(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板載置領域を有し、該基板載置領域が周方向に移動するよう軸線中心に回転可能に設けられた載置台と、
前記載置台を収容する処理室であり、前記載置台の回転により前記軸線に対して周方向に移動する前記基板載置領域が順に通過する第１の領域及び第２の領域を含む該処理室を画成する処理容器と、
前記載置台に対面するように設けられた噴射部から前記第１の領域に前駆体ガスを供給する第１のガス供給部と、
前記噴射部の周囲を囲む閉路に沿って延在するように形成された排気口から排気を行う排気部と、
前記排気口の周囲を囲む閉路に沿って延在するように形成された噴射口からパージガスを供給する第２のガス供給部と、
前記第２の領域において反応ガスのプラズマを生成するプラズマ生成部と、
を備え、
前記第１の領域が前記軸線に対して周方向に延在する角度範囲よりも、前記第２の領域が前記軸線に対して周方向に延在する角度範囲が大きく、
前記噴射部と前記プラズマ生成部との間において延在する前記噴射口及び前記排気口の幅は、前記基板載置領域の直径よりも小さい、
成膜装置。
【請求項２】
前記噴射部は複数の噴射口を提供しており、
前記複数の噴射口は、前記軸線に近づくにつれて互いに近づく二つの縁部の間にわたって分布している、
請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記プラズマ生成部は、
前記第２の領域に反応ガスを供給する第３のガス供給部と、
前記第２の領域にマイクロ波を供給する一以上のアンテナと、
を有し、
前記一以上のアンテナの各々は、
前記第２の領域を介して前記載置台と対面するように設けられた誘電体板と、
前記誘電体板上に設けられた一以上の導波管であり、前記誘電体板に向けてマイクロ波を通過させるスロットが形成された該一以上の導波管と、
を含み、
前記誘電体板は前記第２の領域に面した誘電体窓を有し、該誘電体窓は、前記軸線に交差する方向に延在し前記軸線に近づくにつれて互いに近づく二つの縁部を含む、
請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記プラズマ生成部は、前記周方向に配列された複数のアンテナを前記一以上のアンテナとして有する、請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記プラズマ生成部は、単一のアンテナを前記一以上のアンテナとして有し、
前記単一のアンテナは、単一の前記誘電体板上に設けられ、且つ、周方向に配列された複数の導波管を前記一以上の導波管として備える、請求項３に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記排気口と前記載置台との間、及び、前記第２のガス供給部の前記噴射口と前記載置台との間にはギャップが設けられており、
前記排気口と前記第２のガス供給部の前記噴射口との間の距離は、前記ギャップの長さの１０倍以上である、
請求項１〜５の何れか一項に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、成膜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板上に成膜を行う手法の一種として、プラズマ励起原子層堆積（ＰＥ−ＡＬＤ：Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が知られている。ＰＥ−ＡＬＤ法においては、基板を前駆体ガスに晒すことにより、基板上に形成しようとする薄膜の構成元素を含有する前駆体ガスを化学吸着させる。次いで、基板をパージガスに晒すことにより、当該基板に過剰に化学吸着した前駆体ガスを除去する。そして、基板を形成しようとする薄膜の構成元素を含有する反応ガスのプラズマに晒すことにより、基板上に所望の薄膜を形成する。ＰＥ−ＡＬＤ法では、このような工程が繰り返されることにより、前駆体ガスに含まれる原子又は分子の処理された膜が基板上に生成される。
【０００３】
かかるＰＥ−ＡＬＤ法を実施する装置としては、枚葉式の成膜装置とセミバッチ式の成膜装置が知られている。枚葉式の成膜装置は、単一の処理室においてＰＥ−ＡＬＤ法の上述した工程が繰り返される。即ち、枚葉式の成膜装置では、単一の処理室内に前駆体ガスが供給され、次いで、パージガスが処理室内に供給され、その後、処理室内に反応ガスが供給されて、反応ガスのプラズマが生成される。また、枚葉式の成膜装置では、反応ガスのプラズマの生成後、後続する前駆体ガスの供給前に、処理室内にパージガスが供給される。このように、枚葉式の成膜装置では、前駆体ガスの供給、パージガスの供給、反応ガスのプラズマの生成、及びパージガスの供給を時間的に順に行う必要があるので、スループットが比較的低くなる。
【０００４】
一方、セミバッチ式の成膜装置では、前駆体ガスを供給する領域と反応ガスのプラズマを生成する領域とが別個に処理室内に設けられており、基板がこれら領域を順に通過するように移動する。セミバッチ式の成膜装置は、前駆体ガスの供給と反応ガスのプラズマの生成を異なる領域において同時に行うことができるので、枚葉式の成膜装置に比べてスループットが高いという利点がある。
【０００５】
このようなセミバッチ式の成膜装置としては、下記の特許文献１及び特許文献２に記載されたものが存在している。特許文献１に記載された成膜装置は、サセプタユニット及びガス噴射ユニットを備えている。サセプタユニットは、基板を支持するものであり、回転軸線中心に回転するよう構成されている。ガス噴射ユニットは、サセプタユニットに対面配置されており、前駆体ガスを供給する第１の領域、パージガスを供給するパージ領域、反応ガスのラジカルを供給する第２の領域、及び、パージガスを供給する別のパージ領域を含んでいる。第１の領域、パージ領域、第２の領域、及び別のパージ領域は周方向に配列されており、各領域間には径方向に延在する排気ラインが設けられている。これら排気ラインとパージ領域は、第１の領域と第２の領域との分離に寄与している。特許文献１に記載された成膜装置では、第１の領域、第２の領域、及び、二つのパージ領域それぞれが回転軸線に対して周方向に延在する角度範囲は、略同一になっている。
【０００６】
また、特許文献２に記載された成膜装置は、回転トレー、シャワーヘッド、及び、プラズマ源を備えている。回転トレーは、基板を支持するものであり、回転軸線中心に回転可能である。シャワーヘッド及びプラズマ源は、回転トレーに対面配置されており、周方向に配列されている。シャワーヘッドは、略扇形の平面形状を有しており、前駆体ガスを供給する。プラズマ源も、略扇形の平面形状を有しており、反応ガスを供給し、櫛形の電極から高周波電力を供給することで、反応ガスのプラズマを生成する。シャワーヘッドの周囲及びプラズマ源の周囲には、排気孔が設けられており、シャワーヘッドとプラズマ源との間には、パージガスを供給するシャワー板が設けられている。特許文献２に記載された成膜装置では、シャワーヘッド及びプラズマ源が回転軸線に対して周方向に延在する角度範囲は略同一であり、シャワー板が回転軸線に対して周方向に延在する角度範囲は、シャワーヘッド及びプラズマ源の上記角度範囲より相当に大きくなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１５７７３６号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２２９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、特許文献１及び特許文献２に記載された従来の成膜装置では、前駆体ガスが供給される領域が周方向に延在する角度範囲と反応ガスのプラズマが生成される領域が周方向に延在する角度範囲は略等しい。また、これら従来の成膜装置では、パージガスが供給される領域が周方向に延在する角度範囲は、前駆体ガスが供給される領域が周方向に延在する角度範囲、及び、反応ガスのラジカルが生成される領域が周方向に延在する角度範囲以上の角度範囲となっている。このような構造に起因して、従来の成膜装置において所望の膜質の膜を堆積させるためには、回転トレー及びサセプタユニットといった載置台が一回転する時間を比較的大きくとる必要がある。
【０００９】
したがって、本技術分野では、より高いスループットで成膜が可能な成膜装置が要請されている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面に係る成膜装置は、載置台、処理容器、第１のガス供給部、排気部、第２のガス供給部、及び、プラズマ生成部を備えている。載置台は、基板載置領域を有する。載置台は、基板載置領域が周方向に移動するよう軸線中心に回転可能に設けられている。処理容器は、載置台を収容する処理室を画成している。処理室は、載置台の回転により軸線に対して周方向に移動する基板載置領域が順に通過する第１の領域及び第２の領域を含む。第１のガス供給部は、載置台に対面するように設けられた噴射部から第１の領域に前駆体ガスを供給する。排気部は、噴射部の周囲を囲む閉路に沿って延在するように形成された排気口から排気を行う。第２のガス供給部は、排気口の周囲を囲む閉路に沿って延在するように形成された噴射口からパージガスを供給する。プラズマ生成部は、第２の領域において反応ガスのプラズマを生成する。この成膜装置では、第１の領域が前記軸線に対して周方向に延在する角度範囲よりも、第２の領域が前記軸線に対して周方向に延在する角度範囲が大きくなっている。
【００１１】
ここで、本成膜装置が成膜の高いスループットを実現し得る原理について説明する。基板上に堆積される膜の膜質は、前駆体ガスに基板が晒される時間よりも、反応ガスのプラズマに基板が晒される時間に大きく依存する。即ち、前駆体ガスに基板が晒される時間を一定時間以上に長くしても膜質に大きな影響はないが、プラズマに基板が晒される時間が長くなると、より優れた膜質の膜が得られる。なお、膜質は、例えば、基板上に堆積された膜のフッ酸溶液に対するエッチング速度により評価され得る。このエッチング速度が遅いほど、膜質が良好であるものと評価され得る。本成膜装置では、前駆体ガスが供給される第１の領域が周方向に延在する角度範囲よりも、反応ガスのプラズマが生成される第２の領域が周方向に延在する角度範囲が大きくなっており、載置台を一回転させる時間内で基板が反応ガスのプラズマに晒される時間を、前駆体ガスに基板が晒される時間に対して相対的に長くとることができる。その結果、この成膜装置によれば、成膜のスループットが向上され得る。
【００１２】
また、本成膜装置は、幅の狭い排気口が前駆体ガスの噴射部の外周を囲み、また、幅の狭いパージガスの噴射口が排気口の外周を囲む構造を有している。一実施形態においては、基板載置領域は基板のサイズに対応したサイズを有しており、前駆体ガスの噴射部とプラズマ生成部との間において延在するパージガスの噴射口及び排気口の幅は、基板載置領域の直径よりも小さくてもよい。かかる構造、即ち、前駆体ガスの噴射部の周囲の閉路に沿って排気口及びパージガスの噴射口が延在する構造は、第２の領域から第１の領域へのプラズマの侵入、及び、第１の領域から第２の領域への前駆体ガスの侵入を抑制し、且つ、第２の領域の角度範囲を確保することに寄与し得る。
【００１３】
一実施形態においては、前駆体ガスの噴射部は複数の噴射口を提供しており、複数の噴射口は、前記軸線に近づくにつれて互いに近づく二つの縁部の間にわたって分布していてもよい。この実施形態では、軸線からの距離が大きくなるにつれて、より多くの前駆体ガスの噴射口が設けられるように噴射部が構成され得る。載置台の回転に伴う基板内の各位置の速度は、軸線からの距離により異なる。即ち、軸線から離れた基板内の位置ほど、その速度は早くなる。この実施形態によれば、軸線から離れた基板内の位置ほど、より多くの噴射口に対面するように噴射部が構成されているので、基板の各位置が前駆体ガスに晒される時間のバラツキが低減され得る。
【００１４】
一実施形態においては、プラズマ生成部は、第３のガス供給部、及び一以上のアンテナを有し得る。第３のガス供給部は、第２の領域に反応ガスを供給し、一以上のアンテナは、第２の領域にマイクロ波を供給し得る。一以上のアンテナの各々は、誘電体板、及び、一以上の導波管を含み得る。誘電体板は、第２の領域を介して載置台と対面するように設けられ、一以上の導波管は、誘電体板上に設けられており、当該一以上の導波管には、誘電体板に向けてマイクロ波を通過させるスロットが形成されていてもよい。誘電体板は、第２の領域に面した誘電体窓を有し、当該誘電体窓は、二つの縁部を含み、当該二つの縁部は、前記軸線に交差する方向に延在し当該軸線に近づくにつれて互いに近づくように構成されていてもよい。この実施形態では、軸線からの距離が大きくなるにつれて、プラズマが生成される領域の周方向の長さが大きくなるように、プラズマ生成部が構成される。したがって、基板の各位置が反応ガスのプラズマに晒される時間のバラツキが低減され得る。
【００１５】
一実施形態においては、プラズマ生成部は、前記周方向に配列された複数のアンテナを前記一以上のアンテナとして有していてもよい。別の実施形態では、プラズマ生成部は、単一のアンテナを前記一以上のアンテナとして有し、当該単一のアンテナは、単一の誘電体板上に設けられ、且つ、周方向に配列された複数の導波管を前記一以上の導波管として備えていてもよい。これら実施形態によれば、第２の領域に供給するマイクロ波の強度を高めることが可能である。
【００１６】
一実施形態においては、排気口と第２のガス供給部の噴射口から載置台との間にはギャップが設けられており、排気口と第２のガス供給部の噴射口との間の距離は、当該ギャップの長さの１０倍以上であってもよい。この実施形態によれば、第２の領域から第１の領域へのプラズマの侵入、及び、第１の領域から第２の領域への前駆体ガスの侵入がより確実に防止される。また、排気部の排気量、及び、第２のガス供給部のパージガスの供給量許容範囲が大きくなり得る。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の一側面及び実施形態によれば、より高いスループットで成膜が可能な成膜装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態に係る成膜装置を概略的に示す断面図である。
【図２】一実施形態に係る成膜装置を概略的に示す上面図である。
【図３】図２に示す成膜装置から処理容器の上部を取り除いた状態を示す平面図である。
【図４】図１に示す成膜装置の拡大断面図であり、第１のガス供給部の噴射部、排気部の排気口、及び第２のガス供給部の噴射口が設けられている部分の拡大断面図である。
【図５】図１に示す成膜装置の第１のガス供給部の噴射部、排気部の排気口、及び第２のガス供給部の噴射口を示す平面図である。
【図６】第１のガス供給部の噴射部、排気部の排気口、及び第２のガス供給部の噴射口を画成する一実施形態に係るユニットの分解斜視図である。
【図７】図６に示すユニットを上方から見た平面図である。
【図８】図４に示される第２のガス供給部の噴射口及び排気部の排気口と載置台とを示す拡大断面図である。
【図９】図１に示す成膜装置の拡大断面図であり、プラズマ生成部が設けられている部分の拡大断面図である。
【図１０】一実施形態に係る成膜装置の一つのアンテナを上方から見て示す平面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−Ｘ１線に沿ってとった断面図である。
【図１２】排気装置３４の排気量及び第２のガス供給部２０のパージガスの流量をパラメータとして変更して測定した第１の領域Ｒ１から第１の領域Ｒ１の外部へのガスの漏れ量（図中（ａ））、及び、第１の領域Ｒ１の外部からの第１の領域Ｒ１へのガスの侵入量（図中（ｂ））を示す表である。
【図１３】排気装置３４の排気量及び第２のガス供給部２０のパージガスの流量をパラメータとして変更して測定した第１の領域Ｒ１から第１の領域Ｒ１の外部へのガスの漏れ量（図中（ａ））、及び、第１の領域Ｒ１の外部からの第１の領域Ｒ１へのガスの侵入量（図中（ｂ））を示す表である。
【図１４】排気装置３４の排気量及び第２のガス供給部２０のパージガスの流量をパラメータとして変更して測定した第１の領域Ｒ１から第１の領域Ｒ１の外部へのガスの漏れ量（図中（ａ））、及び、第１の領域Ｒ１の外部からの第１の領域Ｒ１へのガスの侵入量（図中（ｂ））を示す表である。
【図１５】排気装置３４の排気量及び第２のガス供給部２０のパージガスの流量をパラメータとして変更して測定した第１の領域Ｒ１から第１の領域Ｒ１の外部へのガスの漏れ量（図中（ａ））、及び、第１の領域Ｒ１の外部からの第１の領域Ｒ１へのガスの侵入量（図中（ｂ））を示す表である。
【図１６】別の実施形態に係る成膜装置を概略的に示す上面図である。
【図１７】更に別の実施形態に係る成膜装置を概略的に示す上面図である。
【図１８】図１７に示すＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿ってとった断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００２０】
図１は、一実施形態に係る成膜装置の断面図である。図２は、一実施形態に係る成膜装置を概略的に示す上面図である。図１は、図２のＩ−Ｉ線に沿ってとった断面を示している。図３は、図２に示す成膜装置から処理容器の上部を取り除いた状態を示す平面図である。図１、図２、及び図３に示す成膜装置１０は、処理容器１２、載置台１４、第１のガス供給部１６、排気部１８、第２のガス供給部２０、及びプラズマ生成部２２を備えている。
【００２１】
処理容器１２は、軸線Ｘ方向に延在する略円筒状の容器である。処理容器１２は、その内部に処理室Ｃを画成している。処理容器１２は、例えば、内面に耐プラズマ処理（例えば、アルマイト処理又はＹ２Ｏ３の溶射処理）が施されたアルミニウムといった金属から構成され得る。一実施形態においては、図１に示すように、処理容器１２は、下部１２ａ及び上部１２ｂを含んでいる。下部１２ａは、上方に開口した筒形状を有しており、処理室Ｃを画成する側壁及び底壁を含んでいる。上部１２ｂは、処理室Ｃを上方から画成する蓋体である。上部１２ｂは、下部１２ａの上部開口を閉じるように下部１２ａの頂部に取り付けられている。これら下部１２ａと上部１２ｂとの間には、処理室Ｃを密閉するための弾性封止部材が設けられていてもよい。
【００２２】
処理容器１２によって画成される処理室Ｃ内には、載置台１４が設けられている。載置台１４は、略円板形状を有している。載置台１４は、軸線Ｘ中心に回転可能に構成されている。一実施形態においては、載置台１４は、駆動機構２４によって軸線Ｘ中心に回転駆動される。駆動機構２４は、モータといった駆動装置２４ａ及び回転軸２４ｂを有し、処理容器１２の下部１２ａに取り付けられている。回転軸２４ｂは、軸線Ｘをその中心軸線として処理室Ｃ内まで延在しており、駆動装置２４ａからの駆動力により軸線Ｘ中心に回転する。この回転軸２４ｂには、載置台１４の中央部分が支持されている。これにより、載置台１４は、軸線Ｘ中心に回転される。なお、処理容器１２の下部１２ａと駆動機構２４との間には、処理室Ｃを封止するよう、Ｏリングといった弾性封止部材が設けられていてもよい。
【００２３】
図１及び図３に示すように、載置台１４の上面には、一以上の基板載置領域１４ａが設けられている。一実施形態においては、複数の基板載置領域１４ａが、軸線Ｘに対して周方向に配列されている。基板載置領域１４ａは、当該領域に載置される基板Ｗの直径と略同様、又は、基板Ｗの直径よりも若干大きな直径を有する凹部として構成されている。処理室Ｃ内において載置台１４の下方には、基板載置領域１４ａに載置された基板Ｗを加熱するためのヒータ２６が設けられている。基板Ｗは、処理容器１２に設けられたゲートバルブＧを介してロボットアームといった搬送装置によって処理室Ｃに搬送され、基板載置領域１４ａに載置される。また、成膜装置１０による処理後の基板Ｗは、搬送装置によってゲートバルブＧを介して処理室Ｃから取り出される。この処理室Ｃは、軸線Ｘに対して周方向に配列された第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２を含んでいる。したがって、基板載置領域１４ａに載置された基板Ｗは、載置台１４の回転に伴い第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２を順に通過する。
【００２４】
以下、図２及び図３に加えて、図４及び図５も参照する。図４は、図１に示す成膜装置の拡大断面図であり、第１のガス供給部の噴射部、排気部の排気口、及び第２のガス供給部の噴射口が設けられている部分の拡大断面図である。図５は、図１に示す成膜装置の第１のガス供給部の噴射部、排気部の排気口、及び第２のガス供給部の噴射口を示す平面図であり、下方、即ち、載置台側から第１のガス供給部の噴射部、排気部の排気口、及び第２のガス供給部の噴射口を見た平面図である。図２〜図４に示すように、第１の領域Ｒ１の上方には、載置台１４の上面に対面するよう第１のガス供給部１６の噴射部１６ａが設けられている。換言すると、処理室Ｃに含まれる領域のうち噴射部１６ａに対面する領域が第１の領域Ｒ１となる。
【００２５】
図４及び図５に示すように、噴射部１６ａには、複数の噴射口１６ｈが形成されている。第１のガス供給部１６は、これら複数の噴射口１６ｈから第１の領域Ｒ１に前駆体ガスを供給する。前駆体ガスが第１の領域Ｒ１に供給されることにより、第１の領域Ｒ１を通過する基板Ｗの表面には、前駆体ガスが化学吸着する。この前駆体ガスとしては、例えば、ＤＣＳ（ジクロロシラン）が例示される。
【００２６】
一実施形態においては、図５に示すように、噴射部１６ａを画定する縁部には、周方向から当該噴射部１６ａを画定する二つの縁部１６ｅが含まれている。これら二つの縁部１６ｅは、軸線Ｘに近づくにつれて互いに近づくように延在している。二つの縁部１６ｅは、例えば、軸線Ｘに対して放射方向に延在し得る。即ち、噴射部１６ａは略扇型の平面形状を有していてもよい。複数の噴射口１６ｈは、これら二つの縁部１６ｅの間にわたって設けられている。ここで、載置台１４の回転に伴う基板Ｗ内の各位置の速度は、軸線Ｘからの距離により異なる。即ち、軸線Ｘから離れた位置ほど、その速度は早くなる。この実施形態では、軸線Ｘから離れた基板Ｗ内の位置ほど、より多くの噴射口１６ｈに対面するように噴射部１６ａが構成されている。したがって、基板Ｗの各位置が前駆体ガスに晒される時間のバラツキが低減され得る。
【００２７】
図４及び図５に示すように、噴射部１６ａの周囲には排気口１８ａが設けられており、排気部１８は当該排気口１８ａから第１の領域Ｒ１の排気を行う。排気部１８の排気口１８ａは、載置台１４の上面に対面しており、図５に示すように、噴射部１６ａの外周を囲む閉路に沿って延在している。このように、成膜装置１０では、幅狭の排気口１８ａが噴射部１６ａの周囲を囲んでいる。
【００２８】
また、図４及び図５に示すように、排気口１８ａの周囲には第２のガス供給部２０の噴射口２０ａが設けられており、第２のガス供給部２０は当該噴射口２０ａからパージガスを噴射する。第２のガス供給部２０の噴射口２０ａは載置台１４の上面に対面しており、排気口１８ａの外周を囲む閉路に沿って延在している。第２のガス供給部２０によって供給されるパージガスとしては、例えば、Ｎ２ガスといった不活性ガスを用いることができる。このようなパージガスが基板Ｗに吹き付けられると、当該基板Ｗに過剰に化学吸着している前駆体ガスが基板から除去される。
【００２９】
成膜装置１０では、排気口１８ａからの排気及び噴射口２０ａからのパージガスの噴射により、第１の領域Ｒ１に供給される前駆体ガスが第１の領域Ｒ１の外に漏れ出すことを抑制しており、また、第２の領域Ｒ２において後述するように供給される反応ガス又はそのラジカル等が第１の領域Ｒ１に侵入することを抑制している。即ち、排気部１８及び第２のガス供給部２０は、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２とを分離している。また、噴射口２０ａ及び排気口１８ａは噴射部１６ａの外周を取り囲む閉路に沿って延在する帯状の平面形状を有しているので、噴射口２０ａ及び排気口１８ａのそれぞれの幅は狭くなっている。したがって、第２の領域Ｒ２が軸線Ｘに対して周方向に延在する角度範囲を確保しつつ、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２との分離が実現される。一実施形態においては、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２との間において延在している排気口１８ａの幅Ｗ２及び噴射口２０ａの幅Ｗ３（図５参照）は、基板載置領域１４ａの直径Ｗ１（図３参照）よりも小さくなっている。
【００３０】
一実施形態においては、成膜装置１０は、かかる噴射部１６ａ、排気口１８ａ、及び噴射口２０ａを画成するユニットＵを備え得る。以下、図６及び図７も参照する。図６は、第１のガス供給部の噴射部、排気部の排気口、及び第２のガス供給部の噴射口を画成する一実施形態に係るユニットの分解斜視図である。図７は、図６に示すユニットを上方から見た平面図である。なお、図７にはユニットＵの上面が示されており、図５には、ユニットＵの下面が示されている。図４〜図７に示すように、ユニットＵは、第１の部材Ｍ１、第２の部材Ｍ２、第３の部材Ｍ３、及び第４の部材Ｍ４から構成されており、第１〜第４の部材Ｍ１〜Ｍ４が上から順に積み重ねられた構造を有している。ユニットＵは、処理容器１２の上部１２ｂの下面に当接するよう処理容器１２に取り付けられており、処理容器１２の上部１２ｂの下面と第１の部材Ｍ１との間には、弾性封止部材３０が設けられている。この弾性封止部材３０は、第１の部材Ｍ１の上面の外縁に沿って延在している。
【００３１】
第１〜第４の部材Ｍ１〜Ｍ４は、略扇型の平面形状を有している。第１の部材Ｍ１は、その下部側において、第２〜第４の部材Ｍ２〜Ｍ４が収められる凹部を画成している。また、第２の部材Ｍ２は、その下部側において、第３〜第４の部材Ｍ３〜Ｍ４が収められる凹部を画成している。第３の部材Ｍ３と第４の部材Ｍ４は略同様の平面サイズを有している。
【００３２】
ユニットＵにおいては、第１〜第３の部材Ｍ１〜Ｍ３を貫通するガス供給路１６ｐが形成されている。ガス供給路１６ｐはその上端において、処理容器１２の上部１２ｂに設けられたガス供給路１２ｐと接続している。このガス供給路１２ｐには、弁１６ｖ及びマスフローコントローラといった流量制御器１６ｃを介して、前駆体ガスのガス源１６ｇが接続されている。また、ガス供給路１６ｐの下端は、第３の部材Ｍ３と第４の部材Ｍ４との間に形成された空間１６ｄに接続している。この空間１６ｄには、第４の部材Ｍ４に設けられた噴射部１６ａの噴射口１６ｈが接続している。
【００３３】
処理容器１２の上部１２ｂと第１の部材Ｍ１との間には、ガス供給路１２ｐとガス供給路１６ｐの接続部分を囲むように、Ｏリングといった弾性封止部材３２ａが設けられている。この弾性封止部材３２ａにより、ガス供給路１６ｐ及びガス供給路１２ｐに供給された前駆体ガスが、処理容器１２の上部１２ｂと第１の部材Ｍ１の境界から漏れ出すことが防止され得る。また、第１の部材Ｍ１と第２の部材Ｍ２との間、及び、第２部材Ｍ２と第３の部材Ｍ３との間には、ガス供給路１６ｐを囲むようにＯリングといった弾性封止部材３２ｂ、３２ｃがそれぞれ設けられている。弾性封止部材３２ｂ及び３２ｃにより、ガス供給路１６ｐに供給された前駆体ガスが、第１の部材Ｍ１と第２の部材Ｍ２の境界、及び、第２部材Ｍ２と第３の部材Ｍ３の境界から漏れ出すことが防止され得る。また、第３の部材Ｍ３と第４の部材Ｍ４との間には、空間１６ｄを囲むように弾性封止部材３２ｄが設けられている。弾性封止部材３２ｄにより、空間１６ｄに供給された前駆体ガスが、第３の部材Ｍ３と第４の部材Ｍ４の境界から漏れ出することが防止され得る。
【００３４】
また、ユニットＵにおいては、第１〜第２の部材Ｍ１〜Ｍ２を貫通する排気路１８ｑが形成されている。排気路１８ｑは、その上端において、処理容器１２の上部１２ｂに設けられた排気路１２ｑと接続している。この排気路１２ｑは、真空ポンプといった排気装置３４に接続している。また、排気路１８ｑは、その下端において、第２の部材Ｍ２の下面と第３の部材Ｍ３の上面との間に設けられた空間１８ｄに接続している。また、上述したように第２の部材Ｍ２は第３の部材Ｍ３及び第４の部材Ｍ４を収容する凹部を画成しており、当該凹部を画成する第２の部材Ｍ２の内側面と第３の部材Ｍ３及び第４の部材Ｍ４の側端面との間には、ギャップ１８ｇが設けられている。空間１８ｄはギャップ１８ｇに接続している。このギャップ１８ｇの下端は上述した排気口１８ａとして機能する。
【００３５】
処理容器１２の上部１２ｂと第１の部材Ｍ１との間には、排気路１８ｑと排気路１２ｑの接続部分を囲むように、Ｏリングといった弾性封止部材３６ａが設けられている。この弾性封止部材３６ａにより、排気路１８ｑ及び排気路１２ｑ通る排気ガスが、処理容器１２の上部１２ｂと第１の部材Ｍ１の境界から漏れ出すことが防止され得る。また、第１の部材Ｍ１と第２の部材Ｍ２との間には、排気路１８ｑを囲むように、Ｏリングといった弾性封止部材３６ｂが設けられている。この弾性封止部材３６ｂにより、排気路１８ｑを通るガスが第１の部材Ｍ１と第２の部材Ｍ２の境界から漏れ出すことが防止され得る。
【００３６】
さらに、ユニットＵにおいては、第１の部材Ｍ１を貫通するガス供給路２０ｒが形成されている。ガス供給路２０ｒは、その上端において、処理容器１２の上部１２ｂに設けられたガス供給路１２ｒと接続している。ガス供給路１２ｒには、弁２０ｖ及びマスフローコントローラといった流量制御器２０ｃを介してパージガスのガス源２０ｇが接続されている。また、ガス供給路２０ｒの下端は、第１の部材Ｍ１の下面と第２の部材Ｍ２の上面との間に設けられた空間２０ｄに接続している。また、上述したように第１の部材Ｍ１は、第２〜第４の部材Ｍ２〜Ｍ４を収容する凹部を画成しており、当該凹部を画成する第１の部材Ｍ１の内側面と第２の部材Ｍ２の側面との間にはギャップ２０ｐが設けられている。このギャップ２０ｐは空間２０ｄに接続している。また、このギャップ２０ｐの下端は、第２のガス供給部２０の噴射口２０ａとして機能する。処理容器１２の上部１２ｂと第１の部材Ｍ１との間には、ガス供給路１２ｒとガス供給路２０ｒの接続部分を囲むように、Ｏリングといった弾性封止部材３８が設けられている。この弾性封止部材３８により、ガス供給路２０ｒ及びガス供給路１２ｒを通るパージガスが上部１２ｂと第１の部材Ｍ１の境界から漏れ出すことが防止される。
【００３７】
ここで、図８に示すように、ユニットＵの下面と載置台１４の上面との間には、載置台１４の回転が阻害されないよう、ギャップＧＨが設けられている。即ち、載置台１４の上面と噴射口２０ａとの間、及び、載置台１４の上面と排気口１８ａとの間には、軸線Ｘ方向に長さ（高さ）ＷＡを有するギャップＧＨが存在している。また、排気口１８ａと噴射口２０ａとの間の間隔（ピッチ）は、距離ＷＢの長さを有する。この距離ＷＢは、ギャップＧＨの長さＷＡの１０倍以上に設定されることが好ましい。この理由については、後述する。
【００３８】
以下、図１〜図３を再び参照し、更に図９も参照する。図９は、図１に示す成膜装置の拡大断面図であり、プラズマ生成部が設けられている部分の拡大断面図である。図１〜図３及び図９に示すように、成膜装置１０は、プラズマ生成部２２を備えている。プラズマ生成部２２は、第２の領域Ｒ２に反応ガスを供給し、当該第２の領域Ｒ２にマイクロ波を供給することにより、第２の領域Ｒ２において反応ガスのプラズマを生成する。一実施形態では、第２の領域Ｒ２においては、基板Ｗに化学吸着された前駆体ガスを窒化させることができる。基板Ｗに堆積された膜を窒化させる場合には、反応ガスとして、例えば、Ｎ２ガス又はＮＨ３ガスを用いることができる。
【００３９】
プラズマ生成部２２は、第２の領域Ｒ２にマイクロ波を供給するための一以上のアンテナ２２ａを有し得る。一以上のアンテナ２２ａの各々は、誘電体板４０及び一以上の導波管４２を含み得る。図１〜図３に示す実施形態においては、四つのアンテナ２２ａが軸線Ｘに対して周方向に配列されている。各アンテナ２２ａは、第２の領域Ｒ２の上方に設けられた誘電体板４０、及び、当該誘電体板４０上に設けられた導波管４２を有している。
【００４０】
ここで、図１０及び図１１を更に参照する。図１０は、一実施形態に係る成膜装置の一つのアンテナを上方から見て示す平面図である。図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿ってとった断面図である。図９〜図１１に示すように、誘電体板４０は、石英といった誘電体材料から構成される略板状の部材である。誘電体板４０は、第２の領域Ｒ２に面するように設けられており、処理容器１２の上部１２ｂによって支持されている。
【００４１】
具体的に、処理容器１２の上部１２ｂには、誘電体板４０が第２の領域Ｒ２に対して露出するよう開口ＡＰが形成されている。この開口ＡＰの上側部分の平面サイズ（軸線Ｘに交差する面内のサイズ）は、当該開口ＡＰの下側部分の平面サイズ（軸線Ｘに交差する面内のサイズ）よりも大きくなっている。したがって、開口ＡＰを画成する上部１２ｂには、上方に面した段差面１２ｓが設けられている。一方、誘電体板４０の縁部は、被支持部４０ｓとして機能し、段差面１２ｓに当接する。この被支持部４０ｓが段差面１２ｓに当接することにより、誘電体板４０は上部１２ｂに支持される。なお、段差面１２ｓと誘電体板４０との間には、弾性封止部材が設けられていてもよい。
【００４２】
このように上部１２ｂによって支持された誘電体板４０は、第２の領域Ｒ２を介して載置台１４と対面している。この誘電体板４０の下面のうち、上部１２ｂの開口ＡＰから露出した部分、即ち、第２の領域Ｒ２に面する部分は、誘電体窓４０ｗとして機能する。かかる誘電体窓４０ｗの縁部には、軸線Ｘに近づくにつれて互いに近づく二つの縁部４０ｅが含まれている。誘電体窓４０ｗの当該形状、即ち、軸線Ｘから離れるに従い周方向の長さが大きくなる形状により、基板Ｗの各位置が、反応ガスのプラズマに晒される時間のバラツキが低減され得る。なお、誘電体窓４０ｗ及び被支持部４０ｓを含む誘電体板４０の平面形状は、略扇形であってもよく、また、その加工が容易であるよう、多角形状であってもよい。
【００４３】
この誘電体板４０上には、導波管４２が設けられている。導波管４２は、矩形導波管であり、マイクロ波が伝播する内部空間４２ｉが誘電体窓４０ｗの上方において軸線Ｘに対して略放射方向に延在するように、誘電体板４０上に設けられている。一実施形態においては、導波管４２は、スロット板４２ａ、上部部材４２ｂ、及び端部部材４２ｃを含み得る。
【００４４】
スロット板４２ａは、金属製の板状部材であり、導波管４２の内部空間４２ｉを下方から画成している。スロット板４２ａは、誘電体板４０の上面に接し、誘電体板４０の上面を覆っている。スロット板４２ａは、内部空間４２ｉを画成する部分において、複数のスロット孔４２ｓを有している。
【００４５】
このスロット板４２ａ上には、金属製の上部部材４２ｂが当該スロット板４２ａを覆うように設けられている。上部部材４２ｂは、導波管４２の内部空間４２ｉを上方から画成している。上部部材４２ｂは、スロット板４２ａ及び誘電体板４０を、当該上部部材４２ｂと処理容器１２の上部１２ｂとの間に狭持するよう、当該上部１２ｂに対してネジ留めされ得る。
【００４６】
端部部材４２ｃは、金属製の部材であり、導波管４２の長手方向の一端に設けられている。即ち、端部部材４２ｃは、内部空間４２ｉの一端を閉じるように、スロット板４２ａと上部部材４２ｂの一端部に取り付けられている。かかる導波管４２の他端には、マイクロ波発生器４８が接続されている。マイクロ波発生器４８は、例えば、約２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生して、当該マイクロ波を導波管４２に供給する。マイクロ波発生器４８により発生されて導波管４２を伝搬するマイクロ波は、スロット板４２ａのスロット孔４２ｓを通過して誘電体板４０に供給され、誘電体窓４０ｗを介して第２の領域Ｒ２に供給される。一実施形態においては、マイクロ波発生器４８は、複数の導波管４２に対して共通のものであってもよい。また、別の実施形態においては、複数のマイクロ波発生器４８が複数の導波管４２にそれぞれ接続されていてもよい。このように複数のアンテナ２２ａに接続された一以上のマイクロ波発生器４８を用い、当該マイクロ波発生器４８によって発生するマイクロ波の強度を調整することにより、第２の領域Ｒ２に与えるマイクロ波の強度を高めることが可能である。
【００４７】
また、プラズマ生成部２２は、第３のガス供給部２２ｂを含んでいる。第３のガス供給部２２ｂは、反応ガスを第２の領域Ｒ２に供給する。この反応ガスは、上述したように基板Ｗに化学吸着したＳｉを含有する前駆体ガスを窒化させる場合には、例えば、Ｎ２ガス又はＮＨ３ガスであり得る。一実施形態においては、第３のガス供給部２２ｂは、ガス供給路５０ａ及び噴射口５０ｂを含み得る。ガス供給路５０ａは、例えば、開口ＡＰの周囲に延在するよう処理容器１２の上部１２ｂに形成されている。また、処理容器１２の上部１２ｂには、ガス供給路５０ａに供給された反応ガスを誘電体窓４０ｗの下方に向けて噴射するための噴射口５０ｂが形成されている。一実施形態においては、複数の噴射口５０ｂが、開口ＡＰの周囲に設けられていてもよい。また、ガス供給路５０ａには、弁５０ｖ及びマスフローコントローラといった流量制御器５０ｃを介して、反応ガスのガス源５０ｇが接続されている。
【００４８】
このように構成されたプラズマ生成部２２によれば、第３のガス供給部２２ｂによって第２の領域Ｒ２に反応ガスが供給され、また、アンテナ２２ａによって第２の領域Ｒ２にマイクロ波が供給される。これにより、第２の領域Ｒ２において反応ガスのプラズマが生成される。換言すると、第２の領域Ｒ２は、反応ガスのプラズマが生成される領域である。図３に示すよう、この第２の領域Ｒ２が軸線Ｘに対して周方向に延在する角度範囲は、第１の領域Ｒ１が周方向に延在する角度範囲よりも、大きくなっている。この第２の領域Ｒ２において生成された反応ガスのプラズマにより、基板Ｗ上に化学吸着した前駆体ガスが処理される。例えば、基板Ｗ上に化学吸着したＳｉを含有する前駆体ガスが、Ｎ２ガスのプラズマ処理により窒化される。なお、処理容器１２の下部１２ａには、図３に示すように、載置台１４の外縁の下方において排気口２２ｈが形成されている。この排気口２２ｈには、図９に示す排気装置５２が接続している。
【００４９】
再び図１を参照すると、成膜装置１０は、当該成膜装置１０の各要素を制御するための制御部６０を更に備えていてもよい。制御部６０は、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、入力装置等を備えるコンピュータであってもよい。制御部６０は、メモリに記憶されたプログラムに従ってＣＰＵが動作することにより、成膜装置１０の各要素を制御することができる。一実施形態においては、制御部６０は、載置台１４の回転速度を制御するために駆動装置２４ａに制御信号を送出し、基板Ｗの温度を制御するためにヒータ２６に接続された電源に制御信号を送出し、前駆体ガスの流量を制御するために弁１６ｖ及び流量制御器１６ｃに制御信号を送出し、排気口１８ａに接続する排気装置３４の排気量を制御するために当該排気装置３４に制御信号を送出し、パージガスの流量を制御するために弁２０ｖ及び流量制御器２０ｃに制御信号を送出し、マイクロ波のパワーを制御するためにマイクロ波発生器４８に制御信号を送出し、反応ガスの流量を制御するために弁５０ｖ及び流量制御器５０ｃに制御信号を送出し、排気装置５２の排気量を制御するよう当該排気装置５２に制御信号を送出することができる。
【００５０】
以下、かかる成膜装置１０を用いた基板の処理方法について説明する。以下の説明では、当該処理方法によりＳｉ基板上にシリコン窒化膜が生成されるものとする。
【００５１】
（基板搬送工程）
成膜装置１０により基板Ｗを処理する場合には、まず、ロボットアームといった搬送装置により、Ｓｉ基板Ｗが、ゲートバルブＧを介して載置台１４の基板載置領域１４ａ上に搬送される。そして、載置台１４が駆動機構２４により回転され、基板Ｗが載置されている基板載置領域１４ａが第２の領域Ｒ２を基点として回転移動される。
【００５２】
（窒化処理工程１）
次いで、基板Ｗが窒化される。具体的には、第３のガス供給部２２ｂにより第２の領域Ｒ２に窒素を含む反応ガスが供給され、マイクロ波発生器４８からのマイクロ波がアンテナ２２ａを介して第２の領域Ｒ２に供給される。これにより、第２の領域Ｒ２では反応ガスのプラズマが生成される。この反応ガスのプラズマにより、基板Ｗの表面が窒化される。
【００５３】
（前駆体ガスにより処理工程）
次いで、載置台１４の回転に伴い、基板Ｗは第１の領域Ｒ１内に移動する。第１の領域Ｒ１においては、ＤＣＳといった前駆体ガスが第１のガス供給部１６によって供給されている。これにより、前駆体ガスに含まれるＳｉが基板Ｗ上に化学的に又は物理的に吸着される。
【００５４】
（パージ工程）
次いで、載置台１４の回転に伴い、基板Ｗは第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２との間を通過する。このとき、基板Ｗは、第２のガス供給部２０によって供給されるパージガスに晒される。これにより、基板Ｗに過剰に化学吸着しているＳｉを含有する前駆体ガスが取り除かれる。
【００５５】
（窒化処理工程２）
次いで、載置台１４の回転に伴い、基板Ｗは第２の領域Ｒ２内に移動する。第２の領域Ｒ２には、第３のガス供給部２２ｂにより窒素を含む反応ガスが供給され、マイクロ波発生器４８からのマイクロ波がアンテナ２２ａを介して供給されている。したがって、第２の領域Ｒ２には反応ガスのプラズマが生成されている。この反応ガスのプラズマにより、基板Ｗの表面に化学吸着した前駆体ガスが窒化される。
【００５６】
基板Ｗは、載置台１４の回転により、前駆体ガスによる処理工程、パージ工程、及び、窒化処理工程２を繰り返し受ける。これにより、基板Ｗ上にシリコン窒化膜が形成される。上述したように、成膜装置１０では、第１の領域Ｒ１の周方向の角度範囲よりも、第２の領域Ｒ２の周方向の角度範囲が大きくなっている。したがって、基板Ｗが軸線Ｘの周囲を一回転する期間において反応ガスのプラズマにより当該基板Ｗを処理する時間を長くとることができる。その結果、基板Ｗに対する成膜のスループットが向上され得る。
【００５７】
以下、図８を参照して説明した載置台１４の上面と噴射口２０ａとの間、及び、載置台１４の上面と排気口１８ａとの間のギャップＧＨの長さ（高さ）ＷＡと、排気口１８ａと噴射口２０ａの間隔（ピッチ）、即ち距離ＷＢの関係について説明する。図１２〜図１５は、成膜装置１０において、排気部１８の排気量（即ち、排気装置３４の排気量）及び第２のパージガスの流量をパラメータとして変更して測定した、第１の領域Ｒ１から当該第１の領域Ｒ１の外部へのガスの漏れ量を示す表（図中（ａ））、及び、第１の領域Ｒ１の外部からの第１の領域Ｒ１へのガスの侵入量（図中（ｂ））を示す表である。
【００５８】
図１２〜図１５に示す表を得たときのギャップＧＨの長さ（高さ）ＷＡと、排気口１８ａと噴射口２０ａの間隔（ピッチ）は、以下に示す通りであった。
＜図１２＞
・ギャップＧＨの長さＷＡ：２ｍｍ
・排気口１８ａと噴射口２０ａの距離ＷＡ：３５ｍｍ
＜図１３＞
・ギャップＧＨの長さＷＡ：３ｍｍ
・排気口１８ａと噴射口２０ａの距離ＷＡ：３５ｍｍ
＜図１４＞
・ギャップＧＨの長さＷＡ：２ｍｍ
・排気口１８ａと噴射口２０ａの距離ＷＡ：４ｍｍ
＜図１５＞
・ギャップＧＨの長さＷＡ：２ｍｍ
・排気口１８ａと噴射口２０ａの距離ＷＡ：２０ｍｍ
【００５９】
また、図１２〜図１５に示す表を得るために、噴射部１６ａから前駆体ガスの代用としてＯ２ガスを第１の領域Ｒ１に供給し、排気口１８ａから排気を行い、また、第２のガス供給部２０からＡｒガスを供給し、第３のガス供給部２２ｂからＮ２ガスを供給した。Ｏ２ガスの流量は５００ｓｃｃｍとし、Ｎ２ガスの流量は２０００ｓｃｃｍとした。
【００６０】
また、図１２〜図１５に示す表（ａ）を得るために、処理室Ｃ内において第１の領域Ｒ１から見て第２のガス供給部２０の噴射口２０ａの外側に四重極形質量分析計を配置し、当該四重極形質量分析計によりガス組成中のＯ２の量を計測した。また、図１２〜図１５に示す表（ｂ）を得るために、第１の領域Ｒ１に四重極形質量分析計を配置して、当該四重極形質量分析計によりガス組成中のＮ２の量を計測した。図１２〜図１５に示す表内において、「０」との標記は、表（ａ）では検出したＯ２量が供給したＯ２量に対し０％（検出限界以下）であったこと、即ち、第１の領域Ｒ１からのガスの漏れがなかったことを示しており、表（ｂ）では検出したＮ２量が供給したＮ２に対し０％であったこと、即ち、第１の領域Ｒ１への反応ガスの侵入がなかったことを示している。また、「＜０．２」との標記は、表（ａ）ではＯ２量が０．２％より小さかったこと、表（ｂ）ではＮ２量の割合が０．２％より小さかったことを示している。また、「＜０．５」との標記は、表（ａ）ではＯ２量が０．５％より小さかったこと、表（ｂ）ではＮ２量が０．５％より小さかったことを示している。また、図１２〜図１５に示す表において、太線の枠で囲まれた範囲は、第１の領域Ｒ１からのガスの漏れ及び第１の領域Ｒ１への反応ガスの侵入が共に検出されなかった範囲を示している。即ち、図１２〜図１５に示す表において太線で囲まれた範囲に対応する排気部１８の排気量及び第２のガス供給部２０のガス流量を用いることにより、第１の領域Ｒ１から外部への前駆体ガスの漏れ、及び、第１の領域Ｒ１への反応ガスの侵入を防止できる。
【００６１】
図１２及び図１３に示す表を参照すると、ギャップＧＨの長さＷＡが２ｍｍと３ｍｍの場合では、第１の領域Ｒ１からのガスの漏れ、及び、第１の領域Ｒ１への反応ガスの侵入を共に防止できる排気装置３４の排気量及び第２のガス供給部２０のガス流量の範囲が異なることが確認できる。即ち、ギャップＧＨの長さＷＡが大きくなると、第１の領域Ｒ１から外部への前駆体ガスの漏れ、及び第１の領域Ｒ１への反応ガスの侵入を共に防止できる排気部１８の排気量及び第２のガス供給部２０のガス流量の範囲が狭くなる。
【００６２】
また、図１２、図１４及び図１５に示す表を参照すると、第１の領域Ｒ１から外部へのガスの漏れ及び第１の領域Ｒ１への反応ガスの侵入を共に防止できる排気部１８の排気量及び第２のガス供給部２０のガス流量の範囲は、排気口１８ａと噴射口２０ａの距離ＷＡを大きくするほど大きくなることが確認できる。
【００６３】
したがって、第１の領域Ｒ１から外部へのガスの漏れ及び第１の領域Ｒ１への反応ガスの侵入を共に防止できる排気部１８の排気量及び第２のガス供給部２０のガス流量の許容範囲を確保するために、ギャップＧＨの長さに比例して、排気口１８ａと噴射口２０ａの距離ＷＡを大きくすることが必要であることが確認できる。
【００６４】
また、図１２、図１４及び図１５に示す表を比較すると、ギャップＧＨの長さＷＡが２ｍｍの場合に、排気口１８ａと噴射口２０ａの距離ＷＡが２０ｍｍ以上であれば、排気装置３４の排気量及び第２のガス供給部２０のガス流量の許容範囲に十分な余裕を確保することが可能であることが確認できる。以上のことから、排気口１８ａと噴射口２０ａの距離ＷＡは、ギャップＧＨの長さＷＡの１０倍以上であることが好ましいことが確認できる。
【００６５】
次に、図１６を参照する。図１６は、別の実施形態に係る成膜装置を概略的に示す上面図である。図１６に示す成膜装置１０Ｂは、単一のアンテナ２２ａＢを備える点において、成膜装置１０とは異なっている。このアンテナ２２ａＢは、単一の誘電体板４０Ｂと複数の導波管４２を構成する導波管ユニット４２Ｂを有する。誘電体板４０Ｂは、成膜装置１０の複数の誘電体板４０を一体化した構成を有している。誘電体板４０Ｂは、軸線Ｘに近づくにつれて互いに近づく二つの縁部４０ｅを有しており、これら縁部４０ｅの間において延在している。また、誘電体板４０Ｂが周方向に延在する角度範囲は、成膜装置１０の一つの誘電体板４０が周方向に延在する角度範囲よりも長くなっており、第２の領域Ｒ２の周方向の角度範囲と略同等である。この誘電体板４０Ｂ、例えば、軸線Ｘに対して周方向に１８０度以上の角度範囲において延在していてもよい。
【００６６】
導波管ユニット４２Ｂは、成膜装置１０の複数のスロット板４２ａ及び複数の上部部材４２ｂを一体化した構成を有しており、複数の導波管４２を提供している。このように、単一の誘電体板４０Ｂ上に複数の導波管４２が設けられた構成のアンテナが用いられてもよい。なお、別の実施形態では、単一の誘電体板４２Ｂ上に単一の導波管４２が設けられていてもよい。
【００６７】
次に図１７及び図１８を参照する。図１７は、更に別の実施形態に係る成膜装置を概略的に示す上面図である。図１８は、図１７に示すＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿ってとった断面図である。図１７及び図１８に示す成膜装置１０Ｃは、ラジアルスロットラインアンテナと呼ばれる一以上のアンテナ２２ａＣを備える点において、成膜装置１０とは異なっている。図１７及び図１８に示す実施形態では、成膜装置１０Ｃは、三つのアンテナ２２ａＣを備えている。
【００６８】
アンテナ２２ａＣは、誘電体板７０、スロット板７２、誘電体板７４、及び、冷却ジャケット７６を有している。誘電体板７０は、略円板上の誘電体部材であり、例えば、アルミナセラミックから構成される。誘電体板７０は、その下面が処理容器１２の上部１２ｂに形成された開口ＡＰから第２の領域Ｒ２に露出するよう当該上部１２ｂによって支持されている。誘電体板７０の下面のうち第２の領域Ｒ２に対して露出している部分は誘電体窓７０ｗとして機能する。誘電体窓７０ｗは、略円形状の平面形状を有している。
【００６９】
誘電体板７０上には、スロット板７２が設けられている。スロット板７２は、略円板上の金属製部材である。スロット板７２には、複数のスロット対が形成されている。各スロット対には、互いに直交又は交差する二つのスロット孔が含まれている。これらスロット対は、スロット板７２の中心軸線に対して径方向及び周方向に配列されている。また、スロット板７２上には誘電体板７４が設けられている。誘電体板７４は、略円板上の誘電体部材であり、例えば、アルミナセラミックから構成される。誘電体板７４上には冷却ジャケット７６が設けられている。冷却ジャケット７６は、その内部に形成された流路に冷媒が流されることにより、アンテナ２２ａＣを冷却する。冷却ジャケット７６の表面は金属製の表面であり、誘電体板７４はスロット板７２の上面と冷却ジャケット７６の下面との間に狭持されている。
【００７０】
成膜装置１０Ｃは、マイクロ波発生器４８Ｃ、導波管８０、及び同軸導波管８２を更に備えている。マイクロ波発生器４８Ｃは、例えば、約２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生する。このマイクロ波は、導波管８０を介して同軸導波管８２に伝播される。同軸導波管８２は、内側導体８２ａ及び外側導体８２ｂを含んでいる。内側導体８２ａは軸線Ｘ方向に延びており、当該内側導体８２ａの下端はスロット板７２に接続されている。また、外側導体８２ｂは、略筒形状を有しており、当該外側導体８２ｂの下端は、冷却ジャケット７６の表面に接続されている。
【００７１】
成膜装置１０Ｃによれば、マイクロ波発生器４８Ｃによって発生され、導波管８０及び同軸導波管８２を伝播したマイクロ波が、アンテナ２２ａＣのスロット孔から誘電体板７０に供給され、誘電体窓７０ｗから第２の領域Ｒ２に供給される。また、第２の領域Ｒ２には、第３のガス供給部２２ｂから反応ガスが供給される。したがって、成膜装置１０Ｃにおいても、基板Ｗ上に化学吸着した前駆体に対して反応ガスのプラズマ処理を行うことができる。
【００７２】
なお、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。上述した実施形態においては、第２の領域Ｒ２にて行われる処理は窒化処理であるが、第２の領域Ｒ２においては酸化処理が行われてもよい。この場合には、第３のガス供給部２２ｂは、酸素を含むガスを第２の領域Ｒ２に供給することができる。また、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２の面積比や吸着効率やプラズマ処理効率にあわせて調整することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０…成膜装置、１２…処理容器、１４…載置台、１４ａ…基板載置領域、１６…第１のガス供給部（前駆体ガスのガス供給部）、１６ａ…噴射部、１６ｈ…噴射口、１８…排気部、１８ａ…排気口、２０…第２のガス供給部（パージガスのガス供給部）、２０ａ…噴射口、２２…プラズマ生成部、２２ａ…アンテナ、２２ｂ…第３のガス供給部（反応ガスのガス供給部）、４０…誘電体板、４０ｅ…縁部、４０ｗ…誘電体窓、４２…導波管、４２ｓ…スロット孔、４８…マイクロ波発生器、６０…制御部、Ｃ…処理室、Ｒ１…第１の領域、Ｒ２…第２の領域、Ｘ…軸線（回転軸線）。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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