KR20190086586A - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체 - Google Patents

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체 Download PDF

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KR20190086586A
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Abstract

처리실 내에 있어서 처리 가스를 플라스마 여기할 때 발생하는 처리실 내벽 등에 대한 스퍼터링 발생을 저감한다. 처리 가스가 플라스마 여기되는 플라스마 용기와, 플라스마 용기의 외주에 권회하도록 마련되고, 고주파 전력을 공급되도록 구성되는 코일을 갖고, 코일은, 일단으로부터 타단까지의 사이의 소정 위치에 있어서의 코일의 내주로부터 플라스마 용기의 내주까지의 거리가, 다른 위치에 있어서의 코일의 내주로부터 플라스마 용기의 내주까지의 거리와 상이하게 형성되며, 또한, 코일에 인가되는 전압의 정재파의 진폭이 최대로 되는 위치에 있어서의 코일의 내주로부터 플라스마 용기의 내주까지의 거리가 최대로 되도록 형성되어 있는, 기판 처리 장치를 제공한다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체
본 발명은, 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체에 관한 것이다.
플래시 메모리나 로직 회로 등의 반도체 장치의 패턴을 형성할 때, 제조 공정의 일 공정으로서, 기판에 질화 처리 등의 소정의 처리를 행하는 공정이 실시되는 경우가 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 플라스마 여기한 처리 가스를 사용하여 기판 위에 형성된 패턴 표면을 개질 처리하는 것이 개시되어 있다.
일본 특허공개 제2014-75579호 공보
처리 가스를 플라스마 여기함으로써 기판을 처리할 때, 처리실 내에서는, 라디칼이나 이온 등의 반응종이나 전자가 생성된다. 여기서, 고주파 전력이 인가된 전극에 의해 형성되는 전계의 영향에 의해, 생성된 이온이 가속되어 처리실의 내벽에 부딪쳐 스퍼터링이 일어나는 경우가 있다. 처리실의 내벽이 스퍼터링되면, 내벽 표면을 구성하고 있는 물질의 성분이 처리실 내로 방출되고, 기판 위의 피처리 대상막의 막 내에 도입되는 등, 기판 처리에 악영향을 미칠 것이 염려된다.
본 발명은, 처리실 내에 있어서 처리 가스를 플라스마 여기할 때 발생하는 처리실 내벽 등에 대한 스퍼터링 발생을 저감하는 기술을 제공한다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 처리 가스가 플라스마 여기되는 플라스마 용기와, 상기 플라스마 용기에 연통하는 기판 처리실과, 상기 플라스마 용기 내에 상기 처리 가스를 공급하도록 구성되는 가스 공급계와, 상기 플라스마 용기의 외주에 권회하도록 마련되고, 고주파 전력을 공급하도록 구성되는 코일을 갖고, 상기 코일은, 일단으로부터 타단까지의 사이의 위치에 따라 코일 직경이 상이하게 형성되며, 또한, 상기 코일에 인가되는 전압의 정재파의 진폭이 최대로 되는 위치의 코일 직경이 최대로 되도록 형성되어 있는, 기판 처리 장치가 제공된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도이다.
도 2는, 본 발명에 대한 비교예에 따른, 공진 코일의 권취 직경과, 전류·전압 및 전계 강도의 관계 등을 나타내는 설명도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른, 공진 코일의 권취 직경과, 전류·전압 및 전계 강도의 관계 등을 나타내는 설명도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 제어부(제어 수단)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 공정에서 처리되는 홈(트렌치)이 형성된 기판의 설명도이다.
도 7은, 제1 검증에 있어서의, 비교예 1 및 실시예 1에서 형성되는 SiN막 내의 산소 농도와, 레퍼런스의 Si 베어 웨이퍼 표층 내의 산소 농도를 나타내는 그래프이다.
도 8은, 제2 검증에 있어서의, 비교예 2 및 실시예 2 내지 4에서 형성되는 AlON막 내의 실리콘 농도를 나타내는 그래프이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시 형태의 실시예에 따른, 공진 코일의 중심축 위치와 상측 용기의 중심축 위치와의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 10은, 본 발명의 일 변형예에 따른, 공진 코일의 권취 직경과 전류·전압의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 11은, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른, 공진 코일의 권취 직경과 전류·전압의 관계를 나타내는 설명도이다.
<본 발명의 제1 실시 형태>
(1) 기판 처리 장치의 구성
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 대하여, 도 1을 이용하여 이하에 설명한다. 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 주로 기판면 위에 형성된 막에 대해서 산화 처리를 행하도록 구성되어 있다.
(처리실)
처리 장치(100)는, 웨이퍼(200)를 플라스마 처리하는 처리로(202)를 구비하고 있다. 처리로(202)에는, 처리실(201)을 구성하는 처리 용기(203)가 마련되어 있다. 처리 용기(203)는, 제1 용기인 돔형의 상측 용기(210)와, 제2 용기인 사발형의 하측 용기(211)를 구비하고 있다. 상측 용기(210)가 하측 용기(211) 위에 덮임으로써, 처리실(201)이 형성된다. 상측 용기(210)는, 예를 들어 산화알루미늄(Al2O3) 또는 석영(SiO2) 등의 비금속 재료로 형성되어 있으며, 하측 용기(211)는, 예를 들어 알루미늄(Al)으로 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 상측 용기(210)는 석영으로 형성되어 있다. 또한, 상측 용기(210)는, 후술하는 플라스마 생성 공간을 형성하는 플라스마 용기를 구성한다.
또한, 하측 용기(211)의 하부 측벽에는, 게이트 밸브(244)가 마련되어 있다. 게이트 밸브(244)는, 개방되어 있을 때, 반송 기구를 사용하여, 반입 출구(245)를 통해 처리실(201) 내로 웨이퍼(200)를 반입하거나, 처리실(201) 외로 웨이퍼(200)를 반출할 수 있도록 구성되어 있다. 게이트 밸브(244)는, 폐쇄되어 있을 때에는, 처리실(201) 내의 기밀성을 유지하는 슬라이스 밸브가 되도록 구성되어 있다.
처리실(201)은, 주위에 코일(212)이 마련되어 있는 플라스마 생성 공간과, 플라스마 생성 공간에 연통하고, 웨이퍼(200)가 처리되는 기판 처리실로서의 기판 처리 공간을 갖는다. 플라스마 생성 공간은 플라스마가 생성되는 공간으로서, 처리실 중, 공진 코일(212)의 하단보다 상방이며, 또한 공진 코일(212)의 상단보다 하방의 공간을 말한다. 한편, 기판 처리 공간은, 기판이 플라스마를 사용하여 처리되는 공간으로서, 공진 코일(212)의 하단보다 하방의 공간을 말한다. 본 실시 형태에서는, 플라스마 생성 공간과 기판 처리 공간의 수평 방향의 직경은 대략 동일해지도록 구성되어 있다.
(서셉터)
처리실(201)의 바닥측 중앙에는, 웨이퍼(200)를 적재하는 기판 적재부로서의 서셉터(217)가 배치되어 있다. 서셉터(217)는 예를 들어 질화알루미늄, 세라믹스, 석영 등의 비금속 재료로 형성되어 있으며, 웨이퍼(200) 위에 형성되는 막 등에 대한 금속 오염을 저감할 수 있도록 구성되어 있다.
서셉터(217)의 내부에는, 가열 기구로서의 히터(217b)가 일체적으로 매립되어 있다. 히터(217b)는, 전력이 공급되면, 웨이퍼(200) 표면을 예를 들어 25℃ 내지 750℃ 정도까지 가열할 수 있도록 구성되어 있다.
서셉터(217)는, 하측 용기(211)와는 전기적으로 절연되어 있다. 임피던스 조정 전극(217c)은, 서셉터(217)에 적재된 웨이퍼(200) 위에 생성되는 플라스마의 밀도 균일성을 보다 향상시키기 위해서, 서셉터(217) 내부에 마련되어 있으며, 임피던스 조정부로서의 임피던스 가변 기구(275)를 통해 접지되어 있다. 임피던스 가변 기구(275)는 코일이나 가변 콘덴서로 구성되어 있으며, 코일의 인덕턴스 및 저항, 및 가변 콘덴서의 용량값을 제어함으로써, 임피던스를 약 0Ω으로부터 처리실(201)의 기생 임피던스값의 범위 내에서 변화시킬 수 있도록 구성되어 있다. 이에 의해, 임피던스 조정 전극(217c) 및 서셉터(217)를 통해 웨이퍼(200)의 전위(바이어스 전압)를 제어할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 후술하는 바와 같이 웨이퍼(200) 위에 생성되는 플라스마의 밀도의 균일성을 향상시킬 수 있으므로, 이 플라스마의 밀도의 균일성이 원하는 범위에 들어가는 경우, 임피던스 조정 전극(217c)을 사용한 바이어스 전압 제어는 행하지 않는다. 또한, 당해 바이어스 전압 제어를 행하지 않는 경우에는, 서셉터(217)에 전극(217c)을 마련하지 않도록 해도 된다. 단, 당해 균일성을 보다 향상시킬 것을 목적으로 하여 당해 바이어스 전압 제어를 행해도 된다.
서셉터(217)에는, 서셉터를 승강시키는 구동 기구를 구비하는 서셉터 승강 기구(268)가 마련되어 있다. 또한, 서셉터(217)에는 관통 구멍(217a)이 마련됨과 함께, 하측 용기(211)의 저면에는 웨이퍼 밀어올림 핀(266)이 마련되어 있다. 관통 구멍(217a)과 웨이퍼 밀어올림 핀(266)은 서로 대향하는 위치에, 적어도 각 3군데씩 마련되어 있다. 서셉터 승강 기구(268)에 의해 서셉터(217)가 하강되었을 때에는, 웨이퍼 밀어올림 핀(266)이 서셉터(217)와는 비접촉 상태에서, 관통 구멍(217a)을 꿰뚫고 나가도록 구성되어 있다. 주로, 서셉터(217) 및 히터(217b), 전극(217c)에 의해, 본 실시 형태에 따른 기판 적재부가 구성되어 있다.
(가스 공급부)
처리실(201)의 상방, 즉 상측 용기(210)의 상부에는, 가스 공급 헤드(236)가 마련되어 있다. 가스 공급 헤드(236)는, 캡 모양의 덮개(233)와, 가스 도입구(234)와, 버퍼실(237)과, 개구(238)와, 차폐 플레이트(240)와, 가스 분출구(239)를 구비하고, 반응 가스를 처리실(201) 내로 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 버퍼실(237)은, 가스 도입구(234)로부터 도입되는 반응 가스를 분산하는 분산 공간으로서의 기능을 갖는다.
가스 도입구(234)에는, 질소 함유 가스로서의 질소(N2) 가스를 공급하는 질소 함유 가스 공급관(232a)의 하류단과, 수소 함유 가스로서의 수소(H2) 가스를 공급하는 수소 함유 가스 공급관(232b)의 하류단과, 불활성 가스로서의 아르곤(Ar) 가스를 공급하는 불활성 가스 공급관(232c)이 합류하도록 접속되어 있다. 질소 함유 가스 공급관(232a)에는, 상류측부터 순서대로 N2 가스 공급원(250a), 유량 제어 장치로서의 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(252a), 개폐 밸브로서의 밸브(253a)가 마련되어 있다. 수소 함유 가스 공급관(232b)에는, 상류측부터 순서대로 H2 가스 공급원(250b), MFC(252b), 밸브(253b)가 마련되어 있다. 불활성 가스 공급관(232c)에는, 상류측부터 순서대로 Ar 가스 공급원(250c), MFC(252c), 밸브(253c)가 마련되어 있다. 질소 함유 가스 공급관(232a)과 수소 함유 가스 공급관(232b)과 불활성 가스 공급관(232c)이 합류한 하류측에는, 밸브(243a)가 마련되고, 가스 도입구(234)의 상류단에 접속되어 있다. 밸브(253a, 253b, 253c, 243a)를 개폐시킴으로써 MFC(252a, 252b, 252c)에 의해 각각의 가스의 유량을 조정하면서, 가스 공급관(232a, 232b, 232c)을 통해 질소 함유 가스, 수소 가스 함유 가스, 불활성 가스 등의 처리 가스를 처리실(201) 내로 공급할 수 있도록 구성되어 있다.
주로, 가스 공급 헤드(236), 질소 함유 가스 공급관(232a), 수소 함유 가스 공급관(232b), 불활성 가스 공급관(232c), MFC(252a, 252b, 252c), 밸브(253a, 253b, 253c, 243a)에 의해, 본 실시 형태에 따른 가스 공급부(가스 공급계)가 구성되어 있다.
또한, 가스 공급 헤드(236), 질소 함유 가스 공급관(232a), MFC(252a), 밸브(253a, 243a)에 의해, 본 실시 형태에 따른 질소 함유 가스 공급계가 구성되어 있다. 또한, 가스 공급 헤드(236), 수소 함유 가스 공급관(232b), MFC(252b), 밸브(253b, 243a)에 의해, 본 실시 형태에 따른 수소 가스 공급계가 구성되어 있다. 또한, 가스 공급 헤드(236), 불활성 가스 공급관(232c), MFC(252c), 밸브(253c, 243a)에 의해, 본 실시 형태에 따른 불활성 가스 공급계가 구성되어 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 질소 함유 가스 공급계로부터 질소 함유 가스로서의 N2 가스를 공급함으로써 질화 처리를 행하도록 구성되어 있지만, 질소 함유 가스 공급계 대신에, 다른 가스를 처리실(201) 내에 공급하는 가스 공급계를 마련할 수도 있다. 이와 같이 구성된 기판 처리 장치에 의하면, 기판의 질화 처리 대신에 다른 플라스마 트리트먼트 처리를 행할 수 있다. 이 경우, N2 가스 공급원(250a) 대신에 다른 가스 공급원이 마련된다.
(배기부)
하측 용기(211)의 측벽에는, 처리실(201) 내로부터 반응 가스를 배기하는 가스 배기구(235)가 마련되어 있다. 가스 배기구(235)에는, 가스 배기관(231)의 상류단이 접속되어 있다. 가스 배기관(231)에는, 상류측부터 순서대로 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(242), 개폐 밸브로서의 밸브(243b), 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 마련되어 있다. 주로, 가스 배기구(235), 가스 배기관(231), APC 밸브(242), 밸브(243b)에 의해, 본 실시 형태에 따른 배기부가 구성되어 있다. 또한, 진공 펌프(246)를 배기부에 포함해도 된다.
(플라스마 생성부)
처리실(201)의 외주부, 즉 상측 용기(210)의 측벽의 외측에는, 처리실(201)을 둘러싸듯이, 제1 전극으로서의, 나선형의 공진 코일(212)이 마련되어 있다. 공진 코일(212)에는, RF 센서(272), 고주파 전원(273), 고주파 전원(273)의 임피던스나 출력 주파수의 정합을 행하는 정합기(274)가 접속된다.
고주파 전원(273)은, 공진 코일(212)에 고주파 전력(RF 전력)을 공급하는 것이다. RF 센서(272)는 고주파 전원(273)의 출력측에 마련되고, 공급되는 고주파 전력의 진행파나 반사파의 정보를 모니터하는 것이다. RF 센서(272)에 의해 모니터된 반사파 전력은 정합기(274)에 입력되고, 정합기(274)는, RF 센서(272)로부터 입력된 반사파의 정보에 기초하여, 반사파가 최소로 되도록, 고주파 전원(273)의 임피던스나 출력되는 고주파 전력의 주파수를 제어하는 것이다.
고주파 전원(273)은, 발진 주파수 및 출력을 규정하기 위한 고주파 발진 회로 및 프리앰프를 포함하는 전원 제어 수단(컨트롤 회로)과, 소정의 출력으로 증폭하기 위한 증폭기(출력 회로)를 구비하고 있다. 전원 제어 수단은, 조작 패널을 통하여 미리 설정된 주파수 및 전력에 관한 출력 조건에 기초하여 증폭기를 제어한다. 증폭기는, 공진 코일(212)에 전송 선로를 통해 일정한 고주파 전력을 공급한다.
공진 코일(212)은, 어떤 파장에서 공진하도록 권취 직경, 권회 피치, 권취수가 설정되고, 고주파 전력이 공급된 공진 코일(212) 위에는 정재파가 형성된다. 공진 코일(212)의 전기적 길이는, 고주파 전원(273)으로부터 공급되는 고주파 전력의 소정 주파수에 있어서의 1 파장의 정수배(1배, 2배, …)에 상당하는 길이로 설정된다.
구체적으로는, 인가하는 전력이나 발생시키는 자계 강도 또는 적용하는 장치의 외형 등을 감안하여, 공진 코일(212)은, 예를 들어 800㎑ 내지 50㎒, 0.1 내지 5㎾의 고주파 전력에 의해 0.01 내지 10가우스 정도의 자장을 발생할 수 있도록, 50 내지 300㎟의 유효 단면적이며 또한 200 내지 500㎜의 코일 직경으로 되고, 플라스마 생성 공간(201a)을 형성하는 방의 외주측으로 2 내지 60회 정도 권회된다.
바람직한 실시예로서, 본 실시 형태에서는, 고주파 전력의 주파수를 27.12㎒, 공진 코일(212)의 전기적 길이를 1 파장의 길이(약 11미터)로 설정하고 있다. 공진 코일(212)의 권회 피치는, 예를 들어 24.5㎜ 간격으로 등간격이 되도록 마련된다. 또한, 공진 코일(212)의 권취 직경(직경)은 웨이퍼(200)의 직경보다도 커지도록 설정된다. 본 실시 형태에서는, 웨이퍼(200)의 직경을 φ300㎜로 하고, 공진 코일(212)의 권취 직경은 웨이퍼(200)의 직경보다도 큰 φ500㎜ 이상이 되도록 마련된다. 단 후술하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 공진 코일(212)의 권취 직경은 일정하지 않고, 공진 코일(212)의 일단으로부터 타단까지의 사이의 위치에 의해 그 권취 직경의 적어도 일부가 상이하도록 형성되어 있다.
공진 코일(212)을 구성하는 소재로서는, 구리 파이프, 구리의 박판, 알루미늄 파이프, 알루미늄 박판, 폴리머 벨트에 구리 또는 알루미늄을 증착한 소재 등이 사용된다. 공진 코일(212)은, 절연성 재료에 의해 평판형으로 형성되며, 또한 베이스 플레이트(248)의 상단면에 연직으로 세워 설치된 복수의 서포트(도시생략)에 의해 지지된다.
공진 코일(212)의 양단은 전기적으로 접지되고, 그 중 적어도 일단은, 장치의 처음 설치 시 또는 처리 조건의 변경 시에 당해 공진 코일의 전기적 길이를 미세 조정하기 위해서, 가동 탭(213)을 통해 접지된다. 도 1 중의 부호 214는 다른 쪽의 고정 접지를 나타낸다. 가동 탭(213)은, 공진 코일(212)의 공진 특성을 고주파 전원(273)과 대략 동등하게 하도록 위치가 조정된다. 또한, 장치의 처음 설치 시 또는 처리 조건의 변경 시에 공진 코일(212)의 임피던스를 미세 조정하기 위해서, 공진 코일(212)의 접지된 양단의 사이에는, 가동 탭(215)에 의해 급전부가 구성된다. 공진 코일(212)이 가변식 접지부 및 가변식 급전부를 구비하고 있음으로써, 후술하는 바와 같이, 처리실(201)의 공진 주파수 및 부하 임피던스를 조정하는데 있어서, 보다 한층 간편하게 조정할 수 있다.
또한, 위상 및 역위상 전류가 공진 코일(212)의 전기적 중점에 관하여 대칭으로 흐르도록, 공진 코일(212)의 일단(혹은 타단 또는 양단)에는, 코일 및 실드를 포함하는 파형 조정 회로(도시생략)가 삽입된다. 파형 조정 회로는, 공진 코일(212)의 단부를 전기적으로 비접속 상태로 하거나 또는 전기적으로 등가의 상태로 설정함으로써 개로에 구성한다. 또한, 공진 코일(212)의 단부는, 초크 직렬 저항에 의해 비접지로 하고, 고정 기준 전위에 직류 접속되어도 된다.
차폐판(223)은, 공진 코일(212)의 외측 전계를 차폐함과 함께, 공진 회로를 구성하는데 필요한 용량 성분(C 성분)을 공진 코일(212)과의 사이에 형성하기 위해서 마련된다. 차폐판(223)은, 일반적으로는, 알루미늄 합금 등의 도전성 재료를 사용하여 원통형으로 구성된다. 차폐판(223)은, 공진 코일(212)의 외주로부터 5 내지 150㎜ 정도 이격해서 배치된다. 통상, 차폐판(223)은 공진 코일(212)의 양단과 전위가 동등해지도록 접지되지만, 공진 코일(212)의 공진수를 정확하게 설정하기 위해서, 차폐판(223)의 일단 또는 양단은, 탭 위치를 조정 가능하게 구성되어 있다. 또는, 공진수를 정확하게 설정하기 위해서, 공진 코일(212)과 차폐판(223)의 사이에 트리밍 캐패시턴스를 삽입해도 된다.
주로, 공진 코일(212), RF 센서(272), 정합기(274)에 의해, 본 실시 형태에 따른 플라스마 생성부가 구성되어 있다. 또한, 플라스마 생성부로서 고주파 전원(273)을 포함해도 된다.
여기서, 본 실시 형태에 따른 장치의 플라스마 생성 원리 및 생성되는 플라스마의 성질에 대하여 상세히 설명한다. 공진 코일(212)에 의해 구성되는 플라스마 발생 회로는 RLC의 병렬 공진 회로로 구성된다. 고주파 전원(273)으로부터 공급되는 고주파 전력의 파장과 공진 코일(212)의 전기적 길이가 동일한 경우, 공진 코일(212)의 공진 조건은, 공진 코일(212)의 용량 성분이나 유도 성분에 의해 만들어내는 리액턴스 성분이 상쇄되어, 순저항이 되는 것이다. 그러나, 상기 플라스마 발생 회로에 있어서는, 플라스마를 발생시킨 경우, 공진 코일(212)의 전압부와 플라스마 사이의 용량 결합의 변동이나, 플라스마 생성 공간(201a)과 플라스마 사이의 유도 결합의 변동, 플라스마의 여기 상태 등에 의해, 실제의 공진 주파수는 근소하지만 변동된다.
그래서, 본 실시 형태에 있어서는, 플라스마 발생 시의 공진 코일(212)에 있어서의 공진의 어긋남을 전원측에서 보상하기 위해서, 플라스마가 발생했을 때의 공진 코일(212)로부터의 반사파 전력을 RF 센서(272)에 있어서 검출하고, 검출된 반사파 전력에 기초하여 정합기(274)가 고주파 전원(273)의 출력을 보정하는 기능을 갖는다.
구체적으로는, 정합기(274)는, RF 센서(272)에 있어서 검출된 플라스마가 발생했을 때의 공진 코일(212)로부터의 반사파 전력에 기초하여, 반사파 전력이 최소로 되도록 고주파 전원(273)의 임피던스 혹은 출력 주파수를 증가 또는 감소시킨다. 임피던스를 제어하는 경우, 정합기(274)는, 미리 설정된 임피던스를 보정하는 가변 콘덴서 제어 회로에 의해 구성되고, 주파수를 제어하는 경우, 정합기(274)는, 미리 설정된 고주파 전원(273)의 발진 주파수를 보정하는 주파수 제어 회로에 의해 구성된다. 또한, 고주파 전원(273)과 정합기(274)는 일체로서 구성되어도 된다.
이러한 구성에 의해, 본 실시 형태에 있어서의 공진 코일(212)에서는, 플라스마를 포함하는 당해 공진 코일의 실제의 공진 주파수에 의한 고주파 전력이 공급되므로(혹은, 플라스마를 포함하는 당해 공진 코일의 실제 임피던스에 정합하도록 고주파 전력이 공급되므로), 위상 전압과 역위상 전압이 항상 상쇄되는 상태의 정재파가 형성된다. 공진 코일(212)의 전기적 길이가 고주파 전력의 파장과 동일한 경우, 코일의 전기적 중점(전압이 제로인 노드)에 가장 높은 위상 전류가 생기된다. 따라서, 전기적 중점의 근방에 있어서는, 처리실 벽이나 서셉터(217)의 용량 결합이 거의 없고, 전기적 포텐셜이 매우 낮은 도넛형의 유도 플라스마가 형성된다.
(공진 코일의 권취 직경)
여기서, 본 실시 형태에 있어서의 공진 코일(212)의 권취 직경에 대하여, 도 2 및 도 3을 이용하여 설명한다.
<비교예에 따른 공진 코일의 권취 직경>
도 2는, 공진 코일(212)의 권취 직경이, 공진 코일(212) 위의 어느 위치에 있어서도 일정한 경우의 예(비교예)에 대하여 도시하고 있다. 즉, 상측 용기(210)의 내벽 표면(내주의 표면)으로부터, 공진 코일(212)의 내경측 표면(상측 용기(210)의 측벽에 면하는 측의 표면, 즉 내주의 표면)까지의 거리(이하, 코일 이격 거리라 칭하는 경우가 있음)를 d1로 했을 때, 이 비교예에서는 d1이 항상 일정하게 되어 있다. 거리 d1은 바람직하게는 10 내지 30㎜의 범위의 소정의 값이며, 예를 들어 15㎜ 정도로 설정된다.
본 비교예의 구성은, 공진 코일(212)의 권취 직경 이외의 점에 있어서는, 상술한 본 실시 형태의 것과 마찬가지이며, 공진 코일(212)의 선로상에 있어서, 공급되는 고주파 전력의 1 파장분의 길이를 갖는 전류 및 전압의 정재파가 형성된다. 도 2의 우측의 파형 중, 파선은 전류를, 실선은 전압을 나타내고 있다. 도 2의 우측의 파형으로 도시된 바와 같이, 공진 코일(212)의 양단(하단과 상단) 및 중점에 있어서 전류의 정재파의 진폭은 최대로 된다.
전류의 진폭이 최대로 되는 위치의 근방에서는 고주파 자계가 형성되고, 이 고주파 자계에 의해 유기된 고주파 전계가 상측 용기(210) 내의 플라스마 생성 공간 내에 공급된 처리 가스의 방전을 발생시킨다. 이 방전에 수반되어 처리 가스가 여기됨으로써, 처리 가스의 플라스마가 생성된다. 이하, 이와 같이 전류의 진폭이 큰 위치(영역)의 근방에 있어서 형성되는 고주파 자계에 의해 생성되는 처리 가스의 플라스마를 ICP(Inductively Coupled Plasma) 성분의 플라스마라고 칭한다. 도 2에 도시된 바와 같이, ICP 성분의 플라스마는, 상측 용기(210) 내의 내벽면을 따른 공간 중, 공진 코일(212)의 양단 및 중점의 근방으로 되는 영역(파선으로 나타내어진 영역)에 도넛형으로 집중적으로 생성된다.
한편, 도 2에서 도시된 바와 같이, 공진 코일(212)의 양단(하단과 상단) 및 중점에 있어서 전압의 정재파의 진폭은 최소(이상적으로는 제로)로 되고, 그 사이의 위치에 있어서 진폭은 최대로 된다. 여기서, 도 2의 좌측의 파형은, 공진 코일(212)로부터 거리 d1의 위치(즉 상측 용기(210)의 내벽면 위치)에 있어서의, 공진 코일(212)의 전압 진폭에 따라서 형성되는 고주파 전계의 강도를 나타내고 있다. 전압의 진폭이 최대로 되는 위치의 근방에서는, 특히 큰 전계 강도를 갖는 고주파 전계가 형성되고, 이 고주파 전계에 의해 상측 용기(210) 내의 플라스마 생성 공간 내에 공급된 처리 가스의 방전이 발생한다. 이 방전에 수반되어 처리 가스가 여기됨으로써, 처리 가스의 플라스마가 생성된다. 이하, 이와 같이 전압의 진폭이 큰 위치(영역)의 근방에 있어서 형성되는 고주파 전계에 의해 생성되는 처리 가스의 플라스마를 CCP(Capacitively Coupled Plasma) 성분의 플라스마라고 칭한다. 도 2에 도시된 바와 같이, ICP 성분의 플라스마는, 상측 용기(210) 내의 내벽면을 따른 공간 중, 공진 코일(212)의 하단과 중점의 사이, 및 상단과 중점 사이의 영역(점선으로 나타내어진 영역)의 각각에 도넛형으로 집중적으로 생성된다.
여기서, CCP 성분의 플라스마로부터는, 라디칼이나 이온 등의 반응종이나 전자(전하)가 생성된다. 그 때 생성된 플러스의 전자(전하)는, CCP 성분의 플라스마를 생성하는 전계에 의해 상측 용기(210)의 내벽측으로 가까이 끌어당겨지고, 상측 용기(210)의 내벽은 플러스의 전자(전하)로 충전된다. 그러면, CCP 성분의 플라스마가 여기됨으로써 생성된 마이너스의 이온(특히, 질량이 큰 마이너스 이온)은, 내벽에 플러스의 전자(전하)에 의해 충전된 내벽을 향해서 가속하고, 충돌한다. 그 때문에, 상측 용기(210)의 내벽면이 스퍼터링되게 되어, 내벽면을 구성하는 재료의 성분이 처리실(201) 내로 방출·확산되어버린다는 과제가 발생한다. 본 실시 형태의 경우, 내벽면을 구성하는 석영 부재가 스퍼터링됨으로써, 석영을 구성하는 실리콘(Si)이나 산소(O) 등의 성분이 처리실(201) 내로 방출된다. 방출된 Si나 O 등의 성분은, 플라스마 처리에 의해 형성되는 질화막 등의 막 내에 불순물로서 도입되고, 막의 특성을 저하시킬 가능성이 있다. 또한, 내벽면이 스퍼터링됨으로써 처리실(201) 내에 파티클이 발생하기도 하고, 파티클이 기판 위의 막 표면에 부착되어 디바이스의 성능이나 수율을 저하시키는 등의 영향을 미칠 가능성이 있다.
따라서, 상측 용기(201)의 내벽면으로의 스퍼터링 발생을 방지한다는 관점에서는, CCP 성분의 플라스마 발생을 억제하는 것이 바람직하다.
<본 실시 형태에 따른 공진 코일의 권취 직경>
도 3은, 본 실시 형태에 따른 공진 코일(212)의 권취 직경과 플라스마 생성의 양태를 나타내고 있다. 본 실시 형태에 따른 공진 코일(212)의 권취 직경이 공진 코일(212) 위의 위치에 따라서 상이하게 구성되어 있는 점에서 비교예의 것과 서로 다르다.
도 3에서 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서도, 공진 코일(212)의 선로상에 있어서, 공급되는 고주파 전력의 1 파장분의 길이를 갖는 전류 및 전압의 정재파가 형성된다. 따라서, 공진 코일(212)의 양단(하단과 상단) 및 중점에 있어서 전류의 정재파의 진폭이 최대로 된다. 즉, 공진 코일(212)의 양단(하단과 상단) 및 중점을 있어서 전압의 정재파의 진폭이 최소(이상적으로는 제로)로 되고, 그 사이의 위치에 있어서 진폭이 최대로 된다.
여기서, 본 실시 형태에서는, 이들 점(본 실시 형태에서는 3점)에 있어서의 코일 이격 거리가, 공진 코일(212)의 전체 구간 중에서 최소의 거리로 되도록, 코일의 권취 직경을 설정하고 있다. 본 실시 형태에서는, 이 최소의 거리를 거리 d1로 하고 있다. 보다 구체적으로는, 본 실시 형태에서는, 공진 코일(212)의 하단으로부터 상측 용기의 외주 1회 감기분의 구간, 중점을 중앙으로 하여 동일하게 1회 감기분의 구간 및 상단으로부터 동일하게 1회 감기분의 구간에 있어서의 코일 이격 거리를 d1로 하도록 코일의 감기 직경을 설정하고 있다. 본 실시 형태에서는, 전류의 정재파의 진폭이 최대로 되는 점에 있어서의 코일 이격 거리가 공진 코일(212)의 전체 구간 중에서 최소의 거리로 되도록 코일의 권취 직경을 설정하고 있으므로, 상측 용기(210) 내의 내벽면을 따른 공간에 있어서, ICP 성분의 플라스마를 가장 집중적으로 생성할 수 있다(즉, 가장 고밀도의 ICP 성분의 플라스마를 생성할 수 있음).
한편, 본 실시 형태에서는, 공진 코일(212) 위의 전압의 정재파의 진폭이 최대로 되는 점(본 실시 형태에서는 2점)에 있어서의 코일 이격 거리를, d1과는 달리, 또한, 공진 코일(212)의 전체 구간 중에서 최대의 거리 d2로 하고 있다. 보다 구체적으로는, 본 실시 형태에서는, 코일 이격 거리를 d1로 하는 구간 이외의 구간으로서, 공진 코일(212) 위의 전압의 정재파의 진폭이 최대로 되는 점(본 실시 형태에서는 2점)을 적어도 포함하는 구간에 있어서의 코일 이격 거리를, d1보다 큰 최대 거리 d2로 하고 있다.
공진 코일(212)에 의한 형성되는 고주파 전계의 강도는, 공진 코일(212)로부터의 거리에 반비례한다. 따라서, 도 3의 좌측의 파형으로 나타낸 바와 같이, 거리 d1을 거리 d2로 함으로써, 상측 용기(210)의 내벽면 위치에 있어서의, 공진 코일(212)의 전압 진폭에 따라서 형성되는 고주파 전계의 강도는 저감되게 된다. 예를 들어, 거리 d1을 d2=35㎜로 변경한 경우, 상측 용기(210)의 내벽면 위치에 있어서의 전계 강도는, 15㎜/35㎜=약 0.43배로 저감된다.
전압의 진폭이 큰 위치(영역)의 근방에 있어서 형성되는 고주파 전계의 강도가 저감되기 때문에, 이 고주파 전계에 의해 생성되는 처리 가스의 CCP 성분의 플라스마 형성이 억제되고, 플라스마 밀도가 저하된다. 따라서, CCP 성분의 플라스마로부터 생성되는 마이너스 이온과 플러스의 전자(전하)가 감소하고, 또한, 공진 코일(212)에 의해 형성되는 전계의 강도가 저감되므로, 이들 마이너스 이온이 이 전계에 의해 상측 용기(210)의 내벽에 충전된 플러스의 전자(전하)를 향해 가속하고, 상측 용기(210)의 내벽면을 스퍼터링한다는 현상이 억제된다.
즉, 내벽면을 구성하는 재료의 성분이 처리실(201) 내로 방출·확산되어 버리는 것을 억제할 수 있다. 특히 본 실시 형태의 경우, 비교예의 경우에 비하여, 내벽면을 구성하는 석영 부재의 Si나 O 등의 성분이 처리실(201) 내로 방출되는 양을 저감할 수 있다. 방출되는 Si나 O의 양이 저감되기 때문에, 플라스마 처리에 의해 형성되는 질화막 등의 막 내에 불순물로서 도입되는 것을 억제하고, 막의 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 내벽면이 스퍼터링됨으로써 처리실(201) 내에 발생하는 파티클의 양도 저감되므로, 디바이스의 성능이나 수율을 향상시킬 수도 있다. 또한, 내벽면으로의 스퍼터링 발생을 억제하므로, 상측 용기(210)의 손상도 억제할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 전압의 정재파의 진폭이 최대로 되는 점에 있어서의 코일 이격 거리가 공진 코일(212)의 전체 구간 중에서 최대의 거리로 되도록 코일의 권취 직경을 설정하고 있으므로, 상측 용기(210) 내의 내벽면을 따른 공간에 있어서, CCP 성분의 플라스마가 생성되는 것을 선택적으로 억제할 수 있다.
또한, 거리 d1 및 d2의 구체적인 값은, 공진 코일(212)에 공급되는 고주파 전력의 크기나, 공진 코일(212)의 굵기, 허용되는 막 내로의 불순물의 도입량이나 파티클량, 원하는 (특히 상측 용기(210)의 주(周) 방향에 있어서의) 플라스마 밀도의 균일성의 정도 등의 다른 조건에 따라서 적절히 조정해도 된다.
<거리 d2의 값에 대하여>
상측 용기(210)의 내벽면 위치에 있어서의 전계 강도를 저감한다는 관점에서는, 거리 d2는 가능한 한 큰 쪽이 바람직하다. 단, CCP 성분의 플라스마에 의한 생성되는 반응종도 기판의 플라스마 처리에 이용한다는 관점도 고려하여, 거리 d2를 d1보다 큰 소정의 범위의 값으로 할 수도 있다. 예를 들어, 거리 d2를 30 내지 50㎜의 범위의 값으로 함으로써, 스퍼터링의 발생을 억제하면서, 반응종의 생성 효율을 허용 범위 내로 유지하는 것도 가능하다. 스퍼터링의 발생을 억제하는 효과를 충분히 얻기 위해서는, 거리 d1과 d2의 비율(d1/d2)을 0.5 이하로 하는 것이 바람직하다. 단, d2를 크게 하면 코일 직경이 확대되고, 장치의 풋프린트의 증대 등을 초래하기 때문에, 실용적으로는, 0.1 내지 0.5의 범위인 것이 보다 바람직하다.
<거리 d1로 하는 구간의 공진 코일의 감기수에 대하여>
본 실시 형태에서는 특히, 공진 코일(212)의 하단으로부터 상측 용기의 외주를 따라서 1회 감기분의 구간, 중점을 중앙으로 하여 동일하게 1회 감기분의 구간 및 상단으로부터 동일하게 1회 감기분의 구간이라는 3개의 구간에 있어서, 코일 이격 거리를 거리 d1로 하고 있다.
한편, 스퍼터링 발생을 억제한다는 관점에서는, 전류의 정재파의 진폭이 최대로 되는 공진 코일(212)의 양단(하단과 상단) 및 중점만을 거리 d1로 하여 상측 용기(210)에 접근하고, 그 이외의 구간을 모두 거리 d2로 하여 상측 용기(210)로부터 멀리 떨어지게 하는 것도 생각된다. 그러나 이 경우, 이들 3점의 근방 위치만에 있어서 상측 용기(210) 내에서 발생하는 플라스마 밀도가 커지게 되어, 공진 코일(212)의 주 방향(즉 상측 용기의 주 방향)에 있어서, 상측 용기(210) 내에서 발생하는 플라스마 밀도의 치우침이 커진다. 본 실시 형태에서는, 이들 3점으로부터 상측 용기(210)의 외주를 따라서 적어도 1회 감기분의 구간에서 코일 이격 거리를 거리 d1로 함으로써, 공진 코일(212)의 주 방향에 있어서의 플라스마 밀도의 치우침을 작게 할 수 있다.
또한, 이와 같이 코일 이격 거리를 거리 d1로 하는 구간을 특히 1회 감기분의 구간으로 함으로써, 발생하는 고주파 전계의 강도가 최소(이상적으로는 제로)로 되는 코일 위의 위치(상단, 중점, 하단)와 그 근방 구간만에 대하여, 코일 이격 거리를 최소로 하고 있다. 즉, 상술한 공진 코일(212)의 주 방향에 있어서의 플라스마 밀도의 치우침 발생을 방지한다는 조건을 충족하는 범위에서, 고주파 전계를 발생시키는 구간 중 코일 이격 거리가 최소로 되는 구간을 가장 짧게 하고 있다. 따라서, 고주파 전계에 기인하는 CCP 성분의 플라스마 생성을 억제하는 데 본 실시 형태는 적합하다.
또한, 다른 실시예로서, 거리 d1로 한 구간에 의해 생성되는 플라스마의 밀도의 공진 코일(212)의 주 방향에 있어서의 치우침을 더욱 작게 하기 위해서, 이들 3점으로부터 상측 용기(210)의 외주를 따라서 복수 감기분의 구간에 대하여 코일 이격 거리를 거리 d1로 할 수도 있다. 단, 이 경우, 공진 코일(212) 위에 있어서 이들 3점으로부터의 거리가 커질수록, 그 위치에서 형성되는 고주파 전계의 강도가 커지게 되어, CCP 성분의 플라스마 밀도가 커지기 때문에, 스퍼터링의 억제 효과는 저하된다. 따라서, 스퍼터링의 억제 효과를 보다 크게 얻기 위해서는, 거리 d1로 하는 구간을 특히 1회 감기분으로 하는 것이 바람직하다.
<중점을 포함하는 구간에 있어서의 공진 코일의 형상에 대하여>
또한, 특히 공진 코일(212)의 중점을 포함하는 1회 감기분의 구간에 대해서는, 그 구간의 양단이 (공진 코일(212)의 축방향에서 볼 때) 중첩되는 부분의 근방에서, 고주파 자계가 중첩됨으로써 그 강도가 1회 감기분의 구간 내의 다른 구간보다도 커지기 쉽고, 상측 용기(210)의 주 방향에 있어서의 플라스마 밀도의 치우침이 발생하기 쉽다. 그래서, 다른 실시예로서, 도 9에 도시한 바와 같이, 거리 d1로 한 1회 감기분의 구간에 있어서의 공진 코일(212)의 중심축 위치 B(수평 방향에 있어서의 중심 위치)를, 상측 용기(210)의 중심축 위치 A(수평 방향에 있어서의 중심 위치)로부터, 이 양단이 중첩되는 부분 C의 방향으로 어긋나도록, 공진 코일(212)을 형성해도 된다.
또한, 상술한 플라스마 밀도의 치우침을 저감하기 위해서, 또 다른 실시예로서, 1회 감기분의 구간의 양단이 중첩되는 부분의 근방 구간에 있어서의 코일 이격 거리를, 1회 감기분의 구간 내의 다른 구간보다도 커지도록 공진 코일(212)의 1회 감기분의 구간을 형성해도 된다. 또한, 1회 감기분의 구간에 있어서 고주파 자계의 강도가 가장 커지는 공진 코일(212)의 중점에 대해서도, 코일 이격 거리가 1회 감기분의 구간 내의 다른 구간보다도 커지도록 공진 코일(212)을 형성해도 된다.
<거리 d1 또는 d2로 하는 구간 이외의 구간에 있어서의 코일 이격 거리에 대하여>
또한, 본 실시 형태에서는, 상술한 거리 d1로 하는 구간 이외의 구간 전체를, 코일 이격 거리가 거리 d2로 되도록 설정함으로써, CCP 성분의 플라스마에 의한 스퍼터링의 발생을 최소한으로 억제하고 있다. 한편, 본 실시 형태의 변형예로서, (CCP 성분의 플라스마를 형성하는) 공진 코일(212)에 의한 형성되는 고주파 전계 또는 고주파 자계의 강도에 따라서, 상술한 거리 d1 또는 d2로 하는 구간 이외의 구간에 있어서의 코일 이격 거리를 조정해도 된다.
본 변형예에서는, 공진 코일(212) 위의 전압의 정재파의 진폭이 최대로 되는 점에서는 코일 이격 거리를 최대(본 변형예에서는 거리 d2)로 하고, 전압의 정재파의 진폭이 최대로 되는 점과 최소로 되는 점 사이의 구간에서는, ICP 성분의 플라스마와 CCP 성분의 플라스마의 밸런스를 고려하여 코일 이격 거리를 d1로부터 d2 사이의 값으로 설정한다. 보다 구체적으로는, 예를 들어 도 10에 도시한 구성과 같이, 전압의 정재파의 진폭이 최대로 되는 점 또는 그 근방(길어도 1회 감기분)만에 있어서 코일 이격 거리를 d2로 한다. 또한, 전압의 정재파의 진폭이 최대로 되는 점과 최소로 되는 점 사이의 구간에서는, 전압의 정재파의 진폭이 최대로 되는 점으로부터 이격됨에 따라서(즉, 전압의 정재파의 진폭이 작아짐에 따라서), 코일 이격 거리도 작아지도록(즉 거리 d1에 근접하도록) 설정한다. 예를 들어, 전압의 정재파의 진폭에 비례하도록 코일 이격 거리를 작게 해도 된다. 이와 같이 코일 이격 거리를 설정함으로써, CCP 성분의 플라스마에 의한 스퍼터링의 억제 효과는 본 실시 형태보다도 떨어지지만, 공진 코일(212)로의 공급 전력에 대한 플라스마의 생성 효율을 본 실시 형태보다도 높이는 것이 가능하다.
(제어부)
제어부로서의 컨트롤러(221)는, 신호선 A를 통해서 APC 밸브(242), 밸브(243b) 및 진공 펌프(246)를, 신호선 B를 통해서 서셉터 승강 기구(268)를, 신호선 C를 통해서 히터 전력 조정 기구(276) 및 임피던스 가변 기구(275)를, 신호선 D를 통해서 게이트 밸브(244)를, 신호선 E를 통하여 RF 센서(272), 고주파 전원(273) 및 정합기(274)를, 신호선 F를 통하여 MFC(252a 내지 252c) 및 밸브(253a 내지 253c, 243a)를, 각각 제어하도록 구성되어 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(221)는, CPU(Central Processing Unit)(221a), RAM(Random Access Memory)(221b), 기억 장치(221c), I/O 포트(221d)를 구비한 컴퓨터로서 구성되어 있다. RAM(221b), 기억 장치(221c), I/O 포트(221d)는, 내부 버스(221e)를 통해 CPU(221a)와 데이터 교환 가능하도록 구성되어 있다. 컨트롤러(221)에는, 예를 들어 터치 패널이나 디스플레이 등으로서 구성된 입출력 장치(222)가 접속되어 있다.
기억 장치(221c)는, 예를 들어 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성되어 있다. 기억 장치(221c) 내에는, 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 프로그램 레시피 등이 판독 가능하게 저장되어 있다. 프로세스 레시피는, 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 수순을 컨트롤러(221)에 실행시키고, 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로그램 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여, 단순히 프로그램이라고도 한다. 또한, 본 명세서에 있어서 프로그램이라는 말을 사용한 경우에는, 프로그램 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한, RAM(221b)은, CPU(221a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 유지되는 메모리 영역(워크 에어리어)으로서 구성되어 있다.
I/O 포트(221d)는, 상술한 MFC(252a 내지 252c), 밸브(253a 내지 253c, 243a, 243b), 게이트 밸브(244), APC 밸브(242), 진공 펌프(246), RF 센서(272), 고주파 전원(273), 정합기(274), 서셉터 승강 기구(268), 임피던스 가변 기구(275), 히터 전력 조정 기구(276) 등에 접속되어 있다.
CPU(221a)는, 기억 장치(221c)로부터의 제어 프로그램을 판독해서 실행함과 함께, 입출력 장치(222)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라서 기억 장치(221c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성되어 있다. 그리고, CPU(221a)는, 판독된 프로세스 레시피의 내용을 따르도록, I/O 포트(221d) 및 신호선 A를 통하여 APC 밸브(242)의 개방도 조정 동작, 밸브(243b)의 개폐 동작 및 진공 펌프(246)의 기동·정지를, 신호선 B를 통하여 서셉터 승강 기구(268)의 승강 동작을, 신호선 C를 통하여 히터 전력 조정 기구(276)에 의한 히터(217b)로의 공급 전력량 조정 동작(온도 조정 동작)이나, 임피던스 가변 기구(275)에 의한 임피던스값 조정 동작을, 신호선 D를 통하여 게이트 밸브(244)의 개폐 동작을, 신호선 E를 통하여 RF 센서(272), 정합기(274) 및 고주파 전원(273)의 동작을, 신호선 F를 통하여 MFC(252a 내지 252c)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 및 밸브(253a 내지 253c, 243a)의 개폐 동작 등을 제어하도록 구성되어 있다.
컨트롤러(221)는, 외부 기억 장치(예를 들어, 자기 테이프, 플렉시블 디스크나 하드디스크 등의 자기디스크, CD나 DVD 등의 광디스크, MO 등의 광자기디스크, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리)(223)에 저장된 상술한 프로그램을 컴퓨터에 인스톨함으로써 구성할 수 있다. 기억 장치(221c)나 외부 기억 장치(223)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성되어 있다. 이하, 이들을 총칭하여, 단순히 기록 매체라고도 한다. 본 명세서에 있어서, 기록 매체라는 말을 사용한 경우에는, 기억 장치(221c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(223) 단체만을 포함하는 경우 또는, 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한, 컴퓨터로의 프로그램의 제공은, 외부 기억 장치(223)를 사용하지 않고, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 행해도 된다.
(2) 기판 처리 공정
다음으로, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정에 대하여, 주로 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5는, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 나타내는 흐름도이다. 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정은, 예를 들어 플래시 메모리 등의 반도체 디바이스의 제조 공정의 일 공정으로서, 상술한 처리 장치(100)에 의해 실시된다. 이하의 설명에 있어서, 처리 장치(100)를 구성하는 각 부의 동작은, 컨트롤러(221)에 의해 제어된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정에서 처리되는 웨이퍼(200)의 표면에는, 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이, 적어도 표면이 실리콘의 층으로 구성되고, 애스펙트비가 높은 요철부를 갖는 트렌치(301)가 미리 형성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 트렌치(301)의 내벽에 노출된 실리콘층에 대해서, 플라스마를 사용한 처리로서 질화 처리를 행한다. 트렌치(301)는, 예를 들어 웨이퍼(200) 위에 소정의 패턴을 실시한 마스크층(302)을 형성하고, 웨이퍼(200) 표면을 소정 깊이까지 에칭함으로써 형성되어 있다.
(기판 반입 공정 S110)
우선, 상기의 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내에 반입한다. 구체적으로는, 서셉터 승강 기구(268)가 웨이퍼(200)의 반송 위치까지 서셉터(217)를 하강시켜, 서셉터(217)의 관통 구멍(217a)에 웨이퍼 밀어올림 핀(266)을 관통시킨다. 그 결과, 웨이퍼 밀어올리기 핀(266)이, 서셉터(217) 표면보다도 소정의 높이 분만큼 돌출된 상태로 된다.
계속해서, 게이트 밸브(244)를 개방하고, 처리실(201)에 인접하는 진공 반송실로부터, 웨이퍼 반송 기구(도시생략)를 사용하여 처리실(201) 내에 웨이퍼(200)를 반입한다. 반입된 웨이퍼(200)는, 서셉터(217)의 표면으로부터 돌출된 웨이퍼 밀어올림 핀(266) 위에 수평 자세로 지지된다. 처리실(201) 내에 웨이퍼(200)를 반입하면, 웨이퍼 반송 기구를 처리실(201) 밖으로 퇴피시키고, 게이트 밸브(244)를 폐쇄하여 처리실(201) 내를 밀폐한다. 그리고, 서셉터 승강 기구(268)가 서셉터(217)를 상승시킴으로써, 웨이퍼(200)는 서셉터(217)의 상면에 지지된다.
(승온·진공 배기 공정 S120)
계속해서, 처리실(201) 내에 반입된 웨이퍼(200)의 승온을 행한다. 히터(217b)는 미리 가열되어 있으며, 히터(217b)가 매립된 서셉터(217) 위에 웨이퍼(200)를 유지함으로써, 예를 들어 150 내지 750℃의 범위 내의 소정값으로 웨이퍼(200)를 가열한다. 여기에서는, 웨이퍼(200)의 온도가 700℃가 되도록 가열한다. 또한, 웨이퍼(200)의 승온을 행하는 동안, 진공 펌프(246)에 의해 가스 배기관(231)을 통해 처리실(201) 내를 진공 배기하고, 처리실(201) 내의 압력을 소정의 값으로 한다. 진공 펌프(246)는, 적어도 후술하는 기판 반출 공정 S160이 종료될 때까지 작동시켜 둔다.
(반응 가스 공급 공정 S130)
다음으로, 반응 가스로서, 질소 함유 가스인 N2 가스와 수소 함유 가스인 H2 가스의 공급을 개시한다. 구체적으로는, 밸브(253a 및 253b)를 개방하여, MFC(252a 및 252b)로 유량 제어하면서, 처리실(201) 내로 N2 가스 및 H2 가스의 공급을 개시한다. 이때, N2 가스의 유량을, 예를 들어 20 내지 5000sccm, 바람직하게는 20 내지 1000sccm의 범위 내의 소정값으로 한다. 또한, H2 가스의 유량을, 예를 들어 20 내지 1000sccm, 바람직하게는 20 내지 500sccm의 범위 내의 소정값으로 한다. N2 가스와 H2 가스의 유량비는, N2 가스:H2 가스=1:10 내지 10:1의 범위 내의 소정의 비율이며, 예를 들어 1:1로 한다.
또한, 처리실(201) 내의 압력이, 1 내지 250Pa의 범위 내의 소정의 압력으로서, 바람직하게는 1 내지 5Pa가 되도록, APC 밸브(242)의 개방도를 조정하여 처리실(201) 내의 배기를 제어한다. 이와 같이, 후술하는 플라스마 처리 공정 S140의 종료 시까지 N2 가스 및 H2 가스의 공급을 계속한다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 질소 함유 가스로서, N2 가스와 H2 가스의 혼합 가스를 공급하는 예에 대하여 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않고, N2 가스나 암모니아(NH3) 등을 사용하는 경우에도 적용할 수 있다.
(플라스마 처리 공정 S140)
처리실(201) 내의 압력이 안정되면, 공진 코일(212)에 대해서 고주파 전원(273)으로부터 RF 센서(272)를 통해 고주파 전력의 인가를 개시한다. 본 실시 형태에서는, 고주파 전원(273)으로부터 공진 코일(212)로 27.12㎒의 고주파 전력을 공급한다. 공진 코일(212)에 공급하는 고주파 전력은, 예를 들어 100 내지 5000W의 범위 내의 소정의 전력으로서, 바람직하게는 100 내지 3500W이며, 보다 바람직하게는 약 3500W로 한다. 전력이 100W보다 낮은 경우, 플라스마 방전을 안정적으로 발생시키는 것이 어렵다.
이에 의해, N2 가스 및 H2 가스가 공급되어 있는 상측 용기(210) 내의 플라스마 생성 공간에 유도 플라스마가 여기된다. 플라스마 형상의 N2 가스 및 H2 가스는 해리하고, 질소를 포함하는 질소 라디칼(질소 활성종)이나 질소 이온, 수소를 포함하는 수소 라디칼(수소 활성종)이나 수소 이온, 등의 반응종이 생성된다. 유도 플라스마에 의해 생성된 라디칼과 가속되지 않는 상태의 이온은 웨이퍼(200)의 표면에 균일하게 공급되며, 웨이퍼(200)의 표면에 형성되어 있는 실리콘층과 균일하게 반응하고, Si층을 스텝 커버리지가 양호한 SiN층으로 개질한다.
그 후, 소정의 처리 시간, 예를 들어 10 내지 300초가 경과하면, 고주파 전원(273)으로부터의 전력의 출력을 정지하여, 처리실(201) 내에 있어서의 플라스마 방전을 정지한다. 또한, 밸브(253a 및 253b)를 폐쇄하여, N2 가스 및 H2 가스의 처리실(201) 내로의 공급을 정지한다. 이상에 의해, 플라스마 처리 공정 S140이 종료된다.
(진공 배기 공정 S150)
N2 가스 및 H2 가스의 공급을 정지하면, 가스 배기관(231)을 통해 처리실(201) 내를 진공 배기한다. 이에 의해, 처리실(201) 내의 N2 가스나 H2 가스, 이들 가스의 반응에 의해 발생한 배기 가스 등을 처리실(201) 밖으로 배기한다. 그 후, APC 밸브(242)의 개방도를 조정하고, 처리실(201) 내의 압력을 처리실(201)에 인접하는 진공 반송실(웨이퍼(200)의 반출처. 도시생략)과 동일한 압력(예를 들어 100Pa)으로 조정한다.
(기판 반출 공정 S160)
처리실(201) 내가 소정의 압력으로 되면, 서셉터(217)를 웨이퍼(200)의 반송 위치까지 하강시켜, 웨이퍼 밀어올림 핀(266) 위에 웨이퍼(200)를 지지시킨다. 그리고, 게이트 밸브(244)를 개방하여, 웨이퍼 반송 기구를 사용하여 웨이퍼(200)를 처리실(201) 밖으로 반출한다. 이상에 의해, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 종료한다.
(본 실시 형태의 효과)
본 실시 형태의 효과에 대하여, 발명자가 행한 검증 결과를 기초로 설명한다.
이하의 제1 검증 및 제2 검증에서는, 모두 상술한 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 사용하였다. 단, 비교예 1 및 2는, 공진 코일(212)의 권취 직경을, 거리 d1=15㎜로 일정하게 하고 있으며, 실시예 1 내지 4는, 공진 코일(212)의 권취 직경을, 상술한 실시예와 같이, 공진 코일(212) 위의 위치에 따라 거리 d1과 d2로 상이하게 하고 있다는 점에서 서로 다르다.
<제1 검증>
제1 검증에서는, 피처리 기판인 웨이퍼(200)로서 Si 베어 웨이퍼를 사용하고, Si 베어 웨이퍼에 대해서 상술한 실시 형태에 있어서의 질화 처리를 실시하여, 기판 표면 위에 실리콘 질화막(SiN막)을 형성하였다. 그리고, 형성된 SiN막 내에 포함되는 산소 농도를 측정함으로써, 질화 처리에 의해 막 내에 도입되는 산소 성분의 양을 평가하였다. 비교예 1, 실시예 1에서는 모두, 두께가 15Å인 SiN막을 형성하는 질화 처리를 행하였다. 또한, 비교예 1, 실시예 1에 있어서, 반응 가스 공급 공정 S130에 있어서 처리실(201)에 공급되는 N2 가스 및 H2 가스의 유량은 각각 100sccm 및 50sccm으로 하고, 처리실(201) 내의 압력은 5Pa로 하며, 웨이퍼의 온도는 700℃로 하였다. 또한, 공진 코일(212)에 공급하는 고주파 전력의 크기 및 공급 시간은 각각, 500W/120초, 및 350W/120초로 하였다.
도 7에 제1 검증의 결과를 나타낸다. 종축은 각 예에 있어서 형성된 SiN막 내에 포함되는 산소 농도(원자 농도)를 나타내고 있다. 또한, 우단의 「레퍼런스(미처리)」란, 질화 처리를 행하지 않는, 미처리의 Si 베어 웨이퍼의 표층 산소 농도를 평가한 결과이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 비교예 1에 있어서의 SiN막 내의 산소 농도는 24.5atomic％인데 비하여, 본 실시 형태에 따른 실시예 1에 있어서의 SiN막 내의 산소 농도는 17.9atomic％로 되어 있으며, 비교예 1에 대해서 실시예 1에 있어서의 막 내에 도입되는 산소량이 명백하게 저감되고 있음을 알 수 있다. 즉, 공진 코일(212)의 권취 직경을 본 실시 형태와 같이 설정함으로써, 상측 용기(210)의 내벽면의 스퍼터링에 기인하는 산소 성분의 방출·확산이 억제되는 것이 추측된다. 또한, 레퍼런스로서의 미처리 Si 베어 웨이퍼의 표층에 산소가 7.5atomic％ 포함되어 있는 것은, Si 베어 웨이퍼가 자연 산화함으로써 산소가 도입되어 있기 때문이다.
<제2 검증>
제2 검증에서는, 피처리 기판인 웨이퍼(200)로서, 표면에 산화알루미늄막(AlO막)이 형성된 웨이퍼를 사용하고, AlO막에 대해서 상술한 실시 형태에 있어서의 질화 처리를 실시하여, 기판 표면 위에 산질화알루미늄막(AlON막)을 형성하였다. 그리고, 형성된 AlON막 내에 포함되는 실리콘 농도를 측정함으로써, 질화 처리에 의해 막 내에 도입되는 실리콘 성분의 양을 평가하였다. 비교예 2, 실시예 2 내지 4에 있어서는, 모두, 반응 가스 공급 공정 S130에 있어서 처리실(201)에 공급되는 N2 가스의 유량을 200sccm으로 하고, H2 가스의 유량을 0sccm으로 하였다(즉 N2 가스만을 공급하였다). 또한, 처리실(201) 내의 압력은 5Pa로 하고, 웨이퍼의 온도는 700℃로 하였다. 또한, 공진 코일(212)에 공급하는 고주파 전력의 크기 및 공급 시간은 각각, 1㎾/300초, 1.5㎾/300초, 1㎾/120초, 500W/300초로 하였다.
도 8에 제2 검증의 결과를 나타낸다. 종축은 각 예에 있어서 형성된 AiON막 내에 포함되는 실리콘 농도(원자 농도)를 나타내고 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 비교예 2에 있어서의 AlON막 내의 실리콘 농도는 5.2atomic％인데 비하여, 본 실시 형태에 따른 실시예 2 내지 4에 있어서의 AlON막 내의 실리콘 농도는 각각, 1.1atomic％, 0.3atomic％, 0.2atomic％로 되어 있으며, 비교예 2에 대해서 실시예 2 내지 4에 있어서의 막 내에 도입되는 실리콘량이 명백하게 저감되고 있음을 알 수 있다. 특히 비교예 2보다도 고주파 전력의 값을 크게 한 실시예 2에 있어서도, 도입되는 실리콘량이 대폭 저감된다는 결과가 얻어지고 있다. 즉, 공진 코일(212)의 권취 직경을 본 실시 형태와 같이 설정함으로써, 상측 용기(210)의 내벽면의 스퍼터링에 기인하는 실리콘 성분의 방출·확산이 억제되는 것이 추측된다.
<본 발명의 다른 실시 형태>
상술한 실시 형태에서는, 공진 코일(212)의 상단, 하단, 및 중점에 있어서의 코일 이격 거리를 d1로 하고 있지만, 다른 실시 형태로서, 도 11에 도시한 바와 같이, 공진 코일(212)의 상단 및 하단에 있어서의 코일 이격 거리도, 중점 이외의 구간과 마찬가지로 거리 d2로 하도록 공진 코일(212)을 구성할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 공진 코일(212)의 중점을 포함하는, 상측 용기(210)의 외주를 따라서 1회 감기분의 구간만에 대하여, 코일 이격 거리를 d1로 하고 있다.
여기서, 상술한 실시 형태에서는, 공진 코일(212)의 상단 및 하단의 근방에서 발생하는 플라스마에 비하여 중점의 근방에서 발생하는 플라스마의 쪽이, 상측 용기(210)의 주 방향에 있어서의 밀도의 균일성에 있어서 우수한 경향이 있다. 그래서 본 실시 형태에서는, 공진 코일(212)의 상단 및 하단에 있어서의 코일 이격 거리를 크게 하여 이들 위치로부터 발생하는 고주파 자계의 상측 용기(210) 내에 있어서의 강도를 저하시키고, 중점의 근방에서 발생하는 균일성이 우수한 플라스마만을 선택적으로 생성시킨다. 따라서, 상측 용기(210)의 주 방향에 있어서의 플라스마 밀도의 균일성을 향상시킨다는 관점에서는, 본 실시 형태는 상술한 실시 형태보다도 일반적으로 바람직하다. 단, 반응종의 생성 효율을 중시하는 관점에서는, 공진 코일(212)의 상단 및 하단의 근방에서 발생하는 플라스마도 이용하는 상술한 실시 형태의 쪽이 바람직하다.
<본 발명의 또 다른 실시 형태>
상술한 실시 형태에서는, 플라스마를 사용하여 기판 표면에 대해서 질화 처리를 행하는 예에 대하여 설명하였지만, 그 밖에도, 처리 가스로서 산소 함유 가스를 사용한 산화 처리에 대해서 적용할 수 있다. 또한, 질화 처리나 산화 처리에 한정되지 않고, 플라스마를 사용하여 기판에 대해서 처리를 실시하는 모든 기술에 적용할 수 있다. 예를 들어, 플라스마를 사용하여 행하는 기판 표면에 형성된 막에 대한 개질 처리나 도핑 처리, 산화막의 환원 처리, 당해 막에 대한 에칭 처리, 레지스트의 애싱 처리 등에 적용할 수 있다. 또한, 상술한 실시 형태에서는, 스퍼터링이 발생할 수 있는 상측 용기(210)의 재질로서 석영을 사용하는 예에 대하여 설명하였지만, 그 밖에도, Al2O3이나 질화 실리콘(SiC) 등의 다른 재질을 사용하는 경우에도 적용할 수 있다. 즉, 상측 용기(210)를 구성하는 재질에 포함되는 성분이, 피처리 대상에 도입되는 것을 억제하거나, 파티클이 발생하는 것을 억제하거나 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 처리실 내에 있어서 처리 가스를 플라스마 여기할 때 발생하는 처리실 내벽 등에 대한 스퍼터링 발생을 저감시킬 수 있다.
100: 처리 장치
200: 웨이퍼
201: 처리실
212: 공진 코일
217: 서셉터

Claims (12)

  1. 처리 가스가 플라스마 여기되는 플라스마 용기와,
    상기 플라스마 용기에 연통하는 기판 처리실과,
    상기 플라스마 용기 내에 상기 처리 가스를 공급하도록 구성되는 가스 공급계와,
    상기 플라스마 용기의 외주에 권회하도록 마련되고, 고주파 전력을 공급되도록 구성되는 코일을 갖고,
    상기 코일은, 일단으로부터 타단까지의 사이의 소정 위치에 있어서의 상기 코일의 내주로부터 상기 플라스마 용기의 내주까지의 거리가, 다른 위치에 있어서의 상기 코일의 내주로부터 상기 플라스마 용기의 내주까지의 거리와 상이하게 형성되며, 또한, 상기 코일에 인가되는 전압의 정재파의 진폭이 최대로 되는 위치에 있어서의 상기 코일의 내주로부터 상기 플라스마 용기의 내주까지의 거리가 최대로 되도록 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코일은, 상기 코일에 인가되는 전압의 정재파의 진폭이 최소로 되는 위치의 적어도 하나에 있어서, 상기 코일의 내주로부터 상기 플라스마 용기의 내주까지의 거리가 최소로 되도록 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코일은, 상기 코일에 공급되는 전류의 정재파의 진폭이 최대로 되는 위치의 적어도 하나에 있어서, 상기 코일의 내주로부터 상기 플라스마 용기의 내주까지의 거리가 최소로 되도록 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 코일에 공급되는 전류의 정재파의 진폭이 최대로 되는 위치의 적어도 하나는 상기 코일의 중점이며,
    상기 코일은, 상기 코일의 중점에 있어서의 상기 코일의 내주로부터 상기 플라스마 용기의 내주까지의 거리가 최소로 되도록 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 코일에 공급되는 전류의 정재파의 진폭이 최대로 되는 위치는, 상기 코일의 일단 및 다단을 포함하고 있으며,
    상기 코일은, 상기 코일의 일단으로부터 상기 플라스마 용기의 외주를 1회 감기 하는 구간, 상기 코일의 다단으로부터 상기 플라스마 용기의 외주를 1회 감기 하는 구간, 및 상기 코일의 중점을 중앙으로 하여 상기 플라스마 용기의 외주를 1회 감기 하는 구간만에 있어서, 상기 코일의 내주로부터 상기 플라스마 용기의 내주까지의 거리가 최소로 되도록 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 코일은, 상기 코일의 중점을 중앙으로 하여 상기 플라스마 용기의 외주를 복수회 권회하는 구간에 있어서, 상기 코일의 내주로부터 상기 플라스마 용기의 내주까지의 거리가 최소로 되도록 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 코일은, 상기 코일의 중점을 중앙으로 하여 상기 플라스마 용기의 외주를 1회 감기 하는 구간만에 있어서, 상기 코일의 내주로부터 상기 플라스마 용기의 내주까지의 거리가 최소로 되도록 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 코일은, 상기 코일에 인가되는 전압의 정재파의 진폭이 최대로 되는 위치에서 이격됨에 따라서, 상기 코일의 내주로부터 상기 플라스마 용기의 내주까지의 거리가 작아지도록 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 코일에 고주파 전력을 공급하도록 구성되는 고주파 전원과,
    상기 코일로부터의 반사 전력의 값을 검출하는 센서와,
    상기 센서에 의해 검출되는 상기 반사 전력의 값에 기초하여, 상기 반사 전력이 최소로 되도록 상기 고주파 전원을 제어하도록 구성되는 제어부
    를 갖는 기판 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 코일은 상기 고주파 전력의 파장의 1배의 전기적 길이를 갖고 있는, 기판 처리 장치.
  11. 플라스마 용기에 연통하는 기판 처리실에 기판을 반입하는 공정과,
    처리 가스를 상기 플라스마 용기 내에 공급하는 공정과,
    상기 플라스마 용기의 외주에 권회하도록 마련된 코일에 고주파 전력을 공급함으로써, 상기 플라스마 용기 내에 공급된 상기 처리 가스를 플라스마 여기하는 공정과,
    여기된 플라스마에 의해 상기 기판을 처리하는 공정
    을 갖고,
    상기 코일은, 일단으로부터 타단까지의 사이의 소정 위치에 있어서의 상기 코일의 내주로부터 상기 플라스마 용기의 내주까지의 거리가, 다른 위치에 있어서의 상기 코일의 내주로부터 상기 플라스마 용기의 내주까지의 거리와 상이하게 형성되며, 또한, 상기 코일에 인가되는 전압의 정재파의 진폭이 최대로 되는 위치에 있어서의 상기 코일의 내주로부터 상기 플라스마 용기의 내주까지의 거리가 최대로 되도록 형성되어 있는, 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 플라스마 용기에 연통하는 기판 처리 장치의 기판 처리실에 기판을 반입하는 수순과,
    처리 가스를 상기 플라스마 용기 내에 공급하는 수순과,
    상기 플라스마 용기의 외주에 권회하도록 마련된 코일에 고주파 전력을 공급함으로써, 상기 플라스마 용기 내에 공급된 상기 처리 가스를 플라스마 여기하는 수순과,
    여기된 플라스마에 의해 상기 기판을 처리하는 수순을 컴퓨터에 의해 상기 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램을 기록한 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체로서,
    상기 코일은, 일단으로부터 타단까지의 사이의 소정 위치에 있어서의 상기 코일의 내주로부터 상기 플라스마 용기의 내주까지의 거리가, 다른 위치에 있어서의 상기 코일의 내주로부터 상기 플라스마 용기의 내주까지의 거리와 상이하게 형성되며, 또한, 상기 코일에 인가되는 전압의 정재파의 진폭이 최대로 되는 위치에 있어서의 상기 코일의 내주로부터 상기 플라스마 용기의 내주까지의 거리가 최대로 되도록 형성되어 있는, 기록 매체.
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