特許 6265983 基板処理装置及び基板処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6265983

(24)【登録日】2018年1月5日

(45)【発行日】2018年1月24日

(54)【発明の名称】基板処理装置及び基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/455 20060101AFI20180115BHJP

【ＦＩ】

   C23C16/455

【請求項の数】13

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2015-520013(P2015-520013)

(86)(22)【出願日】2013年6月26日

(65)【公表番号】特表2015-526595(P2015-526595A)

(43)【公表日】2015年9月10日

(86)【国際出願番号】KR2013005647

(87)【国際公開番号】WO2014003434

(87)【国際公開日】20140103

【審査請求日】2016年6月23日

(31)【優先権主張番号】10-2012-0070881

(32)【優先日】2012年6月29日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2013-0071129

(32)【優先日】2013年6月20日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】504210651

【氏名又は名称】ジュスン エンジニアリング カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】特許業務法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジェ チャン カク

(72)【発明者】

【氏名】スン キュ カン

(72)【発明者】

【氏名】フン ジュン

(72)【発明者】

【氏名】ビョン ハ チョ

【審査官】 神▲崎▼ 賢一

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１９０３４１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−１２８４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１７４８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３２５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５１３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００８２１７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００３７８２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１１０５３４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工程空間を提供する工程チャンバと、
前記工程チャンバの内部に設置されて少なくとも１つの基板を支持し、支持された基板を所定の方向に移動させる基板支持部と、
前記基板支持部に対向するように前記工程チャンバの上部を覆うチャンバリッドと、
前記基板支持部に対向するように前記チャンバリッドに設置され、前記基板に薄膜を蒸着するための工程ガスと前記薄膜の表面処理のための表面処理ガスとを空間的に分離して前記基板支持部上に局部的に噴射するガス噴射部とを含んで構成され、
前記ガス噴射部は、前記基板支持部に対向するように前記チャンバリッドに一定の間隔で設置され、前記基板支持部上に前記工程ガスを局部的に噴射する工程ガス噴射部を含み、
前記工程ガス噴射部は、空間的に分離された第１及び第２ガス噴射空間を含む複数の工程ガス噴射モジュールを含み、
前記複数の工程ガス噴射モジュールのそれぞれは、前記第１ガス噴射空間及び前記第２ガス噴射空間のうち少なくとも１つに形成されてガスの噴射圧力を増加させるガス噴射パターン部材をさらに含んで構成されることを特徴とする、基板処理装置。

【請求項2】

前記ガス噴射部は、前記基板支持部が１回転する１サイクルを基準として、毎サイクルごとに又は複数のサイクルごとに前記表面処理ガスを前記基板支持部上に局部的に噴射することを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記ガス噴射部は、
前記工程ガス噴射部と空間的に分離されるように前記チャンバリッドに設置され、前記基板支持部上に前記表面処理ガスを局部的に噴射する少なくとも１つの表面処理ガス噴射モジュールを有する表面処理ガス噴射部とを含んで構成されることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記表面処理ガス噴射モジュールは、前記基板の上面から離隔するように互いに並んで配置された接地電極とプラズマ電極との間にプラズマを形成し、前記プラズマによって活性化される表面処理ガスを前記基板上に噴射することを特徴とする、請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記表面処理ガスは、水素ガス、窒素ガス、水素ガスと窒素ガスとの混合ガス、酸素ガス、亜酸化窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、及びアンモニアガスのいずれか１種類のガスであることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記工程ガスは、前記薄膜を形成するためのソースガスと反応ガスを含み、
前記工程ガス噴射部は、
前記チャンバリッドに設置されて前記ソースガスを噴射する少なくとも１つのソースガス噴射モジュールと、
前記ソースガス噴射モジュールと空間的に分離されるように前記チャンバリッドに設置されて前記反応ガスを噴射する少なくとも１つの反応ガス噴射モジュールとを含んで構成されることを特徴とする、請求項３又は４に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記ソースガス噴射モジュール及び前記反応ガス噴射モジュールのうち少なくとも１つは、前記基板の上面から離隔するように互いに並んで配置された接地電極とプラズマ電極を含み、
前記接地電極と前記プラズマ電極との間の間隔は、前記プラズマ電極と前記基板との間の間隔よりも狭いことを特徴とする、請求項６に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記ガス噴射部は、前記ソースガス噴射モジュールと前記反応ガス噴射モジュールと前記表面処理ガス噴射モジュールとのそれぞれの間に対応するように前記チャンバリッドに設置されて前記基板支持部上にパージガスを噴射するパージガス噴射モジュールをさらに含んで構成されることを特徴とする、請求項６に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記複数の工程ガス噴射モジュールは、前記表面処理ガス噴射モジュールと空間的に分離されるように前記チャンバリッドに一定の間隔で設置され、
前記工程ガスは、前記薄膜を形成するためのソースガスと反応ガスを含み、
前記ソースガスは、前記第１ガス噴射空間を通して噴射され、
前記反応ガスは、前記第２ガス噴射空間を通して噴射されることを特徴とする、請求項３又は４に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記複数の工程ガス噴射モジュールのそれぞれは、プラズマを通じて前記ソースガスと前記反応ガスのうち少なくとも１種類のガスを活性化させて噴射することを特徴とする、請求項９に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記ガス噴射部は、前記複数の工程ガス噴射モジュールと前記表面処理ガス噴射モジュールとのそれぞれの間に対応するように前記チャンバリッドに設置されて前記基板支持部上にパージガスを噴射するパージガス噴射モジュールをさらに含んで構成されることを特徴とする、請求項９に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記工程ガスは、前記薄膜を形成するためのソースガスと反応ガスを含み、
前記ガス噴射部は、プラズマを通じて前記表面処理ガスを活性化させ、前記活性化された表面処理ガスを前記ソースガスと前記反応ガスが噴射される領域のそれぞれの間に噴射する表面処理ガス噴射モジュールを含んで構成されることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項13】

前記表面処理ガスは、アルゴンガスまたはヘリウムガスであることを特徴とする、請求項１２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、基板上に薄膜を蒸着する基板処理装置及び基板処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、太陽電池（Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ）、半導体素子、平板ディスプレイなどを製造するためには、基板の表面に所定の薄膜層、薄膜回路パターン、または光学的パターンを形成しなければならず、そのためには、基板に特定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薄膜を選択的に露出させるフォト工程、選択的に露出された部分の薄膜を除去してパターンを形成するエッチング工程などの半導体製造工程を行うことになる。

【0003】

このような半導体製造工程は、当該工程を行うのに最適な環境として設計された基板処理装置の内部で行われ、最近は、プラズマを用いて蒸着またはエッチング工程を行う基板処理装置が多く使用されている。

【0004】

プラズマを用いた基板処理装置としては、プラズマを用いて薄膜を形成するＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置、及び薄膜をエッチングしてパターニングするプラズマエッチング装置などがある。

【0005】

図１は、一般的な基板処理装置を概略的に説明するための図である。

【0006】

図１を参照すると、一般的な基板処理装置は、チャンバ１０、プラズマ電極２０、サセプタ３０、及びガス噴射手段４０を備える。

【0007】

チャンバ１０は基板処理工程のための工程空間を提供する。このとき、チャンバ１０の一側の底面は、工程空間を排気させるための排気口１２に連通される。

【0008】

プラズマ電極２０は、工程空間を密閉するようにチャンバ１０の上部に設置される。

【0009】

プラズマ電極２０の一側は、整合部材２２を介してＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源２４に電気的に接続される。このとき、ＲＦ電源２４は、ＲＦ電力を生成してプラズマ電極２０に供給する。

【0010】

また、プラズマ電極２０の中央部分は、基板処理工程のための工程ガスを供給するガス供給管２６に連通される。

【0011】

整合部材２２は、プラズマ電極２０とＲＦ電源２４との間に接続され、ＲＦ電源２４からプラズマ電極２０に供給されるＲＦ電力の負荷インピーダンスとソースインピーダンスを整合させる。

【0012】

サセプタ３０は、チャンバ１０の内部に設置され、外部からローディングされる複数の基板Ｗを支持する。このようなサセプタ３０は、プラズマ電極２０に対向する対向電極（または接地電極）の役割を果たす。

【0013】

ガス噴射手段４０は、サセプタ３０に対向するようにプラズマ電極２０の下部に設置される。このとき、ガス噴射手段４０とプラズマ電極２０との間には、プラズマ電極２０を貫通するガス供給管２６から供給される工程ガスが拡散するガス拡散空間４２が形成される。このような、ガス噴射手段４０は、ガス拡散空間４２に連通する複数のガス噴射孔４４を通して工程ガスを工程空間に噴射する。

【0014】

このような一般的な基板処理装置は、基板Ｗをサセプタ３０にローディングさせた後、チャンバ１０の工程空間に所定の工程ガスを噴射しながらプラズマ電極２０にＲＦ電力を供給してプラズマを形成することによって、基板Ｗ上に所定の薄膜を形成する。

【0015】

しかし、前述した一般的な基板処理装置及びそれを用いた基板処理方法は、次のような問題点がある。

【0016】

第一に、薄膜蒸着工程によって基板Ｗに蒸着される薄膜の表面と内部に不純物が存在して膜質が低下することがある。

【0017】

第二に、薄膜の膜質の改善のためには、薄膜が蒸着された基板を別途の表面処理チャンバに移送して表面処理（または不純物除去）工程を行わなければならないため、生産性及びコストが増加することになる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0018】

本発明は、上述した問題点を解決するためのもので、１つの工程空間内で薄膜蒸着工程と薄膜の表面処理工程を順次または反復的に行うことができるようにした基板処理装置及び基板処理方法を提供することを技術的課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0019】

上述した技術的課題を達成するための本発明に係る基板処理装置は、工程空間を提供する工程チャンバと、前記工程チャンバの内部に設置されて少なくとも１つの基板を支持し、支持された基板を所定の方向に移動させる基板支持部と、前記基板支持部に対向するように前記工程チャンバの上部を覆うチャンバリッドと、前記基板支持部に対向するように前記チャンバリッドに設置され、前記基板に薄膜を蒸着するための工程ガスと前記薄膜の表面処理のための表面処理ガスとを空間的に分離して前記基板支持部上に局部的に噴射するガス噴射部とを含んで構成されてもよい。

【0020】

上述した技術的課題を達成するための本発明に係る基板処理方法は、工程チャンバの工程空間の内部に設置された基板支持部に少なくとも１つの基板を安着させる工程と、前記基板支持部の駆動を通じて前記基板を移動させる工程と、前記工程空間内で、前記基板に薄膜を蒸着するための工程ガスと前記薄膜の表面処理のための表面処理ガスとを空間的に分離して前記移動する基板上に噴射する工程とを含んでなることができる。

【0021】

前記工程ガスは、前記薄膜を形成するためのソースガスと反応ガスを含み、前記表面処理ガスは、プラズマによって活性化されて、前記ソースガスと前記反応ガスが噴射される領域のそれぞれの間に噴射されてもよい。ここで、前記表面処理ガスはアルゴンガスまたはヘリウムガスであってもよい。

【発明の効果】

【0022】

上記課題の解決手段によれば、本発明に係る基板処理装置及び基板処理方法は、工程チャンバの工程空間内で薄膜蒸着工程、及び基板に蒸着された薄膜に存在する不純物を除去する表面処理工程を順次または周期的に行うことによって、基板に形成される薄膜の膜質及び密度を向上させることができる。

【0023】

特に、本発明は、基板に薄い薄膜を蒸着した後、短い時間内に表面処理工程を行うので、表面処理ガスが薄膜の内部に深く浸透することができ、表面処理効率を増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】一般的な基板処理装置を概略的に説明するための図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を概略的に示す斜視図である。

【図3】図２に示されたガス噴射部の配置構造を概念的に示す図である。

【図4】図３に示されたガス噴射モジュールの断面を概略的に示す断面図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係る基板処理方法の他の実施形態を説明するための図である。

【図6】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置を概略的に示す斜視図である。

【図7】図６に示されたガス噴射部の配置構造を概念的に示す図である。

【図8】本発明の第２実施形態に係る基板処理方法の他の実施形態を説明するための図である。

【図9】本発明の第１及び第２実施形態の基板処理装置において、変形第１実施形態に係るガス噴射モジュールを説明するための断面図である。

【図10】本発明の第１及び第２実施形態の基板処理装置において、変形第２実施形態に係るガス噴射モジュールを説明するための断面図である。

【図11】本発明の第１及び第２実施形態の基板処理装置において、変形実施形態に係るガス噴射部を説明するための図である。

【図12】本発明の第１及び第２実施形態の基板処理装置において、変形実施形態に係るガス噴射部を説明するための図である。

【図13】本発明の第３実施形態の基板処理装置のガス噴射部を説明するための図である。

【図14】図１３に示された工程ガス噴射モジュールの断面を概略的に示す断面図である。

【図15】本発明の第３実施形態の基板処理装置において、変形第１実施形態に係る工程ガス噴射モジュールを説明するための断面図である。

【図16】本発明の第３実施形態の基板処理装置において、変形第２実施形態に係る工程ガス噴射モジュールを説明するための断面図である。

【図17】本発明の第３実施形態の基板処理装置において、変形第３実施形態に係る工程ガス噴射モジュールを説明するための断面図である。

【図18】本発明の第４実施形態の基板処理装置において、ガス噴射部の配置構造を概念的に示す図である。

【図19】本発明の実施形態の基板処理工程と従来のＣＶＤ工程及びＡＬＤ工程のそれぞれによって形成された薄膜の厚さによる比抵抗を比較して示すグラフである。

【図20】本発明の実施形態と従来の基板処理工程のそれぞれによって形成された薄膜の厚さによる表面粗さを比較して示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本明細書で述べられる用語の意味は、次のように理解されるべきである。

【0026】

単数の表現は、文脈上明らかに他の意味として定義しない限り、複数の表現を含むものと理解しなければならず、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するためのもので、これらの用語によって権利範囲が限定されてはならない。

【0027】

「含む」又は「有する」などの用語は、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものと理解しなければならない。

【0028】

「少なくとも１つ」という用語は、１つ以上の関連項目から提示可能な全ての組み合わせを含むものと理解しなければならない。例えば、「第１項目、第２項目、及び第３項目のうち少なくとも１つ」の意味は、第１項目、第２項目、または第３項目のそれぞれだけでなく、第１項目、第２項目、及び第３項目のうち２つ以上から提示できる全ての項目の組み合わせを意味する。

【0029】

「上に」という用語は、ある構成が他の構成の直ぐ上面に形成される場合のみならず、これら構成の間に第３の構成が介在する場合まで含むことを意味する。

【0030】

以下、図面を参照して、本発明に係る好ましい実施形態について詳細に説明する。

【0031】

図２は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を概略的に示す斜視図であり、図３は、図２に示されたガス噴射部の配置構造を概念的に示す図であり、図４は、図３に示されたガス噴射モジュールの断面を概略的に示す断面図である。

【0032】

図２乃至図４を参照すると、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置は、工程空間を提供する工程チャンバ１１０と、工程チャンバ１１０の底面に設置され、少なくとも１つの基板Ｗを支持する基板支持部１２０と、工程チャンバ１１０の上部を覆うチャンバリッド（Ｃｈａｍｂｅｒ Ｌｉｄ）１３０と、基板支持部１２０に対向するようにチャンバリッド１３０に設置され、工程空間内において基板Ｗに薄膜を蒸着する薄膜蒸着工程及び基板Ｗに蒸着された薄膜に対する表面処理工程（ｓｕｒｆａｃｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ）を行うためのガス噴射部１４０とを含んで構成される。

【0033】

前記工程チャンバ１１０は、基板処理工程、例えば、薄膜蒸着工程のための工程空間を提供する。該工程チャンバ１１０の底面及び／又は側面は、工程空間のガスなどを排気させるための排気口（図示せず）に連通することができる。

【0034】

前記基板支持部１２０は、工程チャンバ１１０の内部底面に回転可能に設置される。このような基板支持部１２０は、工程チャンバ１１０の中央底面を貫通する駆動軸（図示せず）によって支持され、電気的にフローティング（Ｆｌｏａｔｉｎｇ）電位を有するか、または接地される。このとき、工程チャンバ１１０の下面の外部に露出する前記駆動軸は、工程チャンバ１１０の下面に設置されるベローズ（図示せず）によって密閉される。

【0035】

前記基板支持部１２０は、外部の基板ローディング装置（図示せず）からローディングされる少なくとも１つの基板Ｗを支持する。このとき、基板支持部１２０は円板形状を有することができる。そして、前記基板Ｗは半導体基板またはウエハであってもよい。この場合、基板処理工程の生産性の向上のために、基板支持部１２０には複数の基板Ｗが円の形態を有するように一定の間隔で配置されることが好ましい。

【0036】

前記基板支持部１２０は、駆動軸の駆動によって所定の方向（例えば、反時計方向）に回転して各基板Ｗを移動させる。これによって、移動する各基板Ｗには、ガス噴射部１４０から局部的に噴射される工程ガス及び表面処理ガスＴＧが順次到達することによって、基板Ｗの上面には前記工程ガスによるＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程により所定の薄膜が蒸着され、基板Ｗに蒸着された薄膜の不純物などは、前記表面処理ガスＴＧによる表面処理工程により除去される。結果的に、前記基板支持部１２０は、工程空間内で前記ＡＬＤ工程と前記表面処理工程が順次（または連続的）行われるように基板Ｗを移動させる役割を果たす。

【0037】

前記チャンバリッド１３０は、工程チャンバ１１０の上部を覆うように工程チャンバ１１０の上部に設置されて、工程チャンバ１１０の上部を覆うことによって前記工程空間を密閉させる。

【0038】

前記工程チャンバ１１０及びチャンバリッド１３０は、図２に示したように六角形構造に形成してもよいが、多角形構造、楕円形構造、または円形構造に形成してもよい。このとき、多角形構造の場合、工程チャンバ１１０は、複数に分割結合される構造を有することができる。

【0039】

前記チャンバリッド１３０には、ガス噴射部１４０が一定の間隔、例えば、放射形状を有するように挿入設置される複数のモジュール設置部１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄが形成されている。

【0040】

前記複数個のモジュール設置部１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄは、チャンバリッド１３０の中心点を基準として散開して配置されてもよい。前記中心点を基準として均一な間隔で離隔させて配置することができる。また、前記中心点を基準として所定の角度でそれぞれ同一または異なる角度で離隔して配置されてもよい。図２には、チャンバリッド１３０に４個のモジュール設置部１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄが形成されている場合を示したが、これに限定されず、チャンバリッド１３０は、中心点を基準として２Ｎ（ただし、Ｎは、自然数）個または２Ｎ＋１個のモジュール設置部を備えることができる。以下、チャンバリッド１３０は、第１〜第４モジュール設置部１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄを備えるものと仮定して説明する。

【0041】

前記ガス噴射部１４０は、前記基板支持部１２０に局部的に対向するようにチャンバリッド１３０に挿入設置されて、工程ガスと表面処理ガスＴＧとを空間的に分離して基板支持部１２０上に局部的に下向き噴射することによって、工程空間内で前述したＡＬＤ工程と表面処理工程が１サイクル内で順次行われるか、または１サイクル毎に順次（または交互に）行われるようにする。ここで、前記１サイクルは、前記基板支持部１２０の１回転として定義することができる。

【0042】

前記工程ガスは、基板Ｗ上に薄膜を形成するためのソースガスＳＧ及び反応ガスＲＧからなることができる。

【0043】

前記ソースガスＳＧは、チタン族元素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆなど）、シリコン（Ｓｉ）またはアルミニウム（Ａｌ）などを含んでなることができる。例えば、チタン（Ｔｉ）を含んでなるソースガスＳＧは四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）ガスなどであってもよい。そして、シリコン（Ｓｉ）物質を含有するソースガスＳＧは、シラン（Ｓｉｌａｎｅ；ＳｉＨ４）ガス、ジシラン（Ｄｉｓｉｌａｎｅ；Ｓｉ２Ｈ６）ガス、トリシラン（Ｔｒｉｓｉｌａｎｅ；Ｓｉ３Ｈ８）ガス、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）ガス、ＤＣＳ（Ｄｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ）ガス、ＨＣＤ（Ｈｅｘａｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ）ガス、ＴｒｉＤＭＡＳ（Ｔｒｉ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｓｉｌａｎｅ）ガス、またはＴＳＡ（Ｔｒｉｓｉｌｙｌａｍｉｎｅ）ガスなどであってもよい。

【0044】

前記反応ガスＲＧは、水素（Ｈ２）ガス、窒素（Ｎ２）ガス、酸素（Ｏ２）ガス、二酸化窒素（ＮＯ２）ガス、アンモニア（ＮＨ３）ガス、蒸気（Ｈ２Ｏ）ガス、またはオゾン（Ｏ３）ガスなどを含んでなることができる。このとき、前記反応ガスＲＧには、窒素（Ｎ２）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、キセノン（Ｚｅ）ガス、またはヘリウム（Ｈｅ）ガスなどからなるパージガス（Ｐｕｒｇｅ Ｇａｓ）が混合されてもよい。

【0045】

前記表面処理ガスＴＧは、水素（Ｈ２）ガス、窒素（Ｎ２）ガス、水素（Ｈ２）ガスと窒素（Ｎ２）ガスとの混合ガス、酸素（Ｏ２）ガス、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、またはアンモニアガス（ＮＨ３）を含んでなることができる。

【0046】

前記ガス噴射部１４０は、工程ガス噴射部１４２及び表面処理ガス噴射部１４４を含んで構成される。

【0047】

前記工程ガス噴射部１４２は、チャンバリッド１３０の第１〜第３モジュール設置部１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃのそれぞれに設置され、前記ソースガスＳＧと前記反応ガスＲＧとを空間的に分離して基板支持部１２０上に下向き噴射する。そのために、工程ガス噴射部１４２は、１つのソースガス噴射モジュール１４２ａ、第１及び第２反応ガス噴射モジュール１４２ｂ，１４２ｃを含んで構成されてもよい。

【0048】

前記ソースガス噴射モジュール１４２ａは、基板支持部１２０に局部的に対向するようにチャンバリッド１３０の第１モジュール設置部１３０ａに挿入設置される。このようなソースガス噴射モジュール１４２ａは、外部のソースガス供給手段（図示せず）から供給される前記ソースガスＳＧを、基板支持部１２０上に局部的に定義された第１ガス噴射領域１２０ａに下向き噴射する。このとき、前記第１ガス噴射領域１２０ａは、第１モジュール設置部１３０ａと基板支持部１２０との間の工程空間として定義することができる。

【0049】

前記ソースガス噴射モジュール１４２ａは、図４に示すように、ハウジング２１０及びガス供給孔２２０を含んで構成される。

【0050】

前記ハウジング２１０は、下面が開口して設けられるガス噴射空間２１２を有するように四角箱状に形成され、前記ガス噴射空間２１２に供給されるソースガスＳＧを下向き噴射する。そのために、前記ハウジング２１０は、接地プレート２１０ａ及び接地側壁２１０ｂを含んで構成される。

【0051】

前記接地プレート２１０ａは、平板状に形成されてチャンバリッド１３０の上面に結合される。このような接地プレート２１０ａは、チャンバリッド１３０に電気的に接続されることによって、チャンバリッド１３０を介して電気的に接地される。

【0052】

前記接地側壁２１０ｂは、接地プレート２１０ａの下面縁部から所定の高さを有するように突出することでガス噴射空間２１２を設ける。このような接地側壁２１０ｂは、前述したチャンバリッド１３０に設けられた第１モジュール設置部１３０ａに挿入される。このとき、前記接地側壁２１０ｂの下面は、チャンバリッド１３０の下面と同一線上に位置するか、またはチャンバリッド１３０の下面から突出しない。

【0053】

前記ガス噴射空間２１２は、工程空間の第１ガス噴射領域１２０ａに連通するガス噴射口を有するように、前記接地側壁２１０ｂによって取り囲まれる。このようなガス噴射空間２１２は、基板支持部１２０に安着された基板Ｗの長さよりも大きい長さを有するように形成される。

【0054】

前記ガス供給孔２２０は、前記接地プレート２１０ａを垂直貫通するように形成されて前記ガス噴射空間２１２に連通する。このとき、前記ガス供給孔２２０は、接地プレート２１０ａの長手方向に沿って一定の間隔を有するように複数形成することができる。このような前記ガス供給孔２２０は、ガス供給管（図示せず）を介して外部のソースガス供給手段に連結されて、ソースガス供給手段から供給されるソースガスＳＧをガス噴射空間２１２に供給する。これによって、ソースガスＳＧは、前記ガス噴射空間２１２内で拡散して、前記ガス噴射空間２１２のガス噴射口を通して前述した第１ガス噴射領域１２０ａに下向き噴射されることによって、基板支持部１２０の回転によって移動して前記ソースガス噴射モジュール１４２ａの下部、すなわち、第１ガス噴射領域１２０ａを通過する基板Ｗに噴射される。

【0055】

再び図２及び図３を参照すると、前記第１反応ガス噴射モジュール１４２ｂは、前記ソースガス噴射モジュール１４２ａと空間的に分離されるように、チャンバリッド１３０の第２モジュール設置部１３０ｂに挿入設置される。このような第１反応ガス噴射モジュール１４２ｂは、外部の反応ガス供給手段（図示せず）から供給される前記反応ガスＲＧを、基板支持部１２０上に局部的に定義された第２ガス噴射領域１２０ｂに下向き噴射する。このとき、前記第２ガス噴射領域１２０ｂは、前記第１ガス噴射領域１２０ａと空間的に分離されるように、第２モジュール設置部１３０ｂと基板支持部１２０との間の工程空間として定義することができる。

【0056】

前記第１反応ガス噴射モジュール１４２ｂは、図４に示すように、ハウジング２１０及びガス供給孔２２０を含んで構成されるもので、これは、前述したソースガス噴射モジュール１４２ａと同一であるので、これについての重複説明は省略する。このような第１反応ガス噴射モジュール１４２ｂは、外部の反応ガス供給手段からガス供給孔２２０を通してガス噴射空間２１２に供給される反応ガスＲＧを第２ガス噴射領域１２０ｂに下向き噴射する。これによって、前記反応ガスＲＧは、基板支持部１２０の回転によって移動して前記第１反応ガス噴射モジュール１４２ｂの下部、すなわち、第２ガス噴射領域１２０ｂを通過する基板Ｗに噴射される。

【0057】

前記第２反応ガス噴射モジュール１４２ｃは、前記ソースガス噴射モジュール１４２ａ及び第１反応ガス噴射モジュール１４２ｂのそれぞれと空間的に分離されるように、チャンバリッド１３０の第３モジュール設置部１３０ｃに挿入設置されることによって、チャンバリッド１３０の中心部を基準としてソースガス噴射モジュール１４２ａと対称となる。このような第２反応ガス噴射モジュール１４２ｃは、前記反応ガス供給手段から供給される前記反応ガスＲＧを、基板支持部１２０上に局部的に定義された第３ガス噴射領域１２０ｃに下向き噴射する。このとき、前記第３ガス噴射領域１２０ｃは、前記第１及び第２ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂのそれぞれと空間的に分離されるように、第３モジュール設置部１３０ｃと基板支持部１２０との間の工程空間として定義することができる。

【0058】

前記第２反応ガス噴射モジュール１４２ｃは、図４に示すように、ハウジング２１０及びガス供給孔２２０を含んで構成されるもので、これは、前述したソースガス噴射モジュール１４２ａと同一であるので、これについての重複説明は省略する。このような第２反応ガス噴射モジュール１４２ｃは、外部の反応ガス供給手段からガス供給孔２２０を通してガス噴射空間２１２に供給される反応ガスＲＧを第３ガス噴射領域１２０ｃに下向き噴射する。これによって、前記反応ガスＲＧは、基板支持部１２０の回転によって移動して前記第２反応ガス噴射モジュール１４２ｃの下部、すなわち、第３ガス噴射領域１２０ｃを通過する基板Ｗに噴射される。

【0059】

前記表面処理ガス噴射部１４４は、工程ガス噴射部１４２と空間的に分離されるようにチャンバリッド１３０の第４モジュール設置部１３０ｄに設置されて、外部の表面処理ガス供給手段（図示せず）から供給される前記表面処理ガスＴＧを基板支持部１２０上に局部的に下向き噴射する。そのために、表面処理ガス噴射部１４４は、１つの表面処理ガス噴射モジュール１４４ａを含んで構成される。

【0060】

前記表面処理ガス噴射モジュール１４４ａは、前述したソースガス噴射モジュール１４２ａ、第１及び第２反応ガス噴射モジュール１４２ｂ，１４２ｃのそれぞれと空間的に分離されるように、チャンバリッド１３０の第４モジュール設置部１３０ｄに挿入設置されることによって、前述したチャンバリッド１３０の中心部を基準として第１反応ガス噴射モジュール１４２ｂと対称となる。このような表面処理ガス噴射モジュール１４４ａは、前記表面処理ガス供給手段から供給される前記表面処理ガスＴＧを、基板支持部１２０上に局部的に定義された第４ガス噴射領域１２０ｄに下向き噴射する。このとき、前記第４ガス噴射領域１２０ｄは、前記第１〜第３ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのそれぞれと空間的に分離されるように、第４モジュール設置部１３０ｄと基板支持部１２０との間の工程空間として定義することができる。

【0061】

前記表面処理ガス噴射モジュール１４４ａは、図４に示すように、ハウジング２１０及びガス供給孔２２０を含んで構成されるもので、これは、前述したソースガス噴射モジュール１４２ａと同一であるので、これについての重複説明は省略する。このような表面処理ガス噴射モジュール１４４ａは、外部の表面処理ガス供給手段からガス供給孔２２０を通してガス噴射空間２１２に供給される表面処理ガスＴＧを第４ガス噴射領域１２０ｄに下向き噴射する。これによって、前記表面処理ガスＴＧは、基板支持部１２０の回転によって移動して前記表面処理ガス噴射モジュール１４４ａの下部、すなわち、第４ガス噴射領域１２０ｄを通過する基板Ｗに噴射される。

【0062】

上述した本発明の実施形態に係る基板処理装置を用いた基板処理方法を説明すると、次の通りである。

【0063】

まず、複数の基板Ｗを基板支持部１２０に一定の間隔でローディングさせて安着させる。

【0064】

その後、複数の基板Ｗがローディングされて安着された基板支持部１２０を、所定の方向（例えば、反時計方向）に回転させる。

【0065】

次いで、前述した工程ガス噴射部１４２と表面処理ガス噴射部１４４のそれぞれを通じて、ソースガスＳＧ、反応ガスＲＧ、及び表面処理ガスＴＧを空間的に分離して第１〜第４ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄに下向き噴射する。このとき、前記ソースガスＳＧは、前述したソースガス噴射モジュール１４２ａを介して第１ガス噴射領域１２０ａに下向き噴射され、前記反応ガスＲＧは、前述した第１及び第２反応ガス噴射モジュール１４２ｂ，１４２ｃのそれぞれを介して第２及び第３ガス噴射領域１２０ｂ，１２０ｃに下向き噴射され、表面処理ガスＴＧは、前述した表面処理ガス噴射モジュール１４４ａを介して第４ガス噴射領域１２０ｄに下向き噴射される。このとき、ソースガスＳＧ、反応ガスＲＧ、及び表面処理ガスＴＧのそれぞれは同時に噴射されるか、または基板支持部１２０の回転速度と基板Ｗの移動によって順次噴射されてもよい。

【0066】

これによって、複数の基板Ｗのそれぞれは、基板支持部１２０の回転によって前記第１〜第３ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのそれぞれを通過することによって、前記第１〜第３ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃに噴射されるソースガスＳＧと反応ガスＲＧに露出し、これによって、複数の基板Ｗのそれぞれには、ソースガスＳＧと反応ガスＲＧの相互反応により所定の薄膜が蒸着される。そして、所定の薄膜が蒸着された基板Ｗは、基板支持部１２０の回転によって前記第４ガス噴射領域１２０ｄを通過することによって、前記第４ガス噴射領域１２０ｄに噴射される表面処理ガスＴＧに露出する。このとき、表面処理ガスＴＧは、基板Ｗに蒸着された薄膜を表面処理（Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）することで、薄膜の表面及び内部に存在する不純物などを除去する。

【0067】

一例として、基板Ｗ上に窒化チタン（ＴｉＮ）薄膜を蒸着する場合、前述したソースガス噴射モジュール１４２ａは、四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）ガスを含むソースガスＳＧを噴射し、第１及び第２反応ガス噴射モジュール１４２ｂ，１４２ｃのそれぞれは、アンモニア（ＮＨ３）ガスからなる反応ガスＲＧを噴射し、表面処理ガス噴射モジュール１４４ａは、水素（Ｈ２）ガスと窒素（Ｎ２）ガスとの混合ガスからなる表面処理ガスＴＧを噴射することができる。これによって、基板Ｗ上には、四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）ガスを含むソースガスＳＧとアンモニア（ＮＨ３）ガスからなる反応ガスＲＧとの相互反応により窒化チタン（ＴｉＮ）薄膜が蒸着される。そして、基板Ｗに蒸着された窒化チタン（ＴｉＮ）薄膜の表面及び内部に存在する不純物である塩素（ｃｈｌｏｒｉｎｅ）成分は、水素（Ｈ２）ガスと窒素（Ｎ２）ガスとの混合ガスからなる表面処理ガスＴＧと結合することで、塩化水素（ＨＣｌ）ガスと窒素（Ｎ２）ガスになって除去される。

【0068】

図５は、本発明の第１実施形態に係る基板処理方法の他の実施形態を説明するための図であって、これは、図３において基板支持部１２０の１２時方向に安着された基板Ｗに対する薄膜蒸着工程及び表面処理工程を例に挙げて説明するためのものである。

【0069】

まず、工程空間では、基板支持部１２０が１回転する１サイクルの間、前記基板Ｗに対する薄膜蒸着工程及び表面処理工程を順次行うことができる。

【0070】

具体的に、前記基板Ｗは、前記基板支持部１２０の１回転によって、基板支持部１２０上に定義される第１〜第８区間Ｐ１〜Ｐ８を連続的に通過するようになる。これによって、前記基板Ｗには、ソースガスＳＧ、反応ガスＲＧ、反応ガスＲＧ、及び表面処理ガスＴＧが順次到達することになる。すなわち、１サイクルの第２区間Ｐ２の間、前記基板Ｗには、第１ガス噴射領域１２０ａに噴射されるソースガスＳＧが到達し、１サイクルの第４及び第６区間Ｐ４，Ｐ６の間、前記基板Ｗには、第２及び第３ガス噴射領域１２０ｂ，１２０ｃに噴射される反応ガスＲＧが到達し、１サイクルの第８区間Ｐ８の間、前記基板Ｗには、表面処理ガス噴射領域１２０ｄに噴射される表面処理ガスＴＧが到達する。

【0071】

したがって、前記基板Ｗが基板支持部１２０の回転によって１サイクルの第６区間Ｐ６を通過すると、前記基板Ｗには、ＡＬＤ工程に基づいたソースガスＳＧと反応ガスＲＧとの相互反応により所定の薄膜が蒸着される。そして、前記基板Ｗが基板支持部１２０の回転によって１サイクルの第８区間Ｐ８を通過すると、前記基板Ｗに蒸着された薄膜の表面及び内部に含まれた不純物などが、第４ガス噴射領域１２０ｄに噴射される表面処理ガスＴＧによる表面処理工程により除去される。

【0072】

一方、上述した基板処理方法では、前記１サイクルの間、ソースガスＳＧ、反応ガスＲＧ、及び表面処理ガスＴＧのそれぞれを同時に噴射する場合を説明したが、これに限定されず、ソースガスＳＧ、反応ガスＲＧ、及び表面処理ガスＴＧのそれぞれを毎サイクルごとに順次噴射することもできる。例えば、第１サイクルの間、前記ソースガスＳＧのみを噴射した後、第２サイクルの間、前記反応ガスＲＧのみを噴射した後、第３サイクルの間、前記表面処理ガスＴＧのみを噴射してもよい。

【0073】

以上のような本発明の第１実施形態に係る基板処理装置及び基板処理方法は、工程空間内で基板Ｗに薄膜を蒸着する薄膜蒸着工程と、基板Ｗに蒸着された薄膜に存在する不純物を除去する表面処理工程とを順次または反復的に行うことによって、基板Ｗに形成される薄膜の膜質を向上させることができ、ＡＬＤ方式の薄膜蒸着工程を通じて薄膜の膜質の制御を容易にすることができる。特に、本発明の実施形態は、基板に薄膜を蒸着した後、短い時間内に表面処理工程を行うので、表面処理ガスが薄膜の内部に深く浸透することができ、表面処理効率を増加させることができるだけでなく、薄膜の膜質、特に、同じ厚さにおいて比抵抗及び表面粗さを減少させることができる。

【0074】

図６は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置を概略的に示す斜視図であり、図７は、図６に示されたガス噴射部の配置構造を概念的に示す図である。

【0075】

図６及び図７を参照すると、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置は、工程チャンバ１１０、基板支持部１２０、チャンバリッド（Ｃｈａｍｂｅｒ Ｌｉｄ）１３０、及びガス噴射部１４０を含んで構成される。このような構成を有する本発明の第２実施形態に係る基板処理装置において、ガス噴射部１４０を除外した残りの構成は、上述した本発明の第１実施形態に係る基板処理装置と同一であるので、同一の構成についての重複説明は省略する。

【0076】

ガス噴射部１４０は、工程ガス噴射部１４２、表面処理ガス噴射部１４４、及びパージガス噴射モジュール１４６を含んで構成される。

【0077】

前記工程ガス噴射部１４２と前記表面処理ガス噴射部１４４のそれぞれは、上述した本発明の第１実施形態に係る基板処理装置と同一であるので、これらについての重複説明は省略する。

【0078】

前記パージガス噴射モジュール１４６は、第１〜第４ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ同士の間に定義されたパージガス噴射領域１２０ｅに重なるようにチャンバリッド１３０に設置される。これによって、前記パージガス噴射モジュール１４６は、工程ガス噴射部１４２と表面処理ガス噴射部１４４とのそれぞれの間、すなわち、前述したソースガス噴射モジュール１４２ａと前述した第１及び第２反応ガス噴射モジュール１４２ｂ，１４２ｃと前述した表面処理ガス噴射モジュール１４４ａとのそれぞれの間に配置される。

【0079】

前記パージガス噴射モジュール１４６は、前記工程ガス噴射部１４２及び前記表面処理ガス噴射部１４４の配置構造に応じて、“＋”字、“×”、または“＊”形状を有するように形成されて、チャンバリッド１３０に形成されたパージガス噴射モジュール設置部１３０ｅに挿入設置される。このようなパージガス噴射モジュール１４６は、外部のパージガス供給手段（図示せず）から供給されるパージガス（Ｐｕｒｇｅ Ｇａｓ）を複数のパージガス噴射空間１２０ｅのそれぞれに下向き噴射する。

【0080】

前記パージガスは、基板Ｗに蒸着されていないソースガスＳＧ及び／又はソースガスＳＧと反応せずに残存する反応ガスＲＧをパージ（Ｐｕｒｇｅ）する役割を果たす。また、前記パージガスは、第１〜第４ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ同士の間に噴射されてエアカーテンを形成することによって、第１〜第４ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄにおいて噴射されているガスを空間的に分離する役割も共に行う。そのために、前記パージガスは不活性ガスからなることができる。

【0081】

このような本発明の第２実施形態に係る基板処理装置を用いた基板処理方法は、第１〜第４ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ同士の間に定義されたパージガス噴射領域１２０ｅにパージガスをさらに噴射することを除いては、上述した本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を用いた基板処理方法と同一である。これによって、本発明の第２実施形態は、パージガスを用いて、基板Ｗに蒸着されていないソースガスＳＧ及び／又はソースガスＳＧと反応せずに残存する反応ガスＲＧをパージさせることによって、基板Ｗに蒸着される薄膜の膜質をより向上させることができる。

【0082】

図８は、本発明の第２実施形態に係る基板処理方法の他の実施形態を説明するための図であって、これは、図７において基板支持部１２０の１２時方向に安着された基板Ｗに対する薄膜蒸着工程及び表面処理工程を例に挙げて説明するためのものである。

【0083】

まず、工程空間内では、基板支持部１２０が１回転する１サイクルの間、前記基板Ｗに対する薄膜蒸着工程及び表面処理工程を順次行うことができる。

【0084】

具体的に、前記基板Ｗは、前記基板支持部１２０の１回転によって、基板支持部１２０上に定義される第１〜第８区間Ｐ１〜Ｐ８を連続的に通過するようになる。これによって、前記基板Ｗには、パージガスＰＧ、ソースガスＳＧ、パージガスＰＧ、反応ガスＲＧ、パージガスＰＧ、反応ガスＲＧ、パージガスＰＧ、及び表面処理ガスＴＧが順次到達することになる。すなわち、１サイクルの第１、第３、第５、第７区間Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ７の間、前記基板Ｗには、パージガス噴射領域１２０ｅに噴射されるパージガスＰＧが到達し、１サイクルの第２区間Ｐ２の間、前記基板Ｗには、第１ガス噴射領域１２０ａに噴射されるソースガスＳＧが到達し、１サイクルの第４及び第６区間Ｐ４，Ｐ６の間、前記基板Ｗには、第２及び第３ガス噴射領域１２０ｂ，１２０ｃに噴射される反応ガスＲＧが到達し、１サイクルの第８区間Ｐ８の間、前記基板Ｗには、表面処理ガス噴射領域１２０ｄに噴射される表面処理ガスＴＧが到達する。

【0085】

したがって、前記基板Ｗが基板支持部１２０の回転によって１サイクルの第１〜第７区間Ｐ１〜Ｐ７を通過すると、前記基板Ｗには、ＡＬＤ工程に基づいたソースガスＳＧと反応ガスＲＧとの相互反応により所定の薄膜が蒸着される。このとき、１サイクルの第３区間Ｐ３では、ソースガスＳＧによって基板Ｗの表面に蒸着されたソース物質の一部、すなわち、基板Ｗに蒸着されていないソース物質がパージガスＰＧによって除去され、１サイクルの第５及び第７区間Ｐ５，Ｐ７では、ソースガスＳＧと反応せずに残存する反応ガスＲＧがパージガスＰＧによって除去される。そして、前記基板Ｗが基板支持部１２０の回転によって１サイクルの第８区間Ｐ８を通過すると、前記基板Ｗに蒸着された薄膜の表面及び内部に含まれた不純物などが、第４ガス噴射領域１２０ｄに噴射される表面処理ガスＴＧによる表面処理工程により除去される。

【0086】

上述した基板処理方法では、前記１サイクルの間、ソースガスＳＧ、反応ガスＲＧ、及び表面処理ガスＴＧのそれぞれを同時に噴射する場合を説明したが、これに限定されず、パージガスＰＧは持続的に噴射され、ソースガスＳＧ、反応ガスＲＧ、及び表面処理ガスＴＧのそれぞれは毎サイクルごとに順次噴射されてもよい。例えば、他の例の基板処理方法では、第１サイクルの間、前記ソースガスＳＧのみが噴射された後、第２サイクルの間、前記反応ガスＲＧのみが噴射された後、第３サイクルの間、前記表面処理ガスＴＧのみが噴射されてもよい。ここで、前記表面処理ガスＴＧは、前記第１〜第３サイクルのうち少なくとも１つのサイクルの間に噴射することができる。

【0087】

以上のような本発明の第２実施形態に係る基板処理装置及び基板処理方法は、パージガスを用いて、基板Ｗに蒸着されていないソースガスＳＧ及び／又はソースガスＳＧと反応せずに残存する反応ガスＲＧをパージすることによって、基板Ｗに蒸着される薄膜の膜質をより改善することができる。

【0088】

図９は、本発明の第１及び第２実施形態の基板処理装置において、変形第１実施形態に係るガス噴射モジュールを説明するための断面図であって、これは、図４に示されたガス噴射モジュールのガス噴射空間２１２にガス噴射パターン部材２３０をさらに形成したものである。以下では、異なる構成についてのみ説明する。

【0089】

前記ガス噴射パターン部材２３０は、前述したガス噴射空間２１２に供給されて基板支持部１２０上に下向き噴射されるガスＳＧ，ＲＧ，ＴＧの噴射圧力を増加させる。このとき、前記ガス噴射パターン部材２３０は、ガス噴射空間２１２のガス噴射口を覆うように接地側壁２１０ｂの下面に一体化されるか、または極性を有しない絶縁材質の絶縁板（またはシャワーヘッド）の形態で形成されて、ガス噴射空間２１２のガス噴射口を覆うように接地側壁２１０ｂの下面に結合されてもよい。これによって、ガス噴射空間２１２は接地プレート２１０ａと前記ガス噴射パターン部材２３０との間に設けられることによって、前述したガス供給孔２２０を通してガス噴射空間２１２に供給されるガスＳＧ，ＲＧ，ＴＧは、ガス噴射空間２１２の内部で拡散及びバッファリングされる。

【0090】

前記ガス噴射パターン部材２３０は、ガス噴射空間２１２に供給されるガスＳＧ，ＲＧ，ＴＧを基板Ｗ側に下向き噴射するためのガス噴射パターン２３２を含んで構成される。

【0091】

前記ガス噴射パターン２３２は、一定の間隔を有するように前記ガス噴射パターン部材２３０を貫通する複数の孔（または複数のスリット）形状に形成されて、ガス噴射空間２１２に供給されるガスＳＧ，ＲＧ，ＴＧを所定の圧力で下向き噴射する。このとき、前記複数の孔のそれぞれの直径及び／又は間隔は、基板支持部１２０の回転による角速度に基づいて移動する基板Ｗの全領域に均一な量のガスが噴射されるように設定することができる。一例として、複数の孔のそれぞれの直径は、基板支持部１２０の中心部分に隣接するガス噴射モジュールの内側から基板支持部１２０の縁部に隣接するガス噴射モジュールの外側に行くほど増加することができる。

【0092】

前述した前記ガス噴射パターン部材２３０は、前記ガス噴射パターン２３２を通して前記ガスＳＧ，ＲＧ，ＴＧを下向き噴射し、孔が形成された板形状によりガスＳＧ，ＲＧ，ＴＧの噴射を遅延させたり停滞させることによってガスの使用量を減少させ、ガスの使用効率性を増大させる。

【0093】

図１０は、本発明の第１及び第２実施形態の基板処理装置において、変形第２実施形態に係るガス噴射モジュールを説明するための断面図であって、これは、図４に示されたガス噴射モジュールのガス噴射空間２１２にプラズマ電極２５０をさらに形成したものである。以下では、異なる構成についてのみ説明する。

【0094】

まず、図４を含めて前述した基板処理装置では、ソースガス、反応ガス、及び表面処理ガスが活性化されていない状態で基板上に噴射される。しかし、基板上に蒸着しようとする薄膜の材質によって、ソースガス、反応ガス、及び表面処理ガスのうち少なくとも１種類のガスを活性化させて基板上に噴射する必要性がある。これによって、本発明の第１及び第２実施形態の基板処理装置は、ソースガス、反応ガス、及び表面処理ガスのうち少なくとも１種類のガスを活性化させて基板上に噴射することを特徴とする。

【0095】

変形第２実施形態に係るソースガス噴射モジュール１４２ａ、第１及び第２反応ガス噴射モジュール１４２ｂ，１４２ｃ、及び表面処理ガス噴射モジュール１４４ａのそれぞれは、ガス噴射空間２１２に挿入配置されたプラズマ電極２５０をさらに含んで構成されてもよい。そのために、ハウジング２１０の接地プレート２１０ａには、ガス噴射空間２１２に連通する絶縁部材挿入孔２２２が形成され、前記絶縁部材挿入孔２２２には絶縁部材２４０が挿入される。前記絶縁部材２４０には、ガス噴射空間２１２に連通する電極挿入孔２４２が形成され、プラズマ電極２５０は前記電極挿入孔２４２に挿入される。

【0096】

前記プラズマ電極２５０は、ガス噴射空間２１２に挿入されて接地側壁２１０ｂと並んで配置される。ここで、前記プラズマ電極２５０の下面は、接地側壁２１０ｂの下面と同一線上（ＨＬ）に位置するか、または接地側壁２１０ｂの下面から所定の高さを有するように突出してもよい。そして、前記接地側壁２１０ｂは、プラズマ電極２５０と共にプラズマを形成するための接地電極の役割を果たす。

【0097】

前記プラズマ電極２５０は、プラズマ電源供給部２６０から供給されるプラズマ電源によって、ガス噴射空間２１２に供給されるガス（ＳＧ，ＲＧ，ＴＧ）からプラズマを形成する。このとき、前記プラズマは、プラズマ電源によってプラズマ電極２５０と接地電極との間にかかる電場によって、プラズマ電極２５０と接地電極との間に形成される。これによって、ガス噴射空間２１２に供給されるガス（ＳＧ，ＲＧ，ＴＧ）は、前記プラズマによって活性化されて基板Ｗ上に局部的に噴射される。このとき、基板Ｗ及び／又は基板Ｗに蒸着される薄膜が前記プラズマによって損傷することを防止するために、プラズマ電極２５０と接地電極との間の間隔（またはギャップ）は、プラズマ電極２５０と基板Ｗとの間の間隔よりも狭く設定される。これによって、本発明は、基板Ｗとプラズマ電極２５０との間に前記プラズマを形成させずに、基板Ｗから離隔するように並んで配置されたプラズマ電極２５０と接地電極との間に前記プラズマを形成させることによって、前記プラズマによる基板Ｗ及び／又は薄膜の損傷を防止することができる。

【0098】

前記プラズマ電源は、高周波電力またはＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電力、例えば、ＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電力、ＭＦ（Ｍｉｄｄｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電力、ＨＦ（Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電力、またはＶＨＦ（Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電力であってもよい。このとき、ＬＦ電力は３ｋＨｚ〜３００ｋＨｚの範囲の周波数を有し、ＭＦ電力は３００ｋＨｚ〜３ＭＨｚの範囲の周波数を有し、ＨＦ電力は３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの範囲の周波数を有し、ＶＨＦ電力は３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの範囲の周波数を有することができる。

【0099】

前記プラズマ電極２５０とプラズマ電源供給部２６０とを連結する給電ケーブルにはインピーダンスマッチング回路（図示せず）が接続されてもよい。前記インピーダンスマッチング回路は、プラズマ電源供給部２６０からプラズマ電極２５０に供給されるプラズマ電源の負荷インピーダンスとソースインピーダンスを整合させる。このようなインピーダンスマッチング回路は、可変キャパシタ及び可変インダクタのうち少なくとも１つで構成される少なくとも２つのインピーダンス素子（図示せず）からなることができる。

【0100】

このような、プラズマ電極２５０を含むガス噴射モジュールを含む本発明の実施形態に係る基板処理装置において、前述したサイクルにおいて使用される表面処理ガスのプラズマを通じて薄膜の膜質を改善することができる。

【0101】

一例として、前述したサイクルにおいて、表面処理ガスとして酸素（Ｏ２）ガス又は亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）ガスを使用する場合、酸素プラズマを通じて薄膜の膜質を改善することができる。特に、前記酸素プラズマを用いる場合、薄膜の密度を増加させることができ、酸素欠乏（ｏｘｙｇｅｎ ｖａｃａｎｃｙ）を減少させて薄膜の膜質を向上させることができ、水素（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ）又は水酸基（ＯＨ）の除去が可能であり、酸化−窒化物（Ｏｘｙ−Ｎｉｔｒｉｄｅ）薄膜の形成が可能となる。

【0102】

他の例として、前述したサイクルにおいて、表面処理ガスとしてアルゴン（Ａｒ）ガス又はヘリウム（Ｈｅ）ガスを使用する場合、前述したサイクルにおいて表面処理工程とパージ工程が同時に行われるので、アルゴン（Ａｒ）ガス又はヘリウム（Ｈｅ）ガスのプラズマによるパージ機能により薄膜の密度を高めることができ、これによって、薄膜のパターニング時の薄膜のエッチング率を減少させることができる。

【0103】

上述した説明では、変形第２実施形態に係るソースガス噴射モジュール１４２ａ、第１及び第２反応ガス噴射モジュール１４２ｂ，１４２ｃ、及び表面処理ガス噴射モジュール１４４ａのそれぞれが全てプラズマ電極２５０を含むように構成される場合を説明したが、これに限定されず、基板上に蒸着しようとする薄膜の材質によって、ソースガス及び／又は反応ガスは、活性化されていない状態で基板上に噴射することもできる。この場合、ソースガス噴射モジュール１４２ａ、第１及び第２反応ガス噴射モジュール１４２ｂ，１４２ｃのうち少なくとも１つは、プラズマ電極２５０を含んで構成されずに、図４又は図９のように構成されてもよい。

【0104】

上述した変形第２実施形態に係るガス噴射モジュールは、図９に示されたガス噴射パターン部材２３０をさらに含んで構成されてもよい。この場合、プラズマ電極２５０は、前記ガス噴射パターン部材２３０と接触しないようにガス噴射空間２１２の内部に配置される。

【0105】

図１１及び図１２は、本発明の第１及び第２実施形態の基板処理装置において、変形実施形態に係るガス噴射部を説明するための図である。

【0106】

まず、図３及び図７に示された上述した本発明の第１及び第２実施形態の基板処理装置において、ガス噴射部１４０は、１つのソースガス噴射モジュール１４２ａ、２つの反応ガス噴射モジュール１４２ｂ，１４２ｃ、及び１つの表面処理ガス噴射モジュール１４４ａを含んで構成される場合を説明したが、ソースガス噴射モジュール、反応ガス噴射モジュール、及び表面処理ガス噴射モジュールのそれぞれの個数は、基板Ｗに蒸着される薄膜の工程条件または工程特性に応じて様々に設定することができる。

【0107】

図１１を図２及び図６と結び付けると、第１変形実施形態に係るガス噴射部は、第１及び第２ソースガス噴射モジュール１４２ａ，１４２ｂ、１つの反応ガス噴射モジュール１４２ｃ、及び１つの表面処理ガス噴射モジュール１４４ａを含んで構成されるもので、これは、図３に示された第１反応ガス噴射モジュール１４２ｂがソースガス噴射モジュールに代替されたものである。そして、前記第１及び第２ソースガス噴射モジュール１４２ａ，１４２ｂ、１つの反応ガス噴射モジュール１４２ｃ、及び１つの表面処理ガス噴射モジュール１４４ａのそれぞれは、図４、図９、又は図１０に示された構造を有するように形成することができる。以下では、異なる構成についてのみ説明する。

【0108】

前記第１ソースガス噴射モジュール１４２ａは、チャンバリッド１３０の第１モジュール設置部１３０ａに挿入設置されて、前述した第１ガス噴射領域１２０ａにソースガスＳＧを噴射する。

【0109】

前記第２ソースガス噴射モジュール１４２ｂは、チャンバリッド１３０の第２モジュール設置部１３０ｂに挿入設置されて、前述した第２ガス噴射領域１２０ｂにソースガスＳＧを噴射する。

【0110】

前記反応ガス噴射モジュール１４２ｃは、チャンバリッド１３０の第３モジュール設置部１３０ｃに挿入設置されて、前述した第３ガス噴射領域１２０ｃに反応ガスＲＧを噴射する。

【0111】

前記表面処理ガス噴射モジュール１４４ａは、チャンバリッド１３０の第４モジュール設置部１３０ｄに挿入設置されて、前述した第４ガス噴射領域１２０ｄに表面処理ガスＴＧを噴射する。

【0112】

図１２を図２及び図６と結び付けると、第２変形実施形態に係るガス噴射部は、１つのソースガス噴射モジュール１４２ａ、１つの反応ガス噴射モジュール１４２ｂ、第１及び第２表面処理ガス噴射モジュール１４４ａ，１４４ｂを含んで構成されるもので、これは、図３に示された第２反応ガス噴射モジュール１４２ｃがパージガス噴射モジュールに代替されたものである。そして、前記１つのソースガス噴射モジュール１４２ａ、１つの反応ガス噴射モジュール１４２ｂ、第１及び第２表面処理ガス噴射モジュール１４４ａ，１４４ｂのそれぞれは、図４、図９、又は図１０に示された構造を有するように形成することができる。以下では、異なる構成についてのみ説明する。

【0113】

前記ソースガス噴射モジュール１４２ａは、チャンバリッド１３０の第１モジュール設置部１３０ａに挿入設置されて、前述した第１ガス噴射領域１２０ａにソースガスＳＧを噴射する。

【0114】

前記反応ガス噴射モジュール１４２ｂは、チャンバリッド１３０の第２モジュール設置部１３０ｂに挿入設置されて、前述した第２ガス噴射領域１２０ｂに反応ガスＲＧを噴射する。

【0115】

前記第１表面処理ガス噴射モジュール１４４ａは、チャンバリッド１３０の第３モジュール設置部１３０ｃに挿入設置されて、前述した第３ガス噴射領域１２０ｃに表面処理ガスＴＧを噴射する。

【0116】

前記第２表面処理ガス噴射モジュール１４４ｂは、チャンバリッド１３０の第４モジュール設置部１３０ｄに挿入設置されて、前述した第４ガス噴射領域１２０ｄに表面処理ガスＴＧを噴射する。

【0117】

結果的に、本発明の実施形態に係るガス噴射部は、ソースガス噴射モジュール、反応ガス噴射モジュール、及び表面処理ガス噴射モジュールを含んで構成され、ソースガス噴射モジュール、反応ガス噴射モジュール、及び表面処理ガス噴射モジュールのそれぞれの個数は、基板Ｗに蒸着される薄膜の工程条件または工程特性に応じて様々に設定することができる。

【0118】

図１３は、本発明の第３実施形態の基板処理装置のガス噴射部を説明するための図である。

【0119】

まず、図２乃至図１２を含めて前述した基板処理装置のガス噴射部は、工程空間内で基板支持部１２０の回転による基板Ｗの移動によってＡＬＤ蒸着工程が行われるように、ソースガスと反応ガスのそれぞれを空間的に分離して別途のガス噴射モジュールを介して噴射する。しかし、工程空間内で基板支持部１２０の回転によって基板Ｗを移動させながら、それぞれのガス噴射モジュールを介してソースガスと反応ガスを同時に噴射することによって、局部的なＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）蒸着工程を通じて基板Ｗに薄膜を蒸着することもできる。このような局部的なＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）蒸着工程を用いる場合、薄膜の蒸着速度及び生産性を向上させることができる。

【0120】

そのために、本発明の第３実施形態の基板処理装置のガス噴射部１４０は、図１３に示すように、工程ガス噴射部３４２及び表面処理ガス噴射部１４４を含んで構成されるもので、これは、工程ガス噴射部３４２の構造が変更されることを除いては、上述した実施形態のガス噴射部１４０と同一であるので、以下では、異なる構成についてのみ説明する。

【0121】

前記工程ガス噴射部３４２は、チャンバリッド１３０の第１〜第３モジュール設置部１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃのそれぞれに設置された第１〜第３工程ガス噴射モジュール３４２ａ，３４２ｂ，３４２ｃを含んで構成される。

【0122】

前記第１〜第３工程ガス噴射モジュール３４２ａ，３４２ｂ，３４２ｃのそれぞれは、図１４に示すように、ハウジング４１０、隔壁部材４１５、第１及び第２ガス供給孔４２０ａ，４２０ｂを含んで構成される。

【0123】

前記ハウジング４１０は、接地プレート４１０ａ及び接地側壁４１０ｂを含んで構成される。

【0124】

前記接地プレート４１０ａは、平板状に形成されてチャンバリッド１３０の上面に結合される。このような接地プレート４１０ａは、チャンバリッド１３０に電気的に接続されることによって、チャンバリッド１３０を介して電気的に接地される。

【0125】

前記接地側壁４１０ｂは、接地プレート４１０ａの下面縁部から所定の高さを有するように突出することで第１及び第２ガス噴射空間４１２ａ，４１２ｂを設ける。このような接地側壁４１０ｂは、前述したチャンバリッド１３０に設けられたモジュール設置部１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃに挿入される。このとき、前記接地側壁４１０ｂの下面は、チャンバリッド１３０の下面と同一線上に位置するか、またはチャンバリッド１３０の下面から突出しない。

【0126】

前記隔壁部材４１５は、接地プレート４１０ａの中央下面から垂直に突出することで、ハウジング４１０の内部に空間的に分離される第１及び第２ガス噴射空間４１２ａ，４１２ｂを設ける。これによって、前記第１及び第２ガス噴射空間４１２ａ，４１２ｂのそれぞれは、前記接地側壁４１０ｂと隔壁部材４１５に取り囲まれることによって空間的に分離される。前記隔壁部材４１５は、ハウジング４１０に一体化されて接地プレート４１０ａを介してチャンバリッド１３０に電気的に接地されることによって、接地電極の役割を果たす。

【0127】

前記第１ガス供給孔４２０ａは、接地プレート４１０ａを垂直貫通するように形成されて前記第１ガス噴射空間４１２ａに連通する。このとき、前記第１ガス供給孔４２０ａは、接地プレート４１０ａの長手方向に沿って一定の間隔を有するように複数形成することができる。このような前記第１ガス供給孔４２０ａは、ソースガス供給管（図示せず）を介して外部のソースガス供給手段に連結されて、ソースガス供給管を介して供給されるソースガスＳＧを第１ガス噴射空間４１２ａに供給する。これによって、ソースガスＳＧは、前記第１ガス噴射空間４１２ａ内で拡散して、前記第１ガス噴射空間４１２ａを通して前述したガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのそれぞれに下向き噴射されることによって、基板支持部１２０の回転によって移動して前記工程ガス噴射モジュール３４２ａ，３４２ｂ，３４２ｃの下部、すなわち、第１〜第３ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを通過する基板Ｗに噴射される。

【0128】

前記第２ガス供給孔４２０ｂは、接地プレート４１０ａを垂直貫通するように形成されて前記第２ガス噴射空間４１２ｂに連通する。このとき、前記第２ガス供給孔４２０ｂは、接地プレート４１０ａの長手方向に沿って一定の間隔を有するように複数形成することができる。このような前記第２ガス供給孔４２０ｂは、反応ガス供給管（図示せず）を介して外部の反応ガス供給手段に連結されて、反応ガス供給管を介して供給される反応ガスＲＧを第２ガス噴射空間４１２ｂに供給する。これによって、反応ガスＲＧは、前記第２ガス噴射空間４１２ｂ内で拡散して、前記第２ガス噴射空間４１２ｂを通して前述したガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのそれぞれに下向き噴射されることによって、基板支持部１２０の回転によって移動して前記工程ガス噴射モジュール３４２ａ，３４２ｂ，３４２ｃの下部、すなわち、第１〜第３ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを通過する基板Ｗに噴射される。

【0129】

このような第１〜第３工程ガス噴射モジュール３４２ａ，３４２ｂ，３４２ｃのそれぞれは、空間的に分離された第１及び第２ガス噴射空間４１２ａ，４１２ｂを通してソースガスＳＧと反応ガスＲＧを第１〜第３ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのそれぞれに同時に下向き噴射することによって、基板ＷにソースガスＳＧと反応ガスＲＧを同時に到達させる。これによって、基板支持部１２０の回転によって移動する基板Ｗは、前記工程ガス噴射モジュール３４２ａ，３４２ｂ，３４２ｃの下部、すなわち、第１〜第３ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを通過してソースガスＳＧと反応ガスＲＧに同時に露出されることによって、前記基板Ｗには、ソースガスＳＧと反応ガスＲＧとの相互反応によるＣＶＤ蒸着工程により所定の薄膜が蒸着される。

【0130】

前記工程ガス噴射モジュール３４２ａ，３４２ｂ，３４２ｃのそれぞれから共に噴射されるソースガスＳＧと反応ガスＲＧによって薄膜が蒸着された基板Ｗは、基板支持部１２０の回転によって移動して、図４、図９、又は図１０に示したような、前述した表面処理ガス噴射モジュール１４４ａの下部を通過することによって、活性化された又は活性化されていない表面処理ガスＴＧに露出され、これによって、前記薄膜に噴射される前記表面処理ガスＴＧは、前記基板Ｗに薄く蒸着された薄膜に浸透して、薄膜の表面及び内部に存在する不純物を除去することになる。ここで、前記表面処理ガス噴射モジュール１４４ａは、毎サイクルごとに、または複数のサイクルごとに前記表面処理ガスＴＧを基板Ｗ上に噴射するようになる。

【0131】

一方、前述した第１〜第３工程ガス噴射モジュール３４２ａ，３４２ｂ，３４２ｃのそれぞれは、第１及び第２ガス噴射空間４１２ａ，４１２ｂのそれぞれの下部を覆うようにハウジング４１０の下面に設置されたガス噴射パターン部材（図示せず）をさらに含んで構成されてもよい。このとき、前記ガス噴射パターン部材は、図９に示されたガス噴射パターン部材２３０と同一であるので、これについての説明は上述した説明を参照する。

【0132】

前述したガス噴射部１４０を含む本発明の第３実施形態の基板処理装置を用いた基板処理方法を説明すると、次の通りである。

【0133】

まず、複数の基板Ｗを基板支持部１２０に一定の間隔でローディングして安着させる。

【0134】

その後、複数の基板Ｗがローディングされて安着された基板支持部１２０を、所定の方向（例えば、反時計方向）に回転させる。

【0135】

次いで、前述した工程ガス噴射部３４２を介してソースガスＳＧと反応ガスＲＧを第１〜第３ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのそれぞれに局部的に下向き噴射すると同時に、表面処理ガス噴射部１４４を介して表面処理ガスＴＧを第４ガス噴射領域１２０ｄに下向き噴射する。このとき、前記ソースガスＳＧは、前述した第１〜第３工程ガス噴射モジュール３４２ａ，３４２ｂ，３４２ｃのそれぞれの第１ガス噴射空間４１２ａを通して第１〜第３ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのそれぞれに下向き噴射され、前記反応ガスＲＧは、前述した第１〜第３工程ガス噴射モジュール３４２ａ，３４２ｂ，３４２ｃのそれぞれの第２ガス噴射空間４１２ｂを通して第１〜第３ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのそれぞれに下向き噴射される。

【0136】

これによって、複数の基板Ｗのそれぞれは、基板支持部１２０の回転によって前記第１〜第３ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのそれぞれを通過することによって、前記第１〜第３ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのそれぞれに噴射されるソースガスＳＧ及び反応ガスＲＧに露出され、これによって、複数の基板Ｗのそれぞれには、ソースガスＳＧと反応ガスＲＧとの相互反応によるＣＶＤ蒸着工程により所定の薄膜が蒸着される。そして、所定の薄膜が蒸着された基板Ｗは、基板支持部１２０の回転によって前記第４ガス噴射領域１２０ｄを通過することによって、前記第４ガス噴射領域１２０ｄに噴射される表面処理ガスＴＧに露出される。このとき、表面処理ガスＴＧは、基板Ｗに薄く蒸着された薄膜を表面処理（Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）することで、薄膜の表面及び内部に存在する不純物などを除去する。

【0137】

このように、本発明の第３実施形態の基板処理装置を用いた基板処理方法は、工程空間でＣＶＤ薄膜蒸着工程を通じて基板Ｗに薄膜を蒸着した後、短い時間差をもって表面処理工程を行うので、薄膜の膜質を向上させることができ、薄膜の膜質の制御を容易にすることができる。特に、本発明の第３実施形態の基板処理装置及び基板処理方法は、毎サイクル内でＣＶＤ蒸着工程と表面処理工程を順次行うか、または毎サイクルごとにＣＶＤ蒸着工程を行い、複数のサイクルごとに表面処理工程を行うので、バルク（ｂｕｌｋ）薄膜を形成した後に表面処理を行う場合よりは、ＣＶＤ薄膜の膜質を改善することができる。

【0138】

一方、図１３では、ガス噴射部１４０が、３つの工程ガス噴射モジュール３４２ａ，３４２ｂ，３４２ｃ及び１つの表面処理ガス噴射モジュール１４４ａを含んで構成される場合を示したが、これに限定されず、ガス噴射部１４０は、隣接して配置される２つの工程ガス噴射モジュール及び隣接して配置される２つの表面処理ガス噴射モジュール１４４ａを含んで構成されてもよい。

【0139】

さらに、本発明の第３実施形態の基板処理装置のガス噴射部１４０は、第１〜第４ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ同士の間にパージガスを噴射するためのパージガス噴射モジュール（図示せず）をさらに含んで構成されてもよい。前記パージガス噴射モジュールは、図６及び図７に示されたパージガス噴射モジュール１４６と同一であるので、これについての説明は上述した説明を参照する。

【0140】

図１５は、本発明の第３実施形態の基板処理装置において、変形第１実施形態に係る工程ガス噴射モジュールを説明するための断面図であって、これは、図１４に示された工程ガス噴射モジュールの第２ガス噴射空間４１２ｂにプラズマ電極４５０をさらに形成したものである。以下では、異なる構成についてのみ説明する。

【0141】

まず、図１４を含めて上述した第３実施形態の基板処理装置では、反応ガスＲＧが活性化されていない状態で基板上に噴射される。しかし、基板上に蒸着しようとする薄膜の材質によって、反応ガスＲＧを活性化させて基板上に噴射する必要性がある。これによって、本発明の第３実施形態の基板処理装置の変形第１実施形態に係る工程ガス噴射モジュールは、反応ガスＲＧを活性化させて基板上に噴射する。

【0142】

変形第１実施形態に係る第１〜第３工程ガス噴射モジュール３４２ａ，３４２ｂ，３４２ｃのそれぞれは、第２ガス噴射空間４１２ｂに挿入配置されたプラズマ電極４５０をさらに含んで構成されてもよい。そのために、ハウジング４１０の接地プレート４１０ａには、第２ガス噴射空間４１２ｂに連通する絶縁部材挿入孔４２２が形成されており、前記絶縁部材挿入孔４２２には絶縁部材４４０が挿入されている。そして、前記絶縁部材４４０には、第２ガス噴射空間４１２ｂに連通する電極挿入孔４４２が形成されており、前記プラズマ電極４５０は前記電極挿入孔４４２に挿入される。

【0143】

前記プラズマ電極４５０は、第２ガス噴射空間４１２ｂに挿入されて接地側壁４１０ｂと並んで配置される。ここで、前記プラズマ電極４５０の下面は、接地側壁４１０ｂの下面と同一線上に位置するか、または接地側壁４１０ｂ及び接地隔壁４１５の下面から所定の高さを有するように突出してもよい。そして、前記接地側壁４１０ｂ及び接地隔壁４１５のそれぞれは、プラズマ電極４５０と共にプラズマを形成するための接地電極の役割を果たす。

【0144】

前記プラズマ電極４５０は、プラズマ電源供給部４６０から供給される前述したプラズマ電源によって、第２ガス噴射空間４１２ｂに供給される反応ガスＲＧからプラズマを形成する。このとき、前記プラズマは、プラズマ電源によってプラズマ電極４５０と接地電極との間にかかる電場によって、プラズマ電極４５０と接地電極との間に形成される。これによって、第２ガス噴射空間４１２ｂに供給される反応ガスＲＧは、前記プラズマによって活性化されて基板Ｗ上に局部的に噴射される。

【0145】

図１６は、本発明の第３実施形態の基板処理装置において、変形第２実施形態に係る工程ガス噴射モジュールを説明するための断面図であって、これは、図１５に示された工程ガス噴射モジュールの第１ガス噴射空間４１２ａにガス噴射パターン部材４３０をさらに形成したものである。以下では、異なる構成についてのみ説明する。

【0146】

まず、前述した第１〜第３工程ガス噴射モジュール３４２ａ，３４２ｂ，３４２ｃのそれぞれの第１及び第２ガス噴射空間４１２ａ，４１２ｂは、接地隔壁４１５によって空間的に分離されるが、第２ガス噴射空間４１２ｂから噴射される活性化された反応ガスＲＧが、隣接する第１ガス噴射空間４１２ａに拡散、逆流、及び浸透し得る。この場合、第１ガス噴射空間４１２ａ内で、前記ソースガスＳＧと前記活性化された反応ガスＲＧとが互いに反応し、これによって、第１ガス噴射空間４１２ａの内壁に異常薄膜が蒸着されるか、またはパウダー成分の異常薄膜が形成されて基板に落ちるパーティクルが生成されることがある。

【0147】

前記ガス噴射パターン部材４３０は、第１ガス噴射空間４１２ａの下部を覆うようにハウジング４１０の下部に設置されて、第１ガス噴射空間４１２ａに供給されて下向き噴射されるソースガスＳＧの噴射圧力を増加させることによって、前記隔壁部材４１５を挟んで隣接する第２ガス噴射空間４１２ｂから噴射される活性化された反応ガスＲＧが、第１ガス噴射空間４１２ａに拡散、逆流、及び浸透することを防止する。このような前記ガス噴射パターン部材４３０は、図９に示されたガス噴射パターン部材２３０と同一の構造を有するので、これについての重複説明は省略する。

【0148】

一方、前述した前記ガス噴射パターン部材４３０は、第２ガス噴射空間４１２ｂの下部を覆うようにハウジング４１０の下部にさらに設置されて、第２ガス噴射空間４１２ｂで活性化される反応ガスＲＧを所定の圧力で下向き噴射することもできる。

【0149】

このような変形第２実施形態に係る工程ガス噴射モジュールを含む本発明の第３実施形態の基板処理装置は、前記ガス噴射パターン部材４３０を通して、第１ガス噴射空間４１２ａに供給されるソースガスＳＧを所定の圧力で下向き噴射することによって、第２ガス噴射空間４１２ｂから噴射される活性化された反応ガスＲＧによって第１ガス噴射空間４１２ａの内壁に異常薄膜が蒸着されることを防止することができる。

【0150】

図１７は、本発明の第３実施形態の基板処理装置において、変形第３実施形態に係る工程ガス噴射モジュールを説明するための断面図であって、これは、図１６に示された工程ガス噴射モジュールの第１ガス噴射空間４１２ａにプラズマ電極４５０をさらに形成したものである。以下では、異なる構成についてのみ説明する。

【0151】

まず、図１６を含めて前述した第３実施形態の基板処理装置では、ソースガスＳＧが活性化されていない状態で基板上に噴射される。しかし、基板上に蒸着しようとする薄膜の材質によって、ソースガスＳＧを活性化させて基板上に噴射する必要性がある。これによって、本発明の第３実施形態の基板処理装置の変形第３実施形態に係る工程ガス噴射モジュールは、ソースガスＳＧも活性化させて基板上に噴射する。

【0152】

変形第３実施形態に係る第１〜第３工程ガス噴射モジュール３４２ａ，３４２ｂ，３４２ｃのそれぞれは、第１ガス噴射空間４１２ａに挿入配置されたプラズマ電極４５０’をさらに含んで構成されてもよい。そのために、ハウジング４１０の接地プレート４１０ａには、第１ガス噴射空間４１２ａに連通する絶縁部材挿入孔４２２’が形成されており、前記絶縁部材挿入孔４２２’には絶縁部材４４０’が挿入されている。そして、前記絶縁部材４４０’には、第１ガス噴射空間４１２ａに連通する電極挿入孔４４２’が形成されており、前記プラズマ電極４５０’は前記電極挿入孔４４２’に挿入される。

【0153】

前記プラズマ電極４５０’は、第１ガス噴射空間４１２ａに挿入されて接地側壁４１０ｂと並んで配置される。ここで、前記プラズマ電極４５０’の下面は、ガス噴射パターン部材４３０の上面から離隔するように電極挿入孔４４２’に挿入されて第１ガス噴射空間４１２ａに配置される。

【0154】

前記プラズマ電極４５０’は、プラズマ電源供給部４６０’から供給される前述したプラズマ電源によって、第１ガス噴射空間４１２ａに供給されるソースガスＳＧからプラズマを形成する。このとき、前記プラズマは、プラズマ電源によってプラズマ電極４５０’と接地電極との間にかかる電場によって、プラズマ電極４５０’と接地電極との間に形成される。これによって、第１ガス噴射空間４１２ａに供給されるソースガスＳＧは、前記プラズマによって活性化されて基板Ｗ上に局部的に噴射される。

【0155】

前記第１ガス噴射空間４１２ａに配置されるプラズマ電極４５０’及び前記第２ガス噴射空間４１２ｂに配置されるプラズマ電極４５０のそれぞれには、１つのプラズマ電源供給部または互いに異なるプラズマ電源供給部４６０，４６０’から、同一または異なるプラズマ電源が供給されてもよい。

【0156】

以上のような本発明の実施形態に係る基板処理装置及び基板処理方法では、ガス噴射部が、ソースガス、反応ガス、及び表面処理ガスを噴射するために４つのガス噴射モジュールを含んで構成される場合を図示し、説明したが、これに限定されず、前記ガス噴射部は、ソースガス、反応ガス、及び表面処理ガスのそれぞれを別々に噴射するための３つ以上のガス噴射モジュールを含んで構成されるか、ソースガスと反応ガスを共に噴射する２つ以上の工程ガス噴射モジュール及び表面処理ガスを噴射する１つ以上の表面処理ガス噴射モジュールを含んで構成されてもよい。

【0157】

図１８は、本発明の第４実施形態の基板処理装置において、ガス噴射部の配置構造を概念的に示す図であって、これは、図６及び図７に示されたパージガス噴射モジュールの構造を変更して構成したものである。以下では、異なる構成についてのみ説明する。

【0158】

まず、図６乃至図１７を参照して上述した本発明の実施形態では、第１〜第４ガス噴射領域１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ同士の間に定義されたパージガス噴射領域１２０ｅに、パージガスが活性化されていない状態で噴射される。しかし、プラズマを用いて前記パージガスを活性化させて前記パージガス噴射領域１２０ｅ（図６参照）に噴射することもできる。

【0159】

具体的に、本発明の第４実施形態の基板処理装置のパージガス噴射モジュール１４６は、図１０に示されたガス噴射モジュールと同様に、接地電極の役割を果たすハウジング２１０及び前記ハウジング２１０の内部に挿入設置されたプラズマ電極２５０を含んで形成されるので、これについての重複説明は省略する。

【0160】

このような本発明の第４実施形態の基板処理装置及び基板処理方法は、パージガス噴射モジュール１４６にプラズマを形成し、前記プラズマによって活性化されたパージガスを基板上に噴射することによって、活性化されたパージガスによってパージ工程と表面処理工程が同時に行われるので、基板に蒸着された薄膜の密度を増加させることができる。特に、パージガスとしてアルゴン（Ａｒ）又はヘリウム（Ｈｅ）を使用する場合、本発明の第４実施形態の基板処理装置及び基板処理方法は、基板に蒸着される薄膜の密度を高めることで、薄膜のパターニング時の薄膜のエッチング率を低下させるという効果がある。

【0161】

一方、本発明の第４実施形態の基板処理装置は、前記パージガス噴射モジュール１４６を通じて活性化されたパージガスを噴射して、パージ工程と表面処理工程を同時に行うことができるので、前記パージガス噴射モジュール１４６から噴射される活性化されたパージガスは、活性化された表面処理ガスとして基板上に噴射される。これによって、前記パージガス噴射モジュール１４６は、表面処理ガス噴射モジュールとして使用されて、前述した表面処理ガス噴射モジュール１４４ａの機能に代わるので、前述した表面処理ガス噴射モジュール１４４ａは省略することができる。

【0162】

図１９は、本発明の実施形態の基板処理工程と従来のＣＶＤ工程及びＡＬＤ工程のそれぞれによって形成された薄膜の厚さによる比抵抗を比較して示すグラフである。

【0163】

図１９からわかるように、本発明の実施形態の基板処理装置及び基板処理方法により基板に蒸着された薄膜の比抵抗は、同じ厚さにおいて一般的なＣＶＤ工程又はＡＬＤ工程によって形成された薄膜よりも低いことを確認することができる。

【0164】

図２０は、本発明の実施形態及び従来の基板処理工程のそれぞれによって形成された薄膜の厚さによる表面粗さを比較して示すグラフである。

【0165】

図２０からわかるように、本発明の実施形態の基板処理装置及び基板処理方法により基板に蒸着された薄膜の表面粗さは、従来の基板処理工程により形成された薄膜よりも相対的に小さいことを確認することができる。

【0166】

本発明の属する技術分野の当業者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施できるということを理解できるはずである。したがって、以上記述した実施形態は、すべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。本発明の範囲は、上記詳細な説明よりは、後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導かれる全ての変更又は変形された形態が本発明の範囲に属するものと解さねばならない。

【符号の説明】

【0167】

１１０ 工程チャンバ
１２０ 基板支持部
１３０ チャンバリッド
１４０ ガス噴射部
１４２ 工程ガス噴射部
１４２ａ ソースガス噴射モジュール
１４２ｂ，１４２ｃ 反応ガス噴射モジュール
１４４ 表面処理ガス噴射部
１４４ａ 表面処理ガス噴射モジュール
１４６ パージガス噴射モジュール。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】