KR20190135430A - 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 과제는 플라즈마를 생성함에 따른 플라즈마 생성부의 손상을 억제하는, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 개시의 해결 수단은, 플라즈마 전극을 구비한 플라즈마 생성부를 갖고, 처리 용기 내에 수용된 기판에 대하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치로서, 상기 플라즈마 생성부의 적어도 상기 플라즈마 전극에 대응하는 영역이 합성 석영으로 형성되어 있다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESSING METHOD}
본 개시는 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 플라즈마 전극을 구비한 플라즈마 발생부의 개구에 있어서, 플라즈마 발생부의 길이 방향으로 형성된 가스 유통 슬릿을 갖는 슬릿판이 배치되어 있는 플라즈마 처리 장치가 개시되어 있다.
일본 특허 제4329403호 공보
본 개시는, 플라즈마를 생성함에 따른 플라즈마 생성부의 손상을 억제하는 데 유리한 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 플라즈마 처리 장치는,
플라즈마 전극을 구비한 플라즈마 생성부를 갖고, 처리 용기 내에 수용된 기판에 대하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치로서,
상기 플라즈마 생성부의 적어도 상기 플라즈마 전극에 대응하는 영역이 합성 석영으로 형성되어 있다.
본 개시에 의하면, 플라즈마를 생성하는 것에 의한 플라즈마 생성부의 손상을 억제하는, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 전체 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 II-II 화살표 도면이다.
도 3은 플라즈마 생성부의 실시예를 처리 용기와 함께 나타내는 도면이다.
도 4는 플라즈마 생성부의 변형예를 처리 용기와 함께 나타내는 도면이다.
도 5는 중공 돌기 중, 플라즈마 전극에 대응하는 벽면이 변질되어 있는 것을 나타냄과 함께, 중공 돌기의 플라즈마 전극의 계면 부근에 최대 주응력이 생기는 것을 나타내는 모식도이다.
도 6은 중공 돌기의 내부의 표면으로부터의 거리에 따른 산소 농도에 따른 EPMA 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 7은 중공 돌기의 내부의 표면으로부터의 거리에 따른 실라놀기 상대량에 관한 라만 분광 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 8a는 실리카 글라스 중의 삼원고리 구조를 설명하는 도면이다.
도 8b는 실리카 글라스 중의 사원고리 구조를 설명하는 도면이다.
도 9는 중공 돌기의 내부의 표면으로부터의 거리에 따른 삼원고리 구조의 비율에 관한 라만 분광 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 10은 중공 돌기의 내부의 표면으로부터의 거리에 따른 사원고리 구조의 비율에 관한 라만 분광 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 11은 중공 돌기에 있어서의 플라즈마 전극의 계면 부근의 최대 주응력의 발생 개소를 검증하는 열응력 해석에 이용한 유사 모델을 나타내는 도면이다.
도 12a는 열응력 해석 결과를 나타내는 도면으로, 상측 도면은 모델 전체의 응력도이며, 하측 도면은 상측 도면의 사각 영역을 확대한 응력도이다.
도 12b는 도 12a의 사각 영역을 더욱 확대한 응력도이다.
도 13은 실리카 글라스의 에칭량과 실리카 글라스 중에 발생하는 최대 주응력의 관계에 관한 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 14는 실리카 글라스의 실라놀기 농도와 실리카 글라스의 에칭량의 관계에 관한 실험 결과를 나타내는 도면이다.
이하, 본 개시의 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치와 플라즈마 처리 방법에 관해서, 첨부의 도면을 참조하면서 설명한다. 또, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성 요소에 관해서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복된 설명을 생략하는 경우가 있다.
[실시형태]
<플라즈마 처리 장치>
처음에, 본 개시의 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 일례에 관해서 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 여기서, 도 1은 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 전체 구성의 일례를 나타내는 단면도이며, 도 2는, 도 1의 II-II 화살표 도면이다. 또한, 도 3은, 플라즈마 생성부의 실시예를 처리 용기와 함께 나타내는 도면이다.
이하, 「합성 석영」이란, 고순도의 사염화규소(SiC14)를 산화하여 합성한 합성 실리카 글라스인 것을 의미한다. 또한, 「천연 석영」이란, 천연의 석영 가루를 용융한 용융 석영 글라스(전기 용융과 화염 용융)를 의미한다. 또한, 합성 석영과 천연 석영을 합하여, 실리카 글라스라 칭한다.
도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(100)는, 예컨대, CVD(Chemical Vapor Deposition : 화학 기상 성장법)이나 ALD(Atomic Layer Deposition : 원자층 성막법)에 의한 성막 처리에 이용된다. 이러한 방법에 의해, 기판(W)인 반도체웨이퍼(이하「웨이퍼」라고 함)에, 실리콘질화막(SiN막)이나 실리콘산화막(Si02막), 혹은 이들의 적층막 등이 성막된다. 본 실시형태는, 양호한 스텝 커버리지를 얻을 수 있는 ALD법을 이용하여, 예컨대 게이트 전극 주변에 사용되는 SiN막 중, 라이너막이나 오프셋 스페이서막, 사이드월 스페이서막 등을 성막할 때에 적합하게 이용되는 장치이다. 플라즈마 처리 장치(100)는, ALD법을 적용하면서 양호한 생산성을 실현하는 배치식의 플라즈마 처리 장치이다. 이하, SiN막의 성막을 예시하여 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(100)는, 하단에 개구부를 구비하고, 천장이 있고 통형상인 세로형의 처리 용기(10)를 갖는다. 또한, 처리 용기(10)는, 반응관이나 프로세스 튜브 등으로 칭할 수도 있다. 처리 용기(10)는, 천연 석영에 의해 형성되어 있고, 처리 용기(10)의 내부의 천장에는, 천연 석영으로 형성되는 천장판(11)이 설치되어 처리 용기(10) 내가 밀봉되어 있다. 또한, 이 처리 용기(10)의 하단에는, 외측으로 뻗어나오는 고리형 플랜지(10c)가 설치되고, 예컨대 스테인리스강에 의해 형성되는 통형상의 매니폴드(12)에 의해 지지되어 있다.
보다 구체적으로는, 통형상의 매니폴드(12)의 상단에는, 처리 용기(10)를 지지하는 고리형 플랜지(12a)가 외측으로 뻗어나오도록 하여 형성되어 있고, 또한, 매니폴드(12)의 하단에도, 외측으로 뻗어나오는 고리형 플랜지(12b)가 형성되어 있다. 매니폴드(12)의 고리형 플랜지(12a)의 위에, 0링 등의 시일 부재(13)를 개재하여 처리 용기(10)의 고리형 플랜지(10c)가 기밀하게 적재되어 있다. 또한, 원통형상의 매니폴드(12)의 하단의 고리형 플랜지(12b)에는, 덮개체(14)가 0링 등의 시일 부재(15)를 개재하여 기밀하게 부착되어 있고, 처리 용기(10)의 하단의 개구를 기밀하게 막고 있다. 이 덮개체(14)는, 예컨대 스테인리스강에 의해 형성되어 있다.
덮개체(14)의 중앙에는 자성 유체 시일 부재(26)가 부착되어 있고, 이 자성 유체 시일 부재(26)에는 회전축(25)이 회전 가능하게 또한 기밀 상태로 관통(유감(遊嵌))하고 있다. 회전축(25)의 하단은, 승강 기구인 보트 엘리베이터(도시하지 않음)로부터 측방으로 연장되는 지지 아암(27)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 모터 등의 액츄에이터(도시하지 않음)에 의해, Z1 방향으로 회전 가능하게 되어 있다.
회전축(25)의 상단에는 회전 플레이트(24)가 배치되어 있고, 회전 플레이트(24)에는 천연 석영에 의해 형성되는 보온통(22)이 탑재되어 있다. 그리고, 보온통(22)에는, 상하 방향으로 소정 간격을 두고 나란하는 복수의 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 보트(20)(기판 유지부의 일례)가 적재되어 있다. 웨이퍼 보트(20)는 천연 석영에 의해 형성되어 있고, 웨이퍼 보트(20)가 갖는 지지 아암(21)은, 예컨대 30장 내지 50장 정도이고 직경이 300 mm 정도인 웨이퍼(W)를 대략 등피치로 다단으로 지지할 수 있도록 구성되어 있다. 보트 엘리베이터를 승강시킴으로써, 지지 아암(21), 덮개체(14) 및 보온통(22)을 개재하여 웨이퍼 보트(20)가 일체로 Z2 방향으로 승강하고, 웨이퍼 보트(20)를 처리 용기(10)에 대하여 반출입할 수 있다.
매니폴드(12)의 측벽에 설치되어 있는 가스 도입 포트(도시하지 않음)를 개재하여, 플라즈마 가스 공급부(40)를 형성하는 플라즈마 가스 공급관(41)이 도입되어 있다. 플라즈마 가스 공급부(40)는, 플라즈마 가스 공급원, MFC(Mass Flow Controller, 매스플로우 컨트롤러), 개폐 밸브(모두 도시하지 않음) 및 천연 석영에 의해 형성되는 플라즈마 가스 공급관(41)을 갖는다.
플라즈마 가스 공급관(41)을 개재하여 처리 용기(10) 내에 X1 방향으로 플라즈마 가스가 도입된다. 플라즈마 가스로서는, 산소를 포함하지 않고, 수소를 포함하는 수소 함유 가스를 들 수 있고, 보다 구체적으로는, 암모니아(NH3) 가스, 수소(H2) 가스 등을 들 수 있다.
또한, 매니폴드(12)의 측벽에 설치되어 있는 가스 도입 포트(도시하지 않음)를 개재하여, 원료 가스 공급부(50)를 형성하는 원료 가스 공급관(51)이 도입되어 있다. 원료 가스 공급부(50)는, 원료 가스 공급원, MFC, 개폐 밸브(모두 도시하지 않음) 및 천연 석영에 의해 형성되는 원료 가스 공급관(51)을 갖는다.
원료 가스 공급관(51)을 개재하여 처리 용기(10) 내에 X2 방향으로 원료 가스가 도입된다. 처리 용기(10) 내에 도입되는 원료 가스는, 비플라즈마 가스이다. 원료 가스로서는, 실란계 가스인 디클로로실란(DCS:SiH2Cl2) 가스를 일례로서 들 수 있다. 적용되는 실란계 가스로서는 그 밖에, 모노실란(SiH4), 디실란(Si2H6), 헥사메틸디실라잔(HMDS), 모노클로로실란(SiH3Cl), 트리클로로실란(SiHCl3), 테트라클로로실란(SiCl4), 디실릴아민(DSA)을 적용할 수 있다. 또한, 트리실릴아민(TSA), 비스터셜부틸아미노실란(BTBAS) 등을 적용할 수 있다.
처리 용기(10)의 측벽의 일부에는, 처리 용기(10)의 높이 방향으로 연장 설치되는 개구(10b)가 개설되어 있고, 이 개구(10b)를 포위하도록 하여, 처리 용기(10)의 높이 방향으로 연장 설치되는 플라즈마 생성부(30)가 형성되어 있다. 또한, 처리 용기(10) 중, 플라즈마 생성부(30)에 대향하는 반대측에는, 처리 용기(10) 내의 분위기를 진공 배기하기 위한 가늘고 긴 배기구(10a)가 설치되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 처리 용기(10)의 측벽 중 배기구(10a)를 포위하는 개소에는, 천연 석영에 의해 형성되는 단면이 ㄷ자형인 배기구 커버 부재(16)가 처리 용기(10)의 측벽의 외주면에 용접에 의해 부착되어 있다. 배기구 커버 부재(16)는, 처리 용기(10)의 측벽을 따라 상방으로 연장되어 있고, 처리 용기(10)의 상방에는 배기구(17)가 설치되어 있다. 배기구(17)에는, 진공 펌프나 개폐 밸브(모두 도시하지 않음) 등을 갖는 진공 배기부가 연통하고 있다. 진공 배기부를 작동시키면, 처리 용기(10)의 내부로부터 처리 가스를 포함하는 처리 용기(10) 내의 기체가 배기구 커버 부재(16)에 X5 방향으로 배기되고, 배기구(17)를 개재하여 X6 방향으로 진공 펌프로 배기된다. 진공 배기부의 작동에 의해, 처리 용기(10) 내를 프로세스 중의 소정의 진공도로 진공 배기(vacuum drawing)할 수 있고, 처리 용기(10) 내로부터 처리 가스 등을 외부로 퍼지할 수 있다.
또한, 처리 용기(10)의 외주를 포위하도록 하여, 처리 용기(10)와 처리 용기(10) 내에 수용되어 있는 복수의 웨이퍼(W)를 가열하는 통형상의 가열부(18)가 설치되어 있다. 가열부(18)는, 히터 등에 의해 형성된다. 또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 처리 용기(10)에 있어서의 배기구 커버 부재(16)의 근방에는, 처리 용기(10) 내의 온도를 계측하고, 가열부(18)의 온도 제어에 제공되는 열전대 등의 온도 센서(19)가 설치되어 있다. 또한, 처리 용기(10) 내의 압력을 계측하고, 진공 배기부의 배기 제어에 제공되는 압력 센서(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 생성부(30)는, 길이 방향으로 직교하는 단면이 ㄷ의 글자형을 나타내고, 가늘고 긴 중공의 중공 돌기(31)를 갖는다. 중공 돌기(31)의 단부에는 플랜지(32)가 설치되어 있고, 플랜지(32)가 처리 용기(10)의 측벽에 대하여 용접 등에 의해 부착되고 있다. 즉, 플랜지(32)를 개재하여, 처리 용기(10)의 외측에 중공 돌기(31)가 기밀하게 용접 접합됨으로써, 처리 용기(10)의 측벽의 개구(10b)의 외측에 있어서, 처리 용기(10)의 내부에 연통하도록 하여, 외측에 돌출 설치된 플라즈마 생성부(30)가 형성된다. 또한, 중공 돌기(31)의 외측에는, 중공 돌기(31)를 포위하는 천연 석영제의 절연 보호 커버(도시하지 않음)가 부착되어도 좋다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 개구(10b)의 길이 방향의 길이와 중공 돌기(31)의 길이 방향의 길이는 모두, 웨이퍼 보트(20)의 길이 방향의 길이에 거의 대응한 길이이다.
도 1 내지 도 3에 나타내는 중공 돌기(31)는 플랜지(32)를 포함하여, 그 전체가 합성 석영으로 형성되어 있다. 즉, 플라즈마 처리 장치(100)를 형성하는 부재 중, 플라즈마 생성부(30)를 형성하는 중공 돌기(31)(플랜지(32)를 포함함) 이외의 석영제의 부재는 모두 천연 석영으로 형성되고, 중공 돌기(31)(플랜지(32)를 포함함)만이 합성 석영으로 형성된다. 이하에 상세하게 설명하지만, 플라즈마 생성부(30)에서는, 플라즈마에 의한 스퍼터링이나 에칭에 의해 크랙이 발생하는 등의 손상을 받기 쉽다. 특히, 플라즈마 가스인 수소 함유 가스에 의해 생성된 수소를 포함하는 이온이나 라디칼이 실리카 글라스 중의 산소와 선택적으로 반응하고, 산소가 실리카 글라스의 표면으로부터 방출되는 것이 본 발명자들에 의해 발견되고 있다.
천연 석영에 비교하여, 합성 석영은 다수의 실라놀기(OH기)를 갖고 있는 것으로부터, 플라즈마 생성부(30)를 형성하는 중공 돌기(31)에는 합성 석영을 적용하는 것으로 했다. 또한, 천연 석영에 대하여, 합성 석영은 재료 비용이 비싸다. 이러한 것에 감안하여, 중공 돌기(31)(플랜지(32)를 포함함)만을 합성 석영으로 형성하고, 플라즈마 처리 장치(100)를 형성하는 다른 석영제의 부재를 모두 천연 석영으로 형성함으로써, 재료 비용이 가급적 억제된 플라즈마 처리 장치(100)가 얻어진다.
중공 돌기(31)는, 중공을 개재하여 대향하는 한쌍의 측벽을 갖고, 이들 한쌍의 측면에는, 한쌍의 평행 평판형의 플라즈마 전극(34)이 배치되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 수직 방향으로 연장 설치되는 중공 돌기(31)의 측벽에 대하여, 마찬가지로 수직 방향으로 연장 설치되는 플라즈마 전극(34)이 장착되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 한쌍의 플라즈마 전극(34)에는 플라즈마 발생용의 고주파 전원(35)이 급전 라인(36)을 개재하여 접속되어 있다. 플라즈마 전극(34)에 대하여, 예컨대 13.56 MHz의 고주파 전압을 인가함으로써 플라즈마를 발생할 수 있도록 되어 있고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 중공 돌기(31)의 중공 내에는, 플라즈마 생성 영역(PA)이 형성된다. 또한, 고주파 전압의 주파수는 13.56 MHz에 한정되는 것이 아니고, 예컨대 400 kHz 등의 다른 주파수의 고주파 전압이 적용되어도 좋다. 또한, 도시를 생략하지만, 고주파 전원(35)과 한쌍의 플라즈마 전극(34)의 사이에, 오토 튜너, 시스템 컨트롤러, 및 매칭 네트워크 등이 개재해도 좋다. 이와 같이, 플라즈마 생성부(30)는, 적어도, 중공 돌기(31), 한쌍의 플라즈마 전극(34), 고주파 전원(35) 및 급전 라인(36)에 의해 형성되어 있다.
도 1에 되돌아가, 매니폴드(12)의 측벽을 개재하여 도입된 플라즈마 가스 공급관(41)은, 굴곡한 후, 매니폴드(12)의 측벽과 처리 용기(10)의 하방의 측벽을 따라 상방으로 연장 설치된다. 계속해서, 플라즈마 가스 공급관(41)은, 중공 돌기(31)의 하방 위치에서 중공 돌기(31)의 중공측(처리 용기(10)의 직경 방향 외측)으로 굴곡한다. 중공측으로 굴곡한 플라즈마 가스 공급관(41)은, 중공 돌기(31)의 단벽(처리 용기(10)로부터 가장 떨어져 있는 벽) 근방에서 수직 상방측으로 굴곡하고, 중공 돌기(31)의 상단 근방까지 수직 방향으로 연장 설치되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 가스 공급관(41)은, 중공 돌기(31)의 단벽 근방으로서, 한쌍의 플라즈마 전극(34)보다도 외측(처리 용기(10)로부터 떨어진 위치)에 위치한다.
플라즈마 가스 공급관(41)에는, 그 길이 방향으로 간격을 두고 복수의 플라즈마 가스 토출 구멍(42)이 개설되어 있고, 각 플라즈마 가스 토출 구멍(42)을 개재하여 수평 방향(도 1 및 도 2의 X3 방향)으로 대략 균일하게 암모니아 가스나 수소 가스라는 플라즈마 가스를 토출할 수 있도록 되어 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 가스 토출 구멍(42)은, 플라즈마 가스 공급관(41)에 있어서, 중공 돌기(31)의 상단 근방으로부터 하단 근방에 걸쳐 설치되어 있고, 웨이퍼 보트(20)에 탑재되어 있는 모든 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마 가스가 공급되도록 되어 있다. 또한, 플라즈마 가스 토출 구멍(42)의 직경은, 예컨대 0.4 mm 정도로 설정할 수 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 생성부(30)에 있어서, 한쌍의 플라즈마 전극(34) 사이에 고주파 전압이 인가된 상태에 있어서, 이 한쌍의 플라즈마 전극(34) 사이에 플라즈마 가스 토출 구멍(42)으로부터 플라즈마 가스가 공급된다. 공급된 플라즈마 가스는 플라즈마 생성 영역(PA)에 도달하고, 플라즈마 생성 영역(PA)에 있어서 분해되어, 혹은 활성화되어, 처리 용기(10)의 중심측을 향하여 확산하면서 X3 방향으로 유입한다.
한편, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 매니폴드(12)의 측벽을 개재하여 도입된 원료 가스 공급관(51)은, 굴곡한 후, 매니폴드(12)의 측벽을 따라서, 다시 처리 용기(10)의 측벽을 따라 상방으로 연장 설치되고, 웨이퍼 보트(20)의 상단 근방에 도달하고 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 도시예의 원료 가스 공급관(51)은, 처리 용기(10)의 측벽의 개구(10b)의 한쪽의 측에 1개 설치되어 있지만, 예컨대 개구(10b)를 끼우도록 하여 쌍방의 측에 2개 이상 설치되어도 좋다.
원료 가스 공급관(51)에는, 그 길이 방향으로 간격을 두고 복수의 원료 가스 토출 구멍(52)이 개설되어 있고, 각 원료 가스 토출 구멍(52)을 개재하여 수평 방향(도 1 및 도 2의 X3 방향)으로 대략 균일하게 DCS 가스 등의 원료 가스를 토출할 수 있도록 되어 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 원료 가스 토출 구멍(52)은, 원료 가스 공급관(51)에 있어서, 웨이퍼 보트(20)의 하단으로부터 상단에 걸쳐 설치되어 있고, 웨이퍼 보트(20)에 탑재되어 있는 모든 웨이퍼(W)에 대하여 원료 가스가 공급되도록 되어 있다. 또한, 원료 가스 토출 구멍(52)의 직경도, 플라즈마 가스 토출 구멍(42)과 마찬가지로, 예컨대 0.4 mm 정도로 설정할 수 있다.
또한, 플라즈마 처리 장치(100)는, 제어부(도시하지 않음)를 갖는다. 제어부는, 플라즈마 처리 장치(100)의 각 구성부, 예컨대, 가열부(18), 진공 배기부, 플라즈마 생성부(30)를 구성하는 고주파 전원(35), 플라즈마 가스 공급부(40), 원료 가스 공급부(50) 등의 동작을 제어한다. 제어부는, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)를 갖는다.
CPU는, RAM 등의 기억 영역에 저장된 레시피(프로세스 레시피)에 따라서, 소정의 처리를 실행한다. 레시피에는, 프로세스 조건에 대한 플라즈마 처리 장치(100)의 제어 정보가 설정되어 있다. 제어 정보에는, 예컨대, 가스 유량이나 처리 용기(10) 내의 압력, 처리 용기(10) 내의 온도, 프로세스 시간 등이 포함된다. 예컨대, SiN막의 성막 시에 있어서, 처리 용기(10) 내를 소정의 압력으로 또한 소정의 온도로 제어하고, 소정 시간에 걸쳐 플라즈마를 생성한 후, 소정 시간에 걸쳐 원료 가스의 공급을 행하고, 이 플라즈마 생성과 원료 가스 공급을 소정 횟수 반복 실행하는 시퀀스가 레시피에 포함된다.
레시피 및 제어부가 적용하는 프로그램은, 예컨대, 하드디스크나 컴팩트 디스크, 광자기 디스크 등에 기억되어도 좋다. 또한, 레시피 등은, CD-ROM, DVD, 메모리 카드 등의 휴대용 컴퓨터에 의한 판독이 가능한 기억 매체에 수용된 상태로 제어부에 세트되고, 독출되는 형태라도 좋다. 제어부는 그밖에, 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나 마우스 등의 입력 장치, 플라즈마 처리 장치(100)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등의 표시 장치, 및 프린터 등의 출력 장치라는 사용자 인터페이스를 갖고 있다.
(플라즈마 생성부의 변형예)
다음에, 도 4를 참조하여, 플라즈마 생성부의 변형예에 관해서 설명한다. 도 1 내지 3에 나타내는 플라즈마 처리 장치(100)에 있어서, 플라즈마 생성부(30)는, 플랜지(32)를 포함하는 중공 돌기(31)의 모두가 합성 석영으로 형성되어 있다. 이것에 대하여, 도 4에 나타내는 변형예에 따른 플라즈마 생성부(30A)는, 중공 돌기 중, 플라즈마 전극(34)에 대응하는 영역을 합성 석영에 의해 형성되는 제1 영역(33A)으로 한다. 그리고, 플랜지(32)를 포함하는 다른 영역을 천연 석영에 의해 형성되는 제2 영역(33B)으로 하고, 제1 영역(33A)과 제2 영역(33B)을 용접으로 접속함으로써, 중공 돌기(31A)가 형성된다.
여기서, 「플라즈마 전극(34)에 대응하는 영역」이란, 플라즈마 전극(34)이 장착되는 영역을 의미하는 것의 외에, 플라즈마 전극(34)이 장착되는 영역보다도 약간 넓은 영역도 의미한다. 이하에서 상세하게 설명하지만, 본 발명자들에 의한 검증에 의하면, 플라즈마에 의한 스퍼터링이나 에칭에 기인하여, 중공 돌기의 벽면 내에는 최대 주응력이 생기는 위치는, 플라즈마 전극의 윤곽선 및 그 근방인 것이 특정되어 있다.
구체적으로는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 중공 돌기(31)의 벽면에 있어서, 플라즈마 전극(34)의 윤곽의 내측(플라즈마 전극(34)의 중앙측)에는 압축 응력(C)이 생기고, 플라즈마 전극(34)의 외측(플라즈마 전극(34)으로부터 떨어지는 측)에는 인장 응력(T)이 생긴다. 그 결과, 중공 돌기(31)의 벽면에 있어서, 플라즈마 전극(34)의 윤곽 위치나 그 근방에 있어서 최대 주응력이 생기게 된다.
따라서, 바람직하게는, 플라즈마 전극(34)이 장착되는 영역보다도 약간 넓은 영역을 제1 영역(33A)으로 하고, 제1 영역(33A)을 합성 석영으로 형성함으로써, 플라즈마 생성부(30A)의 손상을 억제할 수 있다. 예컨대, 플라즈마 전극(34)이 장착되는 영역에 대하여, 다시 5 cm 내지 20 cm 정도 넓은 범위를 제1 영역(33A)으로 설정할 수 있다.
<플라즈마 처리 방법>
다음에, 도 1 내지 도 3에 기재하는 플라즈마 처리 장치(100)를 이용한, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 일례에 관해서 설명한다. 여기서는, ALD법을 적용하여, 플라즈마 가스로서 NH3 가스, 원료 가스로서 DCS 가스를 사용하여, 웨이퍼(W) 상에 SiN막을 성막하는 프로세스 시퀀스를 들어 설명한다.
우선, 웨이퍼 보트(20)에 30장 내지 50장 정도의 웨이퍼(W)를 탑재하고, 처리 용기(10) 내에 로드한다. 그리고, 처리 용기(10) 내를 소정의 프로세스온도로 온도 조절하고, 처리 용기(10) 내를 진공 배기하여 소정의 프로세스 압력으로 조정한다.
다음에, 플라즈마 생성부(30)에 있어서, 고주파 전원(35)을 온 제어하여 고주파 전압을 플라즈마 전극(34) 사이에 인가하고, 플라즈마 가스 공급관(41)에서 NH3 가스를 플라즈마 전극(34) 사이에 공급한다. NH3 가스가 공급됨으로써, 중공 돌기(31)의 중공 내에는, 플라즈마 생성 영역(PA)이 형성된다. 플라즈마 생성 영역(PA)에서는, NH4*, NH3*, NH2*, NH*, N2*, H2*, H*(기호 *는 라디칼을 나타냄) 등의 라디칼(활성종)이 생성된다. 또한, NH4+, NH3+, NH2+, NH+, N2+, H2+ 등의 이온(활성종)이 생성된다.
암모니아라디칼 등의 활성종을, 처리 용기(10) 내에 공급하여, 웨이퍼(W)의 표면에 화학 흡착시킴과 함께, 처리 용기(10) 내를 퍼지한다. 여기서, 퍼지란, 질소(N2) 가스 등의 불활성 가스를 처리 용기(10) 내에 흘리는 것이나, 진공 배기계를 작동하여 처리 용기(10) 내의 잔류 가스를 제거하는 것을 의미한다. 예컨대, 수십초 내지 수분 정도의 사이, 암모니아라디칼의 공급과 퍼지를 행한다.
다음에, 원료 가스 공급관(51)에서 DCS 가스를 처리 용기(10) 내에 공급하여, 웨이퍼(W)의 표면에 화학 흡착시킨다. DCS 가스의 공급도, 예컨대 수분 정도 행한다. 각 웨이퍼(W) 상에는, 이미 암모니아라디칼이 부착하고 있고, 이 암모니아라디컬과 공급된 DCS 가스가 반응함으로써, 각 웨이퍼(W)의 표면에는 1층의 SiN막이 성막된다. 또한, 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법에 있어서의 프로세스 조건의 일례를 들면 이하와 같이 된다. 즉, 프로세스 온도가 300내지 600℃ 정도의 범위 내, 프로세스 압력이 1333 Pa(10 Torr) 이하, NH3 가스의 유량이 3000 sccm(seem:standard cc/min) 이하, DCS 가스의 유량이 10 내지 80 sccm 정도의 범위 내이다.
ALD법을 이용한 성막에서는, 상기 일련의 시퀀스를 소정 횟수 반복 실행함으로써, 웨이퍼(W)의 표면상에 소정 두께의 SiN막을 성막한다.
<플라즈마에 의한 실리카 글라스 표면의 손상을 검증하는 분석 및 해석>
본 발명자들은, 플라즈마에 의해, 실리카 글라스 표면이 손상되는 것을 여러가지의 방법을 이용하여 검증했다.
(EPMA 분석)
우선, EPMA(Electron Probe Micro Analyzer) 분석과 그 결과에 관해서 설명한다. 도 5를 이용하여 이미 기존에 설명하고 있는 바와 같이, 플라즈마를 생성하는 성막 프로세스를 장기간에 걸쳐 반복 실행하면, 실리카 글라스제의 중공 돌기의 내부에 있어서, 플라즈마 전극을 설치한 개소의 실리카 글라스 표면은, 플라즈마에 의한 스퍼터링이나 에칭에 의해 손상을 받을 수 있다. 특히, 산소를 포함하지 않고, 수소를 포함하는 수소 함유 가스(NH3 가스, H2 가스 등)의 플라즈마를 생성하면, 플라즈마 중에 생성되는 수소를 포함하는 이온이나 라디칼이 실리카 글라스 중의 산소와 선택적으로 반응한다. 그 결과, 산소가 실리카 글라스 표층으로부터 방출된다. 구체적으로는, 실리카 글라스 표층에서, 실리카 글라스 중의 OH기가 방출되고, H20, SiH4 등의 부생성물이 생성된다.
장기간 사용한 처리 용기 중, 플라즈마 생성부의 중공 돌기의 실리카 글라스의 일부를 추출하고, 판두께 방향의 단면에 대하여 EPMA 분석을 실시했다. EPMA 분석의 결과를 도 6에 나타낸다.
도 6에서, 플라즈마에 접하는 실리카 글라스의 표층으로부터 500μm까지의 범위(특히 200μm까지의 범위)에 걸쳐, 산소 농도가 감소하고 있는 것을 알 수 있다. 이 분석 결과에서, 플라즈마에 접하는 실리카 글라스 표면에 가까울 수록, 산소 농도의 저하가 현저해지는 것이 실증되고 있다.
이 실리카 글라스 중의 산소 농도가 저하된 변질층 부근의 변형 응력을, 예민색법으로 측정하면, 변질층 주변부에 응력이 생기고 있고, 변질층 양단부와 정상부의 경계에 최대 주응력이 관측되었다(도 5 참조). 이 최대 주응력은, 실리카 글라스의 표층의 100μm 내지 200μm 두께 범위에 국재하고 있고, 이 최대 주응력의 발생 개소가 파손 기점이 될 가능성이 있다. 이 응력은, 산소가 환원된 것에 의해 발생한 E' 센터(이프라임 센터)나, ODC(Oxygen deficient center) 등의 구조 결함의 재결합에 의해, 실리카 글라스의 미세 구조가 재구축되어 체적 수축하고 발생한 것으로 추찰된다. 또한, E' 센터란, 글라스 네트워크 중의 3개의 산소와 결합한 Si에 하나의 불대전자가 존재하는 구조인 것이다.
(라만 분광 분석)
다음에, 상기하는 실리카 글라스의 변질층의 구조 변화를 확인하기 위해서 행한, 라만 분광 분석과 그 결과에 관해서 설명한다. 우선, 변질층의 두께 방향의 실라놀기 상대량을 측정했다. OH기의 신축 진동 유래의 라만 밴드가 3680 cm-1 부근에 약하게 관측되었다.
따라서, 800 cm-1의 밴드에 대한 3680 cm- 1의 밴드의 상대 강도(I(3680)/1(800))를 산출함으로써, 플라즈마 생성부에서의 중공 돌기의 내부의 표면으로부터 두께 방향의 실라놀기(OH기)의 상대량 변화를 구했다. 그 결과를 도 7에 나타낸다.
도 7에서, 중공 돌기의 내부의 표면측에서, 특히 내부의 표면으로부터 50μm의 범위에 걸쳐, 0H기 농도가 감소하고 있는 것을 알 수 있다.
다음에, 실리카 글라스 중의 삼원고리 구조 및 사원고리 구조에 대응하는 610 cm-1, 495 cm- 1의 밴드에 관해서 분석했다. 또한, 실리카 글라스 중의 삼원고리 구조 및 사원고리 구조를, 도 8a 및 도 8b에 각각 나타낸다.
800 cm- 1의 밴드에 대한 610 cm-1의 밴드의 상대 강도(1(610)/1(800))와, 800 cm-1의 밴드에 대한 495 cm-1의 밴드의 상대 강도(I(495)/1(800))를 산출했다. 그리고, 이러한 산출 결과에 기초하여, 플라즈마 생성부에서의 중공 돌기 표면으로부터 두께 방향의 실라놀기(OH기)의 상대량 변화를 구했다. 이러한 결과를, 도 9 및 도 10에 각각 나타낸다.
도 9 및 도 10에서, 모두, 중공 돌기의 내부의 표면측에서, 특히 표면으로부터 50 μm의 범위에 걸쳐, OH기 농도가 감소하고 있는 것을 알 수 있다. 1(610)/1(800)의 값, I(495)/1(800)의 값이 모두 작을수록, 실리카 글라스의 삼원고리 구조, 및 사원고리 구조의 비율이 적은 것이 시사되었다. 즉, 중공 돌기 표면으로부터 두께 약 50 μm의 범위에 있어서, 삼원고리 구조 및 사원고리 구조의 비율이, 중공 돌기의 내부에 비교하여 감소하고 있는 것이 추측되었다.
또한, 1(610)/1(800)의 값, 1(495)/1(800)의 값의 저하, 즉, 삼원고리 및 사원고리 구조의 감소는, 가상 온도(실리카 글라스의 구조가 동결되었다고 생각되는 온도)가 1500℃ 이하인 경우, 실리카 글라스의 밀도의 저하와 상관이 있는 것이 알려져 있다. 이로부터, 분석 시료의 표면으로부터 두께 약 50 μm의 범위에 있어서, 석영의 밀도가 저하되었다고 추찰된다.
이상, EPMA 분석과 라만 분광 분석의 결과에서, 플라즈마에 접하는 면의 실리카 글라스의 변질층에 발생한 응력은, 이하의 제1 페이즈 내지 제3 페이즈가 연속하여 생기는 메카니즘에 의한 것으로 추찰된다. 우선, 제1 페이즈는, 수소를 포함하는 플라즈마에 의한 산소 환원에 수반하는 실리카 글라스 표층의 밀도 저하이다. 다음에, 제2 페이즈는, 실리카 글라스 중의 산소 결핍 결함의 재결합에 의한 체적 수축이다. 마지막으로, 제3 페이즈는, 실리카 글라스 내부에 변형이 발생하여, 축적하는 것이다.
(구조 해석)
다음에, 최대 주응력이 변질층 양단부에 발생하는 이유를 검증하도록, 유사 모델을 이용한 구조 해석을 실시했다. 도 11에, 본 구조 해석에 있어서 컴퓨터 내에 작성한 유사 모델 M을 나타낸다. 모의 모델 M에 있어서, 실리카 글라스 모델 M1에 대하여, 실리카 글라스의 변질층의 구조 변화에 의한 수축을 금속의 열수축으로 치환하도록, 알루미늄 부재에 의한 변질층 모델 M2을 온도 변화에 의한 열수축 모델로서 모의했다.
플라즈마 생성부의 중공 돌기의 실리카 글라스와 동일한 사이즈의 석영글라스 부재를 1 mm의 두께로 하고, 플라즈마에 의한 변질층을 선팽창 계수가 큰 알루미늄으로 치환했다. 도 11에 있어서, 실리카 글라스 모델 M1의 길이를 t1, 실리카 글라스 모델 M1에 있어서의 플라즈마 전극의 폭을 t2, 변질층의 길이를 t3으로 했다. 변질층을 모의하는 알루미늄은 A5052로 하고, 두께를 0.3 mm로 했다. 또한, 실리카 글라스, 알루미늄 A5052의 선팽창 계수는 각각, 4.8×10-7(K-1), 2.38×10-5(K-1)로 했다.
정상 상태로부터 100℃ 강온시키고, 그 때에 알루미늄과 실리카 글라스 중에 발생하는 응력을 산출했다. 그 결과를 도 12a 및 도 12b에 나타낸다. 여기서, 도 12a는, 열응력 해석 결과를 나타내는 도면으로서, 상측 도면은 모델 전체의 응력도이다. 또한, 하측 도면은 상측 도면의 사각 영역을 확대한 응력도이며, 도 12b는, 도 12a의 사각 영역을 더욱 확대한 응력도이다.
도 12a 및 도 12b에서, 변질층으로 가정한 알루미늄층의 엣지부에는, 최대 주응력이 발생하는 것을 알 수 있었다. 이 결과는, 실제의 시료를 예민색법으로 관찰한 결과로 하고 있다. 본 해석 결과에서, 변질층의 체적 수축에 의해, 변질층과 정상층의 내부 경계 단부에 최대 주응력 σ1이 생기는 것이 재현되었다.
(OH기 농도와 최대 주응력의 상관에 관한 검증)
다음에, OH기 농도와 최대 주응력의 상관에 관한 검증을 행했다. 이미 설명한 대로, 실리카 글라스가, 산소를 포함하지 않고 수소를 포함하는 수소 함유 가스의 플라즈마에 의한 스퍼터링이나 에칭에 의해, 플라즈마에 접하는 플라즈마 전극 바로 아래의 표층은 손상될 수 있다. 그 결과, 실리카 글라스의 표층은 산소가 결핍되어, 밀도 저하와 구조의 재구축에 의해서 체적 수축한다. 이 체적 수축에 기인하여, 변질층 단부에는 큰 응력이 발생하고, 실리카 글라스의 파손에 달할 수 있다.
여기서, 플라즈마 전극 바로 아래의 플라즈마 생성 영역에 있어서의 실리카 글라스에 대하여, 플라즈마 생성에 영향이 없는 양태로 얇은 실리카 글라스칩을 설치하고, 실제의 성막 온도와 동일한 온도로 일정 시간 암모니아 플라즈마에 노출되는 가속 실험을 실시했다. 실리카 글라스칩의 에칭량과 실리카 글라스칩 중에 발생하는 최대 주응력의 관계를 조사했다. 도 13에 실험 결과를 나타낸다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 실리카 글라스칩의 에칭량과 실리카 글라스칩 중에 발생하는 최대 주응력의 사이에는 상관이 발견되었다. 평가한 에칭량의 범위에서는, 에칭량이 증가하면 발생하는 응력도 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한, 에칭량은 처리 온도에도 의존하여, 실온에서는 거의 에칭되지 않는 것도 알 수 있었다.
이 현상, 즉, 플라즈마에 의한 실리카 글라스 표층의 선택적인 산소환원 및 에칭을 저감할 수 있으면, 장기적으로 안정되게 이용 가능한 플라즈마 생성부를 갖는 플라즈마 처리 장치를 제공할 수 있게 된다. 그것을 위해서는, 암모니아 가스나 수소 가스의 플라즈마에 의해서도 산소가 환원되기 어렵고, 에칭되기 어려운 실리카 글라스를 플라즈마 생성부에 적용하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.
지금까지 플라즈마 생성부에 적용되어 온 천연 석영보다도 미세 구조가 치밀하고, 보다 높은 에칭 내성이 기대되는 합성 석영에 의해 플라즈마 생성부를 형성하는 것으로 했다. 또한, 광학계 시스템에 이용되고 있는 합성 석영의 특성을 좌우하는 성분으로서 OH기 농도가 있고, 실리카 글라스칩을 이용하여 OH기 농도를 파라미터로 하여 암모니아 플라즈마에 의한 에칭량을 평가했다. 그 결과를 도 14에 나타낸다.
도 14에서, 관측 횟수가 적지만, 에칭량은 OH기 농도의 증가와 함께 OH기 농도의 누승 함수로 감소하는 것을 알 수 있다.
도 13 및 도 14에서, OH기 농도는, 실리카 글라스 중에 발생하는 최대 주응력에도 상관이 있고, OH기 농도가 큰 쪽이 최대 주응력이 작아지는 것을 알 수 있다. 따라서, OH기를 적어도 90 ppm 내지 100 ppm 이상으로, 바람직하게는 200 ppm 이상 포함하는 합성 석영을 플라즈마 생성부에 적용하는 것으로 했다.
보다 구체적으로는, OH기 농도가 10 ppm 정도인 천연 글라스에 발생한 응력에 대하여, OH기 농도가 90 ppm 내지 100 ppm인 합성 석영의 응력 저감 효과는 40% 정도인 것을 알 수 있다. 또한, OH기 농도가 10 ppm 정도인 천연 글라스에 발생한 응력에 대하여, OH기 농도가 200 ppm인 합성 석영의 응력 저감 효과는 60% 정도인 것을 알 수 있다. 이들의 결과에 기초하여, 상기 수치 범위를 적합한 범위로서 규정했다.
상기 실시형태에 예로 든 구성 등에 대하여, 그 밖의 구성 요소가 조합되는 등의 다른 실시형태라도 좋고, 또한, 본 개시는 여기서 나타낸 구성에 전혀 한정되는 것은 아니다. 이 점에 관해서는, 본 개시의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 변경하는 것이 가능하고, 그 응용 형태에 따라서 적절하게 정할 수 있다.
도시예의 플라즈마 처리 장치(100)는, 배치식의 종형 로(爐)이지만, 그 이외의 형태의 플라즈마 처리 장치라도 좋다. 예컨대, 처리 용기가 중공으로 원반형의 처리 용기이며, 처리 용기 내에는, 복수의 기판을 적재하여 회전하는 회전 테이블이 수용되고, 회전 테이블의 상면에 대하여, 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급부와, 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급부가 배치되는 형태를 들 수 있다.
이 플라즈마 처리 장치에서는, 처리 용기가 갖는 천판의 일부가 플라즈마 생성부가 되고, 이 천판의 일부가 합성 석영으로 형성된다. 그리고, 천판의 플라즈마 생성부에 있어서, 유도 결합 플라즈마(Induetive Coupled Plasma:ICP) 발생기로 이루어지는 플라즈마 전극을 배치할 수 있다. 이 플라즈마 처리 장치는, 한번에 5장 정도의 웨이퍼(W)를 성막 처리할 수 있는 것으로부터, 소위 세미배치식의 플라즈마 처리 장치로 칭할 수 있다.
또한, 원반형의 처리 용기 내에 1장의 웨이퍼(W)를 수용하여 성막 처리를 행하는, 매엽형의 플라즈마 처리 장치라도 좋다. 이 플라즈마 처리 장치에서는, 처리 용기의 내측 상방에 안테나실을 갖고, 안테나실의 하방에 서셉터를 갖는 챔버가 형성되어 있다. 처리 용기 중, 안테나실을 구성하는 벽면 등을 합성 석영으로 형성할 수 있다.
이 플라즈마 처리 장치에도 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치를 적용할 수 있지만, 기타, 전자 사이클로트론 공명 플라즈마(Electron Cyclotron resonance Plasma; ECP)가 적용되어도 좋다. 또한, 헬리콘파 여기 플라즈마(Helicon Wave Plasma; HWP)가 적용되어도 좋다. 또한, 마이크로파 여기 표면파 플라즈마(Surface Wave Plasma; SWP)가 적용되어도 좋다.
또한, 도시예는, 플라즈마 처리 장치(100)를 이용하여, ALD법을 적용한 실리콘질화막의 성막 방법을 설명하고 있지만, 플라즈마 처리 장치(100)나 본 개시의 특징을 갖는 세미배치식의 플라즈마 처리 장치, 매엽형의 플라즈마 처리 장치는, 에칭 프로세스에도 적합하게 이용된다.

Claims (13)

  1. 플라즈마 전극을 구비한 플라즈마 생성부를 갖고, 처리 용기 내에 수용된 기판에 대하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치로서,
    상기 플라즈마 생성부의 적어도 상기 플라즈마 전극에 대응하는 영역이 합성 석영으로 형성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 생성부의 모든 영역이 상기 합성 석영으로 형성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플라즈마 생성부와 상기 처리 용기에 있어서, 상기 합성 석영으로 형성되어 있는 영역 이외의 영역이 천연 석영으로 형성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성 석영의 0H기의 농도가, 90 ppm 내지 1OOppm 이상인, 플라즈마 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성 석영의 OH기의 농도가, 200 ppm 이상인, 플라즈마 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마 생성부에는, 상기 플라즈마 전극을 개재하여 플라즈마화되는 플라즈마 가스를 상기 처리 용기 내에 공급하는 플라즈마 가스 공급부가 배치되고,
    상기 플라즈마 가스는, 산소를 포함하지 않고, 수소를 포함하는 수소 함유 가스인 것인, 플라즈마 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 수소 함유 가스는, NH3 가스, H2 가스 중 어느 1종인 것인, 플라즈마 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 용기는, 종형으로 통형상인 처리 용기이며,
    상기 처리 용기 내에는, 복수의 상기 기판을 다단으로 유지하는 기판 유지부가 수용되고,
    상기 처리 용기는, 통형상의 측벽의 일부에 있어서, 외측으로 돌출하여 상기 측벽의 높이 방향으로 연장 설치되며, 중공을 갖는 중공 돌기를 갖고, 상기 중공 돌기는 상기 플라즈마 생성부를 형성하고 있는 것인, 플라즈마 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 중공 돌기 중, 상기 중공을 끼워 대향하는 한쌍의 측면에 한쌍의 평행 평판형의 상기 플라즈마 전극이 배치되어 있는 것인, 플라즈마 처리 장치.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 용기는, 중공으로 원반형의 처리 용기이며,
    상기 처리 용기 내에는, 복수의 상기 기판을 적재하여 회전하는 회전 테이블이 수용되고,
    상기 회전 테이블의 상면에 대하여, 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급부와, 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급부가 배치되고,
    상기 처리 용기가 갖는 천판의 일부가 상기 플라즈마 생성부인, 플라즈마 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 천판의 상기 플라즈마 생성부에 있어서, 유도 결합 플라즈마 발생기로 이루어지는 상기 플라즈마 전극이 배치되어 있는 것인, 플라즈마 처리 장치.
  12. 플라즈마 전극을 구비한 플라즈마 생성부와 처리 용기를 갖는 플라즈마 처리 장치로서, 상기 플라즈마 생성부의 적어도 상기 플라즈마 전극에 대응하는 영역이 합성 석영으로 형성되고, 상기 플라즈마 생성부에는, 상기 플라즈마 전극을 개재하여 플라즈마화되는 플라즈마 가스를 상기 처리 용기 내에 공급하는 플라즈마 가스 공급부가 배치되고, 처리 용기 내에 수용된 기판에 대하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 방법에 있어서,
    상기 플라즈마 가스 공급부에서, 산소를 포함하지 않고, 수소를 포함하는 수소 함유 가스인 상기 플라즈마 가스를 공급하고, 플라즈마화된 상기 플라즈마 가스를 상기 처리 용기 내에 공급하여 상기 기판을 플라즈마 처리하는, 플라즈마 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 수소 함유 가스는, NH3 가스, H2 가스 중 어느 1종인 것인, 플라즈마 처리 방법.
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