KR101561335B1 - 성막 장치 - Google Patents

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KR101561335B1
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히토시 가토
시게히로 미우라
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

진공 용기 내에서 서로 반응하는 복수 종류의 처리 가스를 차례로 공급하는 사이클을 복수회 행하여, 반응 생성물을 적층함으로써 기판에 박막을 성막하는 성막 장치이며, 회전 테이블과, 제1 처리 영역에 제1 처리 가스를 공급하는 제1 처리 가스 공급부와, 제2 처리 영역에서 기판에 대해 플라즈마 처리를 행하는 제1 플라즈마 처리부와, 상기 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역의 분위기를 분리하기 위해, 상기 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역 사이에 형성된 분리 영역에 분리 가스를 공급하는 분리 가스 공급부를 포함하고, 상기 제1 플라즈마 처리부는, 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 공간을 구획 형성하고, 하부에 플라즈마의 토출구가 형성된 제1 포위 부분과, 상기 플라즈마 발생 공간에 제2 처리 가스를 공급하는 제2 처리 가스 공급부와, 상기 플라즈마 발생 공간의 상기 제2 처리 가스를 활성화하기 위한 활성화부와, 상기 제1 포위 부분의 하방에 설치된 제2 포위 부분을 포함한다.

Description

성막 장치{FILM DEPOSITION APPARATUS}
본 출원은, 2012년 2월 9일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2012-026330호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참고로서 포함되어 있다.
본 발명은, 서로 반응하는 처리 가스를 차례로 공급하여 기판의 표면에 반응 생성물을 적층하는 동시에, 기판에 대해 플라즈마 처리를 행하는 성막 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 등의 기판(이하, 「웨이퍼」라 함)에 대해, 예를 들어 실리콘 질화막(Si-N) 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)법이 알려져 있다. 이 ALD법을 사용하여 성막 처리를 행하는 성막 장치로서는, 예를 들어 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 복수매의 웨이퍼를 주위 방향으로 배열하여 회전시키기 위한 회전 테이블을 진공 용기 내에 설치하는 동시에, 이 회전 테이블에 대향하도록 복수의 가스 공급 노즐을 설치한 구성을 들 수 있다. 이 장치에서는, 처리 가스가 각각 공급되는 처리 영역끼리의 사이에는, 처리 가스끼리가 서로 혼합되지 않도록, 분리 가스가 공급되는 분리 영역이 형성되어 있다.
그리고 이러한 장치에 있어서, 예를 들어 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 처리 영역 및 분리 영역과 함께, 플라즈마를 사용하여 예를 들어 반응 생성물의 개질이나 처리 가스의 활성화를 행하는 플라즈마 영역을 회전 테이블의 주위 방향을 따라 배치하는 구성이 알려져 있다. 그러나, 소형의 장치를 구성하려고 하면, 이러한 플라즈마 영역을 형성하기 어렵다. 바꾸어 말하면, 플라즈마 영역을 형성하는 경우에는, 장치의 대형화를 피할 수 없다.
일본 특허 출원 공개 제2010-239102호 공보 일본 특허 출원 공개 제2011-40574호 공보
본 발명은 이러한 사정에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은, 서로 반응하는 처리 가스를 진공 용기 내에 차례로 공급하여 기판의 표면에 반응 생성물을 적층하는 동시에 기판에 대해 플라즈마 처리를 행함에 있어서, 처리 가스끼리가 진공 용기 내에서 서로 혼합되는 것을 저지하면서, 소형의 진공 용기를 구성할 수 있는 성막 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제1 형태에 따르면,
진공 용기 내에서 서로 반응하는 복수 종류의 처리 가스를 차례로 공급하는 사이클을 복수회 행하여, 반응 생성물을 적층함으로써 기판에 박막을 성막하는 성막 장치이며,
상기 진공 용기 내에 설치되고, 기판을 적재하는 기판 적재 영역이 그 일면측에 형성되는 동시에, 이 기판 적재 영역을 회전시키기 위한 회전 테이블과,
제1 처리 영역에 제1 처리 가스를 공급하는 제1 처리 가스 공급부와,
제2 처리 영역에서 기판에 대해 플라즈마 처리를 행하는 제1 플라즈마 처리부와,
상기 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역의 분위기를 분리하기 위해, 상기 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역 사이에 형성된 분리 영역에 분리 가스를 공급하는 분리 가스 공급부와,
상기 진공 용기 내의 분위기를 진공 배기하기 위한 배기구를 포함하고,
상기 제1 플라즈마 처리부는,
플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 공간을 구획 형성하고, 하부에 플라즈마의 토출구가 형성된 제1 포위 부분과,
상기 플라즈마 발생 공간에 제2 처리 가스를 공급하는 제2 처리 가스 공급부와,
상기 플라즈마 발생 공간의 상기 제2 처리 가스를 활성화하기 위한 활성화부와,
상기 토출구로부터 토출되는 플라즈마를 상기 회전 테이블의 일면측으로 안내하고, 상기 회전 테이블의 중심부측으로부터 외측 테두리부측에 걸쳐 신장되는 안내 공간을 형성하기 위해, 상기 제1 포위 부분의 하방에 설치된 제2 포위 부분을 포함하는 성막 장치가 제공된다.
도 1은 본 실시 형태에 있어서의 성막 장치의 일례를 나타내는 종단면도.
도 2는 본 실시 형태에 있어서의 성막 장치의 횡단 평면도.
도 3은 본 실시 형태에 있어서의 성막 장치의 횡단 평면도.
도 4는 본 실시 형태에 있어서의 성막 장치의 플라즈마 발생 용기를 확대하여 도시하는 종단면도.
도 5는 본 실시 형태에 있어서의 플라즈마 발생 용기를 도시하는 사시도.
도 6은 본 실시 형태에 있어서의 플라즈마 발생 용기의 일부를 도시하는 사시도.
도 7은 본 실시 형태에 있어서의 플라즈마 발생 용기의 일부를 도시하는 사시도.
도 8은 본 실시 형태에 있어서의 플라즈마 발생 용기를 도시하는 분해 사시도.
도 9는 본 실시 형태에 있어서의 플라즈마 발생 용기에 설치되는 핀의 일부를 도시하는 사시도.
도 10은 본 실시 형태에 있어서의 핀을 도시하는 종단면도.
도 11은 본 실시 형태에 있어서의 핀을 도시하는 종단면도.
도 12는 제1 처리 가스 노즐에 설치되는 노즐 커버를 도시하는 사시도.
도 13은 본 실시 형태에 있어서의 노즐 커버를 도시하는 종단면도.
도 14는 본 실시 형태에 있어서의 성막 장치에 있어서의 제2 플라즈마 발생부를 도시하는 종단면도.
도 15는 본 실시 형태에 있어서의 제2 플라즈마 발생부를 도시하는 분해 사시도.
도 16은 본 실시 형태에 있어서의 제2 플라즈마 발생부에 설치되는 하우징을 도시하는 사시도.
도 17은 본 실시 형태에 있어서의 제2 플라즈마 발생부를 도시하는 평면도.
도 18은 본 실시 형태에 있어서의 제2 플라즈마 발생부에 설치되는 패러데이 실드의 일부를 도시하는 사시도.
도 19는 본 실시 형태에 있어서의 성막 장치에 설치되는 사이드 링을 도시하는 분해 사시도.
도 20a, 도 20b는 본 실시 형태에 있어서의 성막 장치를 주위 방향으로 절단한 모습을 모식적으로 도시하는 종단면도.
도 21은 본 실시 형태에 있어서의 성막 장치에 있어서의 가스 흐름을 도시한 모식도.
도 22는 본 실시 형태에 있어서의 성막 장치의 다른 예를 도시하는 분해 사시도.
도 23은 본 실시 형태에 있어서의 성막 장치의 다른 예를 도시하는 종단면도.
도 24는 본 실시 형태에 있어서의 성막 장치의 다른 예를 도시하는 사시도.
도 25는 본 실시 형태에 있어서의 성막 장치의 다른 예를 도시하는 횡단 평면도.
도 26은 본 실시 형태에 있어서의 성막 장치의 다른 예를 도시하는 사시도.
도 27은 본 실시 형태에 있어서의 성막 장치의 다른 예를 도시하는 사시도.
도 28은 본 실시 형태에 있어서의 성막 장치의 다른 예를 도시하는 종단면도.
도 29는 본 실시 형태에 있어서의 성막 장치의 다른 예를 도시하는 종단면도.
도 30은 실시예에서 얻어진 결과를 나타내는 특성도.
도 31은 실시예에서 얻어진 결과를 나타내는 특성도.
도 32는 실시예에서 얻어진 결과를 나타내는 특성도.
도 33은 실시예에서 얻어진 결과를 나타내는 특성도.
도 34는 실시예에서 얻어진 결과를 나타내는 특성도.
도 35는 실시예에서 얻어진 결과를 나타내는 특성도.
도 36은 실시예에서 얻어진 결과를 나타내는 특성도.
도 37은 실시예에서 얻어진 결과를 나타내는 특성도.
도 38은 실시예에서 얻어진 결과를 나타내는 특성도.
도 39는 실시예에서 얻어진 결과를 나타내는 특성도.
이하, 첨부의 도면을 참조하면서, 본 발명의 한정적이 아닌 예시의 실시 형태에 대해 설명한다. 첨부의 모든 도면 중, 동일 또는 대응하는 부재 또는 부품에 대해서는, 동일 또는 대응하는 참조 번호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다. 또한 도면은, 부재 혹은 부품간의 상대비를 나타내는 것을 목적으로 하지 않고, 따라서 구체적인 치수는, 이하의 한정적이 아닌 실시 형태에 비추어, 당업자에 의해 결정되어야 하는 것이다.
본 실시 형태의 성막 장치의 일례에 대해, 도 1 내지 도 19를 참조하여 설명한다. 이 성막 장치는, 도 1 내지 도 3에 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 동시에 웨이퍼(W)를 회전시키기 위한 회전 테이블(2)을 구비하고 있다.
이 성막 장치는, 이후에 상세하게 서술하는 바와 같이, 웨이퍼(W)에 대해, Si 함유 가스의 흡착 처리와, 웨이퍼(W) 상에 흡착된 Si 함유 가스의 플라즈마 질화 처리와, 웨이퍼(W) 상에 형성된 질화 실리콘막의 플라즈마 개질 처리를 회전 테이블(2)이 1회전할 때마다 행하도록 구성되어 있다. 이때, 이들 각 처리를 행하기 위한 노즐 등의 부재를 설치함에 있어서, 흡착 처리 및 질화 처리에 각각 사용되는 각 처리 가스끼리가 진공 용기(1) 내에서 서로 혼합되는 것을 저지하면서, 평면에서 보았을 때의 진공 용기(1)가 가능한 한 소형으로 되도록 장치를 구성하고 있다. 계속해서, 성막 장치의 각 부에 대해 상세하게 서술한다.
진공 용기(1)는, 용기 본체(12) 및 당해 용기 본체(12)에 착탈 가능하게 장착된 천장판(천장부)(11)을 구비하고 있다. 평면에서 보았을 때의 진공 용기(1)의 직경 치수(내경 치수)는, 예를 들어 1100㎜ 정도로 되어 있다. 천장판(11)의 상면 중앙부에는, 진공 용기(1) 내의 중심부 영역(C)에 있어서 서로 다른 처리 가스끼리가 혼합되는 것을 억제하기 위해, 질소(N2) 가스를 분리 가스로서 공급하기 위한 분리 가스 공급관(51)이 접속되어 있다. 또한, 용기 본체(12)의 상면의 주연부에는, 링 형상으로 설치된, 예를 들어 O링 등의 시일 부재(13)가 설치되어 있다.
진공 용기(1)는, 개략 원통 형상의 코어부(21)와, 코어부(21)의 하면에 접속되는 동시에 연직 방향으로 신장되는 회전축(22)과, 회전축(22)을 연직축 주위로 회전시키는 구동부(23)와, 회전축(22) 및 구동부(23)를 수납하는 케이스체(20)를 포함한다.
회전 테이블(2)은, 중심부에서 코어부(21)에 고정되어 있다. 회전 테이블(2)은, 회전축(22)에 의해, 연직축 주위(본 예에서는 시계 방향)로 회전 가능하게 구성되어 있다. 회전 테이블(2)의 직경 치수는, 예를 들어 1000㎜로 되어 있다. 케이스체(20)는, 상면측의 플랜지 부분이 진공 용기(1)의 저면부(14)의 하면에 기밀하게 장착되어 있다. 케이스체(20)에는, 회전 테이블(2)의 하방 영역에 질소 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 내지 도 4에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 적재하기 위한 원 형상의 오목부(24)가 기판 적재 영역으로서 형성되어 있다. 오목부(24)는, 회전 테이블(2)의 회전 방향(주위 방향)을 따라 복수 개소, 예를 들어 5개소에 형성되어 있다. 오목부(24)는, 웨이퍼(W)를 당해 오목부(24)에 떨어뜨려 넣으면(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. 웨이퍼(W)의 직경 치수는, 예를 들어 300㎜로 할 수 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 4개의 가스 노즐, 제1 처리 가스 노즐(31), 제3 처리 가스 노즐(34), 분리 가스 노즐(41 및 42)이 진공 용기(1)의 주위 방향[회전 테이블(2)의 회전 방향]으로 서로 간격을 두고 방사상으로 배치되어 있다. 이들 각 가스 노즐(31, 34, 41 및 42)은, 예를 들어 진공 용기(1)의 외주벽으로부터 중심부 영역(C)을 향해 웨이퍼(W)에 대향하여 수평하게 신장되도록 각각 장착되어 있다. 본 예에서는, 후술하는 반송구(15)로부터 보아 시계 방향[회전 테이블(2)의 회전 방향 A]으로 제3 처리 가스 노즐(34), 분리 가스 노즐(41), 제1 처리 가스 노즐(31) 및 분리 가스 노즐(42)이, 이 순서로 배열되어 있다.
본 실시 형태에 있어서, 반송구(15)로부터 보아 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측[분리 가스 노즐(42)과 제3 처리 가스 노즐(34) 사이]에 있어서의 천장판(11)의 상방측에는, 제2 처리 가스 노즐(32)이 설치되어 있다. 제2 처리 가스 노즐(32)도, 가스 노즐(31, 34, 41 및 42)과 마찬가지로 석영 등에 의해 구성된다. 제2 처리 가스 노즐(32)을 천장판(11) 상에 배치하고 있는 구체적인 구성에 대해서는, 이후에 상세하게 서술한다.
또한, 도 2 및 도 3에서는, 천장판(11)의 묘화를 생략하고 있고, 도 3에서는 제2 처리 가스 노즐(32)을 모식적으로 도시하고 있다. 또한, 도 3은 후술하는 제1 플라즈마 발생부(81), 플라즈마 발생 용기(200), 제2 플라즈마 발생부(82) 및 하우징(90)을 제거한 상태, 도 2는 후술하는 제1 플라즈마 발생부(81), 플라즈마 발생 용기(200), 제2 플라즈마 발생부(82) 및 하우징(90)을 장착한 상태를 나타내고 있다.
제1 처리 가스 노즐(31)은, 처리 가스 공급부를 이루고, 제2 처리 가스 노즐(32)은 제2 처리 가스 공급부(플라즈마 발생용 가스 공급부)를 이루고 있다. 가스 노즐(제3 처리 가스 노즐)(34)은, 제3 처리 가스 공급부(보조 플라즈마 발생용 가스 공급부)를 이루고 있다. 또한, 분리 가스 노즐(41 및 42)은, 각각 분리 가스 공급부를 이루고 있다.
각 가스 노즐(31, 32, 34, 41 및 42)은, 유량 조정 밸브를 통해 각각 이하의 각 가스 공급원(도시하지 않음)에 각각 접속되어 있다. 즉, 제1 처리 가스 노즐(31)은, 실리콘(Si)을 포함하는 제1 처리 가스, 예를 들어 DCS(디클로로실란) 가스 등의 공급원에 접속되어 있다. 제2 처리 가스 노즐(32)은, 예를 들어 암모니아(NH3) 가스와 아르곤(Ar) 가스의 혼합 가스의 공급원에 접속되어 있다. 제3 처리 가스 노즐(34)은, 예를 들어 아르곤 가스와 수소(H2) 가스의 혼합 가스로 이루어지는 개질용 가스(보조 플라즈마 발생용 가스)의 공급원에 접속되어 있다. 분리 가스 노즐(41 및 42)은, 분리 가스인 질소 가스의 공급원에 각각 접속되어 있다. 제2 처리 가스 노즐(32)로부터 공급되는 가스는, 이후에 있어서 설명을 간략화하기 위해 암모니아 가스로서 설명한다. 또한, 암모니아 가스 대신에, 질소 원소(N)를 포함하는 가스, 예를 들어 질소(N2) 가스를 사용해도 된다.
가스 노즐(31, 32, 34, 41 및 42)의 하면측에는, 상술한 각 가스를 각각 토출하기 위한 가스 토출 구멍(33)이 회전 테이블(2)의 반경 방향을 따라 복수 개소에 예를 들어 등간격으로 형성되어 있다. 각 가스 노즐(31, 34, 41 및 42)은, 당해 가스 노즐(31, 34, 41 및 42)의 하단부 테두리와 회전 테이블(2)의 상면의 이격 거리가, 예를 들어 1 내지 5㎜ 정도로 되도록 배치되어 있다. 또한, 도 5에서는, 제2 처리 가스 노즐(32)의 가스 토출 구멍(33)에 대해서는 생략하고 있다.
제1 처리 가스 노즐(31)의 하방 영역은, Si 함유 가스를 웨이퍼(W)에 흡착시키기 위한 제1 처리 영역(P1)이고, 진공 용기(1)의 내부에 있어서의 제2 처리 가스 노즐(32)의 하방 영역은, 웨이퍼(W)에 흡착된 Si 함유 가스의 성분과 암모니아(상세하게는 암모니아 가스의 플라즈마)를 반응시키기 위한 제2 처리 영역(P2)으로 된다. 또한, 제3 처리 가스 노즐(34)의 하방 영역은, 처리 영역(P1, P2)을 통과함으로써 웨이퍼(W) 상에 형성된 반응 생성물의 개질 처리를 행하기 위한 제3 처리 영역(P3)으로 된다. 분리 가스 노즐(41 및 42)은, 제1 처리 영역(P1)과 제2 처리 영역(P2)을 분리하는 제1 분리 영역(D1) 및 제2 분리 영역(D2)을 형성하기 위한 것이다.
제1 분리 영역(D1) 및 제2 분리 영역(D2)에 있어서의 진공 용기(1)의 천장판(11)에는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 각각 개략 부채형의 볼록 형상부(4)가 설치되어 있다. 또한, 분리 가스 노즐(41)은, 볼록 형상부(4)에 형성된 홈부(43) 내(도 20a, 도 20b 참조)에 수납되어 있다. 따라서, 분리 가스 노즐(41)에 있어서의 회전 테이블(2)의 주위 방향 양측에는, 후술하는 도 20a에도 도시하는 바와 같이, 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. 도 20a 및 도 20b는, 회전 테이블(2)의 주위 방향을 따라 진공 용기(1)를 절단한 종단면도를 도시하고 있다.
계속해서, 도 4 내지 도 11을 참조하여, 제1 플라즈마 발생부(81) 및 플라즈마 발생 용기(200)(이들을 합쳐 제1 플라즈마 처리부)의 구체적인 구성을 설명한다.
제2 처리 가스 노즐(32)은, 플라즈마 발생 용기(200)의 내부에 수납되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 제2 처리 가스 노즐(32)은, 천장판(11)보다도 상방측에 설치된다.
도 1 내지 도 7에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 발생 용기(200)는, 평면에서 보았을 때에 회전 테이블(2)의 중심부측과 외측 테두리부측 사이에서 띠 형상으로 신장되도록, 즉, 종방향의 편평한 용기로 되도록, 하면측이 개방되는 개략 상자 형상체로 이루어진다. 플라즈마 발생 용기(200)는, 석영이나 알루미나 등의 고주파를 투과하는 재질에 의해 구성되어 있다.
플라즈마 발생 용기(200)는, 제2 처리 가스 노즐(32)이 수납되는 상방측의 부위[이하, 상방 용기(제1 포위 부분)(201)라 함]가 천장판(11)보다도 상방에 위치하는 동시에, 플라즈마 발생 용기(200)의 하단부 개구부[이하, 하방 용기(제2 포위 부분)(202)라 함]가 회전 테이블(2)에 근접하도록, 천장판(11)의 상방측으로부터 진공 용기(1) 내에 기밀하게 삽입되어 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 상방 용기(201)와 하방 용기(202) 사이에 있어서의 플라즈마 발생 용기(200)의 외주면에는, 수평 방향을 향해 주위 방향에 걸쳐 플랜지 형상으로 신장되는 플랜지부(203)가 형성되어 있다.
천장판(11)의 상면측에는, 플라즈마 발생 용기(200)가 삽입되는 개구부(204)와, 이 개구부(204)의 주위에 있어서 플랜지부(203)에 대응하도록 천장판(11)의 상면보다도 약간 낮게 형성된 단차부(205)가 형성되어 있다(도 8).
플라즈마 발생 용기(200)[상방 용기(201) 및 하방 용기(202)로 이루어지는 결합체]를 이 개구부(204)에 끼워 넣으면, 단차부(205)와 플랜지부(203)가 서로 걸리는 동시에, 개구부(204)를 둘러싸도록 단차부(205)에 설치된 O-링 등의 시일 부재(206)에 의해, 진공 용기(1)에 대해 플라즈마 발생 용기(200)가 기밀하게 접촉한다. 이와 같이 하여 도 8에 도시하는 바와 같이, 플랜지부(203)를 따르도록 개략 환 형상으로 형성된 압박 부재(207)에 의해 플랜지부(203)를 진공 용기(1)를 향해 압박하는 동시에, 도시하지 않은 볼트 등에 의해 이 압박 부재(207)를 진공 용기(1)에 고정하면, 진공 용기(1)의 내부 영역과 플라즈마 발생 용기(200)의 내부 영역이 기밀하게 접속된다. 또한, 도 5 내지 도 7은, 플라즈마 발생 용기(200)의 일부를 절결하여 도시하고 있고, 도 6은 상방 용기(201)를 상측으로부터 본 도면이고, 도 7은 하방 용기(202)를 하측으로부터 본 도면이다.
제2 처리 가스 노즐(32)은, 플라즈마 발생 용기(200)[상방 용기(201)]에 대해, 회전 테이블(2)의 중심부 부근의 위치에 있어서 상면측으로부터 삽입되는 동시에, 선단부가 회전 테이블(2)의 외측 테두리부를 향해 당해 플라즈마 발생 용기(200)의 길이 방향을 따라 수평하게 신장되도록, 예를 들어 용접에 의해 당해 상방 용기(201)에 고정되어 있다. 또한, 상방 용기(201)와 하방 용기(202) 사이에 있어서의 플라즈마 발생 용기(200)의 내부에는, 가스(상세하게는, 플라즈마)의 정류를 행하는 동시에, 상술한 분리 가스가 상방 용기(201) 내에 침입하는 것을 방지하기 위한 구획판(210)이 설치되어 있다.
구획판(210)에 있어서의 노즐(32)의 하방측에는, 도 4 내지 도 7에 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)의 반경 방향으로 각각 신장되는 슬릿 형상의 토출구(211)가 노즐(32)을 따르도록 복수 개소에 형성되어 있다. 토출구(211)를 갖는 구획판(210)을 설치함으로써, 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 상방 용기(201) 내의 압력은, 진공 용기(1) 내의 압력에 대해, 말하자면 개별로(독립적으로) 설정되게 된다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 발생 용기(200)의 회전 테이블(2)의 주위 방향에 있어서의 길이 치수 j는, 예를 들어 30 내지 60㎜로 되어 있다. 또한, 토출구(211)의 길이 치수 d1은 10㎜ 내지 60㎜ 정도, 폭 치수 d2는 2㎜ 내지 8㎜ 정도로 되어 있다. 또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 제2 처리 가스 노즐(32)의 하단부면과 구획판(210)의 상면 사이의 높이 치수 k는, 후술하는 바와 같이, 지나치게 작으면 웨이퍼(W)에의 전기적 손상이 발생하기 쉬워지고, 한편 지나치게 크면 웨이퍼(W)에 플라즈마가 도달하기 어려워진다. 그로 인해, 치수 k는, 예를 들어 30 내지 100㎜ 정도로 되어 있다. 또한, 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)와 천장판(11)의 하단부면 사이의 이격 치수는, 예를 들어 70㎜ 내지 30㎜ 정도로 되어 있다(도 1이나 도 5 참조).
제1 플라즈마 발생부(81)는, 제2 처리 가스 노즐(32)로부터 토출되는 암모니아 가스를 플라즈마화하기 위한 활성화부로서 상방 용기(201)의 주위에 설치되어 있다.
제1 플라즈마 발생부(81)는, 고주파 전원(85a)과, 정합기(84a)와, 접속 전극(86a)과, 안테나(83a)를 포함한다. 안테나(83a)는, 구리(Cu) 등의 금속선으로 이루어지고, 평면에서 보았을 때에 상방 용기(201)를 둘러싸도록, 코일 형상으로 연직축 주위로 예를 들어 3바퀴 권회되어 있다. 고주파 전원(85a)은, 예를 들어 주파수를 13.56㎒ 및 출력 전력을 5000W로 할 수 있다. 안테나(83a)는, 접속 전극(86a) 및 정합기(84a)를 통해 고주파 전원(85a)에 접속되어 있다.
상방 용기(201)의 내부 영역은 플라즈마 발생 공간(S1)을 이룬다. 제1 플라즈마 발생부(81), 플라즈마 발생 용기(200) 및 제2 처리 가스 노즐(32)에 의해, 플라즈마 처리부가 구성되어 있다.
본 실시 형태에 있어서, 도 7에 도시하는 바와 같이, 구획판(210)의 토출구(211)의 하방 영역 주위에는, 하방 용기(202)에 의해, 회전 테이블(2)의 반경 방향[회전 테이블(2)의 중심부측으로부터 외측 테두리부측을 향하는 방향]을 따르도록, 진공 용기(1)의 천장판(11)측으로부터 당해 회전 테이블(2)을 향해 신장되는 개략 상자형의 영역이 형성되어 있다. 하방 용기(202)의 내부 영역은, 상방 용기(201)의 내부 영역인 플라즈마 발생 공간(S1)으로부터 토출구(211)를 통해 하방측을 향해 하강하는 플라즈마를 회전 테이블(2)을 향해 안내하기 위한 안내 공간(S2)을 이룬다. 하방 용기(202)의 하면측 개구 단부는 플라즈마의 분출구(212)를 이룬다. 분출구(212)와 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W) 사이의 치수 h(도 20 참조)는, 예를 들어 0.5 내지 3㎜ 정도로 되어 있다.
본 실시 형태의 성막 장치는, 하방 용기(202)의 분출구(212)의 측방에, 회전 테이블(2)을 따르도록 판 형상으로 형성된 정류판으로서 기능하는 핀(221)을 더 포함한다(도 1, 도 2, 도 8 내지 도 11). 핀(221)은, 분출구(212)로부터 회전 테이블(2)을 향해 토출되는 플라즈마를 회전 테이블(2)을 따라 통류시키기 위해, 또한 상술한 분리 가스에 의해 이 플라즈마가 확산되는 것을 억제하기 위해 설치된다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 핀(221)은, 회전 테이블(2)의 중심부측으로부터 외측 테두리부측을 향함에 따라 직경 확장되는, 평면에서 볼 때 개략 부채형의 판 형상 부재에 의해 구성된다. 핀(221)에는, 하방 용기(202)의 분출구(212)의 개구와 대략 동일 형상의 개구부(222)가 설치되어 있다. 또한, 핀(221)은, 회전 테이블(2)의 외측 테두리부측에 있어서의 단부에서 하방측을 향해 각각 굴곡되는 굴곡부(223)와, 굴곡부(223)보다도 더욱 회전 테이블(2)의 외측 테두리부측에서 진공 용기(1)의 내벽면으로 신장되는 수평면부(225)와, 수평면부(225)의 하면측에 설치된 개략 기둥 형상의 지지 부재(226)와, 회전 테이블(2)의 회전 중심측의 상단부에 설치된 지지부(224)를 포함한다.
굴곡부(223)는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)의 외주 단부면과 간극을 두고 대향하도록, 회전 테이블(2)의 외주 단부면으로부터 예를 들어 5 내지 30㎜ 정도 신장된 후에 굴곡되어 있다. 회전 테이블(2)의 상면과 핀(221) 사이의 간극 치수 f1 및 회전 테이블(2)의 외주 단부면과 굴곡부(223) 사이의 치수 f2는, 각각 상술한 치수 h와 동일한 정도로 설정되어 있다. 본 예에서는, 핀(221)의 하면은, 플라즈마 발생 용기(200)의 하면[분출구(212)]과 높이 위치가 일치하고 있다.
또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 핀(221)의 외주 단부에 있어서, 플라즈마 발생 용기(200)보다도 회전 테이블(2)의 회전 방향 A 하류측에 있어서의 회전 테이블(2)의 주위 방향의 폭 치수 u2는, 상류측에 있어서의 회전 테이블(2)의 주위 방향의 폭 치수 u1보다도 길게 형성된다. 예를 들어, 폭 치수 u1은 80㎜, 폭 치수 u2는 200㎜로 되어 있다.
또한, 도 10은 회전 테이블(2)의 외측 테두리측으로부터 핀(221)을 보았을 때의 도면이고, 도 11은 핀(221)을 측방측으로부터 본 도면이다.
핀(221)은, 진공 용기(1)에 착탈 가능하게 장착되어 있다. 지지부(224)는, 회전 테이블(2)의 회전 중심측의 상단부에서 상방측을 향해 신장되는 동시에 중심부 영역(C)측을 향해 수평하게 굴곡되어 있다. 지지부(224)는, 후술하는 돌출부(5)에 형성된 절결부(5a)에 지지되도록 구성되어 있다. 또한, 지지 부재(226)의 하단부면은, 후술하는 커버 부재(7a)에 의해 지지되어 있다.
이상의 구성에 의해, 도 8에 도시하는 바와 같이, 핀(221)을 진공 용기(1) 내에 배치한 후, 천장판(11)을 통해 상술한 플라즈마 발생 용기(200)를 하강시키면, 당해 플라즈마 발생 용기(200)의 하단부가 핀(221)에 있어서의 개구부(222) 내에 헐겁게 삽입된다(간극을 두고 관통 삽입된다). 또한, 도 8에서는 볼록 형상부(4)의 일부를 절결하여 도시하고 있고, 또한 도 9에서는 수평면부(225) 및 지지 부재(226)에 대해서는 생략하고 있다.
이와 같이 구성된 핀(221)을 설치함으로써, 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 암모니아 가스의 플라즈마가 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)를 따르도록 통류하고, 따라서 당해 플라즈마와 웨이퍼(W)가 접촉하는 영역이 회전 테이블(2)의 주위 방향을 따라, 또한 회전 테이블(2)의 반경 방향에 걸쳐 넓게 형성된다. 즉, 분출구(212)의 하방측에 있어서 회전 테이블(2)의 회전 방향 하류측을 향하는 플라즈마는, 후술하는 배기구(62)로부터의 흡인에 의해, 하류측을 향하면서도 회전 테이블(2)의 외측 테두리부[진공 용기(1)의 내벽면]로 확산하려고 한다. 그러나 회전 테이블(2)에 근접시켜 핀(221)을 배치하고 있으므로, 핀(221)의 하방측의 플라즈마는, 회전 테이블(2)의 외측 테두리부로의 흐름이 규제되어, 말하자면 회전 테이블(2)의 주위 방향을 따라 흘러 간다.
또한, 분출구(212) 하방에 있어서, 분출구(212)로부터 유출된 플라즈마는, 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측으로도 흘러 가려고 한다. 그러나 본 실시 형태에 있어서, 후술하는 실시예로부터 알 수 있는 바와 같이, 핀(221)을 설치함으로써, 플라즈마가 상류측으로 통류하는 것이 억제된다. 그 이유에 대해서는, 예를 들어 이하와 같이 생각된다.
회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측으로의 플라즈마의 유동 방향과, 회전 테이블(2)의 회전 방향은 서로 역방향으로 된다. 그로 인해, 핀(221)을 설치하지 않는 경우에는, 회전 테이블(2)에 의한 회전에 의해 플라즈마가 예를 들어 상방으로 말려 올라가 버린다. 그러나 본 실시 형태에 있어서, 핀(221)을 설치하고 있으므로, 분출구(212)로부터 유출된 플라즈마는, 상방으로의 말려 올라감이 억제되어, 핀(221)에 의해 회전 테이블(2)을 따라 통류하게 된다. 그로 인해, 핀(221)으로부터 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측을 향함에 따라, 회전 테이블(2)의 회전에 의해 상류측으로의 가스 흐름이 억제되어(상쇄되어) 점차 유속이 느려지고, 결과적으로 회전 테이블(2)의 회전 방향을 따라, 즉, 하류측으로 흘러 가게 된다. 이와 같이 하여 거시적으로 보면, 핀(221)을 설치함으로써, 분출구(212)의 하방에 있어서 플라즈마는, 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측은 향하지 않고, 회전 방향 하류측을 향해, 회전 테이블(2)의 주위 방향을 따르도록 통류해 간다.
또한, 핀(221)을 회전 테이블(2)에 근접시켜 설치하고 있으므로, 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측 및 하류측으로부터의 핀(221)의 하방측의 영역에의 분리 가스의 침입이 억제된다. 구체적으로는, 핀(221)과 회전 테이블(2) 사이의 치수 f1이 극히 작게 되어 있으므로, 분리 가스는, 핀(221)과 회전 테이블(2) 사이의 영역을 피하도록 핀(221)의 상방측의 통류 공간을 통류한다. 또한, 핀(221)에는, 회전 테이블(2)의 외주측에 있어서, 회전 테이블(2)과 핀(221) 사이를 막도록 굴곡부(223)가 배치되어 있다. 따라서, 핀(221)의 하방에 존재하는 플라즈마는, 회전 테이블(2)의 외주측을 향해 통류하기 어려워진다. 그로 인해, 핀(221)의 하방에 존재하는 플라즈마는, 중심부 영역(C)에 공급되는 질소 가스에 의해 회전 테이블(2)의 외주측으로 밀려 나오기 어려워지므로, 회전 테이블(2)의 반경 방향에 있어서의 농도가 균일해진다. 이와 같이 하여 핀(221)의 하방에는, 회전 테이블(2)의 회전 방향을 따라, 또한 회전 테이블(2)의 반경 방향을 따라, 암모니아 가스의 플라즈마가 높은 농도로, 또한 균일하게 분포하는 영역이 넓게 형성된다.
또한, 이미 설명한 바와 같이, 플라즈마 발생 용기(200)가 핀(221)에 대해 상방측으로부터 삽입된다. 여기서, 플라즈마 발생 용기(200)와 핀(221) 사이에는, 평면에서 볼 때, 예를 들어 1㎜ 정도의 간극 영역이 주위 방향에 걸쳐 형성된다. 따라서, 핀(221)에 있어서의 상방측의 영역과 하방측의 영역은, 이 간극 영역을 통해 연통되어 있다. 그러나 상술한 바와 같이 핀(221)의 하방측에는 암모니아 플라즈마의 고농도 영역이 형성되어 있으므로, 후술하는 실시예로부터도 알 수 있는 바와 같이, 핀(221)의 상방측을 흐르는 가스, 예를 들어 질소 가스 등은, 간극 영역으로부터의 웨이퍼(W)측으로의 통류가 방지된다.
계속해서, 도 12 및 도 13을 참조하여, 제1 처리 가스 노즐(31)을 간단히 설명한다.
제1 처리 가스 노즐(31)의 상방측에는, 제1 처리 가스를 웨이퍼(W)를 따라 통류시키기 위해, 또한 분리 가스가 웨이퍼(W)의 근방을 피해 진공 용기(1)의 천장판(11)측을 통류하도록, 상술한 핀(221)과 대략 마찬가지로 구성된 노즐 커버(230)가 설치되어 있다. 노즐 커버(230)는, 제1 처리 가스 노즐(31)을 수납하기 위해 하면측이 개방되는 개략 상자형의 커버체(231)와, 이 커버체(231)의 하면측 개구 단부에 있어서의 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측 및 하류측에 각각 접속된 판 형상체인 정류판(232 및 232)을 구비하고 있다. 회전 테이블(2)의 회전 중심측에 있어서의 커버체(231)의 측벽면은, 제1 처리 가스 노즐(31)의 선단부에 대향하도록 회전 테이블(2)을 향해 신장되어 있다. 또한, 회전 테이블(2)의 외측 테두리측에 있어서의 커버체(231)의 측벽면은, 제1 처리 가스 노즐(31)에 간섭하지 않도록 절결되어 있다. 회전 테이블(2)의 외주 단부보다도 진공 용기(1)의 내벽면에 근접한 영역에 있어서의 정류판(232)은, 제1 처리 가스 노즐(31)의 선단부측에 있어서의 제1 처리 가스가 중심부 영역(C)에 공급되는 분리 가스에 의해 희석되는 것을 억제하기 위해, 회전 테이블(2)의 외주 단부를 따르도록 하방측을 향해 굴곡되어 있다. 그리고 노즐 커버(230)는, 제1 처리 가스 노즐(31)의 길이 방향에 있어서의 일측 및 타측에 각각 설치된 지지부(233a 및 233b)에 의해, 후술하는 돌출부(5) 및 커버 부재(7a)에 지지되어 있다.
다음에, 도 14 내지 도 18을 참조하여, 제2 플라즈마 발생부(82) 및 하우징(90)(이들을 합쳐 제2 플라즈마 처리부)의 구체적인 구성을 설명한다.
제2 플라즈마 발생부(82)는, 제3 처리 가스 노즐(34)로부터 진공 용기(1) 내로 토출되는 개질용 가스를 플라즈마화하기 위해, 제3 처리 가스 노즐(34)의 상방측에 설치되어 있다. 제2 플라즈마 발생부(82)는, 제1 플라즈마 발생부(81)와 마찬가지로, 고주파 전원(85b)과, 정합기(84b)와, 접속 전극(86b)과, 안테나(83b)를 포함한다. 안테나(83b)는 금속선으로 이루어지고, 코일 형상으로 예를 들어 연직축 주위로 3중으로 권회하여 구성되어 있다. 안테나(83b)는, 평면에서 보았을 때에 회전 테이블(2)의 반경 방향으로 신장되는 띠 형상체 영역을 둘러싸도록, 또한 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)의 직경 부분을 넘도록 배치되어 있다. 안테나(83b)는 천장판(11)보다도 하방측에 위치하고 있다. 고주파 전원(85b)은, 예를 들어 주파수를 13.56㎒ 및 출력 전력을 5000W로 할 수 있다. 안테나(83b)는, 접속 전극(86b) 및 정합기(84b)를 통해 고주파 전원(85b)에 접속되어 있다. 안테나(83b)는, 진공 용기(1)의 내부 영역으로부터 기밀하게 구획되도록 설치되어 있다.
제3 처리 가스 노즐(34)은, 천장판(11)보다도 하방에 설치된다. 천장판(11)에는, 평면적으로 보았을 때에 개략 부채형으로 개방되는 개구부(11a)가 형성되어 있다(도 15). 개구부(11a)에는, 예를 들어 석영 등의 유전체에 의해 구성된 하우징(90)이 설치되어 있다.
도 16은 하우징(90)을 하방측으로부터 본 도면을 도시하고 있다. 하우징(90)은, 상방측의 주연부가 주위 방향에 걸쳐 플랜지 형상으로 수평하게 신장되어 플랜지부(90a)를 이루는 동시에, 평면에서 보았을 때의 중앙부가 하방측의 진공 용기(1)의 내부 영역을 향해 움푹 들어가도록 형성되어 있다. 하우징(90)은, 그 하방에 웨이퍼(W)가 위치하였을 때에, 회전 테이블(2)의 반경 방향에 있어서의 웨이퍼(W)의 직경 부분을 넘도록 배치되어 있다. 하우징(90)과 천장판(11) 사이에는, O-링 등의 시일 부재(11c)(도 14)가 설치된다.
도 15에 도시하는 바와 같이, 하우징(90)을 천장판(11)의 개구부(11a) 내에 떨어뜨려 넣고, 이어서 개구부(11a)의 외측 테두리를 따르도록 프레임 형상으로 형성된 압박 부재(91)에 의해 플랜지부(90a)를 하방측을 향해 주위 방향에 걸쳐 압박하는 동시에, 이 압박 부재(91)를 도시하지 않은 볼트 등에 의해 천장판(11)에 고정하면, 진공 용기(1)의 내부 분위기가 기밀하게 설정된다.
하우징(90)의 하면에는, 당해 하우징(90)의 하방측의 제3 처리 영역(P3)을 주위 방향을 따라 둘러싸도록, 회전 테이블(2)을 향해 수직으로 신장되는 돌기부(92)가 형성되어 있다. 그리고 이 돌기부(92)의 내주면, 하우징(90)의 하면 및 회전 테이블(2)의 상면에 의해 둘러싸인 영역에는, 상술한 제3 처리 가스 노즐(34)이 수납되어 있다. 제3 처리 가스 노즐(34)의 기단부측[진공 용기(1)의 내벽측]에 있어서의 돌기부(92)는, 제3 처리 가스 노즐(34)의 외형을 따르도록 개략 원호 형상으로 절결되어 있다.
도 14에 도시하는 바와 같이, 하우징(90)의 하방[제3 처리 영역(P3)]측으로부터 천장판(11)과 하우징(90) 사이의 영역을 시일하는 상술한 O-링(11c)을 보면, 제3 처리 영역(P3)과 O-링(11c) 사이에는 돌기부(92)가 주위 방향에 걸쳐 형성되어 있다. 그로 인해, O-링(11c)은, 플라즈마에 직접 노출되지 않도록, 제3 처리 영역(P3)으로부터 격리되어 있다고 할 수 있다. 따라서, 제3 처리 영역(P3)으로부터 플라즈마가 예를 들어 O-링(11c)측으로 확산하려고 해도, 돌기부(92)의 하방을 경유해 가게 되므로, O-링(11c)에 도달하기 전에 플라즈마가 활성을 잃게 된다.
하우징(90)의 상방측에는, 하우징(90)의 내부 형상을 대략 따르도록 형성된 도전성의 판 형상체인 금속판, 예를 들어 구리 등으로 이루어지는, 접지된 패러데이 실드(95)가 수납되어 있다. 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, 평면에서 보았을 때에 개략 육각형으로 되도록 구성되어 있다.
또한, 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)와 하우징(90) 사이에는, 지지부(96)를 하방측으로부터 지지하는 동시에 하우징(90)의 중심부 영역(C)측 및 회전 테이블(2)의 외측 테두리부측의 플랜지부(90a)에 각각 지지되는 프레임 형상체(99)가 설치되어 있다.
패러데이 실드(95)의 수평면(95a)에는, 안테나(83b)에 있어서 발생하는 전계 및 자계(전자계) 중 전계 성분이 하방의 웨이퍼(W)를 향하는 것을 저지하는 동시에, 자계를 웨이퍼(W)에 도달시키기 위해, 다수의 슬릿(97)이 형성되어 있다. 즉, 전계가 웨이퍼(W)에 도달하면, 당해 웨이퍼(W)의 내부에 형성되어 있는 전기 배선이 전기적으로 손상을 받아 버리는 경우가 있다. 따라서, 전계를 차단하고 자계를 통과시키기 위해, 이하와 같이 설정한 슬릿(97)을 형성하고 있다.
구체적으로는, 슬릿(97)은, 도 17 및 도 18에 도시하는 바와 같이, 안테나(83b)의 권회 방향에 대해 직교하는 방향으로 신장되도록, 주위 방향에 걸쳐 안테나(83b)의 하방 위치에 형성되어 있다. 여기서, 안테나(83b)에 공급되는 고주파에 대응하는 파장은 22m이다. 그로 인해, 슬릿(97)은, 이 파장의 1/10000 이하 정도의 폭 치수로 되도록 형성되어 있다. 또한, 각각의 슬릿(97)의 길이 방향에 있어서의 일단부측 및 타단부측에는, 이들 슬릿(97)의 개구 단부를 폐색하도록, 접지된 도전체로 이루어지는 도전로(97a)가 주위 방향에 걸쳐 각각 배치되어 있다. 패러데이 실드(95)에 있어서 이들 슬릿(97)의 형성 영역으로부터 벗어난 영역, 즉, 안테나(83b)가 권회된 영역의 중앙측에는, 당해 영역을 통해 플라즈마의 발광 상태를 확인하기 위한 개구부(98)가 형성되어 있다. 또한, 도 2에서는 슬릿(97)을 생략하고 있고, 슬릿(97)의 형성 영역을 1점 쇄선으로 나타내고 있다.
패러데이 실드(95)의 수평면(95a) 상에는, 패러데이 실드(95)의 상방에 적재되는 제2 플라즈마 발생부(82)와의 절연을 취하기 위해, 두께 치수가 예를 들어 2㎜ 정도인 예를 들어 석영으로 이루어지는 절연판(94)이 적층되어 있다. 이와 같이 하여 제2 플라즈마 발생부(82)는, 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.
계속해서, 진공 용기(1)의 각 부의 설명으로 되돌아간다.
회전 테이블(2)의 외주측에 있어서 회전 테이블(2)보다도 약간 하방 위치에는, 도 19에 도시하는 바와 같이, 커버체인 사이드 링(100)이 배치되어 있다. 사이드 링(100)의 상면에는, 서로 주위 방향으로 이격되도록 2개소에 제1 배기구(61) 및 제2 배기구(62)가 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 진공 용기(1)의 바닥면에 2개의 배기구가 형성되고, 이들 배기구에 대응하는 위치에 있어서의 사이드 링(100)에, 제1 배기구(61) 및 제2 배기구(62)가 형성되어 있다. 제1 배기구(61)는, 제1 처리 가스 노즐(31)과, 제1 처리 가스 노즐(31)의 회전 테이블(2)의 회전 방향 하류측에 위치하는 제2 분리 영역(D2) 사이에 있어서, 제2 분리 영역(D2)측으로 치우친 위치에 형성되어 있다. 제2 배기구(62)는, 제2 플라즈마 발생부(82)와 이 제2 플라즈마 발생부(82)보다도 회전 테이블(2)의 회전 방향 하류측의 제1 분리 영역(D1) 사이에 있어서, 이 제1 분리 영역(D1)측으로 치우친 위치에 형성되어 있다. 제1 배기구(61)는, Si 함유 가스나 분리 가스를 배기하기 위한 것이고, 제2 배기구(62)는, 암모니아 가스, 개질용 가스 및 분리 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(C)측으로부터 외측 테두리측에 걸쳐 하우징(90)이나 플라즈마 발생 용기(200)를 배치하고 있으므로, 제2 처리 영역(P2) 및 제3 처리 영역(P3)에 대해 회전 테이블(2)의 회전 방향 A 상류측으로부터 통류해 오는 가스는, 이들 하우징(90) 및 플라즈마 발생 용기(200)에 의해 제1 배기구(61) 및 제2 배기구(62)를 향하려고 하는 가스류가, 말하자면 규제되어 버린다. 따라서, 이들 하우징(90)이나 플라즈마 발생 용기(200)보다도 외주측에 있어서의 사이드 링(100)의 상면에, 가스가 흐르기 위한 홈 형상의 가스 유로(101a) 및 가스 유로(101b)를 형성하고 있다. 구체적으로는, 가스 유로(101a)는, 도 19에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 발생 용기(200)에 있어서의 회전 테이블(2)의 회전 방향 A 상류측의 단부보다도 예를 들어 60㎜ 정도 제1 배기구(61)측으로 치우친 위치로부터, 플라즈마 발생 용기(200)에 있어서의 회전 테이블(2)의 회전 방향 하류측의 단부보다도 240㎜ 반송구(15)측으로 치우친 위치까지의 사이에 걸쳐, 깊이 치수가 예를 들어 30㎜로 되도록 원호 형상으로 형성되어 있다. 또한, 가스 유로(101b)는, 하우징(90)에 있어서의 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측의 단부보다도 반송구(15)측으로 120㎜ 치우친 위치로부터, 배기구(62)까지의 사이에 걸쳐 형성되어 있다.
천장판(11)의 하면에 있어서의 중앙부에는, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 볼록 형상부(4)에 있어서의 중심부 영역(C)측의 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. 돌출부(5)보다도 회전 테이블(2)의 회전 중심측에 있어서의 코어부(21)의 상방측에는, 중심부 영역(C)에 있어서 Si 함유 가스와 암모니아 가스 등이 서로 혼합되는 것을 억제하기 위한 래버린스 구조부(110)가 배치되어 있다. 즉, 상술한 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 플라즈마 발생 용기(200)나 하우징(90)을 중심부 영역(C)측으로 치우친 위치까지 형성하고 있으므로, 회전 테이블(2)의 중앙부를 지지하는 코어부(21)는, 회전 테이블(2)의 상방측의 부위가 하우징(90)을 피하도록 회전 중심측으로 치우친 위치에 형성되어 있다. 따라서, 중심부 영역(C)측에서는, 외측 테두리부측보다도 예를 들어 처리 가스끼리가 혼합되기 쉬운 상태로 되어 있다고 할 수 있다. 따라서, 래버린스 구조부(110)를 형성함으로써, 가스의 유로를 확보하여 처리 가스끼리가 혼합되는 것을 방지하고 있다.
구체적으로는, 래버린스 구조부(110)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)측으로부터 천장판(11)측을 향해 수직으로 신장되는 제1 벽부(111)와, 천장판(11)측으로부터 회전 테이블(2)을 향해 수직으로 신장되는 제2 벽부(112)가 각각 주위 방향에 걸쳐 형성되는 동시에, 이들 벽부(111 및 112)가 회전 테이블(2)의 반경 방향에 있어서 교대로 배치된 구조를 채용하고 있다. 본 예에서는, 상술한 돌출부(5)측으로부터 중심부 영역(C)측을 향해, 제2 벽부(112), 제1 벽부(111) 및 제2 벽부(112)가 이 순서로 배치되어 있다. 돌출부(5)측의 제2 벽부(112)는, 당해 돌출부(5)의 일부를 이루고 있다.
따라서, 래버린스 구조부(110)에서는, 예를 들어 제1 처리 가스 노즐(31)로부터 토출되어 중심부 영역(C)을 향하려고 하는 Si 함유 가스는, 제1 벽부(111) 및 제2 벽부(112)를 타고 넘어갈 필요가 있으므로, 중심부 영역(C)을 향함에 따라 유속이 느려져, 확산되기 어려워진다. 그로 인해, 처리 가스가 중심부 영역(C)에 도달하기 전에, 당해 중심부 영역(C)에 공급되는 분리 가스에 의해 제1 처리 영역(P1)측으로 되밀리게 된다. 또한, 중심부 영역(C)을 향하려고 하는 암모니아 가스나 아르곤 가스 등에 대해서도, 마찬가지로 래버린스 구조부(110)에 의해 중심부 영역(C)에 도달하기 어려워진다. 그로 인해, 처리 가스끼리가 중심부 영역(C)에 있어서 서로 혼합되는 것이 방지된다.
한편, 이 중심부 영역(C)에 상방측으로부터 공급된 질소 가스는, 주위 방향으로 급격하게 확산되어 가려고 하지만, 래버린스 구조부(110)를 설치하고 있으므로, 당해 래버린스 구조부(110)에 있어서의 제1 벽부(111) 및 제2 벽부(112)를 타고 넘는 동안에 유속이 억제되어 간다. 이때, 질소 가스는, 예를 들어 회전 테이블(2)과 핀(221)이나 돌기부(92) 사이의 극히 좁은 영역에도 침입하려고 하지만, 래버린스 구조부(110)에 의해 유속이 억제되어 있으므로, 당해 좁은 영역보다도 넓은 영역[예를 들어, 반송 아암(10)의 진퇴 영역]으로 흘러 간다. 그로 인해, 분출구(212)나 하우징(90)의 하방측으로의 질소 가스의 유입이 억제된다.
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.
진공 용기(1)는, 히터 유닛(7)의 측방측에 설치된 돌출부(71a) 및 히터 유닛(7)의 상방측을 덮는 커버 부재(7a)를 포함한다. 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 외부의 반송 아암(10)과 회전 테이블(2) 사이에 있어서 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 반송구(15)가 형성되어 있고, 이 반송구(15)는 게이트 밸브(G)에 의해 기밀하게 개폐 가능하게 구성되어 있다. 그리고 반송 아암(10)이 진공 용기(1)에 대해 진퇴하는 영역에 있어서의 천장판(11)의 상방에는, 웨이퍼(W)의 주연부를 검지하기 위한 카메라 유닛(10a)이 설치되어 있다. 즉, 카메라 유닛(10a)은, 웨이퍼(W)의 주연부를 촬상함으로써, 예를 들어 반송 아암(10) 상의 웨이퍼(W)의 유무나, 회전 테이블(2)에 적재된 웨이퍼(W) 혹은 반송 아암(10) 상의 웨이퍼(W)의 위치 어긋남을 검지하기 위한 것이다. 따라서, 카메라 유닛(10a)은, 웨이퍼(W)의 직경 치수에 대응하는 위치에, 플라즈마 발생 용기(200)와 하우징(90) 사이의 영역 정도의 폭 넓은 시야를 갖도록 배치되어 있다.
회전 테이블(2)의 오목부(24)는, 이 반송구(15)에 면하는 위치에서 반송 아암(10)과의 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.
본 실시 형태의 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, 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 광자기 디스크, 메모리 카드, 플렉시블 디스크 등의 기억 매체인 기억부(121)로부터 제어부(120) 내에 인스톨된다.
다음에, 본 실시 형태의 작용에 대해 설명한다.
우선, 게이트 밸브(G)를 개방하여, 회전 테이블(2)을 간헐적으로 회전시키면서, 반송 아암(10)에 의해 반송구(15)를 통해 회전 테이블(2) 상에, 예를 들어 5매의 웨이퍼(W)를 적재한다. 이 웨이퍼(W)에는, 드라이 에칭 처리나 Chemical Vapor Deposition(CVD)법 등을 사용한 배선 매립 공정이 이미 실시되어 있고, 따라서 웨이퍼(W)의 내부에는 전기 배선 구조가 형성되어 있는 것으로 한다. 이어서, 게이트 밸브(G)를 폐쇄하여, 진공 펌프(64) 및 압력 조정부(65)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.
계속해서, 처리 가스 노즐(31)로부터 Si 함유 가스를 예를 들어 300sccm으로 토출하는 동시에, 제2 처리 가스 노즐(32)로부터 암모니아 가스를 예를 들어 100sccm으로 토출한다. 또한, 제3 처리 가스 노즐(34)로부터 아르곤 가스 및 수소 가스의 혼합 가스를 예를 들어 10000sccm으로 토출한다. 또한, 분리 가스 노즐(41 및 42)로부터 분리 가스를 예를 들어 5000sccm으로 각각 토출하고, 분리 가스 공급관(51) 및 퍼지 가스 공급관(72 및 73)으로부터도 질소 가스를 소정의 유량으로 토출한다. 그리고 압력 조정부(65)에 의해 진공 용기(1) 내를 미리 설정한 처리 압력, 예를 들어 400 내지 500㎩, 본 예에서는 500㎩로 조정한다. 또한, 제1 플라즈마 발생부(81) 및 제2 플라즈마 발생부(82)에서는, 각각의 안테나(83a 및 83b)에 대해, 예를 들어 1500W로 되도록 고주파 전력을 공급한다.
플라즈마 발생 용기(200)에서는, 제2 처리 가스 노즐(32)로부터 상방 용기(201)에 대해 암모니아 가스가 공급되면, 안테나(83a)에 있어서 형성되는 전계 및 자계에 의해 암모니아 가스가 플라즈마화된다. 그리고 이 플라즈마가 하방 용기(202)를 향해 하강하려고 하지만, 상방 용기(201) 및 하방 용기(202) 사이에는 구획판(210)이 개재되어 있으므로, 이 구획판(210)에 의해 하강하려고 하는 가스 흐름이, 말하자면 규제된다. 그로 인해, 상방 용기(201)에서는, 진공 용기(1) 내의 다른 영역보다도 플라즈마의 압력이 약간 높아져, 이 고압의 플라즈마가 구획판(210)에 형성된 토출구(211)로부터 웨이퍼(W)를 향해 하강해 간다. 이때, 상방 용기(201)의 압력을 진공 용기(1) 내의 다른 영역보다도 고압으로 설정하고 있으므로, 질소 가스 등의 다른 가스는, 이 상방 용기(201)에는 침입하지 않는다. 그리고 하방 용기(202)의 분출구(212)로부터 토출된 플라즈마는, 상술한 바와 같이 핀(221)에 의해 회전 테이블(2)의 회전 방향 하류측을 향해, 회전 테이블(2)의 반경 부분에 걸쳐 웨이퍼(W)를 따라 통류해 간다.
여기서, 상방 용기(201)의 내부에서 발생하는 플라즈마에는, 상술한 바와 같이 아르곤 가스의 플라즈마와, 예를 들어 이 아르곤 가스의 플라즈마에 의해 활성화되어 발생한 암모니아 가스의 플라즈마(NH 라디칼)가 혼재하고 있다. 그리고 이들 플라즈마에 포함되는 활성종 중, 예를 들어 아르곤 이온은, 웨이퍼(W)에 대해 이온 손상을 일으키기 쉽지만, 이온 손상을 일으키기 어려운 활성종, 예를 들어 암모니아 가스의 플라즈마에 비해 수명이 짧다[사활(死活)되기 쉽다]. 한편, 이온 손상을 일으키기 어려운 활성종은, 예를 들어 아르곤 가스의 플라즈마 등보다도 수명이 길고, 따라서 플라즈마 발생 용기(200)를 하강하는 동안에도 활성을 잃기 어렵다. 그로 인해, 암모니아 가스의 플라즈마는, 플라즈마 발생 용기(200) 내를 하강함에 따라, 이온 손상을 일으키기 어려운 활성종의 비율이 증대해 간다.
하우징(90)에서는, 안테나(83b)에 의해 발생하는 전계 및 자계 중 전계는, 패러데이 실드(95)에 의해 반사 혹은 흡수(감쇠)되어, 진공 용기(1) 내에의 도달이 저해된다(차단된다). 또한, 슬릿(97)의 길이 방향에 있어서의 일단부측 및 타단부측에 도전로(97a)를 각각 배치하고 있으므로, 또한 안테나(83b)의 측방측에 수직면(95b)을 설치하고 있으므로, 당해 일단부측 및 타단부측을 돌아들어가 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. 이와 같이 하여 하우징(90)의 하방측에 있어서, 자계에 의해 개질용 가스가 플라즈마화된다. 따라서, 아르곤 가스의 플라즈마에 대해서도, 웨이퍼(W)에 대해 전기적 손상을 일으키기 어려운 활성종에 의해 구성된다.
이때, 아르곤 가스의 플라즈마는, 상술한 암모니아 가스의 플라즈마보다도 수명이 짧으므로, 즉시 불활성화되어 원래의 아르곤 가스로 되돌아가려고 한다. 그러나 제2 플라즈마 발생부(82)에서는, 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)의 근방 위치에 안테나(83b)를 설치하고 있으므로, 즉, 플라즈마가 발생하는 영역이 웨이퍼(W)의 바로 상방에 배치되어 있으므로, 아르곤 가스의 플라즈마는, 활성을 유지한 채 웨이퍼(W)를 향해 통류해 간다. 그리고 하우징(90)의 하면측에 돌기부(92)를 주위 방향을 따라 설치하고 있으므로, 하우징(90)의 하방측의 가스나 플라즈마는, 당해 하우징(90)의 외측으로 누출되기 어려워진다. 그로 인해, 하우징(90)의 하방측의 분위기는, 진공 용기(1) 내의 다른 영역[예를 들어, 반송 아암(10)이 진퇴하는 영역 등]의 분위기보다도 약간 고압으로 된다. 따라서, 하우징(90)의 내부에 대한 당해 하우징(90)의 외측으로부터의 가스의 침입이 저지된다.
한편, 웨이퍼(W)의 표면에서는, 회전 테이블(2)의 회전에 의해 제1 처리 영역(P1)에 있어서 Si 함유 가스가 흡착되고, 이어서 제2 처리 영역(P2)에 있어서 웨이퍼(W) 상에 흡착된 Si 함유 가스의 성분이 암모니아 가스의 플라즈마에 의해 질화되고, 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 제2 플라즈마 발생부(82)의 플라즈마가 접촉하면, 실리콘 질화막의 개질 처리가 행해지게 된다. 구체적으로는, 예를 들어 플라즈마가 웨이퍼(W)의 표면에 충돌함으로써, 예를 들어 실리콘 질화막으로부터 불순물이 HCl이나 유기 가스 등으로서 방출되거나, 실리콘 질화막 내의 원소가 재배열되어 실리콘 질화막의 치밀화(고밀도화)가 도모되게 된다. 이와 같이 하여 회전 테이블(2)의 회전을 계속함으로써, 웨이퍼(W) 표면에의 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 박막이 형성된다. 여기서, 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)의 내부에는 전기 배선 구조가 형성되어 있지만, 제1 플라즈마 발생부(81)에서는 플라즈마가 발생하는 장소와 웨이퍼(W) 사이를 크게 이격시키고 있고, 또한 제2 플라즈마 발생부(82)에서는 전계를 차단하고 있으므로, 이 전기 배선 구조에 대한 전기적 손상이 억제된다.
그리고 제1 처리 영역(P1) 및 제2 처리 영역(P2) 사이에는, 회전 테이블(2)의 주위 방향 양측에 제2 분리 영역(D2) 및 제1 분리 영역(D1)을 배치하고 있으므로, 도 20b 및 도 21에 도시하는 바와 같이, 제2 분리 영역(D2) 및 제1 분리 영역(D1)에 있어서 각각 Si 함유 가스와 암모니아 가스의 혼합이 저지되면서, 각 가스가 제1 배기구(61) 및 제2 배기구(62)를 향해 배기되어 간다.
상술한 실시 형태에 따르면, 웨이퍼(W)에 대해 플라즈마 질화 처리를 행하기 위한 플라즈마 처리부로서, 플라즈마 발생 공간(S1)을 형성하기 위한 상방 용기(201)를 천장판(11)의 상방측에 배치하는 동시에, 이 상방 용기(201)의 하방측에, 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)에 대해 플라즈마를 안내하기 위한 하방 용기(202)를 배치하고 있다. 따라서, 안테나(83a) 및 제2 처리 가스 노즐(32) 등의 플라즈마 처리에 필요로 하는 구역이나 부재에 대해, 회전 테이블(2)에 대해 상방측으로 이격시킬 수 있다. 그로 인해, 제2 처리 영역(P2)이 평면에서 볼 때 차지하는 정도[회전 테이블(2)의 주위 방향에 있어서의 제2 처리 영역(P2)의 점유 면적]를 억제할 수 있으므로, 진공 용기(1)를 평면에서 볼 때 소형으로 구성할 수 있다.
또한, 상방 용기(201) 및 하방 용기(202)를 플라즈마 발생 용기(200)로서 일체적으로 구성하는 동시에, 상방 용기(201)를 천장판(11)의 상방측에 설치하고 있으므로, 진공 용기(1) 내에는, 안테나(83a) 및 제2 처리 가스 노즐(32)을 배치하는 영역을 형성하지 않아도 된다. 즉, 진공 용기(1) 내에는 각 가스 노즐(31, 34, 41 및 42)이나 볼록 형상부(4) 등, 여러 부재가 설치되어 있으므로, 제2 처리 가스 노즐(32)이나 플라즈마 발생 공간(S1)을 형성하기 어렵다. 한편, 진공 용기(1)의 천장판(11) 상에는, 진공 용기(1)의 내부와 비교하여 넓은 공간이 확대되어 있으므로, 제2 처리 가스 노즐(32)이나 플라즈마 발생 공간(S1)을 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 소형의 장치[진공 용기(1)]라도, 웨이퍼(W)의 반입출 영역을 확보할 수 있고, 또한 카메라 유닛(10a)을 설치할 공간을 배치할 수 있다.
또한, 천장판(11)보다도 상방측에 플라즈마 발생 공간(S1)을 형성함에 있어서, 플라즈마 발생 공간(S1)에서 플라즈마화하는 가스로서는, 웨이퍼(W) 상에 흡착되는 Si 함유 가스와 반응하는 암모니아 가스를 사용하고 있고, 이미 서술한 바와 같이, 암모니아 가스의 플라즈마는, 아르곤 가스의 플라즈마 등보다도 수명(활성을 유지하고 있는 시간)이 길다. 그로 인해, 플라즈마 발생 공간(S1)과 웨이퍼(W)를 크게 이격시켜도, 웨이퍼(W)에 대해 양호하게 플라즈마 처리를 행할 수 있다.
또한, 플라즈마 발생 용기(200)에 토출구(211)를 형성한 구획판(210)을 설치하고 있으므로, 상방 용기(201) 내의 압력을 진공 용기(1) 내의 다른 영역[예를 들어, 반송 아암(10)의 진퇴 영역]의 압력보다도 높게 설정할 수 있다. 그로 인해, 상방 용기(201) 내의 압력을 진공 용기(1) 내의 압력과는 말하자면 별개로 독립적으로 설정할 수 있으므로, 예를 들어 처리 레시피에 따라서, 혹은 웨이퍼(W)의 종별에 따라서, 상방 용기(201) 내의 압력을 조정할 수 있다. 구체적으로는, 웨이퍼(W)의 표면에 어스펙트비가 큰(깊이 치수가 깊은) 홀이나 홈 등이 형성되어 있는 경우에는, 반응 생성물이 웨이퍼(W) 상에 피복성(커버리지성) 높게 형성되도록, 상방 용기(201) 내의 압력은 다른 영역보다도, 예를 들어 200㎩ 정도 고압으로 설정된다. 또한, 상방 용기(201)에는 질소 가스가 침입하지 않으므로, 질소 가스의 플라즈마화에 의한 악영향을 방지할 수 있다.
또한, 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)에 근접하도록, 플라즈마 발생 용기(200)[하방 용기(202)]에 있어서의 회전 테이블(2)의 주위 방향 양측에 핀(221)을 배치하는 동시에, 핀(221)에 있어서의 외측 테두리부를 하방측을 향해 굴곡시키고 있다. 그로 인해, 암모니아 가스의 플라즈마와 웨이퍼(W)의 접촉 시간을 길게 취할 수 있다.
또한, 플라즈마 발생 용기(200)에 대해, 종방향의 편평한 형상으로 되도록, 즉, 회전 테이블(2)의 반경 방향을 따르도록 띠 형상으로 형성하고 있다. 그로 인해, 회전 테이블(2)의 주위 방향에 있어서의 플라즈마 발생 용기(200)의 길이 치수 j를 극히 짧게 억제할 수 있다.
또한, 플라즈마 발생 공간(S1)[상방 용기(201)]을 웨이퍼(W)에 대해 크게 이격시키고 있으므로, 제1 플라즈마 발생부(81)에는 제2 플라즈마 발생부(82)에 설치한 패러데이 실드(95)를 설치하지 않아도 된다. 그로 인해, 제1 플라즈마 발생부(81)에서는, 패러데이 실드(95)를 배치한 경우보다도 출력이 작은 저렴한 고주파 전원(85a)이면 된다. 즉, 패러데이 실드(95)를 설치한 경우에는, 고주파 전원(85)의 출력 전력 중 전계로서 소비되는 전력이 패러데이 실드(95)에 의해 상실되어 버리지만, 패러데이 실드(95)를 배치하지 않는 경우에는, 전계에 대해서도 암모니아 가스의 플라즈마화에 기여한다. 따라서, 상방 용기(201)를 천장판(11)의 상방측에 설치함으로써, 제1 플라즈마 발생부(81)의 간소화 및 저출력화에 의한 비용의 저감화를 도모할 수 있다.
이때, 제2 플라즈마 발생부(82)와 웨이퍼(W) 사이에 패러데이 실드(95)를 배치하고 있으므로, 제2 플라즈마 발생부(82)에 있어서 발생하는 전계에 대해서는 차단할 수 있다. 따라서, 제2 플라즈마 발생부(82)에 있어서도, 플라즈마에 의한 웨이퍼(W)의 내부의 전기 배선 구조에 대한 전기적 손상을 억제할 수 있다. 또한, 2개의 플라즈마 발생부, 제1 플라즈마 발생부(81) 및 제2 플라즈마 발생부(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, 제1 플라즈마 발생부(81) 및 제2 플라즈마 발생부(82)에 있어서, 진공 용기(1)의 외부에 안테나(83a) 및 안테나(83b)를 각각 배치하고 있으므로, 제1 플라즈마 발생부(81) 및 제2 플라즈마 발생부(82)의 메인터넌스가 용이해진다.
계속해서, 이상 설명한 성막 장치의 다른 예에 대해 열거한다.
도 22 및 도 23은, 제1 플라즈마 발생부(81)에 있어서, 제2 플라즈마 발생부(82)와 마찬가지로 패러데이 실드(195)를 배치한 예를 나타내고 있다. 구체적으로는, 패러데이 실드(195)는, 상방 용기(201)를 수납하도록, 하방측이 개방되는 개략 상자형을 이루는 동시에 하단부 개구 단부가 플랜지 형상으로 외측을 향해 주위 방향에 걸쳐 신장되는 구성을 채용하고 있다. 패러데이 실드(195)에는, 안테나(83a)의 권회 방향에 직교하도록, 슬릿(197)이 복수 개소에 형성되어 있다. 즉, 슬릿(197)은, 패러데이 실드(195)의 측면에서는 상하 방향으로 신장되도록 형성되어 있다. 또한, 패러데이 실드(195)의 상면측에는, 회전 테이블(2)의 주위 방향을 따르도록 슬릿(197)이 형성되어 있다.
그리고, 패러데이 실드(195)와 안테나(83a) 사이에는, 이들 패러데이 실드(195)와 안테나(83a)를 서로 절연하기 위해, 패러데이 실드(195)를 주위 방향을 따라 둘러싸도록 구성된 개략 각통 형상의 절연 부재(194a)가 배치되어 있다. 또한, 도 22에서는, 패러데이 실드(195)의 일부 및 절연 부재(194a)의 일부를 각각 절결하여 묘화하고 있다.
이러한 제1 플라즈마 발생부(81)를 사용한 경우에는, 고주파 전원(85a)으로부터 고출력의 전력을 안테나(83a)에 공급한 경우라도, 웨이퍼(W)에 대한 전기적 손상을 억제할 수 있다.
도 24는, 제1 플라즈마 발생부(81)로서, 안테나(83a)를 플라즈마 발생 용기(200)의 주위에 권회하여 유도 결합형 플라즈마(ICP:Inductively Coupled Plasma)를 발생시키는 구성 대신에, 용량 결합형 플라즈마(CCP:Capacitively Coupled Plasma)를 발생시키도록 구성한 예를 나타내고 있다. 즉, 회전 테이블(2)의 주위 방향에 있어서의 상방 용기(201)의 일측 및 타측에는, 회전 테이블(2)의 반경 방향을 따라 신장되는 판 형상의 전극(240 및 241)이 각각 설치되어 있고, 이들 전극(240 및 241)은, 상술한 정합기(84a) 및 고주파 전원(85a)에 접속되어 있다.
이 구성에 있어서도, 전극(240 및 241) 사이에 공급하는 고주파 전력에 의해, 상방 용기(201)에서 암모니아 가스가 플라즈마화된다. 이러한 CCP 타입의 플라즈마라도, 상방 용기(201)를 웨이퍼(W)로부터 크게 이격시키고 있으므로, 웨이퍼(W)에의 이온 손상이 억제된다.
또한, 도 25는, 도 24에 있어서의 전극(240 및 241)을 각각 막대 형상으로 구성하는 동시에, 이들 전극(240 및 241)을 상방 용기(201) 내에 있어서 제2 처리 가스 노즐(32)을 따르도록 배치한 예를 나타내고 있다. 이 경우에는, 이들 전극(240 및 241)은, 석영 등의 내(耐) 플라즈마성이 우수한 코팅재에 의해 표면이 피복된다.
또한, 도 26은, 상방 용기(201)의 내부에 제2 처리 가스 노즐(32)을 수납하는 대신에, 상방 용기(201)의 천장면과 구획판(210) 사이에, 상방 용기(201)의 내부 영역을 수평 방향에 걸쳐 구획하기 위한 보조 구획판(245)을 배치한 예를 나타내고 있다. 이 보조 구획판(245)에는, 회전 테이블(2)의 회전 방향을 따라 가스 토출 구멍(246)이 복수 개소에 배치되어 있다. 제2 처리 가스 노즐(32)의 선단부는, 상방 용기(201)의 상단부면에 고정되어 있다.
이 상방 용기(201)에서는, 제2 처리 가스 노즐(32)로부터 공급되는 암모니아 가스는, 보조 구획판(245)의 상방측의 영역에 있어서 상방 용기(201)의 길이 방향을 따라 확산되어, 가스 토출 구멍(246) 및 토출구(211)를 통해 웨이퍼(W)에 공급된다. 이 경우에 있어서도, ICP 타입의 플라즈마원 및 CCP 타입의 플라즈마원 중 어느 쪽을 사용해도 된다.
또한, 도 27은 도 26의 구성에 있어서, 보조 구획판(245)을 배치하지 않고, 상방 용기(201)에 공급되는 암모니아 가스가 직접 토출구(211)로부터 하방을 향하는 구성을 도시하고 있다. 또한, 상술한 각 예에서는 플라즈마 발생 용기(200)의 하방측에 핀(221)을 배치하였지만, 이 핀(221)을 배치하지 않고 당해 플라즈마 발생 용기(200)만을 설치해도 된다.
또한, 토출구(211)에 대해서는, 상술한 각 예에서는 구획판(210)을 상하 방향으로 관통하도록 형성하였지만, 좌우 방향으로 관통하도록 형성해도 된다. 즉, 도 28에 도시하는 바와 같이, 토출구(211)가 형성되는 영역에 있어서의 구획판(210)에 대해, 상하 방향으로 신장되도록 형성하는 동시에, 당해 영역에 있어서의 회전 테이블(2)의 주위 방향 양측의 부위를 각각 수평해지도록 형성한다. 이와 같이 하여 토출구(211)는, 상방 용기(201)의 하부측에 형성된다.
또한, 이상 서술한 각 예에서는, 암모니아 가스를 플라즈마화하기 위해 필요로 하는 구역이나 부재가 차지하는 면적이 평면에서 볼 때 가능한 한 작아지도록 장치를 구성함에 있어서, 상방 용기(201)를 천장판(11)의 상방 위치에 배치하였지만, 상방 용기(201)를 진공 용기(1) 내에 배치해도 된다. 즉, 도 29에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 천장판(11)이 회전 테이블(2)보다도 상방측으로 크게 이격되어 있어, 상방 용기(201)를 진공 용기(1) 내에 수납해도 제1 처리 영역(P1), 제3 처리 영역(P3), 제1 분리 영역(D1) 및 제2 분리 영역(D2)에 간섭하기 어려운 경우에는, 상방 용기(201)를 진공 용기(1)의 내부에 배치해도 된다. 이 경우라도, 제1 처리 영역(P1), 제3 처리 영역(P3), 제1 분리 영역(D1) 및 제2 분리 영역(D2)으로부터 주위 방향을 보았을 때에, 제2 처리 영역(P2)의 점유의 정도가 억제되므로, 평면에서 보았을 때에 소형의 진공 용기(1)를 구성할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 현수 부재(300)를 사용하여 플라즈마 발생 용기(200)를 천장판(11)에 매달 수 있다.
또한, 제2 플라즈마 발생부(82)로서는, 안테나(83b)나 하우징(90)을 설치하는 대신에, 상술한 도 25와 같이, 제3 처리 가스 노즐(34)을 따라 신장되도록 한 쌍의 전극(240 및 241)을 진공 용기(1)의 측벽으로부터 기밀하게 삽입하여, CCP 타입의 플라즈마원을 구성해도 된다. 또한, 제2 플라즈마 발생부(82)로서, 이상 설명한 제1 플라즈마 발생부(81) 중 어느 하나를 사용해도 된다.
또한, 제1 처리 가스로서, DCS 가스 대신에 예를 들어 BTBAS[비스터셜부틸아미노실란:SiH2(NH-C(CH3)3)2] 가스를 사용하는 동시에, 제2 처리 가스로서 암모니아 가스 대신에 산소(O2) 가스를 사용해도 된다. 이 경우에서는, 제1 플라즈마 발생부(81)에 있어서 산소 가스가 플라즈마화되어, 반응 생성물로서 실리콘 산화막(Si-O)이 형성된다.
또한, 실리콘 산화막을 형성하는 경우에는, 산소 가스의 활성종을 생성하기 위해, 제1 플라즈마 발생부(81) 대신에, 산소 가스로부터 오존(활성종)을 발생시키기 위한 도시하지 않은 오존 발생기를 진공 용기(1)의 외측에 설치하여, 이 오존 발생기로부터 활성종을 진공 용기(1) 내에 공급해도 된다. 이와 같이 오존 발생기를 사용하는 경우에는, 상술한 플라즈마 발생 용기(200)는, 반응 생성물의 플라즈마 개질 처리를 행하기 위한 상술한 하우징(90) 대신에 사용된다.
또한, 이상 서술한 플라즈마 개질 처리로서는, 회전 테이블(2)이 1회전할 때마다, 즉, 반응 생성물을 1층 성막할 때마다 행하도록 하였지만, 복수층의 반응 생성물을 적층한 후, 일괄하여 행하도록 해도 된다. 구체적으로는, 개질용 가스를 플라즈마화하기 위한 안테나(83b)나 전극(240 및 241)에 대해 고주파 전원(85b)으로부터의 급전을 정지한 상태에서, 상술한 바와 같이 회전 테이블(2)을 다수회에 걸쳐 회전시켜, 반응 생성물을 다층에 걸쳐 적층한다. 이어서, 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스의 공급을 정지하여, 회전 테이블(2)을 회전시키면서, 고주파 전원(85b)으로부터의 급전을 행하여, 반응 생성물의 적층체에 대해 플라즈마 개질 처리를 행한다. 이와 같이 하여 반응 생성물의 적층과 플라즈마 개질 처리를 교대로 반복함으로써, 박막이 형성된다. 이와 같이 일괄 개질을 행하는 경우에는, 제3 처리 영역(P3)은, 회전 테이블(2)의 회전 방향에 있어서의 제1 처리 영역(P1)과 제2 처리 영역(P2) 사이 등에 배치해도 된다.
또한, 제2 플라즈마 발생부(82)에서 반응 생성물의 개질 처리에 사용하는 개질용 가스로서는, 아르곤 가스 및 수소 가스의 혼합 가스 대신에, 혹은 이들 아르곤 가스나 수소 가스와 함께, 헬륨(He) 가스나 질소 가스를 사용해도 된다.
[실시예]
(실시예 1)
다음에, 본 실시 형태에 있어서 도 1을 참조하여 설명한 성막 장치에 있어서, 이하의 시뮬레이션 조건으로 행한 시뮬레이션에 대해 설명한다.
이 시뮬레이션은, 진공 용기(1) 내의 압력, 암모니아 가스의 유량, 핀(221)의 유무 및 구획판(210)의 토출구(211)의 폭 치수 d2를 각각 파라미터로서 변화시킨다. 그때, 진공 용기(1) 내의 압력 분포, 각 가스(질소 가스, 아르곤 가스, 암모니아 가스 및 DCS 가스)의 유적(流跡) 및 각 가스의 질량 농도 분포가 어떻게 변화되는지를 확인한다. 또한, 압력 분포, 유적이나 질량 농도 분포에 대해서는, 회전 테이블(2)로부터 1㎜ 상방에 있어서의 값을 사용하였다.
도 30 내지 도 33, 도 35 및 도 36은, 진공 용기(1)의 평면도, 도 34 및 도 37 내지 도 39는, 회전 테이블(2)의 반경 방향에서 플라즈마 발생 용기(200)를 상하 방향으로 절단한 단면도이다. 또한, 진공 용기(1) 내에서는 암모니아 가스는 플라즈마화되어 있지만, 이하의 설명에서는 단순히 「암모니아 가스」로서 설명한다.
Figure 112013012159916-pat00001
실시예 1-1(도 30 내지 도 34)에서는, 핀(221)을 설치하고 있지 않다. 도시되어 있지 않지만, 진공 용기(1) 내의 압력은, 각 가스 노즐(31, 34, 41 및 42)의 근방 위치에 있어서, 당해 근방 위치의 주위의 영역보다도 높게 되어 있었다.
도 31 내지 도 35는, 실시예 1-1에 있어서의 각 가스의 유적선을 나타낸다. 이들 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 질소 가스(도 30)에 의해, 암모니아 가스(도 32) 및 DCS 가스(도 33)가 서로 혼합되지 않도록 분리되어 있었다. 도시되어 있지 않지만, 질량 농도 분포로부터 마찬가지인 것이 확인되었다.
플라즈마 발생 용기(200)의 내부에서는, 암모니아 가스는, 도 34에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 발생 용기(200)의 길이 방향에 걸쳐 하방측으로 통류하고 있었다. 이때, 핀(221)을 배치하고 있지 않으므로, 도 33에 도시하는 바와 같이, 암모니아 가스는, 플라즈마 발생 용기(200)에 대해 회전 테이블(2)의 하류측에 더하여 상류측으로도 통류하고 있다. 아르곤 가스(도 31)는, 하우징(90)의 하방측의 영역을 넓게 확산하고, 따라서 다른 가스가 하우징(90) 내에 침입하는 것을 저지하고 있었다.
실시예 1-2(도 35 내지 도 37)에서는, 핀(221)을 설치하였다. 핀(221)을 설치하고 있지 않은 실시예 1-1과 핀(221)을 설치한 실시예 1-2에 대해 검토한다. 도시되어 있지 않지만, 진공 용기(1) 내의 압력은, 핀(221)을 설치하고 있지 않은 예에 비해(도 30), 핀(221)을 설치함으로써, 플라즈마 발생 용기(200)의 하방에 있어서의 압력이 높게 되어 있는 것을 알 수 있었다.
도 35 내지 도 37은, 실시예 1-2에 있어서의 각 가스의 유적선을 나타낸다. 도 36에 나타내는 바와 같이, 도 32와 비교하면, 핀(221)을 설치함으로써, 플라즈마 발생 용기(200)에 대해 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측을 향하는 가스 흐름이 저해된다. 또한, 암모니아 가스는, 플라즈마 발생 용기(200)의 회전 테이블(2)의 회전 방향 하류측에서 회전 테이블(2)의 반경 방향에 걸쳐 분포하고, 또한 웨이퍼(W)의 근방을 따라 통류하는 것을 알 수 있었다. 또한, 암모니아 가스의 농도 분포로부터, 핀(221)을 설치함으로써, 암모니아 가스는 미량이지만 핀(221)의 상방측으로도 흐르고 있는 것이 명백해졌다. 즉, 핀(221)의 하방측의 쪽이 상방측보다도 압력이 높게 되어 있다고 생각된다. 따라서, 암모니아 가스가 핀(221)의 하방측에 있어서 회전 테이블(2)의 반경 방향에 걸쳐 넓게 분포하고 있다고 생각된다. 또한, 이와 같이 핀(221)을 설치해도, 질소 가스는, 처리 가스를 양호하게 분리하고 있다(도 35).
실시예 1-5(도 38) 및 실시예 1-6(도 39)에서는, 토출구(211)의 폭 치수 d2를 변화시키고 있다. 도 38 및 도 39는, 각각 실시예 1-5 및 실시예 1-6에 있어서의 각 가스의 유적선을 나타낸다. 결과적으로, 진공 용기(1) 내의 압력, 질소 가스 및 암모니아 가스의 질량 농도 분포 중 어느 것에 대해서도, 큰 변화는 보이지 않았다. 이때, 플라즈마 발생 용기(200) 내의 상하 방향에 있어서의 암모니아 가스의 분포에 대해서는, 후술하는 실시예 2에 있어서 설명한다.
실시예 1-3은, 실시예 1-1에 비해, 진공 용기(1) 내의 압력을 변화시키고 있다. 그러나, 결과적으로 진공 용기(1) 내의 압력의 경향은 거의 동일하였다.
실시예 1-4는, 실시예 1-3에 비해, 암모니아 가스의 유량을 변화시키고 있다. 결과적으로, 암모니아 가스의 유량을 줄인 경우(실시예 1-4)에는, 진공 용기(1) 내의 압력이, 대략 주위 방향에 걸쳐 낮게 되어 있었다. 그리고 실시예 1-4에 있어서의 질소 가스의 질량 농도 분포로부터, 암모니아 가스의 유량을 줄임으로써, 암모니아 가스가 분포하는 영역이 작아지지만, 여전히 당해 영역이 형성되어 있었다.
(실시예 2)
계속해서, 플라즈마 발생 용기(200)의 내부에 있어서, 이하의 시뮬레이션 조건에 나타내는 바와 같이, 각 파라미터를 변화시켰다. 그때, 암모니아 가스가 상하 방향으로 어떻게 분포하는 것인지를 회전 테이블(2)의 반경 방향에서 플라즈마 발생 용기(200)를 상하 방향으로 절단한 단면도(도시하지 않음)를 사용하여 확인하였다.
Figure 112013012159916-pat00002
플라즈마 발생 용기(200)의 내부에 구획판(210)을 설치함으로써, 하방 용기(202)의 내부보다도 상방 용기(201)의 내부의 쪽이 약간 고압으로 되는 것을 알 수 있었다. 이때, 핀(221)의 유무에 따라서는(실시예 2-1 및 실시예 2-2), 각 용기(201, 202) 내의 압력은 크게 변화되어 있지 않았다. 또한, 진공 용기(1) 내의 압력을 높게 해도(실시예 2-3 및 실시예 2-4), 또는 암모니아 가스의 유량을 줄여도(실시예 2-5 및 실시예 2-6), 마찬가지의 결과가 얻어졌다.
한편, 토출구(211)의 폭 치수 d2를 좁게 하면, 실시예 2-2와 실시예 2-7(각각 상기 실시예 1-5와 실시예 1-6에 대응)로부터, 상방 용기(201)에서는, 하방 용기(202)보다도 압력이 극히 높게 되어 있었다. 또한, 실시예 2-7과 실시예 2-8로부터, 암모니아 가스의 유량이 많은 쪽(실시예 2-7)이 상방 용기(201)와 하방 용기(202) 사이의 압력차가 현저해지는 것을 알 수 있었다. 따라서, 플라즈마 발생 용기(200)에서는, 토출구(211)의 폭 치수 d2를 조정함으로써, 또한 암모니아 가스의 유량을 조정함으로써, 처리 레시피나 웨이퍼(W)의 종별에 따른 압력의 플라즈마를 형성할 수 있는 것을 알 수 있다.
본 발명은, 진공 용기 내에서 서로 반응하는 복수 종류의 처리 가스를 차례로 기판의 표면에 공급하여 박막을 성막함에 있어서, 처리 가스가 각각 공급되는 처리 영역끼리의 사이에, 분리 가스가 공급되는 분리 영역을 각각 형성하고 있다. 그리고 플라즈마 처리부에 있어서 기판에 대해 플라즈마 처리를 행하기 위해, 제1 포위 부분에 의해 플라즈마 발생 공간을 구획 형성하는 동시에, 이 제1 포위 부분의 하방측에, 회전 테이블 상의 기판에 대해 플라즈마를 안내하기 위한 제2 포위 부분을 설치하고 있다. 그로 인해, 플라즈마 발생 공간이나 활성화부 등으로 이루어지는 플라즈마 처리에 필요로 하는 구역이나 부재에 대해, 회전 테이블 상의 기판에 대해 상방측으로 이격시킬 수 있다. 따라서, 처리 영역이나 분리 영역으로부터 회전 테이블의 주위 방향을 보았을 때에, 이들 영역에 대한 상기 구역 및 상기 부재의 점유의 정도를 억제할 수 있으므로, 평면에서 보았을 때에 소형의 진공 용기를 구성할 수 있다.

Claims (13)

  1. 진공 용기 내에서 서로 반응하는 복수 종류의 처리 가스를 차례로 공급하는 사이클을 복수회 행하여, 반응 생성물을 적층함으로써 기판에 박막을 성막하는 성막 장치이며,
    상기 진공 용기 내에 설치되고, 기판을 적재하는 기판 적재 영역이 그 일면측에 형성되는 동시에, 이 기판 적재 영역을 회전시키기 위한 회전 테이블과,
    제1 처리 영역에 제1 처리 가스를 공급하는 제1 처리 가스 공급부와,
    제2 처리 영역에서 기판에 대해 플라즈마 처리를 행하는 제1 플라즈마 처리부와,
    상기 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역의 분위기를 분리하기 위해, 상기 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역 사이에 형성된 분리 영역에 분리 가스를 공급하는 분리 가스 공급부와,
    상기 진공 용기 내의 분위기를 진공 배기하기 위한 배기구를 포함하고,
    상기 제1 플라즈마 처리부는,
    플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 공간을 구획 형성하고, 하부에 플라즈마의 토출구가 형성된 제1 포위 부분과,
    상기 플라즈마 발생 공간에 제2 처리 가스를 공급하는 제2 처리 가스 공급부와,
    상기 플라즈마 발생 공간의 상기 제2 처리 가스를 활성화하기 위한 활성화부와,
    상기 토출구로부터 토출되는 플라즈마를 상기 회전 테이블의 일면측으로 안내하고, 상기 회전 테이블의 중심부측으로부터 외측 테두리부측에 걸쳐 신장되는 안내 공간을 형성하기 위해, 상기 제1 포위 부분의 하방에 설치된 제2 포위 부분을 포함하고,
    상기 진공 용기의 천장부에는, 개구부가 형성되고,
    상기 제1 포위 부분과 상기 제2 포위 부분의 결합체가 상기 개구부를 통해 진공 용기 내에 끼움 삽입되고, 상기 제1 포위 부분이 상기 천장부보다도 상방에 위치하고 있는, 성막 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 처리 가스 공급부는, 상기 회전 테이블의 주위 방향으로 상기 제1 처리 가스 공급부로부터 이격되어 설치되고,
    상기 제2 처리 가스 공급부로부터 공급되는 상기 제2 처리 가스는, 기판에 흡착된 상기 제1 처리 가스와 반응하는 가스를 포함하는, 성막 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 플라즈마 처리부는, 상기 제1 포위 부분과 상기 제2 포위 부분 사이에 설치된 구획판을 더 포함하고,
    상기 토출구는, 상기 구획판에 형성된 슬릿에 의해 구성된, 성막 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 슬릿은, 상기 회전 테이블의 중심부측으로부터 외측 테두리부측으로 연장되어 형성된, 성막 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 포위 부분 하부에 있어서의 상기 회전 테이블의 주위 방향 양측에, 당해 제2 포위 부분의 길이 방향을 따라 형성되고, 당해 제2 포위 부분 하방의 영역에 있어서, 상기 회전 테이블 상에 배치되는 기판과의 사이의 공간의 거리를 규정하는 정류판을 더 포함하는, 성막 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 정류판은, 상기 제2 포위 부분 하방의 영역과, 상기 회전 테이블의 외주 사이를 구획하도록 형성되고, 당해 회전 테이블의 외주 단부면과 간극을 두고 대향하도록 하방측으로 굴곡된 굴곡부를 포함하는, 성막 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 포위 부분은, 종방향의 편평한 용기의 상부 부분에 의해 구성되고,
    상기 제2 포위 부분은, 상기 용기의 하부 부분에 의해 구성되어 있는, 성막 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 활성화부는, 상기 제1 포위 부분의 주위를 권회하도록 배치된 안테나인, 성막 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 플라즈마 처리부는, 상기 안테나와 상기 제1 포위 부분 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 실드를 더 포함하는, 성막 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 회전 테이블의 주위 방향으로 상기 제1 플라즈마 처리부로부터 이격되어 설치되고, 개질 영역에서 기판 상의 반응 생성물의 플라즈마 개질 처리를 행하는 제2 플라즈마 처리부를 더 포함하고,
    상기 제2 플라즈마 처리부는,
    상기 개질 영역에 제3 처리 가스를 공급하는 제3 처리 가스 공급부와,
    상기 제3 처리 가스를 플라즈마화하는 제2 안테나와,
    당해 제2 안테나와 상기 개질 영역 사이에 개재되어 설치되고, 상기 제2 안테나의 주위에 발생한 전자계에 있어서의 전계 성분의 통과를 저지하는 동시에 자계를 기판측으로 통과시키기 위해, 상기 제2 안테나와 각각 직교하는 방향으로 신장되는 슬릿이 당해 제2 안테나가 신장되는 방향으로 다수 배열된 도전성의 판 형상체로 이루어지는, 접지된 패러데이 실드를 포함하는, 성막 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제2 처리 가스 공급부는, 상기 제1 처리 가스 공급부보다도 상방에 배치된, 성막 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2 처리 가스 공급부가, 상기 플라즈마 발생 공간에 공급하는 상기 제2 처리 가스는, 암모니아 가스를 포함하는, 성막 장치.
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