KR20160131904A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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마사노부 사토
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 기판 유지구에 선반 형상으로 유지된 기판에 대하여 처리 가스를 플라즈마화해서 처리를 행함에 있어서, 기판의 면내 및 배열 방향에서의 처리의 균일성을 개선하는 것이다. 플라즈마 발생용의 전극(33, 34)에서 보았을 때 반응관(1)에 가까운 위치에 플라즈마 조정용의 제1 내지 제3 도전체(71 내지 73)를, 반응관(1)의 길이 방향으로 세로로 배열되도록 배치함과 함께, 이들 도전체(71 내지 73)와 접지와의 사이에 각각 임피던스 조정 회로(81 내지 83)을 설치한다. 제1 내지 제3 도전체(71 내지 73)와 접지와의 사이의 임피던스를 개별로 조정함으로써, 웨이퍼의 배열 방향의 플라즈마 강도를 조정할 수 있다. 이에 의해 상기 배열 방향의 플라즈마 강도를 일정하게 할 수 있어, 웨이퍼의 면내 및 배열 방향에 있어서의 처리의 균일성을 개선할 수 있다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 복수매의 기판을 기판 유지구에 선반 형상으로 유지해서 종형의 반응 용기 내에 반입하고, 플라즈마화된 처리 가스를 기판에 공급해서 처리를 행하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종형의 반응 용기 내에서, 웨이퍼 보트에 선반 형상으로 유지된 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함)에 대하여 가스 공급부로부터 공급되는 가스를 플라즈마화해서 성막 처리를 행하는 방법이 있다. 예를 들어 반응 용기의 측벽의 일부를 외측으로 돌출시켜서 플라즈마 형성실이 형성되고, 이 플라즈마 형성실의 외부에 세로 방향으로 설치된 전극에 고주파 전력을 인가함으로써 플라즈마가 생성된다.
이 플라즈마의 생성 상태가 성막에 영향을 주어, 예를 들어 플라즈마 강도가 커서, 웨이퍼 보트에 탑재되어 있는 웨이퍼의 외측 테두리 근방이 플라즈마에 노출되면, 당해 외측 테두리 근방의 막은 수축되어, 중앙 영역의 막 두께에 비해 얇아지는 것이 확인되었다. 따라서, 플라즈마 강도가 웨이퍼의 배열 방향에 있어서 고르지 않은 경우에는, 막 두께의 면내 균일성이 상기 배열 방향에 있어서 편차가 생겨, 양호한 균일성으로 처리를 행할 수 없을 우려가 있다. 그러나, 플라즈마 강도는 전극의 구성에 의존하기 때문에, 가스 유량이나 압력 등의 처리 조건을 변경해도, 웨이퍼의 배열 방향에 있어서의 플라즈마의 강도 변화의 경향을 조정하는 것은 어렵다.
특허문헌 1에는, 플라즈마 형성실에, 사행하면서 상하 방향으로 신장되는 유도 결합 플라즈마 발생용의 전극을 설치하고, 이 전극에 고주파 전원을 접속하는 구성이 기재되어 있다. 또한 플라즈마 형성실의 외부에는 지락된 지락 전극이 배치되어 있고, 웨이퍼 근방에서의 플라즈마의 생성을 억제하고 있다. 그러나, 이 지락 전극은, 플라즈마 강도를 웨이퍼의 배열 방향에 있어서 조정하는 것이 아니므로, 본 발명의 과제를 해결할 수는 없다.
일본 특허 공개 제2015-122275호 공보(단락 0065 내지 0073, 도 2 등)
본 발명은, 이러한 사정에 기초해서 이루어진 것이며, 그 목적은, 종형의 반응 용기 내에서, 기판 유지구에 선반 형상으로 유지된 복수의 기판에 대하여 플라즈마화된 처리 가스를 공급해서 처리를 행함에 있어서, 기판의 면내 및 배열 방향에 있어서의 처리의 균일성을 개선할 수 있는 기술을 제공하는 데 있다.
이를 위해 본 발명은, 복수매의 기판을 기판 유지구에 선반 형상으로 유지해서 종형의 반응 용기 내에 반입하고, 플라즈마화된 처리 가스에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 상기 반응 용기 내를 진공 배기하기 위한 배기 기구와, 상기 반응 용기의 측벽을 따라 상기 반응 용기의 외측을 향해서 돌출되고 또한 세로 방향으로 신장되도록 형성된 플라즈마 형성실과, 상기 플라즈마 형성실을 개재해서 상기 기판에 대하여 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와, 상기 반응 용기의 외측에서 상기 플라즈마 형성실에 인접해서 세로 방향으로 설치되고, 고주파 전원에 접속된 플라즈마 발생용의 도전체와, 상기 반응 용기의 외측에서 상기 도전체에서 보았을 때 반응 용기측에 가까운 위치에 설치된 플라즈마 조정용의 도전체와, 상기 플라즈마 조정용의 도전체와 접지와의 사이에 설치된 임피던스 조정부를 포함한다.
또한 본 발명의 다른 발명은, 복수매의 기판을 기판 유지구에 선반 형상으로 유지해서 종형의 반응 용기 내에 반입하고, 플라즈마화된 처리 가스에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 상기 반응 용기 내를 진공 배기하기 위한 배기 기구와, 상기 반응 용기의 측벽을 따라 상기 반응 용기의 외측을 향해서 돌출되고 또한 세로 방향으로 신장되도록 형성된 플라즈마 형성실과, 상기 플라즈마 형성실을 개재해서 상기 기판에 대하여 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와, 상기 반응 용기의 외측에서 상기 플라즈마 형성실에 인접해서 세로 방향으로 설치되고, 고주파 전원에 접속된 플라즈마 발생용의 도전체와, 상기 반응 용기의 외측에서 상기 도전체에서 보았을 때 반응 용기측에 가까운 위치에 설치되고, 반응 용기의 길이 방향으로 복수로 분할된 플라즈마 조정용의 도전체를 포함하고, 상기 복수로 분할된 플라즈마 조정용의 도전체 중 적어도 2개는, 접지와의 사이의 임피던스가 서로 다르다.
본 발명에서는, 플라즈마 발생용의 도전체에서 보았을 때 반응 용기측에 가까운 위치에 플라즈마 조정용의 도전체를 설치함과 함께, 이 도전체와 접지와의 사이에 임피던스 조정부를 구비하고 있다. 플라즈마 조정용의 도전체와 접지와의 사이의 임피던스를 조정함으로써, 플라즈마 발생용의 도전체로부터 발생되는 전계가 플라즈마 조정용의 도전체에 흡수되는 정도가 변화하기 때문에, 플라즈마 강도를 조정할 수 있다. 이에 의해 기판의 배열 방향의 플라즈마 강도의 균일성이 개선되어, 처리의 면내 균일성이 상기 배열 방향에 있어서 일정하게 되므로, 기판의 면내 및 배열 방향에 있어서의 처리의 균일성을 개선할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 발명은, 반응 용기의 길이 방향으로 복수로 분할된 플라즈마 조정용의 도전체를 구비하고, 이들 복수로 분할된 플라즈마 조정용의 도전체 중 적어도 2개는, 접지와의 사이의 임피던스가 서로 다르도록 구성된다. 이 때문에 기판의 배열 방향에 있어서 플라즈마 강도가 보다 한층 균일해지게 조정할 수 있어, 기판의 면내 및 배열 방향에 있어서, 양호한 균일성으로 처리를 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 장치를 적용한 종형 열처리 장치의 제1 실시 형태를 도시하는 종단면도이다.
도 2는 종형 열처리 장치를 도시하는 횡단면도이다.
도 3은 종형 열처리 장치를 도시하는 측면도이다.
도 4는 종형 열처리 장치를 도시하는 횡단면도이다.
도 5는 종형 열처리 장치를 도시하는 종단면도이다.
도 6은 종형 열처리 장치의 작용을 설명하기 위한 측면도와 특성도이다.
도 7은 본 발명의 기판 처리 장치를 적용한 종형 열처리 장치의 제2 실시 형태를 도시하는 개략 사시도이다.
도 8은 종형 열처리 장치를 도시하는 횡단면도이다.
도 9는 종형 열처리 장치를 도시하는 종단면도이다.
도 10은 본 발명의 기판 처리 장치를 적용한 종형 열처리 장치의 제3 실시 형태를 도시하는 측면도이다.
도 11은 종형 열처리 장치를 도시하는 종단면도이다.
도 12는 본 발명의 평가 시험의 결과를 도시하는 특성도이다.
(제1 실시 형태)
본 발명의 기판 처리 장치를 적용한 종형 열처리 장치의 제1 실시 형태에 대해서, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 종형 열처리 장치의 종단면도, 도 2는 그 횡단면도이다. 도 1 및 도 2 중 도면부호 1은, 유전체, 예를 들어 석영에 의해 종형의 원통 형상으로 형성된 반응관이며, 이 반응관(1) 내의 상부측은, 석영제의 천장판(11)에 의해 밀봉되어 있다. 또한 반응관(1)의 하단측에는, 예를 들어 스테인리스에 의해 원통 형상으로 형성된 매니폴드(2)가 연결되어 있고, 반응관(1)과 매니폴드(2)에 의해 반응 용기(10)가 형성된다. 매니폴드(2)의 하단은 기판 반입출구로서 개구되고, 엘리베이터(20)에 설치된 석영제의 덮개(21)에 의해 기밀하게 폐쇄되도록 되어 있다. 덮개(21)의 중앙부에는 회전축(22)이 관통해서 설치되고, 그 상단부에는 기판 유지구인 웨이퍼 보트(23)가 탑재된다.
웨이퍼 보트(23)는, 복수개, 예를 들어 3개의 지주(231)를 구비하고 있고, 웨이퍼(W)의 외측 테두리부를 지지하여, 복수매의 웨이퍼(W)를 선반 형상으로 유지할 수 있게 되어 있다. 웨이퍼 보트(23)는, 당해 웨이퍼 보트(23)가 반응관(1) 내에 반입되어, 덮개(21)에 의해 반응관(1)의 기판 반입출구가 막히는 처리 위치와, 반응관(1)의 하방측의 반출 위치와의 사이에서 승강 가능하게 구성됨과 함께, 회전 기구(24)에 의해 회전축(22)을 통해서 연직축을 중심으로 회전 가능하게 구성된다. 도 1 중 도면부호 25는 단열 유닛이다.
반응관(1)의 측벽에는 개구부(12)가 형성되어 있고, 이 개구부(12)의 외측에는 플라즈마 발생부(3)가 설치되어 있다. 개구부(12)는, 플라즈마 발생부(3)에서 발생하는 활성종을 각 웨이퍼(W)에 공급할 수 있도록, 예를 들어 웨이퍼 보트(23)의 상단보다도 높은 위치로부터 하단의 웨이퍼(W)보다도 낮은 위치에 걸쳐서 상하로 가늘고 길게 형성되어 있다. 이 개구부(12)는, 예를 들어 석영에 의해 횡단면이 오목부 형상으로 형성된 플라즈마 형성용 박스(31)에 의해 외측으로부터 막혀 있고, 이렇게 해서 반응관(1)의 측벽을 따라 반응관(1)의 외측을 향해서 돌출되고 세로 방향으로 신장되도록 플라즈마 형성실(32)이 형성되게 된다. 플라즈마 발생부(3)의 또 다른 구성에 대해서는 후술한다.
반응관(1)에서의 개구부(12)에 대향하는 영역에는, 반응관(1) 내의 분위기를 진공 배기하기 위해서, 상하로 가늘고 긴 배기구(13)가 형성되어 있다. 이 배기구(13)에는, 이것을 덮도록 해서 예를 들어 석영으로 이루어지는 단면 역 ㄷ자 형상으로 형성된 배기 커버 부재(14)가 설치되어 있다. 배기 커버 부재(14)는, 예를 들어 반응관(1)의 측벽을 따라 상하로 신장되어 반응관(1)의 상방측을 덮도록 구성되고, 예를 들어 배기 커버 부재(14)의 천장측에는 가스 출구(15)가 형성된다. 이 가스 출구(15)에는, 반응 용기(10) 내를 진공 배기하기 위해서, 진공 펌프 및 배기 유량의 조정부 등에 의해 구성된 배기 기구(16)가 접속되어 있다.
반응관(1)의 외측에는, 반응관(1)의 외주를 둘러싸도록, 천장을 구비한 통 형상의 실드(17)가 설치되어 있다. 이 실드(17)는, 금속에 의해 구성됨과 함께 접지되어 있고, 플라즈마 발생부(3)에 의해 발생하는 전계를 차폐하는 기능을 구비하고 있다. 또한 실드(17)의 내측면에는 도시하지 않은 히터가 설치되어 있어, 반응관(1) 내를 가열하는 역할을 한다.
상기 매니폴드(2)의 측벽에는, 예를 들어 실란계의 가스인 디클로로실란(DCS: SiH2Cl2)을 공급하기 위한 제1 가스 공급로(41)가 삽입되고, 이 제1 가스 공급로(41)의 선단측은 예를 들어 2개로 분기되어, 각각 가스 노즐(42, 43)에 접속되어 있다. 가스 노즐(42, 43)은, 예를 들어 석영관으로 이루어지고, 배기구(13)에 대향하면서 또한 개구부(12)로부터 벗어난 위치에서 반응관(1)의 측벽을 따라 상방으로 신장되도록 설치된다. 이들 가스 노즐(42, 43)에는, 각각 그 길이 방향을 따라서 복수의 가스 토출 구멍(421, 431)이 소정의 간격을 두고 형성되어 있다.
또한 매니폴드(2)의 측벽에는, 처리 가스인 암모니아(NH3) 가스를 공급하기 위한 제2 가스 공급로(51)의 일단과, 치환용의 가스인 질소(N2) 가스를 반응관(1) 내에 공급하기 위한 치환 가스 공급로(61)의 일단이 각각 삽입되어 있다. 제2 가스 공급로(51)의 선단부에는, 예를 들어 석영관으로 이루어지고, 처리 가스 공급부를 이루는 가스 노즐(52)이 설치되어 있다. 가스 노즐(52)은, 반응관(1) 내를 상방향으로 신장되는 도중에 굴곡되고, 상기 플라즈마 형성실(32) 내를 상방으로 신장되도록 설치된다. 이 가스 노즐(52)에는, 그 길이 방향을 따라서 복수의 가스 토출 구멍(521)이 소정의 간격을 두고 형성되어 있다.
제1 가스 공급로(41)의 상류측은, 밸브(V1), 유량 조정부(MF1)를 이 순서대로 개재하여 DCS 가스의 공급원(44)에 접속되어 있다. 또한 제2 가스 공급로(51)의 상류측은, 밸브(V2), 유량 조정부(MF2)를 이 순서대로 개재하여 NH3 가스의 공급원(53)에 접속되어 있다. 또한 치환 가스 공급로(61)의 상류측은, 밸브(V3), 유량 조정부(MF3)를 이 순서대로 개재하여 N2 가스의 공급원(62)에 접속되어 있다. 각 밸브(V1 내지 V3)는, 가스의 급단을, 유량 조정부(MF1 내지 MF3)는 가스 공급량의 조정을 각각 행하는 것이다.
계속해서 플라즈마 발생부(3)에 대해서 설명한다. 이 플라즈마 발생부(3)를 설명함에 있어서, 웨이퍼 보트(23)에 적재된 웨이퍼(W)에 근접하는 측을 전방측, 웨이퍼(W)로부터 멀어진 측을 후방측으로 한다. 플라즈마 형성실(32) 내에서, 상기 가스 노즐(52)은 후방측에 배치되어, 전방측을 향해서 NH3 가스를 토출하도록 설치된다. 반응관(1)의 외측에는, 플라즈마 발생용의 도전체를 이루는 한 쌍의 전극(33, 34)이, 각각 플라즈마 형성실(32)에 인접하도록 설치되어 있다. 이들 전극(33, 34)은, 평행 평판 전극을 구성하는 것이며, 각각 플라즈마 형성용 박스(31)의 좌우 방향에 대향하는 측벽을 따라, 그 하단부로부터 상단부에 걸쳐서 세로 방향으로 신장되도록 설치되어 있다. 이들 전극(33, 34)에는, 각각 도전로(35)의 일단이 접속되고, 이 도전로(35)의 타단은, 실드(17)의 외측으로 인출되어, 정합 회로(36)를 통해서 고주파 전원(37)에 접속되어 있다. 고주파 전원(37)은, 예를 들어 13.56MHz의 고주파 전력을 전극(33, 34)에 인가하도록 구성되어 있다.
플라즈마 형성용 박스(31)의 외측에는 전극(33, 34)을 공간을 개재해서 둘러싸도록, 횡단면이 오목부 형상으로 형성된 절연 부재(38, 39)가 각각 세로 방향으로 신장되도록 배치되어 있다. 또한 예를 들어 한쪽의 절연 부재(38)의 외측에는, 전극(33)에서 보았을 때 반응관(1)측에 가까운 위치에, 플라즈마 조정용의 도전체(7)가 설치되어 있다. 도전체(7)는, 예를 들어 평면적으로 보았을 때 L자 형상으로 형성되고, 절연 부재(38)와 플라즈마 형성용 박스(31)와의 접속부에, 각각의 측벽에 걸치도록 배치되어 있다. 이 예에서의 도전체(7)는, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 반응관(1)의 길이 방향을 따라서 복수, 예를 들어 3개로 분할되어 있고, 상방측에서부터 제1 도전체(71), 제2 도전체(72), 제3 도전체(73)로 한다. 이들 제1 내지 제3 도전체(71 내지 73)는, 예를 들어 각각 측방에서 보았을 때 가늘고 긴 사각 형상으로 형성되고, 예를 들어 플라즈마 형성용 박스(31)의 하단측에서부터 상단측까지 커버하도록, 반응관(1)의 길이 방향을 따라 각각 세로 방향으로 나란히 배치되어 있다.
제1 내지 제3 도전체(71 내지 73) 각각은, 임피던스 조정부인 임피던스 조정 회로(81 내지 83)를 통해서 접지에 접속되어 있다. 이후의 설명에서는, 제1 내지 제3 도전체(71 내지 73)를 대표해서 도전체(7), 임피던스 조정 회로(81 내지 83)를 대표해서 임피던스 조정 회로(8)로 하는 경우도 있다. 임피던스 조정 회로(8)는, 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이, 서로 직렬로 접속된 가변 콘덴서(841) 및 가변 인덕터(842)와, 이들과 직렬로 설치된 제1 스위치(85)와, 제1 스위치(85)와 병렬로 설치된 제2 스위치(86)를 구비하고 있다. 그리고 가변 콘덴서(841)의 용량 및 가변 인덕턴스(842)의 인덕턴스를 변경해서 임피던스를 조정하도록 구성된다. 이렇게 해서 임피던스 조정 회로(81 내지 83)의 조정 범위는, 플라즈마 조정용의 도전체(7)가 접지된 상태에 상당하는 임피던스로부터, 도전체(7)가 플로팅 상태에 상당하는 임피던스를 포함하도록 구성되어 있다.
예를 들어 임피던스 조정 회로(81 내지 83)에서는, 제1 및 제2 스위치(85, 86)를 오프로 함으로써 플로팅 상태가 설정된다. 또한, 제1 스위치(85)를 오프, 제2 스위치(86)를 온으로 함으로써 접지 상태가 설정된다. 그리고 제1 스위치(85)를 온, 제2 스위치(86)를 오프로 하고, 가변 콘덴서(841)의 용량 및 가변 인덕터(842)의 인덕턴스를 변화시킴으로써, 제1 내지 제3 도전체(71 내지 73)와 접지와의 사이에서의 임피던스가 조정된다. 이렇게 해서 가변 콘덴서(841)의 용량 및 가변 인덕터(842)의 인덕턴스의 변화와, 제1 및 제2 스위치(85, 86)의 온, 오프와의 조합에 의해, 제1 내지 제3 도전체(71 내지 73)와 접지와의 사이의 임피던스가, 플로팅 상태부터 접지된 상태까지 조정된다. 예를 들어, 가변 콘덴서(841)의 용량 및 가변 인덕터(842)의 인덕턴스는 수동 또는 자동으로 조정되고, 제1 및 제2 스위치(85, 86)의 온, 오프 상태는 후술하는 제어부(100)에 의해 설정되는데, 수동으로 설정하도록 해도 된다. 또한, 도 2는, 임피던스 조정 회로(8(81))에 의해, 도전체(7(71))를 접지 상태로 설정한 경우를 나타내고 있다.
도 4를 사용해서 플라즈마 조정용의 도전체(7) 및 임피던스 조정 회로(8)의 기능을 설명한다. 이 도 4의 (a)는, 도전체(7)가 설치되지 않은 구성, 도 4의 (b)는 임피던스 조정 회로(8)를 도전체(7)가 플로팅 상태로 되도록 설정한 구성, 도 4의 (c)는 임피던스 조정 회로(8)를 도전체(7)가 접지 상태로 되도록 설정한 구성을 각각 나타낸다. 고주파 전원(37)으로부터의 고주파 전력의 인가에 의해, 전극(33, 34)으로부터 전계가 발생하고, 플라즈마 형성실(32) 내에서, 용량 결합형의 플라즈마가 발생해서 확산한다. 도 4에서, 점선 부분(P1 내지 P3)은, 각 구성에서 생성된 플라즈마의 발광 영역을 모식적으로 도시하고 있다. 전극(33, 34)에 의해 웨이퍼(W)의 배치 영역까지 전계가 형성되어 있고, 이 때문에 플라즈마는 시각적으로는 보이지 않지만, 발광 영역의 밖까지 퍼져 있다.
도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 도전체(7)가 플로팅 상태로 되도록 설정한 경우에는, 도전체(7)가 전극(33, 34)으로부터 발생한 전계의 전위를 받아, 마치 전극과 같이 기능한다. 이 때문에 동도에 도시한 바와 같이, 플라즈마의 발광 영역(P2)이 반응관(1)측을 향해서 확대되어, 반응관(1) 내의 웨이퍼(W)로부터 보면, 플라즈마가 웨이퍼(W)측으로 끌어당겨진 상태가 되어, 웨이퍼(W) 근방의 플라즈마 강도가 강해진다.
한편 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 도전체(7)가 접지 상태로 되도록 설정한 경우에는, 전극(33, 34)으로부터 발생한 전계가 도전체(7)에 흡수되어, 도전체(7)를 통해서 접지로 빠져나가기 때문에, 전계 강도가 작아진다. 이 때문에 플라즈마의 발광 영역(P3)은, 도전체(7)가 설치되지 않은 경우에 비해 축퇴되고, 이에 의해 웨이퍼(W)의 주연 부위에서의 플라즈마 강도도 작아져 있다. 또한 도 4의 (b), (c)에서는, 임피던스 조정 회로(8)를 간략화해서 도시하고 있다.
그리고, 임피던스 조정 회로(8)의 가변 콘덴서(841)의 용량 및 가변 인덕터(842)의 인덕턴스를 바꿈으로써, 고주파 전원(37)에서 본 임피던스의 정합을 무너뜨리지 않고 임피던스를 바꾸어서 고주파의 진폭을 조정할 수 있다. 바꿔 말하면, 가변 콘덴서(841) 및 가변 인덕터(842)를 사용함으로써, 고주파의 진폭에 대해서 넓은 조정 폭을 확보하고, 이에 의해 플라즈마를, 도전체(7)가 플로팅 상태에 있을 때의 강한 상태와, 도전체(7)가 접지된 상태에 있을 때의 약한 상태와의 사이에서 자유롭게 조정할 수 있다. 개략적으로 표현하면, 임피던스를 크게 하면(플로팅 상태에 근접시키면), 도전체(7)의 전극적인 역할이 커지고, 플라즈마가 웨이퍼 보트(23)에 적재된 웨이퍼(W)측으로 치우친다. 반대로 임피던스를 작게 하면(접지 상태에 근접시키면), 도전체(7)에 흡수되는 정도가 커져서, 플라즈마를 약화시킬 수 있다.
본 실시 형태와 같이, 평행 평판 전극에 의해 플라즈마를 형성하는 장치에서는, 도 5의 (a)에 모식적으로 플라즈마의 상태를 나타내는 바와 같이, 플라즈마가 웨이퍼 보트(23)의 상단측에서 강하고, 하단측에서 약해지는 경향이 있다. 도 5에서 점선은 플라즈마의 발광 영역이 아니라, 플라즈마의 강도가 동일한 부위를 세로 방향으로 연결시킨 모식적인 라인이며, 도 5의 (a)는, 플라즈마 조정용의 도전체(7)를 설치하지 않는 구성을 나타내고 있다. 이 때문에 이 예에서는, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 상단측의 제1 도전체(71)는 접지해서 플라즈마를 약화시키고, 하단측의 제3 도전체(73)는 플로팅 상태로 하여, 플라즈마를 강화하도록 각각의 임피던스 조정 회로(81, 83)가 설정되어 있다. 또한, 중단측의 제2 도전체(72)는, 접지 상태와 플로팅 상태와의 사이의 임피던스가 되도록 임피던스 조정 회로(82)가 설정되고, 이렇게 해서 웨이퍼(W)의 배열 방향에서의 플라즈마의 강도를 일정하게 하고 있다. 이렇게 제1 내지 제3 도전체(71 내지 73)에는 각각 별개로 임피던스 조정 회로(81 내지 83)가 접속되어, 서로 독립하여 임피던스를 조정할 수 있으므로, 반응관(1)의 길이 방향(웨이퍼(W)의 배열 방향)의 플라즈마 강도를 조정할 수 있다.
또한 도 6의 (a)는, 반응관(1)의 길이 방향으로 분할되지 않은 플라즈마 조정용의 도전체(74)를 설치하고, 도전체(74)가 접지된 구성을 나타낸다. 이 구성에서는, 도전체(74)를 접지하고 있으므로, 도전체(74)를 설치하지 않는 구성에 비해 플라즈마가 약해져, 웨이퍼 보트(23)의 상단측의 면내 균일성은 개선된다. 단, 웨이퍼(W)의 배열 방향의 플라즈마 강도 변화의 경향은 조정할 수 없기 때문에, 웨이퍼 보트(23)의 하단측에서는 플라즈마 생성 상태가 너무 약해져, 결과적으로 상단측 및 하단측의 웨이퍼(W)에서는 면내 균일성이 낮아져버린다. 또한 도 6의 (a), (b)에서, 우측의 도면은 웨이퍼 보트에서의 웨이퍼(W)의 위치와 웨이퍼(W) 상에 형성된 박막의 막 두께의 면내 균일성과의 관계를 모식적으로 도시하는 도면이다.
이에 반해, 본 실시 형태를 도시하는 도 6의 (b)의 구성에서는, 웨이퍼(W)의 배열 방향(면간 방향)에 있어서의 플라즈마 강도가 정렬되도록 제1 내지 제3 도전체(71 내지 73)의 임피던스가 조정되어 있다. 이 때문에 처리의 면내 균일성을, 웨이퍼 보트(23)의 상단(T), 중단(C), 하단(B)의 사이에서 일정하게 할 수 있어, 양호한 면간 균일성(배열 방향의 균일성)을 확보할 수 있다.
이상으로 설명한 구성을 구비한 종형 열처리 장치는, 제어부(100)와 접속되어 있다. 제어부(100)는, 예를 들어 CPU와 기억부를 구비한 컴퓨터로 이루어지고, 기억부에는 종형 열처리 장치의 작용, 이 예에서는 반응관(1) 내에서 웨이퍼(W)에 성막 처리를 행할 때의 제어에 관한 스텝(명령)군이 짜여진 프로그램이 기록되어 있다. 이 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그네트 옵티컬 디스크, 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되고, 이로부터 컴퓨터에 인스톨된다.
계속해서 본 발명의 종형 열처리 장치에서 실시되는 성막 방법의 일례에 대해 설명한다. 우선, 다수매의 웨이퍼(W)를 웨이퍼 보트(23)에 선반 형상으로 적재하고, 반응관(1) 내에 그 하방으로부터 반입하여, 덮개(21)에 의해 기판 반출입구를 닫아, 반응관(1)을 밀폐한다. 그리고, 반응관(1) 내를 배기 기구(16)에 의해 소정의 압력의 진공 분위기가 되도록 진공화함과 함께, 반응관(1) 내의 온도를 소정의 온도로 가열한다. 또한, 회전 기구(24)에 의해 웨이퍼 보트(23)를 회전시킨다.
그 후, 고주파 전원(37)을 오프로 한 상태에서, 가스 노즐(42, 43)에 의해 반응관(1) 내에 DCS 가스를 공급한다. 반응관(1)은, 가스 노즐(42, 43)에 대하여 웨이퍼 보트(23)를 사이에 두고 대향하도록 형성된 배기구(13)를 통해서 진공 배기되어 있으므로, DCS 가스는 반응관(1)의 좌우 방향의 일방측으로부터 타방측을 향해서 통류해 나가, DCS 가스의 분자가 각 웨이퍼(W)의 표면에 흡착된다. 그 후 DCS 가스의 공급을 정지하고, 반응관(1) 내에 N2 가스를 공급하여, 잔류하는 DCS 가스를 퍼지한다. 계속해서 N2 가스의 공급을 정지함과 함께, 가스 노즐(52)로부터 NH3 가스의 토출을 개시하고, 이 NH3 가스의 토출 개시와 함께 고주파 전원(37)을 온으로 한다.
이때, 제1 도전체(71)의 임피던스 조정 회로(81)는 도전체(71)가 접지 상태로 되고, 제2 도전체(72)의 임피던스 조정 회로(82)는 도전체(72)가 소정의 임피던스로 되고, 제3 도전체(73)의 임피던스 조정 회로(83)는 도전체(73)가 플로팅 상태로 되도록 각각 설정된다. 플라즈마 형성실(32) 내에서는, 가스 노즐(52)로부터 토출된 NH3 가스가 전리되어, N 라디칼, H 라디칼, NH 라디칼, NH2 라디칼, NH3 라디칼 등의 각종 활성종이 발생한다. 이 활성종은 웨이퍼(W) 표면 전체에 도달하여, 웨이퍼(W) 표면의 DCS가 라디칼에 의해 질화되어서 SiN막이 형성된다.
웨이퍼 보트(23)의 상단측은, 제1 도전체(71)를 접지 상태로 설정함으로써 플라즈마 강도를 약화시키는 한편, 웨이퍼 보트(23)의 하단측은, 제3 도전체(73)를 플로팅 상태로 설정함으로써 플라즈마 강도를 강화하고 있다. 또한, 웨이퍼 보트(23)의 중단측은 상단측 및 하단측의 플라즈마 강도에 맞추어지도록, 제2 도전체(72)의 임피던스 조정 회로(82)에서는 가변 콘덴서(841)의 용량 및 가변 인덕터(842)의 인덕턴스가 조정된다. 이렇게 해서 플라즈마 강도가 웨이퍼(W)의 배열 방향에서 조정되므로, 배열 방향에 있어서의 처리의 양호한 균일성을 확보할 수 있다.
그 후, NH3 가스의 공급을 정지하고, N2 가스를 공급하여, 반응관(1) 내에 잔류하는 NH3 가스 및 그 분해물을 퍼지한다. 이러한 DCS 가스의 공급, 퍼지, NH3 가스의 활성종의 공급, 퍼지로 이루어지는 사이클을 복수회 반복함으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 SiN막의 박막이, 말하자면 1층씩 적층되어 성장하여, 웨이퍼(W)의 표면에 원하는 두께의 SiN막이 형성된다. 프로세스 종료 후, 웨이퍼 보트(23)가 반응관(1)으로부터 반출된다.
또한, 프로세스로서는, 이상에서 설명한 소위 ALD법에 한하지 않고, 예를 들어 DCS 가스와 NH3 가스를 동시에 토출하는 CVD법이어도 된다.
상술한 실시 형태에 따르면, 플라즈마 발생용의 전극(33, 34)에서 보았을 때 반응관(1)측에 가까운 위치에 플라즈마 조정용의 도전체(7)를 설치함과 함께, 이 도전체(7)와 접지와의 사이에 임피던스 조정 회로(8)를 구비하고 있다. 이 때문에 도전체(7)과 접지와의 사이의 임피던스를 조정함으로써, 플라즈마 발생용의 전극(33, 34)으로부터 발생되는 전계가 도전체(7)에 흡수되는 정도가 변화하기 때문에, 플라즈마 강도를 조정할 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 배열 방향에 있어서의 플라즈마 강도의 균일성을 개선할 수 있어, 처리의 면내 균일성이 배열 방향에서 일정하게 된다. 이미 설명한 성막 처리에서는, 웨이퍼 보트(23)의 상단측에서, 웨이퍼(W)의 외측 테두리 근방의 막 두께가 중앙부에 비해서 얇아지는 것이 억제되어, 막 두께의 면내 균일성이 배열 방향에서 일정하게 된다. 그 결과, 막 두께의 면내 및 배열 방향의 균일성을 개선할 수 있다.
또한 플라즈마 조정용의 도전체(7)를 반응관(1)의 길이 방향으로 복수로 분할하고, 각각의 도전체(7)에 별개로 임피던스 조정 회로(8)를 접속함으로써, 각 도전체(7)와 접지와의 사이의 임피던스를 독립적으로 조정할 수 있다. 이 때문에 반응관(1)의 길이 방향에 있어서, 보다 균일하게 플라즈마 생성 상태가 일정하게 되어, 보다 한층 웨이퍼의 면내 및 배열 방향에 대해서 양호한 균일성으로 처리를 행할 수 있다. 이에 의해 처리의 재현성이 양호해져서, 장치의 생산성의 향상을 도모할 수 있다. 또한 플라즈마 형성실(32)의 외부에 플라즈마 조정용의 도전체(7)를 설치하고, 이 도전체(7)와 접지와의 사이에 임피던스 조정 회로(8)를 설치한다는 구성이므로, 기존의 장치를 이용할 수 있어, 장치의 대폭적인 개조는 불필요하다는 이점도 갖는다.
(제2 실시 형태)
계속해서 본 발명의 기판 처리 장치를 적용한 종형 열처리 장치의 제2 실시 형태에 대해서, 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 이 실시 형태가 제1 실시 형태와 상이한 점은, 플라즈마 발생용의 도전체의 구조이다. 이 예에서는, 플라즈마 형성실(32) 내에 유도 결합 플라즈마를 발생시키기 위한 도전체를 이루는 전극(9)이, 플라즈마 형성용 박스(31)의 하단부로부터 상단부에 걸쳐서 세로 방향으로 신장되도록 설치되어 있다. 이 전극은 세로 방향으로 신장되는 도중에 전후로 반복해서 사행하도록 형성되어 있고, 이하, 사행 전극(9)이라고 기재한다. 이 사행 전극(9)의 주위는, 절연 부재(91)에 의해 둘러싸여 있으며, 예를 들어 사행 전극(9)의 상단측은 플라즈마 형성용 박스(31)의 상방측에서 플라즈마 형성용 박스(31)와는 반대 방향으로 접어져, 하방측까지 수직으로 신장되도록 설치되어 있다.
사행 전극(9)의 기단부에는 도전로(92)의 일단이 접속되고, 이 도전로(92)의 타단은, 실드(17)의 외측으로 인출되어, 정합 회로(93)를 통해서 고주파 전원(94)에 접속되어 있다. 또한, 사행 전극(9)의 선단부는 도전로(95)의 일단에 접속되어 있다. 도전로(95)의 타단은 실드(17)의 외측으로 인출되어, 정합 회로(93)를 통해서 분기되고, 분기된 일단은 접지되고, 분기된 타단은 고주파 전원(94)에 접속되어 있다. 고주파 전원(94)은, 예를 들어 13.56MHz의 고주파 전력을 사행 전극(9)에 인가하도록 구성되어 있다. 반응관(1)이나 실드(17), 제1 내지 제3 도전체(71 내지 73), 제1 내지 제3 임피던스 조정 회로(81 내지 83) 등, 기타 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이며, 동일한 구성 부재에 대해서는 동일한 부호를 첨부하고, 설명을 생략한다.
고주파 전원(94)으로부터 고주파가 인가되면, 전계는 사행 전극(9)을 중심으로 넓어지게 형성되고, 가스 노즐(52)로부터 플라즈마 형성실(32)의 전방측에 토출된 NH3 가스는, 플라즈마 형성실(32)에서 유도 결합형의 플라즈마를 발생한다. 그리고, NH3 라디칼 등의 각종 라디칼이 발생하고, 이 라디칼이 웨이퍼(W)에 공급된다. 플라즈마 형성용의 전극으로서는 사행 전극(9)에 한정되지 않고, 예를 들어 코일 형상의 전극을 배치해도 된다.
본 실시 형태와 같이, 사행 전극(9)에 의해 플라즈마를 형성하는 장치에서는, 도 9의 (a)에 모식적으로 플라즈마의 상태를 나타내는 바와 같이, 플라즈마가 웨이퍼 보트(23)의 하단측에서 강하고, 상단측에서 약해지는 경향이 있다. 또한 도 9의 (a)는 플라즈마 조정용의 도전체(7)를 설치하지 않는 구성이며, 도 9에서 점선은 플라즈마의 발광 영역이 아니라, 플라즈마의 강도가 동일한 부위를 세로 방향으로 연결시킨 모식적인 라인이다. 이 때문에 이 예에서는, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 상단측의 제1 도전체(71)는 플로팅 상태로 해서 플라즈마를 강화하고, 하단측의 제3 도전체(73)는 접지하여, 플라즈마를 약화시키도록 각각의 임피던스 조정 회로(81, 83)가 설정되어 있다. 또한, 중단측의 제2 도전체(72)는, 접지 상태와 플로팅 상태와의 사이의 임피던스가 되도록 임피던스 조정 회로(82)가 설정되고, 이렇게 해서 웨이퍼(W)의 배열 방향에 있어서의 플라즈마 강도를 일정하게 하고 있다. 따라서, 이 구성에서도, 처리의 면내 균일성을 웨이퍼(W)의 배열 방향에 있어서 일정하게 할 수 있어, 양호한 면내 균일성 및 배열 방향의 균일성을 확보할 수 있다.
제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 제1 내지 제3 도전체(71 내지 73)는, 접지와의 사이의 임피던스가 서로 상이하도록 설정되지만, 본 발명에서는, 플라즈마 조정용의 복수의 도전체(7) 중 적어도 2개가 접지와의 사이의 임피던스가 서로 다르도록 설정되면 된다. 예를 들어 제1 실시 형태에서는, 제1 도전체(71)를 접지 상태로 설정하고, 제2 도전체(72) 및 제3 도전체(73)는, 플로팅, 또는 접지와의 사이의 임피던스가 서로 동일하도록 설정해도 된다.
(제3 실시 형태)
계속해서 본 발명의 기판 처리 장치를 적용한 종형 열처리 장치의 제3 실시 형태에 대해서, 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다. 이 실시 형태가 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 상이한 점은, 플라즈마 조정용의 도전체의 구조이다. 이 예에서는, 플라즈마 조정용의 도전체(96)는 분할되어 있지 않고, 반응관(1)의 길이 방향의 거의 전체에 세로 방향을 따라 신장되도록 설치되어 있다. 도전체(96)와 접지와의 사이에는, 제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지로 구성된 임피던스 조정 회로(97)가 설치되어 있다. 반응관(1)이나 실드(17), 플라즈마 발생용의 전극 등, 기타 구성은 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태와 마찬가지이며, 동일한 구성 부재에 대해서는 동일한 부호를 첨부하고, 설명을 생략한다.
도 10은 제2 실시 형태의 플라즈마 발생용의 사행 전극(9)을 구비한 구성에, 본 실시 형태의 도전체(96)를 설치한 종형 열처리 장치를 나타내고 있다. 이 예에서도 임피던스 조정 회로(97)에 의해 도전체(96)와 접지와의 사이의 임피던스를 조정함으로써, 플라즈마의 상태를 제어할 수 있으므로, 웨이퍼(W)의 배열 방향에서의 플라즈마의 강도를 조정할 수 있다. 이 때문에 처리의 면내 균일성 및 배열 방향의 균일성이 개선된다.
또한 도 11에 도시한 바와 같이, 도전체(96)를 반응관(1)의 길이 방향의 일부에 세로 방향으로 설치하도록 해도 된다. 도 11에는 제1 실시 형태의 플라즈마 발생용의 전극(33, 34)을 구비한 구성에 도전체(96)를 설치하는 예를 나타내고 있다. 이 종형 열처리 장치에서는, 이미 설명한 바와 같이 상단측의 플라즈마가 강해지므로, 도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, 도전체(96)를 반응관(1)의 상단측에 대응하는 높이 위치에 설치하여, 임피던스 조정 회로(97)에 의해 도전체(96)를 접지 상태이거나, 접지 상태에 가까운 임피던스로 설정한다. 이에 의해 상단측의 플라즈마를 약화시킬 수 있으므로, 웨이퍼(W)의 배열 방향에 있어서의 플라즈마 강도가 일정하게 된다. 또한 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이, 도전체(96)를 반응관(1)의 하단측에 대응하는 높이 위치에 설치하여, 임피던스 조정 회로(97)에 의해 도전체(96)를 플로팅 상태로 설정하거나, 플로팅 상태에 가까운 임피던스로 설정하도록 해도 된다. 이에 의해 하단측의 플라즈마가 강해지므로, 웨이퍼(W)의 배열 방향에 있어서의 플라즈마가 일정하게 된다. 그 결과, 처리의 면내 균일성 및 배열 방향의 균일성을 개선할 수 있다.
이상에서 플라즈마 조정용의 도전체는, 플라즈마 발생용의 도전체에서 보았을 때 반응 용기측에 가까운 위치에 설치되는데, 이 위치는 반응 용기와 상기 도전체와의 사이의 영역에 한하지 않고, 당해 영역으로부터 반응 용기의 둘레 방향으로 벗어난 위치라도, 웨이퍼가 놓여 있는 영역에서의 플라즈마의 강도의 조정이 가능한 위치라면 상관없다. 또한 플라즈마 조정용의 도전체의 형상은 상술한 구성에 한정되지 않고, 평면 형상이 사각 형상 등, 플라즈마 강도를 조정할 수 있는 형상이면 된다. 또한 제1 내지 제3 실시 형태의 구성에서는, 플라즈마 조정용의 도전체를 반응 용기의 둘레 방향으로 1개 설치하는 경우를 사용해서 설명했지만, 예를 들어 플라즈마 형성실의 대향하는 측벽에 각각 설치하는 경우 등과 같이, 반응 용기의 둘레 방향의 서로 다른 위치에 2개 이상 배치하도록 해도 된다.
또한 임피던스 조정부를 이루는 임피던스 조정 회로는, 상술한 예에 한하지 않고, 가변 콘덴서 및 가변 인덕터 중 어느 한쪽을 사용해서 구성해도 된다. 또한 임피던스 조정 회로는, 플로팅 상태를 설정할 때 플라즈마 조정용의 도전체와 접지를 분리하고, 접지 상태를 설정할 때 상기 도전체와 가변 콘덴서 및 가변 인덕터(또는 가변 콘덴서 및 가변 인덕터 중 어느 한쪽)를 분리해서 접지할 수 있는 구성이라면, 상술한 구성에는 한정되지 않는다.
또한 플라즈마 조정용의 도전체를 반응 용기의 길이 방향으로 분할해서 설치하는 경우에는, 예를 들어 상단측으로부터 하단측으로 갈수록 순차적으로 임피던스가 작아지는 경우 등, 임피던스가 미리 설정된 값에 고정되어 있어도 되고, 임피던스가 가변인 구성에 한정되는 것은 아니다.
또한 플라즈마 조정용의 도전체를, 반응 용기의 길이 방향으로 분할해서 설치하는 경우에는, 상기 도전체는 2개이어도 된다. 예를 들어 반응관(1)을 2분할하여, 각각의 분할 영역을 커버하도록 배치해도 되고, 반응관(1)을 길이 방향으로 3개 이상으로 분할하고, 그 중 2개의 분할 영역에 배치해도 된다. 예를 들어 반응관(1)을 길이 방향으로 3개로 분할했을 때, 상단측의 영역과, 하단측의 영역에만 도전체를 설치할 수도 있다. 2매의 도전체를 설치할 때는, 도전체와 접지와의 사이의 임피던스는 서로 다른 것이어도, 동일한 것이어도 된다. 또한 플라즈마 조정용의 도전체를, 반응 용기의 길이 방향으로 분할해서 설치하는 경우에는, 반드시 세로 방향으로 배열되도록 배치할 필요는 없다. 예를 들어, 상단측의 도전체와 중단측의 도전체를 서로 둘레 방향으로 서로 다른 위치에 설치할 수도 있다.
이상에서는 SiN막을 성막하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명에서 성막하는 막종은 특별히 한정되지 않는다. 또한 플라즈마 처리로서 플라즈마 ALD 처리를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 플라즈마 CVD 처리, 플라즈마 개질 처리, 플라즈마 산화 확산 처리, 플라즈마 스퍼터 처리, 플라즈마 질화 처리 등의 플라즈마를 사용하는 모든 처리에 대하여 본 발명을 적용할 수 있다.
(평가 시험)
본 발명에 관련해서 행하여진 평가 시험에 대해서 설명한다. 이 평가 시험에서는 이미 설명한 도 10에 도시하는 종형 열처리 장치를 사용하여, 웨이퍼를 웨이퍼 보트(23)의 각 슬롯에 탑재하고, 실시 형태에서 설명한 수순으로 ALD를 행하여 SiN막을 형성하였다. 성막 조건은, 처리 압력을 DCS의 흡착 공정에서는 133Pa(1Torr), 플라즈마를 사용하는 질화 공정에서는 39.9Pa(0.3Torr), 처리 온도를 550℃, DCS 가스의 유량을 1L/분, NH3 가스의 유량을 1L/분으로 하였다. 이때 도전체(96)를 접지 상태로 설정한 경우(실시예 1)와, 도전체(96)를 플로팅 상태로 설정한 경우(실시예 2)에 대해서 각각 성막 처리를 행하고, 이들 실시예 1, 실시예 2에서 성막된 웨이퍼에 대해서, 막 두께의 면내 균일성을 구하였다. 면내 균일성은, 웨이퍼의 중심을 포함하는 49군데의 SiN막의 막 두께를 측정하여, (최대 막 두께-최소 막 두께)/(막 두께의 평균값×2)에 의해 산출하고, 값이 작은 것이 균일성이 양호한 것을 나타내고 있다.
이 결과를 도 12에, 실시예 1(접지 상태)에 대해서는 ◇의 플롯, 실시예 2(플로팅 상태)에 대해서는 □의 플롯으로 각각 나타낸다. 또한 종축은 막 두께의 면내 균일성, 횡축의 상단(T)은 웨이퍼 보트의 위로부터 3매째의 웨이퍼, 중단(C)은 웨이퍼 보트의 위로부터 55매째의 웨이퍼, 하단(B)은 웨이퍼 보트의 위로부터 107매째의 웨이퍼의 데이터를 각각 나타내고 있다. 도 12에 의해, 도전체(96)를 접지 상태로 설정하는 경우(실시예 1)와 플로팅 상태로 설정하는 경우(실시예 2)에, 웨이퍼 보트(23)의 상단, 중단, 하단의 면내 균일성이 크게 변화하는 것이 확인되었다. 이에 의해 플라즈마 조정용의 도전체를 설치하고, 당해 도전체와 접지와의 사이의 임피던스를 조정함으로써, 막 두께의 면내 균일성을 조정할 수 있음이 인정되었다. 데이터에서는 도전체(96)를 접지 상태로 설정했을 때와, 플로팅 상태로 설정했을 때의 사이에서 면내 균일성에 폭이 있어, 임피던스 조정 회로(97)의 가변 콘덴서 용량 및 가변 인덕터의 인덕턴스를 조정함으로써, 면내 균일성을 소정의 값으로 조정할 수 있음이 이해된다. 또한, 이 평가 시험은, 도전체(96)의 임피던스를 조정함으로써 면내 균일성을 조정할 수 있음을 확인하기 위한 것으로, 면내 균일성의 개선을 목적으로 한 것은 아니다.
W : 웨이퍼 1 : 반응관
10 : 반응 용기 2 : 매니폴드
3 : 플라즈마 발생부 31 : 플라즈마 형성용 박스
32 : 플라즈마 형성실 33, 34 : 전극
37, 94 : 고주파 전원 42, 43, 52 : 가스 노즐
7, 71 내지 73, 74, 96 : 플라즈마 조정용의 도전체
8, 81 내지 83, 97 : 임피던스 조정 회로
9 : 사행 전극

Claims (6)

  1. 복수매의 기판을 기판 유지구에 선반 형상으로 유지해서 종형의 반응 용기 내에 반입하고, 플라즈마화된 처리 가스에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    상기 반응 용기 내를 진공 배기하기 위한 배기 기구와,
    상기 반응 용기의 측벽을 따라 상기 반응 용기의 외측을 향해서 돌출되고 또한 세로 방향으로 신장되도록 형성된 플라즈마 형성실과,
    상기 플라즈마 형성실을 통해서 상기 기판에 대하여 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와,
    상기 반응 용기의 외측에서 상기 플라즈마 형성실에 인접해서 세로 방향으로 설치되고, 고주파 전원에 접속된 플라즈마 발생용의 도전체와,
    상기 반응 용기의 외측에서 상기 도전체에서 보았을 때 반응 용기 측에 가까운 위치에 설치된 플라즈마 조정용의 도전체와,
    상기 플라즈마 조정용의 도전체와 접지와의 사이에 설치된 임피던스 조정부를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 조정용의 도전체는, 반응 용기의 길이 방향으로 복수로 분할되고, 분할된 도전체의 각각과 접지와의 사이에 상기 임피던스 조정부가 설치되어 있는, 기판 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 임피던스 조정부의 조정 범위는, 상기 플라즈마 조정용의 도전체가 접지된 상태에 상당하는 임피던스를 포함하는, 기판 처리 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 임피던스 조정부의 조정 범위는, 상기 플라즈마 조정용의 도전체가 플로팅 상태에 상당하는 임피던스를 포함하는, 기판 처리 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 임피던스 조정부는, 가변 용량 콘덴서와, 인덕턴스가 가변인 인덕터를 포함하는, 기판 처리 장치.
  6. 복수매의 기판을 기판 유지구에 선반 형상으로 유지해서 종형의 반응 용기 내에 반입하고, 플라즈마화된 처리 가스에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    상기 반응 용기 내를 진공 배기하기 위한 배기 기구와,
    상기 반응 용기의 측벽을 따라 상기 반응 용기의 외측을 향해서 돌출되고 또한 세로 방향으로 신장되도록 형성된 플라즈마 형성실과,
    상기 플라즈마 형성실을 통해서 상기 기판에 대하여 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와,
    상기 반응 용기의 외측에서 상기 플라즈마 형성실에 인접해서 세로 방향으로 설치되고, 고주파 전원에 접속된 플라즈마 발생용의 도전체와,
    상기 반응 용기의 외측에서 상기 도전체에서 보았을 때 반응 용기 측에 가까운 위치에 설치되고, 반응 용기의 길이 방향으로 복수로 분할된 플라즈마 조정용의 도전체,
    를 포함하고,
    상기 복수로 분할된 플라즈마 조정용의 도전체 중 적어도 2개는, 접지와의 사이의 임피던스가 서로 다른 기판 처리 장치.
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