(57)【要約】【課題】  基板支持装置及びこれを備える基板処理装置の提供。【解決手段】  反応空間が設けられ、下部中心部に排気口が形成されたチャンバと、チャンバ内に設けられて基板を支持する基板支持部と、基板支持部と向かい合うように設けられ、工程ガスのプラズマを発生させるプラズマ発生部と、排気口と連結され、チャンバの下側に設けられてチャンバの内部を排気するための排気部と、を備え、基板支持部は、基板を支持する基板支持台と、排気口を挟んで基板支持台を外側から支持する複数の支持棒と、を備える基板処理装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持する基板支持台と、
前記基板支持台の下部において前記基板支持台の周縁部を支持する複数の支持棒と、
を備える基板支持装置。
【請求項２】
前記基板支持台の周縁部から外側に突出された複数の突出部をさらに備え、前記複数の支持棒は前記突出部の下部をそれぞれ支持する請求項１に記載の基板支持装置。
【請求項３】
前記基板支持台は、
前記基板の背面が接触され、第１温度を維持して前記基板を加熱する第１領域と、
前記第１領域の外側に設けられて前記第１温度よりも高いかまたは低い第２温度を維持する第２領域と、
を備える請求項１または請求項２に記載の基板支持装置。
【請求項４】
前記第２領域は、前記第１領域よりも高くまたは低く設けられる請求項３に記載の基板支持装置。
【請求項５】
反応空間が設けられ、下部中心部に排気口が形成されたチャンバと、
前記チャンバ内に設けられて基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部と向かい合うように設けられ、工程ガスを噴射し、そのプラズマを発生させるガス噴射アセンブリと、
前記排気口と連結され、前記チャンバの下側に設けられて前記チャンバの内部を排気するための排気部と、
を備え、
前記基板支持部は、前記基板を支持する基板支持台と、前記排気口を挟んで前記基板支持台を外側から支持する複数の支持棒と、を備える基板処理装置。
【請求項６】
前記基板支持台の周縁部から外側に突出された複数の突出部をさらに備え、前記複数の支持棒は前記突出部の下部をそれぞれ支持する請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記基板支持台は、
前記基板の背面が接触され、第１温度を維持して前記基板を加熱する第１領域と、
前記第１領域の外側に設けられて前記第１温度よりも高いかまたは低い第２温度を維持する第２領域と、
を備える請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記ガス噴射アセンブリは、
前記工程ガスを噴射するガス噴射器と、
前記ガス噴射器に高周波電源を印加するための電源部と、
前記ガス噴射器から所定の間隔を隔てて設けられ、複数の貫通孔が形成された接地プレートと、
を備える請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記ガス噴射器と前記基板支持部との間に設けられ、複数の孔が形成されて前記工程ガスのプラズマの一部を遮断するフィルタ部をさらに備える請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記ガス噴射アセンブリは、
前記工程ガスを噴射するガス噴射器と、
前記ガス噴射器から離れた電極と、
前記電極に高周波電源を印加するための電源部と、
を備える請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記ガス噴射器と前記基板支持部との間に設けられ、複数の孔が形成されて前記工程ガスのプラズマの一部を遮断するフィルタ部をさらに備える請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記ガス噴射アセンブリは、
前記工程ガスを噴射するガス噴射器と、
前記チャンバ外部の上部または側部に設けられたアンテナと、
前記アンテナに高周波電源を印加する電源部と、
を備える請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記ガス噴射アセンブリは、
上部胴体と、
前記上部胴体の下側に隔設される第１胴体と、
前記第１胴体の下側に隔設され、複数の第１噴射孔及び第２噴射孔が設けられた第２胴体と、
内部空間を有し、前記第１胴体と第２胴体を上下方向に貫通して設けられた連結管と、
前記上部胴体と前記第１胴体との間、前記第１胴体と前記第２胴体との間にプラズマ領域が形成されるように、前記上部胴体と、前記第１胴体及び前記第２胴体のうちの少なくとも一つに電源を印加する電源供給部と、
を備える請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記上部胴体に工程ガスを供給する第１ガス供給管及び前記第１胴体と第２胴体との間の領域に工程ガスを供給する第２ガス供給管をさらに備える請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記第１胴体は前記電源供給部と連結され、前記上部胴体及び前記第２胴体が接地される請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記上部胴体は第１電源供給部と連結され、前記第２胴体は第２電源供給部と連結され、前記第１胴体は接地される請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１７】
前記上部胴体に上下方向に連通される複数の孔が形成された請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１８】
前記第１噴射孔と第２噴射孔が互いに離れるように交互に配置される請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１９】
前記連結管は、絶縁物質から製作される請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項２０】
前記連結管は、前記第１胴体を貫通して前記第２胴体の前記第２噴射孔内に挿設される請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項２１】
前記連結管の領域のうち第１胴体と連結される領域の直径の方が、前記第２胴体と連結される領域の直径に比べて大きくなるように製作される請求項２０に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板支持装置及びこれを備える基板処理装置に係り、特に、内部のガスの流れを均一化させることのできる基板支持装置及びこれを備える基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体素子、表示装置、発光ダイオードまたは薄膜太陽電池などを製造するためには、半導体工程を利用する。すなわち、基板に特定の物質の薄膜を蒸着する薄膜蒸着工程、感光性物質を用いてこれらの薄膜のうちから選ばれた領域を露出させるフォト工程、選択された領域の薄膜を除去してパターニングするエッチング工程などを複数回繰り返し行って所定の積層構造を形成する。
【０００３】
薄膜蒸着工程として、化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）方法を用いることができる。ＣＶＤ方法は、チャンバ内に供給された工程ガスが基板の上部表面において化学反応を引き起こして薄膜を生長させる。また、薄膜の膜質を向上させるために、プラズマを用いるＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＶＤ）方法を用いることもできる。通常のＰＥＣＶＤ装置は、内部に所定の空間が設けられたチャンバと、チャンバ内部の上側に設けられたシャワーヘッドと、チャンバ内部の下側に設けられて基板を支持する基板支持台と、チャンバの内部または外部に設けられた電極またはアンテナなどのプラズマ発生源と、を備える。また、基板支持台の下側中央部には、基板支持台を支持する一本の支持棒がチャンバ下側の中央部を貫通して形成される。このような基板支持台を備える基板処理装置の例が開示されている（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００４】
かようなＰＥＣＶＤ装置を用いて薄膜を蒸着するために最も重要なのは、安定で且つ均一なプラズマ発生源とチャンバ内部の均一なガスの流れであるといえる。ところが、チャンバの内部を排気するための排気経路のバラツキによってチャンバ内部のガスの流れが不均一になり、これに伴い、薄膜の蒸着均一性が低下され、パーチクルが発生するなど工程上の多くの問題点が発生している。例えば、チャンバの下側中央部に支持棒が設けられるため、排気口がチャンバ下部の外側に形成されなければならず、これに伴い、排気口の形成された領域とそれ以外の領域の排気時間が異なってくる。したがって、基板上のガスの滞留時間が異なってしまう結果、薄膜の蒸着均一性が低下される。特に、２０ｍＴｏｒｒ以下の低圧工程を用いる場合、チャンバ内に流れ込む原料も少量であるためガスを用いて蒸着均一性を改善するのに限界がある。
【０００５】
これらの問題を解決するために種々の方法が試みられているが、最も代表的な方法として、マニホールドを取り付ける方法と、チャンバの側面に少なくとも１以上の排気口を形成する方法とが挙げられる。ところが、チャンバ下部の中央部に支持棒が設けられるため、排気装置をチャンバの側面に取り付けている。また、低圧工程を行うためにターボポンプを取り付ける場合にも、支持棒がチャンバ下側の中央部に設けられているためターボポンプをチャンバの側面に設けなければならない。このように排気装置がチャンバの側面に設けられれば、チャンバ内部の圧力を均一化させるのに限界がある。なお、チャンバの内部に各種の部品を組み込む場合にプラズマの均一性に影響を与える虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】大韓民国登録特許第１０−１２３４７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、チャンバ内部のガスの流れを均一化させることのできる基板支持装置及びこれを備える基板処理装置を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、排気口及び排気装置をチャンバ下側の中央部に設け、排気口及び排気装置と干渉されないように基板支持台の外側に支持棒を形成することにより、チャンバ内部のガスの流れを均一化させることのできる基板支持装置及びこれを備える基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る基板支持装置は、基板を支持する基板支持台と、前記基板支持台の下部において前記基板支持台の周縁部を支持する複数の支持棒と、を備える。
【００１０】
好ましくは、前記基板支持装置は、前記基板支持台の周縁部から外側に突出された複数の突出部をさらに備え、前記複数の支持棒は前記突出部の下部をそれぞれ支持する。
【００１１】
また、好ましくは、前記基板支持台は、前記基板の背面が接触され、第１温度を維持して前記基板を加熱する第１領域と、前記第１領域の外側に設けられて前記第１温度よりも高いかまたは低い第２温度を維持する第２領域と、を備える。
【００１２】
さらに、好ましくは、前記第２領域は、前記第１領域よりも高くまたは低く設けられる。
【００１３】
本発明の他の実施形態に係る基板支持装置は、反応空間が設けられ、下部中心部に排気口が形成されたチャンバと、前記チャンバ内に設けられて基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部と向かい合うように設けられ、工程ガスを噴射し、そのプラズマを発生させるガス噴射アセンブリと、前記排気口と連結され、前記チャンバの下側に設けられて前記チャンバの内部を排気するための排気部と、を備え、前記基板支持部は、前記基板を支持する基板支持台と、前記排気口を挟んで前記基板支持台を外側から支持する複数の支持棒と、を備える。
【００１４】
好ましくは、前記基板支持台の周縁部から外側に突出された複数の突出部をさらに備え、前記複数の支持棒は前記突出部の下部をそれぞれ支持する。
【００１５】
また、好ましくは、前記基板支持台は、前記基板の背面が接触され、第１温度を維持して前記基板を加熱する第１領域と、前記第１領域の外側に設けられて前記第１温度よりも高いかまたは低い第２温度を維持する第２領域と、を備える。
【００１６】
さらに、好ましくは、前記ガス噴射アセンブリは、前記工程ガスを噴射するガス噴射器と、前記ガス噴射器に高周波電源を印加するための電源部と、前記ガス噴射器から所定の間隔を隔てて設けられ、複数の貫通孔が形成された接地プレートと、を備える。
【００１７】
さらに、好ましくは、前記ガス噴射アセンブリは、前記工程ガスを噴射するガス噴射器と、前記ガス噴射器から離れた電極と、前記電極に高周波電源を印加するための電源部と、を備える。
【００１８】
さらに、好ましくは、前記ガス噴射アセンブリは、前記工程ガスを噴射するガス噴射器と、前記チャンバ外部の上部または側部に設けられたアンテナと、前記アンテナに高周波電源を印加する電源部と、を備える。
【００１９】
さらに、好ましくは、前記基板処理装置は、前記ガス噴射器と前記基板支持部との間に設けられ、複数の孔が形成されて前記工程ガスのプラズマの一部を遮断するフィルタ部をさらに備える。
【００２０】
さらに、好ましくは、前記ガス噴射アセンブリは、上部胴体と、前記上部胴体の下側に隔設される第１胴体と、前記第１胴体の下側に隔設され、複数の第１噴射孔及び第２噴射孔が設けられた第２胴体と、内部空間を有し、前記第１胴体と第２胴体を上下方向に貫通して設けられた連結管と、前記上部胴体と前記第１胴体との間、前記第１胴体と前記第２胴体との間にプラズマ領域が形成されるように、前記上部胴体と、前記第１胴体及び前記第２胴体のうちの少なくとも一つに電源を印加する電源供給部と、を備える。
【００２１】
さらに、好ましくは、前記基板支持装置は、前記上部胴体に工程ガスを供給する第１ガス供給管及び前記第１胴体と第２胴体との間の領域に工程ガスを供給する第２ガス供給管をさらに備える。
【００２２】
さらに、好ましくは、前記第１胴体は前記電源供給部と連結され、前記上部胴体及び前記第２胴体が接地される。
【００２３】
さらに、好ましくは、前記上部胴体に上下方向に連通される複数の孔が形成される。
【００２４】
さらに、好ましくは、前記第１噴射孔と第２噴射孔が互いに離れるように交互に配置される。
【００２５】
さらに、好ましくは、前記連結管は絶縁物質から製作され、前記連結管は、前記第１胴体を貫通して前記第２胴体の前記第２噴射孔内に挿設される。
【００２６】
さらに、好ましくは、前記連結管の領域のうち第１胴体と連結される領域の直径の方が、前記第２胴体と連結される領域の直径に比べて大きくなるように製作される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の実施形態に係る基板支持装置は、基板を支持する基板支持台の外側を支持するように複数の支持棒が設けられる。また、基板処理装置は、チャンバの下側中心部に排気装置付き排気部が設けられ、排気部の外側に前記基板支持装置が設けられる。このため、排気部がチャンバ下側の中央部に設けられることにより、チャンバの側部に設けられる従来の場合に比べてチャンバ内部のガスの流れを均一化させることができ、これにより、基板上への薄膜の蒸着均一性を向上させることができ、パーチクルの生成を抑えることができる。
【００２８】
また、本発明の他の実施形態に係る基板処理装置は、電極部材の内側または外側に相当する第１プラズマ領域において第１プラズマを生成し、ガス噴射部の内側である第２プラズマ領域において第２プラズマを生成する。ここで、第１及び第２プラズマのうちのいずれか一方は、イオンエネルギー及び密度が高いプラズマであり、残りの一方は、これに比べてイオンエネルギー及び密度が低いプラズマである。このように異なるイオンエネルギー及び密度を有する第１及び第２プラズマを併用することにより、基板処理工程の速度を高めることができ、基板または薄膜への損傷を低減することができる。
【００２９】
さらに、本発明の他の実施形態に係る基板処理装置は、ガス噴射器が第１胴体から第２胴体に延設され、隔設される複数の連結管を備える。このため、第１プラズマ領域において生成された第１プラズマは、連結管を解してシャワーヘッドの下側に配設される反応領域に均一に拡散される。したがって、基板の全体に対して均一な工程条件を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板支持装置の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る基板支持装置の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る基板支持装置の部分断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の横断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る基板処理装置の断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る基板処理装置の断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置の断面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置の断面図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態を詳述する。しかしながら、本発明は、後述する実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる種々の形態で実現される。単に、これらの実施形態は、本発明の開示を完全たるものにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態に係る基板支持装置の斜視図であり、図２は、基板支持装置の平面図であり、図３は、基板支持装置の一部断面図である。
【００３３】
図１から図３を参照すれば、本発明の一実施形態に係る基板支持装置は、基板が載置される基板支持台１１０と、基板支持台１１０の外側に設けられる複数の突出部１２０と、複数の突出部１２０のそれぞれの下側に設けられて突出部１２０を支持する複数の支持棒１３０と、を備える。すなわち、本発明の一実施形態に係る基板支持装置は、複数の支持棒１３０が基板支持台１１０を基板支持台１１０の下周縁部から支持する。
【００３４】
基板支持台１１０は、基板を支持する。基板支持台１１０には、例えば、静電チャックが設けられて基板が静電力によって吸着・保持され得る。しかしながら、基板支持台１１０は、静電力に加えて、真空吸着や機械的な力によって基板を保持することもできる。このような基板支持台１１０は、基板の形状を応じて、例えば、円形状を呈していてもよい。しかしながら、基板が矩形状を呈する場合、基板支持台１１０は矩形状を呈していてもよい。また、基板支持台１１０の内部には、ヒータ（図示せず）が取り付けられてもよい。ヒータは、所定の温度で発熱して基板を加熱することにより、薄膜蒸着工程などが基板上に容易に行われるようにする。ヒータとしては、ハロゲンランプが採用可能であり、基板支持台１１０を中心として基板支持台１１０の周方向に設けられてもよい。このときに発生されるエネルギーは輻射エネルギーであって、基板支持台１１０を加熱して基板の温度を上昇させる。一方、基板支持台１１０の内部には、ヒータに加えて、冷却管（図示せず）がさらに設けられてもよい。冷却管は、基板支持台１１０の内部に冷媒を循環させることにより、冷熱が基板支持台１１０を介して基板に伝わって基板の温度を所望の温度に制御することができる。このように基板支持台１１０の内部に設けられるヒータによって基板が加熱可能であり、ヒータの取付数を調節して５０℃〜８００℃に加熱することができる。このような基板支持台１１０は、温度に応じて複数の領域に仕切られ得る。すなわち、基板が載置されて基板を工程温度に上昇させる第１領域１１０ａと、第１領域１１０ａの外側に設けられて基板周縁部の温度を補償する第２領域１１０ｂと、を備えていてもよい。第１領域１１０ａは、基板が載置されて基板が加熱できるように、基板よりも大きいかまたは基板に等しい面積を有するように設けられてもよい。ところが、ヒータは、例えば、第１領域１１０ａの中心から基板支持台１１０の周方向に配置されて基板の周縁部は他の領域よりも低温であってもよい。もちろん、ヒータの配置形状に応じて、基板の周縁部の温度が他の領域よりも高温であってもよい。したがって、基板の中心を基準として周縁部の温度を補償するために第１領域１１０ａの外側に第２領域１１０ｂを設ける。第２領域１１０ｂは第１領域１１０ａの外側と接触され、基板支持台１１０の周縁部から所定の距離ｄを隔てて設けられてもよい。すなわち、第２領域１１０ｂは、第１領域１１０ａと基板支持台１１０の周縁部との間に所定の幅で設けられてもよい。このような第２領域１１０ｂは、第１領域１１０ａの中心よりも低温または高温に加熱されてもよく、第１領域１１０ａの中心と同じ温度に加熱されてもよい。したがって、基板の中心と周縁部の蒸着率を等しくし、基板周縁部のパーチクルの発生を防ぐことができる。すなわち、基板周縁部の温度が基板の中心よりも高ければ、基板周縁部の蒸着率が中心よりも高いことがあり、基板周縁部の温度が中心よりも低ければ、基板周縁部にパーチクルが生成される虞がある。このような第２領域１１０ｂは、第１領域１１０ａと突出部１２０を考慮に入れた形状に形成される。すなわち、第２領域１１０ｂの内側は、第１領域１１０ａの形状を応じて、例えば、円形に形成され、第２領域１１０ｂの外側は、基板支持台１１０の周縁部と突出部１２０との間に距離ｄ１が等しくなるように形成されてもよい。すなわち、第２領域１１０ｂは内側が円形に形成され、外側が基板支持台１１０の周縁部及び突出部１２０の形状に倣って形成される。なお、第２領域１１０ｂは、図３に示すように、様々な断面状に設けられてもよいが、図３Ａに示すように、第２領域１１０ｂは同じ高さを維持しながら第１領域１１０ａよりも低く設けられてもよく、図３Ｂに示すように、同じ高さを維持しながら第１領域１１０ａよりも高く設けられてもよい。また、図３Ｃに示すように、第１領域１１０ａよりも低く、第１領域１１０ａと接する領域から外側に向かって厚さが減少されるように形成されてもよく、図３Ｄに示すように、第１領域１１０ａよりも高く、第１領域１１０ａと一部が重なり合うように形成されてもよい。図３Ａ及び図３Ｃに示すように、第２領域１１０ｂの高さが第１領域１１０ａよりも低ければ、第１領域１１０ａの面積よりも大きな基板を収容することができ、図３Ｂ及び図３Ｄに示すように、第２領域１１０ｂの高さが第１領域１１０ａよりも低ければ、第１領域１１０ａの面積よりも小さいかまたは第１領域１１０ａの面積に等しい基板を収容することができる。
【００３５】
突出部１２０は、基板支持台１１０の周縁部の所定の領域に所定幅で突設され、少なくとも３つ設けられてもよい。このような突出部１２０は、同じ形状及び等間隔で形成されてもよい。例えば、３つの突出部１２０が設けられる場合、基板支持台１１０の中心から１２０°の角度をなすように突出部１２０が設けられてもよい。また、突出部１２０は、基板支持台１１０の厚さに等しく設けられてもよい。しかしながら、突出部１２０の厚さは、基板支持台１１０よりも薄くてもよく、基板支持台１１０よりも厚くてもよい。
【００３６】
支持棒１３０は、突出部１２０の下側に設けられてもよく、同じ形状及び同じ長さを有するように設けられてもよい。ここで、支持棒１３０は、基板支持台１１０の一部の領域を支持することもできる。すなわち、支持棒１３０の幅よりも広く突出部１２０が設けられて支持棒１３０が突出部１２０の下側において突出部１２０と連結されてもよく、突出部１２０が支持棒１３０の幅よりも狭く形成されて支持棒１３０が基板支持台１１０の一部を含んで突出部１２０の下側に設けられてもよい。これらの場合にも、支持棒１３０が突出部１２０の外側に突出されないことが好ましい。支持棒１３０は、突出部１２０の下側から突出部１２０を支持することにより、基板支持台１１０を支持する。なお、支持棒１２０は昇降して基板支持台１１０を昇降させてもよい。このとき、基板支持台１１０が水平を維持しながら昇降可能に少なくとも３本の支持棒１３０は等速度で同じ高さに昇降しなければならない。
【００３７】
前記本発明の一実施形態に係る基板支持装置は、基板支持台１１０の外側に複数の突出部１２０が形成され、突出部１２０の下側から突出部１２０のそれぞれを支持するように支持棒１３０が設けられる場合を想定して説明した。しかしながら、突出部１２０が別設されることなく、複数の支持棒１３０が基板支持台１１０の下周縁部から基板支持台１１０を支持してもよい。すなわち、本発明は、基板支持台１１０の中心部を除き、外側から複数の支持棒１３０が基板支持台１１０を支持する種々の場合をいずれも含むことができる。
【００３８】
このような本発明に係る基板支持装置は、プラズマを用いる基板処理装置に使用可能であるが、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略縦断面図及び横断面図を図４及び図５にそれぞれ示す。
【００３９】
図４及び図５を参照すれば、本発明の一実施形態に係る基板処理装置は、所定の反応空間が設けられたチャンバ２００と、チャンバ１００内の下部に設けられて基板１０を支持する基板支持部１００と、チャンバ１００内に設けられて工程ガスを噴射するガス噴射アセンブリ３００と、工程ガスを供給するガス供給部４００と、チャンバ１００の下側に設けられてチャンバ１００を排気するための排気部５００と、を備えていてもよい。
【００４０】
基板支持部１００は、基板１０が載置される基板支持台１１０と、基板支持台１１０の外側に設けられる突出部１２０と、突出部１２０の下側に設けられて突出部１２０を支持する支持棒１３０と、を備える。基板支持台１１０は基板を載置して支持し、内部には所定の温度で発熱して基板１０を加熱するためのヒータ（図示せず）が取り付けられてもよい。また、基板支持台１１０の内部には、ヒータに加えて、冷媒が循環する冷却管（図示せず）がさらに設けられてもよく、これにより、基板１０の温度を所望の温度に制御することができる。さらに、基板支持台１１０は、温度に応じて複数の領域に仕切られてもよい。例えば、基板１０が載置されて基板を工程温度に上昇させる第１領域１１０ａと、第１領域１１０ａの外側に設けられて基板周縁部の温度を補償する第２領域１１０ｂと、を備えていてもよい。突出部１２０は、基板支持台１１０の周縁部の所定の領域に所定の幅に突設され、少なくとも３つ設けられてもよい。このような突出部１２０は、同じ形状に且つ等間隔で形成されてもよい。例えば、３つの突出部１２０が設けられる場合、基板支持台１１０の中心から１２０°の角度をなすように突出部１２０が設けられてもよい。支持棒１３０は突出部１２０の下側に設けられてもよく、同じ形状及び同じ長さを有するように設けられてもよい。支持棒１３０は、突出部１２０の下側から突出部１２０を支持することにより、基板支持台１１０を支持する。また、支持棒１２０は昇降して基板支持台１１０を昇降させてもよい。このとき、基板支持台１１０が水平を維持しながら昇降可能に少なくとも３本の支持棒１３０は等速度で同じ高さに昇降しなければならない。一方、突出部１２０及び支持棒１３０をそれぞれ２つ設ける場合、基板支持部１００の支持及び昇降に際して基板支持台１１０の水平が維持され難い虞があり、これらをそれぞれ５つ以上設ける場合、突出部１２０及び支持棒１３０が占める面積が増大して排気空間が狭まる結果、排気時間が伸び、排気圧力が調節され難い虞がある。このため、突出部１２０及び支持棒１３０は、基板支持台１１０の均衡を最も安定的に維持することができ、しかも、これらが占める面積が増大されないように３つまたは４つ設けることが好ましい。一方、図示はしないが、支持棒１３０の下側には、支持棒１３０を昇降させるための駆動部（図示せず）が設けられてもよい。また、基板支持部１００にはバイアス電源（図示せず）が接続され、バイアス電源によって基板１０に入射するイオンのエネルギーを制御することができる。
【００４１】
チャンバ２００は、概ね円形の平面部２１２及び平面部２１２から上向きに伸びた側壁部２１４を備えて所定の空間を有する反応部２１０と、概ね円形を呈して反応部２１０上に配設されてチャンバ２００を気密に保持する覆体２２０と、を備えていてもよい。側壁部２１４は、基板支持部１００から所定の間隔を隔てて設けられてもよいが、基板支持部１００の側面と側壁部２１４は、全ての領域において等間隔を維持することが好ましい。基板支持部１００と側壁部２１４が全ての領域において等間隔を維持すれば、基板支持部１００の下側に設けられた排気部５００によって基板支持部１００の上部領域から側面を介して同じ圧力で排気可能である。このため、排気速度及び圧力を等しくすることができ、これにより、基板１０上の薄膜均一度を向上させることができ、パーチクルの生成を抑えることができる。ところが、本発明に係る基板支持部１００は、基板１０が載置されて支持される基板支持台１１０の外側に少なくとも３本の支持棒１３０がそれぞれ支持する少なくとも３つの突出部１２０が設けられる。このように基板支持台１１０から外側に突出されて突出部１２０が設けられ、基板支持台１１０の側面と突出部１２０の側面がチャンバ２００の側壁部２１４と等間隔ｄ２を維持するために側壁部２１４には突出部１２０が収容される溝２１４ａが形成される。すなわち、側壁部２１４の側面には、所定の幅及び所定の深さで溝２１４ａが形成される。このため、基板支持部１００は、基板支持台１１０が側壁部２１４から所定の間隔を隔てて設けられ、突出部１２０は溝２１４ａから所定の間隔を隔ててチャンバ２００の内部を上下動させる。また、チャンバ２００の下部、すなわち、平面部２１２の中心部には排気口２１２ａが形成され、排気口２１２ａは、排気管、排気装置などを有する排気部５００と連結される。そして、中心部から離れて基板支持部１００の支持棒１３０が貫通する貫通孔が形成されてもよい。
【００４２】
ガス噴射アセンブリ３００は、チャンバ１００内に工程ガスを供給し、これをプラズマ状態に励起させる。このようなガス噴射アセンブリ３００は、チャンバ１００内に蒸着ガス、エッチングガスなどの工程ガスを噴射するガス噴射器３１０と、ガス噴射器３１０に高周波電源を印加する電源供給部３２０と、を備える。ガス噴射器３１０はシャワーヘッド状に設けられてチャンバ２００内の上部に基板支持部１００と向かい合うように設けられ、工程ガスをチャンバ２００の下側に噴射する。ガス噴射器３１０は、内部に所定の空間が設けられ、上側は工程ガス供給部４００と連結され、下側には基板１０に工程ガスを噴射するための複数の噴射孔３１２が形成される。ガス噴射器３１０は、基板１０の形状に対応する形状に製作されるが、概ね円形状に製作されてもよい。また、ガス噴射器３１０の内部には、ガス供給部４００から供給される工程ガスを均一に分布させるための分配板３１４がさらに設けられてもよい。分配板３１４は工程ガス供給部４００と連結されて工程ガスが流れ込むガス流入部と隣設され、所定の板状に設けられてもよい。すなわち、分配板３１４はシャワーヘッド３１０の上側面から所定の間隔を隔てて設けられてもよい。また、分配板３１４は、板上に複数の貫通孔が形成されてもよい。このように分配板３１４が設けられることにより、工程ガス供給部４００から供給される工程ガスはガス噴射器３１０の内部に均一に分布可能であり、これにより、ガス噴射器３１０の噴射孔３１２を介して下側に均一に噴射可能である。また、ガス噴射器３１０は、アルミニウムなどの導電物質を用いて製作してもよく、チャンバ２００の側壁部２１４及び覆体２２０から所定の間隔を隔てて設けられてもよい。ガス噴射器３１０とチャンバ２００の側壁部２１４及び覆体２２０の間には絶縁体３３０が設けられてガス噴射器３１０とチャンバ２００を絶縁させる。ガス噴射器３１０が導電物質から製作されることにより、ガス噴射器３１０には電源供給部３２０から高周波電源が供給されてプラズマを発生させるための上部電極として使用可能である。電源供給部３２０は、チャンバ２００の側壁部２１４及び絶縁体３４０を貫通してガス噴射部３１０と連結され、ガス噴射部３１０にプラズマを発生させるための高周波電源を供給する。このような電源供給部３２０は、高周波電源（図示せず）及び整合器（図示せず）を備えていてもよい。高周波電源は、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電源を生成し、整合器はチャンバ２００のインピーダンスを検出してインピーダンスの虚数成分と逆位相のインピーダンス虚数成分を生成することにより、インピーダンスが実数成分である純粋抵抗と等しくなるようにチャンバ２００内に最大電力を供給し、これにより、最適なプラズマを発生させる。一方、ガス噴射アセンブリ３００がチャンバ２００の上側に設けられ、シャワーヘッド３１０に高周波電源が印加されるので、チャンバ２００が接地されてチャンバ２００の内部に工程ガスのプラズマが生成可能である。
【００４３】
ガス供給部４００は、複数の工程ガスをそれぞれ供給するガス供給源４１０と、ガス供給源４１０から工程ガスをシャワーヘッド３１０に供給するガス供給管４２０と、を備える。工程ガスは、例えば、エッチングガスと薄膜蒸着ガスなどを含んでいてもよく、エッチングガスは、ＮＨ３、ＮＦ３などを含んでいてもよく、薄膜蒸着ガスは、ＳｉＨ４、ＰＨ３などを含んでいてもよい。また、エッチングガス及び薄膜蒸着ガスとともに、Ｈ２、Ａｒなどの不活性ガスが供給されてもよい。なお、工程ガス供給源と工程ガス供給管との間には、工程ガスの供給を制御する弁及び質量流量器などが設けられてもよい。
【００４４】
排気部５００は、チャンバ２００の下部、すなわち、平面部２１２の中央部に形成された排気口２１２ａと連結される排気管５１０と、排気管５１０を介してチャンバ２００の内部を排気する排気装置５２０などを備えていてもよい。このとき、排気装置５２０としては、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプが使用可能であり、これにより、チャンバ２００の内部を所定の減圧雰囲気、例えば、０．１ｍＴｏｒｒ以下の所定の圧力まで真空吸入可能に構成される。排気部５００がチャンバ１００の下側中央部に設けられることにより、チャンバ１００の内部を同じ圧力で排気することができる。
【００４５】
一方、本発明の一実施形態に係る基板処理装置は、チャンバ２００内のガス噴射器３１０に高周波電源を印加するガス噴射アセンブリ３００を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の方式によりプラズマを発生するプラズマ発生部を備えていてもよい。例えば、ガス噴射器３１０の上側にガス噴射器３１０から離れて電極が形成され、電極に高周波電源が印加されてプラズマが発生されてもよく、チャンバ２００外部の上側または側部にアンテナが設けられ、アンテナに高周波電源が印加されてプラズマが発生されてもよい。
【００４６】
上述したように、本発明の一実施形態に係る基板支持装置は、基板を支持する基板支持台１１０の外側に複数の突出部１２０が形成され、突出部１２０の下側に支持棒１３０が設けられて基板支持台１１０を外側から支持する。また、基板処理装置は、チャンバ２００の下部中心部に排気口２１２ａが形成されて排気部５００と連結され、排気口２１２ａと重なり合わないように排気口２１２ａから離れて基板支持台１１０の外側から突出部１２０を介して基板支持台１１０を支持する支持棒１３０が設けられる。すなわち、本発明の一実施形態に係る基板処理装置は、チャンバ２００の下側中心部においてチャンバ２００の内部を排気し、チャンバ２００の下側外郭において基板支持台１００を支持する。このため、チャンバ２００内部の全ての領域においてガスの流れを均一化させることができ、これにより、基板１０上への薄膜の蒸着均一性を向上させることができ、パーチクルの生成を抑えることができる。すなわち、チャンバ２００内のガスの流れが均一であるため、基板１０上の全ての領域における工程ガスの滞留時間が等しくなって薄膜の蒸着均一性が向上され、ある領域における程ガスの滞留時間が伸びないので、パーチクルの生成を抑えることができる。
【００４７】
図６は、本発明の他の実施形態に係る基板処理装置の断面図であり、ガス噴射アセンブリ３００が接地プレート３４０を備える。接地プレート３４０は、ガス噴射器３１０から所定の間隔を隔てて設けられ、チャンバ２００の側面と連結されてもよい。チャンバ３００が接地端子と連結され、これにより、接地プレート３４０もまた接地電位を維持する。一方、ガス噴射器３１０と接地プレート３４０との間の空間は、シャワーヘッド３１０を介して噴射される工程ガスをプラズマ状態に励起させるための反応空間となる。すなわち、ガス噴射器３１０を介して工程ガスが噴射され、ガス噴射器３１０に高周波電源が印加されれば接地プレート３４０が接地状態を維持するためこれらの間に電位差が発生され、これにより、反応空間において工程ガスがプラズマ状態に励起される。このとき、ガス噴射器３１０と接地プレート３４０との間の間隔、すなわち、反応空間の上下間隔は、プラズマが励起可能な最小限の間隔以上を維持することが好ましい。例えば、３ｍｍ以上の間隔を維持することができる。このように反応空間において励起された工程ガスは、基板１０上に噴射されなければならないが、このために、接地プレート３４０は、上下を貫通する複数の孔３４２が形成された所定の板状に設けられる。このように接地プレート３４０が設けられることにより、反応空間において発生されたプラズマが基板１０上に直接的に当たることを防ぐことができ、これにより、基板１０のプラズマダメージを低減することができる。なお、接地プレート３４０は、反応空間にプラズマを閉じ込んで電子温度を低める役割を果たす。
【００４８】
図７は、本発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置の断面図であり、基板支持部１００とガス噴射アセンブリ３００との間に設けられたフィルタ部６００を備える。フィルタ部６００は、接地プレート３４０と基板支持部１００との間に設けられ、側面がチャンバ２００の側壁と連結される。このため、フィルタ部６００は、接地電位を維持することができる。このようなフィルタ部６００は、ガス噴射アセンブリ３００から発生されたプラズマのイオン、電子及び光をろ過する。すなわち、ガス噴射アセンブリ３００によって発生されたプラズマがフィルタ部６００を経ると、イオン、電子及び光が遮断されて反応種のみが基板１０と反応する。このようなフィルタ部６００は、プラズマが少なくとも１回はフィルタ部６００にぶつかった後に基板１０に印加されるようにする。これにより、プラズマが接地電位のフィルタ部６００にぶつかる場合、エネルギーの大きなイオン及び電子が吸収され得る。なお、プラズマの光はフィルタ部６００にぶつかって透過できなくなる。このようなフィルタ部６００は、種々の形状に設けられてもよいが、例えば、複数の孔６１０付き単一板状に形成してもよく、孔６１０付き板を多層に配置し、各板を多層に配置し、各板の孔６１０を互いにずらして形成してもよく、多数の孔６１０が所定の屈折した経路を有する板状に形成してもよい。
【００４９】
また、本発明は、ガス噴射アセンブリを種々に変形することができる。このような本発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置を説明すれば、下記の通りである。
【００５０】
図８に示すように、本発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置は、チャンバ２００内における基板支持部１００の上側に配置される上部胴体７１０と、上部胴体７００の下側において上下方向に隔設される第１及び第２胴体７２０、７３０とを有するガス噴射器と、第２胴体７３０に電源を印加する電源供給部７７０を有するガス噴射アセンブリ７００と、を備えていてもよい。ガス供給部４００は、上部胴体７１０の内側または上部胴体７１０の下側に工程ガスを供給する第１ガス供給管４２０と、第１胴体７２０と第２胴体７３０との間の空間に工程ガスを供給する第２ガス供給管４３０と、を備えていてもよい。
【００５１】
上部胴体７１０は、チャンバ２００内の上部壁に設けられた第１絶縁部材３３０ａの下側に隔設される。上部胴体７１０はプレート状に製作され、上下方向に連通される複数の孔７１０ａを備える。上部胴体７１０の上部は、工程ガスを供給する第１ガス供給管４２０と連結される。第１ガス供給管４２０を介して供給された工程ガスは、第１絶縁部材３３０ａと上部胴体７１０との間の領域内において拡散された後に、上部胴体７１０に設けられた複数の孔７１０ａを介して下側に噴射される。このような上部胴体７１０の少なくとも一方の端は接地されているチャンバ１００の内壁と接触されるか、あるいは、チャンバ１００とは別途に接地されるように連結される。一方、上部胴体７１０内のチャンバ２００の側壁には第２絶縁部材３３０ｂが設けられる。
【００５２】
ガス噴射器は、上部胴体７１０の下側に隔設された第１胴体７２０と、第１胴体７２０の下側に隔設され、工程ガスを噴射する複数の第１噴射孔７３０ａ及び複数の第２噴射孔７３０ｂを有する第２胴体７３０と、第１胴体７２０と第２胴体７３０を貫通するように挿設され、工程ガスを噴射する複数の連結管７４０と、第１胴体７２０内に設けられて第１胴体７２０を冷却させる冷却手段７６０と、を備える。ここで、第１胴体７２０と第２胴体７３０との間における複数の連結管７４０が設けられていない領域は空き空間であり、第１胴体７２０と第２胴体７３０との間の空き空間と第２胴体７３０に設けられた複数の第１噴射孔７５０ａは互いに連通される。なお、第２ガス供給管４３０はチャンバ１００の内側壁を貫通して少なくとも一方の端がチャンバ１００内に挿設されて、第１胴体７２０と第２胴体７３０との間に工程ガスを供給する。しかしながら、これに限定されることなく、第２ガス供給管４３０はチャンバ１００の上側から下側に伸びて、一方の端が第１胴体７２０と第２胴体７３０との間の離隔空間に配設されてもよい。
【００５３】
第１胴体７２０は上部胴体７１０の下側に隔設され、プラズマを発生させるための電源を印加する電源供給部７７０と連結される。このために、電源供給部７７０の少なくとも一方の端はチャンバ１００の内壁に設けられた第２絶縁部材３３０ｂを貫通して第１胴体７２０と連結される。そして、第１胴体７２０内に電源が供給されれば、第１胴体７２０に所要以上の熱が発生する虞があるため、第１胴体７２０内に冷却手段７６０を挿設する。冷却手段７３０としては、その内部に冷媒、例えば、水または窒素ガスが流れるパイプを用いることができる。
【００５４】
第２胴体７３０は、第１胴体７２０の下側に隔設され、少なくとも一方の端が接地されているチャンバ１００内の側壁と接触されるか、あるいは、別途に接地されるように連結される。このような第２胴体７３０には複数の第１噴射孔７５０ａ及び複数の第２噴射孔７５０ｂが設けられるが、第１噴射孔７５０ａ及び第２噴射孔７５０ｂのそれぞれは上部及び下部が開放された形状であり、第２胴体７３０上に隔設される。すなわち、複数の第１噴射孔７５０ａが配設されるか、あるいは、複数の第２噴射孔７５０ｂの間に第１噴射孔７５０ｂが配設される。すなわち、第２胴体７３０上に第１噴射孔７５０ａと第２噴射孔７５０ｂが交互に配置される。ここで、複数の第１噴射孔７５０ａは、第１胴体７２０と第２胴体７３０との間において発生されたプラズマが通過して第２胴体７３０の下側に噴射される移動流路である。そして、複数の第２噴射孔７５０ｂは、後述する連結管７４０がはめ込まれる空間である。
【００５５】
連結管７４０は、上部及び下部が開放され、内部空間を有するパイプ状に製作されて、第１胴体７２０と第２胴体７３０を上下方向に貫通するように挿設される。すなわち、連結管７４０が第１胴体７２０を貫通し、一方の端が第２胴体７３０に設けられた第２噴射孔７５０ｂに挿設される。このため、第２胴体７３０上において連結管７４０は複数の第２噴射孔７５０ｂの間に配設される。このような連結管７４０は、上部胴体７１０と第１胴体７２０との間において発生されたプラズマが通過して第２胴体７３０の下側に移動する流路である。そして、連結管７４０の領域のうち第１胴体７２０にある領域の直径に比べて、第１胴体７２０の下側及び第２胴体７３０の第２噴射孔７５０ｂにはめ込まれる領域の直径が小さくなるように製作する。好ましくは、連結管７４０の領域のうち第１胴体７２０の下側及び第２胴体７３０における第２噴射孔７５０ｂにはめ込まれる領域の直径は等しく、第１胴体７２０の下側及び第２噴射孔７５０ｂにはめ込まれる領域の直径は第１胴体７２０にある領域の直径に比べて小さくなるように製作する。例えば、連結管７４０は、その断面がアルファベット「Ｔ」字状を呈するように製作される。しかしながら、これに限定されるものではなく、第１胴体７２０と第２胴体７３０を連結し、工程ガスが流れる内部空間を有する種々の形状に製作可能である。また、連結管７４０は、第１胴体７２０と第２胴体７３０とを絶縁可能に、絶縁材料、例えば、セラミック製またはパイレックス製のプレートを用いてもよく、セラミック製またはパイレックス製の物質を塗布してコーティング膜状に製造してもよい。そして、連結管７４０の内径と第２胴体７３０に設けられた第１噴射孔７５０ａの大きさは、０．０１インチ以上になることが好ましい。これは、ガス噴射器の電源印加時にアーキングが発生することを抑え、プラズマ発生時における寄生プラズマの生成を抑えるためである。
【００５６】
以下、上部胴体７１０と第１胴体７２０との間の空間及び第１胴体７２０と第２胴体７３０との間の空間においてプラズマを生成する過程について説明する。
【００５７】
第１ガス供給管４２０から上部胴体７１０の上側に工程ガスが供給されれば、工程ガスは、複数の孔７１０ａを介して上部胴体７１０の下側に噴射される。このとき、電源供給部７７０を用いて第１胴体７２０にＲＦ電源を供給し、上部胴体７１０を接地させれば、上部胴体７１０と第１胴体７２０との間の離隔空間において工程ガスが放電されて、第１プラズマが生成される。以下、上部胴体７１０と第１胴体７２０との間の離隔空間を「第１プラズマ領域Ｐ１」と命名し、前記第１プラズマ領域Ｐ１において発生されたプラズマを第１プラズマと命名する。第１プラズマ領域Ｐ１は上部（すなわち、上部胴体７１０）が接地され、下部（すなわち、第１胴体７２０）にＲＦ電源が印加される構造において画成される空間であるため、第１プラズマ領域Ｐ１においては、密度及びイオンエネルギーの高い第１プラズマが生成される。ここで、第１プラズマは、上部が接地され、下部にＲＦ電源が印加されるときに発生されるＲＩＤ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）状のプラズマであってもよく、第１プラズマは、密度及び基板Ｓに入射するイオンエネルギーが大きく、シース領域が広いという特性を有する。第１プラズマ領域Ｐ１において生成された第１プラズマは、連結管７４０を介してガス噴射器の下側に移動する。以下、ガス噴射器の下側、すなわち、第２胴体７３０と基板支持部１００との間の領域を「反応領域Ｒ」と命名する。ここで、第１プラズマは、高密度及び高イオンエネルギーの特性を有している。
【００５８】
また、第２ガス供給管４３０から第１胴体７２０と第２胴体７３０との間に工程ガスが供給されれば、工程ガスは、第１胴体７２０と第２胴体７３０との間の離隔空間において拡散される。このとき、電源供給部７７０を用いて第１胴体７２０にＲＦ電源を供給し、第２胴体７３０を接地させれば、第１胴体７２０と第２胴体７３０との間の離隔空間に第２プラズマが生成される。ここで、第２プラズマは、上部にＲＦ電源をかけ、下部が接地されるときに発生されるＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＣＶＤ）状のプラズマであり、低いプラズマ密度及び広いシース領域を有するという特性があるため、工程速度が高いというメリットがある。以下、第１胴体７２０と第２胴体７３０との間の離隔空間を「第２プラズマ領域Ｐ２」と命名し、第２プラズマ領域Ｐ２において発生されたプラズマを第２プラズマと命名する。ここで、第２プラズマ領域Ｐ２は下部（すなわち、第２胴体７３０）が接地され、上部（すなわち、第１胴体７２０）にＲＦ電源が印加される構造において画成される空間であるため、第２プラズマ領域Ｐ２においては、第１プラズマに比べて密度及びイオンエネルギーが低い第２プラズマが生成される。次いで、第２プラズマ領域Ｐ２において生成された第２プラズマは、第２胴体７３０に設けられた複数の第１噴射孔７５０ａを介して反応領域Ｒに移動する。
【００５９】
このように、上部胴体７１０と及びガス噴射器のそれぞれを介して工程ガスを噴射することにより、工程ガスを時分割的に噴射することができる。また、上部胴体７１０への電源印加とガス噴射器への電源印加がそれぞれ別々に制御されるので、上部胴体７１０とガス噴射器との間の第１プラズマ領域Ｐ１及びガス噴射器の内部の第２プラズマ領域Ｐ２のそれぞれのプラズマ発生をそれぞれ別々に制御することができる。これにより、優れたステップカバーレッジを有する膜質が実現可能である。
【００６０】
このとき、上部に基板１０が載置された基板支持部１００にはバイアス電源が印加されるため、反応領域Ｒに移動した第１及び第２プラズマのイオンが基板１０の表面に入射または衝突することにより、基板１０の上に形成された薄膜をエッチングしたり、基板１０に薄膜を蒸着したりする。上述したように、第１プラズマ領域Ｐ１において発生された第１プラズマは、高密度及び高いイオンエネルギーの特性を有し、第２プラズマ領域Ｐ２において発生された第２プラズマは、第１プラズマに比べて密度及びイオンエネルギーが低い。このため、第１プラズマを単独で用いる場合、基板１０または基板１０の上に形成された薄膜が損傷される虞があり、第２プラズマを単独で用いる場合に工程速度が低い。しかしながら、本発明の実施形態でのように、密度及びイオンエネルギーが高い第１プラズマと第１プラズマに比べて密度及びイオンエネルギーが低い第２プラズマを一緒に生成して、第１プラズマと第２プラズマの相互作用によって基板１０または薄膜が損傷されることを防ぎながら、工程速度を向上させることができる。
【００６１】
以上、図８に示すように、上部胴体７１０が絶縁部材３３０ａの下側に隔設され、上部胴体７１０に複数の孔７１０ａが設けられることを説明した。しかしながら、これに限定されるものではなく、図９に示す実施形態でのように、上部胴体７１０が第１絶縁部材３３０ａの下部と接触されるように設けられ、複数の孔７１０ａが設けられなくてもよい。このとき、第１ガス供給管４２０は、上部胴体７１０の下側に工程ガスを噴射する。
【００６２】
また、以上、図８及び図９に示すように、ガス噴射器の第１胴体７２０と電源供給部７７０が連結されて、第１胴体７２０にＲＦ電源が供給され、上部胴体７１０及び第２胴体７３０が接地されることを説明した。しかしながら、これに限定されるものではなく、図１０に示すように、ガス噴射器の第１胴体７２０が接地され、第１胴体７２０の上側に配設される上部胴体７１０に、例えば、ＲＦ電源を印加する電源供給部７８０が連結され、第１胴体７２０の下側にそれぞれ配設される第２胴体７３０に電源供給部７９０が連結されてもよい。このため、第１プラズマ領域Ｐ１は上部（すなわち、上部胴体７１０）に電源が供給され、下部（すなわち、第１胴体７２０）が接地される構造であるため、第１プラズマ領域Ｐ１において発生される第１プラズマは、第２プラズマに比べて密度及びイオンエネルギーが低いという特性を有する。また、第２プラズマ領域Ｐ２は上部（第１胴体）が接地され、下部（すなわち、第２胴体７３０）に電源が供給される構造であるため、第２プラズマ領域Ｐ２において発生される第２プラズマは、第１プラズマ領域Ｐ１において発生される第１プラズマに比べて密度及びイオンエネルギーが高い。そして、この場合、図１０に示すように、上部胴体７１０内に上部胴体７１０を冷却させる冷却手段７１０ｂが挿設される。
【００６３】
以下、図８に基づき、本発明の実施形態に係る基板処理装置の動作及び基板処理方法について説明する。
【００６４】
先ず、チャンバ２００内に基板１０を搬入させ、チャンバ２００内に配置された基板支持部１００の上に基板１０を載置する。本発明の実施形態においては、基板Ｓとしてウェーハを用いるが、これに限定されるものではなく、ガラス基板、高分子基板、プラスチック基板、金属基板など種々の基板１０が採用可能である。
【００６５】
基板支持部１００の上に基板Ｓが載置されれば、第１ガス供給管４２０を介して上部胴体７１０の上側に工程ガスを供給し、第２ガス供給管４３０を介してガス噴射器の第１胴体７２０と第２胴体７３０との間に工程ガスを供給する。本発明の実施形態においては、工程ガスとして、基板の上に形成された薄膜をエッチングするエッチングガスを用いる。本発明の実施形態においては、工程ガスとして、ＳｉＨ４、ＴＥＯＳ、Ｏ２、Ａｒ、Ｈｅ、ＮＨ３、Ｎ２Ｏ及びＮ２、ＣａＨｂのうちのいずれか一種を用いるが、これに限定されるものではなく、種々の材料を工程ガスを用いることができる。
【００６６】
そして、電源供給部７７０を用いて、第１胴体７２０にＲＦ電源を供給し、上部胴体７１０及び第２胴体７３０はそれぞれ接地させる。このため、第１ガス供給管４２０から提供された工程ガスは、上部胴体７１０に設けられた複数の孔７１０ａを介して上部胴体７１０の下側、すなわち、第１プラズマ領域Ｐ１に噴射される。次いで、接地された上部胴体７１０及びＲＦ電源が印加される第１胴体７２０によって第１プラズマ領域Ｐ１において密度及びイオンエネルギーが高い第１プラズマが生成される。第１プラズマ領域Ｐ１において生成された第１プラズマは、連結管７４０を介して反応領域Ｒに移動する。ここで、連結管７４０が上述したように第１胴体７２０内において第１胴体７２０の下側に配置された第２胴体７３０内まで延設されているため、第１プラズマ領域Ｐ１において発生された第１プラズマが連結管７４０を介して反応領域Ｒまで均一に噴射されて、反応領域Ｒにおける第１プラズマの密度が均一になる。
【００６７】
また、第２ガス供給管４３０から提供された工程ガスは、第１胴体７２０と第２胴体７３０との間の領域、すなわち、第２プラズマ領域Ｐ２の全体に均一に拡散される。次いで、ＲＦ電源が印加される第１胴体７２０及び接地された第２胴体７３０によって第２プラズマ領域Ｐ２において第２プラズマが生成される。第２プラズマ領域Ｐ２において生成された第２プラズマは、複数の第１噴射孔７５０ａを介して反応領域Ｒに移動し、前記複数の第１噴射孔７５０ａを介して反応領域Ｒの全体に均一に拡散される。
【００６８】
反応領域Ｒに移動した第１及び第２プラズマは、相互作用によってその密度、イオンエネルギーなどの特性が変わる。すなわち、反応領域Ｒに移動した第１プラズマは、第１プラズマ領域Ｐ１にあるときに比べてその密度及びイオンエネルギーが減少されるが、これは、反応領域Ｒにおいて遭遇する第２プラズマによる打消し作用に起因することである。また、反応領域Ｒに移動した第２プラズマは、第２プラズマ領域Ｐ２にあるときに比べてその密度及びイオンエネルギーが増大されるが、これは、反応領域Ｒにおいて遭遇する第１プラズマに起因することである。
【００６９】
次いで、反応領域Ｒの第１及び第２プラズマイオンは、バイアス電源が印加された基板１０に入射または衝突することにより、基板１０の上に形成された薄膜をエッチングする。ここで、図示はしないが、基板１０の上側には、複数の開口部が設けられたマスク（図示せず）が配置されてもよく、第１及び第２プラズマのイオンはマスク（図示せず）の開口部を介して基板１０に入射して、基板１０の上に形成された薄膜をエッチングする。このとき、本発明の実施形態においては、従来でのように、密度及びイオンエネルギーが高いプラズマを単独で用いるか、あるいは、密度及びイオンエネルギーが低いプラズマを単独で用いることなく、密度及びイオンエネルギーが高いプラズマと、それに比べてイオンエネルギーが低いプラズマを併用するので、基板１０に向かうイオンによって薄膜または基板が損傷されることを防ぐことができ、工程時間を短縮することができる。
【００７０】
以上、図８に示す実施形態に係る基板処理装置を例にとって説明したが、図９及び図１０に示す実施形態に係る基板処理装置の動作及びプラズマの生成過程もほとんど同様である。但し、図９に示す実施形態においては、第１ガス供給管４２０に供給された工程ガスは直ちに上部胴体７１０の下側に噴射される。そして、図１０に示す実施形態においては、上部胴体７１０及び第２胴体７３０が接地され、第１胴体７２０が電源供給部７９０と連結される。このため、上部胴体７１０と第１胴体７２０との間において第１プラズマが生成され、第１胴体７２０と第２胴体７３０との間において第２プラズマが生成される。このとき、第２プラズマが第１プラズマに比べて密度及びイオンエネルギーが高い。
【００７１】
ここで、第１胴体７２０と第２胴体７３０との間において生成された第２プラズマは、上部胴体７１０と第１胴体７２０との間において生成された第１プラズマに比べて密度及びイオンエネルギーが高い。
【００７２】
本発明の技術的思想は前記実施形態によって具体的に述べられたが、前記実施形態はその説明のためのものであり、その制限のためのものではないということが理解できる筈である。なお、本発明の技術分野における当業者であれば、本発明の技術思想の範囲内において様々な実施形態に変形して実施可能であるということがいうまでもない。
【符号の説明】
【００７３】
１１０：基板支持台
１２０：突出部
１３０：支持棒
１００：基板支持部
２００：チャンバ
３００：ガス噴射アセンブリ
４００：工程ガス供給部
５００：排気部
６００：フィルタ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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