KR102133108B1 - 활성 가스 생성 장치 및 성막 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 균일성이 높은 활성 가스를 분출할 수 있는 활성 가스 생성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그리고, 본 발명의 유전체 전극(21)에 관하여, 중앙 영역(R51)에 있어서 X 방향을 따라, 3개 이상의 복수의 가스 분출 구멍으로ㅎ하여, 서로 X 방향을 따라 2열 구성으로 형성되는 가스 분출 구멍(31 내지 37) 및 가스 분출 구멍(41 내지 47)이 마련된다. 그리고, 가스 분출 구멍(31)과 가스 분출 구멍(41)의 형성 위치에 X 방향의 차분이 마련됨으로써, 2열 구성의 가스 분출 구멍(31 내지 37) 및 가스 분출 구멍(41 내지 47)은 X 방향을 따라서 가스 분출 구멍(3i)과 가스 분출 구멍(4i)이 교대로 배치된다.

Description

활성 가스 생성 장치 및 성막 처리 장치
본 발명은 고압 유전체 전극과 접지 유전체 전극을 평행하게 설치하여, 양 전극 간에 고전압을 인가하고, 방전을 발생시킨 에너지로 활성 가스를 얻는 활성 가스 생성 장치에 관한 것이다.
종래의 활성 가스 생성 장치에 있어서, 세라믹 등의 유전체 전극에 Au막 등의 금속 전극을 성막 처리하여 전극 구성부로 한 장치도 있다. 이러한 장치에서는, 전극 구성부에 있어서 유전체 전극이 메인이며, 거기에 형성되어 있는 금속 전극은 종속적인 것으로 되어 있다.
종래의 활성 가스 생성 장치의 하나로서, 각각이 원반형 고압 유전체 전극과 접지 유전체 전극을 평행하게 설치하여 이루어지는, 원반형 전극 구성부를 사용하고 있고, 외주부로부터 내부로 침입한 원료 가스는 방전 공간(방전장)을 통과하여 전극 중앙부에 하나만 마련된 가스 분출 구멍으로부터 밖으로 분출되는 구성이 있다.
가스 분출 구멍이 하나인 경우, 공급되는 모든 원료 가스가 동시간 방전 공간을 통해 에너지를 받는 것이 가능하다고 생각할 수 있지만, 가스 분출 구멍을 복수개로 했을 경우, 전극 형상을 개선하는 등의 대책이 필요하게 된다.
유전체 배리어 방전(무성방전 또는 연면 방전)을 사용하여 원료 가스에 에너지를 부여해 활성 가스를 생성할 경우, 가스의 방전 공간에서의 체재 시간은 원료 가스 전체가 일정한 것이 바람직하다. 그 이유로서 원료 가스가 방전 공간에서의 체재 시간에 불균일이 생기면 활성 가스의 양, 농도에 차이가 생기기 때문에, 성막 대상으로 되는 웨이퍼 등의 처리 대상 기판에 활성 가스가 공급되었을 때, 성막 결과가 일정해지지 않을 가능성이 있기 때문이다.
그래서, 현재, 가스 분출 구멍이 1개인 경우 등은 원반형 전극 구조나 원통형 전극 구조를 사용하고, 원료 가스의 방전 공간에 있어서의 체재 시간을 일정하게 하고 있다.
도 9는 원반형 전극 구조를 채용한 종래의 활성 가스 생성 장치의 기본 구성을 모식적으로 나타낸 설명도이다. 동도의 (a)가 상부로부터 비스듬히 하방으로 본 개략을 나타내는 도면, 동도의 (b)가 단면 구조를 나타내는 단면도이다. 도 10은 도 9에 나타낸 가스 분출 구멍(9) 및 그 주변을 확대하여 나타내는 설명도이다. 또한, 도 9 및 도 10에 적절히 XYZ 직교 좌표계를 나타내고 있다.
이들 도면에 나타내는 바와 같이, 고전압측 전극 구성부(1X)와, 고전압측 전극 구성부(1X)의 하방에 마련되는 접지측 전극 구성부(2X)를 기본 구성으로 하고 있다. 고전압측 전극 구성부(1X)는, 유전체 전극(11X)과 유전체 전극(11X)의 상면 상에 마련되고, 중앙에 공간을 갖는 평면으로 보아 도넛형 금속 전극(10X)에 의해 구성된다. 접지측 전극 구성부(2X)는, 유전체 전극(21X)과 유전체 전극(21X)의 하면 상에 마련되고, 중앙에 공간을 갖는 평면으로 보아 도넛형 금속 전극(20X)에 의해 구성된다.
그리고, 유전체 전극(21X)의 중앙부(평면으로 보아 금속 전극(20X 및 10X)이 중복되지 않는 영역)의 중심에 하나의 가스 분출 구멍(9)이 마련된다. 또한, 고전압측 전극 구성부(1X) 및 접지측 전극 구성부(2X)에는 도시되지 않은 고주파 전원에 의해 교류 전압이 인가된다.
그리고, 고주파 전원으로부터의 교류 전압의 인가에 의해 유전체 전극(11X 및 21X)이 대향하는 유전체 공간 내에 있어서, 금속 전극(10X 및 20X)이 평면으로 보아 중복되는 영역이 방전 공간(DSX)(방전장)으로서 규정된다.
이와 같은 구성에 있어서, 교류 전압의 인가에 의해, 고전압측 전극 구성부(1X) 및 접지측 전극 구성부(2X) 간에 방전 공간(DSX)이 형성되고, 이 방전 공간(DSX)에 있어서의 가스의 흐름(8)에 따라 원료 가스를 공급하면, 라디칼화된 질소 원자 등의 활성 가스를 얻고, 유전체 전극(21X)의 중심에 마련된 가스 분출 구멍(9)으로부터 하방(-Z 방향)의 외부로 분출할 수 있다.
따라서, 원반형 전극 구조를 채용한 종래의 활성 가스 생성 장치는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 방전 공간에 있어서의 가스의 흐름(8)은 그 공급 방향에 관계 없이 일정하게 할 수 있다.
도 11은 원통 전극 구조를 채용한 종래의 활성 가스 생성 장치의 기본 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 동도의 (a)가 측면 구조를 나타내는 도면이며, 동도의 (b)가 표면 구조를 나타내는 도면이다. 또한, 도 11에 적절히 XYZ 직교 좌표계를 나타내고 있다.
이들 도면에 나타낸 바와 같이, 고전압측 전극 구성부(1Y)와, 고전압측 전극 구성부(1Y)의 내부에 마련되는 접지측 전극 구성부(2Y)를 기본 구성으로 하고 있다.
접지측 전극 구성부(2Y)는, 고전압측 전극 구성부(1Y)의 XZ 평면 상에 있어서의 원의 중심에 마련된, XZ 평면 상의 단면 구조가 원으로 되는 막대형 금속 전극(20Y)과 금속 전극(20Y)의 외주를 덮어서 형성되는 유전체 전극(21Y)에 의해 구성된다. 고전압측 전극 구성부(1Y)는, 내부에 공간을 갖고 단면 구조가 원으로 되는 중공의 원통형 유전체 전극(11Y)과 유전체 전극(11Y)의 외주를 덮어서 형성되는 금속 전극(10Y)에 의해 구성된다.
그리고, 유전체 전극(11Y)과 유전체 전극(21Y) 간에 마련되는 중공 영역에 방전 공간(DSY)이 마련된다. 또한, 고전압측 전극 구성부(1Y) 및 접지측 전극 구성부(2Y)에는 도시되지 않은 고주파 전원에 의해 교류 전압이 인가된다.
그리고, 고주파 전원으로부터의 교류 전압의 인가에 의해 유전체 전극(11Y 및 21Y)이 대향하는 유전체 공간 내에 있어서, 금속 전극(10Y)의 내주 영역 및 금속 전극(20Y)의 외주 영역 간의 공간이 방전 공간(DSY)으로서 규정된다.
이와 같은 구성에 있어서, 교류 전압의 인가에 의해, 고전압측 전극 구성부(1Y) 및 접지측 전극 구성부(2Y) 간에 방전 공간(DSY)이 형성되고, 한쪽 단부로부터, 방전 공간(DSY)에 있어서의 원통의 높이 방향(Y 방향)을 따른 가스의 흐름(8)을 갖는 원료 가스(6)를 공급하면, 라디칼화된 질소 원자 등의 활성 가스(7)를 얻고, 다른 쪽 단부로부터 외부로 활성 가스(7)를 분출할 수 있다.
따라서, 원통의 전극 구조를 채용한 종래의 활성 가스 생성 장치는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 방전 공간에 있어서의 가스의 흐름(8)은 그 공급 방향에 관계 없이 일정하게 할 수 있다.
또한, 도 9 및 도 10에 나타낸 원반형 전극 구조를 채용한 활성 가스 생성 장치로서, 예를 들어 특허문헌 1에서 개시된 플라스마 처리 장치가 있다. 또한, 상술한 방식과 다른 활성 가스 생성 장치로서, 대기압 플라스마를 사용하여 활성 가스를 생성하여 성막 등을 행하는 대기압 플라스마 처리 장치가 예를 들어 특허문헌 2에 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2011-154973호 공보 일본 특허 공개 제2015-5780호 공보
원료 가스가 활성화되어 얻어지는 활성 가스를 빠르게 성막 대상으로 공급 할 수 있도록 활성 가스 생성 장치의 바로 아래에 처리 대상 기판을 배치하고, 비교적 넓은 영역에 활성 가스를 분사하여 성막 처리를 실행하는 경우를 생각한다. 이 경우, 가스 분출 구멍을 하나로 하여 처리 대상 기판의 직전에서 분기하여 공급하는 것 보다, 미리 복수의 가스 분출 구멍을 마련하여, 복수의 가스 분출 구멍으로부터 활성 가스를 공급하는 쪽이 처리 대상 기판으로의 활성 가스의 수송 거리를 짧게 할 수 있고, 활성 가스가 감쇠하는 종류의 경우, 보다 고농도의 활성 가스를 처리 대상 기판에 공급하는 것을 기대할 수 있다.
그러나, 가스 분출 구멍을 늘리려고 할 경우, 원통형 전극 구조를 채용한 종래의 활성 가스 생성 장치는 가스 분출 구멍이 하나(방전 공간(DSY)에 연통하는 공간)인 것을 기본 구조로 하고 있기 때문에(도 11 참조), 복수의 가스 분출 구멍을 형성하는 것은 실질적으로 불가능하다.
한편, 원반형 전극 구조를 채용한 종래의 활성 가스 생성 장치는, 가스 분출 구멍을 복수로 하는 것도 가능하다.
도 12는 두개의 가스 분출 구멍을 갖는 원반형 전극 구조를 채용한 활성 가스 생성 장치의 기본 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이며, 구체적으로는 상부로부터 비스듬히 하방으로 본 개략을 나타내는 도면이다. 도 13은 도 12에 나타낸 가스 분출 구멍 및 그 주변을 확대하여 나타내는 설명도이다. 또한, 도 12 및 도 13에 적절히 XYZ 직교 좌표계를 나타내고 있다.
동도에 나타내는 바와 같이, 고전압측 전극 구성부(102)와, 고전압측 전극 구성부(102)의 하방에 마련되는 접지측 전극 구성부(202)를 기본 구성으로 하고 있다. 고전압측 전극 구성부(102)는 유전체 전극(13)과 유전체 전극(13)의 상면 상에 마련되고, 중앙에 공간을 갖는 평면으로 보아 도넛형 금속 전극(12)에 의해 구성된다. 접지측 전극 구성부(202)는 유전체 전극(23)과 유전체 전극(23)의 하면 상에 마련되고, 중앙에 공간을 갖는 평면으로 보아 도넛형 금속 전극(22)에 의해 구성된다.
그리고, 유전체 전극(23)의 중앙부(평면으로 보아 금속 전극(22 및 12)이 중복되지 않는 영역)에 두개의 가스 분출 구멍(91 및 92)이 X 방향을 따라서 마련된다.
그리고, 고주파 전원으로부터의 교류 전압의 인가에 의해 유전체 전극(13 및 23)이 대향하는 유전체 공간 내에 있어서, 금속 전극(12 및 22)이 평면으로 보아 중복되는 영역이 방전 공간으로서 규정된다.
이와 같은 구성에 있어서, 교류 전압의 인가에 의해, 고전압측 전극 구성부(102) 및 접지측 전극 구성부(202) 간에 방전 공간이 형성되고, 이 방전 공간에 있어서의 가스의 흐름(8)에 따라 원료 가스(6)를 공급하면, 라디칼화된 질소 원자 등의 활성 가스를 얻고, 유전체 전극(23)의 중앙부에 마련된 가스 분출 구멍(91) 혹은 가스 분출 구멍(92)으로부터 하방의 외부로 분출할 수 있다.
따라서, 원반형 전극 구조를 채용한 종래의 활성 가스 생성 장치는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 두개의 가스 분출 구멍(91, 92)을 갖는 경우도, 방전 공간에 있어서의 가스의 흐름(8)은 그 공급 방향에 관계없이 일정하게 할 수 있다.
그러나, 일렬로 3개 이상의 가스 분출 구멍을 마련한 경우, 예를 들어 3개의 가스 분출 구멍을 마련한 경우, 양단의 두개의 가스 분출 구멍과 중앙의 하나의 가스 분출 구멍 간에, 가스의 흐름(8)을 일정하게 하는 것이 곤란해진다는 문제점이 있었다.
따라서, 특허문헌 1에서 개시된 기술도, 유전체 배리어 방전으로 라디칼을 생성할 때에 원반형 전극 구조에 3개 이상의 복수의 가스 분출 구멍이 마련되어 있기 때문에, 복수의 가스 분출 구멍 간에 있어서, 흘러드는 가스 유량과 생성되는 라디칼량, 농도에 차가 생길 가능성이 높고, 균일하게 활성 가스를 공급할 수 없다는 문제점이 있었다.
또한, 특허문헌 2에서 개시된 기술은, 처리 대상 기판 가까이에 플라스마를 발생시키고 있기 때문에, 처리 대상 기판 바로 근처에서 물질이 반응해 양질의 막이 성막되지만, 처리 대상 기판이 플라스마의 영향을 직접 받는 환경이기 때문에, 처리 대상 기판이 플라스마에 의해 대미지를 받을 가능성이 높다는 문제점이 있었다.
본 발명에서는, 상기와 같은 문제점을 해결하고, 처리 대상 기판에 대미지를 끼치는 일 없이, 균일성이 높은 활성 가스를 분출할 수 있는 활성 가스 생성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 있어서의 활성 가스 생성 장치는, 방전 공간에 공급된 원료 가스를 활성화하여 얻어지는 활성 가스를 생성하는 활성 가스 생성 장치이며, 제1 전극 구성부와 상기 제1 전극 구성부의 하방에 마련되는 제2 전극 구성부를 구비하고, 상기 제1 및 제2 전극 구성부에 교류 전압이 인가되고, 상기 교류 전압의 인가에 의해, 상기 제1 및 제2 전극 구성부 간에 상기 방전 공간이 형성되고, 상기 제1 전극 구성부는, 제1 유전체 전극과 상기 제1 유전체 전극 상면 상에 선택적으로 형성되는 제1 금속 전극을 갖고, 상기 제2 전극 구성부는, 제2 유전체 전극과 상기 제2 유전체 전극의 하면 상에 선택적으로 형성되는 제2 금속 전극을 갖고, 상기 교류 전압의 인가에 의해 상기 제1 및 제2 유전체 전극이 대향하는 유전체 공간 내에 있어서, 상기 제1 및 제2 금속 전극이 평면으로 보아 중복되는 영역이 상기 방전 공간으로서 규정되며, 상기 제2 금속 전극은, 평면으로 보아 상기 제2 유전체 전극의 중앙 영역을 사이에 두고 서로 대향하여 형성되는 한 쌍의 제2 부분 금속 전극을 갖고, 상기 한 쌍의 제2 부분 금속 전극은 제1 방향을 전극 형성 방향으로 하고, 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 서로 대향하는 방향으로 하고 있고, 상기 제1 금속 전극은, 평면으로 보아 상기 한 쌍의 제2 부분 금속 전극과 중복되는 영역을 갖는 한 쌍의 제1 부분 금속 전극을 갖고, 상기 제2 유전체 전극은, 상기 중앙 영역에 형성되고, 상기 활성 가스를 외부로 분출하기 위한 복수의 가스 분출 구멍과, 상기 복수의 가스 분출 구멍 모두를 사이에 두고 상기 제1 방향의 양단측에, 각각이 상방으로 돌출되어 상기 제2 방향을 따라서 형성되는 한 쌍의 단부 영역 단차부를 갖고, 상기 한 쌍의 단부 영역 단차부는 평면으로 보아 적어도 상기 한 쌍의 제2 부분 금속 전극의 형성 위치를 초과하는 위치까지 상기 제2 방향으로 연장되어 형성되고, 상기 복수의 가스 분출 구멍은, 상기 제1 방향을 따라서 제1 간격마다 형성되는, 3개 이상의 제1 수의 제1 분출 구멍과, 상기 제1 수의 제1 분출 구멍에 대하여 상기 제2 방향으로 소정 간격 사이에 두고 배치되고, 상기 제1 방향을 따라서 제2 간격마다 형성되는, 3개 이상의 제2 수의 제2 분출 구멍을 포함하고, 상기 제1 수의 제1 분출 구멍 및 상기 제2 수의 제2 분출 구멍은, 상기 제1 방향을 따라서 제1 분출 구멍과 제2 분출 구멍이 교대로 배치되도록 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.
본원 발명의 활성 가스 생성 장치는 상기 특징을 가짐으로써, 제1 방향을 따라서 서로 가장 가까운 위치 관계에 있는 제1 분출 구멍과 제2 분출 구멍 간의 거리가 제1 방향을 따른 실질적인 활성 가스 분출 피치로 된다. 그 결과, 제1 간격 및 제2 간격보다 짧은 활성 가스 분출 피치를 갖는 복수의 분출 구멍으로부터 복수의 활성 가스를 분출함으로써, 균일성이 높은 활성 가스를 분출할 수 있다.
또한, 활성 가스 자체는 제1 및 제2 전극 구성부 간에 있어서의 방전 공간에서 생성되기 때문에, 활성 가스 생성시에 처리 대상 기판에 대미지를 끼칠 일도 없다.
추가로, 본원 발명은, 한 쌍의 단부 영역 단차부의 존재에 의해, 제2 유전체 전극의 제1 방향 양단부로부터 방전 공간으로의 원료 가스의 유입을 규제하고 있다. 이 때문에, 복수의 가스 분출 구멍 간에 동일 조건의 원료 가스 공급 경로를 설정할 수 있고, 균일성이 높은 활성 가스를 분출할 수 있다.
본 발명의 목적, 특징, 국면 및 이점은, 이하의 상세한 설명과 첨부 도면에 의해, 보다 명백해진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1인 활성 가스 생성 장치의 기본 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 복수의 가스 분출 구멍 및 그 주변을 확대하여 나타내는 설명도이다.
도 3은 실시 형태 1에 있어서의 고전압측 전극 구성부 및 접지측 전극 구성부와 고주파 전원의 접속 관계를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 4는 실시 형태 1의 고전압측 전극 구성부 및 접지측 전극 구성부를 포함하는 전극군 구성부의 외관 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 2인 활성 가스 생성 장치의 기본 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 복수의 가스 분출 구멍 및 그 주변을 확대하여 나타내는 설명도이다.
도 7은 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치를 사용한 성막 처리 장치의 단면 구조를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 8은 제1 양태에 있어서의 고전압측 전극 구성부 및 접지측 전극 구성부와 고주파 전원의 접속 관계를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 9는 원반형 전극 구조를 채용한 종래의 활성 가스 생성 장치의 기본 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 10은 도 9에 나타낸 가스 분출 구멍 및 그 주변을 확대하여 나타내는 설명도이다.
도 11은 원통의 전극 구조를 채용한 종래의 활성 가스 생성 장치의 기본 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 12는 2개의 가스 분출 구멍을 갖는 원반형 전극 구조를 채용한 활성 가스 생성 장치의 기본 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 13은 도 12에 나타낸 가스 분출 구멍 및 그 주변을 확대하여 나타내는 설명도이다.
도 14는 3개 이상의 복수의 가스 분출 구멍을 갖는 원반형 전극 구조를 채용한 활성 가스 생성 장치의 기본 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 15는 도 14에 나타낸 복수의 가스 분출 구멍 및 그 주변을 확대하여 나타내는 설명도이다.
도 16은 3개 이상의 복수의 가스 분출 구멍을 갖는 직사각형 전극 구조를 채용한 활성 가스 생성 장치의 기본 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 17은 도 16에 나타낸 복수의 가스 분출 구멍 및 그 주변을 확대하여 나타내는 설명도이다.
<전제 기술>
도 14는 3개 이상의 복수의 가스 분출 구멍을 갖는 원반형 전극 구조를 채용한 전제 기술로 되는 활성 가스 생성 장치의 기본 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 동도에서는 상부로부터 비스듬히 하방으로 본 개략을 나타내는 도면을 나타내었다. 또한, 도 15는 도 14에 나타낸 복수의 가스 분출 구멍 및 그 주변을 확대하여 나타내는 설명도이다. 또한, 도 14 및 도 15에 적절히, XYZ 직교 좌표계를 나타내었다.
이들 도면에 나타낸 바와 같이, 고전압측 전극 구성부(103)와, 고전압측 전극 구성부(103)의 하방에 마련되는 접지측 전극 구성부(203)를 기본 구성으로 하고 있다. 고전압측 전극 구성부(103)는 유전체 전극(15)과, 유전체 전극(15)의 상면 상에 마련되고, 중앙에 원형 또는 X 방향을 장축 방향으로 한 타원형 공간을 갖는 금속 전극(14)에 의해 구성된다. 접지측 전극 구성부(203)는 유전체 전극(25)과, 유전체 전극(25)의 하면 상에 마련되고, 중앙에 원형 또는 X 방향을 장축 방향으로 한 타원형 공간을 갖는 금속 전극(24)에 의해 구성된다.
그리고, 유전체 전극(25)의 중앙부(평면으로 보아 금속 전극(24 및 14)이 중복되지 않는 영역)에 7개의 가스 분출 구멍(91 내지 97)이 X 방향을 따라서 라인형으로 마련된다.
그리고, 고주파 전원으로부터의 교류 전압의 인가에 의해 유전체 전극(15 및 25)이 대향하는 유전체 공간 내에 있어서, 금속 전극(14 및 24)이 평면으로 보아 중복되는 영역이 방전 공간으로서 규정된다.
이와 같은 구성에 있어서, 교류 전압의 인가에 의해, 고전압측 전극 구성부(103) 및 접지측 전극 구성부(203) 간에 방전 공간이 형성되고, 이 방전 공간에 있어서의 가스의 흐름(8)에 따라 원료 가스(6)를 공급하면, 라디칼화된 질소 원자 등의 활성 가스를 얻어, 유전체 전극(25)의 중앙부에 마련된 가스 분출 구멍(91 내지 97)으로부터 하방(-Z 방향)의 외부로 분출할 수 있다.
그러나, 도 14에 나타내는 구조의 활성 가스 생성 장치는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 가스 분출 구멍(91 내지 97) 중, 양단의 가스 분출 구멍(91 및 97)(이하, 「양단 가스 분출 구멍」이라 약기할 경우 있음)과, 그 사이의 가스 분출 구멍(92 내지 96)(이하, 「중앙 가스 분출 구멍」이라고 약기할 경우 있음)에서는, 가스 유량, 가스가 받는 에너지에 불균일이 생길 가능성이 높아진다.
구체적으로는, 가스 분출 구멍(91 및 97)은 Y 방향에 더하여, X 방향으로부터도 가스의 흐름(8)이 존재하지만, 가스 분출 구멍(92 내지 96)에서는 Y 방향으로부터의 가스의 흐름(8)에 한정된다.
이와 같이, 원반형(타원 반상) 전극 구조를 채용한 경우, 가스 분출 구멍의 수를 3개 이상으로 하면, 양단 가스 분출 구멍과 중앙 가스 분출 구멍 간에, 가스의 흐름을 일정하게 하는 것이 곤란해진다는 과제를 갖고 있다.
상기 과제를 해결하도록, 원반과 같이 평면 구조가 원형이 아니라, 직사각형인 전극 구조를 채용하는 것이 생각된다.
도 16은 3개 이상의 복수의 가스 분출 구멍을 갖는 직사각형 전극 구조를 채용한 활성 가스 생성 장치의 기본 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 동도에서는 상부로부터 비스듬히 하방으로 본 개략을 나타내는 도면을 나타내고 있다. 또한, 도 17은 도 16에 나타낸 복수의 가스 분출 구멍 및 그 주변을 확대하여 나타내는 설명도이다. 또한, 도 16 및 도 17에 적절히, XYZ 직교 좌표계를 나타내었다.
이들 도면에 나타낸 바와 같이, 고전압측 전극 구성부(1)(제1 전극 구성부)와, 고전압측 전극 구성부(1)의 하방에 마련되는 접지측 전극 구성부(2P)(제2 전극 구성부)를 기본 구성으로 하고 있다.
고전압측 전극 구성부(1)는 유전체 전극(11)(제1 유전체 전극)과, 유전체 전극(11)의 상면 상에 서로 분리하여 설치되는 금속 전극쌍(10H 및 10L)(한 쌍의 제1 부분 금속 전극)을 포함한다. 접지측 전극 구성부(2P)는, 유전체 전극(21P)과 유전체 전극(21P)의 하면 상에 서로 분리하여 마련되는 금속 전극쌍(20H 및 20L)(한 쌍의 제2 부분 금속 전극)을 포함한다.
유전체 전극(11 및 21P)은 각각 X 방향을 긴 변 방향, Y 방향을 짧은 변 방향으로 한 직사각형 평판 구조를 보이고 있다. 이하, 유전체 전극(21P)에 있어서, 후술하는 정류용 단차 형상부(52 및 53)를 경계로 하여, 중심부측을 주요 영역(70), 양단부측을 단부 영역(72 및 73)이라 칭하는 경우가 있다.
유전체 전극(21P)(제2 유전체 전극)에 관하여, 주요 영역(70) 내의 중앙 영역(R51)에 있어서 X 방향(제1 방향)을 따라, 예를 들어 7개의 가스 분출 구멍(91 내지 97)(3개 이상의 복수의 가스 분출 구멍)이 마련된다. 복수의 가스 분출 구멍(91 내지 97)은 각각 유전체 전극(21P)의 상면으로부터 하면으로 관통하여 마련된다.
도 16 및 도 17에 나타내는 바와 같이, 금속 전극쌍(20H 및 20L)(한 쌍의 제2 부분 금속 전극)은 유전체 전극(21P)의 하면 상에 형성되고, 평면으로 보아 유전체 전극(21P)의 중앙 영역(R51)을 사이에 두고 서로 대향하여 배치된다. 금속 전극쌍(20H 및 20L)은 평면으로 보아 대략 직사각형을 나타내고, X 방향(제1 방향)을 긴 변 방향(전극 형성 방향)으로 하고, X 방향에 직각으로 교차하는 Y 방향(제2 방향)을 서로 대향하는 방향으로 하고 있다. 금속 전극쌍(20H 및 20L)은 서로가 평면으로 본 크기는 동일하며, 그 배치는 중앙 영역(R51)을 중심으로 하여 대칭으로 되어 있다.
마찬가지로, 금속 전극쌍(10H 및 10L)(한 쌍의 제1 부분 금속 전극)은 유전체 전극(11)의 상면 상에 형성되고, 평면으로 보아 유전체 전극(11)의 중앙 영역(R50)을 사이에 두고 서로 대향하여 배치된다. 금속 전극쌍(10H 및 10L)은 평면으로 보아 대략 직사각형을 나타내고, X 방향을 긴 변 방향으로 하고, X 방향에 직각으로 교차하는 Y 방향을 서로 대향하는 방향으로 하고 있다. 금속 전극쌍(10H 및 10L)은 서로 평면으로 본 크기는 동일하고, 그 배치는 중앙 영역(R50)을 중심으로 하여 대칭으로 되어 있다. 중앙 영역(R50) 및 중앙 영역(R51)은 서로 완전 동일 형상이며 평면으로 보아 완전 중복되는 양태로 마련된다.
또한, 금속 전극쌍(10H 및 10L) 그리고 금속 전극쌍(20H 및 20L)은, 유전체 전극(11)의 상면 그리고 유전체 전극(21P)의 하면에서 메탈라이즈 처리됨으로써 형성되고, 그 결과, 유전체 전극(11)과 금속 전극쌍(10H 및 10L)은 일체 형성되어 고전압측 전극 구성부(1)(제1 전극 구성부)를 구성하고, 유전체 전극(21P)와 금속 전극쌍(20H 및 20L)은 일체 형성되어 접지측 전극 구성부(2P)(제2 전극 구성부)를 구성한다. 메탈라이즈 처리로서 인쇄 소성 방법이나 스퍼터링 처리, 증착 처리 등을 사용한 처리가 생각된다.
그리고, 유전체 전극(21P)의 중앙 영역(R51)(평면으로 보아 금속 전극(10H 및 10L)과 금속 전극쌍(20H 및 20L)이 중복되지 않는 영역)에 7개의 가스 분출 구멍(91 내지 97)이 X 방향을 따라서 라인형으로 마련된다.
그리고, 도시되지 않은 고주파 전원으로부터의 교류 전압의 인가에 의해 유전체 전극(11 및 21P)이 대향하는 유전체 공간 내에 있어서, 금속 전극쌍(10H 및 10L) 및 금속 전극쌍(20H 및 20L)이 평면으로 보아 중복되는 영역이 방전 공간(방전장)으로서 규정된다.
이와 같은 구성에 있어서, 교류 전압의 인가에 의해, 고전압측 전극 구성부(1) 및 접지측 전극 구성부(2P) 간에 방전 공간이 형성되고, 이 방전 공간에 있어서의 가스의 흐름(8)을 따라 원료 가스를 공급하면, 라디칼화된 질소 원자 등의 활성 가스를 얻고, 유전체 전극(21P)의 중앙부에 마련된 가스 분출 구멍(91 내지 97)으로부터 하방의 외부로 분출할 수 있다.
도 16 및 도 17에 나타낸 직사각형 전극 구조의 활성 가스 생성 장치는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 가스 분출 구멍(91 내지 97)에서 받는 Y 방향을 따른 가스의 흐름(8)에 관하여, 가스 분출 구멍(91 내지 97) 간에 가스 유량, 가스가 받는 에너지에 불균일이 생길 가능성을 낮게 억제할 수 있다.
전제 기술의 활성 가스 생성 장치는 유전체 전극(21P)의 중앙 영역(R51)에 X 방향을 따라서 일렬로 가스 분출 구멍(91 내지 97)을 마련하고 있다.
가스 분출 구멍(91 내지 97)은 각각 그 상류에 형성되는 방전 공간(방전장)과 그 하류의 처리 챔버 하우징 등의 압력차를 형성하는 오리피스로서도 기능시키는 것이 바람직하다. 이 때문에, 가스 분출 구멍(91 내지 97)의 합계 구멍 면적은 미리 결정되어 있으며 변경할 수 없고, 복수의 가스 분출 구멍을 형성할 경우, 유전체 전극(21P)의 구성 재료인 세라믹에 대한 최소 가공 한계를 고려한 최소 가공 구멍 직경에 따른 구멍 사이즈·구멍 수로 복수의 가스 분출 구멍을 마련할 필요가 있다.
최소 가공 구멍 직경으로 가스 분출 구멍(91 내지 97)을 마련한 경우, 유전체 전극(21P)에 대한 최소 가공 한계 등을 고려하면, 인접하는 가스 분출 구멍(9i, 9(i+1)(i=1 내지 6)) 간의 거리인 구멍 피치가 필연적으로 커져 버린다. 전제 기술의 활성 가스 생성 장치는, 3개 이상의 가스 분출 구멍을 마련한 경우에 있어서도, 구멍 피치가 커지면, 방전 현상에 의해 생성된 활성 가스를 웨이퍼 등의 처리 대상 기판에 균일하게 분사한다는 균일 처리에는 적합하지 않게 되어 버리는 과제를 갖고 있다.
이하에서 설명하는 실시 형태는, 상술한 전제 기술의 활성 가스 생성 장치의 해결을 도모한 활성 가스 생성 장치이다.
<실시 형태 1>
도 1은 본 발명의 실시 형태 1인 활성 가스 생성 장치의 기본 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 동도에서는 상부로부터 비스듬히 하방으로 본 개략을 나타내는 도면을 나타내고 있다. 또한, 도 2는 도 1에 나타낸 복수의 가스 분출 구멍 및 그 주변을 확대하여 나타내는 설명도이다. 또한, 도 1 및 도 2에 적절히, XYZ 직교 좌표계를 나타내고 있다.
또한, 유전체 전극(11), 금속 전극쌍(10H 및 10L), 그리고 금속 전극쌍(20H 및 20L) 각각의 구조 및 배치, 중앙 영역(R50 및 R51) 각각의 형상 및 배치 등은, 도 16 및 도 17에 나타낸 전제 기술과 공통되어 있어, 동일 부호를 붙여서 설명을 적절히 생략한다.
이들 도면에 나타내는 바와 같이, 고전압측 전극 구성부(1)(제1 전극 구성부)와, 고전압측 전극 구성부(1)의 하방에 마련되는 접지측 전극 구성부(2)(제2 전극 구성부)를 기본 구성으로 하고 있다.
고전압측 전극 구성부(1)는 유전체 전극(11)(제1 유전체 전극)과, 유전체 전극(11)의 상면 상에 서로 이산하여 마련된 금속 전극쌍(10H 및 10L)(한 쌍의 제1 부분 금속 전극)을 포함한다. 접지측 전극 구성부(2)는 유전체 전극(21)(제2 유전체 전극)과, 유전체 전극(21)의 하면 상에 서로 이산하여 마련된 금속 전극쌍(20H 및 20L)(한 쌍의 제2 부분 금속 전극)을 포함한다.
유전체 전극(11 및 21)은 각각 X 방향을 긴 변 방향, Y 방향을 짧은 변 방향으로 한 평면으로 보아 직사각형 평판 구조를 보이고 있다.
유전체 전극(21)(제2 유전체 전극)에 관하여, 주요 영역(70) 내의 중앙 영역(R51)에 있어서 X 방향(제1 방향)을 따라, 3개 이상의 복수의 가스 분출 구멍으로서, 가스 분출 구멍(31 내지 37) 및 가스 분출 구멍(41 내지 47)이 마련된다. 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47)은 각각 평면으로 본 개구부 단면 형상이 직경(r1)인 원형으로 형성된다.
7개의 가스 분출 구멍(31 내지 37)(제1 수의 제1 가스 분출 구멍)은 X 방향을 따라서 라인형으로 형성되고, 가스 분출 구멍(31 내지 37) 중 서로 인접하는 가스 분출 구멍(3i, 3(i+1)(i=1 내지 6)) 간에 있어서 공통으로 제1 구멍 피치(d3)(제1 간격)가 설정되어 있다. 마찬가지로, 7개의 가스 분출 구멍(41 내지 47)(제2 수의 제2 가스 분출 구멍)은 X 방향을 따라서 라인형으로 형성되어, 가스 분출 구멍(41 내지 47) 중 서로 인접하는 가스 분출 구멍(4i, 4(i+1)(i=1 내지 6)) 간에 있어서 공통으로 제2 구멍 피치(d4)(제2 간격)가 설정되어 있다. 또한, 제2 구멍 피치(d4)와 제1 구멍 피치(d3)는 동일한 길이로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 가스 분출 구멍(31 내지 37)과 가스 분출 구멍(41 내지 47)은 Y 방향에 있어서 간격(dY)(소정 간격)을 떼어서 2열 구성으로 마련된다.
그리고, 가스 분출 구멍(31)과 가스 분출 구멍(41)의 형성 위치에 X 방향의 차분 구멍 피치(d34)를 마련함으로써, 2열 구성의 가스 분출 구멍(31 내지 37) 및 가스 분출 구멍(41 내지 47)은 X 방향(제1 방향)을 따라 가스 분출 구멍(3i)과 가스 분출 구멍(4i)(i=1 내지 7)이 교대로 배치되도록 위치 설정된다.
즉, 가스 분출 구멍(3i)과 가스 분출 구멍(4i)(i=1 내지 7) 간에 X 방향에 있어서의 간격인 차분 구멍 피치(d34)는 제1 구멍 피치(d3) 및 제2 구멍 피치(d4)보다 짧아져, 가스 분출 구멍(4i)과 가스 분출 구멍(3(i+1)(i=1 내지 6)) 간에 X 방향에 있어서의 간격인 차분 구멍 피치(d43)는 제1 구멍 피치(d3) 및 제2 구멍 피치(d4)보다 짧아진다.
이와 같이, 실시 형태 1의 활성 가스 생성 장치는 상기 특징을 가짐으로써, X 방향(제1 방향)을 따라 서로 가장 가까운 위치 관계에 있는 가스 분출 구멍(3i)(혹은 가스 분출 구멍(3(i+1))과 가스 분출 구멍(4i) 간의 거리인 차분 구멍 피치(d34) 혹은 차분 구멍 피치(d43)가, 2열 구성의 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47)에 의한 실질적인 활성 가스 분출 피치로 된다.
예를 들어, 제1 구멍 피치(d3), 제2 구멍 피치(d4), 차분 구멍 피치(d34) 및 차분 구멍 피치(d43)가 치수 조건 {d34=d43=d3/2=d4/2}를 만족시킬 경우, 차분 구멍 피치(d34) 및 차분 구멍 피치(d43)로 규정되는 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47) 전체의 X 방향의 실질 구멍 피치를 차분 구멍 피치(d34)(=차분 구멍 피치(d43))로 하여, 제1 구멍 피치(d3) 및 제2 구멍 피치(d4)의 절반 길이로 단축할 수 있다.
그 결과, 실시 형태 1의 활성 가스 생성 장치는, 제1 구멍 피치(d3) 및 제2 구멍 피치(d4)(제1 및 제2 간격)보다 짧은 실질 구멍 피치(차분 구멍 피치(d34) 혹은 차분 구멍 피치(d43))를 갖는 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47)으로부터 활성 가스를 분출함으로써, 균일성이 높은 활성 가스를 분출할 수 있다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 유전체 전극(21)은 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47) 모두를 사이에 두듯이, 주요 영역(70)과 단부 영역(72 및 73)의 경계 영역, 즉, 금속 전극쌍(20H 및 20L)의 단부 근방 영역에 있어서, 각각이 상방(+Z 방향)으로 돌출되어 Y 방향(제2 방향)을 따라서 형성되는 정류용 단차 형상부(52 및 53)(한 쌍의 단부 영역 단차부)를 더 갖고 있다. 정류용 단차 형상부(52 및 53) 각각은 평면으로 보아 적어도 금속 전극쌍(20H 및 20L)의 형성 위치를 초과하는 위치까지 Y 방향(+Y 방향 및 -Y 방향)으로 연장하여 형성된다. 또한, 정류용 단차 형상부(52 및 53)는 유전체 전극(21)의 짧은 변 방향의 전체 길이에 걸쳐서 Y 방향으로 연장되어 형성해도 되고, 방전 공간에 있어서의 갭 길이를 규정해도 된다.
이들 정류용 단차 형상부(52 및 53)의 존재에 의해, 유전체 전극(21)의 X 방향 양단부로부터의 방전 공간으로의 원료 가스(6)의 유입을 규제하고 있다. 유전체 전극(21)의 X 방향 양단부로부터의 가스 유입이 가능하게 되면 유전체 전극(21)의 양단부 근방의 가스 분출 구멍(31 및 37) 그리고 가스 분출 구멍(41 및 47)은 활성 가스의 유입량이 영향을 받기 쉽다. 이 문제를 정류용 단차 형상부(52 및 53)를 마련함으로써 해소하고 있다.
유전체 전극(21) 상의 정류용 단차 형상부(52 및 53)가 마련됨으로써, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 고전압측 전극 구성부(1) 및 접지측 전극 구성부(2) 간의 가스 흐름(8)은 확실하게 Y 방향의 2면으로부터만 있게 된다. 즉, 도 2에 나타내는 바와 같이, 가스 분출 구멍(31 내지 37)에 대하여 주로 +Y 방향으로부터의 가스의 흐름(8)만으로 원료 가스(6)가 공급되고, 가스 분출 구멍(41 내지 47)에 대하여 주로 -Y 방향으로부터의 가스의 흐름(8)만으로 원료 가스(6)가 공급된다. 따라서, 가스의 흐름 자체가 비교적 안정화되기 때문에 방전 공간 내의 압력 분포가 일정해지고, 균일한 방전 공간을 형성할 수 있다.
이와 같이, 유전체 전극(21)은 추가로 정류용 단차 형상부(52 및 53)를 가짐으로써, 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47) 중, X 방향에 있어서의 양단부로부터의 거리가 가까운 가스 분출 구멍(31 및 37) 그리고 가스 분출 구멍(41 및 47)에 있어서도, 당해 양단부로부터 의도하지 않는 가스의 유입 등의 영향으로 활성 가스의 유입량이 변화되어 버리는 현상이 발생하지 않는다. 이 때문에, 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47) 간에 변동을 발생시키지 않고 활성 가스를 분출할 수 있다. 그 결과, 압력 분포가 일정하며 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47) 각각의 유량이 동일해지기 때문에, 방전 공간을 통과한 활성 가스에 있어서 발생 라디칼 밀도가 비교적 동일해지는 효과를 발휘한다.
즉, 실시 형태 1의 활성 가스 생성 장치는, 정류용 단차 형상부(52 및 53)(한 쌍의 단부 영역 단차부)의 존재에 의해, 유전체 전극(21)(제2 유전체 전극)의 X 방향(제1 방향) 양단부로부터 방전 공간으로의 원료 가스(6)의 유입을 규제하고 있다. 이 때문에, 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47) 간(복수의 가스 분출 구멍 간)에 동일 조건의 원료 가스(6)의 공급 경로를 설정할 수 있고, 균일성이 높은 활성 가스를 분출할 수 있다.
도 3은 고전압측 전극 구성부(1) 및 접지측 전극 구성부(2)와 고주파 전원(5)의 접속 관계를 모식적으로 나타내는 설명도이다. 동도에 나타내는 바와 같이, 접지측 전극 구성부(2)의 금속 전극쌍(20H 및 20L)이 모두 접지 레벨에 접속되고, 고전압측 전극 구성부(1)의 금속 전극쌍(10H 및 10L)이 공통으로 고주파 전원(5)으로부터의 교류 전압을 받는다.
예를 들어, 고주파 전원(5)으로부터 0 피크값을 2 내지 10kV로 고정하고, 주파수를 10kHz 내지 100kHz로 설정한 교류 전압을 금속 전극(10H 및 10L), 금속 전극(20H 및 20L) 간에 인가할 수 있다. 이때, 고주파 전원(5H 및 5L)(도 8 참조) 간에 0 피크값 혹은 주파수를 상이한 내용으로 설정할 수 있다.
그리고, 고주파 전원(5)의 교류 전압의 인가에 의해, 유전체 전극(11 및 21)이 대향하는 유전체 공간 내에 있어서, 금속 전극쌍(10H 및 10L) 그리고 금속 전극쌍(20H 및 20L)이 평면으로 보아 중복되는 영역이 방전 공간으로서 규정된다.
따라서, 금속 전극(10H)(일방측 제1 부분 금속 전극) 및 금속 전극(20H)(일방측 제2 부분 금속 전극) 간의 방전 공간(DSH)을 통과하는 원료 가스(6)는 방전 공간(DSH) 내에서 활성화되어, 주로 가스 분출 구멍(31 내지 37)으로부터 활성 가스(7)로서 분출된다. 마찬가지로, 금속 전극(10L)(타방측 제1 부분 금속 전극) 및 금속 전극(20L)(타방측 제2 부분 금속 전극) 간의 방전 공간(DSL)을 통과하는 원료 가스(6)는 방전 공간(DSL) 내에서 활성화되어, 주로 가스 분출 구멍(41 내지 47)으로부터 활성 가스(7)로서 분출된다.
도 4는 실시 형태 1의 고전압측 전극 구성부(1) 및 접지측 전극 구성부(2)를 포함하는 전극군 구성부(101)의 외관 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
동도에 나타내는 바와 같이, Y 방향을 따른 가스 공급 방향(D1H)(-Y 방향)을 따라 공급되는 원료 가스(6)는 금속 전극(10H) 및 금속 전극(20H) 간의 방전 공간(DSH)(도 3 참조)을 통과하고, 주로 가스 분출 구멍(31 내지 37)으로부터 활성 가스(7)로서 -Z 방향을 향하여 분출된다. 마찬가지로, Y 방향을 따른 가스 공급 방향(D1L)(+Y 방향)을 따라 공급되는 원료 가스(6)는 금속 전극(10L) 및 금속 전극(20L) 간의 방전 공간(DSL)(도 3 참조)을 통과하고, 방전 공간(DSL)에서 활성화되어, 주로 가스 분출 구멍(41 내지 47)으로부터 활성 가스(7)로서 -Z 방향을 향하여 분출된다. 따라서, 가스 공급 방향(D1H)은 -Y 방향, 가스 공급 방향(D1L)은 +Y 방향으로 되고, 가스 분출 방향(D2)은 -Z 방향으로 된다.
따라서, 후술하는 성막 처리 챔버(63) 내의 처리 공간(SP63)에 처리 대상 기판인 웨이퍼(64)를 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47)의 바로 아래에 배치함으로써, 웨이퍼(64)에 대하여 활성 가스(7)를 균일하게 공급할 수 있다.
또한, 활성 가스(7) 자체는 고전압측 전극 구성부(1) 및 접지측 전극 구성부(2) 간에 형성되는 방전 공간에서 생성되기 때문에, 활성 가스(7)의 생성시에 처리 대상 기판인 웨이퍼(64)에 대미지를 끼치는 일도 없다.
실시 형태 1의 전극군 구성부(101)는 접지측 전극 구성부(2) 상에 고전압측 전극 구성부(1)를 배치함으로써 전극군 구성부(101)를 조립할 수 있다. 구체적으로는, 고전압측 전극 구성부(1)에 있어서의 유전체 전극(11)의 중앙 영역(R50)과, 접지측 전극 구성부(2)에 있어서의 유전체 전극(21)의 중앙 영역(R51)이 평면으로 보아 완전 중복되도록 위치 결정하면서, 고전압측 전극 구성부(1)를 접지측 전극 구성부(2) 상에 쌓아 올려서 조합함으로써, 전극군 구성부(101)를 완성할 수 있다.
<실시 형태 2>
도 5는 본 발명의 실시 형태 2인 활성 가스 생성 장치의 기본 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 동도에서는 상부로부터 비스듬히 하방으로 본 개략을 나타내는 도면을 나타내었다. 또한, 도 6은 도 5에 나타낸 복수의 가스 분출 구멍 및 그 주변을 확대하여 나타내는 설명도이다. 또한, 도 5 및 도 6에 적절히, XYZ 직교 좌표계를 나타내었다.
이들 도면에 나타내는 바와 같이, 고전압측 전극 구성부(1)(제1 전극 구성부)와, 고전압측 전극 구성부(1)의 하방에 마련되는 접지측 전극 구성부(2B)(제2 전극 구성부)를 기본 구성으로 하고 있다. 또한, 고전압측 전극 구성부(1)에 대해서는 도 1 내지 도 4에 나타낸 실시 형태 1 및 도 16 및 도 17에 나타낸 전제 기술과 마찬가지이기 때문에, 동일 부호를 붙여서 설명을 적절히 생략한다.
접지측 전극 구성부(2B)는, 유전체 전극(21B)과 유전체 전극(21B)의 하면 상에 서로 분리하여 마련되는 금속 전극쌍(20H 및 20L)(한 쌍의 제2 부분 금속 전극)을 포함한다.
따라서, 유전체 전극(11 및 21B)은 각각 X 방향을 긴 변 방향, Y 방향을 짧은 변 방향으로 한 직사각형 평판 구조를 보이고 있다.
유전체 전극(21B)(제2 유전체 전극)에 관하여, 실시 형태 1의 유전체 전극(21)과 마찬가지로, 주요 영역(70) 내의 중앙 영역(R51)에 있어서 X 방향(제1 방향)을 따라, 3개 이상의 복수의 가스 분출 구멍으로서, 가스 분출 구멍(31 내지 37) 및 가스 분출 구멍(41 내지 47)이 마련된다. 즉, 실시 형태 2의 가스 분출 구멍(31 내지 37) 및 가스 분출 구멍(41 내지 47)에 있어서도, 실시 형태 1과 마찬가지인 제1 구멍 피치(d3), 제2 구멍 피치(d4), 차분 구멍 피치(d34), 차분 구멍 피치(d43) 및 간격(dY)이 각각 설정되어 있다.
따라서, 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치도, 실시 형태 1과 마찬가지로, 가스 분출 구멍(31 내지 37) 및 가스 분출 구멍(41 내지 47)은 X 방향(제1 방향)을 따라 가스 분출 구멍(3i)과 가스 분출 구멍(4i)이 교대로 배치되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이, 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치는 상기 특징을 가짐으로써, 실시 형태 1과 마찬가지로, 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47)으로부터 균일성이 높은 활성 가스를 분출할 수 있다.
추가로, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 유전체 전극(21B)은 중앙 영역(R51)에 있어서 상방(+Z 방향)으로 돌출되어 형성되는 분사구 분리용 단차 형상부(51)(중앙 영역 단차부)를 더 구비하고 있다. 이 분사구 분리용 단차 형상부(51)은 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47)과 평면으로 보아 중복되지 않게 형성된다.
이 분사구 분리용 단차 형상부(51)는 정류용 단차 형상부(52)로부터 정류용 단차 형상부(53)에 걸쳐서, 가스 분출 구멍(31 내지 37)과 가스 분출 구멍(41 내지 47) 간을 X 방향(제1 방향)으로 연장하여 형성되고, 가스 분출 구멍(31 내지 37)과 가스 분출 구멍(41 내지 47) 간을 분리하는 중앙 횡단 단차 형상부(51c)(제3 분리부)를 갖고 있다.
그리고, 분사구 분리용 단차 형상부(51)는 중앙 횡단 단차 형상부(51c)를 기점으로 하여 각각이 +Y 방향(제2 방향)을 따라 형성되고, 가스 분출 구멍(31 내지 37)(제1 수의 제1 분출 구멍) 중 서로 인접하는 가스 분출 구멍(3i, 3(i+1)) 간(i=1 내지 6)을 분리하는 6개의 제1 구멍 분리 단차 형상부(51h)(복수의 제1 분리부)를 갖고 있다. 추가로, 분사구 분리용 단차 형상부(51)는 중앙 횡단 단차 형상부(51c)를 기점으로 하여 각각이 -Y 방향을 따라서 형성되고, 가스 분출 구멍(41 내지 47)(제2 수의 제2 분출 구멍) 중 서로 인접하는 가스 분출 구멍(4i, 4(i+1))간(i=1 내지 6)을 분리하는 6개의 제2 구멍 분리 단차 형상부(51l)(복수의 제2 분리부)를 갖고 있다.
또한, 분사구 분리용 단차 형상부(51)는 분사구 분리용 단차 형상부(51)의 X 방향의 양단부에 있어서 정류용 단차 형상부(52 및 53) 간을 매립하기 위한 단부 단차 형상부(51t)를 더 갖고 있다.
이와 같이, 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치는, 중앙 횡단 단차 형상부(51c), 제1 구멍 분리 단차 형상부(51h) 및 제2 구멍 분리 단차 형상부(51l) 및 단부 단차 형상부(51t)를 갖는 분사구 분리용 단차 형상부(51)를 더 설치한 것을 특징으로 하고 있다.
실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치는, 6개의 제1 구멍 분리 단차 형상부(51h)(복수의 제1 분리부)에 의해 가스 분출 구멍(31 내지 37)(제1 수의 제1 분출 구멍) 간의 간섭을 억제하고, 6개의 제2 구멍 분리 단차 형상부(51l)(복수의 제2 분리부)에 의해 가스 분출 구멍(41 내지 47)(제2 수의 제2 분출 구멍) 간의 간섭을 억제할 수 있다.
추가로, 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치는, 중앙 횡단 단차 형상부(51c)(제3 분리부)에 의해 가스 분출 구멍(31 내지 37)과 가스 분출 구멍(41 내지 47) 간의 간섭을 억제할 수 있다.
예를 들어, 중앙 횡단 단차 형상부(51c)의 존재에 의해, 실시 형태 1에서는 발생할 가능성이 있었던, -Y측으로부터 가스 분출 구멍(31 내지 37)측에 공급되는 가스의 흐름(8X)(도 2 참조)을 도 6에 나타내는 바와 같이, 확실하게 회피할 수 있다.
그 결과, 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치는, 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47)(복수의 분출 구멍)으로부터, 보다 균일성이 높은 활성 가스를 분출할 수 있는 효과를 발휘한다.
도 7은 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치를 사용하여 실현되는 성막 처리 장치에 있어서의 단면 구조를 모식적으로 나타내는 설명도이다. 또한, 도 7에 있어서, 도 6의 A-A 단면의 유전체 전극(21B) 및 유전체 전극(11)을 도시하고 있지만, 전극군 구성부(102)에 후술하는 금속 전극(20H 및 20L) 그리고 금속 전극(10H 및 10L)의 도시를 생략하는 등, 적절히 간략화를 도모하고 있다.
이들 도면을 참조하여, 활성 가스 생성 장치의 전체 구성을 설명한다. 성막 처리 챔버(63)는 처리 대상 기판인 웨이퍼(64)를 저면 상에 적재하여 수용하고 있어, 웨이퍼(64)를 처리 공간(SP63) 내에 수용하는 기판 수용부로서 기능하고 있다.
고전압측 전극 구성부(1) 및 접지측 전극 구성부(2B)를 포함하는 전극군 구성부(102)는 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치의 주요부이며, 원료 가스(6)로부터 방전 현상을 이용하여 활성 가스(7)를 얻고, 접지측 전극 구성부(2)의 유전체 전극(21B)에 이산적으로 형성된 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47)으로부터 활성 가스(7)를 성막 처리 챔버(63)의 처리 공간(SP63) 내에 배치된 웨이퍼(64)를 향하여 분출한다.
이와 같이, 성막 처리 챔버(63)는 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치의 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47)으로부터 분출되는 활성 가스(7)를 직접 받도록 배치되는 것을 특징으로 하고 있다.
즉, 도 7에 나타낸 성막 처리 장치는, 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치에 있어서의 전극군 구성부(102)의 접지측 전극 구성부(2B)의 하방에 배치되어, 내부의 웨이퍼(64)(처리 대상 기판)에 활성 가스(7)에 의한 성막 처리를 행하는 성막 처리 챔버(63)를 구비함으로써, 성막 처리 챔버(63)의 처리 공간(SP63) 내의 웨이퍼(64)는 복수의 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47)으로부터 분출되는 활성 가스(7)를 직접 받을 수 있다. 따라서, 성막 처리 챔버(63)는 웨이퍼(64)에 대하여 활성 가스(7)에 의한 성막 처리를 실행할 수 있다.
이때, X 방향에 있어서의 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47)의 형성장을 LA라 하면, 이 형성장 LA에 웨이퍼(64)의 형성장을 일치시켜, 웨이퍼(64)에 대하여 전극군 구성부(102)를 Y 방향을 따라서 이동시키면서, 활성 가스(7)를 공급함으로써, 웨이퍼(64)의 전체에 활성 가스(7)를 공급할 수 있다. 또한, 전극군 구성부(102)를 고정하여, 웨이퍼(64)를 이동시키도록 해도 된다.
접지측 전극 구성부(2)의 유전체 전극(21B)의 하방에 형성되는 성막 처리 챔버(63)에 오리피스 기능을 갖게 할 경우를 생각한다. 이 경우, 예를 들어 「원료 가스의 가스 유량: 4slm, 오리피스 상류측(가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47)의 통과전의 영역) 압력: 30kPa, 오리피스 하류측(성막 처리 챔버(63) 내) 압력: 266Pa, 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47)(오리피스) 각각의 직경: φ 1.3mm, 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47) 각각의 형성 길이(Z 방향의 길이, 오리피스 길이): 1mm」으로 하는 환경 설정이 생각된다.
상기 환경 설정이 이루어진 성막 처리 장치는, 활성 가스(7)를 바로 아래에 마련된 성막 처리 챔버(63) 내의 웨이퍼(64)에 직접 닿게 할 수 있기 때문에, 보다 고밀도의 활성 가스(7)를 웨이퍼(64)의 표면에 닿게 할 수 있고, 보다 품질이 높은 성막 처리를 실현할 수 있고, 애스펙트비가 높은 성막이나 삼차원 성막을 용이하게 행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 성막 처리 장치에 있어서, 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치에 있어서의 방전 공간의 압력을 10kPa 내지 대기압으로 설정하고, 성막 처리 챔버(63) 내의 압력을 방전 공간의 압력 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 도 7은 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치에 적용한 예를 나타냈지만, 실시 형태 1의 활성 가스 생성 장치에 대해서도, 실시 형태 1의 활성 가스 생성 장치의 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47)으로부터 분출되는 활성 가스(7)를 성막 처리 챔버(63)가 직접 받도록 배치되도록 구성하면, 실시 형태 2와 마찬가지 효과를 발휘한다.
<다른 양태>
이하, 실시 형태 1 및 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치에 있어서의 다른 양태를 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 양태에 있어서 실시 형태 1 및 실시 형태 2에서 공통되는 양태에 대해서는 설명의 사정상, 원칙, 실시 형태 1을 대표하여 설명한다.
(제1 양태(실시 형태 1, 2 공통))
도 8은 제1 양태에 있어서의 고전압측 전극 구성부(1) 및 접지측 전극 구성부(2)와 고주파 전원의 접속 관계를 모식적으로 나타내는 설명도이다. 동도에 나타내는 바와 같이, 제1 양태에서는, 서로 독립된 동작을 하는 2개의 고주파 전원(5H 및 5L)을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
동도에 나타내는 바와 같이, 접지측 전극 구성부(2)의 금속 전극(20H)(일방측 제2 부분 금속 전극)이 고주파 전원(5H)측의 접지 레벨에 접속되고, 고전압측 전극 구성부(1)의 금속 전극(10H)(일방측 제1 부분 금속 전극)에 고주파 전원(5H)으부터 교류 전압이 인가된다.
한편, 접지측 전극 구성부(2)의 금속 전극(20L)(타방측 제2 부분 금속 전극)이 고주파 전원(5L)측의 접지 레벨에 접속되고, 고전압측 전극 구성부(1)의 금속 전극(10L)(타방측 제1 부분 금속 전극)에 고주파 전원(5L)으로부터 교류 전압이 인가된다.
예를 들어, 고주파 전원(5H 및 5L)은 각각 0 피크값을 2 내지 10kV로 고정하여, 주파수를 10kHz 내지 100kHz로 설정한 교류 전압을 금속 전극(10H 및 10L), 금속 전극(20H 및 20L) 간에 인가할 수 있다. 이 때, 고주파 전원(5H 및 5L) 간에 0 피크값 혹은 주파수를 상이한 내용으로 설정할 수 있다.
그리고, 고주파 전원(5H)의 교류 전압(일방측 교류 전압)의 인가에 의해, 유전체 전극(11 및 21)이 대향하는 유전체 공간 내에 있어서, 금속 전극(10H) 및 금속 전극(20H)이 평면으로 보아 중복되는 영역이 방전 공간(DSH)(일방측 방전 공간)으로서 규정된다.
마찬가지로, 고주파 전원(5L)의 교류 전압(타방측 교류 전압)의 인가에 의해, 유전체 전극(11 및 21)이 대향하는 유전체 공간 내에 있어서, 금속 전극(10L) 및 금속 전극(20L)이 평면으로 보아 중복되는 영역이 방전 공간(DSL)(타방측 방전 공간)으로서 규정된다.
따라서, 금속 전극(10H) 및 금속 전극(20H) 간의 방전 공간(DSH)을 통과하는 원료 가스(6)는 방전 공간(DSH)에서 활성화되어, 주로 가스 분출 구멍(31 내지 37)으로부터 활성 가스(7)로서 분출된다. 마찬가지로, 금속 전극(10L) 및 금속 전극(20L) 간의 방전 공간(DSL)을 통과하는 원료 가스(6)는 방전 공간(DSL)에서 활성화되어, 주로 가스 분출 구멍(41 내지 47)로부터 활성 가스(7)로서 분출된다.
이와 같이, 실시 형태의 제1 양태인 활성 가스 생성 장치는, 서로 독립하여 마련한 고주파 전원(5H 및 5L)을 갖고, 고주파 전원(5H)으로부터의 교류 전압(일방측 교류 전압)의 인가에 의해 방전 공간(DSH)(일방측 방전 공간)을 형성하고, 고주파 전원(5L)으로부터의 교류 전압(타방측 교류 전압)의 인가에 의해 방전 공간(DSL)(타방측 방전 공간)을 형성하고 있다.
이 때문에, 제1 양태는, 방전 공간(DSH) 및 방전 공간(DSL) 간에 방전 조건을 바꿀 수 있기 때문에, 방전 공간(DSH) 및 방전 공간(DSL) 간에 활성 상태가 다른 2 종류의 활성 가스(7)를 공급할 수 있다.
(제2 양태(실시 형태 2 대응))
실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치는, 유전체 전극(21B) 상면 상에 분사구 분리용 단차 형상부(51)를 갖고 있다.
가스 분출 구멍(31 내지 37)은 중앙 횡단 단차 형상부(51c)(제3 분리부)를 기준으로 하여 금속 전극(10H) 및 금속 전극(20H)의 방향으로 마련되고, 가스 분출 구멍(41 내지 47)은 중앙 횡단 단차 형상부(51c)를 기준으로 하여 금속 전극(10L) 및 금속 전극(20L)의 방향으로 마련된다. 그리고, 중앙 횡단 단차 형상부(51c)의 형성 높이를 방전 공간(DSL) 및 방전 공간(DSH)의 갭 길이로 설정하면, 가스 분출 구멍(31 내지 37)과 가스 분출 구멍(41 내지 47) 간을 완전히 차단할 수 있다.
따라서, 실시 형태 2에서는, 도 8의 괄호 내에 나타내는 바와 같이, 방전 공간(DSH)에 공급하는 원료 가스(6H)(제1 원료 가스)와, 방전 공간(DSL)에 공급하는 원료 가스(6L)(제2 원료 가스)로서 서로의 종류를 바꿈으로써, 서로 다른 활성 가스(7H 및 7L)(제1 활성 가스 및 제2 활성 가스)를 분출할 수 있다. 즉, 원료 가스(6H)가 방전 공간(DSH)을 통과하여 얻어지는 활성 가스(7H)를 가스 분출 구멍(31 내지 37)으로부터 분출시키고, 원료 가스(6L)가 방전 공간(DSL)을 통과하여 얻어지는 활성 가스(7L)를 가스 분출 구멍(41 내지 47)으로부터 분출시킬 수 있다.
(제3 양태(실시 형태 1, 2 공통))
실시 형태 1 및 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치에 있어서, 고전압측 전극 구성부(1) 및 접지측 전극 구성부(2(2B)) 중 활성 가스와 접촉하는 영역인 가스 접촉 영역을 석영, 혹은 알루미나를 구성 재료로 하여 형성하는 것이 바람직하다.
상기 구성 재료로 형성된 면은, 활성 가스에 비하여 화학적으로 안정된 물질이기 때문에, 제3 양태는, 활성 가스와 접촉하는 가스 접촉 영역에 있어서, 활성 가스의 실활을 억제한 상태에서, 활성 가스(7)를 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47)으로부터 분출할 수 있다.
(제4 양태(실시 형태 1, 2 공통))
실시 형태 1 및 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치에 있어서, 원료 가스(6)로서 예를 들어 질소, 산소, 불소, 희가스 및 수소 중 적어도 하나를 포함하는 가스가 생각된다. 이들 원료 가스(6)가 전극군 구성부(101)의 외주부로부터 가스 공급 방향(D1(D1H, D1L))을 따라 내부로 진행되고, 내부의 방전 공간(DSH 및 DSL)을 경유하여 활성 가스(7)로 되고, 활성 가스(7)(라디칼을 포함한 가스)는 유전체 전극(21(21B))에 마련된 복수의 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47)으로부터 가스 분출 방향(D2)을 따라 후술하는 성막 처리 챔버(63)의 처리 공간(SP63)(도 5 참조)으로 분출된다. 성막 처리 챔버(63) 내에 있어서, 반응성이 높은 활성 가스를 이용함으로써 처리 대상 기판인 웨이퍼(64)에 대하여 성막 처리를 행할 수 있다.
이와 같이, 제4 양태는, 질소, 산소, 불소, 희가스 및 수소 중 적어도 하나를 포함하는 원료 가스(6)로부터, 보다 고밀도의 활성 가스(7)를 생성할 수 있다.
(제5 양태(실시 형태 1, 2 공통))
실시 형태 1 및 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치에 있어서, 복수의 가스 분출 구멍의 형상(직경)을 복수의 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47) 간에 서로 다르게 설정하는 변형 구성도 생각된다.
상기 제5 양태는, 복수의 가스 분출 구멍(31 내지 37 및 41 내지 47) 간에 분출량을 다른 내용으로 설정할 수 있는 효과를 발휘한다.
(제6 양태(실시 형태 1, 2 공통))
실시 형태 1 및 실시 형태 2의 활성 가스 생성 장치에 있어서, 공급되는 원료 가스(6)로서, 전구체 가스(전구체 가스)을 채용해도 된다.
원료 가스(6)를 전구체 가스(전구체 가스)로 함으로써, 반응성 가스로서의 고 애스펙트비의 웨이퍼(64)의 표면 처리용 가스의 이용뿐만 아니라, 웨이퍼(64) 상에서의 성막에 필요한, 성막으로서 퇴적 소재로 되는 전구체 가스에 대해서도, 웨이퍼(64)의 표면에 공급하여 성막할 수 있다.
(제7 양태(주로 실시 형태 2 대응))
실시 형태 2의 유전체 전극(21B)의 상면 상에 형성되는, 정류용 단차 형상부(52 및 53) 그리고 분사구 분리용 단차 형상부(51)는 고전압측 전극 구성부(1)와 접지측 전극 구성부(2B) 간의 방전 공간에 있어서의 갭 길이(유전체 전극(11), 유전체 전극(21B) 간의 Z 방향의 거리)를 규정하는 스페이서로서도 기능시키는 것이 바람직하다.
따라서, 접지측 전극 구성부(2B) 상에 고전압측 전극 구성부(1)를 적층하는 간단한 조립 공정을 채용하고, 분사구 분리용 단차 형상부(51)의 형성 높이에 의해 방전 공간에 있어서의 갭 길이를 설정할 수 있다.
또한, 실시 형태 1에 있어서도, 정류용 단차 형상부(52 및 53)의 형성 높이에 의해 방전 공간에 있어서의 갭 길이를 설정함으로써도 상기 효과를 달성할 수 있다.
<기타>
또한, 상술한 실시 형태 1 및 실시 형태 2에서는, 유전체 전극(21(21B))을 평면으로 보아 직사각형 평판 구조로 했지만, 도 1, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 평면으로 보아 직사각형 금속 전극쌍(20H 및 20L)을 평면으로 보아 유전체 전극(21(21B))의 중앙 영역(R51)을 사이에 두고 서로 대향하도록, 유전체 전극(21)의 하면 상에 배치 가능하면, 그 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 유전체 전극(21(21B))의 평면 형상을, 기본적으로는 직사각형을 채용하면서 모퉁이부를 둥글게 하는 등의 변형을 가해도 된다. 이는, 유전체 전극(11)에 대해서도 마찬가지로 적용된다.
본 발명은 상세하게 설명되었지만, 상기한 설명은, 모든 국면에 있어서, 예시이며, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니다. 예시되지 않은 무수한 변형예가, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 상정될 수 있는 것이라고 해석된다.
1: 고전압측 전극 구성부
2: 접지측 전극 구성부
5, 5H, 5L: 고주파 전원
11, 21, 21B: 유전체 전극
10H, 10L, 20H, 20L: 금속 전극
31 내지 37, 41 내지 47: 가스 분출 구멍
51: 분사구 분리용 단차 형상부
51c: 중앙 횡단 단차 형상부
51h: 제1 구멍 분리 단차 형상부
51l: 제2 구멍 분리 단차 형상부
52, 53: 정류용 단차 형상부
63: 성막 처리 챔버
64: 웨이퍼
R50, R51: 중앙 영역

Claims (10)

  1. 방전 공간에 공급된 원료 가스를 활성화하여 얻어지는 활성 가스를 생성하는 활성 가스 생성 장치이며,
    제1 전극 구성부(1)와 상기 제1 전극 구성부의 하방에 마련되는 제2 전극 구성부(2, 2B)를 구비하고, 상기 제1 및 제2 전극 구성부에 교류 전압이 인가되고, 상기 교류 전압의 인가에 의해, 상기 제1 및 제2 전극 구성부 간에 상기 방전 공간이 형성되고,
    상기 제1 전극 구성부는, 제1 유전체 전극(11)과 상기 제1 유전체 전극 상면 상에 선택적으로 형성되는 제1 금속 전극(10H, 10L)을 갖고, 상기 제2 전극 구성부는, 제2 유전체 전극(21A, 21B)과 상기 제2 유전체 전극의 하면 상에 선택적으로 형성되는 제2 금속 전극(20H, 20L)을 갖고, 상기 교류 전압의 인가에 의해 상기 제1 및 제2 유전체 전극이 대향하는 유전체 공간 내에 있어서, 상기 제1 및 제2 금속 전극이 평면으로 보아 중복되는 영역이 상기 방전 공간으로서 규정되며,
    상기 제2 금속 전극은, 평면으로 보아 상기 제2 유전체 전극의 중앙 영역(R51)을 사이에 두고 서로 대향하여 형성되는 한 쌍의 제2 부분 금속 전극(20H, 20L)을 갖고, 상기 한 쌍의 제2 부분 금속 전극은 제1 방향을 전극 형성 방향으로 하고, 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 서로 대향하는 방향으로 하고 있고,
    상기 제1 금속 전극은, 평면으로 보아 상기 한 쌍의 제2 부분 금속 전극과 중복되는 영역을 갖는 한 쌍의 제1 부분 금속 전극(10H, 10L)을 갖고,
    상기 제2 유전체 전극은,
    상기 중앙 영역에 형성되고, 상기 활성 가스를 외부로 분출하기 위한 복수의 가스 분출 구멍(31 내지 37, 41 내지 47))과,
    상기 복수의 가스 분출 구멍 모두를 사이에 두고 상기 제1 방향의 양단측에, 각각이 상방으로 돌출되어 상기 제2 방향을 따라 형성되는 한 쌍의 단부 영역 단차부(52, 53)를 갖고, 상기 한 쌍의 단부 영역 단차부는 평면으로 보아 적어도 상기 한 쌍의 제2 부분 금속 전극의 형성 위치를 초과하는 위치까지 상기 제2 방향으로 연장되어 형성되고,
    상기 복수의 가스 분출 구멍은,
    상기 제1 방향을 따라서 제1 간격마다 형성되는, 3개 이상의 제1 수의 제1 분출 구멍(31 내지 37))과,
    상기 제1 수의 제1 분출 구멍에 대하여 상기 제2 방향으로 소정 간격 사이를 두고 배치되고, 상기 제1 방향을 따라서 제2 간격마다 형성되는, 3개 이상의 제2 수의 제2 분출 구멍(41 내지 47))을 포함하고,
    상기 제1 수의 제1 분출 구멍 및 상기 제2 수의 제2 분출 구멍은, 상기 제1 방향을 따라서 제1 분출 구멍과 제2 분출 구멍이 교대로 배치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는,
    활성 가스 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유전체 전극은,
    상기 중앙 영역에 있어서 상방으로 돌출되어 형성되는 중앙 영역 단차부(51)를 더 구비하고,
    상기 중앙 영역 단차부는,
    각각이 상기 제2 방향을 따라서 형성되고, 상기 제1 수의 제1 분출 구멍 중 서로 인접하는 제1 분출 구멍 간을 분리하는 복수의 제1 분리부(51h)와,
    각각이 상기 제2 방향을 따라서 형성되고, 상기 제2 수의 제2 분출 구멍 중 서로 인접하는 제2 분출 구멍 간을 분리하는 복수의 제2 분리부(51l)와,
    상기 제1 방향을 따라서 형성되고, 상기 제1 수의 제1 분출 구멍과 상기 제2 수의 제2 분출 구멍 간을 분리하는 제3 분리부(51c)를 갖는,
    활성 가스 생성 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 교류 전압은 서로 독립된 일방측 교류 전압 및 타방측 교류 전압을 포함하고, 상기 방전 공간은 서로 분리되어 형성되는 일방측 방전 공간 및 타방측 방전 공간을 포함하고,
    상기 한 쌍의 제1 부분 금속 전극은 일방측 제1 부분 금속 전극(10H) 및 타방측 제1 부분 금속 전극(10L)을 갖고,
    상기 한 쌍의 제2 부분 금속 전극은 일방측 제2 부분 금속 전극(20H) 및 타방측 제2 부분 금속 전극(20L)을 갖고, 상기 일방측 교류 전압의 인가에 의해 상기 일방측 제1 및 제2 부분 금속 전극 간에 상기 일방측 방전 공간이 형성되고, 상기 타방측 교류 전압의 인가에 의해 상기 타방측 제1 및 제2 부분 금속 전극 간에 상기 타방측 방전 공간이 형성되는,
    활성 가스 생성 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 방전 공간은 서로 분리되어 형성되는 일방측 방전 공간 및 타방측 방전 공간을 포함하고,
    상기 한 쌍의 제1 부분 금속 전극은 일방측 제1 부분 금속 전극 및 타방측 제1 부분 금속 전극을 갖고,
    상기 한 쌍의 제2 부분 금속 전극은 일방측 제2 부분 금속 전극 및 타방측 제2 부분 금속 전극을 갖고, 상기 일방측 제1 및 제2 부분 금속 전극 간에 상기 일방측 방전 공간이 형성되고, 상기 타방측 제1 및 제2 부분 금속 전극 간에 상기 타방측 방전 공간이 형성되고,
    상기 제1 수의 제1 분출 구멍은 상기 제3 분리부를 기준으로 하여 상기 일방측 제1 및 제2 부분 금속 전극의 방향에 마련되고, 상기 제2 수의 제2 분출 구멍은 상기 제3 분리부를 기준으로 하여 상기 타방측 제1 및 제2 부분 금속 전극의 방향에 마련되고,
    상기 원료 가스는 서로 독립하여 공급되는 제1 및 제2 원료 가스를 포함하고, 상기 활성 가스는 제1 및 제2 활성 가스를 포함하고,
    상기 제1 원료 가스가 상기 일방측 방전 공간을 통과하여 얻어지는 상기 제1 활성 가스가 상기 제1 수의 제1 분출 구멍으로부터 분출되고, 상기 제2 원료 가스가 상기 타방측 방전 공간을 통과하여 얻어지는 상기 제2 활성 가스가 상기 제2 수의 제2 분출 구멍으로부터 분출되는,
    활성 가스 생성 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극 구성부 중, 활성 가스와 접촉하는 영역인 가스 접촉 영역을 석영 또는 알루미나를 구성 재료로 하여 형성한 것을 특징으로 하는,
    활성 가스 생성 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 원료 가스는 질소, 산소, 불소, 희가스 및 수소 중 적어도 하나를 포함하는 가스인,
    활성 가스 생성 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 가스 분출 구멍의 형상이 상기 복수의 가스 분출 구멍 간에 서로 상이하도록 설정되는 것을 특징으로 하는,
    활성 가스 생성 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 원료 가스는, 전구체 가스인,
    활성 가스 생성 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 한 쌍의 단부 영역 단차부 및 상기 중앙 영역 단차부의 형성 높이에 의해, 상기 방전 공간에 있어서의 갭 길이가 규정되는,
    활성 가스 생성 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 기재된 활성 가스 생성 장치(102)와,
    상기 제2 전극 구성부의 하방에 배치되어, 내부의 처리 대상 기판(64)에 대하여 활성 가스에 의한 성막 처리를 행하는 성막 처리 챔버(63)를 구비하고,
    상기 성막 처리 챔버는, 상기 활성 가스 생성 장치의 상기 복수의 가스 분출 구멍으로부터 분출되는 상기 활성 가스를 직접 받도록 배치되는 것을 특징으로 하는,
    성막 처리 장치.
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