KR20210134781A - 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 - Google Patents

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사토루 가와카미
츠요시 모리야
다츠오 마츠도
쥰 야마와쿠
히로유키 오노다
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

칸막이 판은, 절연성으로 되어 있고, 처리 용기의 내부를 피처리체가 탑재되는 반응실과 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성실로 나눈다. 또한, 칸막이 판은, 플라즈마 생성실 측의 면에 제 1 전극이 마련되고, 플라즈마 생성실 내에 생성된 플라즈마에 포함되는 활성종을 반응실에 공급하기 위한 복수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 제 2 전극은, 플라즈마 생성실에 제 1 전극과 대향하여 배치되어 있다. 전력 공급부는, 플라즈마 생성실에 플라즈마를 생성할 때, 제 1 전극 및 제 2 전극의 어느 한쪽에, 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력을 공급한다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
본 개시는, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1은, 원료 가스를 플라즈마화하고, 이 플라즈마에 기판을 노출시켜 그 기판 위에 박막을 형성하는 플라즈마 처리 장치를 개시한다. 원료 가스의 플라즈마화는, 1㎑ 이하의 제 1 펄스 변조 및 그 변조보다 짧은 주기를 갖는 제 2 펄스 변조를 중첩시킴과 아울러 그 펄스 변조를 행하는 고주파 파형에 대하여 고조파를 중첩시킨 고주파 전력의 인가에 의해 행한다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 1993-160045호 공보
본 개시는, 피처리체에 조사하는 이온의 밀도를 조정 가능하게 하는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 태양에 따른 플라즈마 처리 장치는, 처리 용기와, 칸막이 판과, 제 2 전극과, 전력 공급부를 갖는다. 칸막이 판은, 절연성으로 되어 있고, 처리 용기의 내부를 피처리체가 탑재되는 반응실과 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성실로 나눈다. 또한, 칸막이 판은, 플라즈마 생성실 측의 면에 제 1 전극이 마련되고, 플라즈마 생성실 내에 생성된 플라즈마에 포함되는 활성종을 반응실에 공급하기 위한 복수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 제 2 전극은, 플라즈마 생성실에 제 1 전극과 대향하여 배치되어 있다. 전력 공급부는, 플라즈마 생성실에 플라즈마를 생성할 때, 제 1 전극 및 제 2 전극의 어느 한쪽에, 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력을 공급한다.
본 개시에 따르면, 피처리체에 조사하는 이온의 밀도를 조정할 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 실시형태에 따른 칸막이 판과 제 2 플레이트 전극의 위치 관계의 일례를 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 3은 실시형태에 따른 DED 프로세스에 의한 패턴의 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시형태에 따른 DED 프로세스에 의한 패턴의 변화의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시형태에 따른 성막 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 6은 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 다른 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
이하에, 개시되는 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법의 실시형태에 대하여, 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 또, 이하의 실시형태에 의해, 개시되는 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법이 한정되는 것이 아니다.
그런데, 반도체 웨이퍼(이하 "웨이퍼"라고도 칭한다)에 등방적인 성막을 행하는 기술로서, 플라즈마 ALD(Atomic Layer Deposition)가 알려져 있다.
그렇지만, 플라즈마 ALD는, 프로세스 조건 및 장치에 기인한 막 두께, 막질의 이방성이 발생하는 경우가 있다. 예컨대, CCP(용량 결합형 플라즈마)의 플라즈마 처리 장치를 이용한 플라즈마 ALD에 의해, 패턴이 형성된 웨이퍼에 성막을 행한 경우, 플라즈마 중에 존재하는 이온의 직진성에 기인하여, 패턴의 상면 및 저면에 성막된 막에 대한 사이드월의 상대적인 박막화나 막질 저하가 일어나는 경우가 있다.
따라서, 플라즈마 ALD로 등방성 성막을 실현하기 위해서는, 웨이퍼에 조사되는 이온의 밀도가 낮은 것이 바람직하다. 한편, 플라즈마 처리 장치는, 이온을 활용한 프로세스가 요구되는 경우도 있다. 그래서, 플라즈마 처리 장치는, 웨이퍼에 조사하는 이온의 밀도를 조정 가능하게 하는 것이 기대되고 있다.
[플라즈마 처리 장치의 구성]
본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 일례를 설명한다. 도 1은 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)의 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 바닥이 있고 위쪽이 개구한 대략 원통 형상의 처리 용기(10)와, 처리 용기(10) 내에 마련된 탑재대(11)를 구비한다. 처리 용기(10)는, 접지되어 있다. 또한, 처리 용기(10)의 내벽은, 예컨대 표면에 플라즈마 내성의 재료로 이루어지는 용사 피막이 형성된 라이너(도시하지 않음)에 의해 덮여 있다.
탑재대(11)는, 예컨대 니켈 등의 금속에 의해 형성되어 있다. 탑재대(11)에는, 웨이퍼 W가 탑재된다. 웨이퍼 W는, 피처리체의 일례이다. 탑재대(11)의 하면은, 도전성 재료에 의해 형성된 지지 부재(13)에 전기적으로 접속되어 있고, 탑재대(11)는, 지지 부재(13)에 의해 지지되어 있다. 지지 부재(13)는, 처리 용기(10)의 저면에서 지지되어 있다. 지지 부재(13)의 하단은, 처리 용기(10)의 저면에 전기적으로 접속되어 있고, 처리 용기(10)를 통해서 접지되어 있다. 지지 부재(13)의 하단은, 탑재대(11)와 그라운드 전위의 사이의 임피던스를 내리도록 조정된 회로를 통해서 처리 용기(10)의 저면에 전기적으로 접속되어 있더라도 좋다.
탑재대(11)에는, 히터(12)가 내장되어 있고, 탑재대(11)에 탑재되는 웨이퍼 W를 히터(12)에 의해 소정의 온도로 가열할 수 있다. 또한, 탑재대(11) 내부에는, 냉매를 유통시키기 위한 유로(도시하지 않음)가 형성되어 있더라도 좋고, 처리 용기(10)의 외부에 마련된 칠러 유닛에 의해 온도 제어된 냉매가 유로 내에 순환 공급되더라도 좋다. 히터(12)에 의한 가열과, 칠러 유닛으로부터 공급된 냉매에 의한 냉각에 의해, 탑재대(11)는, 웨이퍼 W를 소정의 온도로 제어할 수 있다. 또, 히터(12)를 탑재하지 않고서, 칠러 유닛으로부터 공급되는 냉매만으로 온도 제어를 행하더라도 좋다.
또, 탑재대(11)에는, 전극이 채워져 있더라도 좋다. 이 전극에 공급된 직류 전압에 의해 발생한 정전기력에 의해, 탑재대(11)는, 상면에 탑재된 웨이퍼 W를 흡착시킬 수 있다. 또한, 탑재대(11)에는, 처리 용기(10)의 외부에 마련된 도시하지 않는 반송 기구와의 사이에서 웨이퍼 W를 주고받기 위한 승강 핀(도시하지 않음)이 마련되어 있다.
탑재대(11)의 위쪽으로서 처리 용기(10)의 내측면에는, 대략 원반 형상으로 형성된 상부 전극(30)이 마련되어 있다. 상부 전극(30)은, 세라믹스 등의 절연 부재(33)를 통해서, 탑재대(11)의 상부에 지지되어 있다. 이것에 의해, 처리 용기(10)와 상부 전극(30)은, 전기적으로 절연되어 있다. 상부 전극(30)은, 예컨대 니켈(Ni) 등의 도전성의 금속에 의해 형성되어 있다. 상부 전극(30)은, 제 2 전극의 일례이다.
상부 전극(30)에는, 가스 공급관(50)이 접속되어 있다. 가스 공급관(50)은, 가스 공급부(51)에 접속되고, 가스 공급부(51)로부터 각종 가스가 공급된다. 가스 공급관(50)을 통해서 공급된 가스는, 상부 전극(30)의 아래쪽의 플라즈마 생성실(42) 내에서 확산된다. 또, 가스 공급관(50)을 복수의 공급관으로 분기하고, 복수의 가스 도입구에 의해 플라즈마 생성실에 가스를 공급하더라도 좋다. 또한, 플라즈마 생성실(42)에 공급되는 가스의 균일성을 높이기 위해, 플라즈마 생성실(42)의 상부에 샤워 플레이트를 사이에 두고 가스 확산 공간을 마련하고, 가스 확산 공간에서 가스를 확산시켜 샤워 플레이트로부터 샤워 형상으로 플라즈마 생성실(42)에 가스를 공급하더라도 좋다.
상부 전극(30)과 탑재대(11)의 사이에는, 처리 용기(10) 내의 공간을, 플라즈마 생성실(42)과 반응실(61)로 나누는 칸막이 판(40)이 마련되어 있다. 칸막이 판(40)은, 상부 전극(30)과 평행하게 되도록 처리 용기(10) 내에 배치되어 있다. 칸막이 판(40)은, 예컨대, 세라믹스 등의 절연성의 부재에 의해 형성되어 있다. 칸막이 판(40)은, 플라즈마 생성실(42) 측이 되는 상면에 제 1 플레이트 전극(43)이 마련되어 있다. 제 1 플레이트 전극(43)은, 예컨대, 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등의 금속에 의해 형성된다. 제 1 플레이트 전극(43)은, 제 1 전극의 일례이다.
또한, 칸막이 판(40)과 탑재대(11)의 사이에는, 제 2 플레이트 전극(60)이 마련되어 있다. 제 2 플레이트 전극(60)은, 예컨대, 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등의 금속에 의해 형성된다. 본 실시형태에 있어서, 제 2 플레이트 전극(60)은, 처리 용기(10)의 측벽에 의해 지지되어 있다. 제 2 플레이트 전극(60)은, 처리 용기(10)와 전기적으로 접속되어 있고, 처리 용기(10)를 통해서 접지되어 있다. 즉, 제 2 플레이트 전극(60)은, GND 전위로 되어 있다.
도 2를 더 참조하여 설명을 계속한다. 도 2는 실시형태에 따른 칸막이 판(40)과 제 2 플레이트 전극(60)의 위치 관계의 일례를 설명하기 위한 확대 단면도이다. 칸막이 판(40) 및 제 1 플레이트 전극(43)에는, 예컨대 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 칸막이 판(40) 및 제 1 플레이트 전극(43)을 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍(40a)이 마련되어 있다.
또한, 칸막이 판(40)은, 내부에 가스 확산실(41)이 마련되어 있다. 가스 확산실(41)에는, 아래쪽으로 향해서 연장되는 복수의 가스 토출구(41a)가 형성되어 있다. 가스 확산실(41)에는, 가스 공급관(44)이 접속되어 있다. 가스 공급관(44)은, 가스 공급부(51)에 접속되고, 가스 공급부(51)로부터 각종 가스가 공급된다. 가스 공급관(44)을 통해서 공급된 가스는, 가스 확산실(41) 내에서 확산되고, 각 가스 토출구(41a)로부터 토출된다.
제 2 플레이트 전극(60)에는, 제 2 플레이트 전극(60)의 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍(60a)이 형성되어 있다. 제 2 플레이트 전극(60)의 관통 구멍(60a)은, 수평 방향에 있어서, 칸막이 판(40) 및 제 1 플레이트 전극(43)의 관통 구멍(40a)이 형성되어 있지 않은 위치에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 즉, 관통 구멍(60a)은, 수평 방향에 있어서, 관통 구멍(40a)과는 상이한 위치에 형성되어 있다. 이것에 의해, 칸막이 판(40)의 관통 구멍(40a)은, 연직 방향에 있어서, 제 2 플레이트 전극(60)에 의해 차폐되어 있다. 제 2 플레이트 전극(60)은, 복수의 관통 구멍(60a)을 통해서 플라즈마 생성실(42)로부터 반응실(61)로의 이온의 침입을 억제한다. 제 2 플레이트 전극(60)은, 억제부의 일례이다.
또, 제 2 플레이트 전극(60)에 더하여, 하나 내지는 그 이상의 수의 플레이트 전극을 추가하더라도 좋다. 추가의 플레이트 전극의 관통 구멍은, 바로 위의 플레이트 전극의 관통 구멍과는 상이한 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 플레이트 전극의 전위는, GND 전위가 바람직하다.
또한, 플라즈마 처리 장치(1)는, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 칸막이 판(40)과 탑재대(11)의 사이에 제 2 플레이트 전극(60)이 마련된 경우, 제 2 플레이트 전극(60)에 의해 플라즈마 생성실(42)로부터 반응실(61)로의 이온의 침입이 차폐된다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 생성실(42)로부터 반응실(61)에 이온을 침입시키는 경우, 제 2 플레이트 전극(60)을 마련하지 않더라도 좋다. 도 6은 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 다른 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 도 6에 나타내는 플라즈마 처리 장치(1)는, 제 2 플레이트 전극(60)을 마련하고 있지 않다. 이 경우, 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 생성실(42)에서 생성한 이온을 제 1 플레이트 전극(43)의 관통 구멍(40a)을 통과시켜 반응실(61)에 공급할 수 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마를 제어함으로써 이온의 공급량을 제어할 수 있다.
도 1로 돌아간다. 가스 공급관(50) 및 가스 공급관(44)은, 가스 공급부(51)에 접속되어 있다. 가스 공급부(51)는, 플라즈마 처리에 이용하는 각종 가스를 가스 공급관(50) 및 가스 공급관(44)에 공급한다. 예컨대, 가스 공급부(51)는, 플라즈마 처리에 이용하는 복수의 가스의 가스 소스, 매스 플로 컨트롤러와 같은 복수의 유량 제어기, 및, 복수의 밸브를 갖는다. 가스 공급부(51)는, 복수의 가스 소스 중 선택된 가스 소스로부터의 가스의 유량을 조정하고, 당해 가스를 가스 공급관(50) 및 가스 공급관(44)에 개별적으로 공급한다. 예컨대, 플라즈마 ALD에 의해 성막을 행하는 경우, 가스 공급부(51)는, 원료 가스와 반응 가스와 불활성 가스를 각각 개별적으로 공급한다. 원료 가스, 반응 가스 및 불활성 가스의 구체적인 예는, 후술한다.
상부 전극(30)에는, 스위치(25)가 접속되어 있다. 스위치(25)는, 접속할 곳을 배선(25a~25c)으로 선택적으로 전환 가능하게 되어 있다. 배선(25a)에는, 정합기(27)를 거쳐서 제 1 고주파 전원(20)이 전기적으로 접속되어 있다.
정합기(27)는, 가변 콘덴서, 임피던스 제어 회로가 마련되고, 용량, 임피던스의 적어도 한쪽의 제어가 가능하게 되어 있다. 정합기(27)는, 제 1 고주파 전원(20)의 내부 임피던스에 부하 임피던스를 정합시킨다.
제 1 고주파 전원(20)은, 하나 또는 복수의 주파수의 고주파 전력을 발생시키는 것이 가능하게 되어 있다. 예컨대, 제 1 고주파 전원(20)은, 50㎑~220㎒의 범위의 단일 주파수의 고주파 전력을 발생시켜 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 제 1 고주파 전원(20)은, 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 TVW(Tailored voltage waveform)의 고주파 전력을 공급하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 배선(25a)은, 스위치(25)와 정합기(27)의 사이에서 분기하고, 필터(24), 스위치(23)를 거쳐서, 음의 직류 전압을 공급하는 직류 전원(22)이 접속되어 있다. 필터(24)는, 스위치(23)를 거쳐서 직류 전원(22)으로부터 공급되는 직류 전압의 고주파 성분을 억제함과 아울러, 제 1 고주파 전원(20)으로부터 직류 전원(22)에 흘러드는 고주파 전력을 억제한다.
배선(25b)에는, LC 회로(28)가 마련되어 있다. LC 회로(28)는, 예컨대, 가변 용량 콘덴서(28a) 및 인덕터(28b)가 직렬로 접속되어 있다. LC 회로(28)는, 가변 용량 콘덴서(28a)의 용량이 조절되는 것에 의해, 상부 전극(30)의 전위를 그라운드의 전위에 가깝게 할 수 있다. LC 회로(28)는, 가변 용량 콘덴서(28a)의 용량이 조절되는 것에 의해, 공진 주파수 등의 특성의 변경이 가능하게 되어 있다. 가변 용량 콘덴서의 용량은, 후술하는 제어 장치(100)에 의해 제어된다. 또, LC 회로(28)는, 용량의 값이 고정인 콘덴서와, 인덕턴스의 값이 가변인 가변 인덕터가 직렬로 접속된 것이더라도 좋다.
배선(25c)은, GND(29)에 접속되어 있다.
스위치(25)는, 접속할 곳을 배선(25a~25c)으로 선택적으로 전환함으로써, 상부 전극(30)이 접속할 곳을 제 1 고주파 전원(20), LC 회로(28) 및 GND(29)로 전환할 수 있다.
제 1 플레이트 전극(43)에는, 스위치(45)가 접속되어 있다. 스위치(45)는, 접속할 곳을 배선(45a~45c)으로 선택적으로 전환 가능하게 되어 있다. 배선(45a)에는, 정합기(49)를 거쳐서 제 2 고주파 전원(46)이 전기적으로 접속되어 있다.
정합기(49)는, 가변 콘덴서, 임피던스 제어 회로가 마련되고, 용량, 임피던스의 적어도 한쪽의 제어가 가능하게 되어 있다. 정합기(49)는, 제 2 고주파 전원(46)의 내부 임피던스에 부하 임피던스를 정합시킨다.
제 2 고주파 전원(46)은, 제 1 고주파 전원(20)과 마찬가지로, 하나 또는 복수의 주파수의 고주파 전력을 발생시키는 것이 가능하게 되어 있다. 예컨대, 제 2 고주파 전원(46)은, 50㎑~220㎒의 범위의 단일 주파수의 고주파 전력을 발생시켜 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 제 2 고주파 전원(46)은, 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 TVW의 고주파 전력을 공급하는 것이 가능하게 되어 있다.
배선(45b)에는, LC 회로(47)가 마련되어 있다. LC 회로(47)는, 예컨대, 가변 용량 콘덴서(47a) 및 인덕터(47b)가 직렬로 접속되어 있다. LC 회로(47)는, 가변 용량 콘덴서(47a)의 용량이 조절되는 것에 의해, 칸막이 판(40)의 전위를 그라운드의 전위에 가깝게 할 수 있다. LC 회로(47)는, 가변 용량 콘덴서(47a)의 용량이 조절되는 것에 의해, 공진 주파수 등의 특성의 변경이 가능하게 되어 있다. 가변 용량 콘덴서의 용량은, 후술하는 제어 장치(100)에 의해 제어된다. 또, LC 회로(47)는, 용량의 값이 고정인 콘덴서와, 인덕턴스의 값이 가변인 가변 인덕터가 직렬로 접속된 것이더라도 좋다.
배선(45c)은, GND(48)에 접속되어 있다.
스위치(45)는, 접속할 곳을 배선(45a~45c)으로 선택적으로 전환함으로써, 제 1 플레이트 전극(43)이 접속할 곳을 제 2 고주파 전원(46), LC 회로(47) 및 GND(48)로 전환할 수 있다.
또, 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)는, 탑재대(11)에 정합기(75)를 거쳐서 제 3 고주파 전원(76)을 전기적으로 접속하더라도 좋다. 정합기(75)는, 가변 콘덴서, 임피던스 제어 회로가 마련되고, 용량, 임피던스의 적어도 한쪽의 제어가 가능하게 되어 있다. 정합기(75)는, 제 3 고주파 전원(76)의 내부 임피던스에 부하 임피던스를 정합시킨다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 제 3 고주파 전원(76)에 의해 탑재대(11)에 전압을 인가함으로써, 플라즈마 생성실(42)을 통과하는 이온의 양을 증가시킬 수 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)는, 제 3 고주파 전원으로부터 탑재대(11)에 전압을 인가하여 반응실(61)에서 플라즈마를 생성함으로써, 예컨대, 플라즈마를 다이렉트로 이용한 박막의 개질 처리나, 이방성 에칭, 원자층 에칭을 행할 수 있다.
처리 용기(10)의 저면에는, 처리 용기(10) 내를 배기하는 배기 장치(70)가 배기관(71)을 통해서 접속되어 있다. 배기관(71)에는, 배기 장치(70)에 의한 배기량을 조절하는 조절 밸브(72)가 마련되어 있다. 배기 장치(70)를 구동하는 것에 의해, 배기관(71)을 통해서 처리 용기(10) 내의 가스가 배기되고, 조절 밸브(72)의 개방도를 조정하는 것에 의해, 처리 용기(10) 내가 소정의 진공도까지 감압된다.
처리 용기(10)의 측벽에는, 웨이퍼 W를 반입 및 반출하기 위한 개구(14)가 형성되어 있다. 개구(14)는, 게이트 밸브 G에 의해 개폐된다.
플라즈마 처리 장치(1)의 각 부는, 제어 장치(100)에 의해 제어된다. 제어 장치(100)는, 메모리 및 프로세서를 갖는다. 프로세서는, 메모리에 저장된 프로그램이나 레시피를 읽어내어 실행하는 것에 의해, 플라즈마 처리 장치(1)의 각 부를 제어한다. 본 실시형태에 있어서, 제어 장치(100)는, 플라즈마 ALD에 의해, 탑재대(11) 위의 웨이퍼 W 위에 막을 성막하도록, 플라즈마 처리 장치(1)의 각 부를 제어한다.
다음으로, 플라즈마 처리 장치(1)를 이용한 플라즈마 처리의 구체적인 예를 설명한다. 이하에서는, 플라즈마 처리 장치(1)를 이용한 플라즈마 ALD에 의해 성막을 행하는 경우를 설명한다.
예컨대, 탑재대(11) 위에 웨이퍼 W가 탑재되고, 게이트 밸브 G가 닫힌 후, 제어 장치(100)는, 배기 장치(70)를 구동하고, 조절 밸브(72)의 개방도를 조정하는 것에 의해, 처리 용기(10) 내를 소정의 진공도까지 감압한다. 그리고, 제어 장치(100)는, 가스 공급부(51)를 제어하여, 성막용의 원료 가스와, 반응 가스와, 불활성 가스를 공급하여 플라즈마 ALD를 실시한다.
여기서, SiO2 막을 성막하는 경우, 원료 가스로서는, 예컨대, BDEAS(비스다이에틸아미노실란), DIPAS(다이아이소프로필아미노실란), DMAS(다이메틸아미노실란), TDMAS(트리다이메틸아미노실란) 등의 아미노실란 가스가 이용된다. 반응 가스로서는, 산소(O2) 가스 등의 산화 가스를 이용할 수 있다. 불활성 가스로서는, 아르곤(Ar) 가스, He 가스 등을 이용할 수 있다.
또한, TiO2 막을 성막하는 경우, 원료 가스로서는, 예컨대, TiCl4, 테트라(아이소프로폭시)티탄(TTIP), 사브롬화티탄(TiBr4), 사요오드화티탄(TiI4), 테트라키스에틸메틸아미노티탄(TEMAT), 테트라키스다이메틸아미노티탄(TDMAT), 테트라키스다이에틸아미노티탄(TDEAT) 등을 들 수 있다. 반응 가스로서는, 산소(O2) 가스 등의 산화 가스를 이용할 수 있다. 불활성 가스로서는, N2 가스, Ar 가스, He 가스 등을 이용할 수 있다.
또한, SiN 막을 성막하는 경우, 원료 가스로서는, 예컨대, BDEAS(비스다이에틸아미노실란), DIPAS(다이아이소프로필아미노실란), DMAS(다이메틸아미노실란), TDMAS(트리다이메틸아미노실란) 등의 아미노실란 가스, 다이클로로실란(DCS), 헥사클로로다이실란(HCDS), 다이이오도실란(DIS) 등의 할라이드 가스를 들 수 있다. 반응 가스로서는, 질소(N2) 가스, NH3 가스 등을 이용할 수 있다. 불활성 가스로서는, 아르곤 가스, He 가스 등을 이용할 수 있다.
예컨대, 제어 장치(100)는, 흡착 공정을 실행한다. 흡착 공정에서는, 가스 공급부(51)로부터 원료 가스를 가스 공급관(44)을 통해서 가스 확산실(41)에 공급한다. 가스 공급관(44)을 통해서 공급된 원료 가스는, 가스 확산실(41) 내에서 확산되고, 각 가스 토출구(41a)로부터 반응실(61) 내에 샤워 형상으로 공급된다. 반응실(61) 내에 공급된 원료 가스의 분자는, 탑재대(11) 위의 웨이퍼 W의 표면에 흡착된다. 또, 웨이퍼 W 표면에 공급하는 것은, 원료 가스 자신 외에, 플라즈마로 해리된 라디칼이더라도 좋고, 열분해된 프리커서이더라도 좋다.
다음으로, 제어 장치(100)는, 가스 공급부(51)로부터의 원료 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 제어 장치(100)는, 제 1 퍼지 공정을 실행한다. 제 1 퍼지 공정에서는, 가스 공급부(51)로부터 불활성 가스를 가스 공급관(50) 및 가스 공급관(44)을 통해서 플라즈마 생성실(42) 및 가스 확산실(41)에 공급한다. 플라즈마 생성실(42) 및 가스 확산실(41) 내에 공급된 불활성 가스는, 칸막이 판(40)의 관통 구멍(40a) 및 제 2 플레이트 전극(60)의 관통 구멍(60a)을 통해서 반응실(61) 내에 샤워 형상으로 공급된다. 반응실(61)에 공급된 불활성 가스에 의해, 가스 공급부(51), 가스 공급관(44), 가스 확산실(41) 및 반응실(61)에 잔류한 원료 가스 및 웨이퍼 W의 표면에 과잉 흡착된 원료 가스의 분자가 제거된다.
다음으로, 제어 장치(100)는, 가스 공급부(51)로부터의 불활성 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 제어 장치(100)는, 반응 공정을 실행한다. 반응 공정에서는, 가스 공급부(51)로부터 반응 가스를 가스 공급관(50)을 통해서 플라즈마 생성실(42)에 공급한다. 플라즈마 생성실(42) 내에 공급된 반응 가스는, 플라즈마 생성실(42) 내에서 확산된다.
그리고, 제어 장치(100)는, 제 1 고주파 전원(20), 스위치(25), 제 2 고주파 전원(46) 및 스위치(45)를 제어하여, 상부 전극(30) 및 제 1 플레이트 전극(43)에 고주파 전력을 인가한다. 또한, 제어 장치(100)는, 스위치(23)를 온으로 제어하고, 고주파 전력에 직류 전원(22)으로부터 공급된 소정의 크기의 음의 직류 전압을 중첩시킨다.
여기서, 본 실시형태에서는, 상부 전극(30) 및 제 1 플레이트 전극(43)에 인가하는 전압의 조합으로서, 이하의 6개의 패턴으로 나누어진다.
제 1 패턴 : 상부 전극(30)에 단일 주파수의 고주파 전력을 인가하고, 제 1 플레이트 전극(43)에 TVW의 고주파 전력을 인가한다.
제 2 패턴 : 상부 전극(30)에 단일 주파수의 고주파 전력과 TVW의 고주파 전력을 중첩시켜 인가하고, 제 1 플레이트 전극(43)을 GND(48) 또는 LC 회로(47)에 접속한다.
제 3 패턴 : 상부 전극(30)에 TVW의 고주파 전력을 인가하고, 제 1 플레이트 전극(43)을 GND(48) 또는 LC 회로(47)에 접속한다.
제 4 패턴 : 상부 전극(30)에 TVW의 고주파 전력을 인가하고, 제 1 플레이트 전극(43)에 단일 주파수의 고주파 전력을 인가한다.
제 5 패턴 : 상부 전극(30)을 GND 또는 LC 회로에 접속하고, 제 1 플레이트 전극(43)에 단일 주파수의 고주파 전력과 TVW의 고주파 전력을 중첩시켜 인가한다.
제 6 패턴 : 상부 전극(30)을 GND 또는 LC 회로에 접속하고, 제 1 플레이트 전극(43)에 TVW의 고주파 전력을 인가한다.
제어 장치(100)는, 제 1 패턴 및 제 4 패턴의 경우, 스위치(25)를 제 1 고주파 전원(20)과 접속되는 배선(25a)에 접속하고, 스위치(45)를 제 2 고주파 전원(46)과 접속되는 배선(45a)에 접속한다. 또한, 제어 장치(100)는, 제 2 패턴 또는 제 3 패턴의 경우, 스위치(25)를 제 1 고주파 전원(20)과 접속되는 배선(25a)에 접속하고, 스위치(45)를 GND(48)와 접속되는 배선(45c) 또는 LC 회로(47)와 접속되는 배선(45b)에 접속한다. 또한, 제어 장치(100)는, 제 5 패턴 또는 제 6 패턴의 경우, 스위치(25)를 GND(29)와 접속되는 배선(25c) 또는 LC 회로(28)와 접속되는 배선(25b)에 접속하고, 스위치(45)를 제 2 고주파 전원(46)과 접속되는 배선(45a)에 접속한다. 그리고, 제어 장치(100)는, 제 1 고주파 전원(20) 및 제 2 고주파 전원(46)을 제어하고, 제 1~제 6 패턴에 따라 상부 전극(30) 및 제 1 플레이트 전극(43)에 단일 주파수의 고주파 전력, TVW의 고주파 전력을 인가한다. TVW의 고주파 전력은, 구체적으로는 상이한 주파수의 고주파 전압을 중첩시키고, 위상을 제어하는 것에 의해 생성한다. 예컨대, 제 1 고주파 전원(20) 및 제 2 고주파 전원(46)은, 기본파의 고주파 전력에 대하여, 기본파의 정수배의 주파수가 되는 하나 또는 복수의 고주파 전력의 위상을 제어하여 중첩시킴으로써 TVW의 고주파 전력을 생성한다. TVW에서 중첩시키는 주파수로서는, 기본파의 주파수를 f로 하여, 예컨대, 이하와 같은 주파수의 조합을 들 수 있다.
·f+2f
·f+3f+5f
·f+2f+3f
기본파의 주파수 f는, 100㎑~100㎒의 범위가 바람직하다. 음성 플라즈마의 경우는, 주파수가 낮은 쪽이 바람직하고, 예컨대, 400㎑로 한다. 한편, 양성 플라즈마의 경우는, 주파수가 높은 쪽이 바람직하고, 예컨대, 60㎒로 한다. 위상은, 상부 전극(30)에 고주파 전력을 인가하는 경우에는 270°가 바람직하고, 제 1 플레이트 전극(43) 또는 탑재대(11)에 인가하는 경우에는 90°로 하는 것이 바람직하다.
단일 주파수의 고주파 전력은, 100㎑~220㎒의 범위가 바람직하다. 음성 플라즈마의 경우는, 주파수가 낮은 쪽이 바람직하고, 예컨대, 400㎑로 한다. 한편, 양성 플라즈마의 경우는, 주파수가 높은 쪽이 바람직하고, 예컨대, 60㎒로 한다.
상부 전극(30) 및 제 1 플레이트 전극(43)에 인가된 고주파 전력은, 플라즈마 생성실(42) 내에 방사된다. 이것에 의해, 플라즈마 생성실(42)에서는, 반응 가스의 플라즈마가 생성된다. 플라즈마 생성실(42) 내에 발생한 플라즈마에는, 전자, 이온, 및 활성종이 포함된다.
플라즈마 처리 장치(1)는, TVW의 고주파 전력으로서 중첩시키는 주파수의 조합이나 위상을 제어하는 것에 의해, 플라즈마 생성실(42) 내에 발생하는 플라즈마 시스의 두께를 제어할 수 있다. 플라즈마 시스의 두께는, 전압을 인가하는 영역과 GND 영역의 면적비, 인가하는 전압 파형 형상, 기본파와 고조파의 위상차, 기본파와 고조파 중 어느 쪽의 위상을 움직이게 하는지와 같은 인자에 의해 변화한다. 전압을 인가하는 영역과 GND 영역의 면적비는, 플라즈마 처리 장치(1)의 장치 형상에 의해 결정되기 때문에, 실질적으로는 그 외의 인자를 변화시킴으로써 플라즈마 시스의 두께를 제어한다. 예컨대, f와 2f를 중첩시킨 경우, 기본파(f)와 고조파(2f)의 위상차를 변화시키면 플라즈마 시스의 두께가 주기적으로 변화한다. 또한, 기본파와 고조파의 진폭이나 전압 파형 형상(예컨대, 사인파인지 코사인파인지)을 변화시키면 플라즈마 시스의 두께의 변화량 및 플라즈마 시스의 두께의 주기적인 변화의 위상이 변화한다. 플라즈마 시스의 두께가 바뀌면, 전자나 이온 등의 하전 입자의 가속도가 바뀐다. 따라서, 제어 장치(100)는, TVW의 고주파 전력을 제어하여, 플라즈마 시스의 두께를 바꿈으로써, 플라즈마 중의 하전 입자의 에너지를 제어할 수 있다. 예컨대, 플라즈마 시스의 두께를 바꿈으로써, 플라즈마 중의 이온의 에너지를 바꿀 수 있다. 따라서, 얻고 싶은 목적을 감안하여 최적의 플라즈마 시스 두께를 선택하는 것에 의해 최적의 이온의 기여도를 선택하는 것이 가능하다. 또한, TVW에 의해 전자 온도·전자 밀도·라디칼 해리·이온 에너지를 독립하여 제어하는 것도 가능하고, 프로세스에 따라 이들 파라미터를 독립 제어할 수 있다.
제 1 플레이트 전극(43)은, 플라즈마로부터의 입열에 의해 발열한다. 또한, 제 1 플레이트 전극(43)은, 전자나 이온 등의 하전 입자가 가속되어 표면에 입사함으로써, 표면이 소모된다. 그러나, 플라즈마 시스의 두께를 얇게 함으로써, 플라즈마로부터 입열량을 저하시킬 수 있다. 또한, 플라즈마 시스의 두께를 얇게 하여, 하전 입자의 에너지를 저하시킴으로써, 제 1 플레이트 전극(43)의 소모를 억제할 수 있다.
또한, 제 2 패턴 및 제 3 패턴에 있어서 제 1 플레이트 전극(43)을 GND(48)에 접속한 경우, 제 1 플레이트 전극(43)의 표면에 접촉한 전자나 이온 등의 하전 입자의 전하는 중화된다. 또한, 제 1 플레이트 전극(43)의 표면에 접촉하지 않은 하전 입자는, 제 1 플레이트 전극(43)의 관통 구멍(40a)을 통과한다. 여기서, 본 실시형태에 있어서의 관통 구멍(40a)은, 예컨대 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 연직 방향에 있어서, 제 2 플레이트 전극(60)에 의해 차폐되어 있다. 이 때문에, 관통 구멍(40a) 내를 통과한 하전 입자는, 제 2 플레이트 전극(60)의 상면(62)에 접촉한다. 그리고, 제 2 플레이트 전극(60)의 상면(62)에 있어서, 이온의 전하가 전자의 전하에 의해 중화된다. 이 때문에, 제 2 플레이트 전극(60)의 관통 구멍(60a)을 통해서 반응실(61) 내에 침입하는 이온이 감소한다. 이것에 의해, 이온에 의해 웨이퍼 W에 발생하는 데미지가 저감된다.
한편, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제 2 플레이트 전극(60)을 마련하고 있지 않은 경우는, 플라즈마 생성실(42)에서 생성한 하전 입자가 제 2 플레이트 전극(60)에 의해 차폐되지 않게 되기 때문에, 제 1 플레이트 전극(43)의 관통 구멍(40a)을 통해서 하전 입자를 반응실(61)에 공급할 수 있다. 또한, 제 3 고주파 전원(76)으로부터 탑재대(11)에 전압을 인가함으로써, 플라즈마 생성실(42)을 통과하는 이온의 양을 증가시킬 수 있다.
제 1 패턴 내지 제 6 패턴은, 이온 투과율을 조정할 수 있고, 웨이퍼 W에 조사하는 이온의 밀도를 조정할 수 있다. 또한, 제 1 패턴 내지 제 6 패턴은, 모두 플라즈마 시스의 두께를 제어할 수 있다. 이것에 의해, 플라즈마 시스의 두께를 얇게 함으로써, 플라즈마로부터의 입열량을 저하시킬 수 있다. 또한, 플라즈마 시스의 두께를 얇게 하여, 하전 입자의 에너지를 저하시킴으로써, 제 1 플레이트 전극(43)의 소모나 발열을 억제할 수 있다. 특히, 제 1 패턴, 제 5 패턴 및 제 6 패턴은, 이온 투과율의 제어성이 높다. 한편, 제 2 패턴, 제 3 패턴 및 제 4 패턴은, 이온 투과율의 변화량이 비교적 작고, 해리 제어를 우선적으로 행할 수 있다.
또한, 제 1 패턴 또는, 제 2 패턴 및 제 3 패턴에 있어서 제 1 플레이트 전극(43)을 LC 회로(47)에 접속한 경우, 하전 입자의 전하의 제 1 플레이트 전극(43)에서의 이온의 차폐량을 조정할 수 있기 때문에, 반응실(61) 내에 침입하는 이온 밀도를 조정할 수 있다.
한편, 플라즈마에 포함되는 활성종은, 전기적으로 중성이기 때문에, 활성종의 진로가 제 1 플레이트 전극(43)이나 제 2 플레이트 전극(60)의 전위에 영향받지 않고, 전리하고 있지 않은 가스와 마찬가지로 공급이 가능하다. 이 때문에, 제 1 플레이트 전극(43)의 관통 구멍(40a)에 침입한 활성종은, 예컨대 도 2의 점선 화살표로 나타내어지는 바와 같이, 제 2 플레이트 전극(60)의 관통 구멍(60a)을 지나서, 반응실(61)에 공급된다. 반응실(61)에 공급된 활성종은, 웨이퍼 W 위의 원료 가스의 분자와 반응하고, 막을 형성한다.
다음으로, 제어 장치(100)는, 가스 공급부(51)로부터의 반응 가스의 공급을 정지한다. 또한, 제어 장치(100)는, 제 1 고주파 전원(20), 제 2 고주파 전원(46)을 제어하여, 상부 전극(30) 및 제 1 플레이트 전극(43)으로의 고주파 전력의 인가를 정지하고, 스위치(45)를 오프로 제어한다. 또한, 제어 장치(100)는, 스위치(23)를 오프로 제어하는 것에 의해, 직류 전원(22)으로부터 상부 전극(30)으로의 음의 직류 전압의 인가를 정지한다. 그리고, 제어 장치(100)는, 제 2 퍼지 공정을 실행한다. 제 2 퍼지 공정에서는, 가스 공급부(51)로부터 불활성 가스를 가스 공급관(50) 및 가스 공급관(44)을 통해서 플라즈마 생성실(42) 및 가스 확산실(41)에 공급한다. 플라즈마 생성실(42) 및 가스 확산실(41) 내에 공급된 불활성 가스는, 칸막이 판(40)의 관통 구멍(40a) 및 제 2 플레이트 전극(60)의 관통 구멍(60a)을 통해서 반응실(61) 내에 샤워 형상으로 공급된다. 반응실(61)에 공급된 불활성 가스에 의해, 웨이퍼 W의 표면에 잔류한 반응 가스 및 휘발성의 반응 부생성물이 제거된다.
제어 장치(100)는, 흡착 공정, 제 1 퍼지 공정, 반응 공정, 및 제 2 퍼지 공정을, 소정 사이클 반복하는 것에 의해, 웨이퍼 W의 표면에 소정의 막 두께의 막을 형성한다.
이와 같이, 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)는, 반응실(61)에 공급하는 이온의 밀도를 제어할 수 있다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(1)는, 예컨대, 패턴이 형성된 웨이퍼 W에 성막을 행하는 경우, 반응실(61) 내에 침입하는 이온의 밀도를 저하시킴으로써, 패턴의 사이드월의 상대적인 박막화나 막질 저하가 일어나는 것을 억제할 수 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)는, 이온 밀도를 제어할 수 있기 때문에, 이온을 활용한 프로세스를 실시할 수도 있다.
여기서, 플라즈마 생성실(42)과 반응실(61)을 나눌 뿐이면, 플라즈마 생성실(42)과 반응실(61)을 각각의 장치 내에서 실현하고, 배관을 통해서 플라즈마 생성실(42)과 반응실(61)을 접속하는, 이른바 리모트 플라즈마의 구성을 채용하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 이 경우, 플라즈마에 포함되는 활성종이, 배관 내를 흐르는 과정에서 불활성화하여 버리는 경우가 있고, 반응실(61) 내에 충분한 양의 활성종을 공급하는 것이 어렵다.
이에 비하여, 본 실시형태의 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 생성실(42)과 반응실(61)이 칸막이 판(40)을 사이에 두고 인접하고 있다. 이 때문에, 플라즈마 생성실(42)에서 생성된 플라즈마에 포함되는 많은 활성종을, 불활성화하는 일 없이 반응실(61)에 인도하는 것이 가능하게 된다.
또한, 대량의 활성종을 공급할 뿐이면, CCP보다 전자 밀도가 높은 ICP(Inductively Coupled Plasma)나 SWP(Surface Wave Plasma) 등의 플라즈마 생성 방식에 의해 플라즈마를 생성하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, ICP나 SWP 등의 플라즈마 생성 방식에서는, CCP보다 플라즈마 생성실(42)의 용적을 크게 할 필요가 있다. 이 때문에, ALD와 같이 가스의 치환 시간이 처리의 스루풋에 크게 영향을 주는 성막 방식에 ICP나 SWP 등의 플라즈마 생성 방식을 적용한 경우에는, 스루풋의 향상이 어렵다.
이에 비하여, 본 실시형태의 플라즈마 처리 장치(1)에서는, CCP에 의해 플라즈마를 생성하기 때문에, ICP나 SWP 등의 플라즈마 생성 방식에 비하여 플라즈마 생성실(42)의 용적을 작게 할 수 있다. 이것에 의해, 가스 치환을 보다 고속으로 실현할 수 있고, ALD에 의한 성막 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 플라즈마 처리 장치(1)를 이용한 반도체 프로세스의 일례를 설명한다. 반도체 프로세스 공정의 미세화·복잡화에 따라, 트렌치 또는 홀을 채우는 갭 채움(Gap Fill) 공정의 난도가 커지고 있다. 예컨대, 갭 채움 공정에서는, 개구가 수십 ㎚ 이하이고, 애스펙트 비가 10 이상인 트렌치 또는 홀 구조에 균일하고 심리스하게 SiN을 채울 필요성이 있다.
이와 같이 미세하고 애스팩트가 높은 구조에 대하여, 등방적으로 SiN을 성막하고, 채움을 행하는 것은 가능하다. 이 경우, 트렌치의 양 벽 또는 홀의 외주부로부터 성막이 개시, 진행되고, 최종적으로 대향하는 SiN 막끼리 접촉하여 채움이 완료된다. 그렇지만, 이 경우에는 최종적으로 접촉하는 부분에 심이 생겨 버린다. 심이 존재하는 부분에서는 그 외의 부분과 비교하여 막질이 상이한 경우가 있고, 예컨대 후속 공정에서 심 부분으로부터 우선적으로 에칭이 진행되고, 디바이스 결함이 되는 경우가 있다. 또한, 플라즈마를 사용한 종래의 성막을 실시한 경우, 산화 또는 질화 반응에 기여하는 라디칼의 불활성화에 의해, 트렌치 또는 홀의 상부의 성막 레이트가 하부보다 높아지는 현상이 발생한다. 이와 같은 경우, 트렌치 또는 홀의 상부가 먼저 채워지고, 하부에는 충분히 성막되지 않는다. 특히, 이전 공정에서 실시된 에칭의 영향으로, 트렌치 또는 홀의 상부가 중간보다 좁은 보우잉(Bowing) 형상으로 되어 있는 경우, 상부에 많이 성막되기 때문에, 트렌치 또는 홀을 균일하고 심리스하게 채우는 것이 더 어려워진다.
이것을 해결하려면, 트렌치 또는 홀의 바닥으로부터 바텀업 방식으로 성막을 행할 필요가 있다. 종래의 산화막이나 질화막의 성막에서는, 패턴의 사이드와 바텀에서 성막 레이트 차이를 의도적으로 발생시키는 것이 곤란하기 때문에, 완전한 바텀업 방식으로 성막은 어렵다.
한편, 성막과 에칭을 번갈아 행하는 DED(Depo-Etch-Depo) 프로세스를 실시함으로써, 채움의 방해가 되는 탑 및 사이드의 막의 제거가 가능하게 되고, 의사적인 바텀업 방식의 성막의 실현이 가능하다. 이하에서는, 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)를 이용하여, DED(Depo-Etch-Depo) 프로세스를 실시함으로써, 의사적인 바텀업 방식의 성막을 실시하는 예를 설명한다.
도 3은 실시형태에 따른 DED 프로세스에 의한 패턴의 변화의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3에는, 웨이퍼 W가 나타나 있다. 웨이퍼 W 위에는, 홀(82)이 형성된 패턴(81)이 마련되어 있다.
도 3(A)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 W에 SiN 막(83)을 등방성으로 성막한다. 예컨대, 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에 의해, 상술한 제 1 패턴의 고주파 전력으로 플라즈마 ALD를 실시하여, SiN 막(83)을 성막한다. 제 1 패턴에서는, 반응실(61) 내에 침입하는 이온 밀도가 저하함으로써, 도 3(A)에 나타내는 바와 같이, SiN 막(83)이 균일하게 성막된다.
다음으로, SiN 막(83)의 이방성 에칭을 행한다. 이방성 에칭은, 플라즈마 처리 장치(1)에서 실시하더라도 좋고, 다른 플라즈마 처리 장치에서 실시하더라도 좋다. 예컨대, 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에서 에칭을 실시하는 경우, 제어 장치(100)는, 가스 공급부(51)로부터, 예컨대, NF3와 H2 등의 에칭 가스를 가스 공급관(44)에 공급한다. 가스 공급관(44)에 공급된 에칭 가스는, 가스 확산실(41) 내에서 확산되고, 각 가스 토출구(41a)로부터 반응실(61) 내에 샤워 형상으로 공급된다. 그리고, 제어 장치(100)는, 스위치(45)를 제 2 고주파 전원(46)과 접속되는 배선(45a)에 접속함과 아울러, 제 2 고주파 전원(46)을 제어하여, 제 2 플레이트 전극(60)에 50㎑~220㎒의 범위의 단일 주파수의 고주파 전력 또는 복수의 주파수를 중첩시킨 고주파 전력을 인가한다. 공급되는 라디칼의 유량과 압력을 조절하고, 패턴의 하부까지 라디칼이 충분하게 도달하지 않도록(패턴의 도중에서 불활성화하도록) 제어하면, 도 3(B)에 나타내는 바와 같이, SiN 막(83)은, 상부가 많이 에칭되어 홀(82)의 하부일수록 많이 막이 잔류한다. DED 프로세스에서는, 이와 같은 성막과 에칭을 번갈아 반복 실시함으로써 SiN 막(83)의 의사적인 바텀업 방식의 성막을 실현할 수 있다.
도 4는 실시형태에 따른 DED 프로세스에 의한 패턴의 변화의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 4에는, 도 3과 마찬가지의 웨이퍼 W가 나타나 있다.
도 4(A)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 W에 SiN 막(83)을 이방적으로 성막한다. 이방성의 성막은, 플라즈마 처리 장치(1)에서 실시하더라도 좋고, 다른 플라즈마 처리 장치에서 실시하더라도 좋다. 예컨대, 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에 의해 종래의 플라즈마 ALD를 실시한다. 예컨대, 제어 장치(100)는, 본 실시형태에 따른 플라즈마 ALD의 흡착 공정, 제 1 퍼지 공정, 제 2 퍼지 공정을 실시한다. 또한, 제어 장치(100)는, 본 실시형태에 따른 반응 공정에 있어서, 가스 공급부(51)로부터 반응 가스를 가스 공급관(44)에 공급한다. 그리고, 제어 장치(100)는, 스위치(45)를 제 2 고주파 전원(46)과 접속되는 배선(45a)에 접속함과 아울러, 제 2 고주파 전원(46)을 제어하여, 제 2 플레이트 전극(60)에 50㎑~220㎒의 범위의 단일 주파수의 고주파 전력 또는 복수의 주파수를 중첩시킨 고주파 전력을 인가한다. 이것에 의해, 반응실(61)에서는, 반응 가스의 플라즈마가 생성되고, 웨이퍼 W에 SiN 막(83)이 성막된다. SiN 막(83)은, 플라즈마 중에 존재하는 이온의 직진성에 기인하여, 홀(82)의 사이드월 부분이 얇게 성막된다.
다음으로, SiN 막(83)의 등방성 에칭을 행한다. 등방성 에칭은, 플라즈마 처리 장치(1)에서 실시하더라도 좋고, 다른 플라즈마 처리 장치에서 실시하더라도 좋다. 예컨대, 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에 의해 플라즈마 ALD를 실시한다. 공급되는 라디칼의 유량과 압력 등의 프로세스 파라미터를 조절하고, 패턴의 하부까지 라디칼이 충분하게 도달하도록(등방적으로 에칭이 이루어지도록) 제어하면, 도 4(B)에 나타내는 바와 같이, SiN 막(83)은, 홀(82)의 하부와 패턴(81)의 상면에 많이 막이 잔류한다. DED 프로세스에서는, 이와 같은 성막과 에칭을 번갈아 반복 실시함으로써 SiN 막(83)의 의사적인 바텀업 방식 성막을 실현할 수 있다. 또, 등방성 에칭은, 플라즈마를 이용하지 않고, 열을 이용한 에칭이더라도 좋다. 또한, 등방성 에칭은, 대기압 분위기 하에서의 약액에 의한 에칭이더라도 좋다.
[플라즈마 처리]
다음으로, 상기와 같이 구성된 플라즈마 처리 장치(1)를 이용하여 행하여지는 플라즈마 처리에 대하여 설명한다. 이하에서는, 플라즈마 처리로서, 플라즈마 ALD에 의한 성막 처리의 흐름을 설명한다. 도 5는 실시형태에 따른 성막 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
우선, 게이트 밸브 G가 열리고, 도시하지 않는 로봇 암에 의해, 웨이퍼 W가 처리 용기(10) 내에 반입되고, 탑재대(11) 위에 탑재된다(S100). 그리고, 게이트 밸브 G가 닫힌다. 그리고, 제어 장치(100)는, 배기 장치(70)를 구동하고, 조절 밸브(72)의 개방도를 조정하는 것에 의해, 처리 용기(10) 내를 소정의 진공도까지 감압한다(S101).
다음으로, 제어 장치(100)는, 흡착 공정을 실행한다(S102). 가스 공급부(51)로부터 원료 가스를 가스 공급관(44)을 통해서 가스 확산실(41)에 공급한다. 가스 공급관(44)을 통해서 공급된 원료 가스는, 가스 확산실(41) 내에서 확산되고, 각 가스 토출구(41a)로부터 반응실(61) 내에 샤워 형상으로 공급된다. 반응실(61) 내에 공급된 원료 가스의 분자는, 탑재대(11) 위의 웨이퍼 W의 표면에 흡착된다. 그리고, 제어 장치(100)는, 가스 공급부(51)로부터의 원료 가스의 공급을 정지한다.
다음으로, 제어 장치(100)는, 제 1 퍼지 공정을 실행한다(S103). 제 1 퍼지 공정에서는, 가스 공급부(51)로부터 불활성 가스를 가스 공급관(50) 및 가스 공급관(44)을 통해서 플라즈마 생성실(42) 및 가스 확산실(41)에 공급한다. 플라즈마 생성실(42) 및 가스 확산실(41) 내에 공급된 불활성 가스는, 칸막이 판(40)의 관통 구멍(40a) 및 제 2 플레이트 전극(60)의 관통 구멍(60a)을 통해서 반응실(61) 내에 샤워 형상으로 공급된다. 반응실(61)에 공급된 불활성 가스에 의해, 웨이퍼 W의 표면에 과잉 흡착된 원료 가스의 분자가 제거된다. 그리고, 제어 장치(100)는, 가스 공급부(51)로부터의 불활성 가스의 공급을 정지한다.
다음으로, 제어 장치(100)는, 반응 공정을 실행한다(S104~S106). 반응 공정에서는, 가스 공급부(51)로부터 반응 가스를 가스 공급관(50)을 통해서 플라즈마 생성실(42)에 공급한다(S104). 플라즈마 생성실(42) 내에 공급된 반응 가스는, 플라즈마 생성실(42) 내에서 확산된다.
그리고, 제어 장치(100)는, 제 1 고주파 전원(20), 스위치(25), 제 2 고주파 전원(46) 및 스위치(45)를 제어하여, 상부 전극(30) 및 제 1 플레이트 전극(43)에 고주파 전력을 인가한다(S105). 또한, 제어 장치(100)는, 스위치(23)를 온으로 제어하고, 고주파 전력에 직류 전원(22)으로부터 공급된 소정의 크기의 음의 직류 전압을 중첩시킨다(S106). 이것에 의해, 플라즈마 생성실(42)에서는, 반응 가스의 플라즈마가 생성된다. 생성된 플라즈마 중의 활성종은, 칸막이 판(40)의 관통 구멍(40a) 및 제 2 플레이트 전극(60)의 관통 구멍(60a)을 통해서, 반응실(61) 내에 공급된다. 반응실(61) 내에 공급된 활성종이, 웨이퍼 W 위의 원료 가스의 분자와 반응하는 것에 의해, 웨이퍼 W 위에 막이 형성된다. 그리고, 제어 장치(100)는, 가스 공급부(51)로부터의 반응 가스의 공급을 정지한다. 또한, 제어 장치(100)는, 제 1 고주파 전원(20), 제 2 고주파 전원(46)을 제어하여, 상부 전극(30) 및 제 1 플레이트 전극(43)으로의 고주파 전력의 인가를 정지하고, 스위치(25), 스위치(45)를 오프로 제어한다. 또한, 제어 장치(100)는, 스위치(23)를 오프로 제어하는 것에 의해, 직류 전원(22)으로부터 상부 전극(30)으로의 음의 직류 전압의 인가를 정지한다.
다음으로, 제어 장치(100)는, 제 2 퍼지 공정을 실행한다(S107). 제 2 퍼지 공정에서는, 가스 공급부(51)로부터 불활성 가스를 가스 공급관(50) 및 가스 공급관(44)을 통해서 플라즈마 생성실(42) 및 가스 확산실(41)에 공급한다. 플라즈마 생성실(42) 및 가스 확산실(41) 내에 공급된 불활성 가스는, 칸막이 판(40)의 관통 구멍(40a) 및 제 2 플레이트 전극(60)의 관통 구멍(60a)을 통해서 반응실(61) 내에 샤워 형상으로 공급된다. 반응실(61)에 공급된 불활성 가스에 의해, 웨이퍼 W의 표면에 잔류한 반응 가스 및 휘발성의 반응 부생성물이 제거된다. 그리고, 제어 장치(100)는, 가스 공급부(51)로부터의 불활성 가스의 공급을 정지한다.
다음으로, 제어 장치(100)는, 스텝 S102~S107의 처리가 소정 횟수 반복되었는지 여부를 판정한다(S108). 스텝 S102~S107의 처리가 소정 횟수 반복되지 않은 경우(S108 : 아니오), 제어 장치(100)는, 다시 스텝 S102에 나타내어진 처리를 실행한다. 한편, 스텝 S102~S107의 처리가 소정 횟수 반복된 경우(S108 : 예), 게이트 밸브 G가 열리고, 도시하지 않는 로봇 암에 의해, 웨이퍼 W가 처리 용기(10)로부터 반출된다(S109). 그리고, 본 플로차트에 나타내어진 성막 처리가 종료된다.
또, 플라즈마 처리 장치(1)는, 제 3 고주파 전원(76)으로부터 탑재대(11)에 이하와 같이 고주파 전력을 공급하여 박막의 개질 처리나, 이방성 에칭, 원자층 에칭을 행하더라도 좋다. 예컨대, 플라즈마 처리 장치(1)는, 반응실(61)에서 플라즈마를 생성함으로써, 플라즈마를 다이렉트로 이용한 박막의 개질 처리를 실시한다. 예컨대, 반응실(61)에 H2/Ar 가스를 공급하면서 플라즈마를 생성함으로써, SiN의 막질을 개선할 수 있다. 구체적으로는, 에칭 레이트가 낮아진다. H 이온을 이방적으로 조사하고, 패턴의 상면·저면의 에칭 레이트를 낮게 함으로써, 도 4(A)와 같이 막 두께를 두껍게 하지 않더라도 등방 에칭에 의해, 도 4(A)의 형상을 실현할 수 있다. 개질 처리의 타이밍은, S102의 후, S103의 후, S106의 후, S107의 후 또는 그들의 조합을 생각할 수 있다. 또한, 개질 처리는, 스텝 S102~S107의 사이클마다 실시하지 않더라도 좋고, 몇 사이클에 1회 또는 성막 후에 1회 실시하더라도 좋다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)는, 반응실(61)에서 플라즈마를 생성함으로써 플라즈마를 다이렉트로 이용한 이방성 에칭을 실시할 수 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)는, 반응실(61)에서 플라즈마를 생성함으로써, 플라즈마를 다이렉트로 이용한 원자층 에칭을 실시할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)는, 처리 용기(10)와, 칸막이 판(40)과, 제 2 전극(상부 전극(30))과, 전력 공급부(제 1 고주파 전원(20), 스위치(45), 제 2 고주파 전원(46) 등)를 갖는다. 칸막이 판(40)은, 절연성으로 되어 있고, 처리 용기(10) 내의 공간을 피처리체(웨이퍼 W)가 탑재되는 반응실(61)과 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성실(42)로 나눈다. 또한, 칸막이 판(40)은, 플라즈마 생성실(42) 측의 면에 제 1 전극(제 1 플레이트 전극(43))이 마련되고, 플라즈마 생성실(42) 내에 생성된 플라즈마에 포함되는 활성종을 반응실(61)에 공급하기 위한 복수의 관통 구멍(40a)이 형성되어 있다. 제 2 전극은, 플라즈마 생성실(42)에 제 1 전극과 대향하여 배치된다. 전력 공급부는, 플라즈마 생성실(42)에 플라즈마를 생성할 때, 제 1 전극 및 제 2 전극의 어느 한쪽에, 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력을 공급한다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(1)는, 피처리체에 조사하는 이온의 밀도를 조정할 수 있다.
또한, 전력 공급부는, 제 1 전극에 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력을 공급함과 아울러, 제 2 전극에 단일 주파수의 고주파 전력을 공급한다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(1)는, 이온 투과율을 제어성 좋게 제어할 수 있고, 반응실(61) 내에 침입하는 이온 밀도를 조정할 수 있다.
또한, 전력 공급부는, 제 2 전극에 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력과 단일 주파수의 고주파 전력을 공급함과 아울러, 제 1 전극을 접지(GND(48)) 또는 LC 회로(47)에 접속한다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(1)는, 이온의 차폐량을 조정할 수 있고, 또한, 라디칼의 해리 제어를 행할 수 있다.
또한, 전력 공급부는, 제 2 전극에 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력을 공급함과 아울러, 제 2 전극을 접지 또는 LC 회로(47)에 접속한다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(1)는, 이온의 차폐량을 조정할 수 있고, 또한, 라디칼의 해리 제어를 행할 수 있다.
또한, 전력 공급부는, 제 2 전극에 단일 주파수의 고주파 전력을 공급함과 아울러, 제 1 전극에 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력을 공급한다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(1)는, 이온의 차폐량을 조정할 수 있고, 또한, 라디칼의 해리 제어를 행할 수 있다.
또한, 전력 공급부는, 제 2 전극을 접지(GND(29)) 또는 LC 회로(28)에 접속함과 아울러, 제 1 전극에 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력과 단일 주파수의 고주파 전력을 공급한다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(1)는, 이온 투과율을 제어성 좋게 제어할 수 있고, 반응실(61) 내에 침입하는 이온 밀도를 조정할 수 있다.
또한, 전력 공급부는, 제 2 전극을 접지(GND(29)) 또는 LC 회로(28)에 접속함과 아울러, 제 1 전극에 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력을 공급한다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(1)는, 이온 투과율을 제어성 좋게 제어할 수 있고, 반응실(61) 내에 침입하는 이온 밀도를 조정할 수 있다.
또한, 플라즈마 처리 장치(1)는, 가스 공급부(51)를 더 갖는다. 가스 공급부(51)는, 성막의 원료 가스를 반응실(61)에 공급하여 피처리체의 표면에 원료 가스의 분자를 흡착시킨 후, 원료 가스의 분자와 반응하는 반응 가스를 플라즈마 생성실(42)에 공급한다. 전력 공급부는, 가스 공급부(51)로부터 반응 가스의 공급에 맞춰서 제 1 전극 및 제 2 전극의 어느 한쪽에, 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력을 공급하여 반응 가스의 플라즈마를 생성한다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(1)는, 성막되는 막의 사이드월의 박막화나 막질 저하가 일어나는 것을 억제할 수 있다.
또한, 가스 공급부(51)는, 원료 가스를 칸막이 판(40)에 공급한다. 칸막이 판(40)은, 반응실(61) 측의 면에, 가스 공급부(51)로부터 공급되는 원료 가스를 토출하는 복수의 가스 토출구(41a)가 형성되어 있다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 생성실(42)에 원료 가스가 흐르는 것을 억제할 수 있고, 플라즈마 생성실(42) 내에서 막이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 플라즈마 처리 장치(1)는, 억제부(제 2 플레이트 전극(60))를 더 갖는다. 억제부는, 반응실(61) 내에 마련되고, 복수의 관통 구멍(40a)을 통해서 플라즈마 생성실(42)로부터 반응실(61)로의 이온의 침입을 억제한다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(1)는, 반응실(61)로의 이온의 침입을 억제할 수 있다.
이상, 실시형태에 대하여 설명하였지만, 이번 개시된 실시형태는, 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 실제로, 상기한 실시형태는, 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기의 실시형태는, 청구의 범위 및 그 취지를 일탈하는 일 없이, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되더라도 좋다.
예컨대, 실시형태에서는, 피처리체를 반도체 웨이퍼로 한 경우를 예로 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니다. 피처리체는, 유리 기판 등, 다른 기판이더라도 좋다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 칸막이 판(40)에 프리커서 공급용의 가스 공급관(44), 가스 확산실(41)을 마련한 경우를 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니다. 칸막이 판(40)에 가스 공급관(44), 가스 확산실(41) 및 가스 토출구(41a)를 마련하지 않고서, 가스 공급관(50)만을 이용하여 프리커서, 반응 가스, 퍼지 가스를 번갈아 공급하더라도 좋다. 또한, 상기의 실시형태에서는, S103 및 S107의 퍼지 공정이 종료된 단계에서 퍼지 가스를 정지하였지만, S102 내지 S108의 모든 공정에서 퍼지 가스를 항상 흐르게 하고 있더라도 좋다. 또한, 상기한 실시형태에서는, S104에서 반응 가스의 공급을 개시하고, S106이 종료된 단계에서 반응 가스의 공급을 정지하였지만, 예컨대, 플라즈마 ALD에 의한 SiO2 성막 프로세스에 있어서의 산소 가스와 같이 플라즈마를 형성하지 않는 상태에서 프리커서에 대하여 불활성인 가스를 반응 가스로서 사용하는 경우에는, S102 내지 S108의 모든 공정에서 반응 가스를 항상 흐르게 하고 있더라도 좋다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 처리 용기(10)를 바닥이 있고 위쪽이 개구한 대략 원통의 형상으로 하고, 처리 용기(10)의 위쪽의 개구를 상부 전극(30) 및 절연 부재(33)에 의해 봉지한 경우를 예로 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니다. 처리 용기(10)는, 위쪽의 개구를 절연 부재로 봉지하고, 봉지한 절연 부재의 내면 측에 상부 전극(30)을 배치하더라도 좋다.
또한, 상기한 실시형태의 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마를 생성할 때에 상부 전극(30)에 음의 직류 전압을 공급하는 경우를 예로 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니다. 상부 전극(30)에는, 음의 직류 전압을 공급하지 않더라도 좋다.
또한, 상기한 실시형태의 플라즈마 처리 장치(1)는, 웨이퍼 W에 대하여 플라즈마 ALD를 행하는 장치이지만, 개시된 기술은 성막 장치 이외의 플라즈마 처리 장치에 대해서도 적용 가능하다. 성막 장치 이외의 플라즈마 처리 장치로서는, 예컨대, 웨이퍼 W를 에칭하는 플라즈마 에칭 장치나 표면 개질 처리 장치를 들 수 있다.
1 : 플라즈마 처리 장치 10 : 처리 용기
20 : 제 1 고주파 전원 30 : 상부 전극
40 : 칸막이 판 40a : 관통 구멍
42 : 플라즈마 생성실 43 : 제 1 플레이트 전극
45 : 스위치 46 : 제 2 고주파 전원
48 : GND 47 : LC 회로
51 : 가스 공급부 60 : 제 2 플레이트 전극
61 : 반응실 W : 웨이퍼

Claims (11)

  1. 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내의 공간을 피처리체가 탑재되는 반응실과 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성실로 나누고, 상기 플라즈마 생성실 측의 면에 제 1 전극이 마련되고, 상기 플라즈마 생성실 내에 생성된 플라즈마에 포함되는 활성종을 상기 반응실에 공급하기 위한 복수의 관통 구멍이 형성된 절연성의 칸막이 판과,
    상기 플라즈마 생성실에 상기 제 1 전극과 대향하여 배치된 제 2 전극과,
    상기 플라즈마 생성실에 플라즈마를 생성할 때, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극의 어느 한쪽에, 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력을 공급하는 전력 공급부
    를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 공급부는, 상기 제 1 전극에 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력을 공급함과 아울러, 상기 제 2 전극에 단일 주파수의 고주파 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 공급부는, 상기 제 2 전극에 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력과 단일 주파수의 고주파 전력을 공급함과 아울러, 상기 제 1 전극을 접지 또는 LC 회로에 접속하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 공급부는, 상기 제 2 전극에 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력을 공급함과 아울러, 상기 제 2 전극을 접지 또는 LC 회로에 접속하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 공급부는, 상기 제 2 전극에 단일 주파수의 고주파 전력을 공급함과 아울러, 상기 제 1 전극에 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 공급부는, 상기 제 2 전극을 접지 또는 LC 회로에 접속함과 아울러, 상기 제 1 전극에 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력과 단일 주파수의 고주파 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 공급부는, 상기 제 2 전극을 접지 또는 LC 회로에 접속함과 아울러, 상기 제 1 전극에 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    성막의 원료 가스를 상기 반응실에 공급하여 상기 피처리체의 표면에 상기 원료 가스의 분자를 흡착시킨 후, 상기 원료 가스의 분자와 반응하는 반응 가스를 상기 플라즈마 생성실에 공급하는 가스 공급부를 더 갖고,
    상기 전력 공급부는, 상기 가스 공급부로부터 반응 가스의 공급에 맞춰서 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극의 어느 한쪽에, 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력을 공급하여 상기 반응 가스의 플라즈마를 생성하는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가스 공급부는, 상기 원료 가스를 상기 칸막이 판에 공급하고,
    상기 칸막이 판은, 상기 반응실 측의 면에, 상기 가스 공급부로부터 공급되는 상기 원료 가스를 토출하는 복수의 가스 토출구가 형성된
    것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응실 내에 마련되고, 복수의 상기 관통 구멍을 통해서 상기 플라즈마 생성실로부터 상기 반응실로의 이온의 침입을 억제하는 억제부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  11. 처리 용기 내의 공간을 복수의 관통 구멍이 형성된 절연성의 칸막이 판에 의해 피처리체가 탑재되는 반응실과 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성실로 나눈 상기 플라즈마 생성실에 플라즈마화하는 가스를 공급하고,
    상기 칸막이 판의 상기 플라즈마 생성실 측의 면에 마련된 제 1 전극 및 상기 플라즈마 생성실에 상기 제 1 전극과 대향하여 배치된 제 2 전극의 어느 한쪽에, 복수의 주파수의 고주파 전력을 위상 제어하여 중첩시킨 고주파 전력을 공급하여 상기 가스를 플라즈마화하는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
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