KR101813420B1 - 성막 장치 및 성막 방법 - Google Patents

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유스케 스즈키
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아츠시 시마다
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Abstract

일 실시 형태의 성막 장치는 처리 용기를 구비한다. 처리 용기 내에는 적재대가 설치되어 있고, 적재대의 상방에는 금속 타깃이 설치되어 있다. 또한, 헤드가, 산화 가스를 적재대를 향해서 분사하도록 구성되어 있다. 이 헤드는, 적재대 상에서 피처리체가 적재되는 적재 영역과 금속 타깃과의 사이의 제1 영역과, 금속 타깃과 적재 영역과의 사이의 공간으로부터 이격된 제2 영역과의 사이에서 이동 가능하다.

Description

성막 장치 및 성막 방법{DEPOSITION DEVICE AND DEPOSITION METHOD}
본 발명의 실시 형태는, 성막 장치 및 성막 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스와 같은 전자 디바이스의 제조에 있어서는, 피처리체에 대하여 다양한 처리가 행하여진다. 피처리체에 실시되는 처리의 일종으로서는, 성막이 예시된다. 또한, 성막의 일종으로서, 스퍼터링이 사용되는 경우가 있다.
또한, 전자 디바이스의 일종으로서, MTJ(Magnetic Tunnel Junction) 소자가 개발되어 있다. MTJ 소자에는, 터널 배리어층으로서 MgO층을 사용하는 경우가 있다. 이 MgO층은, 일반적으로는 다음과 같은 처리에 의해 성막된다. 즉, Mg 타깃을 갖는 스퍼터 장치에 있어서 피처리체 상에 Mg를 퇴적시키고, 계속해서, 스퍼터 장치에 진공 반송 장치를 통해서 접속된 산화 처리 장치에 피처리체를 반송하여, 당해 산화 처리 장치 내에서 피처리체를 산화 가스에 노출해서 Mg를 산화시킨다. 이러한 MgO층의 성막에 대해서는, 예를 들어 하기의 특허문헌 1에 기재되어 있다.
국제 공개 제2012/086183호
그런데, 전자 디바이스의 제조에는, 스루풋이 높은 것이 요구된다. 따라서, 전자 디바이스가, MgO층과 같은 금속 산화층을 포함하는 경우에는, 금속 산화층의 성막에 필요로 하는 시간을 짧게 할 필요가 있다.
일 측면에 있어서는, 금속 산화층을 성막하기 위한 성막 장치가 제공된다. 이 성막 장치는, 처리 용기, 배기 장치, 적재대, 금속 타깃, 제1 가스 공급부, 전원, 제2 가스 공급부, 헤드 및 헤드 구동 기구를 구비하고 있다. 배기 장치는, 처리 용기 내를 감압할 수 있다. 적재대는, 처리 용기 내에 설치되어 있고, 피처리체를 적재하도록 구성되어 있다. 금속 타깃은, 적재대의 상방에 설치되어 있다. 제1 가스 공급부는, 처리 용기 내에 가스를 공급하도록 구성되어 있다. 전원은, 제1 가스 공급부로부터 공급되는 가스 중의 양이온을 금속 타깃에 충돌시키기 위한 전력을 발생한다. 제2 가스 공급부는, 산화 가스를 공급한다. 헤드는, 제2 가스 공급부에 접속되어 있고, 산화 가스를 적재대를 향해서 분사하도록 구성되어 있다. 헤드 구동 기구는, 적재대 상에서 피처리체가 적재되는 적재 영역과 금속 타깃과의 사이의 제1 영역과, 금속 타깃과 적재 영역과의 사이의 공간으로부터 이격된 제2 영역과의 사이에서 헤드를 이동시키도록 구성되어 있다. 또한, 금속 타깃은, 예를 들어 Mg로 구성된 타깃일 수 있다.
이 성막 장치에서는, 헤드를 제2 영역에 배치함으로써, 헤드에 의한 간섭 없이, 금속 타깃으로부터 방출되는 금속을, 피처리체 상에 퇴적시킬 수 있다. 또한, 이 성막 장치에서는, 헤드를 제1 영역에 배치하고, 산화 가스를 피처리체를 향해서 공급함으로써, 피처리체 상에 퇴적된 금속을 산화시킬 수 있다. 즉, 이 성막 장치를 사용함으로써, 금속의 퇴적과 당해 금속의 산화 처리를, 동일한 처리 용기 내에서 행할 수 있다. 따라서, 이 성막 장치에 의하면, 금속 산화층의 성막에 필요로 하는 시간을 짧게 하는 것이 가능하게 된다.
일 형태에 있어서, 성막 장치는, 헤드에 설치된 히터를 더 구비하고 있어도 된다. 이 형태에 의하면, 헤드를 통과할 때 가열된 산화 가스를 피처리체를 향해서 공급하는 것이 가능하다. 이에 의해, 금속의 산화를 더 촉진할 수 있어, 금속의 산화 처리에 필요로 하는 시간을 더 짧게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 다른 일 형태에 있어서, 성막 장치는, 헤드에 공급되는 산화 가스를 가열하도록 구성된 가열 기구를 더 구비하고, 해당 가열 기구는 처리 용기의 외부에 설치되어 있어도 된다. 이 형태에 의해서도, 금속의 산화를 더욱 촉진할 수 있어, 금속의 산화 처리에 필요로 하는 시간을 더욱 짧게 하는 것이 가능하게 된다.
일 형태에 있어서, 헤드는 적재 영역보다도 큰 평면 사이즈를 갖고 있어도 된다. 이 형태에 의하면, 금속의 스퍼터링 전에 금속 타깃의 표면을 깎는 처리, 즉, 소위 프리스퍼터링을 행할 때, 피처리체를 헤드에 의해 덮을 수 있다. 따라서, 프리스퍼터링 시의 피처리체의 오염을 저감 또는 방지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 헤드가 적재 영역보다도 큰 평면 사이즈를 갖고 있는 형태에 있어서, 성막 장치는, 적재대의 상방에 설치된 활성화 금속제의 타깃을 더 구비하고 있어도 된다. 이 형태에 의하면, 금속의 퇴적에 앞서, 활성화 금속에 의해 처리 용기의 내측 벽면을 코팅하는 것이 가능하다. 그리고, 처리 용기의 내측 벽면에 코팅된 활성화 금속의 게터링 작용에 의해, 처리 용기 내의 진공도를 높이는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 고품질의 금속 산화층의 형성이 가능하게 된다. 또한, 활성화 금속으로서는, Ti 또는 Ta를 사용하는 것이 가능하다.
또한, 일 형태에 있어서, 성막 장치는, 적재대에 설치된 히터와, 연직 방향으로 연장되는 적재대의 중심 축선인 제1 축선을 중심으로 당해 적재대를 회전시키는 적재대 구동 기구를 더 구비하고 있어도 된다. 또한, 헤드 구동 기구는, 적재대의 측방에서 연직 방향으로 연장되는 제2 축선을 중심으로 헤드를 축지지하고, 헤드에는, 제2 축선에 대하여 직교하는 방향으로 배열된 복수의 가스 분사구가 형성되어 있어도 된다.
적재대의 회전에 의해 피처리체가 회전하는 경우에는, 피처리체의 각 위치의 주속도는, 제1 축선으로부터의 거리에 따라 상이하다. 구체적으로, 피처리체의 각 위치의 주속도는, 피처리체의 중심으로부터의 직경 방향의 거리의 증가에 따라 커진다. 따라서, 복수의 가스 분사구가 제1 축선에 직교하는 방향으로 연장되도록 헤드를 고정하면, 피처리체의 에지에 가까운 위치일수록, 산소에 노출되는 양이 적어질 수 있다. 이러한 현상에 대처하기 위해서, 상기 형태의 성막 장치에서는, 헤드 구동 기구에 의해 헤드를 적재대의 상방에서 제2 축선을 중심으로 이동시켜서 산화 가스를 피처리체를 향해서 공급하는 것이 가능하다. 이에 의해, 피처리체의 직경 방향의 각 위치에 산소를 공급하는 양을 조정하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 금속의 산화의 면내 분포를 균일하게 조정하는 것이 가능하게 된다.
또한, 다른 일 측면에서는, 상술한 성막 장치를 사용한 성막 방법이 제공된다. 이 성막 방법은, 헤드를 제2 영역에 배치한 상태에서, 피처리체 상에 금속 타깃으로부터 방출되는 금속을 퇴적시키는 공정 (a)와, 헤드를 제1 영역에 배치한 상태에서, 피처리체를 향해서 헤드로부터 산화 가스를 분사하여, 피처리체 상에 퇴적된 금속을 산화시키는 공정 (b)를 포함한다. 이 방법에서는, 이들 공정 (a)와 공정 (b)가 교대로 반복된다. 이 성막 방법에 의하면, 금속의 퇴적과 당해 금속의 산화 처리를, 동일한 처리 용기 내에서 행할 수 있다. 따라서, 금속 산화층의 성막에 필요로 하는 시간을 짧게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 금속 타깃은, 예를 들어 Mg로 구성된 타깃일 수 있다.
일 형태에 있어서, 성막 장치가 헤드에 설치된 히터를 더 구비하며, 공정 (b)에서, 헤드에 있어서 가열된 산화 가스에 의해, 금속을 산화시켜도 된다. 이 형태에 의하면, 금속의 산화가 더 촉진되어, 금속의 산화 처리에 필요로 하는 시간을 더욱 짧게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 다른 일 형태에 있어서, 성막 장치는, 헤드에 공급되는 산화 가스를 가열하도록 구성된 가열 기구를 더 구비하고, 해당 가열 기구는 처리 용기의 외부에 설치되어 있고, 공정 (b)에서, 가열 기구에 의해 가열된 산화 가스에 의해 금속을 산화시켜도 된다. 이 형태에 의해서도, 금속의 산화가 더 촉진되어, 금속의 산화 처리에 필요로 하는 시간을 더욱 짧게 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 일 형태에 있어서, 헤드가 적재 영역보다도 큰 평면 사이즈를 갖고 있으며, 성막 방법은, 공정 (a)를 행하기 전에, 제1 영역에 헤드를 배치한 상태에서, 금속 타깃에 양이온을 충돌시키는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 이 형태에 의하면, 프리스퍼터링 시의 피처리체의 오염을 저감 또는 방지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 헤드가 적재 영역보다도 큰 평면 사이즈를 갖고 있는 경우에, 성막 장치는 적재대의 상방에 설치된 활성화 금속제의 타깃을 더 구비하고 있어도 된다. 이 성막 장치를 사용하는 일 형태에 있어서, 성막 방법은, 최초로 공정 (a)를 행하기 전에, 제1 영역에 헤드를 배치한 상태에서 활성화 금속제의 타깃에 양이온을 충돌시키는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 이 형태에 의하면, 처리 용기의 내측 벽면에 코팅된 활성화 금속의 게터링 작용에 의해, 처리 용기 내의 진공도를 높이는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 고품질의 금속 산화층의 형성이 가능하게 된다. 또한, 활성화 금속으로서는, Ti 또는 Ta를 사용하는 것이 가능하다.
또한, 성막 장치는, 적재대에 설치된 히터와, 연직 방향으로 연장되는 적재대의 중심 축선인 제1 축선을 중심으로 당해 적재대를 회전시키는 적재대 구동 기구를 더 구비하고, 헤드 구동 기구는, 적재대의 측방에 있어서 연직 방향으로 연장되는 제2 축선을 중심으로 상기 헤드를 축지지하고 있고, 헤드에는, 제2 축선에 대하여 직교하는 방향으로 배열된 복수의 가스 분사구가 형성되어 있어도 된다. 이 성막 장치를 사용하는 일 형태에서는, 공정 (b)에서, 헤드가 적재대의 상방에서 제2 축선을 중심으로 이동되어도 된다. 이 형태의 성막 방법에 의하면, 피처리체의 직경 방향의 각 위치에 산소를 공급하는 양을 조정하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 금속의 산화의 면내 분포를 균일하게 조정하는 것이 가능하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 다양한 측면 및 실시 형태에 따르면, 금속 산화층의 성막에 필요로 하는 시간을 단축하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 성막 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 일 실시 형태에 따른 성막 장치를 도시하는 도면이다.
도 3은 일 실시 형태에 따른 성막 장치를 도시하는 도면이다.
도 4는 일 실시 형태에 따른 성막 장치를 도시하는 도면이다.
도 5는 헤드의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 6은 헤드의 다른 일례를 도시하는 평면도이다.
도 7은 일 실시 형태의 성막 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 다른 실시 형태에 따른 성막 장치를 도시하는 도면이다.
도 9는 도 8에 나타내는 성막 장치의 헤드의 동작을 도시하는 도면이다.
도 10은 웨이퍼의 반경 상의 위치와 산화 속도와의 관계를 도시하는 도면이다.
도 11은 또 다른 실시 형태에 따른 성막 장치를 도시하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 다양한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일하거나 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이기로 한다.
먼저, 일 실시 형태에 따른 성막 장치에 대해서 설명한다. 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4는, 일 실시 형태에 따른 성막 장치를 도시하는 도면이다. 도 1 및 도 2에는, 일 실시 형태에 따른 성막 장치(10)의 종단면에 있어서의 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 또한, 도 1에는, 성막 장치(10)의 헤드가 제1 영역에 배치된 상태가 도시되어 있고, 도 2에는, 성막 장치(10)의 헤드가 제2 영역에 배치된 상태가 도시되어 있다. 또한, 도 3은, 도 1의 III-III선을 따라 본 도면이며, 도 4는, 도 2의 IV-IV선을 따라 본 도면이다.
도시되어 있는 바와 같이, 성막 장치(10)는 처리 용기(12)를 구비하고 있다. 처리 용기(12)는, 예를 들어 알루미늄으로 구성되어 있고, 접지 전위에 접속되어 있다. 처리 용기(12)는 그 내부에 공간(S)을 구획 형성하고 있다. 이 처리 용기(12)의 저부에는, 공간(S)을 감압하기 위한 배기 장치(14)가, 어댑터(14a)를 통해서 접속되어 있다. 또한, 처리 용기(12)의 측벽에는, 피처리체(이하, 「웨이퍼」라고 함)(W)의 반송용의 개구(AP)가 형성되어 있고, 당해 측벽을 따라 개구(AP)를 개폐하기 위한 게이트 밸브(GV)가 설치되어 있다. 처리 용기(12) 내에는, 적재대(16)가 설치되어 있다. 적재대(16)는, 베이스부(16a) 및 정전 척(16b)을 포함하고 있다. 베이스부(16a)는, 예를 들어 알루미늄으로 구성되어 있고, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 일 실시 형태에서는, 베이스부(16a)의 내부에, 온도 제어 기구가 설치되어 있어도 된다. 예를 들어, 베이스부(16a)의 내부에는, 냉매를 순환시키기 위한 냉매 유로가 형성되어 있어도 된다.
베이스부(16a) 상에는, 정전 척(16b)이 설치되어 있다. 정전 척(16b)은, 유전체막과, 당해 유전체막의 내층으로서 형성된 전극을 갖는다. 정전 척(16b)의 전극에는, 직류 전원(SDC)이 접속되어 있다. 정전 척(16b) 상에 적재된 웨이퍼(W)는, 정전 척(16b)이 발생하는 정전기력에 의해, 당해 정전 척(16b)에 흡착된다. 또한, 정전 척(16b)의 상면에서 웨이퍼(W)가 적재되는 영역은, 웨이퍼(W)용의 적재 영역(PR)을 구성한다.
적재대(16)는, 적재대 구동 기구(18)에 접속되어 있다. 적재대 구동 기구(18)는, 지지축(18a) 및 구동 장치(18b)를 포함하고 있다. 지지축(18a)은, 공간(S)에 있어서 적재대(16)의 바로 아래로부터 처리 용기(12)의 저부를 지나 처리 용기(12)의 외부까지 연장되어 있다. 이 지지축(18a)과 처리 용기(12)의 저부와의 사이에는, 밀봉 부재(SL1)가 설치되어 있다. 밀봉 부재(SL1)는, 지지축(18a)이 회전 및 상하 이동 가능하도록, 처리 용기(12)의 저부와 지지축(18a) 사이의 갭(gap)을 밀봉한다. 이러한 밀봉 부재(SL1)는, 예를 들어 자성 유체 시일일 수 있다.
지지축(18a)의 일단에는, 적재대(16)가 결합되어 있고, 당해 지지축(18a)의 타단에는 구동 장치(18b)가 접속되어 있다. 구동 장치(18b)는, 지지축(18a)을 회전 및 상하 이동시키기 위한 구동력을 발생한다. 적재대(16)는, 지지축(18a)이 회전함으로써 축선(AX1)을 중심으로 회전하여, 지지축(18a)이 상하 이동하는 것에 수반하여 상하 이동한다.
적재대(16)의 상방에는, 금속 타깃(20)이 설치되어 있다. 금속 타깃(20)은 MTJ 소자의 배리어층을 성막하는 경우에는, Mg제의 타깃이어도 된다. 또한, 타깃(20)은 성막할 금속 산화층의 종별에 따라 임의로 선택될 수 있다. 이 금속 타깃(20)은, 금속제의 홀더(20a)에 의해 유지되어 있다. 홀더(20a)는 절연 부재(20b)를 개재해서 처리 용기(12)의 천장부에 지지되어 있다.
일 실시 형태에서는, 적재대(16)의 상방에, 활성화 금속제의 타깃(22)이 더 설치될 수 있다. 타깃(22)은, 후술하는 바와 같이, 처리 용기(12)의 내측 벽면에 활성화 금속을 코팅하고, 당해 활성화 금속의 게터링 작용에 의해 처리 용기(12) 내의 진공도를 높이기 위해서 사용된다. 이러한 타깃(22)은, 예를 들어 Ti 또는 Ta제의 타깃일 수 있다. 이 타깃(22)은, 금속제의 홀더(22a)에 의해 유지되어 있다. 홀더(22a)는 절연 부재(22b)를 개재해서 처리 용기(12)의 천장부에 지지되어 있다.
타깃(20 및 22)은, 제1 축선(AX1)을 포함하는 가상 평면에 대하여 대략 대칭으로 설치되어 있다. 또한, 타깃(20 및 22)은, 상방을 향함에 따라서 제1 축선(AX1)에 근접하도록 경사져 있다. 또한, 제1 축선(AX1)은, 적재대(16)의 대략 중심을 지나서 연직 방향으로 연장되는 당해 적재대(16) 및 적재 영역(PR)의 중심 축선이며, 적재대(16)의 회전 축선이다.
타깃(20)에는, 홀더(20a)를 통해서 전원(24a)이 접속되어 있다. 또한, 타깃(22)에는, 홀더(22a)를 통해서 전원(24b)이 접속되어 있다. 이들 전원(24a 및 24b)은 직류 전원일 수 있다. 또한, 캐소드 마그네트(26a)가, 홀더(20a)를 통해서 타깃(20)과 대치하도록, 처리 용기(12)의 외측에 설치되어 있다. 또한, 캐소드 마그네트(26b)가 홀더(22a)를 통해서 타깃(22)과 대치하도록, 처리 용기(12)의 외측에 설치되어 있다. 캐소드 마그네트(26a 및 26b)에는, 마그네트 구동부(28a 및 28b)가 각각 접속되어 있다.
또한, 성막 장치(10)는, 처리 용기(12) 내에 가스를 공급하는 제1 가스 공급부(30)를 구비하고 있다. 가스 공급부(30)는, 일 실시 형태에서는, 가스 소스(30a), 매스 플로우 컨트롤러와 같은 유량 제어기(30b) 및 가스 도입부(30c)를 구비하고 있다. 가스 소스(30a)는, 처리 용기(12) 내에서 여기되는 가스의 소스이며, 예를 들어 Ar 가스의 소스이다. 가스 소스(30a)는 유량 제어기(30b)를 통해서 가스 도입부(30c)에 접속되어 있다. 가스 도입부(30c)는, 가스 소스(30a)로부터의 가스를 처리 용기(12) 내에 도입하는 가스 라인이다. 가스 도입부(30c)는, 일 실시 형태에서는, 제1 축선(AX1)을 따라 연장되어 있다.
이 가스 공급부(30)로부터 가스가 공급되고, 전원(24a 또는 24b)에 의해 대응하는 타깃(20 또는 22)에 전압이 인가되면, 처리 용기(12) 내에 공급된 가스가 여기된다. 또한, 대응하는 마그네트(26a 또는 26b)가 마그네트 구동부(28a 또는 28b)에 의해 구동되면, 대응하는 타깃(20 또는 22)의 주위에 자계가 발생한다. 이에 의해, 플라즈마가 대응하는 타깃(20 또는 22)의 근방에 집중된다. 그리고, 대응하는 타깃(20 또는 22)에 플라즈마 중의 양이온이 충돌함으로써, 대응하는 타깃(20 또는 22)으로부터 타깃을 구성하는 물질이 방출된다. 이에 의해, 타깃(20)의 경우에는, 당해 타깃(20)을 구성하는 금속이 웨이퍼(W) 상에 퇴적된다. 한편, 타깃(22)으로부터 방출되는 활성화 금속은, 후술하는 바와 같이, 처리 용기(12)의 내측 벽면을 코팅한다.
또한, 성막 장치(10)는, 헤드(32)를 더 구비하고 있다. 도 5는, 헤드의 일례를 도시하는 평면도이며, 당해 헤드를 하방에서 본 평면도이다. 이하, 도 1 내지 도 4와 함께, 도 5도 참조한다. 헤드(32)는, 웨이퍼(W) 상에 퇴적된 금속을 산화시키기 위한 산화 가스를, 적재대(16)를 향해서 분사하도록 구성되어 있다.
헤드(32)는, 당해 헤드(32)를 축지지하는 헤드 구동 기구(34)에 접속되어 있다. 일 실시 형태에 있어서, 헤드 구동 기구(34)는, 지지축(34a), 구동 장치(34b)를 포함하고 있다. 지지축(34a)은, 제2 축선(AX2)을 따라 연장되어 있다. 이 축선(AX2)은, 축선(AX1)과 대략 평행하고, 적재대(16)의 측방에서 연직 방향으로 연장되어 있다. 헤드(32)는, 일 실시 형태에서는, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 이 헤드(32)의 중심 위치와 축선(AX2)과의 사이의 거리는, 축선(AX1)과 축선(AX2)과의 사이의 거리에 대략 일치하고 있다.
지지축(34a)은, 처리 용기(12)의 내부로부터 처리 용기(12)의 외부까지 연장되어 있다. 이 지지축(34a)과 처리 용기(12)의 저부와의 사이에는, 밀봉 부재(SL2)가 설치되어 있다. 밀봉 부재(SL2)는, 지지축(34a)이 회전 가능하도록 처리 용기(12)의 저부와 지지축(34a) 사이의 갭을 밀봉한다. 이러한 밀봉 부재(SL2)는, 예를 들어 자성 유체 시일일 수 있다.
지지축(34a)의 상단은, 축선(AX2)에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 연결부(34c)의 일단에 접속되어 있다. 연결부(34c)의 타단은, 헤드(32)의 주연부에 결합되어 있다. 한편, 지지축(34a)의 하단은, 구동 장치(34b)에 접속되어 있다. 구동 장치(34b)는 지지축(34a)을 회전시키기 위한 구동력을 발생한다. 헤드(32)는 지지축(34a)이 회전함으로써, 축선(AX2) 중심으로 요동한다.
구체적으로, 헤드(32)는 구동 기구(34)의 동작에 수반하여 영역(R1)과 영역(R2)의 사이에서 이동한다. 영역(R1)은, 적재대(16)의 상방 영역이며, 타깃(20 및 22)과 적재대(16)와의 사이의 공간(S1) 내의 영역이다. 또한, 영역(R2)은, 공간(S1)으로부터 이격된 영역, 즉, 공간(S1)과는 다른 공간(S2) 내의 영역이다.
지지축(34a), 연결부(34c) 및 헤드(32)에는, 산화 가스용의 가스 라인(GL)이 형성되어 있다. 가스 라인(GL)의 일단은, 처리 용기(12)의 외부에 설치되어 있다. 이 가스 라인(GL)의 일단에는, 제2 가스 공급부(36)가 접속되어 있다. 가스 공급부(36)는, 가스 소스(36a), 및 매스 플로우 컨트롤러와 같은 유량 제어기(36b)를 포함하고 있다. 가스 소스(36a)는 산화 가스의 소스이며, 예를 들어 O2 가스의 소스일 수 있다. 가스 소스(36a)는 유량 제어기(36b)를 통해서 가스 라인(GL)의 일단에 접속되어 있다.
가스 라인(GL)은, 헤드(32) 내에서, 당해 헤드(32)에 형성된 복수의 가스 분사구(32a)에 접속되어 있다. 또한, 헤드(32)는, 일 실시 형태에서는, 적재대(16)의 적재 영역(PR)보다도 큰 평면 사이즈를 갖고 있다. 즉, 헤드(32)는, 적재대(16)와 타깃(20 및 22)의 사이에 개재하고, 웨이퍼(W)를 덮는 것이 가능한 사이즈를 갖고 있다. 또한, 헤드(32)에 있어서는, 복수의 가스 분사구(32a)가 축선(AX2)에 대하여 직교하는 방향으로 배열되어 있고, 하방, 즉, 적재대(16)를 향해서 개구되어 있다. 또한, 헤드(32)는, 복수의 분사구(32a)의 배열 방향으로 연장되는 긴 형상의 평면 형상을 갖고 있어도 된다.
도 6은, 헤드의 다른 일례를 도시하는 평면도이며, 당해 헤드를 하방에서 본 평면도이다. 도 6에 나타내는 헤드(32)에 있어서는, 복수의 가스 분사구(32a)가 당해 헤드(32)의 전체면에 분포되도록 형성되어 있는 점에서, 도 5에 도시하는 헤드와는 상이하다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 일 실시 형태에서는, 헤드(32)에는, 히터(HT)가 설치되어 있다. 히터(HT)는, 램프 방사, 주울 저항 가열, 유도 가열, 마이크로파 가열과 같은 다양한 가열 방식 중 어느 하나의 타입의 가열 방식에 기초하는 히터일 수 있다. 히터(HT)에는, 히터 전원(HP)이 접속되어 있고, 히터(HT)는, 히터 전원(HP)으로부터의 전력에 의해 발열한다.
이렇게 구성된 성막 장치(10)에 의하면, 웨이퍼(W) 상에의 금속의 퇴적과 당해 금속층의 산화 처리를 동일한 처리 용기(12) 내에서 행하는 것이 가능하다. 구체적으로, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 헤드(32)를 제2 영역(R2)에 배치한 상태에서, 타깃(20)으로부터 금속을 방출시킴으로써, 웨이퍼(W) 상에 금속을 퇴적시킬 수 있다. 또한, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 헤드(32)를 제1 영역(R1)에 배치한 상태에서, 산화 가스를 웨이퍼(W)를 향해서 공급함으로써, 퇴적된 금속을 산화시키는 것이 가능하다. 이와 같이, 성막 장치(10)에 의하면, 웨이퍼(W) 상에의 금속의 퇴적과 당해 금속의 산화 처리를 동일한 처리 용기(12) 내에서 행하는 것이 가능하므로, 금속 산화층의 성막에 필요로 하는 시간을 단축하는 것이 가능하다.
또한, 성막 장치(10)는, 금속의 산화 처리 시에, 히터(HT)에 의해 산화 가스 및 웨이퍼(W)를 가열할 수 있다. 따라서, 금속의 산화를 촉진할 수 있어, 금속의 산화 처리에 필요로 하는 시간을 보다 짧게 하는 것이 가능하다.
또한, 성막 장치(10)에 의하면, 금속의 퇴적에 앞서, 제1 영역(R1)에 배치한 헤드(32)에 의해 웨이퍼(W)를 덮은 상태에서, 타깃(20)의 표면을 깎는 처리, 즉, 프리스퍼터링을 행할 수 있다. 따라서, 성막 장치(10)에 의하면, 프리스퍼터링 시의 웨이퍼(W)의 오염을 저감 또는 방지하는 것이 가능하다.
또한, 성막 장치(10)에 의하면, 금속층의 형성에 앞서, 제1 영역(R1)에 배치한 헤드(32)에 의해 웨이퍼(W)를 덮은 상태에서, 타깃(22)으로부터 방출되는 활성화 금속에 의해, 처리 용기(12)의 내측 벽면을 코팅할 수 있다. 그리고, 처리 용기(12)의 내측 벽면에 코팅된 활성화 금속의 게터링 작용에 의해, 처리 용기(12) 내의 진공도를 높이는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 고품질의 금속 산화층의 형성이 가능하게 된다.
이하, 성막 장치(10)를 사용해서 실시하는 것이 가능한 일 실시 형태의 성막 방법에 대해서 설명한다. 도 7은, 일 실시 형태의 성막 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 7에 나타내는 방법(MT)은, 금속의 스퍼터링(스패터링), 즉, 웨이퍼(W)에 금속을 퇴적시키는 공정 ST3 및 금속을 산화시키는 공정 ST4를 포함하고 있다. 방법(MT)에서는, 이들 공정 ST3 및 ST4가 교대로 반복된다. 또한, 방법(MT)은, 옵션의 공정 ST1 및 ST2를 더 포함할 수 있다. 이하, 도 7에 나타내는 흐름도에 따라, 방법(MT)을 설명한다.
먼저, 방법(MT)에서는, 웨이퍼(W)가 처리 용기(12) 내에 반송되어, 적재대(16) 상에 적재된다.
계속해서, 방법(MT)에서는, 공정 ST1이 행하여진다. 공정 ST1에서는, 활성화 금속의 스퍼터링이 행하여진다. 이를 위해, 공정 ST1에서는, 헤드(32)가 제1 영역(R1)에 배치된다. 이때, 적재대(16)의 연직 방향의 위치는, 헤드(32)의 하방에 당해 적재대(16)가 위치하도록 설정된다. 또한, 제1 가스 공급부(30)로부터 처리 용기(12) 내에 가스가 공급되어, 전원(24b)으로부터 타깃(22)에 전압이 인가된다. 또한, 마그네트(26b)에 의해 자계가 생성된다. 또한, 공정 ST1에서는, 배기 장치(14)에 의해 공간(S)이 소정의 압력으로 설정된다. 예를 들어, 전원(24b)으로부터 타깃(22)에 공급되는 전력은 50 내지 1000W의 범위의 전력이며, 제1 가스 공급부(30)의 가스 유량은 10 내지 500sccm의 범위의 유량이다. 또한, 공정 ST1의 처리 시간은, 1 내지 60초의 범위의 시간일 수 있다. 또한, 공정 ST1에서는, 전원(24a)에 의한 전압 인가, 마그네트(26a)에 의한 자계 생성, 제2 가스 공급부(36)로부터의 산화 가스의 공급은 정지된다.
이 공정 ST1에서는, 타깃(22)의 하방에 집중되도록 플라즈마가 생성된다. 그리고, 생성된 플라즈마 중의 양이온이 타깃(22)에 충돌함으로써, 타깃(22)으로부터 활성화 금속이 방출된다. 이렇게 방출되는 활성화 금속에 의해, 처리 용기(12)의 내측 벽면이 코팅된다. 이 공정 ST1에 의하면, 코팅된 활성화 금속의 게터링 작용에 의해, 처리 용기(12) 내의 진공도를 높이는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 고품질의 금속 산화층의 형성이 가능하게 된다. 또한, 공정 ST1에서는, 웨이퍼(W)가 헤드(32)에 의해 덮여 있으므로, 웨이퍼(W)의 오염을 저감 또는 방지하는 것이 가능하다. 또한, 도 7에 나타내는 흐름도에서는, 공정 ST1이 최초로 한 번만 행하여지고 있지만, 공정 ST1은, 각 공정 전 또는 2개의 공정 사이의 임의의 타이밍에서 행해져도 된다.
계속해서, 방법(MT)에서는, 공정 ST2가 행하여진다. 공정 ST2에서는, 프리스퍼터링이 행하여진다. 이를 위해, 공정 ST2에서는, 헤드(32)가 제1 영역(R1)에 배치된다. 이때, 적재대(16)의 연직 방향의 위치는, 헤드(32)의 하방에 당해 적재대(16)가 위치하도록 설정된다. 또한, 제1 가스 공급부(30)로부터 처리 용기(12) 내에 가스가 공급되고, 전원(24a)으로부터 타깃(20)에 전압이 인가된다. 또한, 마그네트(26a)에 의해 자계가 생성된다. 또한, 공정 ST2에서는, 배기 장치(14)에 의해 공간(S)이 소정의 압력으로 설정된다. 예를 들어, 공정 ST2에서는, 전원(24a)으로부터 타깃(20)에 공급되는 전력은 50 내지 1000W의 범위의 전력이며, 제1 가스 공급부(30)의 가스 유량은 10 내지 500sccm의 범위의 유량이다. 또한, 공정 ST2의 처리 시간은 1 내지 60초의 범위의 시간일 수 있다. 또한, 공정 ST2에서는, 전원(24b)에 의한 전압 인가, 마그네트(26b)에 의한 자계 생성, 제2 가스 공급부(36)로부터의 산화 가스의 공급은 정지된다.
이 공정 ST2에서는, 타깃(20)의 하방에 집중되도록 플라즈마가 생성된다. 그리고, 생성된 플라즈마 중의 양이온이 타깃(20)에 충돌함으로써, 타깃(20)의 표면이 깎인다. 이에 의해, 다른 공정 중에 오염될 수 있는 타깃(20)의 표면을 제거하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 후술하는 공정 ST3에서, 오염이 억제된 금속을 웨이퍼(W)에 퇴적시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 공정 ST2에서는, 웨이퍼(W)가 헤드(32)에 의해 덮여 있으므로, 웨이퍼(W)의 오염을 저감 또는 방지하는 것이 가능하다.
계속해서, 방법(MT)에서는, 공정 ST3이 행하여진다. 공정 ST3에서는, 웨이퍼(W) 상에의 금속의 퇴적, 즉, 금속의 스퍼터링이 행하여진다. 이를 위해, 공정 ST3에서는, 헤드(32)가 제2 영역(R2)에 배치된다. 이때, 적재대(16)의 연직 방향의 위치는, 금속의 스퍼터링에 적합한 위치로 설정된다. 또한, 구동 기구(18)에 의해 적재대(16)가 회전된다. 또한, 제1 가스 공급부(30)로부터 처리 용기(12) 내에 가스가 공급되고, 전원(24a)으로부터 타깃(20)에 전압이 인가된다. 또한, 마그네트(26a)에 의해 자계가 생성된다. 또한, 공정 ST3에서는, 배기 장치(14)에 의해 공간(S)이 소정의 압력으로 설정된다. 예를 들어, 공정 ST3에서는, 적재대(16)의 회전 수는, 30 내지 300rpm의 범위의 회전 수이며, 전원(24a)으로부터 타깃(20)에 공급되는 전력은 50 내지 1000W의 범위의 전력이며, 제1 가스 공급부(30)의 가스 유량은 10 내지 500sccm의 범위의 유량이다. 또한, 공정 ST3의 처리 시간은, 0.1nm 내지 1nm의 범위의 막 두께로 금속을 퇴적시키도록 설정된다. 또한, 공정 ST3에서는, 전원(24b)에 의한 전압 인가, 마그네트(26b)에 의한 자계 생성, 제2 가스 공급부(36)로부터의 산화 가스의 공급은 정지된다.
이 공정 ST3에서는, 타깃(20)의 하방에 집중되도록 플라즈마가 생성된다. 그리고, 생성된 플라즈마 중의 양이온이 타깃(20)에 충돌함으로써, 타깃(20)의 표면으로부터 금속이 방출되고, 방출된 금속이 웨이퍼(W) 상에 퇴적된다.
계속해서, 방법(MT)에서는, 공정 ST4가 행하여진다. 공정 ST4에서는, 웨이퍼(W) 상에 퇴적된 금속의 산화 처리가 행하여진다. 이를 위해, 공정 ST4에서는, 헤드(32)가 제1 영역(R1)에 배치된다. 이때, 적재대(16)의 연직 방향의 위치는, 헤드(32)의 하방에 당해 적재대(16)가 위치하도록 설정된다. 또한, 제2 가스 공급부(36)로부터 헤드(32)에 산화 가스가 공급된다. 또한, 일 실시 형태에서는, 히터 전원(HP)으로부터 히터(HT)에 전력이 공급된다. 또한, 배기 장치(14)에 의해 공간(S)이 소정의 압력으로 설정된다. 공정 ST4에서는, 예를 들어 적재대(16)의 회전 수는, 30 내지 300rpm의 범위의 회전 수이며, 산화 가스의 유량은, 예를 들어 10 내지 2000sccm의 범위의 유량이며, 산화 가스의 온도는, 50 내지 300℃의 범위의 온도일 수 있다. 또한, 공정 ST4의 처리 시간은, 1 내지 300초의 범위의 시간일 수 있다. 또한, 공정 ST4에서는, 전원(24a 및 24b)에 의한 전압 인가, 마그네트(26a 및 26b)에 의한 자계 생성, 제1 가스 공급부(30)로부터의 가스의 공급은 정지된다.
이 공정 ST4에서는, 헤드(32)로부터 적재대(16)를 향해서 분사되는 산화 가스에 의해, 웨이퍼(W)에 퇴적된 금속이 산화된다. 이와 같이, 방법(MT)에서는, 동일한 처리 용기(12) 내에서, 금속의 퇴적과 금속의 산화 처리를 행할 수 있다. 따라서, 금속 산화층의 성막에 필요로 하는 시간을 짧게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 일 실시 형태에서는, 산화 가스가 히터(HT)에 의해 가열되므로, 금속의 산화가 더욱 촉진되어, 금속의 산화 처리에 필요로 하는 시간을 더욱 짧게 하는 것이 가능하게 된다.
그리고, 방법(MT)에서는, 공정 ST5에서의 판정이 행하여진다. 즉, 공정 ST5에서, 종료 조건이 만족되는지 여부가 판정되고, 종료 조건이 만족되는 경우에는, 방법(MT)이 종료되고, 종료 조건이 만족되지 않는 경우에는, 공정 ST2 내지 ST4의 처리가 반복된다. 또한, 공정 ST2 내지 ST4의 반복 횟수가 소정 횟수로 되는 경우에, 종료 조건이 만족되도록 구성되어 있어도 된다.
이하, 다른 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 8은, 다른 실시 형태에 따른 성막 장치를 도시하는 도면이다. 도 8에는, 도 1과 마찬가지로, 다른 실시 형태에 따른 성막 장치(10A)의 종단면에 있어서의 구조가 도시되어 있고, 성막 장치(10A)의 헤드(32A)가 제1 영역(R1)에 배치된 상태가 도시되어 있다. 또한, 도 9는, 성막 장치(10A)의 헤드(32A)의 동작을 도시하는 도면으로서, 성막 장치(10A)의 헤드(32A)를 상방에서 본 평면도이다.
도 8에 나타내는 성막 장치(10A)는 적재대(16A)에 히터(HTA)가 설치되어 있는 점에서 성막 장치(10)와 상이하다. 이 히터(HTA)는, 히터 전원(HPA)에 접속되어 있다.
또한, 성막 장치(10A)는, 헤드(32A)에 히터가 설치되어 있지 않은 점에서 성막 장치(10)와 상이하다. 또한, 헤드(32A)에 있어서는, 제2 축선(AX2)에 직교하는 방향으로 복수의 가스 분사구(32a)가 형성되어 있지만, 헤드(32A)의 중심으로부터 주연까지의 반경 영역 상에서만 배열되어 있다. 또한, 복수의 가스 분사구(32a)는, 대략 일정한 피치로 배치되어 있다.
이 성막 장치(10A)를 사용해서 실시할 수 있는 성막 방법은, 도 7에 나타낸 방법(MT)과 마찬가지이지만, 공정 ST4에서, 적재대(16A)가 가열되는 점에 특징이 있다. 공정 ST4에서의 적재대(16A)의 온도는, 산화시키는 금속이 Mg인 경우에는, 예를 들어 60℃ 내지 200℃의 범위의 온도, 보다 적합하게는 80℃ 내지 200℃의 온도로 설정된다. 60℃ 이상의 온도라면, Mg의 산화 속도를 높일 수 있다. 한편, 200℃ 이하이면 Mg의 증발을 방지하는 것이 가능하다.
또한, 성막 장치(10A)를 사용해서 실시할 수 있는 성막 방법은, 공정 ST4에서, 헤드(32A)를 적재대(16A) 상에서 이동시키는 점에 특징이 있다. 구체적으로는, 도 9에 도시한 바와 같이, 축선(AX1)과 축선(AX2)을 지나는 직선상에 복수의 가스 분사구(32a)가 따르는 위치로부터, 이점 쇄선으로 나타내는 위치까지 헤드(32A)를 연속적으로 또는 단계적으로 이동시킨다.
여기서, 도 10을 참조한다. 도 10은, 웨이퍼의 반경 상의 위치와 산화 속도와의 관계를 도시하는 도면이다. 도 10에서, 횡축은 웨이퍼의 중심으로부터 반경 방향의 위치이며, 종축은 산화 속도를 나타내고 있다. 또한, 도 10의 (a)에는, 도 9에서 실선으로 표시되는 위치에 헤드(32A)가 배치되어 있을 때의 산화 속도 분포가 도시되어 있고, 도 10의 (b)에는, 도 9에서 이점 쇄선으로 나타내지는 위치에 헤드(32A)가 배치되어 있을 때의 산화 속도 분포가 도시되어 있다.
공정 ST4의 기간 중, 적재대(16A)는 회전되고, 이에 수반하여 웨이퍼(W)도 회전한다. 따라서, 웨이퍼(W)의 각 위치의 주속도는, 축선(AX1)으로부터의 거리에 따라 상이하다. 즉, 웨이퍼(W)의 각 위치의 주속도는, 당해 웨이퍼(W)의 중심으로부터의 직경 방향의 거리의 증가에 따라 커진다. 따라서, 도 9에서 실선으로 나타낸 바와 같이, 복수의 가스 분사구(32a)가 축선(AX1)에 직교하는 방향으로 연장되도록 헤드(32A)를 배치하면, 웨이퍼(W)의 에지에 가까운 위치일수록, 공급되는 산화 가스의 양이 적어진다. 그 결과, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 금속의 산화 속도는, 웨이퍼(W)의 에지에 가까울수록 작아진다. 한편, 도 9에서 이점 쇄선으로 나타낸 바와 같이 헤드(32A)를 배치하면, 웨이퍼(W)의 에지에 접근할수록, 공급되는 산화 가스의 양이 많아진다. 그 결과, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 금속의 산화 속도는, 웨이퍼(W)의 에지에 가까울수록 커진다. 따라서, 공정 ST4에서, 헤드(32A)의 위치를 적재대(16A) 상에서 이동시킴으로써, 금속의 산화의 면내 분포를 균일하게 조정하는 것이 가능하게 된다.
이하, 또 다른 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 11은, 또 다른 실시 형태에 따른 성막 장치를 도시하는 도면이다. 도 11에는, 도 8과 마찬가지로, 또 다른 실시 형태에 따른 성막 장치(10B)의 종단면에 있어서의 구조가 도시되어 있고, 성막 장치(10B)의 헤드가 제1 영역에 배치된 상태가 도시되어 있다.
도 11에 도시하는 성막 장치(10B)는 가열 기구(37)를 갖는 점에서 성막 장치(10A)와 상이하다. 가열 기구(37)는 처리 용기(12)의 외부에 설치되어 있다. 가열 기구(37)는, 제2 가스 공급부(36)로부터 헤드(32A)에 공급되는 산화 가스를 처리 용기(12)의 외부에서 가열하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 가열 기구(37)는, 제2 가스 공급부(36)와 가스 라인(GL)을 접속하는 배관에 설치된 히터이어도 된다. 이 성막 장치(10B)에 의하면, 가열된 산화 가스를 헤드(32A)에 공급함으로써, 금속의 산화를 촉진할 수 있어, 금속의 산화 처리에 필요로 하는 시간을 보다 짧게 하는 것이 가능하다. 또한, 성막 장치(10B)는 히터(HTA)를 구비하고 있어도 되고, 또는, 히터(HTA)를 구비하고 있지 않아도 된다.
이 성막 장치(10B)를 사용해서 실시할 수 있는 성막 방법은, 도 7에 나타낸 방법(MT)과 마찬가지이지만, 공정 ST4에서, 가열 기구(37)에 의해 가열된 산화 가스가 헤드(32A)에 공급되는 점에 특징을 갖는다. 또한, 공정 ST4에서, 가열 기구(37)는 산화 가스를 50 내지 300℃의 범위의 온도로 가열할 수 있다.
이상, 다양한 실시 형태에 대해서 설명해 왔지만, 상술한 실시 형태에 한정되지 않고 다양한 변형 형태를 구성 가능하다. 예를 들어, 도 5 및 도 6에 나타내는 헤드에서는, 인접하는 가스 분사구(32a)의 사이의 피치는 균등하지만, 별도의 예에서는, 헤드의 중심으로부터 주연부에 가까워짐에 따라서 배열 밀도가 높아지도록, 복수의 가스 분사구(32a)가 형성되어 있어도 된다. 이 경우에는, 웨이퍼(W)의 전체 영역에 산화 가스를 균일하게 공급하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 8에 나타내는 장치는, 성막 장치로서 구성되어 있지만, 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한 금속의 산화 처리에 관련하는 장치 구성은, 금속의 스퍼터링 전용의 장치와는 별개의 전용의 산화 처리 장치로서 사용하는 것도 가능하다. 즉, 이러한 산화 처리 장치는, 처리 용기(12), 배기 장치(14), 적재대(16A), 적재대 구동 기구(18), 헤드(32A), 헤드 구동 기구(34) 및 제2 가스 공급부(36)를 구비하는 전용의 장치로서 구성될 수 있다. 또한, 도 11에 도시하는 장치도, 마찬가지로, 금속의 스퍼터링 전용의 장치와는 별개의 전용의 산화 처리 장치로서 사용하는 것도 가능하다.
또한, 성막 장치(10B)에서는, 처리 용기(12)의 외부에서 가열 기구(37)에 의해 산화 가스가 가열되고 있지만, 그 대신에, 활성화된 산화 가스가 헤드(32A)에 공급되도록 구성되어 있어도 된다. 일례에서는, 성막 장치(10B)에는, 제2 가스 공급부(36)로부터 공급되는 산화 가스를 여기시키는 플라즈마 발생기가 설치되어 있어도 된다. 이 경우에는, 산화 가스에서 유래되는 라디칼과 같은 활성종이 헤드(32A)에 공급되어, 당해 활성종에 의해 금속이 산화된다. 또한, 다른 일례에서는, 제2 가스 공급부(36)가 오존을 공급하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우에는, 오존에 의해 금속이 산화된다.
10, 10A : 성막 장치 12 : 처리 용기
R1 : 제1 영역 R2 : 제2 영역
14 : 배기 장치 16, 16A : 적재대
PR : 적재 영역 18 : 적재대 구동 기구
20 : 금속 타깃 22 : 타깃(활성화 금속)
24a, 24b : 전원 26a, 26b : 캐소드 마그네트
30 : 제1 가스 공급부 32, 32A : 헤드
32a : 가스 분사구 34 : 헤드 구동 기구
36 : 제2 가스 공급부 HT, HTA : 히터
AX1 : 제1 축선 AX2 : 제2 축선
W : 웨이퍼(피처리체)

Claims (19)

  1. 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내를 감압하기 위한 배기 장치와,
    피처리체를 적재하기 위한 적재대로서, 상기 처리 용기 내에 설치된 상기 적재대와,
    상기 적재대의 상방에 설치된 금속 타깃과,
    상기 처리 용기 내에 가스를 공급하는 제1 가스 공급부와,
    상기 제1 가스 공급부로부터 공급되는 가스 중의 양이온을 상기 금속 타깃에 충돌시키기 위한 전력을 발생하는 전원과,
    산화 가스를 공급하는 제2 가스 공급부와,
    상기 산화 가스를 적재대를 향해서 분사하는 헤드로서, 상기 제2 가스 공급부에 접속된 상기 헤드와,
    상기 적재대 상에 있어서 피처리체가 적재되는 적재 영역과 상기 금속 타깃과의 사이의 제1 영역과, 상기 금속 타깃과 상기 적재 영역과의 사이의 공간으로부터 이격된 제2 영역과의 사이에서 상기 헤드를 이동시키는 헤드 구동 기구를 구비하며,
    상기 헤드 구동 기구는, 상기 금속 타깃으로부터 방출된 금속을 상기 피처리체에 퇴적시킬 때 상기 헤드를 상기 제2 영역에 배치하고, 상기 산화 가스를 상기 적재대를 향해서 분사할 때 상기 헤드를 상기 제1 영역에 배치하는,
    성막 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 헤드에 설치된 히터를 더 구비하는, 성막 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 헤드에 공급되는 상기 산화 가스를 가열하도록 구성된 가열 기구를 더 구비하고, 상기 가열 기구는 상기 처리 용기의 외부에 설치되어 있는, 성막 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 산화 가스의 온도가 50℃ 이상 300℃ 이하의 범위의 온도로 조정되는, 성막 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적재대에 설치된 히터와,
    연직 방향으로 연장되는 상기 적재대의 중심 축선인 제1 축선을 중심으로 상기 적재대를 회전시키는 적재대 구동 기구,
    를 더 구비하고,
    상기 헤드 구동 기구는, 상기 적재대의 측방에서 연직 방향으로 연장되는 제2 축선을 중심으로 상기 헤드를 축지지하고 있고,
    상기 헤드에는, 상기 제2 축선에 대하여 직교하는 방향으로 배열된 복수의 가스 분사구가 형성되어 있는, 성막 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적재대의 온도가 60℃ 이상 200℃ 이하의 범위의 온도로 조정되는, 성막 장치.
  7. 제1항 내지 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드는, 상기 적재 영역보다도 큰 평면 사이즈를 갖는, 성막 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적재대의 상방에 설치된 활성화 금속제의 타깃을 더 구비하는, 성막 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 활성화 금속은, Ti 또는 Ta인, 성막 장치.
  10. 제1항 내지 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 타깃은, Mg 타깃인, 성막 장치.
  11. 제1항에 기재된 성막 장치를 사용한 성막 방법으로서,
    상기 헤드를 상기 제2 영역에 배치한 상태에서, 피처리체 상에 상기 금속 타깃으로부터 방출되는 금속을 퇴적시키는 공정과,
    상기 헤드를 상기 제1 영역에 배치한 상태에서, 상기 피처리체를 향해서 상기 헤드로부터 상기 산화 가스를 분사하여, 상기 피처리체 상에 퇴적된 상기 금속을 산화시키는 공정,
    을 교대로 반복하는, 성막 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 성막 장치는, 상기 헤드에 설치된 히터를 더 구비하고,
    상기 금속을 산화시키는 공정에서, 상기 헤드에서 가열된 상기 산화 가스에 의해 상기 퇴적된 금속을 산화시키는, 성막 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 성막 장치는, 상기 헤드에 공급되는 상기 산화 가스를 가열하도록 구성된 가열 기구를 더 구비하고, 상기 가열 기구는 상기 처리 용기의 외부에 설치되어 있고,
    상기 금속을 산화시키는 공정에서, 상기 가열 기구에 의해 가열된 상기 산화 가스에 의해 상기 퇴적된 금속을 산화시키는, 성막 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 성막 장치는,
    상기 적재대에 설치된 히터와,
    연직 방향으로 연장되는 상기 적재대의 중심 축선인 제1 축선을 중심으로 상기 적재대를 회전시키는 적재대 구동 기구,
    를 더 구비하고,
    상기 헤드 구동 기구는, 상기 적재대의 측방에서 연직 방향으로 연장되는 제2 축선을 중심으로 상기 헤드를 축지지하고 있고,
    상기 헤드에는, 상기 제2 축선에 대하여 직교하는 방향으로 배열된 복수의 가스 분사구가 설치되어 있고,
    상기 금속을 산화시키는 공정에서, 상기 헤드가 상기 적재대의 상방에서 상기 제2 축선을 중심으로 이동되는, 성막 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드는, 상기 적재 영역보다도 큰 평면 사이즈를 갖고 있는, 성막 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 금속을 퇴적시키는 공정을 행하기 전에, 상기 제1 영역에 상기 헤드를 배치한 상태에서, 상기 금속 타깃에 양이온을 충돌시키는 공정을 더 포함하는, 성막 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 성막 장치는, 상기 적재대의 상방에 설치된 활성화 금속제의 타깃을 더 구비하고,
    최초로 상기 금속을 퇴적시키는 공정을 행하기 전에, 상기 제1 영역에 상기 헤드를 배치한 상태에서 상기 활성화 금속제의 타깃에 양이온을 충돌시키는 공정을 더 포함하는, 성막 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 활성화 금속은, Ti 또는 Ta인, 성막 방법.
  19. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 타깃은, Mg 타깃인, 성막 방법.
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