(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に互いに隔てられた上部プレートと、中間プレートおよび下部プレートを備え、
内部に上下方向に仕切られた第１の領域および第２の領域を有し、
前記上部プレートと前記中間プレートとの間が前記第２の領域であり、前記中間プレートと前記下部プレートとの間が前記第１の領域であり、
前記中間プレートに高周波電源が供給され、前記下部プレートが接地され、前記中間プレートと前記下部プレートとの間に絶縁部材が設けられ、
前記第１の領域においては外部から第１の工程ガスの供給を受けてプラズマ状態に励起させた後に噴射し、前記第２の領域においては外部からプラズマ状態に励起されて供給される第２の工程ガスを収容した後に噴射し、
前記上部プレートと前記中間プレートとの間に設けられ、複数の貫通孔が形成された拡散板と、前記絶縁部材の上側および下側の少なくともいずれか一方に設けられ、前記絶縁部材と同じ形状を呈する間隔調節部材の少なくともいずれか一方をさらに備えるガス分配装置。
【請求項２】
上下方向に互いに隔てられた上部プレートと、中間プレートおよび下部プレートを備え、
内部に上下方向に仕切られた第１の領域および第２の領域を有し、
前記上部プレートと前記中間プレートとの間が前記第１の領域であり、前記中間プレートと前記下部プレートとの間が前記第２の領域であり、
前記上部プレートに高周波電源が供給され、前記中間プレートが接地され、前記上部プレートと前記中間プレートとの間に絶縁部材が設けられ、
前記第１の領域においては外部から第１の工程ガスの供給を受けてプラズマ状態に励起させた後に噴射し、前記第２の領域においては外部からプラズマ状態に励起されて供給される第２の工程ガスを収容した後に噴射し、
前記上部プレートと前記中間プレートとの間に設けられ、複数の貫通孔が形成された拡散板と、前記絶縁部材の上側および下側の少なくともいずれか一方に設けられ、前記絶縁部材と同じ形状を呈する間隔調節部材の少なくともいずれか一方をさらに備えるガス分配装置。
【請求項３】
前記中間プレートから前記下部プレートを貫通する複数の噴射ノズルをさらに備える請求項１または請求項２に記載のガス分配装置。
【請求項４】
前記中間プレートに前記複数の噴射ノズルが貫通する複数の第１の貫通孔が形成され、前記下部プレートに前記複数の噴射ノズルが貫通する複数の第２の貫通孔と前記中間プレートおよび前記下部プレートとの間の領域の工程ガスを噴射する複数の第３の貫通孔が形成される請求項３に記載のガス分配装置。
【請求項５】
前記第２の貫通孔および前記第３の貫通孔は、同じ大きさおよび数に形成される請求項４に記載のガス分配装置。
【請求項６】
前記中間プレートの前記第１の貫通孔の上側に前記第１の貫通孔の直径よりも大きな段付部が設けられ、前記噴射ノズルの上部が前記段付部に支持される請求項４に記載のガス分配装置。
【請求項７】
前記中間プレートの上面と一方の面が接触され、複数の貫通孔が形成された蓋体板をさらに備える請求項６に記載のガス分配装置。
【請求項８】
反応空間が設けられた反応チャンバと、
前記反応チャンバ内に設けられて基板を支持する基板支持台と、
前記基板支持台と向かい合うように設けられ、内部に上下方向に仕切られた第１の領域および第２の領域を有し、前記第１の領域においては第１の工程ガスの供給を受けてプラズマ状態に励起させた後に噴射し、前記第２の領域においては前記反応チャンバの外部からプラズマ状態に励起されて供給される第２の工程ガスを収容した後に噴射するガス分配部と、
前記反応チャンバの外部および前記ガス分配部の内部において工程ガスのプラズマを発生させるためのプラズマ発生部と、
を備え、
前記ガス分配部は、上下方向に互いに隔てられた上部プレートと、中間プレートおよび下部プレートを備え、前記上部プレートと中間プレートとの間が前記第２の領域であり、前記中間プレートと前記下部プレートとの間が前記第１の領域であり、
前記中間プレートに高周波電源が供給され、前記下部プレートが接地され、前記中間プレートと前記下部プレートとの間に絶縁部材が設けられ、
前記上部プレートと前記中間プレートとの間に設けられ、複数の貫通孔が形成された拡散板と、前記絶縁部材の上側および下側の少なくともいずれか一方に設けられ、前記絶縁部材と同じ形状を呈する間隔調節部材の少なくともいずれか一方をさらに備える基板処理装置。
【請求項９】
前記第１の領域に前記第１の工程ガスを供給する第１の工程ガス供給管を有し、且つ、前記第２の領域に前記第２の工程ガスを供給する第２の工程ガス供給管を有する工程ガス供給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】
反応空間が設けられた反応チャンバと、
前記反応チャンバ内に設けられて基板を支持する基板支持台と、
前記基板支持台と向かい合うように設けられ、内部に上下方向に仕切られた第１の領域および第２の領域を有し、前記第１の領域においては第１の工程ガスの供給を受けてプラズマ状態に励起させた後に噴射し、前記第２の領域においては前記反応チャンバの外部からプラズマ状態に励起されて供給される第２の工程ガスを収容した後に噴射するガス分配部と、
前記反応チャンバの外部および前記ガス分配部の内部において工程ガスのプラズマを発生させるためのプラズマ発生部と、
前記第１の領域に前記第１の工程ガスを供給する第１の工程ガス供給管を有し、且つ、前記第２の領域に前記第２の工程ガスを供給する第２の工程ガス供給管を有する工程ガス供給部と
を備え、
前記ガス分配部は、上下方向に互いに隔てられた上部プレートと、中間プレートおよび下部プレートを備え、前記上部プレートと前記中間プレートとの間が前記第１の領域であり、前記中間プレートと前記下部プレートとの間が前記第２の領域であり、
前記上部プレートに高周波電源が供給され、前記中間プレートが接地され、前記上部プレートと前記中間プレートとの間に絶縁部材が設けられ、
前記上部プレートと前記中間プレートとの間に設けられ、複数の貫通孔が形成された拡散板と、前記絶縁部材の上側および下側の少なくともいずれか一方に設けられ、前記絶縁部材と同じ形状を呈する間隔調節部材の少なくともいずれか一方をさらに備える基板処理装置。
【請求項１１】
前記中間プレートから前記下部プレートを貫通する複数の噴射ノズルをさらに備える請求項８または請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記プラズマ発生部は、前記ガス分配部の内部においてプラズマを発生させる誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）方式の第１のプラズマ発生部と、前記反応チャンバの外部においてプラズマを発生させる誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）方式と、ヘリコン方式およびリモートプラズマ方式の少なくともいずれか一つの方式の第２のプラズマ発生部と、を備える請求項８または請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記反応チャンバの内部に設けられて前記基板支持台と前記ガス分配部との間の反応空間に磁場を発生させる磁場発生部と、前記ガス分配部と前記基板支持台との間に設けら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ー部の少なくともいずれか一方をさらに備える請求項９又は請求項１０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、ガス分配装置に係り、特に、二重プラズマを用いて基板の上の工程均一性を向上させることのできるガス分配装置およ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は、半導体工程を用いて製造する。半導体工程は、基板に特定の物質の薄膜を蒸着する薄膜蒸着工程と、感光性物質を用いてこれらの薄膜中の選択された領域を露出させるフォト工程と、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含み、半導体工程を複数回繰り返し行って所定の積層構造を形成する。このような半導体工程は、当該工程のために最適な環境が造成された反応チャンバの内部において行われる。
【０００３】
反応チャンバは、内部に基板を支持する基板支持台と工程ガスを噴射するガス分配部が向かい合うように設けられ、反応チャンバの外側に工程ガスを供給するガス供給部が設けられる。すなわち、反応チャンバの内部の下側に基板支持台が設けられて基板を支持し、反応チャンバの内部の上側にガス分配部が設けられてガス供給部から供給される工程ガスを基板の上に噴射する。このとき、例えば、薄膜蒸着工程は、薄膜を構成する少なくとも一つの工程ガスを反応チャンバ内に同時に供給したり（化学気相蒸着（ＣＶＤ）方法）、少なくとも２以上の工程ガスを反応チャンバ内に順次に供給したり（原子層蒸着（ＡＬＤ）方法）する。また、基板の大型化が進むことに伴い、基板の全領域に亘って均一に薄膜を蒸着またはエッチングして工程均一性を一定に維持しなければならないが、このために、広い領域に亘って均一に工程ガスを噴射し得るシャワーヘッド（ｓｈｏｗｅｒ  ｈｅａｄ）タイプのガス分配部が多用される。このようなシャワーヘッドの例が、例えば、下記の特許文献１に開示されている。
【０００４】
また、高集積化および小型化が進んだ半導体素子を製造するために工程ガスを活性化させてプラズマ化させるプラズマ装置が用いられる。プラズマ装置は、プラズマ化させる方法に応じて、通常、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ：ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ）と、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ）とに大別できる。容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）は、反応チャンバの内部に電極を形成し、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）は、反応チャンバの外部にソース電源が供給されるアンテナを設けることにより、反応チャンバの内部において工程ガスのプラズマを発生させる。このような容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）タイプのプラズマ装置が、例えば、下記の特許文献２に開示されており、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）タイプのプラズマ装置が、例えば、下記の特許文献３に開示されている。
【０００５】
ところが、工程ガスのプラズマは反応チャンバの内部において発生されるため、基板に熱やプラズマによる問題が発生する虞があり、例えば、２０ｎｍ以下の薄膜はプラズマにより損傷される虞がある。このような問題を解決するために、反応チャンバの外部において工程ガスのプラズマを発生させて反応チャンバの内部に供給するリモートプラズマが開発されている。また、二重プラズマ発生源を用いることにより、プラズマによる損傷を極力抑えようとする研究が行われている。しかしながら、二重プラズマ発生源により発生された工程ガスのプラズマは、基板の上において均一に結合することができないため、工程均一性に限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】大韓民国公開特許第２００８−００２０２０２号公報
【特許文献２】大韓民国公開特許第１９９７−０００３５５７号公報
【特許文献３】大韓民国公開特許第１０−０９６３５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、プラズマによる基板の損傷を防ぐことのできるガス分配装置およびこれを備える基板処理装置を提供する。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、二重プラズマを用いて活性化された工程ガスを基板の上に均一に分配することができ、これにより、基板上の工程均一性を向上させることのできるガス分配装置およ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】
上記の目的を達成するために、本発明の一態様によるガス分配装置は、内部に上下方向に仕切られた第１の領域および第２の領域を有し、前記第１の領域においては外部から第１の工程ガスの供給を受けてプラズマ状態に励起させた後に噴射し、前記第２の領域においては外部からプラズマ状態に励起されて供給される第２の工程ガスを収容した後に噴射する。
【００１０】
好ましくは、本発明に係るガス分配装置は、上下方向に互いに隔てられた上部プレートと、中間プレートおよび前記下部プレートを備え、前記上部プレートと中間プレートとの間が前記第２の領域であり、前記中間プレートと前記下部プレートとの間が前記第１の領域である。
【００１１】
また、好ましくは、本発明に係るガス分配装置において、前記中間プレートに高周波電源が供給され、前記下部プレートが接地され、前記中間プレートと前記下部プレートとの間に絶縁部材が設けられる。
【００１２】
さらに、好ましくは、本発明に係るガス分配装置は、上下方向に互いに隔てられた上部プレートと、中間プレートおよび下部プレートを備え、前記上部プレートと前記中間プレートとの間が前記第１の領域であり、前記中間プレートと前記下部プレートとの間が前記第２の領域である。
【００１３】
さらに、好ましくは、本発明に係るガス分配装置において、前記上部プレートに高周波電源が供給され、前記中間プレートが接地され、前記上部プレートと中間プレートとの間に絶縁部材が設けられる。
【００１４】
さらに、好ましくは、本発明に係るガス分配装置は、前記中間プレートから前記下部プレートを貫通する複数の噴射ノズルをさらに備える。
【００１５】
さらに、好ましくは、本発明に係るガス分配装置において、前記中間プレートに前記複数の噴射ノズルが貫通する複数の第１の貫通孔が形成され、前記下部プレートに前記複数の噴射ノズルが貫通する複数の第２の貫通孔と前記中間プレートおよび前記下部プレートとの間の領域の工程ガスを噴射する複数の第３の貫通孔が形成される。
【００１６】
さらに、好ましくは、本発明に係るガス分配装置において、前記第２の貫通孔および第３の貫通孔は、同じ大きさおよび数に形成される。
【００１７】
さらに、好ましくは、本発明に係るガス分配装置において、前記中間プレートの前記第１の貫通孔の上側に前記第１の貫通孔の直径よりも大きな段付部が設けられ、前記噴射ノズルの上部が前記段付部に支持される。
【００１８】
さらに、好ましくは、本発明に係るガス分配装置は、前記中間プレートの上面と一方の面が接触され、複数の貫通孔が形成された蓋体板をさらに備える。
【００１９】
さらに、好ましくは、本発明に係るガス分配装置は、前記上部プレートと前記中間プレートとの間に設けられ、複数の貫通孔が形成された拡散板と、前記絶縁部材の上側および下側の少なくともいずれか一方に設けられ、前記絶縁部材と同じ形状を呈する間隔調節部材の少なくともいずれか一方をさらに備える。
【００２０】
上記の目的を達成するために、本発明の他の態様によるガス分配装置は、反応空間が設けられた反応チャンバと、前記反応チャンバ内に設けられて基板を支持する基板支持台と、前記基板支持台と向かい合うように設けられ、内部に上下方向に仕切られた第１の領域および第２の領域を有し、前記第１の領域においては第１の工程ガスの供給を受けてプラズマ状態に励起させた後に噴射し、前記第２の領域においては前記反応チャンバの外部からプラズマ状態に励起されて供給される第２の工程ガスを収容した後に噴射するガス分配部と、前記反応チャンバの外部および前記ガス分配部の内部において工程ガスのプラズマを発生させるためのプラズマ発生部と、を備える。
【００２１】
好ましくは、本発明に係るガス分配装置は、前記第１の領域に前記第１の工程ガスを供給する第１の工程ガス供給管を有し、且つ、前記第２の領域に前記第２の工程ガスを供給する第２の工程ガス供給管を有する工程ガス供給部をさらに備える。
【００２２】
また、好ましくは、本発明に係るガス分配装置において、前記ガス分配部は、上下方向に互いに隔てられた上部プレートと、中間プレートおよび下部プレートを備え、前記上部プレートと中間プレートとの間が前記第２の領域であり、前記中間プレートと前記下部プレートとの間が前記第１の領域である。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明に係るガス分配装置において、前記中間プレートに高周波電源が供給され、前記下部プレートが接地され、前記中間プレートと下部プレートとの間に絶縁部材が設けられる。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明に係るガス分配装置において、前記ガス分配部は、上下方向に互いに隔てられた上部プレートと、中間プレートおよび下部プレートを備え、前記上部プレートと中間プレートとの間が前記第１の領域であり、前記中間プレートと前記下部プレートとの間が前記第２の領域である。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明に係るガス分配装置において、前記上部プレートに高周波電源が供給され、前記中間プレートが接地され、前記上部プレートと中間プレートとの間に絶縁部材が設けられる。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明に係るガス分配装置は、前記中間プレートから前記下部プレートを貫通する複数の噴射ノズルをさらに備える。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明に係るガス分配装置において、前記プラズマ発生部は、前記ガス分配部の内部においてプラズマを発生させる誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）方式の第１のプラズマ発生部と、前記反応チャンバの外部においてプラズマを発生させる誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）方式と、ヘリコン方式およびリモートプラズマ方式の少なくともいずれか一つの方式の第２のプラズマ発生部と、を備える。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明に係るガス分配装置は、前記反応チャンバの内部に設けられて前記基板支持台と前記ガス分配部との間の反応空間に磁場を発生させる磁場発生部と、前記ガス分配部と前記基板支持台との間に設けら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ー部の少なくともいずれか一方をさらに備える。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る基板処理装置のガス分配部は、内部に上下方向に仕切られた第１の領域および第２の領域を有し、第１および第２の領域のいずれか一方は、反応チャンバの外部からプラズマ状態に励起されて供給される工程ガスを収容し、他方は、ガス分配部に供給された工程ガスをプラズマ状態に励起させる。すなわち、本発明に係る基板処理装置のガス分配部は、少なくとも一部が工程ガスを励起させるための電極として用いられる。このため、反応チャンバの基板の上において工程ガスのプラズマが発生されないため、プラズマによる基板の損傷が防がれる。
【００３０】
また、互いに異なる方式により励起された工程ガスが基板の上において反応するので、基板上の工程均一性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態による基板処理装置の概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるガス分配装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態によるガス分配装置の部分拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態によるガス分配装置の分解斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態によるガス分配装置の部分拡大断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態による基板処理装置の概略断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態による基板処理装置の概略断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態による基板処理装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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、互いに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。
【００３３】
図１は、本発明の一実施形態による基板処理装置の概略断面図であり、図２は、本発明の一実施形態によるガス分配装置の分解斜視図であり、図３は、本発明の一実施形態によるガス分配装置の部分拡大断面図である。
【００３４】
図１を参照すると、本発明の一実施形態による基板処理装置は、所定の反応空間が設けられた反応チャンバ１００と、反応チャンバ１００内の下部に設けられて基板１０を支持する基板支持部２００と、工程ガスを供給する工程ガス供給部３００と、反応チャンバ１００内に設けられ、少なくとも２種以上の活性化された工程ガスを分配するガス分配部４００と、を備える。また、本発明の一実施形態による基板処理装置は、ガス分配部４００の内部において第１の工程ガスのプラズマを発生させるための第１のプラズマ発生部５００と、反応チャンバ１００の外部に設けられて第２の工程ガスのプラズマを発生させるための第２のプラズマ発生部６００と、をさらに備える。ここで、第２のプラズマ発生部６００は、第１のプラズマ発生部５００よりも高い密度のプラズマを発生させる。
【００３５】
反応チャンバ１００には所定の反応領域を設けてこれを気密に維持する。反応チャンバ１００は、略円形状の平面部および平面部から上向きに延びた側壁部を有して所定の空間を有する反応部１００ａと、略円形状に反応部１００ａの上に配設されて反応チャンバ１００を気密に維持する蓋体１００ｂと、を備える。もちろん、反応部１００ａおよび蓋体１００ｂは、円形状に加えて、種々の形状に製作可能であるが、例えば、基板１０の形状に見合う形状に製作される。反応チャンバ１００の側面の下部、例えば、基板支持台２００よりも下側には排気管１１０が連結され、排気管１１０には排気装置（図示せず）が連結される。このとき、排気装置としてはターボ分子ポンプなどの真空ポンプが用いられ、これにより、反応チャンバ１００の内部が所定の減圧雰囲気、例えば、０．１ｍＴｏｒｒ以下の所定の圧力まで真空吸入される。排気管１１０は、側面だけではなく、反応チャンバ１００の下部に設けられる。また、排気時間を短縮させるために、多数の排気管１１０およびそれによる排気装置がさらに設けられる。さらに、反応チャンバ１００の内側にはガス分配部４００と反応チャンバ１００を絶縁させるための絶縁体１２０が設けられる。一方、反応チャンバ１００の側部の外部には電磁石（図示せず）が設けられる。
【００３６】
基板支持台２００は反応チャンバ１００の下部に設けられ、ガス分配部４００と向かい合う個所に設けられる。基板支持台２００には、反応チャンバ１００内に流れ込んだ基板１０が載置されるように、例えば、静電チャックなどが設けられる。基板１０は、静電力により静電チャックに吸着保持される。このとき、静電力に加えて、真空吸着や機械的な力を用いて基板１０を保持してもよい。また、基板支持台２００は略円形状に設けられてもよいが、基板１０の形状に見合う形状に設けられてもよく、基板１０よりも大きく製作される。ここで、基板１０は、半導体素子の製造のための略円形状のシリコン基板と、表示装置の製造のための略矩形状のガラス基板と、を備える。基板支持台２００の下部には、基板支持台２００を昇降させる基板昇降器２１０が設けられる。基板昇降器２１０は、基板支持台２００の上に基板１０が載置されると、基板支持台２００をガス分配部４００の近くに移動させる。また、基板支持台２００の内部にはヒーター（図示せず）が取り付けられる。ヒーターは、所定の温度において発熱して基板１０を加熱することにより、薄膜蒸着工程などが基板１０の上に行われ易い。ヒーターとしては、ハロゲンランプが使用可能であり、基板支持台２００を中心として基板支持台２００の周り方向に設けられる。このとき、発生されるエネルギーは輻射エネルギーであり、基板支持台２００を加熱して基板１０の温度を上昇させる。一方、基板支持台２００の内部には、ヒーターに加えて、冷却管（図示せず）がさらに設けられる。冷却管は、基板支持台２００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２００を介して基板１０に伝わって基板１０の温度が所望の温度に制御される。もちろん、ヒーターおよび冷却管は、基板支持台２００ではなく、反応チャンバ１００の外側に設けられてもよい。このように基板支持台２００の内部または反応チャンバ１００の外部に設けられるヒーターにより基板１０が加熱され、ヒーターの取付数を調節して５０℃〜８００℃に加熱する。一方、基板支持台２００にはバイアス電源２２０が接続され、バイアス電源２２０により基板１０に入射するイオンのエネルギーが制御される。
【００３７】
工程ガス供給部３００は、複数の工程ガスをそれぞれ貯留する複数の工程ガス貯留源（図示せず）と、工程ガス貯留源から工程ガスをガス分配部４００に供給する複数の工程ガス供給管３１０，３２０と、を備える。例えば、第１の工程ガス供給管３１０は、反応チャンバ１００の上側の中央部を貫通してガス分配部４００に連結され、第２の工程ガス供給部３２０は、反応チャンバ１００の上側の外郭を貫通してガス分配部４００に連結される。ここで、第１の工程ガス供給部３１０は少なくとも一つ設けられ、第２の工程ガス供給部３２０は第１の工程ガス供給部３１０を囲繞するように複数設けられる。また、図示はしないが、複数の工程ガス供給管３１０，３２０の所定の領域には工程ガスの供給を制御する弁および質量流量計などが設けられる。一方、薄膜蒸着ガスとしては、例えば、シリコンオキシドを蒸着する場合、シリコン含有ガスおよび酸素含有ガスが使用可能であるが、シリコン含有ガスはＳｉＨ４などを含み、酸素含有ガスはＯ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ３などを含む。このとき、シリコン含有ガスおよび酸素含有ガスは、互いに異なる工程ガス供給管３１０，３２０を介して供給される。例えば、第１の工程ガス供給管３１０を介してシリコン含有ガスが供給され、第２の工程ガス供給管３２０を介して酸素含有ガスが供給される。また、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るが、不活性ガスは、第１および第２の工程ガス供給管３１０，３２０を介してシリコン含有ガスおよび酸素含有ガスと同時に供給される。一方、第２の工程ガス供給管３２０は、内部において工程ガスのプラズマが発生されるプラズマ発生管として使用可能であるため、サファイア、クォーツ、セラミックなどの材質により製作される。
【００３８】
ガス分配部４００は、内部に所定の空間が設けられ、第１の工程ガスが供給される第１の領域Ｓ１および第２の工程ガスが供給される第２の領域Ｓ２を有する。このようなガス分配部４００は、上下方向に互いに所定の間隔を隔てた上部プレート４１０と、中間プレート４２０および下部プレート４３０を備える。ここで、上部プレート４１０と中間プレート４２０との間に第２の領域Ｓ２が設けられ、中間プレート４２０と下部プレート４３０との間に第１の領域Ｓ１が設けられる。また、上部プレート４１０と中間プレート４２０との間に少なくとも一枚の拡散板４４０が設けられ、中間プレート４２０と下部プレート４３０との間にこれらを間隔を維持しながら絶縁させる少なくとも一つの絶縁部材４５５が設けられる。さらに、本発明に係るガス分配装置は、中間プレート４２０から第１の領域Ｓ１を介して下部プレート４３０を貫通するように設けられる複数の噴射ノズル３６０を備える。このようなガス分配部４００は、第１の領域Ｓ１において供給された第１の工程ガスをプラズマ状態に活性化させ、第２の領域Ｓ２には反応チャンバ１００の外部からプラズマ状態に活性化された第２の工程ガスが供給される。このために、中間プレート４２０および下部プレート４３０は、これらの間の第１の領域Ｓ１においてプラズマを発生させるための上部電極および下部電極として働く。このようなガス分配部４００の構造および機能の詳細については、図２および図３を用いて後述する。
【００３９】
第１のプラズマ発生部５００は、反応チャンバ１００内に供給された第１の工程ガスをプラズマ状態に励起させるために設けられる。このために、本発明の実施形態は、第１のプラズマ発生部５００として、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）方式のものを採用する。すなわち、第１のプラズマ発生部５００は、ガス分配部４００の第１の領域Ｓ１に供給された工程ガスをプラズマ状態に励起させる。このような第１のプラズマ発生部５００は、ガス分配部４００内に設けられた電極と、電極に第１の高周波電源を供給する第１の電源供給部５１０と、電極に接地電源を供給する接地電源と、を備える。電極は、ガス分配部４００内に設けられる中間プレート４２０および下部プレート４３０を備える。すなわち、中間プレート４２０に第１の高周波電源５１０が供給され、下部プレート４３０が接地されることにより、中間プレート４２０と下部プレート４３０との間の第１の領域Ｓ１において工程ガスのプラズマが発生される。このために、中間プレート４２０および下部プレート４３０は導電物質により製作される。第１の電源供給部５１０は、反応チャンバ１００の側面を貫通して中間プレート４２０と連結され、第１の領域Ｓ１にプラズマを発生させるための高周波電源を供給する。このような第１の電源供給部５１０は、高周波電源および整合器を備える。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、反応チャンバ１００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は反対の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に等しくなるように反応チャンバ１００内に最大の電力を供給し、これにより、最適なプラズマが発生される。下部プレート４３０は、反応チャンバ１００の側面と連結され、反応チャンバ１００が接地端子と連結されて下部プレート４３０も接地電位を維持する。このため、中間プレート４２０に高周波電源が供給されると、下部プレート４３０が接地状態を維持するため、これらの間に電位差が発生し、これにより、第１の領域Ｓ１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、中間プレート４２０と下部プレート４３０との間の間隔、すなわち、第１の領域Ｓ１の上下間隔は、プラズマが励起可能な最小限の間隔以上、例えば、３ｍｍ以上の間隔に保たれることが好ましい。このように第１の領域Ｓ１において励起された工程ガスは、下部プレート４３０の貫通孔４３１を介して基板１０の上に噴射される。
【００４０】
第２のプラズマ発生部６００は、反応チャンバ１００の外部において工程ガスのプラズマを発生させる。このために、第２のプラズマ発生部６００は、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）方式と、ヘリコン（ｈｅｌｉｃｏｎ）方式およびリモートプラズマ方式の少なくともいずれか一つを採用するが、この実施形態においては、ヘリコン方式を採用する場合を例にとって説明する。このような第２のプラズマ発生部６００は、複数の第２の工程ガス供給管３２０を囲繞するように設けられるアンテナ６１０と、第２の工程ガス供給管３２０の周りに設けられる磁界発生用コイル６２０と、アンテナ６２０と接続される第２の高周波電源６３０と、を備える。第２の工程ガス供給管３２０は、内部において工程ガスのプラズマが発生されるように、サファイア、クォーツ、セラミックなどの材質により所定の筒状に製作される。アンテナ６１０は、反応チャンバ１００の上側の外部から第２の工程ガス供給管３２０を囲繞するように設けられ、第２の高周波電源６３０から第２の高周波電源の供給を受けて第２の工程ガス供給管５２０内において第２の工程ガスをプラズマ状態に励起させる。アンテナ６１０は、所定の管状に設けられ、内部に冷却水が流れて第２の高周波電源の供給に際して温度の上昇が防がれる。また、磁界発生用コイル６２０は、第２の工程ガス供給管３２０においてプラズマにより生成されたラジカルを基板１０まで円滑に到達させるために第２の工程ガス供給管３２０の周りに設けられる。このような第２のプラズマ発生部６００は、工程ガス供給部３００から第２の工程ガスが取り込まれ、排気により第２の工程ガス供給管３２０の内部を適当な圧力に維持しながら第２の高周波電源６３０を用いてアンテナ６１０に第２の高周波電源を供給すると、第２の工程ガス供給管３２０にプラズマが発生される。また、磁界発生用コイル６２０には互いに反対方向に電流を流して第２の工程ガス供給管３２０の近くの空間に磁界を閉じ込める。例えば、第２の工程ガス供給管３２０の内側のコイル６２０には基板１０を向く磁界が発生されるように電流を流し、外側のコイル６２０には基板１０とは反対方向を向く磁界が発生されるように電流を流して、磁界を第２の工程ガス供給管３２０の近くの空間に閉じ込める。このため、第２の工程ガス供給管３２０と基板１０との間の距離が短くても基板１０の近くに発生される磁界が比較的に小さくなり、これにより、比較的に高真空下において高密度のプラズマが発生され、基板１０が損傷なしに処理される。
【００４１】
以下、図２および図３を用いてガス分配部について詳細に説明する。
【００４２】
ガス分配部４００は、互いに所定の間隔を隔てた上部プレート４１０と、中間プレート４２０および下部プレート４３０を備える。また、上部プレート４１０と中間プレート４２０との間に少なくとも一枚の拡散板４４０が設けられ、中間プレート４２０と下部プレート４３０との間にこれらを間隔を維持しながら絶縁させる少なくとも一つの絶縁部材４５５が設けられる。なお、本発明に係るガス分配装置は、中間プレート４２０から第１の領域Ｓ１を介して下部プレート４３０を貫通するように設けられる複数の噴射ノズル４６０を備える。
【００４３】
上部プレート４１０は、基板１０の形状に見合う板状に設けられる。すなわち、基板１０が円形状である場合、上部プレート４１０は円形の板状に設けられ、基板１０が矩形状である場合、上部プレート４１０は四角形の板状に設けられる。この実施形態においては、ガス分配部４００が円形状に設けられ、これにより、上部プレート４１０などが円形状である場合について説明する。上部プレート４１０には、工程ガス供給管３１０，３２０が挿通される複数の挿通口４１１，４１２が形成される。すなわち、上部プレート４１０の中央部には第１の工程ガス供給管３１０が挿通される第１の挿通口４１１が形成され、上部プレート４１０の外郭には複数の第２の工程ガス供給管３２０が貫通する複数の第２の挿通口４１２が形成される。ここで、第１および第２の挿通口４１１，４１２の直径は、第１および第２の工程ガス供給管３１０、３２０が挿通されるようにこれらの直径に応じて形成されるが、第１および第２の挿通口４１１，４１２の直径が等しくてもよく、互いに異なってもよい。一方、上部プレート４１０の周縁にはフランジが設けられて上部プレート４１０と中間プレート４２０との間の絶縁部材４５０の結合に用いられる。
【００４４】
中間プレート４２０は、上部プレート４１０と同じ形状を呈する板状に設けられる。すなわち、中間プレート４２０は、基板１０の形状に応じて略円形の板状に設けられる。また、中間プレート４２０には、上下に貫通する複数の貫通孔４２１が形成される。複数の貫通孔４２１には、複数の噴射ノズル４６０がそれぞれ差し込まれる。さらに、中間プレート４２０の中央部には、第１の工程ガス供給管３１０が挿通される挿通口４２２が形成される。ここで、上部プレート４１０と中間プレート４２０との間の領域が第２の領域Ｓ２となり、第２の領域Ｓ２には、反応チャンバ１００の外部から活性化された工程ガスが供給される。すなわち、第２の工程ガス供給管３２０は、上部プレート４１０を貫通して出口が第２の領域Ｓ２に位置するが、第２の工程ガス供給管３２０は、反応チャンバ１００の外部からプラズマにより活性化された工程ガスを供給するため、第２の領域Ｓ２には活性化された工程ガスが供給される。また、中間プレート４２０は、図３に示すように、上部に所定の厚さの係止爪４２３が形成される。すなわち、貫通孔４２１の上側に貫通孔４２１の直径よりも大きく凹まれた部分が生じ、その部分が係止爪４２３となる。係止爪４２３には噴射ノズル４６０の上部が載置されて噴射ノズル４６０が中間プレート４２０により支持される。
【００４５】
一方、上部プレート４１０と中間プレート４２０との間には、少なくとも一枚の拡散板４４０が設けられる。拡散板４４０は、第２の領域Ｓ２に供給された活性化済み工程ガスを第２の領域Ｓ２内に均一に拡散させるために設けられる。すなわち、拡散板４４０が第２の領域Ｓ２内に上下方向に設けられるため拡散板４４０の上側に工程ガスが供給され、拡散板４４０により分散されて第２の領域Ｓ２内に工程ガスが均一に分布される。このとき、拡散板４４０には複数の貫通孔４４１が形成される。すなわち、第２の領域Ｓ２に供給された工程ガスを均一に分散させて中間プレート４２０に向かって移動させるために、拡散板４４０には複数の貫通孔４４１がそれぞれ形成される。このとき、拡散板４４０にそれぞれ形成された複数の貫通孔４４１は、同じ大きさおよび同じ間隔に形成され、互いに異なる大きさまたは間隔に形成される。例えば、第２の工程ガス供給管３２０の直下方に位置する領域にはより多量の工程ガスが供給されるので、第２の工程ガス供給管３２０の直下方に配設される貫通孔４４１は小さく、ここから遠ざかるにつれて大きくなる。また、第２の工程ガス供給管３２０の直下方に配設される貫通孔４４１は間隔が粗く、ここから遠ざかるにつれて間隔が稠密になる。すなわち、貫通孔４４１が同じ大きさに形成される場合、第２の工程ガス供給管３２０から遠ざかるにつれて間隔が稠密になり、貫通孔４４１が同じ間隔に形成される場合、第２の工程ガス供給管３２０から遠ざかるにつれて間隔が粗くなる。一方、拡散板４４０の中央部には第１の工程ガス供給管３１０が挿通される挿通口４４２が形成される。すなわち、第１の工程ガス供給管３１０は、拡散板４４０の挿通口４４２および中間プレート４２０の挿通口４２２を貫通して中間プレート４２０の下側まで延びる。
【００４６】
一方、上部プレート４１０と中間プレート４２０が所定の間隔を維持し、これらを互いに絶縁させるためにこれらの間に絶縁部材４５０が設けられる。このため、絶縁部材４５０の厚さに応じて第２の領域Ｓ２の幅が決定される。絶縁部材４５０は、上部プレート４１０と中間プレート４２０の周縁領域との間に、例えば、リング状に設けられる。また、絶縁部材４５０の内側に拡散板４４０が設けられる。一方、中間プレート４２０と下部プレート４３０を絶縁させるためにこれらの間に絶縁部材４５５がさらに設けられる。
【００４７】
下部プレート４３０は、中間プレート４２０から隔てられてその下側に設けられる。下部プレート４３０は、上部プレート４１０および中間プレート４２０と同じ形状に、すなわち、略円形の板状に設けられる。中間プレート４２０と下部プレート４３０との間の領域が第１の領域Ｓ１となり、第１の領域Ｓ１には第１の工程ガス供給部３１０から工程ガスが供給される。また、下部プレート４３０には、上下に貫通する複数の貫通孔４３１が形成される。複数の貫通孔４３１の一部には噴射ノズル４６０が挿通される。このため、下部プレート４３０の貫通孔４３１は中間プレート４２０の貫通孔４２１よりも多数に形成されるが、例えば、中間プレート４２０の貫通孔４２１よりも２倍ほど多い数に形成される。すなわち、下部プレート４３０の貫通孔４３１は、一部が第１の領域Ｓ１の活性化された工程ガスを下側に噴射し、他の一部に噴射ノズル４６０が挿通される。このとき、噴射ノズル４６０が挿通される貫通孔４２１と噴射ノズル４６０が挿通されていない貫通孔４２１は隣設される。すなわち、噴射ノズル４６０を介して噴射される第２の工程ガスと貫通孔４３１を介して噴射される第１の工程ガスを均一にするために、これらは等間隔に隣設される。一方、中間プレート４２０および下部プレート４３０は、第１の領域Ｓ１に供給された第１の工程ガスを活性化させるための電極として働く。例えば、中間プレート４２０に高周波電源が供給され、下部プレート４３０が接地されることにより、第１の領域Ｓ１に供給された工程ガスがプラズマ状態に励起される。また、中間プレート４２０と下部プレート４３０が所定の間隔を維持し、これらを互いに絶縁させるためにこれらの間に絶縁部材４５５が設けられる。このため、絶縁部材４５５の厚さに応じて第１の領域Ｓ１の幅が決定される。絶縁部材４５５は、中間プレート４２０と下部プレート４３０の周縁領域との間に、例えば、リング状に設けられる。
【００４８】
噴射ノズル４６０は、所定の長さおよび直径を有する管状に設けられる。このような噴射ノズル４６０は、中間プレート４２０から第１の領域Ｓ１を介して下部プレート４３０に差し込まれる。すなわち、噴射ノズル４６０は、第１の領域Ｓ１を間に挟んで所定の間隔を隔てた中間プレート４２０の貫通孔４２１および下部プレート４３０の貫通孔４３１に差し込まれる。このため、外部から活性化されて第２の領域Ｓ２に供給される工程ガスを噴射ノズル４６０を介して基板１０の上に噴射することができる。一方、中間プレート４２０と下部プレート４３０はそれぞれ導電物質により製作されて第１の領域Ｓ１においてプラズマの発生のための上部電極および下部電極として働くため、噴射ノズル４６０はこれらを絶縁させるために絶縁物質により製作される。一方、噴射ノズル４６０は、図３に示すように、上部に他の領域よりも広い幅の頭部４６１が形成される。頭部４６１は、中間プレート４２０の段差４２３に係止されて支持される。すなわち、噴射ノズル４６０は胴体が中間プレート４２０の貫通孔４２１に挿通され、頭部４６１が中間プレート４２０の段付部４２３に係止されて噴射ノズル４６０が中間プレート４２０に支持される。
【００４９】
上述したように、本発明の一実施形態による基板処理装置のガス分配部４００は、上下方向に仕切られた第１の領域Ｓ１および第２の領域Ｓ２を有し、第１および第２の領域Ｓ１，Ｓ２のいずれか一方は、反応チャンバ１００の外部からプラズマ状態に励起されて供給される工程ガスを収容し、他方は、ガス分配部４００に供給された工程ガスをプラズマ状態に励起させる。すなわち、本発明に係るガス分配部４００は、少なくとも一部が工程ガスを励起させるための電極として用いられる。例えば、ガス分配部４００は、上下方向に所定の間隔を隔てた上部プレート４１０と、中間プレート４２０および下部プレート４３０を備え、上部プレート４１０と中間プレート４２０との間の第２の領域Ｓ２に反応チャンバ１００の外部からプラズマ状態に励起された工程ガスが供給され、中間プレート４２０および下部プレート４３０がそれぞれ上部電極および下部電極として働いてこれらの間の第１の空間Ｓ１に供給された工程ガスをプラズマ状態に励起させる。また、中間プレート４２０と、第１の領域Ｓ１および下部プレート４３０を貫通するように噴射ノズル４６０が設けられて第２の領域Ｓ２の励起された工程ガスを基板１０の上に噴射する。このため、反応チャンバ１００の基板１０の上において工程ガスのプラズマが発生されないため、プラズマによる基板１０の損傷を防ぐことができる。
【００５０】
さらに、本発明のガス分配部４００は、図４および図５に示すように、拡散板４４０と中間プレート４２０との間に設けられる蓋体板４７０をさらに備える。なお、上部プレート４１０若しくは中間プレート４２０と絶縁部材４５０との間、又は、中間プレート４２０若しくは下部プレート４３０と絶縁部材４５５との間に少なくとも一つの間隔調節部材４８０がさらに設けられ得る。
【００５１】
蓋体板４７０は、拡散板４４０と中間プレート４２０との間に設けられ、中間プレート４２０の上面に接触されて設けられる。このとき、蓋体板４７０は、中間プレート４２０の段差４２３に突出部４６１が支持されて中間プレート４２０に挿通された噴射ノズル４６０の上部を覆うように設けられる。蓋体板４７０が設けられることにより、中間プレート４２０と噴射ノズル４６０との間の領域に工程ガスのパーティクルが蓄積されることが防がれる。また、中間プレート４２０における蓋体板４７０の載置部分には段差が形成される。すなわち、蓋体板４７０の一方の面が接触する中間プレート４２０の上面の中央領域と蓋体板４７０の一方の面が接触されない中間プレート４２０の周縁との間には蓋体板４７０の厚さに見合う分の段差が形成され、中間プレート４２０の周縁が蓋体板４７０の厚さに見合う分だけ上面よりも高い。このため、蓋体板４７０が中間プレート４２０の上に載置された後に中間プレート４２０の周縁および蓋体板４７０は面一になる。また、蓋体板４７０には複数の貫通孔４７１が形成され、中央部には第１の工程ガス供給管３１０が挿通される貫通口４７２が形成される。複数の貫通孔４７１は、中間プレート４２０に形成された複数の貫通孔４２１と同じ位置に同じ大きさに形成される。すなわち、蓋体板４７０の複数の貫通孔４７１は、中間プレート４２０の複数の貫通孔４２１と重なり合う。
【００５２】
間隔調節部材４８０は、上部プレート４１０と中間プレート４２０との間、又は、中間プレート４２０と下部プレート４３０との間の間隔を調節するために少なくとも一つ設けられる。すなわち、例えば、中間プレート４２０と下部プレート４３０との間の間隔、すなわち、第１の領域Ｓ１の間隔は、絶縁部材４５５により固定され、少なくとも一つの間隔調節部材４８０を絶縁部材４５５の下側または上側に嵌め込むことにより、間隔調節部材４８０の厚さに応じて第１の領域Ｓ１の間隔が調節される。このような間隔調節部材４８０は、絶縁部材４５０及び／又は絶縁部材４５５と同じ形状、例えば、リング形状に設けられる。なお、このような間隔調節部材４８０は、絶縁部材４５０及び／又は絶縁部材４５５と同じ直径を有するように設けられる。なお、図４において、間隔調節部材４８０は、中間プレート４２０と絶縁部材４５０との間に設けられている。
【００５３】
一方、前記本発明の実施形態によるガス分配部は、下側の第１の領域Ｓ１において第１の工程ガスのプラズマを発生させ、上側の第２の領域Ｓ２において外部からプラズマ状態に励起されて供給される第２の工程ガスを収容していた。しかしながら、本発明のガス分配部は、図６に示すように、中間プレート４２０と下部プレート４３０との間の第１の領域Ｓ１において外部からプラズマ状態に励起されて供給される第２の工程ガスを収容してもよく、上部プレート４１０と中間プレート４２０との間の第２の領域Ｓ２において第１の工程ガスのプラズマを発生させてもよい。このために、上部プレート４１０に第１の電源供給部５１０から電源が供給され、中間プレート４２０が接地される。このとき、噴射ノズル４６０は、第２の領域Ｓ２から第１の領域Ｓ１を貫通して反応チャンバ１００の内側空間まで延びて第２の領域Ｓ２において発生されたプラズマ状態の第１の工程ガスを噴射する。
【００５４】
また、前記ガス分配部を備える基板処理装置は種々に変形可能であるが、以下、このような基板処理装置の様々な実施形態を図７および図８を用いて説明する。
【００５５】
図７は、本発明の他の実施形態による基板処理装置の概略断面図であり、反応チャンバ１００の内部に設けられてプラズマを活性化させるための磁場を発生させる磁場発生部７００をさらに備える。すなわち、本発明の他の実施形態による基板処理装置は、所定の反応空間が設けられた反応チャンバ１００と、反応チャンバ１００内の下部に設けられて基板１０を支持する基板支持部２００と、工程ガスを供給する工程ガス供給部３００と、反応チャンバ１００内に設けられ、少なくとも２種以上の活性化された工程ガスを分配するガス分配部４００と、ガス分配部４００の内部において第１の工程ガスのプラズマを発生させるための第１のプラズマ発生部５００と、反応チャンバ１００の外部に設けられて第２の工程ガスのプラズマを発生させるための第２のプラズマ発生部６００と、反応チャンバ１００の内部に設けられてプラズマを活性化させるための磁場を発生させる磁場発生部７００と、を備える。
【００５６】
磁場発生部７００は、反応チャンバ１００の内部に設けられ、反応チャンバ１００の内部に磁場を発生させる。このような磁場発生部７００は、例えば、ガス分配部４００の上側に設けられる第１の磁石７１０と、基板支持台２００の下側に設けられる第２の磁石７２０と、を備える。すなわち、第１の磁石７１０は、ガス分配部４００と反応チャンバ１００の蓋体１００ｂとの間に設けられ、第２の磁石７２０は、基板支持台２００の下側の反応チャンバ１００の内部の底面に設けられる。しかしながら、第１および第２の磁石７１０，７２０は、プラズマの処理が施される領域、すなわち、ガス分配部４００の下側領域と基板支持台２００の上側領域の外側のいずれかの部分に設けられてもよい。例えば、第１の磁石７１０がガス分配部４００の内部の上側、すなわち、第２の領域Ｓ２に設けられ、第２の磁石７２０が基板支持台２００と反応チャンバ１００の底面との間に設けられる。また、第１の磁石７１０および第２の磁石７２０は、互いに異なる極性を有するように設けられる。すなわち、第１および第２の磁石７１０，７２０がそれぞれＮ極およびＳ極を有する単一の磁石であってもよく、それぞれＳ極およびＮ極を有する単一の磁石であってもよい。このような第１および第２の磁石７１０，７２０は、永久磁石、電磁石などであってもよく、これらが内部に設けられ、これを外側から包み込むようにケースが設けられる。すなわち、所定の内部空間を有するケース内に永久磁石、電磁石などを設けて第１および第２の磁石７１０，７２０を製作する。このとき、ケースは、例えば、アルミニウム製である。また、第１および第２の磁石７１０，７２０は、単一の磁石であり、基板１０の形状および大きさに設けられる。一方、第１の磁石７１０は、第１および第２の工程ガス供給管３１０，３２０が差し込まれるように開口が形成され、第２の磁石７２０は、所定の領域に基板昇降器２１０が昇降するように開口が形成される。このように互いに異なる極性を有する第１および第２の磁石７１０，７２０が反応チャンバ１００の上側および下側にそれぞれ設けられるため、反応チャンバ１００の内部の上下方向に磁場が発生される。このように上下方向に発生された磁場によりプラズマが活性化され、これにより、プラズマ密度が向上する。すなわち、反応チャンバ１００の上側だけではなく、下側にも略同じ密度にプラズマが発生される。このため、基板１０上のプラズマ密度を高く維持することができて基板１０の上に蒸着される薄膜の膜質を向上させることができ、薄膜のエッチング率を向上させることができる。
【００５７】
図８は、本発明のさらに他の実施形態による基板処理装置の断面図である。
【００５８】
図８を参照すると、本発明のさらに他の実施形態による基板処理装置は、所定の反応空間が設けられた反応チャンバ１００と、反応チャンバ１００内の下部に設けられて基板１０を支持する基板支持部２００と、工程ガスを供給する工程ガス供給部３００と、反応チャンバ１００内に設けられ、少なくとも２種以上の活性化された工程ガスを分配するガス分配部４００と、ガス分配部４００の内部において第１の工程ガスのプラズマを発生させるための第１のプラズマ発生部５００と、反応チャンバ１００の外部に設けられて第２の工程ガスのプラズマを発生させるための第２のプラズマ発生部６００と、基板支持部２００とガス分配部４００との間に設けられたフィルター部８００と、を備える。また、本発明のさらに他の実施形態による基板処理装置は、反応チャンバ１００の内部に設けられてプラズマを活性化させるための磁場を発生させる磁場発生部７００をさらに備える。
【００５９】
フィルター部８００は、ガス分配部４００と基板支持台２００との間に設けられ、側面が反応チャンバ１００の側壁と連結される。このため、フィルター部８００は接地電位を維持する。このようなフィルター部８００は、ガス分配部４００から噴射されるプラズマのイオン、電子および光をろ過させる。すなわち、ガス分配部４００から噴射される励起された工程ガスがフィルター部８００を経ると、イオン、電子および光が遮断されて反応種だけが基板１０と反応される。このようなフィルター部８００は、プラズマが少なくとも一回はフィルター部８００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ー部８００にぶつかる場合、大きなエネルギーを有するイオンおよび電子が吸収される。また、プラズマの光は、フィルター部８００にぶつかって透過できなくなる。このようなフィルター部８００は様々な形状に設けられるが、例えば、複数の貫通孔８１０が形成された単一板を用いて形成してもよく、貫通孔８１０が形成された板を多層に配置し、各板を多層に配置し、各板の貫通孔８１０を互いに違いに形成してもよく、多数の貫通孔８１０が所定の折れ曲がった経路を有する板状に形成してもよい。
【００６０】
本発明の技術的思想は前記実施形態により具体的に記述されたが、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に留意すべきである。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種々の実施形態が採用可能であるということが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００６１】
１００：反応チャンバ
２００：基板支持部
３００：工程ガス供給部
４００：ガス分配部
５００：第１のプラズマ発生部
６００：第２のプラズマ発生部
４１０：上部プレート
４２０：中間プレート
４３０：下部プレート
４４０：拡散板
４５０：絶縁部材
４５５：絶縁部材
４６０：噴射ノズル
【図１】
0006042942.tif 000002
【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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