 당접하는 위치까지 상승되고, 배기부(17)에 의하여 진공실(50)이 공기 빼기되어 성막실(48)이 밀폐된다. 또한, 기판 스테이지(32)가 히터(30)로 가열되고, 기판 스테이지(32) 상에 재치된 기판(42)은, 성막이 종료할 때까지 소정의 온도, 예를 들어, 400℃ 정도로 보지된다.
성막실(48) 내가 배기부(16)에 의하여 수평 방향으로 공기 빼기되어, 2 ~ 3Pa 정도의 압력으로 된 후, 가스 공급부(14)로부터 성막실(48) 내에, 액체 원료로부터 가스화된 트리메틸 알루미늄((CH3)3Al)의 원료 가스가 약 1초간 수평 방향으로 공급되어, 20Pa 정도의 압력으로 된다. 이것에 의하여, 기판(42) 표면에 원료 가스 성분이 흡착된다. 덧붙여, 이 때, 안테나 소자(26)에 의하여 플라스마는 발생되지 않는다.
계속하여, 원료 가스의 공급이 정지되고, 기판(42) 표면에 흡착된 원료 가스 성분 이외의 잉여의 원료 가스가, 배기부(16)에 의하여 성막실(48)로부터 약 1초간 수평 방향으로 배기된다. 이 때, 가스 공급부(14)로부터, 공급관(18a) 및 공급 구멍(20a)을 통하여 성막실(48) 내로 퍼지(purge) 가스(불활성 가스)를 공급하면서, 배기부(16)에 의하여, 성막실(48) 내로 공급된 원료 가스를 배기하여도 무방하다.
계속하여, 가스 공급부(14)로부터 성막실(48) 내부로 산화 가스가 약 1초간 수평 방향으로 공급된다. 이 때 동시에, 고주파 전력 공급부(34)로부터 각각의 안테나 소자(26a, 26b)로 약 1500W의 고주파 전력이 공급된다. 이것에 의하여, 각각의 안테나 소자(26a, 26b)의 주위에 산화 가스에 의하여 생긴 플라스마가 발생된다. 이 플라스마에 의하여 산소 래디컬이 생성된다. 이 플라스마의 산소 래디컬은 기판의 일방의 끝으로부터 타방의 끝을 향하여 흐른다. 산소 래디컬은 기판(42) 표면의 전역으로 확산되고, 기판(42) 표면에 흡착된 원료 가스 성분이 산화되어 알루미나 막이 형성된다.
그 후, 산화 가스의 공급 및 안테나 소자(26a, 26b)로의 고주파 전력의 공급(즉, 플라스마의 발생)이 정지되고, 산화에 기여하지 않는 잉여의 산화 가스나 반응 생성물이 배기부(16)에 의하여 성막실(48)로부터 약 1초간 수평 방향으로 배기된다. 이 때, 가스 공급부(14)로부터, 공급관(18b) 및 공급 구멍(20b)을 통하여 성막실(48) 내로 퍼지 가스를 공급하면서, 배기부(16)에 의하여, 성막실(48) 내로 공급된 산화 가스를 배기하여도 무방하다.
이상과 같이, 원료 가스의 공급→잉여 원료 가스의 배기→산화 가스의 공급→잉여 산화 가스의 배기로 이루어지는 일련의 공정에 의하여, 기판(42) 상에 알루미나 막이 원자층 단위로 형성된다. 이 공정을 수회 반복하는 것에 의하여, 기판(42) 상에 소정 막 두께의 알루미나 막이 형성된다.
다음으로, 상기 공정을 거쳐 형성된 알루미나 막의 막 두께 균일성과, 형성된 알루미나 막의 막질의 평가 기준의 하나로 되는 막 굴절률에 관하여 설명한다.
도 3은, 상기 공정을 거쳐, 세로 370mm × 가로 470mm 네모의 기판(42) 상에 형성된 알루미나 막의 막 두께 균일성을 도시하는 그래프, 도 4는, 동 알루미나 막의 막 굴절률을 도시하는 그래프이다. 도 3 중의 횡 방향의 변의 길이가 470mm, 종 방향의 변의 길이가 370mm이다. 이들 그래프는, 기판(42)을 상방에서 평면으로부터 보았을 때의 막 두께 균일성과 막 굴절률을 나타낸다. 도 중, 좌측이 가스 공급 측(상류 측)이며, 우측이 가스 배기 측(하류 측)이다. 또한, 상측이 도 1에 있어서의 지면 안쪽이며, 하측이 가장 앞쪽이다.
도 3의 그래프에 도시하는 바와 같이, 기판 표면의 막 두께는, 93 ~ 98nm이며, 기판(42) 상의 25점(도 중, 격자상으로 묘화한 선의 교점 및 기판(42)의 네 모퉁이의 점)의 평균 막 두께는 96nm였다. 막 두께 분포는, 약 ±2.1%이며, 충분한 막 두께 균일성이 얻어져 있는 것을 알았다.
또한, 도 4의 그래프에 도시하는 바와 같이, 알루미나 막의 막 굴절률(알루미나 막과 기판(42) 표면과의 계면에 있어서의 굴절률)은, 1.61 ~ 1.64이며, 기판(42) 상의 25점의 평균 막 굴절률은 약 1.626이었다. 굴절률 분포는, 약 ±0.5%이며, 이쪽도 충분한 막 굴절률이 얻어져 있다, 바꾸어 말하면, 충분한 막질이 얻어져 있는 것을 알았다.
이상의 결과로부터, ALD 장치(10)에 의하여 기판(42) 상에 형성된 알루미나 막은, 막 두께 균일성 및 막 굴절률(즉, 막질)과 함께 충분히 뛰어난 막인 것을 실증할 수 있었다.
덧붙여, 본 발명에 있어서 형성하는 막은 전혀 한정되지 않는다. 또한, 원료 가스는, 형성하는 막에 따라 적의 결정해야 하는 것이다. 원료 가스는, 성막 용기의 측벽 측으로부터 기판으로 공급하여도 무방하고, 위쪽 벽 측으로부터 샤워 헤드를 통하여 기판으로 공급하여도 무방하다. 한편, 원료 가스의 배기는, 성막 용기의 측벽 측으로부터 배기하여도 무방하고, 아래쪽 벽 측으로부터 배기하여도 무방하며, 측벽 측 및 아래쪽 벽 측의 양방으로부터 배기하는 구성으로 하여도 무방하다.
예를 들어, 기판 상에 산화막을 형성하는 경우, 반응 가스의 하나로서 O를 포함하는 산화 가스가 이용되고, 질화막을 형성하는 경우, 반응 가스의 하나로서 N을 포함하는 질화 가스가 이용된다. 원료 가스는, 산화막을 형성하는 경우, 형성하는 산화막을 구성하는 원소 중, O 이외의 원소를 주성분으로 하는 반응 가스이다. 또한, 원료 가스는, 질화막을 형성하는 경우, 형성하는 질화막을 구성하는 원소 중, N 이외의 원소를 주성분으로 하는 반응 가스이다.
또한, 기판 상에 막을 형성하는 경우, 성막 용기 내의 압력, 온도, 처리 시간, 가스 유량 등은, 형성하는 막의 막 종류, 성막 용기 및 기판의 치수 등에 따라 적의 결정해야 하는 것이며, 상기 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 성막 용기 및 기판 스테이지의 재질, 형상, 치수도 전혀 한정되지 않는다.
안테나 어레이는, 가스 공급부로부터 산화 가스가 수평 방향으로 공급되는 성막 용기의 측벽과, 기판 스테이지 상에 기판이 재치되는 위치의, 산화 가스가 공급되는 성막 용기의 측벽 측의 단부와의 사이의 공간에 설치한다. 안테나 소자의 갯수에 제한은 없지만, 발생되는 플라스마의 균일성을 고려하여, 인접하는 안테나 소자 사이에서 급전 위치가 서로 대향하는 측벽으로 되도록 배설하는 것이 바람직하다. 또한, 안테나 소자의 배치, 치수 등도 특별히 제한은 없다.
예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, 복수의 안테나 소자의 각각을 수평 방향으로 일행으로 배치하여도 무방하고, 도 5에 도시하는 바와 같이, 수직 방향으로 일렬로 배설하여도 무방하다. 또한, 도 6의 (A)에 도시하는 바와 같이, 안테나 소자의 각각을 수평 방향으로 2행 이상으로 나누어 배치하여도 무방하고, 도 6의 (B)에 도시하는 바와 같이, 수직 방향으로 2열 이상으로 나누어 배치하여도 무방하다. 이 때, 인접하는 안테나 소자의 행 또는 열은, 안테나 소자의 위치가 서로 다르게 되도록 배치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 ALD 장치에서는, 예를 들어, 성막실 내로 산화 가스를 수평으로 공급하고, 안테나 어레이로 플라스마를 발생시켜 산소 래디컬을 얻는다. 한편, 원료 가스를 성막실 내로 공급할 때에는 플라스마를 발생시키지 않는다. 그 때문에, 원료 가스는, 성막 용기의 위쪽 벽 측으로부터 수직 방향으로 공급하는 구성으로 하여도 무방하다. 이 경우, 성막 용기의 위쪽 벽과 기판 스테이지와의 사이의 공간에 샤워 헤드를 설치하고, 원료 가스를 균등하게 확산시키는 것과 함께, 원료 가스가 기판에 직접 뿜어지지 않도록(닿지 않게) 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 ALD 장치에 있어서, 승강 기구(44) 및 진공실(50)은 필수의 구성 요소는 아니다. 승강 기구(44)와 진공실(50)이 없는 경우의, 본 발명의 ALD 장치의 구성은, 예를 들어, 도 7 및 도 8에 도시하는 종래의 ALD 장치(50)에 있어서, 안테나 어레이(28)의 배치를, 기판 스테이지(32)의 상방으로부터, 성막 용기(12)의 측벽과 기판 스테이지(32)와의 사이의 공간에 이동시킨 구조로 된다. 이 경우, 성막 용기(12)는 성막실(48)로 된다.
본 발명은, 기본적으로 이상과 같은 것이다.
이상, 본 발명의 원자층 성장 장치 및 박막 형성 방법에 관하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 여러 가지의 개량이나 변경을 하여도 무방한 것은 물론이다.
10, 50: 원자층 성장 장치(ALD 장치) 12: 성막 용기
14: 가스 공급부 16, 17: 배기부
18a, 18b: 공급관 20a, 20b: 공급 구멍
22, 23: 배기관 24, 25: 배기 구멍
26, 26a, 26b: 안테나 소자 28: 안테나 어레이
30: 히터 32: 기판 스테이지
34: 고주파 전력 공급부 36: 분배기
38, 38a, 38b: 임피던스 정합기 39, 39a, 39b: 안테나 본체
40, 40a, 40b: 원통 부재 42: 성막 대상 기판(기판)
44: 승강 기구 46: 히터 스토퍼
48: 성막실 49: 돌출부
50: 진공실 51: 간극

Claims (7)

  1. 기판 상에 박막을 형성하는 원자층 성장 장치이고,
    막대상(狀)의 안테나 본체가 유전체로 피복되어 형성된 복수의 안테나 소자가 평행하게 배설(配設)되어 구성되고, 산화 가스를 이용하여 플라스마를 발생하는 안테나 어레이와, 상기 기판이 재치(載置)되는 기판 스테이지가 배설된 성막 용기와,
    상기 기판 상에 소정의 막을 형성할 때에, 상기 성막 용기의 측벽에 형성된 공급 구멍으로부터 상기 성막 용기 내의 성막실로, 상기 기판 스테이지를 향하여 원료 가스 및 산화 가스를 번갈아 공급하는 가스 공급부와,
    상기 성막 용기의 상기 성막실로 번갈아 공급된 원료 가스 및 산화 가스를 배기하는 제1 배기부를 구비하고,
    당해 안테나 어레이는, 상기 기판 스테이지 상에 상기 기판이 재치되는 위치보다도, 상기 공급 구멍으로부터 상기 기판 스테이지를 향하여 공급되는 산화 가스의 가스 흐름 방향의 상류 측의 공간에 배설되고,
    상기 기판 스테이지는, 상기 기판 스테이지의 상면에 대하여 수직 방향으로 이동 가능하고,
    상기 성막 용기의 측벽으로부터 돌출한 돌출부의 상기 성막실을 구획하는 면에는, 스토퍼 부재가 설치되고,
    상기 산화 가스가 상기 성막실에 공급될 때, 상기 기판 스테이지의 상면과 상기 성막실을 구획하는 상기 돌출부의 상기 면과의 사이에 설치되는 간극이고, 상기 성막실의 하방향에 설치되고 제2 배기부와 접속된 진공실과 상기 성막실을 연통하는 간극을, 상기 스토퍼 부재가 상기 기판 스테이지의 가장자리에 설치된 단차와 당접하는 것에 의하여 폐색하도록 구성되어 있는, 것을 특징으로 하는 원자층 성장 장치.
  2. 기판 상에 박막을 형성하는 원자층 성장 장치이고,
    막대상의 안테나 본체가 유전체로 피복되어 형성된 복수의 안테나 소자가 평행하게 배설되어 구성되고, 질화 가스를 이용하여 플라스마를 발생하는 안테나 어레이와, 상기 기판이 재치되는 기판 스테이지가 배설된 성막 용기와,
    상기 기판 상에 소정의 막을 형성할 때에, 상기 성막 용기의 측벽에 형성된 공급 구멍으로부터 상기 성막 용기 내의 성막실로, 상기 기판 스테이지를 향하여 원료 가스 및 질화 가스를 번갈아 공급하는 가스 공급부와,
    상기 성막 용기의 상기 성막실로 번갈아 공급된 원료 가스 및 질화 가스를 배기하는 제1 배기부를 구비하고,
    당해 안테나 어레이는, 상기 기판 스테이지 상에 상기 기판이 재치되는 위치보다도, 상기 공급 구멍으로부터 상기 기판 스테이지를 향하여 공급되는 질화 가스의 가스 흐름 방향의 상류 측의 공간에 배설되고,
    상기 기판 스테이지는, 상기 기판 스테이지의 상면에 대하여 수직 방향으로 이동 가능하고,
    상기 성막 용기의 측벽으로부터 돌출한 돌출부의 상기 성막실을 구획하는 면에는, 스토퍼 부재가 설치되고,
    상기 질화 가스가 상기 성막실에 공급될 때, 상기 기판 스테이지의 상면과 상기 성막실을 구획하는 상기 돌출부의 상기 면과의 사이에 설치되는 간극이고, 상기 성막실의 하방향에 설치되고 제2 배기부와 접속된 진공실과 상기 성막실을 연통하는 간극을, 상기 스토퍼 부재가, 상기 기판 스테이지의 가장자리에 설치된 단차와 당접하는 것에 의하여 폐색하도록 구성되어 있는, 것을 특징으로 하는 원자층 성장 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 안테나 소자의 각각은, 상기 기판 스테이지의 면과 평행한 방향으로 배치되고, 상기 복수의 안테나 소자의 배열 방향은, 상기 기판 스테이지의 면과 평행한 방향인 것을 특징으로 하는 원자층 성장 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 안테나 소자의 각각은, 상기 기판 스테이지의 면과 평행한 방향으로 배치되고, 상기 복수의 안테나 소자의 배열 방향은, 상기 기판 스테이지의 면과 수직인 방향인 것을 특징으로 하는 원자층 성장 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 돌출부의 상기 성막실을 구획하는 상기 면과, 상기 기판 스테이지의 상면은, 상기 기판 상에 소정의 막을 형성할 때에, 단차가 생기지 않도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원자층 성장 장치.
  6. 성막 용기 내에서 기판 상에 박막을 형성하는 박막 형성 방법이고,
    상기 성막 용기의 성막실 내로 원료 가스를 공급하여 기판 상에 원료 가스 성분을 흡착시키는 스텝과,
    상기 성막 용기의 상기 성막실로부터 상기 원료 가스를 배기하는 스텝과,
    상기 성막 용기의 상기 성막실 내로 산화 가스를 기판을 향하여 공급하는 것과 함께, 막대상의 안테나 본체가 유전체로 피복되어 형성된 복수의 안테나 소자가 평행하게 배설되어 구성된 안테나 어레이로 급전(給電)하는 것에 의하여, 상기 산화 가스를 이용하여 플라스마를 발생시켜 활성인 산소를 생성하고, 이 활성인 산소를 기판의 일방(一方)의 끝으로부터 타방(他方)의 끝을 향하여 흐르게 하고, 이 활성인 산소를 이용하여 기판에 흡착된 원료 가스 성분을 산화시키는 스텝과,
    상기 산화 가스를 상기 성막 용기의 상기 성막실로부터 배기하는 스텝,을 가지고,
    상기 성막 용기의 측벽으로부터 돌출한 돌출부의 상기 성막실을 구획하는 면에는, 스토퍼 부재가 설치되고,
    상기 산화 가스가 상기 성막실에 공급될 때, 상기 기판 스테이지의 상면과 상기 성막실을 구획하는 상기 돌출부의 상기 면과의 사이에 설치되는 간극이고, 상기 성막실의 하방향에 설치되고 제2 배기부와 접속된 진공실과 상기 성막실을 연통하는 간극은, 이동 가능한 상기 기판 스테이지의 가장자리에 설치된 단차가 상기 스토퍼 부재와 당접하는 것에 의하여, 폐색되는, 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법
  7. 성막 용기 내에서 기판 상에 박막을 형성하는 박막 형성 방법이고,
    상기 성막 용기의 성막실 내로 원료 가스를 공급하여 기판 상에 원료 가스 성분을 흡착시키는 스텝과,
    상기 성막 용기의 성막실로부터 상기 원료 가스를 배기하는 스텝과,
    상기 성막 용기의 성막실 내로 질화 가스를 기판의 방향을 향하여 공급하는 것과 함께, 막대상의 안테나 본체가 유전체로 피복되어 형성된 복수의 안테나 소자가 평행하게 배설되어 구성된 안테나 어레이로 급전하는 것에 의하여, 상기 질화 가스를 이용하여 플라스마를 발생시켜 활성인 질소를 생성하고, 이 활성인 질소를 기판의 일방의 끝으로부터 타방의 끝을 향하여 흐르게 하고, 이 활성인 질소를 이용하여 기판에 흡착된 원료 가스 성분을 질화시키는 스텝과,
    상기 질화 가스를 상기 성막 용기의 성막실로부터 배기하는 스텝,을 가지고,
    상기 성막 용기의 측벽으로부터 돌출한 돌출부의 상기 성막실을 구획하는 면에는, 스토퍼 부재가 설치되고,
    상기 질화 가스가 상기 성막실에 공급될 때, 상기 기판 스테이지의 상면과 상기 성막실을 구획하는 상기 돌출부의 상기 면과의 사이에 설치되는 간극이고, 상기 성막실의 하방향에 설치되고 제2 배기부와 접속된 진공실과 상기 성막실을 연통하는 간극은, 이동 가능한 상기 기판 스테이지의 가장자리에 설치된 단차가 상기 스토퍼 부재와 당접하는 것에 의하여, 폐색되는, 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
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