KR101536805B1 - 성막 장치, 성막 방법 및 기억 매체 - Google Patents

성막 장치, 성막 방법 및 기억 매체 Download PDF

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Abstract

2개의 플라즈마 발생부를 회전 테이블의 회전 방향으로 서로 이격시켜 설치하는 동시에, 이들 플라즈마 발생부와 웨이퍼 사이에 패러데이 실드를 각각 배치한다. 그리고 각각의 플라즈마 발생부에 있어서의 안테나와 직교하는 방향으로 신장되는 슬릿을 각각의 패러데이 실드에 형성하여, 각각의 안테나에 있어서 발생하는 전자계 중 전계에 대해서는 차단하고, 한편 자계에 대해서는 웨이퍼측으로 통과시킨다.

Description

성막 장치, 성막 방법 및 기억 매체{FILM FORMING APPARATUS, FILM FORMING METHOD AND RECORDING MEDIUM}
본 출원은, 2011년 9월 5일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2011-193046호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 일본 특허 출원 제2011-193046호의 전체 내용을 여기에 원용한다.
본 발명은, 서로 반응하는 처리 가스를 차례로 공급하여 기판의 표면에 반응 생성물을 적층하는 동시에 기판에 대해 플라즈마 처리를 행하는 성막 장치, 성막 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 등의 기판(이하,「웨이퍼」라 함)에 대해, 예를 들어 실리콘 산화막(SiO2) 등의 박막의 성막을 행하는 방법 중 하나로서, 서로 반응하는 복수 종류의 처리 가스(반응 가스)를 웨이퍼의 표면에 차례로 공급하여 반응 생성물을 적층하는 ALD(Atomic Layer Deposition)법을 들 수 있다. 이 ALD법을 사용하여 성막 처리를 행하는 성막 장치로서는, 예를 들어 일본 특허 출원 공개 제2010-239102호에 기재되어 있는 바와 같이, 진공 용기 내에 설치된 회전 테이블 상에 복수매의 웨이퍼를 주위 방향으로 배열하는 동시에, 예를 들어 회전 테이블에 대향하도록 배치된 복수의 가스 공급부에 대해 회전 테이블을 상대적으로 회전시킴으로써, 이들 웨이퍼에 대해 각 처리 가스를 차례로 공급하는 장치가 알려져 있다.
그런데, ALD법에서는, 통상의 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 비해, 웨이퍼의 가열 온도(성막 온도)가 예를 들어 300℃ 정도로 낮다. 그로 인해, 상기 처리 가스 중 하나가, 예를 들어 NH3(암모니아) 가스 등인 경우에는, 반응 생성물이 생성되는 정도까지 이 NH3 가스를 활성화할 수 없는 경우가 있다. 또한, 예를 들어 처리 가스 중에 포함되어 있는 유기물 등이 박막 중에 불순물로서 도입되어 버리는 경우가 있다. 따라서, 일본 특허 출원 공개 제2011-40574호에 개시되어 있는 바와 같이, 처리 가스를 활성화시키기 위해, 혹은 박막 중으로부터 불순물을 저감시키기 위해, 박막의 성막과 함께 플라즈마 처리를 행하는 기술이 알려져 있다.
이때, 웨이퍼의 내부에 배선 구조가 형성되어 있는 경우에는, 플라즈마에 의해 당해 배선 구조에 대해 전기적으로 손상을 미칠 우려가 있다. 한편, 웨이퍼에 대한 플라즈마 손상을 억제하기 위해 플라스마원을 웨이퍼로부터 이격시키면, 성막 처리를 행하는 압력 조건에서는 플라즈마 중의 이온이나 라디컬 등의 활성종이 활성을 잃기 쉽기 때문에, 활성종이 웨이퍼에 도달하기 어렵게 되어 양호한 플라즈마 처리가 행해지지 않게 되어 버릴 우려가 있다.
그런데, 예를 들어 상단부측의 개구 직경보다도 하단부측의 개구 직경의 쪽이 넓어지는 역(逆)테이퍼 형상의 오목부에 대해 박막을 매립하려고 하면, 당해 오목부 내에 공극이 발생해 버리거나, 혹은 이 박막 중에 불순물이 도입되어 버린다.
미국 특허 공보 제7,153,542호, 특허 제3,144,664호 공보 및 미국 특허 공보 제6,869,641호에는, ALD법에 의해 박막을 성막하는 장치에 대해 기재되어 있지만, 상술한 과제에 대해서는 기재되어 있지 않다.
본 발명은 이러한 사정에 비추어 이루어진 것이며, 그 목적은, 서로 반응하는 처리 가스를 차례로 공급하여 기판의 표면에 반응 생성물을 적층하는 동시에 기판에 대해 플라즈마 처리를 행하는 데 있어서, 기판에 대한 플라즈마 손상을 억제할 수 있는 성막 장치, 성막 방법 및 기억 매체를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 형태에 의한 성막 장치는,
진공 용기 내에서 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스를 차례로 공급하는 사이클을 복수회 행하여 기판에 성막 처리를 행하는 성막 장치에 있어서,
기판을 적재하는 기판 적재 영역이 그 일면측에 형성되고, 상기 진공 용기 내에서 상기 기판 적재 영역을 공전시키기 위한 회전 테이블과,
이 회전 테이블의 주위 방향으로 서로 분리 영역을 사이에 두고 이격된 영역에 각각 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스를 공급하는 제1 처리 가스 공급부 및 제2 처리 가스 공급부와,
상기 진공 용기 내에 주 플라즈마 발생용 가스 및 보조 플라즈마 발생용 가스를 각각 공급하기 위한 주 플라즈마 발생 가스 공급부 및 보조 플라즈마 발생 가스 공급부와,
상기 회전 테이블의 주위 방향으로 서로 이격되도록 설치되고, 주 플라즈마 발생용 가스 및 보조 플라즈마 발생용 가스를 각각 플라즈마화하기 위한 주 플라즈마 발생부 및 보조 플라즈마 발생부를 구비하고,
상기 주 플라즈마 발생부는,
상기 진공 용기 내에서 주 플라즈마 발생용 가스를 유도 결합에 의해 플라즈마화하도록, 상기 회전 테이블의 일면측에 대향하여 설치된 안테나와,
상기 안테나와 플라즈마 처리를 행하는 영역 사이에 개재되어 설치되고, 상기 안테나의 주위에 발생한 전자계에 있어서의 전계 성분의 통과를 저지하는 동시에 자계를 기판측으로 통과시키기 위해, 상기 안테나와 각각 직교하는 방향으로 신장되는 슬릿이 당해 안테나가 신장되는 방향으로 다수 배열된 도전성의 판 형상체로 이루어지는, 접지된 패러데이 실드(Faraday shield)를 갖는다.
본 발명의 다른 형태에 의한 성막 방법은,
진공 용기 내에서 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스를 차례로 공급하는 사이클을 복수회 행하여 기판에 성막 처리를 행하는 성막 방법에 있어서,
진공 용기 내에 설치된 회전 테이블의 일면측의 기판 적재 영역에 기판을 적재하는 동시에, 이 기판 적재 영역을 공전시키는 공정과,
이어서, 상기 회전 테이블의 주위 방향으로 서로 분리 영역을 사이에 두고 이격된 영역에 각각 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스를 공급하는 공정과,
상기 진공 용기 내에 주 플라즈마 발생용 가스 및 보조 플라즈마 발생용 가스를 각각 공급하는 공정과,
주 플라즈마 발생용 가스를 유도 결합에 의해 플라즈마화하기 위해, 상기 회전 테이블의 일면측에 대향하여 설치된 주 플라즈마 발생부의 안테나에 대해 고주파 전력을 공급하는 공정과,
상기 안테나와 플라즈마 처리를 행하는 영역 사이에 개재되어 설치되고, 상기 안테나와 각각 직교하는 방향으로 신장되는 슬릿이 당해 안테나가 신장되는 방향으로 다수 배열된 도전성의 판 형상체로 이루어지는, 접지된 패러데이 실드에 의해, 상기 안테나의 주위에 발생한 전자계에 있어서의 전계 성분의 통과를 저지하는 동시에 자계를 기판측으로 통과시키는 공정과,
상기 주 플라즈마 발생부에 대해 회전 테이블의 주위 방향으로 이격된 위치에 설치된 보조 플라즈마 발생부에 있어서, 보조 플라즈마 발생용 가스를 플라즈마화하는 공정을 포함한다.
본 발명의 다른 형태에 의한 기억 매체는,
진공 용기 내에서 복수 종류의 처리 가스를 차례로 기판에 공급하는 사이클을 복수회 반복하여 박막을 형성하는 성막 장치에 사용되고, 이하의 공정을 상기 성막 장치에 실행시키는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체이며,
진공 용기 내에 설치된 회전 테이블의 일면측의 기판 적재 영역에 기판을 적재하는 동시에, 이 기판 적재 영역을 공전시키고,
이어서, 상기 회전 테이블의 주위 방향으로 서로 분리 영역을 사이에 두고 이격된 영역에 각각 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스를 공급하고,
상기 진공 용기 내에 주 플라즈마 발생용 가스 및 보조 플라즈마 발생용 가스를 각각 공급하고,
주 플라즈마 발생용 가스를 유도 결합에 의해 플라즈마화하기 위해, 상기 회전 테이블의 일면측에 대향하여 설치된 주 플라즈마 발생부의 안테나에 대해 고주파 전력을 공급하고,
상기 안테나와 플라즈마 처리를 행하는 영역 사이에 개재되어 설치되고, 상기 안테나와 각각 직교하는 방향으로 신장되는 슬릿이 당해 안테나가 신장되는 방향으로 다수 배열된 도전성의 판 형상체로 이루어지는, 접지된 패러데이 실드에 의해, 상기 안테나의 주위에 발생한 전자계에 있어서의 전계 성분의 통과를 저지하는 동시에 자계를 기판측으로 통과시키고,
상기 주 플라즈마 발생부에 대해 회전 테이블의 주위 방향으로 이격된 위치에 설치된 보조 플라즈마 발생부에 있어서, 보조 플라즈마 발생용 가스를 플라즈마화한다.
또한 본 발명의 목적과 이점은, 일부는 명세서에 기재되고, 일부는 명세서로부터 자명하다. 본 발명의 목적과 이점은 첨부한 클레임에서 특히 지적되는 요소와 그 조합에 의해 실현되어 달성된다. 상기한 일반적인 기재와 하기하는 상세한 설명은 예시로서 설명하는 것이며, 클레임을 한정적으로 하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 성막 장치의 일례를 도시하는 종단면도.
도 2는 상기 성막 장치의 횡단 단면도.
도 3은 상기 성막 장치의 횡단 평면도.
도 4는 상기 성막 장치의 내부의 일부를 도시하는 분해 사시도.
도 5는 상기 성막 장치의 내부의 일부를 도시하는 종단면도.
도 6은 상기 성막 장치의 내부의 일부를 도시하는 사시도.
도 7은 상기 성막 장치의 내부의 일부를 도시하는 종단면도.
도 8은 상기 성막 장치의 내부의 일부를 도시하는 평면도.
도 9는 상기 성막 장치의 패러데이 실드의 일부를 도시하는 사시도.
도 10은 상기 성막 장치의 사이드 링을 도시하는 분해 사시도.
도 11은 상기 성막 장치의 래비린스 구조부의 일부를 도시하는 종단면도.
도 12는 상기 성막 장치에 있어서의 가스의 흐름을 도시하는 모식도.
도 13은 상기 성막 장치에 있어서의 플라즈마의 발생의 모습을 도시하는 모식도.
도 14는 상기 성막 장치에 있어서 기판에 박막이 성막되는 모습을 도시하는 모식도.
도 15는 상기 성막 장치의 다른 예를 도시하는 횡단 평면도.
도 16은 상기 다른 예에 있어서 기판에 박막이 성막되는 모습을 도시하는 모식도.
도 17은 상기 성막 장치의 또 다른 예의 일부를 도시하는 사시도.
도 18은 상기 또 다른 예의 일부를 도시하는 평면도.
도 19는 상기 성막 장치의 다른 예의 일부를 도시하는 평면도.
도 20은 상기 성막 장치의 다른 예의 일부를 도시하는 평면도.
도 21은 상기 성막 장치의 다른 예의 일부를 도시하는 종단면도.
도 22는 상기 성막 장치의 다른 예의 일부를 도시하는 종단면도.
도 23은 상기 성막 장치의 다른 예의 일부를 도시하는 사시도.
도 24는 상기 성막 장치의 또 다른 예의 일부를 도시하는 사시도.
도 25는 상기 또 다른 예의 일부를 도시하는 사시도.
도 26은 상기 또 다른 예의 일부를 도시하는 종단면도.
본 발명의 실시 형태의 성막 장치의 일례에 대해, 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명한다. 이 성막 장치는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 평면 형상이 대략 원형인 진공 용기(1)와, 이 진공 용기(1) 내에 설치되고, 당해 진공 용기(1)의 중심에 회전 중심을 갖는 회전 테이블(2)을 구비하고 있다. 그리고 이 성막 장치에서는, 이후에 상세하게 서술하는 바와 같이, ALD법에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 반응 생성물을 적층하여 박막을 성막하는 동시에, 이 박막의 성막 도중에 있어서 웨이퍼(W)에 대해 플라즈마 처리를 행하도록 구성되어 있다. 이때, 플라즈마 처리를 행하는 데 있어서, 플라즈마에 의해 전기적인 손상이 웨이퍼(W)에 가해지지 않도록, 혹은 상기 손상이 가능한 한 작아지도록, 상기 성막 장치가 구성되어 있다. 계속해서, 성막 장치의 각 부에 대해 상세하게 서술한다.
진공 용기(1)는, 천장판(11) 및 용기 본체(12)를 구비하고 있고, 천장판(11)이 용기 본체(12)로부터 착탈될 수 있도록 구성되어 있다. 천장판(11)의 상면측에 있어서의 중앙부에는, 진공 용기(1) 내의 중심부 영역 C에 있어서 서로 다른 처리 가스끼리가 혼합되는 것을 억제하기 위해, N2(질소) 가스를 분리 가스로서 공급하기 위한 분리 가스 공급관(51)이 접속되어 있다. 도 1 중 부호 13은, 용기 본체(12)의 상면의 주연부에 링 형상으로 설치된 시일 부재, 예를 들어 O링이다.
회전 테이블(2)은, 중심부에서 개략 원통 형상의 코어부(21)에 고정되어 있고, 이 코어부(21)의 하면에 접속되는 동시에 연직 방향으로 신장되는 회전축(22)에 의해, 연직축 방향, 이 예에서는 시계 방향으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 도 1 중 부호 23은, 회전축(22)을 연직축 방향으로 회전시키는 구동부이고, 20은 회전축(22) 및 구동부(23)를 수납하는 케이스체이다. 이 케이스체(20)는, 상면측의 플랜지 부분이 진공 용기(1)의 저면부(14)의 하면에 기밀하게 장착되어 있다. 또한, 이 케이스체(20)에는, 회전 테이블(2)의 하방 영역에 N2 가스를 퍼지 가스로서 공급하기 위한 퍼지 가스 공급관(72)이 접속되어 있다. 진공 용기(1)의 저면부(14)에 있어서의 코어부(21)의 외주측은, 회전 테이블(2)에 하방측으로부터 근접하도록 링 형상으로 형성되어 돌출부(12a)를 이루고 있다.
회전 테이블(2)의 표면부에는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 회전 방향(주위 방향)을 따라 복수매, 예를 들어 5매의 기판인 웨이퍼(W)를 적재하기 위한 원 형상의 오목부(24)가 기판 적재 영역으로서 형성되어 있다. 오목부(24)는, 웨이퍼(W)를 당해 오목부(24)에 낙하시키면(수납하면), 웨이퍼(W)의 표면과 회전 테이블(2)의 표면[웨이퍼(W)가 적재되지 않는 영역]이 일치하도록 직경 치수 및 깊이 치수가 설정되어 있다. 오목부(24)의 저면에는, 웨이퍼(W)를 하방측으로부터 밀어올려 승강시키기 위한, 예를 들어 후술하는 3개의 승강 핀이 관통하는 관통 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)에 있어서의 오목부(24)의 통과 영역과 각각 대향하는 위치에는, 각각 예를 들어 석영으로 이루어지는 5개의 노즐(31, 32, 34, 41, 42)이 진공 용기(1)의 주위 방향[회전 테이블(2)의 회전 방향]으로 서로 간격을 두고 방사상으로 배치되어 있다. 이들 각 노즐(31, 32, 34, 41, 42)은, 예를 들어 진공 용기(1)의 외주벽으로부터 중심부 영역 C를 향해 웨이퍼(W)에 대향하여 수평하게 신장되도록 각각 장착되어 있다. 이 예에서는, 후술하는 반송구(15)로부터 보아 시계 방향[회전 테이블(2)의 회전 방향]으로 보조 플라즈마 발생용 가스 노즐(34), 분리 가스 노즐(41), 제1 처리 가스 노즐(31), 분리 가스 노즐(42) 및 제2 처리 가스 노즐을 겸용하는 주 플라즈마 발생용 가스 노즐(32)이 이 순서로 배열되어 있다. 플라즈마 발생용 가스 노즐(32, 34)의 상방측에는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 발생용 가스 노즐(32, 34)로부터 각각 토출되는 가스를 플라즈마화하기 위해, 플라즈마 발생부(81, 82)가 각각 설치되어 있다. 이들 플라즈마 발생부(81, 82)에 대해서는 이후에 상세하게 서술한다. 또한, 도 2는 플라즈마 발생용 가스 노즐(32, 34)이 보이도록 플라즈마 발생부(81, 82) 및 후술하는 하우징(90)을 제거한 상태, 도 3은 이들 플라즈마 발생부(81, 82) 및 하우징(90)을 장착한 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 1은 도 2에 있어서의 A-A선에서 절단한 종단면을 도시하고 있다.
도 2에 있어서, 제1 처리 가스 노즐(31)은 제1 처리 가스 공급부를 이루고, 주 플라즈마 발생용 가스 노즐(32)은 제2 처리 가스 공급부 및 주 플라즈마 발생용 가스 공급부를 이루고 있다. 보조 플라즈마 발생용 가스 노즐(34)은, 보조 플라즈마 발생용 가스 공급부를 이루고 있다. 또한, 분리 가스 노즐(41, 42)은, 각각 분리 가스 공급부를 이루고 있다. 또한, 도 1에서는, 플라즈마 발생부(81)에 대해, 모식적으로 1점 쇄선으로 나타내고 있다.
각 노즐(31, 32, 34, 41, 42)은, 유량 조정 밸브를 통해 각각 이하의 각 가스 공급원(도시하지 않음)에 각각 접속되어 있다. 즉, 제1 처리 가스 노즐(31)은, Si(실리콘)를 포함하는 제1 처리 가스, 예를 들어 DCS(디클로로실란) 가스 등의 공급원에 접속되어 있다. 주 플라즈마 발생용 가스 노즐(32)은, 제2 처리 가스 및 주 플라즈마 발생용 가스인, 예를 들어 NH3(암모니아) 가스의 공급원에 접속되어 있다. 보조 플라즈마 발생용 가스 노즐(34)은, 예를 들어 Ar(아르곤) 가스 H2(수소) 가스의 혼합 가스로 이루어지는 보조 플라즈마 발생용 가스의 공급원에 접속되어 있다. 분리 가스 노즐(41, 42)은, 분리 가스인 N2(질소) 가스의 공급원에 각각 접속되어 있다. 또한, NH3 가스와 함께, 주 플라즈마 발생용 가스의 일부로 되는 Ar 가스를 공급해도 된다.
가스 노즐(31, 32, 34, 41, 42)의 하면측에는, 도 5 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)의 반경 방향을 따라 복수 개소에 가스 토출 구멍(33)이 예를 들어 등간격으로 형성되어 있다. 플라즈마 발생용 가스 노즐(32, 34)의 외주면에는, 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측 또한 하방측(경사 하방)을 각각 향하도록, 당해 플라즈마 발생용 가스 노즐(32, 34)의 길이 방향을 따라 가스 토출 구멍(33)이 복수 개소에, 예를 들어 등간격으로 형성되어 있다. 이와 같이 플라즈마 발생용 가스 노즐(32, 34)의 가스 토출 구멍(33)의 방향을 설정한 이유에 대해서는, 이후에 설명한다. 이들 각 노즐(31, 32, 34, 41, 42)은, 당해 노즐(31, 32, 34, 41, 42)의 하단부 테두리와 회전 테이블(2)의 상면의 이격 거리가, 예를 들어 1 내지 5㎜ 정도로 되도록 배치되어 있다.
처리 가스 노즐(31)의 하방 영역은, Si 함유 가스를 웨이퍼(W)에 흡착시키기 위한 제1 처리 영역 P1이고, 주 플라즈마 발생용 가스 노즐(32)의 하방 영역은, 웨이퍼(W)에 흡착된 Si 함유 가스와 NH3 가스의 플라즈마를 반응시키기 위한 제2 처리 영역 P2로 된다. 또한, 보조 플라즈마 발생용 가스 노즐(34)의 하방 영역은, 처리 영역 P1, P2를 통과함으로써 웨이퍼(W) 상에 형성된 반응 생성물의 개질 처리를 행하는 제3 처리 영역 P3으로 된다. 분리 가스 노즐(41, 42)은, 각각 제1 처리 영역 P1과 제2 처리 영역 P2를 분리하는 분리 영역 D를 형성하기 위한 것이다. 이 분리 영역 D에 있어서의 진공 용기(1)의 천장판(11)에는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 개략 부채형의 볼록 형상부(4)가 설치되어 있고, 도 7에 도시하는 바와 같이, 분리 가스 노즐(41, 42)은, 이 볼록 형상부(4)에 형성된 홈부(43) 내에 수납되어 있다[분리 가스 노즐(41)만 도시]. 따라서, 분리 가스 노즐(41, 42)에 있어서의 회전 테이블(2)의 주위 방향 양측에는, 각 처리 가스끼리의 혼합을 저지하기 위해, 상기 볼록 형상부(4)의 하면인 낮은 천장면(44)(제1 천장면)이 배치되고, 이 천장면(44)의 상기 주위 방향 양측에는, 당해 천장면(44)보다도 높은 천장면(45)(제2 천장면)이 배치되어 있다. 볼록 형상부(4)의 주연부[진공 용기(1)의 외측 테두리측의 부위]는, 각 처리 가스끼리의 혼합을 저지하기 위해, 회전 테이블(2)의 외측 단부면에 대향하는 동시에 용기 본체(12)에 대해 약간 이격되도록, L자형으로 굴곡되어 있다.
다음에, 상술한 주 플라즈마 발생부(81) 및 보조 플라즈마 발생부(82)에 대해 상세하게 서술한다. 우선, 주 플라즈마 발생부(81)에 대해 설명하면, 이 주 플라즈마 발생부(81)는, 상술한 바와 같이 반송구(15)로부터 보아 우측[회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측]에 설치되어 있고, 금속선으로 이루어지는 안테나(83)를 코일 형상으로 권회하여 구성되어 있다. 이 예에서는, 안테나(83)는, 예를 들어 구리(Cu)의 표면에 니켈 도금 및 금 도금을 이 순서로 실시한 재질에 의해 구성되어 있다. 또한, 안테나(83)는, 진공 용기(1)의 내부 영역으로부터 기밀하게 구획되도록, 당해 진공 용기(1)의 천장판(11) 상에 설치되어 있다. 구체적으로는, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 상술한 주 플라즈마 발생용 가스 노즐(32)의 상방측[상세하게는, 이 노즐(32)보다도 약간 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측의 위치로부터 반송구(15)보다도 약간 노즐(32)측으로 치우친 위치까지]에 있어서의 천장판(11)에는, 평면적으로 보았을 때에 개략 부채형으로 개방되는 개구부(11a)가 형성되어 있다. 또한, 플라즈마 발생부(81, 82)에 대해, 혼동을 피하기 위해 각각 「주」 및 「보조」라는 용어를 부여하여 설명하지만, 이들 플라즈마 발생부(81, 82)는 서로 거의 동일한 구성으로 되어 있고, 또한 각각의 플라즈마 발생부(81, 82)에서 각각 행해지는 플라즈마 처리에 대해서도 서로 독립된 처리로 되어 있다.
상기 개구부(11a)는, 회전 테이블(2)의 회전 중심으로부터 예를 들어 60㎜ 정도 외주측으로 이격된 위치로부터, 회전 테이블(2)의 외측 테두리보다도 80㎜ 정도 외측으로 이격된 위치에까지 걸쳐 형성되어 있다. 또한, 개구부(11a)는, 진공 용기(1)의 중심부 영역 C에 설치된 후술하는 래비린스 구조부(110)에 간섭하지 않도록(피하도록), 평면에서 보았을 때에 회전 테이블(2)의 중심측에 있어서의 단부가 당해 래비린스 구조부(110)의 외측 테두리를 따르도록 원호 형상으로 우묵하게 들어가 있다. 그리고 이 개구부(11a)는, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 천장판(11)의 상단부면으로부터 하단부면을 향해 당해 개구부(11a)의 개구 직경이 단계적으로 작아지도록, 예를 들어 3단의 단차부(11b)가 주위 방향에 걸쳐 형성되어 있다. 이들 단차부(11b) 중 최하단의 단차부(입구 테두리부)(11b)의 상면에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 주위 방향에 걸쳐 홈(11c)이 형성되어 있고, 이 홈(11c) 내에는 시일 부재, 예를 들어 O-링(11d)이 배치되어 있다. 또한, 홈(11c) 및 O-링(11d)에 대해서는, 도 4에서는 도시를 생략하고 있고, 또한 천장판(11)을 절결하고 있다.
이 개구부(11a)에는, 도 6에도 도시하는 바와 같이, 상방측의 주연부가 주위 방향에 걸쳐 플랜지 형상으로 수평하게 신장되어 플랜지부(90a)를 이루는 동시에, 중앙부가 하방측의 진공 용기(1)의 내부 영역을 향해 우묵하게 들어가도록 형성된 하우징(90)이 배치되어 있다. 이 하우징(90)은, 주 플라즈마 발생부(81)에 있어서 발생하는 자계를 웨이퍼(W)측으로 통과시키기 위해, 예를 들어 석영 등의 유전체에 의해 투자체[透磁體(자계를 투과시키는 재질)]로서 구성되어 있고, 도 9에 도시하는 바와 같이, 상기 우묵하게 들어간 부분의 두께 치수 t가 예를 들어 20㎜로 되어 있다. 또한, 이 하우징(90)은, 당해 하우징(90)의 하방에 웨이퍼(W)가 위치하였을 때에, 중심부 영역 C측에 있어서의 하우징(90)의 내벽면과 웨이퍼(W)의 외측 테두리 사이의 거리가 70㎜로 되고, 회전 테이블(2)의 외주측에 있어서의 하우징(90)의 내벽면과 웨이퍼(W)의 외측 테두리 사이의 거리가 70㎜로 되도록 구성되어 있다.
이 하우징(90)을 상술한 개구부(11a) 내에 낙하시키면, 플랜지부(90a)와 단차부(11b) 중 최하단의 단차부(11b)가 서로 걸린다. 그리고 상술한 O-링(11d)에 의해, 당해 단차부(11b)[천장판(11)]와 하우징(90)이 기밀하게 접속된다. 또한, 개구부(11a)의 외측 테두리를 따르도록 프레임 형상으로 형성된 압박 부재(91)에 의해 상기 플랜지부(90a)를 하방측을 향해 주위 방향에 걸쳐 압박하는 동시에, 이 압박 부재(91)를 도시하지 않은 볼트 등에 의해 천장판(11)에 고정함으로써, 진공 용기(1)의 내부 분위기가 기밀하게 설정된다. 이와 같이 하우징(90)을 천장판(11)에 기밀하게 고정하였을 때의 당해 하우징(90)의 하면과 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)의 표면 사이의 이격 치수 h는, 4 내지 60㎜, 이 예에서는 30㎜로 되어 있다. 또한, 도 6은, 하우징(90)을 하방측으로부터 본 도면을 도시하고 있다.
하우징(90)의 하면은, 당해 하우징(90)의 하방 영역으로의 N2 가스의 침입을 저지하기 위해, 도 5 내지 도 7에 도시하는 바와 같이, 외측 테두리부가 주위 방향에 걸쳐 하방측[회전 테이블(2)측]에 수직하게 신장되어, 가스 규제용 돌기부(92)를 이루고 있다. 그리고 이 돌기부(92)의 내주면, 하우징(90)의 하면 및 회전 테이블(2)의 상면에 의해 둘러싸인 영역에는, 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측에, 상술한 주 플라즈마 발생용 가스 노즐(32)이 수납되어 있다.
주 플라즈마 발생용 가스 노즐(32)의 기단부측[진공 용기(1)의 측벽측]에 있어서의 돌기부(92)는, 당해 플라즈마 발생용 가스 노즐(34)의 외형을 따르도록 개략 원호 형상으로 절결되어 있다. 돌기부(92)의 하면과 회전 테이블(2)의 상면 사이의 이격 치수 d는, 0.5 내지 5㎜, 이 예에서는 2㎜로 되어 있다. 이 돌기부(92)의 폭 치수 및 높이 치수는, 각각 예를 들어 10㎜ 및 28㎜로 되어 있다. 또한, 도 7은, 회전 테이블(2)의 회전 방향을 따라 진공 용기(1)를 절단한 종단면도를 도시하고 있다.
또한, 성막 처리 중에는 회전 테이블(2)이 시계 방향으로 회전하므로, N2 가스가 이 회전 테이블(2)의 회전에 따라 회전 테이블(2)과 돌기부(92) 사이의 간극으로부터 하우징(90)의 하방측으로 침입하려고 한다. 그로 인해, 상기 간극을 통해 하우징(90)의 하방측으로의 N2 가스의 침입을 저지하기 위해, 상기 간극에 대해 하우징(90)의 하방측으로부터 가스를 토출시키고 있다. 구체적으로는, 주 플라즈마 발생용 가스 노즐(32)의 가스 토출 구멍(33)에 대해, 도 5 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 이 간극을 향하도록, 즉, 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측, 또한 하방을 향하도록 배치하고 있다. 연직축에 대한 주 플라즈마 발생용 가스 노즐(32)의 가스 토출 구멍(33)을 향하는 각도 θ는, 도 7에 도시하는 바와 같이 예를 들어 45°정도로 되어 있다.
여기서, 하우징(90)의 하방(제2 처리 영역 P2)측으로부터 천장판(11)과 하우징(90) 사이의 영역을 시일하는 상술한 O-링(11d)을 보면, 도 5에 도시하는 바와 같이, 당해 제2 처리 영역 P2와 O-링(11d) 사이에는 돌기부(92)가 주위 방향에 걸쳐 형성되어 있다. 그로 인해, O-링(11d)은, 플라즈마에 직접 노출되지 않도록, 제2 처리 영역 P2로부터 격리되어 있다고 할 수 있다. 따라서, 제2 처리 영역 P2로부터 플라즈마가, 예를 들어 O-링(11d)측으로 확산되려고 해도, 돌기부(92)의 하방을 경유해 가게 되므로, O-링(11d)에 도달하기 전에 플라즈마가 활성을 잃게 된다.
하우징(90)의 내측에는, 당해 하우징(90)의 내부 형상을 개략 따르도록 형성된 두께 치수 k가, 예를 들어 1㎜ 정도의 도전성 판 형상체인 금속판으로 이루어지는, 접지된 패러데이 실드(95)가 수납되어 있다. 이 예에서는, 패러데이 실드(95)는, 예를 들어 구리(Cu)판에 니켈(Ni)막 및 금(Au)막을 하측으로부터 도금한 판재에 의해 구성되어 있다. 즉, 이 패러데이 실드(95)는, 하우징(90)의 저면을 따르도록 수평하게 형성된 수평면(95a)과, 이 수평면(95a)의 외주 단부로부터 주위 방향에 걸쳐 상방측으로 신장되는 수직면(95b)을 구비하고 있고, 상방측으로부터 보았을 때에 하우징(90)의 내측 테두리를 따라 개략 부채 형상으로 되도록 구성되어 있다. 이 패러데이 실드(95)는, 예를 들어 금속판의 압연 가공에 의해, 혹은 금속판에 있어서의 수평면(95a)의 외측에 대응하는 영역을 상방측으로 절곡함으로써 형성되어 있다.
또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)의 회전 중심으로부터 패러데이 실드(95)를 보았을 때의 우측 및 좌측에 있어서의 패러데이 실드(95)의 상단부 테두리는, 각각 우측 및 좌측으로 수평하게 신장되어 지지부(96)를 이루고 있다. 그리고 패러데이 실드(95)를 하우징(90)의 내부에 수납하면, 패러데이 실드(95)의 하면과 하우징(90)의 상면이 서로 접촉하는 동시에, 상기 지지부(96)가 하우징(90)의 플랜지부(90a)에 의해 지지된다. 이 수평면(95a) 상에는, 패러데이 실드(95)의 상방에 적재되는 주 플라즈마 발생부(81)와의 절연을 취하기 위해, 두께 치수가 예를 들어 2㎜ 정도인, 예를 들어 석영으로 이루어지는 절연판(94)이 적층되어 있다. 상기 수평면(95a)에는, 다수의 슬릿(97)이 형성되어 있지만, 이 슬릿(97)의 형상이나 배치 레이아웃에 대해서는, 주 플라즈마 발생부(81)의 안테나(83)의 형상과 함께 상세하게 서술한다. 또한, 절연판(94)에 대해서는, 후술하는 도 8 및 도 9 등에서는 묘화를 생략하고 있다.
주 플라즈마 발생부(81)는, 패러데이 실드(95)의 내측에 수납되도록 구성되어 있고, 따라서 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 하우징(90), 패러데이 실드(95) 및 절연판(94)을 통해 진공 용기(1)의 내부[회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)]를 면하도록 배치되어 있다. 이 주 플라즈마 발생부(81)는, 상술한 바와 같이 안테나(83)를 연직축 주위로, 예를 들어 3중으로 권회하여 구성되어 있고, 이 예에서는 2개의 안테나(83a, 83b)가 설치되어 있다. 이들 2개의 안테나(83a, 83b) 중 한쪽을 제1 안테나(83a), 다른 쪽을 제2 안테나(83b)라 하면, 제1 안테나(83a)는, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 평면적으로 보았을 때에 하우징(90)의 내측 테두리를 따르도록 개략 부채 형상으로 되어 있다. 또한, 제1 안테나(83a)는, 당해 제1 안테나(83a)의 하방에 웨이퍼(W)가 위치하였을 때에, 이 웨이퍼(W)에 있어서의 중심부 영역 C측의 단부와 회전 테이블(2)의 외측 테두리측의 단부 사이에 걸쳐 플라즈마를 조사(공급)할 수 있도록, 중심부 영역 C측 및 외주측의 단부가 각각 하우징(90)의 내벽면에 근접하도록 배치되어 있다. 또한, 안테나(83a, 83b)의 내부에는 냉각수가 통류하는 유로가 각각 형성되어 있지만, 여기서는 생략하고 있다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 제2 안테나(83b)는, 회전 테이블(2)의 반경 방향 외주측에 있어서 웨이퍼(W)에 플라즈마를 공급할 수 있도록, 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)의 중심 위치로부터 200㎜ 정도 외주측으로 이격된 위치와, 회전 테이블(2)의 외측 테두리로부터 90㎜ 정도 외주측으로 이격된 위치 사이에 배치되어 있다. 즉, 회전 테이블(2)이 회전하면, 중심부측에 비해 외주부측에서는 주속도(周速度)가 빨라진다. 그로 인해, 외주부측에서는 내주부측보다도 웨이퍼(W)에 공급되는 플라즈마의 양이 적어지는 경우가 있다. 따라서, 회전 테이블(2)의 반경 방향에 있어서 웨이퍼(W)에 공급되는 플라즈마의 양을 균일하게 하기 위해, 말하자면 제1 안테나(83a)에 의해 웨이퍼(W)에 공급되는 플라즈마의 양을 보상하기 위해, 제2 안테나(83b)를 설치하고 있다.
제1 안테나(83a) 및 제2 안테나(83b)는, 각각 정합기(84)를 통해 주파수가 예를 들어 13.56㎒ 및 출력 전력이 예를 들어 5000W인 고주파 전원(85)에 개별로 접속되어 있고, 당해 제1 안테나(83a) 및 제2 안테나(83b)에 대해 독립적으로 고주파 전력이 조정되도록 구성되어 있다. 또한, 도 1, 도 3 및 도 4 등에 있어서의 부호 86은, 각각의 안테나(83a, 83b)와 정합기(84) 및 고주파 전원(85)을 전기적으로 접속하기 위한 접속 전극이다.
여기서, 상술한 패러데이 실드(95)의 슬릿(97)에 대해 상세하게 서술한다. 이 슬릿(97)은, 각각의 안테나(83a, 83b)에 있어서 발생하는 전계 및 자계(전자계) 중 전계 성분이 하방의 웨이퍼(W)를 향하는 것을 저지하는 동시에, 자계를 웨이퍼(W)에 도달시키기 위한 것이다. 즉, 전계가 웨이퍼(W)에 도달하면, 당해 웨이퍼(W)의 내부에 형성되어 있는 전기 배선이 전기적으로 손상을 받게 되는 경우가 있다. 한편, 패러데이 실드(95)는, 상술한 바와 같이 접지된 금속판에 의해 구성되어 있으므로, 슬릿(97)을 형성하지 않으면, 전계에 더하여 자계도 차단해 버린다. 또한, 안테나(83)의 하방에 큰 개구부를 형성하면, 자계뿐만 아니라 전계도 통과시켜 버린다. 따라서, 전계를 차단하고 자계를 통과시키기 위해, 이하와 같이 치수 및 배치 레이아웃을 설정한 슬릿(97)을 형성하고 있다.
구체적으로는, 슬릿(97)은, 도 8에 도시하는 바와 같이, 제1 안테나(83a) 및 제2 안테나(83b)의 각각의 권회 방향에 대해 직교하는 방향으로 신장되도록, 주위 방향에 걸쳐 안테나(83a, 83b)의 하방 위치에 각각 형성되어 있다. 따라서, 예를 들어 회전 테이블(2)의 반경 방향을 따라 안테나(83a, 83b)가 배치된 영역에 있어서는, 슬릿(97)은 회전 테이블(2)의 접선 방향 혹은 원주 방향을 따르도록 직선 형상 또는 원호 형상으로 형성되어 있다. 또한, 회전 테이블(2)의 외측 테두리를 따르도록 원호 형상으로 안테나(83a, 83b)가 배치된 영역에 있어서는, 슬릿(97)은 회전 테이블(2)의 회전 중심으로부터 외측 테두리를 향하는 방향으로 직선 형상으로 형성되어 있다. 그리고 상기 2개의 영역 사이에 있어서 안테나(83a, 83b)가 굴곡되는 부분에서는, 슬릿(97)은 당해 굴곡되는 부분에 있어서의 안테나(83a, 83b)가 신장되는 방향에 대해 직교하도록, 회전 테이블(2)의 주위 방향 및 반경 방향에 대해 각각 경사지는 방향으로 형성되어 있다. 따라서, 슬릿(97)은, 안테나(83a, 83b) 각각이 신장되는 방향을 따라 다수 배열되어 있다.
여기서, 안테나(83a, 83b)에는, 상술한 바와 같이 주파수가 13.56㎒인 고주파 전원(85)이 접속되어 있고, 이 주파수에 대응하는 파장은 22m이다. 그로 인해, 슬릿(97)은, 이 파장의 1/10000 이하 정도의 폭 치수로 되도록, 도 9에 도시하는 바와 같이, 폭 치수 d1이 1 내지 5㎜, 이 예에서는 2㎜, 슬릿(97, 97) 사이의 이격 치수 d2가 1 내지 5㎜, 이 예에서는 2㎜로 되도록 형성되어 있다. 또한, 이 슬릿(97)은, 상술한 도 8에 도시하는 바와 같이, 안테나[83a(83b)]가 신장되는 방향으로부터 보았을 때에, 길이 치수가 예를 들어 각각 60㎜로 되도록, 당해 안테나[83a(83b)]의 우측 단부보다도 30㎜ 정도 우측으로 이격된 위치로부터, 안테나[83a(83b)]의 좌측 단부보다도 30㎜ 정도 좌측으로 이격된 위치에까지 걸쳐 형성되어 있다. 따라서, 각각의 슬릿(97)의 길이 방향에 있어서의 일단부측 및 타단부측에는, 이들 슬릿(97)의 개구 단부를 폐색하도록, 접지된 도전체로 이루어지는 도전로(97a, 97a)가 주위 방향에 걸쳐 각각 배치되어 있다고 할 수 있다.
패러데이 실드(95)에 있어서 이들 슬릿(97)의 형성 영역으로부터 벗어난 영역, 즉 안테나(83a, 83b)가 권회된 영역의 중앙측에는, 당해 영역을 통해 플라즈마의 발광 상태를 확인하기 위한 개구부(98)가 각각 형성되어 있다. 또한, 도 3에서는 슬릿(97)을 생략하고 있다. 또한, 도 4 및 도 5 등에서는 슬릿(97)에 대해 간략화하고 있지만, 슬릿(97)은 예를 들어 150개 정도 형성되어 있다. 슬릿(97)은, 개구부(98)에 근접하는 영역으로부터, 당해 개구부(98)로부터 이격된 영역을 향함에 따라 폭 치수 d1이 확대되도록 형성되어 있지만, 여기서는 도시를 생략하고 있다.
이상 설명한 주 플라즈마 발생부(81)에 대해 회전 테이블(2)의 회전 방향 하류측으로 이격되도록, 보조 플라즈마 발생부(82)가 배치되어 있고, 이 보조 플라즈마 발생부(82)는, 주 플라즈마 발생부(81)와 거의 동일한 구성으로 되어 있다. 즉, 보조 플라즈마 발생부(82)는, 제1 안테나(83a) 및 제2 안테나(83b)에 의해 구성되어 있고, 하우징(90), 패러데이 실드(95) 및 절연판(94)의 상방측에 배치되어 있다. 보조 플라즈마 발생부(82)의 안테나(83a, 83b)에 대해서도, 주 플라즈마 발생부(81)와 마찬가지로, 정합기(84)를 통해 주파수가 예를 들어 13.56㎒ 및 출력 전력이 예를 들어 5000W인 고주파 전원(85)에 개별로 접속되어 있고, 당해 제1 안테나(83a) 및 제2 안테나(83b)에 대해 독립적으로 고주파 전력이 공급되도록 구성되어 있다.
계속해서, 진공 용기(1)의 각 부의 설명으로 되돌아간다. 회전 테이블(2)의 외주측에 있어서 당해 회전 테이블(2)보다도 약간 하측의 위치에는, 도 2, 도 5 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 커버체인 사이드 링(100)이 배치되어 있다. 이 사이드 링(100)은, 예를 들어 장치의 클리닝시에 있어서, 각 처리 가스 대신에 불소계의 클리닝 가스를 통류시켰을 때에, 당해 클리닝 가스로부터 진공 용기(1)의 내벽을 보호하기 위한 것이다. 즉, 사이드 링(100)을 설치하지 않으면, 회전 테이블(2)의 외주부와 진공 용기(1)의 내벽 사이에는, 횡방향으로 기류(배기류)가 형성되는 오목부 형상의 기류 통로가 주위 방향에 걸쳐 링 형상으로 형성되어 있다고 할 수 있다. 그로 인해, 이 사이드 링(100)은, 기류 통로에 진공 용기(1)의 내벽면이 가능한 한 노출되지 않도록, 당해 기류 통로에 설치되어 있다. 이 예에서는, 각 분리 영역 D 및 하우징(90)에 있어서의 외측 테두리측의 영역은, 이 사이드 링(100)의 상방측에 노출되어 있다.
사이드 링(100)의 상면에는, 서로 주위 방향으로 이격되도록 2개소에 배기구(61, 62)가 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 상기 기류 통로의 하방측에 2개의 배기구가 형성되고, 이들 배기구에 대응하는 위치에 있어서의 사이드 링(100)에, 배기구(61, 62)가 형성되어 있다. 이들 2개의 배기구(61, 62) 중 한쪽 및 다른 쪽을 각각 제1 배기구(61) 및 제2 배기구(62)라 하면, 제1 배기구(61)는, 제1 처리 가스 노즐(31)과, 당해 제1 처리 가스 노즐(31)보다도 회전 테이블의 회전 방향 하류측에 있어서의 분리 영역 D 사이에 있어서, 당해 분리 영역 D측으로 치우친 위치에 형성되어 있다. 제2 배기구(62)는, 보조 플라즈마 발생용 가스 노즐(34)과, 당해 노즐(34)보다도 회전 테이블의 회전 방향 하류측에 있어서의 분리 영역 D 사이에 있어서, 당해 분리 영역 D측으로 치우친 위치에 형성되어 있다. 제1 배기구(61)는, Si 함유 가스 및 분리 가스를 배기하기 위한 것이고, 제2 배기구(62)는, NH3 가스 및 분리 가스에 더하여, 보조 플라즈마 발생용 가스 노즐(34)로부터 공급되는 플라즈마 발생용 가스를 배기하기 위한 것이다. 이들 제1 배기구(61) 및 제2 배기구(62)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 각각 버터플라이 밸브 등의 압력 조정부(65)가 개재 설치된 배기관(63)에 의해, 진공 배기 기구인 예를 들어 진공 펌프(64)에 접속되어 있다.
여기서, 상술한 바와 같이, 중심부 영역 C측으로부터 외측 테두리측에 걸쳐 하우징(90)을 형성하고 있으므로, 예를 들어 주 플라즈마 발생부(81)보다도 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측으로 토출된 분리 가스는, 당해 하우징(90)에 의해 제2 배기구(62)를 향하려고 하는 가스류가, 말하자면 규제되어 버린다. 또한, 보조 플라즈마 발생부(82)에 대해서도, 중심부 영역 C측으로부터 외측 테두리부측에 걸쳐 하우징(90)을 형성하고 있으므로, 당해 하우징(90)보다도 상류측으로부터 제2 배기구(62)를 향하려고 하는 가스류가 규제되어 버린다. 따라서, 하우징(90)의 외측에 있어서의 상술한 사이드 링(100)의 상면에, 분리 가스가 흐르기 위한 홈 형상의 가스 유로(101)를 형성하고 있다. 구체적으로는, 이 가스 유로(101)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 주 플라즈마 발생부(81)의 하우징(90)에 있어서의 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측의 단부보다도 예를 들어 60㎜ 정도 제1 배기구(61)측으로 치우친 위치로부터, 상술한 제2 배기구(62)까지의 사이에 걸쳐, 깊이 치수가 예를 들어 30㎜로 되도록 원호 형상으로 형성되어 있다. 따라서, 이 가스 유로(101)는, 하우징(90)의 외측 테두리를 따르도록, 또한 상방측으로부터 보았을 때에 주 플라즈마 발생부(81) 및 보조 플라즈마 발생부(82)의 하우징(90, 90)의 외측 테두리부를 걸치도록 형성되어 있다. 이 사이드 링(100)은, 도시를 생략하고 있지만, 불소계 가스에 대한 내부식성을 갖게 하기 위해, 표면이 예를 들어 알루미나 등에 의해 코팅되어 있거나, 혹은 석영 커버 등에 의해 덮여 있다.
천장판(11)의 하면에 있어서의 중앙부에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 볼록 형상부(4)에 있어서의 중심부 영역 C측의 부위와 연속해서 주위 방향에 걸쳐 개략 링 형상으로 형성되는 동시에, 그 하면이 볼록 형상부(4)의 하면[천장면(44)]과 동일한 높이로 형성된 돌출부(5)가 설치되어 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 이 돌출부(5)보다도 회전 테이블(2)의 회전 중심측에 있어서의 코어부(21)의 상방측에는, 중심부 영역 C에 있어서 Si 함유 가스와 NH3 가스 등이 서로 혼합되는 것을 억제하기 위한 래비린스 구조부(110)가 배치되어 있다. 즉, 상술한 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 하우징(90)을 중심부 영역 C측으로 치우친 위치까지 형성하고 있으므로, 회전 테이블(2)의 중앙부를 지지하는 코어부(21)는, 회전 테이블(2)의 상방측의 부위가 하우징(90)을 피하도록 상기 회전 중심측으로 치우친 위치에 형성되어 있다. 따라서, 중심부 영역 C측에서는, 외측 테두리부측보다도 예를 들어 처리 가스끼리가 혼합되기 쉬운 상태로 되어 있다고 할 수 있다. 따라서, 래비린스 구조부(110)를 형성함으로써, 가스의 유로를 확보하여 처리 가스끼리가 혼합되는 것을 방지하고 있다.
구체적으로는, 이 래비린스 구조부(110)는, 도 11에 당해 래비린스 구조부(110)를 확대하여 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)측으로부터 천장판(11)측을 향해 수직하게 신장되는 제1 벽부(111)와, 천장판(11)측으로부터 회전 테이블(2)을 향해 수직하게 신장되는 제2 벽부(112)가 각각 주위 방향에 걸쳐 형성되는 동시에, 이들 벽부(111, 112)가 회전 테이블(2)의 반경 방향에 있어서 교대로 배치된 구조를 채용하고 있다. 구체적으로는, 상술한 돌출부(5)측으로부터 중심부 영역 C측을 향해, 제2 벽부(112), 제1 벽부(111) 및 제2 벽부(112)가 이 순서로 배치되어 있다. 이 예에서는, 돌출부(5)측의 제2 벽부(112)는, 다른 벽부(111, 112)보다도 당해 돌출부(5)측으로 팽창된 구조로 되어 있다. 이러한 벽부(111, 112)의 각 치수에 대해 일례를 들면, 벽부(111, 112) 사이의 이격 치수 j는 예를 들어 1㎜, 벽부(111)와 천장판(11) 사이의 이격 치수[벽부(112)와 코어부(21) 사이의 간극 치수] m은, 예를 들어 1㎜로 되어 있다.
따라서, 래비린스 구조부(110)에서는, 예를 들어 제1 처리 가스 노즐(31)로부터 토출되어 중심부 영역 C를 향하려고 하는 Si 함유 가스는, 벽부(111, 112)를 타고 넘어갈 필요가 있으므로, 중심부 영역 C를 향함에 따라 유속이 느려져, 확산되기 어려워진다. 그로 인해, 처리 가스가 중심부 영역 C에 도달하기 전에, 당해 중심부 영역 C에 공급되는 분리 가스에 의해 처리 영역 P1측으로 되밀리게 된다. 또한, 중심부 영역 C를 향하려고 하는 NH3 가스 등의 플라즈마 발생용 가스에 대해서도, 마찬가지로 래비린스 구조부(110)에 의해 중심부 영역 C에 도달하기 어려워진다. 그로 인해, 처리 가스끼리가 중심부 영역 C에 있어서 서로 혼합되는 것이 방지된다.
한편, 이 중심부 영역 C에 상방측으로부터 공급된 N2 가스는, 주위 방향으로 급격하게 확산되어 가려고 하지만, 래비린스 구조부(110)를 설치하고 있으므로, 당해 래비린스 구조부(110)에 있어서의 벽부(111, 112)를 타고 넘는 동안에 유속이 억제되어 간다. 이때, 상기 N2 가스는, 예를 들어 회전 테이블(2)과 돌기부(92) 사이의 극히 좁은 영역으로도 침입하려고 하지만, 래비린스 구조부(110)에 의해 유속이 억제되어 있으므로, 당해 좁은 영역보다도 넓은 영역[예를 들어, 처리 영역 P1이나 하우징(90, 90) 사이의 영역]으로 흘러 간다. 그로 인해, 하우징(90)의 하방측으로의 N2 가스의 유입이 억제된다. 또한, 후술하는 바와 같이, 하우징(90)의 하방측의 공간은, 진공 용기(1) 내의 다른 영역보다도 양압(陽壓)으로 설정되어 있는 것으로부터도, 당해 공간으로의 N2 가스의 유입이 억제되어 있다.
회전 테이블(2)과 진공 용기(1)의 저면부(14) 사이의 공간에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 가열 기구인 히터 유닛(7)이 설치되고, 회전 테이블(2)을 통해 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)를 예를 들어 300℃로 가열하도록 되어 있다. 도 1 중 부호 71a는, 히터 유닛(7)의 측방측에 설치된 커버 부재, 7a는 이 히터 유닛(7)의 상방측을 덮는 덮개 부재이다. 또한, 진공 용기(1)의 저면부(14)에는, 히터 유닛(7)의 하방측에 있어서, 히터 유닛(7)의 배치 공간을 퍼지하기 위한 퍼지 가스 공급관(73)이 주위 방향에 걸쳐 복수 개소에 설치되어 있다.
진공 용기(1)의 측벽에는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 도시하지 않은 외부의 반송 아암과 회전 테이블(2) 사이에 있어서 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 반송구(15)가 형성되어 있고, 이 반송구(15)는 게이트 밸브(G)보다 기밀하게 개폐 가능하게 구성되어 있다. 또한, 회전 테이블(2)의 오목부(24)는, 이 반송구(15)를 면하는 위치에서 반송 아암과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달이 행해지므로, 회전 테이블(2)의 하방측에 있어서 당해 전달 위치에 대응하는 부위에는, 오목부(24)를 관통하여 웨이퍼(W)를 이면으로부터 들어올리기 위한 전달용 승강 핀 및 그 승강 기구(모두 도시하지 않음)가 설치되어 있다.
또한, 이 성막 장치에는, 장치 전체의 동작의 컨트롤을 행하기 위한 컴퓨터로 이루어지는 제어부(120)가 설치되어 있고, 이 제어부(120)의 메모리 내에는 후술하는 성막 처리 및 개질 처리를 행하기 위한 프로그램이 저장되어 있다. 이 프로그램은, 후술하는 장치의 동작을 실행하도록 스텝군이 짜여져 있고, 하드디스크, 콤팩트 디스크, 광자기 디스크, 메모리 카드, 플렉시블 디스크 등의 기억 매체인 기억부(121)로부터 제어부(120) 내에 인스톨된다.
다음에, 상술한 실시 형태의 작용에 대해 설명한다. 우선, 게이트 밸브(G)를 개방하여, 회전 테이블(2)을 간헐적으로 회전시키면서, 도시하지 않은 반송 아암에 의해 반송구(15)를 통해 회전 테이블(2) 상에 예를 들어 5매의 웨이퍼(W)를 적재한다. 이 웨이퍼(W)에는, 드라이 에칭 처리나 CVD(Chemical Vapor Deposition)법 등을 사용한 배선 매립 공정이 이미 실시되어 있고, 따라서 당해 웨이퍼(W)의 내부에는 전기 배선 구조가 형성되어 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 표면에는, 도 14의 좌측 단부에 도시하는 바와 같이, 홀이나 홈 등의 오목부(130)가 형성되어 있다. 이어서, 게이트 밸브(G)를 폐쇄하고, 진공 펌프(64)에 의해 진공 용기(1) 내를 진공 상태로 하는 동시에, 회전 테이블(2)을 시계 방향으로 회전시키면서 히터 유닛(7)에 의해 웨이퍼(W)를 예를 들어 300℃로 가열한다. 또한, 도 14는 웨이퍼(W)의 일부를 모식적으로 묘화하고 있다.
계속해서, 처리 가스 노즐(31)로부터 Si 함유 가스를 토출하는 동시에, 주 플라즈마 발생용 가스 노즐(32)로부터 NH3 가스를 토출한다. 또한, 보조 플라즈마 발생용 가스 노즐(34)로부터 Ar 가스 및 H2 가스의 혼합 가스를 토출한다. 또한, 분리 가스 노즐(41, 42)로부터 분리 가스를 소정의 유량으로 토출하고, 분리 가스 공급관(51) 및 퍼지 가스 공급관(72, 72)으로부터도 N2 가스를 소정의 유량으로 토출한다. 그리고 압력 조정부(65)에 의해 진공 용기(1) 내를 미리 설정한 처리 압력, 예를 들어 400 내지 500㎩, 이 예에서는 500㎩로 조정한다. 또한, 주 플라즈마 발생부(81)에서는, 각각의 안테나(83a, 83b)에 대해, 예를 들어 각각 1500W 및 1000W로 되도록 고주파 전력을 공급하는 동시에, 보조 플라즈마 발생부(82)에서는, 각각의 안테나(83a, 83b)에 대해, 예를 들어 각각 1500W 및 1000W로 되도록 고주파 전력을 공급한다.
이때, 각각의 하우징(90)보다도 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측으로부터 예를 들어 당해 회전 테이블(2)의 회전에 따라 당해 하우징(90)을 향해 통류해 오는, 예를 들어 N2 가스는, 하우징(90)에 의해 가스류가 흐트러지려고 한다. 그러나 하우징(90)의 외주측에 있어서의 사이드 링(100)에 가스 유로(101)를 형성하고 있으므로, 상기 가스는, 하우징(90)을 피하도록, 당해 가스 유로(101)를 통과하여 배기된다.
한편, 하우징(90)의 상류측으로부터 당해 하우징(90)을 향해 통류해 오는 가스 중 일부의 가스는, 하우징(90)의 하방으로 침입하려고 한다. 그러나 상술한 하우징(90)의 하방측의 영역에서는, 돌기부(92)가 당해 영역을 덮도록 형성되는 동시에, 플라즈마 발생용 가스 노즐(32, 34)의 가스 토출 구멍(33)이 각각 회전 테이블(2)의 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측의 경사 하방을 향하고 있다. 따라서, 플라즈마 발생용 가스 노즐(32, 34)로부터 토출된 플라즈마 발생용 가스는, 돌기부(92)의 하방측에 충돌하여, 상기 상류측으로부터 유입되려고 하는 N2 가스 등을 하우징(90)의 외측으로 몰아낸다. 그리고 각 플라즈마 발생용 가스 노즐(32, 34)로부터 토출된 플라즈마 발생용 가스는, 돌기부(92)에 의해 회전 테이블(2)의 회전 방향 하류측으로 되밀려 간다. 이때, 하우징(90)의 하방에 있어서의 처리 영역 P2, P3은, 진공 용기(1) 내의 다른 영역보다도 예를 들어 10㎩ 정도 양압으로 되어 있다. 이것으로부터도, 하우징(90)의 하방측으로의 N2 가스 등의 침입이 저지된다.
그리고 Si 함유 가스는, 중심부 영역 C에 침입하려고 하지만, 이 중심부 영역 C에는 상술한 래비린스 구조부(110)를 설치하고 있으므로, 이 래비린스 구조부(110)에 의해 상술한 바와 같이 가스류가 저해되어, 중심부 영역 C에 상방측으로부터 공급되는 분리 가스에 의해 원래의 처리 영역 P1측으로 되밀리게 된다. 또한, 중심부 영역 C에 침입하려고 하는 각 가스에 대해서도, 마찬가지로 당해 중심부 영역 C에의 침입이 저해된다. 따라서, 중심부 영역 C에 있어서의 처리 가스(플라즈마 발생용 가스)끼리의 혼합이 방지된다. 또한, 마찬가지로 래비린스 구조부(110)에 의해, 중심부 영역 C로부터 외주측으로 토출되는 N2 가스에 대한 하우징(90)의 하방측으로의 침입이 억제된다.
또한, 제1 처리 영역 P1과 제2 처리 영역 P2 사이에 있어서 N2 가스를 공급하고 있으므로, 도 12에 도시하는 바와 같이, Si 함유 가스와 NH3 가스 등의 플라즈마 발생용 가스가 서로 혼합되지 않도록 각 가스가 배기되게 된다. 또한, 회전 테이블(2)의 하방측에 퍼지 가스를 공급하고 있으므로, 회전 테이블(2)의 하방측으로 확산되려고 하는 가스는, 상기 퍼지 가스에 의해 배기구(61, 62)측으로 되밀린다.
이때, 각각의 플라즈마 발생부(81, 82)에서는, 고주파 전원(85)으로부터 공급되는 고주파 전력에 의해, 도 13에 모식적으로 도시하는 바와 같이, 전계 및 자계가 발생한다. 이들 전계 및 자계 중 전계는, 상술한 바와 같이 패러데이 실드(95)를 설치하고 있으므로, 이 패러데이 실드(95)에 의해 반사 혹은 흡수(감쇠)되어, 진공 용기(1) 내로의 도달이 저해된다(차단된다). 또한, 슬릿(97)의 길이 방향에 있어서의 일단부측 및 타단부측에 도전로(97a, 97a)를 각각 배치하고 있으므로, 당해 일단부측 및 타단부측을 돌아 들어가 웨이퍼(W)측을 향하려고 하는 전계에 대해서도 차단된다. 한편, 자계는, 패러데이 실드(95)에 슬릿(97)을 형성하고 있으므로, 이 슬릿(97)을 통과하여, 하우징(90)의 저면을 통해 진공 용기(1) 내에 도달한다. 또한, 플라즈마 발생부(81, 82)의 측방측에 있어서의 패러데이 실드(95)에는 주위 방향에 걸쳐 슬릿(97)이 형성되어 있지 않으므로, 전계 및 자계는, 당해 측방측을 통해 하방측으로 돌아 들어가지 않는다.
따라서, 플라즈마 발생용 가스 노즐(32, 34)로부터 토출된 플라즈마 발생용 가스는, 슬릿(97)을 통해 통과해 온 자계에 의해 각각 활성화되어, 예를 들어 이온이나 라디컬 등의 플라즈마가 생성된다. 구체적으로는, 제2 처리 영역 P2에서는 NH3 가스의 플라즈마가 발생한다. 또한, 제3 처리 영역 P3에서는, Ar 가스 및 H2 가스의 플라즈마가 발생한다. 이때, 회전 테이블(2)의 반경 방향으로 제1 안테나(83a) 및 제2 안테나(83b)를 설치하고 있으므로, 진공 용기(1) 내에 생성되는 플라즈마의 강도는, 회전 테이블(2)의 중심부측보다도 외주부측의 쪽이 커진다. 또한, 도 12에서는 안테나(83a, 83b)에 대해 모식적으로 도시하고 있고, 이들 안테나(83a, 83b), 패러데이 실드(95), 하우징(90) 및 웨이퍼(W) 사이의 각 치수에 대해서는 모식적으로 크게 묘화하고 있다.
한편, 웨이퍼(W)의 표면에서는, 회전 테이블(2)의 회전에 의해 제1 처리 영역 P1에 있어서 Si 함유 가스가 흡착되고, 이어서 제2 처리 영역 P2에 있어서 웨이퍼(W) 상에 흡착된 Si 함유 가스가 NH3 가스의 플라즈마에 의해 질화되어, 박막 성분인 실리콘 질화막(Si-N)의 분자층이 1층 혹은 복수층 형성되어 반응 생성물이 형성된다. 이때, 실리콘 질화막 중에는, 예를 들어 Si 함유 가스 중에 포함되는 잔류기로 인해, 염소(Cl)나 유기물 등의 불순물이 포함되어 있는 경우가 있다.
그리고 회전 테이블(2)의 회전에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 보조 플라즈마 발생용 가스(Ar, H2)의 플라즈마가 접촉하면, 실리콘 질화막의 개질 처리가 행해지게 된다. 구체적으로는, 예를 들어 플라즈마가 웨이퍼(W)의 표면에 충돌함으로써, 도 14에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 실리콘 질화막으로부터 상기 불순물이 HCl이나 유기 가스 등으로서 방출되거나, 실리콘 질화막 내의 원소가 재배열되어 실리콘 질화막의 치밀화(고밀도화)가 도모되게 된다.
이때, 회전 테이블(2)이 회전함으로써, 중심부측보다도 외주부측에 있어서 주속도가 빠르게 되어 있으므로, 당해 외주부측에서는 중심부측보다도 플라즈마 처리의 정도(질화 처리 혹은 개질 처리의 정도)가 작아지려고 한다. 그러나 회전 테이블(2)의 중심부측보다도 외주부측에 있어서 플라즈마의 강도가 강하게 되어 있으므로, 회전 테이블(2)의 반경 방향에 있어서 플라즈마 처리의 정도가 균일해진다. 이와 같이 하여 회전 테이블(2)의 회전을 계속함으로써, 도 14에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W) 표면으로의 Si 함유 가스의 흡착, 웨이퍼(W) 표면에 흡착된 Si 함유 가스의 성분의 질화 및 반응 생성물의 플라즈마 개질이 이 순서로 다수회에 걸쳐 행해지고, 반응 생성물이 적층되어 상술한 오목부(130)가 매립되도록 박막이 형성된다. 여기서, 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)의 내부에는 전기 배선 구조가 형성되어 있지만, 플라즈마 발생부(81, 82)와 웨이퍼(W) 사이에 패러데이 실드(95)를 설치하여 전계를 차단하고 있으므로, 이 전기 배선 구조에 대한 전기적 손상이 억제된다.
상술한 실시 형태에 따르면, 2개의 플라즈마 발생부(81, 82)를 회전 테이블(2)의 회전 방향으로 서로 이격시켜 설치하는 동시에, 이들 플라즈마 발생부(81, 82)와 웨이퍼(W) 사이에 패러데이 실드(95)를 각각 배치하고 있으므로, 이들 플라즈마 발생부(81, 82)에 있어서 발생하는 전계에 대해서는 차단할 수 있다. 한편, 플라즈마 발생부(81, 82)에 있어서 발생하는 자계에 대해서는, 안테나(83)와 직교하는 방향으로 신장되는 슬릿(97)을 패러데이 실드(95)에 설치하고 있으므로, 이 슬릿(97)을 통해 진공 용기(1) 내에 도달시킬 수 있고, 따라서 플라즈마에 의한 웨이퍼(W)의 내부의 전기 배선 구조에 대한 전기적 손상을 억제하여 플라즈마 처리를 행할 수 있다. 그로 인해, 양호한 막질 및 전기적 특성을 갖는 박막을 신속하게 얻을 수 있다. 또한, 2개의 플라즈마 발생부(81, 82)를 설치하고 있으므로, 서로 다른 종별의 플라즈마 처리를 조합할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)의 표면에 흡착된 Si 함유 가스의 플라즈마 질화 처리 및 반응 생성물의 플라즈마 개질 처리와 같은 서로 다른 종별의 플라즈마 처리를 조합할 수 있으므로, 자유도가 높은 장치를 얻을 수 있다.
또한, 패러데이 실드(95)를 설치하고 있으므로, 플라즈마에 의한 하우징(90) 등의 석영 부재에의 손상(에칭)을 억제할 수 있다. 그로 인해, 상기 석영 부재의 장수명화를 도모할 수 있고, 또한 오염의 발생을 억제할 수 있고, 나아가서는 석영(SiO2)의 박막(SiO2) 중에의 혼입에 의한 막 두께의 불균일화를 억제할 수 있다.
또한, 하우징(90)을 설치하고 있으므로, 플라즈마 발생부(81, 82)를 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)에 근접시킬 수 있다. 그로 인해, 성막 처리를 행할 정도의 높은 압력 분위기(낮은 진공도)라도, 플라즈마 중의 이온이나 라디칼의 실활을 억제하여 양호한 개질 처리를 행할 수 있다. 그리고 하우징(90)에 돌기부(92)를 설치하고 있으므로, 처리 영역 P2, P3에 O-링(11d)이 노출되지 않는다. 그로 인해, O-링(11d)에 포함되는, 예를 들어 불소계 성분의 웨이퍼(W)에의 혼입을 억제할 수 있고, 또한 당해 O-링(11d)의 장수명화를 도모할 수 있다.
또한, 하우징(90)의 하면에 돌기부(92)를 형성하는 동시에, 플라즈마 발생용 가스 노즐(32, 34)의 가스 토출 구멍(33)이 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측을 향하도록 하고 있다. 그로 인해, 플라즈마 발생용 가스 노즐(32, 34)로부터 토출되는 가스 유량이 소유량이라도, 하우징(90)의 하방 영역으로의 NH3 가스나 N2 가스의 침입을 억제할 수 있다. 그로 인해, 성막 처리와 함께 플라즈마 처리를 공통의 성막 장치에서 행하는 데 있어서, 예를 들어 플라즈마 발생부(81, 82) 사이의 영역 혹은 처리 영역 P1과 주 플라즈마 발생부(81) 사이의 영역에 개별로 배기구나 펌프를 설치하지 않아도 되므로, 나아가서는 상기 영역에 분리 영역 D를 설치하지 않아도 되므로, 장치 구성을 간략화할 수 있다.
또한, 하우징(90)을 배치하는 데 있어서, 당해 하우징(90)의 외주측에 있어서의 사이드 링(100)에 가스 유로(101)를 형성하고 있으므로, 하우징(90)을 피해 각 가스를 양호하게 배기할 수 있다.
또한, 하우징(90)의 내부에 플라즈마 발생부(81, 82)를 수납하고 있으므로, 이들 플라즈마 발생부(81, 82)를 대기 분위기의 영역[진공 용기(1)의 외측 영역]에 배치할 수 있고, 따라서 플라즈마 발생부(81, 82)의 메인터넌스가 용이해진다.
여기서, 하우징(90)의 내부에 플라즈마 발생부(81, 82)를 수납하고 있으므로, 예를 들어 중심부 영역 C측에서는, 이 하우징(90)의 측벽의 두께 치수만큼, 플라즈마 발생부(81)의 단부가 회전 테이블(2)의 회전 중심으로부터 이격되게 된다. 그로 인해, 중심부 영역 C측에 있어서의 웨이퍼(W)의 단부에는 플라즈마가 도달하기 어려워진다. 한편, 중심부 영역 C측에 있어서의 웨이퍼(W)의 단부에 플라즈마가 도달하도록 하우징(90)을 중심부 영역 C측으로 치우친 위치에까지 형성하려고 하면, 상술한 바와 같이 중심부 영역 C가 좁아진다. 이 경우에는, Si 함유 가스와 NH3 가스 등이 중심부 영역 C에 있어서 혼합되어 버릴 우려가 있다. 그러나 본 발명에서는, 중심부 영역 C에 래비린스 구조부(110)를 형성하여, 가스 유로를 확보하고 있으므로, 회전 테이블(2)의 반경 방향에 걸쳐 넓은 플라즈마 공간을 확보하면서, 중심부 영역 C에 있어서의 Si 함유 가스와 NH3 가스 등의 혼합 및 당해 플라즈마 공간 내로의 N2 가스의 유입을 억제할 수 있다.
또한, 안테나(83a, 83b)를 설치하여, 회전 테이블(2)의 반경 방향에 있어서 웨이퍼(W)의 개질의 정도를 균일하게 하고 있으므로, 면내에 걸쳐 균질한 막질의 박막을 얻을 수 있다.
상술한 예에서는, 반응 생성물의 성막과 당해 반응 생성물의 개질 처리를 교대로 행하였지만, 반응 생성물을 예를 들어 70층(약 10㎚의 막 두께) 정도 적층한 후, 이들 반응 생성물의 적층체에 대해 개질 처리를 행해도 된다. 구체적으로는, Si 함유 가스 및 NH3 가스의 플라즈마를 공급하여 반응 생성물의 성막 처리를 행하고 있는 동안에는 플라즈마 발생부(82)에의 고주파 전력의 공급을 정지한다. 그리고, 적층체의 형성 후, 이들 Si 함유 가스 및 NH3 가스의 공급을 정지하여 플라즈마 발생부(82)에 고주파 전력을 공급한다. 이러한, 말하자면 일괄 개질의 경우에도, 상술한 예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
이상의 예에서는, 2개의 플라즈마 발생부(81, 82)에 있어서, 반응 생성물(Si-N)을 생성시키는 플라즈마 처리(질화 처리) 및 플라즈마 개질 처리를 각각 행하는 예를 들었지만, 예를 들어 주 플라즈마 발생부(81)에서는, 반응 생성물을 생성시키는 플라즈마 처리와 함께 플라즈마 에칭 처리를 행하도록 해도 된다. 이러한 플라즈마 에칭 처리를 행하는 예에 대해, 성막 장치 및 웨이퍼(W)의 구성에 대해 이하에 설명한다.
우선, 성막 장치에 대해 설명하면, 이 성막 장치의 제1 처리 가스 노즐(31)에는, 도 15에 도시하는 바와 같이, 제1 처리 가스로서 예를 들어 BTBAS(비스터셜부틸아미노실란:SiH2(NH-C(CH3)3)2) 가스의 저류원이 접속되어 있다. 주 플라즈마 발생용 가스 노즐(32)에는, C(탄소)와 F(불소)를 포함하는 에칭 가스, 예를 들어 CHF3 가스와, 제2 처리 가스인 O2 가스와, 주 플라즈마 발생용 가스인 Ar 가스의 저류원이 접속되어 있다. 구체적으로는, 주 플라즈마 발생용 가스 노즐(32)의 상류측은, 도시를 생략하지만, 예를 들어 3개의 분기관으로 분기되고, 각각의 분기관이 밸브 및 유량 조정부를 통해 상기 각 가스의 저류원에 개별로 접속되어 있다. 보조 플라즈마 발생용 가스 노즐(34)에는, 보조 플라즈마 발생용 가스로서, O2 가스, Ar 가스 및 H2 가스의 저류원이 접속되어 있다.
계속해서 웨이퍼(W)의 구성에 대해 설명하면, 웨이퍼(W)에는 상술한 예와 마찬가지로 오목부(130)가 형성되어 있고, 이 오목부(130)는, 도 16의 좌측에 도시하는 바와 같이, 하단부측의 개구 치수보다도 상단부측의 개구 치수의 쪽이 작아지는 역테이퍼 형상으로 되어 있다. 또한, 도 16은, 웨이퍼(W)의 일부를 모식적으로 묘화하고 있고, 오목부(130)의 역테이퍼 형상에 대해서는 과장하고 있다.
이 웨이퍼(W)에 대해, 도 15의 성막 장치에 있어서 상술한 예와 마찬가지로 성막 처리를 행하면, 도 16의 좌측으로부터 2번째에 도시하는 바와 같이, 제1 처리 영역 P1에 있어서, 오목부(130)의 내부를 포함하는 웨이퍼(W)의 표면에, BTBAS 가스의 성분이 흡착된다. 그리고 제2 처리 영역 P2에서는, 안테나(83)의 자계에 의해 Ar 가스가 플라즈마화되고, 이 Ar 가스의 플라즈마에 의해 상술한 에칭 가스 및 O2 가스가 각각 플라즈마화된다. 이들 에칭 가스의 플라즈마 및 O2 가스의 플라즈마 중, 예를 들어 O2 가스의 플라즈마(라디칼이나 이온)는, 웨이퍼(W)의 상면측의 영역으로부터 오목부(130) 내의 하단부의 영역까지 걸쳐 확산되고, 이들 영역에 있어서의 BTBAS 가스의 성분을 산화하여 반응 생성물(실리콘 산화물)을 생성시킨다.
한편, 에칭 가스의 플라즈마는, O2 가스의 플라즈마(라디칼)보다도 수명이 짧으므로, 활성을 유지한 상태로 오목부(130) 내의 하단부까지는 확산할 수 없고, 따라서 웨이퍼(W)의 상면측 및 오목부(130) 내의 상단부 부근에 접촉한다. 이 에칭 가스의 플라즈마에 웨이퍼(W)가 접촉하면, 도 16의 중앙부에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W) 상의 반응 생성물이 에칭되어, 예를 들어 가스로서 미반응 처리 가스나 부생성물 등의 가스 등과 함께 배기된다. 따라서, 오목부(130)의 내부에 성막되는 반응 생성물은, 하단부측보다도 상단부측의 쪽이 얇아지므로, 말하자면 당해 오목부(130)의 역테이퍼의 정도가 약간 완화되어, 오목부(130)의 내벽의 테이퍼 각도가 수직에 가까워진다. 이때, 웨이퍼(W) 상의 반응 생성물에는, 제1 처리 가스나 에칭 가스에 포함되는 불순물(수분이나 F)이 포함되어 있는 경우가 있다.
계속해서, 제3 처리 영역 P3에서는, 도 16의 우측으로부터 2번째에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)에 형성된 반응 생성물로부터 불순물이 HF 가스 등의 가스로서 제거되어 개질 처리가 행해진다. 그리고 회전 테이블(2)의 회전에 의해, 이러한 BTBAS 가스의 흡착과, BTBAS 가스의 산화 및 에칭과, 반응 생성물의 개질 처리를 다수회에 걸쳐 반복하면, 오목부(130)의 역테이퍼 형상이 한층 더 직각에 가까워지면서, 혹은 더욱 테이퍼 형상(상단부의 개구 치수가 하단부의 개구 치수보다도 넓은 형상)으로 되면서, 불순물이 제거(저감)되면서 오목부(130) 내에 반응 생성물이 순차 매립되어 간다. 따라서, 오목부(130)에의 박막의 매립이 완료되면, 도 16의 우측에 도시하는 바와 같이, 당해 오목부(130) 내에는 보이드 등의 공극이 생성되지 않고, 또한 BTBAS 가스 중의 불순물에 더하여 에칭 가스 중의 불순물에 대해서도 농도가 극히 낮은 박막이 얻어진다.
여기서, 이러한 역테이퍼 형상의 오목부(130)에 대해 예를 들어 통상의 CVD법에 의해 박막을 매립하려고 하면, 당해 오목부(130)의 형상에 따라서 반응 생성물이 적층될 때에는, 오목부(130)의 내부에 박막이 충전되기 전에, 당해 오목부(130)의 상단부가 폐색되어 버리는 경우가 있다. 이 경우에는, 오목부(130) 내에 공극이 형성되므로, 예를 들어 디바이스의 전기적 저항이 설계값보다도 커져 버린다. 한편, 이러한 CVD법에 플라즈마 에칭을 조합하면, 구체적으로는 CVD법에 의한 성막 공정과, 오목부(130) 내의 상단부측의 플라즈마 에칭 공정을 반복하여 오목부(130)에 박막을 매립하면, 플라즈마 에칭 공정에서는 예를 들어 F가 불순물로서 박막에 혼입되어 버릴 우려가 있다. 그로 인해, 오목부(130)에 박막을 매립한 후에 어닐 공정 등을 행해도, 이 오목부(130)의 내부에 들어간 불순물에 대해서는 제거하는 것이 극히 곤란하고, 따라서 예를 들어 설계대로의 전기적 특성이 얻어지지 않게 되어 버린다.
따라서, 본 발명에서는, 반응 생성물의 형성 공정과, 플라즈마 에칭 공정과, 개질 공정을 이 순서로 다수회에 걸쳐 행함으로써, 반응 생성물을 형성할 때마다 에칭 처리를 행하는 동시에 이들 반응 생성물의 형성 공정 및 에칭 공정에 있어서 반응 생성물에 도입된 불순물을 제거하고 있다. 그로 인해, 막 두께 방향에 걸쳐 불순물 농도가 극히 낮은 박막을 형성할 수 있고, 또한 오목부(130)의 역테이퍼 형상이 서서히 완화되도록(수직에 근접하도록) 에칭을 행하고 있으므로, 오목부(130) 내에 보이드 등의 공극이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
여기서, 보조 플라즈마 발생용 가스 노즐(32)로부터 공급되는 가스에는 O2 가스가 포함되어 있으므로, 주 플라즈마 발생용 가스 노즐(32)로부터는 O2 가스를 공급하지 않고, 제3 처리 영역 P3에 있어서 반응 생성물의 생성[웨이퍼(W) 상의 BTBAS 가스의 산화]과 개질을 행하도록 해도 된다. 이 경우에는, 제2 처리 영역 P2에서는, 상술한 CHF3 가스로 이루어지는 에칭 가스 대신에, 혹은 이 에칭 가스와 함께 Si를 에칭하는 에칭 가스, 예를 들어 Br(브롬)계의 가스가 사용되어, 플라즈마 에칭 처리가 행해진다. 또한, 제2 처리 영역 P2 및 제3 처리 영역 P3에 있어서 각각 플라즈마 에칭 처리만, 및 플라즈마 개질 처리만을 행하는 경우에는, 당해 제2 처리 영역 P2와 제3 처리 영역 P3 사이에 제3 플라즈마 발생부(도시하지 않음)를 설치하여, 이 제3 플라즈마 발생부에 있어서 BTBAS 가스의 산화 처리를 행해도 된다.
또한, 이상 서술한 성막 장치에서는, 각각의 플라즈마 발생부(81, 82)에 있어서 서로 다른 종별의 플라즈마 처리를 행하도록 하였지만, 서로 동일한 종별의 플라즈마 처리를 행해도 된다. 구체적으로는, 실리콘 산화막을 성막할 때에, 플라즈마 발생용 가스 노즐(32, 34)로부터 각각 O2 가스 및 Ar 가스를 공급하고, 처리 영역 P2, P3에 있어서 각각 BTBAS 가스를 산화하는 동시에 반응 생성물 중에 포함되는 불순물을 제거하도록 해도 된다.
계속해서, 이상 설명한 성막 장치에 있어서의 플라즈마 발생부(81, 82)의 다른 예에 대해 열거한다. 이하의 다른 예에 대해서는, 이들 플라즈마 발생부(81, 82) 중 한쪽만, 혹은 양쪽에 대해 적용해도 된다. 도 17 및 도 18은, 안테나(83)를 하나만 설치하는 동시에, 당해 안테나(83)에 대해, 평면에서 보았을 때에 개략 사각형(개략 8각형)으로 되도록 배치한 예를 나타내고 있다. 이 예에 있어서도, 슬릿(97)은, 개구부(98)에 근접하는 영역으로부터, 당해 개구부(98)로부터 이격된 영역을 향함에 따라 폭 치수 d1이 확대되도록 형성되어 있지만, 도시를 생략하고 있다.
도 19는, 도 17 및 도 18과 같이 2개의 안테나(83a, 83b)를 개략 사각형으로 되도록 배치하는 동시에, 제1 안테나(83a)에 대해서는 상술한 도 8과 마찬가지로 회전 테이블(2)의 반경 방향에 걸쳐 형성하고, 한편 제2 안테나(83b)에 대해서는 회전 테이블(2)의 외주부측에 배치하고 있다. 또한, 도 19는 천장판(11)을 상방측으로부터 본 모습을 도시하고 있고, 안테나(83a, 83b)를 모식적으로 묘화하고 있다. 이하의 도 20에 대해서도 마찬가지이다.
도 20은, 2개의 안테나(83a, 83b)를 도 17 및 도 18과 같이 개략 사각형으로 되도록 배치하는 동시에, 제1 안테나(83a)에 대해서는 회전 테이블(2)의 반경 방향 내측에 배치하고, 제2 안테나(83b)에 대해서는 상기 반경 방향 외측에 배치한 예를 도시하고 있다. 이 예에서는, 이들 안테나(83a, 83b)는, 서로 동일한 면적으로 되도록 각각 권회되어 있다.
도 21은, 상술한 패러데이 실드(95)에 대해, 하우징(90)의 내부에 매설한 예를 도시하고 있다. 구체적으로는, 플라즈마 발생부[81(82)]의 하방에 있어서의 하우징(90)은, 상단부면이 착탈 가능하게 구성되어 있고, 이 상단부면을 제거한 부위에 패러데이 실드(95)를 수납할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 패러데이 실드(95)는, 플라즈마 발생부[81(82)]와 웨이퍼(W) 사이에 설치되어 있으면 좋다.
도 22는, 플라즈마 발생부[81(82)] 및 패러데이 실드(95)를 하우징(90)의 내부에 수납하는 대신에, 이들 플라즈마 발생부[81(82)] 및 패러데이 실드(95)를 천장판(11)의 상방에 배치한 예를 도시하고 있다. 이 예에서는, 플라즈마 발생부[81(82)]의 하방에 있어서의 천장판(11)은, 다른 부위에 있어서의 천장판(11)과는 별도의 부재로서, 예를 들어 석영 등의 유전체에 의해 구성되어 있고, 하면 주연부가 상술한 바와 같이 주위 방향에 걸쳐 O-링(11d)에 의해 상기 다른 부위에 있어서의 천장판(11)과 기밀하게 접속되어 있다.
도 23은, 안테나(83)를 연직축 방향으로 권회하는 대신에, 수평축 방향으로 권회한 예를 도시하고 있다. 구체적으로는, 이 안테나(83)는, 회전 테이블(2)의 회전 방향을 따라 원호 형상으로 신장되는 축의 주위로 권회되어 있다. 또한, 도 23은 안테나(83) 및 패러데이 실드(95) 이외에 대해서는 생략하고 있다.
여기서, 안테나(83)로서는, 진공 용기(1)의 내부 영역으로부터 기밀하게 구획된 영역[하우징(90)의 내부 혹은 천장판(11) 상]에 배치하였지만, 진공 용기(1)의 내부 영역에 배치해도 된다. 구체적으로는, 예를 들어 천장판(11)의 하면보다도 약간 하방측에 안테나(83)를 배치해도 된다. 이 경우에는, 플라즈마에 의해 안테나(83)가 에칭되지 않도록, 당해 안테나(83)는, 예를 들어 석영 등의 유전체에 의해 표면이 코팅된다. 또한, 이 경우에 있어서 패러데이 실드(95)는, 마찬가지로 플라즈마에 의해 에칭되지 않도록, 안테나(83)와 웨이퍼(W) 사이에 있어서 석영 등의 유전체에 의해 표면이 코팅된다. 또한, 안테나(83)로서는, 코일 형상으로 권회한 구성 이외에도, 기단부측이 예를 들어 진공 용기(1)의 외측으로부터 당해 진공 용기(1) 내에 기밀하게 삽입되는 동시에, 타단부측이 중심부 영역 C를 향해 직선 형상으로 신장되는 구성이어도 된다.
또한, 이상의 각 예에서는, 플라즈마 발생부[81(82)]로서, 안테나(83)를 권회하여 유도 결합형 플라즈마(ICP : Inductively Coupled Plasma)를 발생시켰지만, 플라즈마 발생부(81, 82) 중 한쪽에 있어서, 용량 결합형 플라즈마(CCP : Capacitively Coupled Plasma)를 발생시키도록 해도 된다. 구체적으로는, 도 24 내지 도 26에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 발생용 가스 노즐[32(34)]에 대해 회전 테이블(2)의 회전 방향 하류측에, 한 쌍의 전극(141, 142)이 평행 전극으로서 설치되어 있고, 이들 전극(141, 142)은, 지지부(143)를 통해 진공 용기(1)의 측벽으로부터 기밀하게 삽입되어 있다. 또한, 전극(141, 142)에는, 지지부(143)를 통해 정합기(84) 및 고주파 전원(85)이 접속되어 있다. 또한, 이들 전극(141, 142)의 표면에는, 플라즈마로부터 당해 전극(141, 142)을 보호하기 위해, 예를 들어 석영 등의 보호 피막이 형성되어 있다.
이들 전극(141, 142) 및 플라즈마 발생용 가스 노즐[32(34)]의 상방측에는, 플라즈마가 발생하는 영역[처리 영역 P2(P3)]에의 N2 가스 등의 유입을 억제하기 위해, 개략 햇(hat)형의 커버 부재(144)가 설치되어 있다. 이 커버 부재(144)는, 전극(141, 142) 및 노즐[32(34)]을 덮도록 상자형으로 형성되는 동시에 하면측이 개방되는 커버 본체(145)와, 이 커버 본체(145)에 있어서의 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측, 하류측 및 중심부 영역 C의 하단부면으로부터 수평 방향을 향해 각각 신장되는 기류 규제면(146)을 구비하고 있다. 도 24는, 커버 부재(144)를 제거한 상태, 도 25는 커버 부재(144)를 장착한 상태를 도시하고 있다.
이러한 플라즈마 발생부[81(82)]에 있어서도, 기류 규제면(146)에 의해 처리 영역 P2(P3)로의 가스의 진입을 억제하면서, 전극(141, 142) 사이에 있어서 플라즈마 발생용 가스가 플라즈마화되어 플라즈마 처리가 행해진다.
이상의 각 예에 있어서, 패러데이 실드(95)를 구성하는 재질로서는, 자계를 가능한 한 투과하도록, 비투자율이 가능한 한 낮은 재질이 바람직하고, 구체적으로는, 은(Ag), 알루미늄(Al) 등을 사용해도 된다. 또한, 패러데이 실드(95)의 슬릿(97)의 수량으로서는, 지나치게 적으면 진공 용기(1) 내에 도달하는 자계가 작아지고, 한편 지나치게 많으면 패러데이 실드(95)를 제조하기 어려워지므로, 예를 들어 안테나(83)의 길이 1m에 대해 100 내지 500개 정도인 것이 바람직하다. 또한, 플라즈마 발생용 가스 노즐(34)의 가스 토출 구멍(33)에 대해, 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측을 향하도록 형성하였지만, 이 가스 토출 구멍(33)을 하방측 혹은 하류측을 향하도록 배치해도 된다.
하우징(90)을 구성하는 재질로서는, 석영 대신에, 알루미나(Al2O3), 이트리아 등의 내(耐)플라즈마 에칭재를 사용해도 되고, 예를 들어 파이렉스 글래스(코닝사의 내열 글래스, 상표) 등의 표면에 이들 내플라즈마 에칭재를 코팅해도 된다. 즉, 하우징(90)은 플라즈마에 대한 내성이 높고, 또한 자계를 투과하는 재질(유전체)에 의해 구성하면 된다.
또한, 패러데이 실드(95)의 상방에 절연판(94)을 배치하여, 당해 패러데이 실드(95)와 안테나(83)의 절연을 취하도록 하였지만, 이 절연판(94)을 배치하지 않고, 예를 들어 안테나(83)를 석영 등의 절연재에 의해 피복하도록 해도 된다.
이와 같이, 본 발명의 실시 형태는, 진공 용기 내에 있어서 회전 테이블을 회전시켜 기판에 대해 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스를 차례로 공급하는 동시에, 회전 테이블의 주위 방향으로 서로 이격되도록 설치된 주 플라즈마 발생부 및 보조 플라즈마 발생부에 의해 기판에 대해 각각 플라즈마 처리를 행하고 있다. 그리고 주 플라즈마 발생부에 대해, 주 플라즈마 발생용 가스를 유도 결합에 의해 플라즈마화하기 위한 안테나를 설치하는 동시에, 안테나와 기판 사이에, 안테나와 각각 직교하는 방향으로 신장되는 슬릿이 형성된 패러데이 실드를 배치하고 있다. 그로 인해, 안테나에 있어서 발생하는 전자계에 있어서의 전계 성분에 대해서는 상기 진공 용기의 내부에의 도달을 저해하고, 한편 자계에 대해서는 기판측으로 통과시킬 수 있으므로, 기판에의 플라즈마에 의한 전기적인 손상을 억제할 수 있다. 또한, 주 플라즈마 발생부 및 보조 플라즈마 발생부에 있어서 서로 다른 종별의 플라즈마 처리를 행할 수 있도록 하고 있으므로, 기판에 대한 처리의 자유도가 높은 성막 장치를 구성할 수 있다.

Claims (12)

  1. 진공 용기 내에서, 기판에 흡착시키는 원료 가스인 제1 처리 가스와, 기판에 흡착된 원료 가스와 반응하여 반응 생성물을 생성하기 위한 반응 가스인 제2 처리 가스를 차례로 공급하는 사이클을 복수회 행하여 기판에 성막 처리를 행하는 성막 장치에 있어서,
    기판을 적재하는 기판 적재 영역이 그 일면측에 형성되고, 상기 진공 용기 내에서 상기 기판 적재 영역을 공전시키기 위한 회전 테이블과,
    이 회전 테이블의 주위 방향으로 서로 분리 영역을 사이에 두고 이격된 영역에 각각 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스를 공급하는 제1 처리 가스 공급부 및 제2 처리 가스 공급부와,
    상기 진공 용기의 천장부에 설치한 유전체 상에 설치되고, 상기 제2 처리 가스를 유도 결합에 의해 플라즈마화하기 위해서, 상하 방향으로 신장되는 축의 주위에 권회된 코일로 이루어지는 안테나를 갖는 주 플라즈마 발생부와,
    상기 주 플라즈마 발생부에 의해 플라즈마가 발생하는 영역에 대하여, 상기 회전 테이블의 회전 방향 하류측에, 상기 반응 생성물을 개질하기 위한 플라즈마를 발생시키기 위한 보조 플라즈마 발생용 가스를 공급하는 보조 플라즈마 발생용 가스 공급부와,
    상기 진공 용기의 천장부에 설치한 유전체 상에 설치되고, 상기 보조 플라즈마 발생용 가스를 유도 결합에 의해 플라즈마화하기 위해서, 상하 방향으로 신장되는 축의 주위에 권회된 코일로 이루어지는 안테나를 갖는 보조 플라즈마 발생부를 구비하고,
    상기 주 플라즈마 발생부 및 보조 플라즈마 발생부의 각각은,
    상기 안테나와 플라즈마 처리를 행하는 영역 사이에 개재되어 설치되고, 상기 안테나의 주위에 발생한 전자계에 있어서의 전계 성분의 통과를 저지하는 동시에 자계를 기판측으로 통과시키기 위해, 상기 안테나와 직교하는 방향으로 신장되는 슬릿이 당해 안테나가 신장되는 방향으로 다수 배열된 도전성의 판 형상체로 이루어지는 패러데이 실드를 갖는 것을 특징으로 하는, 성막 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 처리 가스는, 실리콘 함유 가스이며, 상기 제2 처리 가스는 암모니아 가스이며, 상기 반응 생성물은, 실리콘 질화막인 것을 특징으로 하는, 성막 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 실리콘 함유 가스는, 디클로로실란 가스인 것을 특징으로 하는, 성막 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 표면에는, 박막이 매립되는 오목부가 형성되고,
    상기 제2 처리 가스 공급부로부터 공급되는 가스에는, 기판 상에 생성한 반응 생성물을 에칭하는 에칭용의 가스이며, 주 플라즈마 발생부에 의해 플라즈마화되는 가스가 제2 처리 가스에 추가하여 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 성막 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주 플라즈마 발생부에 의해 플라즈마가 발생하는 영역 및 상기 보조 플라즈마 발생부에 의해 플라즈마가 발생하는 영역의 각각은, 상기 천장부의 하면으로부터 하방으로 돌출하는 가스 규제용 돌기부에 의해 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는, 성막 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주 플라즈마 발생부 및 상기 보조 플라즈마 발생부의 각각에 사용되는 유전체는, 상기 진공 용기의 천장부에 형성한 개구부에 시일 부재를 개재하여 끼워 넣어지고,
    상기 가스 규제용 돌기부는, 상기 유전체에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 성막 장치.
  7. 진공 용기 내에서, 기판에 흡착시키는 원료 가스인 제1 처리 가스와, 기판에 흡착된 원료 가스와 반응하여 반응 생성물을 생성하기 위한 반응 가스인 제2 처리 가스를 차례로 공급하는 사이클을 복수회 행하여 기판에 성막 처리를 행하는 성막 방법에 있어서,
    진공 용기 내에 설치된 회전 테이블의 일면측의 기판 적재 영역에 기판을 적재하는 동시에, 이 기판 적재 영역을 공전시키는 공정과,
    이어서, 상기 회전 테이블의 주위 방향으로 서로 분리 영역을 사이에 두고 이격된 영역에 각각 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스를 공급하는 공정과,
    상기 진공 용기의 천장부에 설치한 유전체 상에 설치되고, 상하 방향으로 신장되는 축의 주위에 권회된 코일로 이루어지는 안테나를 갖는 주 플라즈마 발생부의 당해 안테나에 고주파 전력을 공급하고, 상기 제2 처리 가스를 유도 결합에 의해 플라즈마화하는 공정과,
    상기 주 플라즈마 발생부에 의해 플라즈마가 발생하는 영역에 대하여, 상기 회전 테이블의 회전 방향 하류측에, 상기 반응 생성물을 개질하기 위한 플라즈마를 발생시키기 위한 보조 플라즈마 발생용 가스를 공급하는 공정과,
    상기 진공 용기의 천장부에 설치한 유전체 상에 설치되고, 상하 방향으로 신장되는 축의 주위에 권회된 코일로 이루어지는 안테나를 갖는 보조 플라즈마 발생부의 당해 안테나에 고주파 전력을 공급하고, 상기 보조 플라즈마 발생용 가스를 유도 결합에 의해 플라즈마화하는 공정과,
    제2 처리 가스를 유도 결합에 의해 플라즈마화하는 공정 및 보조 플라즈마 발생용 가스를 유도 결합에 의해 플라즈마화하는 공정은, 상기 안테나와 플라즈마 처리를 행하는 영역 사이에 개재되어 설치되고, 상기 안테나와 각각 직교하는 방향으로 신장되는 슬릿이 당해 안테나가 신장되는 방향으로 다수 배열된 도전성의 판 형상체로 이루어지는 패러데이 실드에 의해, 상기 안테나의 주위에 발생한 전자계에 있어서의 전계 성분의 통과를 저지하는 동시에 자계를 기판측으로 통과시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 성막 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 처리 가스는, 실리콘 함유 가스이며, 상기 제2 처리 가스는 암모니아 가스이며, 상기 반응 생성물은, 실리콘 질화막인 것을 특징으로 하는, 성막 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 실리콘 함유 가스는, 디클로로실란 가스인 것을 특징으로 하는, 성막 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 기판의 표면에는, 박막이 매립되는 오목부가 형성되고,
    상기 주 플라즈마 발생부에 의해 플라즈마가 발생하는 영역에는, 제2 처리 가스에 추가하여, 기판 상에 생성한 반응 생성물을 에칭하는 에칭용의 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는, 성막 방법.
  11. 진공 용기 내에서, 기판에 흡착시키는 원료 가스인 제1 처리 가스와, 기판에 흡착된 원료 가스와 반응하여 반응 생성물을 생성하기 위한 반응 가스인 제2 처리 가스를 차례로 공급하는 사이클을 복수회 행하여 기판에 성막 처리를 행하는 성막 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램은, 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 성막 방법을 실시하도록 스텝이 짜여져 있는 것을 특징으로 하는, 기억 매체.
  12. 삭제
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