JP2000077337A - ガス処理装置およびガス処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は処理室に設置されたワークにガス
を均一に作用させることができるようにしたガス処理装
置を提供することにある。 【解決手段】 ワーク３をガスによって処理するガス処
理装置において、チャンバ１と、このチャンバ内を上記
ワークが設置される処理室９と上記ガスが供給される供
給室８とに隔別するとともにこの供給室に供給されたガ
スを上記処理室に拡散導入する導入孔７ａが形成された
拡散板７と、上記供給室に設けられこの供給室に供給さ
れたガスの流れを上記拡散板の径方向中心部の上方から
この拡散板に向かう方向に制御する筒状体２４と、上記
処理室の底部に設けられ上記拡散板の導入孔を通過して
処理室に導入されたガスを上記処理室の周辺部から分散
板２５を介してほぼ均等に排出する排出孔１１とを具備
したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はチャンバ内に設置
されたワークにガスを作用させて処理するガス処理装置
及びガス処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、半導体ウエハや液晶用ガラス
基板などのワークを化学反応を生じるガスを用いて処理
する真空プロセスでは、プラズマＣＶＤ装置、エッチン
グ装置、アッシング装置などのプラズマ処理装置が知ら
れている。

【０００３】これらプラズマ処理装置においては、チャ
ンバ内に供給される原料となるガスをプラズマのエネル
ギによって励起することで活性化させたのち、上記ワー
クに作用させてこのワークに所望の処理を行うようにし
ている。

【０００４】図６（ａ）はプラズマ処理装置としての従
来のダウンフロー型のエッチング装置を示す。このエッ
チング装置はチャンバ１を有する。このチャンバ１内に
はテーブル２が設けられ、このテーブル２上にはワーク
３が載置される。

【０００５】上記チャンバ１の周壁の上部には、一端が
図示しないガスの供給源に接続されガス供給管４の他端
が接続されている。このガス供給管４の中途部にはマイ
クロ波の導波管５が接続されている。それによって、上
記ガス供給管４から上記チャンバ１に供給されるガスは
上記導波管５に供給されるマイクロ波によって励起され
るようになっている。

【０００６】上記チャンバ１内の高さ方向中途部には段
部６が形成され、この段部６には上記テーブル２と対応
する部分に多数の導入孔７ａが穿設された拡散板７が周
辺部を係合させて設けられている。上記ガス供給管４か
らチャンバ１内に供給されたガスは上記拡散板７の導入
孔７ａを通過してテーブル２上のワーク３に作用する。
すなわち、上記拡散板７はチャンバ１の内部空間を、上
記ガス供給管４からガスが供給される供給室８と、上記
ワーク３が設置されこのワーク３を励起されたガスによ
って処理する処理室９とに隔別している。

【０００７】上記処理室９の底部の周辺部には周方向に
所定間隔で複数の排出孔１１が形成されている。各排出
孔１１には排出管１２が接続され、これら排出管１２は
図示しない排出ポンプに連通している。

【０００８】このような構成のエッチング装置におい
て、供給室８にはガス供給管４からのガスがその径方向
一端側から流入する。そして、供給室８に流入したガス
は、図６（ｂ）に矢印で示すように供給室８の内周壁に
沿って渦を巻きながら流れて拡散板７の導入孔７ａを通
過して処理室９へ流入する。

【０００９】そのため、ガス供給管４から供給室８に供
給されたガスは、この供給室８内における圧力分布が不
均一、つまり供給室８の周辺部の圧力が中心部に比べて
高くなり、その圧力分布に応じて拡散板７の導入孔７ａ
を通過して処理室９へ流入することになるから、この従
来技術においてはこの処理室９内のガスの分布状態も、
周辺部分が多く、中央部分が少ない不均一な分布状態に
なること、つまりガスの分布状態に偏りが生じることが
避けられなかった。

【００１０】そのため、処理室９内に設けられたワーク
３へのガスの供給状態も周辺部分に比べて中央部分が少
ない不均一な状態になるため、上記ワーク３の処理が不
均一になるということが避けられなかった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように、ガス供給
管からのガスを拡散板によって均一に処理室へ供給でき
るようにしているものの、上記拡散板上におけるガスの
圧力分布は、周辺部分が中央部分に比べて高くなり、そ
の圧力の分布状態に応じて処理室に流入するから、この
処理室のワークを均一に処理することが困難であるとい
うことがあった。この発明は、処理室のワークに対して
ガスをほぼ均一に作用させることができるようにしたガ
ス処理装置及びガス処理方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ワー
クをガスによって処理するガス処理装置において、チャ
ンバと、このチャンバ内を上記ワークが設置される処理
室と上記ガスが供給される供給室とに隔別するとともに
この供給室に供給されたガスを上記処理室に拡散導入す
る導入孔が形成された拡散板と、上記供給室に設けられ
この供給室に供給されたガスの流れを上記拡散板の径方
向中心部であって上記ワークの対向側からこの拡散板に
向かう方向に制御する流れ方向制御手段と、上記処理室
の底部に設けられ上記拡散板の導入孔を通過して処理室
に導入されたガスを上記処理室から排出する排出手段と
を具備したことを特徴とする。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記流れ方向制御手段は、上記供給室内を２つの空
間部に隔別するとともに上記拡散板の径方向中心部に対
応する部分に通孔が形成された仕切板と、この仕切板の
上面側の上記通孔に対応する部分に設けられ上記供給室
の一方の上記空間部に供給されたガスの流れ方向を上記
ワークへ向う方向に変換して上記通孔を通過させる筒状
体とを具備したことを特徴とする。

【００１４】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、上記拡散板、仕切板及び筒状体は一体形成されてい
ることを特徴とする。請求項４の発明は、チャンバ内に
設置されたワークをガスによって処理するガス処理方法
において、上記チャンバ内に上記ガスを供給する供給工
程と、上記ガスを拡散板によって拡散させる前にこのガ
スの流れを上記拡散板の径方向中心部の上方からこの拡
散板に向かう方向に制御する流れ方向制御工程と、チャ
ンバ内に供給されたガスを拡散板によって拡散させて上
記ワークに作用させる拡散工程と、上記ワークに作用し
たガスを上記チャンバから排出する排出工程とを具備し
たことを特徴とする。

【００１５】請求項１と請求項４の発明によれば、チャ
ンバ内に供給された供給室に供給されたガスの流れを、
拡散板の径方向中心部であってワークの対向側からこの
拡散板に向かう方向に制御するようにしたことで、上記
拡散板を通過してワークに向かうガスは、このワークの
中心部分から周辺部分に向かって流れるから、ワークの
板面に対してほぼ均一に作用することになる。

【００１６】請求項２の発明によれば、供給室に供給さ
れたガスの流れを、拡散板の径方向中心部であってワー
クの対向側からこの拡散板に向かう方向に制御するため
の流れ方向制御手段を、通孔が形成された仕切板と、こ
の仕切板の通孔に対応する部分に設けられた筒状体とか
ら構成したから、簡単な構成でガスがワークに対して均
一に作用するようその流れを制御することができる。請
求項３の発明によれば、拡散板、仕切板及び筒状体を一
体形成したことで、構成の簡略化や組立作業の容易化を
計ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図１乃至図３を参照して説明する。なお、図６（ａ）に
示す従来の構造と同一となっている部分には同一記号を
付して説明を省略する。

【００１８】この発明のガス処理装置は、チャンバ１の
供給室８内に拡散板７と一体化された仕切板２１が設け
られている。つまり、仕切板２１は拡散板７の上方に位
置し、これらの周縁部を連結する周壁２２によって一体
化されている。さらに、仕切板２１の径方向中心部には
通孔２３が穿設され、この通孔２３に対応する仕切板２
１の上面には筒状体２４がこの仕切板２１と一体形成さ
れている。つまり、拡散板７、仕切板２１および筒状体
２４の三者は一体形成されている。それによって、拡散
板７、仕切板２１および筒状体２４を上記チャンバ１内
へ容易に、しかも確実に組み込むことができるようにな
っている。

【００１９】上記仕切板２１によって上記チャンバ１の
供給室８は、仕切板２１の上面側の上部空間部８ａと、
下面側の下部空間部８ｂとに隔別され、上記供給管５は
上部空間部８ａに連通している。

【００２０】上記処理室９にはテーブル２の周辺部に全
長にわたって分散板２５が設けられている。この分散板
２５には周方向に所定間隔で複数、たとえば数十個の分
散孔２５ａが穿設されている。したがって、処理室９に
流入したガスは上記分散板２５の複数の分散孔２５ａを
通過して排出孔１１から排出されることで、テーブル２
の周辺部からほぼ均一に流出するようになっている。

【００２１】このような構成のガス処理装置において、
テーブル２上に載置されたワーク３をプラズマによって
励起されたガスでたとえばエッチング処理する場合に
は、図示しないガスの供給源から供給管４にガスを供給
するとともに、導波管５にマイクロ波を供給して上記供
給管４を流れるガスを励起する。それによって、ガスは
活性化されてチャンバ１の供給室８の上部空間部８ａに
流入する。

【００２２】上部空間部８ａに流入したガスはこの空間
部８ａの径方向に沿ってほぼ水平に流れ、仕切板２１に
突設された筒状体２４の上端開口からその内部を通過し
て通孔２３から下部空間部８ｂへ流入する。

【００２３】下部空間部８ｂに流入したガスは拡散板７
の上面の径方向中心部から周辺部に向かって流れながら
その導入孔７ａを通過して処理室９へ流入する。そのた
め、処理室９におけるガスの圧力分布、つまりワーク３
の上面におけるガスの圧力分布は、拡散板７の径方向中
心部に対応する部分が最も高く、周辺部に行くにつれて
低くなる。

【００２４】そして、処理室９に流入したガスは、図３
に示すようにワーク３の上面の中心部分から周辺部分に
向かって流れ、分散板２５の分散孔２５ａを通過して排
出孔１１から排出されるから、ガスはワーク３の上面全
体に対してほぼ均一に作用することになる。つまり、ワ
ーク３は上面がほぼ均一にエッチングされることにな
る。

【００２５】ワーク３の上面の中心部分から周辺部分に
流れたガスは分散板２５に穿設された分散孔２５ａを通
過して排出孔１１から排出される。上記分散孔２５ａは
テーブル２の周方向に沿ってほぼ等間隔で穿設されてい
る。そのため、ワーク３の周方向における排気状態がほ
ぼ均一になるから、そのことによっても、ワーク３の上
面におけるガスの流れが周方向において不均一になるの
を防止することができる。

【００２６】図４（ａ），（ｂ）はこの発明の第２の実
施の形態を示す。この実施の形態は拡散板７、仕切板２
１及び筒状体２４が別体に形成されているという点で上
記第１の実施の形態と相違している。そして、筒状体２
４の下端面には段部２４ａを形成し、仕切板２１に形成
された通孔２３に上記段部２４ａを嵌合させて接続す
る、いわゆるいんろう接続構造が採用されている。

【００２７】このような構造によれば、仕切板２１の通
孔２３に筒状体２４の下端面の段部２４ａを嵌合させる
だけで、筒状体２４を仕切板２１にずれ動くようなこと
なく接続することができる。

【００２８】この第２の実施の形態では筒状体２４を仕
切板２１に印篭接続したが、筒状体の下端面に段部２４
ａを形成せず、この筒状体２４を上記仕切板２１に溶接
接続するようにしてもよい。

【００２９】図５はこの発明の第３の実施の形態を示
す。この実施の形態のガス処理装置は、図４（ａ），
（ｂ）に示す第２の実施の形態の変形例で、チャンバ１
に導入された原料ガスを熱分解してワーク３の上面に積
層する熱ＣＶＤ装置である。テーブル２には上記ワーク
３を約１００〜７００℃の範囲で加熱制御することがで
きるヒータ３１が埋設されている。

【００３０】したがって、上記ヒータ３１によってワー
ク３を加熱してチャンバ１内へ原料ガスを導入すれば、
加熱されたワーク３によって原料ガスが熱分解され、所
定の成分だけが堆積して成膜することができる。

【００３１】なお、第３の実施の形態において、第２の
実施の形態と同一部分には同一記号を付して説明を省略
する。上記第３の実施の形態に示されたヒータ３１は、
第１の実施の形態に示されたガス処理装置のテーブル２
に設けるようにしてもよいこと、勿論である。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、チ
ャンバ内の供給室に供給されたガスを、処理室に設置さ
れたワークの全面にほぼ均一に作用させることができる
から、上記ガスによる上記ワークに対する処理を全面に
わたってほぼ均一に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態を示すガス処理装
置の縦断面図。

【図２】同じく一体化された拡散板、仕切板及び筒状体
の一部断面した斜視図。

【図３】同じく仕切板の下側の下部空間部におけるガス
の流れを示す説明図。

【図４】（ａ）はこの発明の第２の実施の形態を示すガ
ス処理装置の縦断面図、（ｂ）は同じく筒状体の一部断
面した斜視図。

【図５】この発明の第３の実施の形態を示すガス処理装
置の縦断面図。

【図６】（ａ）は従来のガス処理装置を示す縦断面図、
（ｂ）は同じく処理室におけるガスの流れを示す説明
図。

【符号の説明】

１…チャンバ ３…ワーク ７…拡散板 ７ａ…導入孔 ８…供給室 ９…処理室 １１…排出孔（排出手段） ２１…仕切板（流れ方向制御手段） ２４…筒状体（流れ方向制御手段） ２５…分散板（排出手段） ２５ａ…分散孔（排出手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークをガスによって処理するガス処理
   装置において、 チャンバと、 このチャンバ内を上記ワークが設置される処理室と上記
   ガスが供給される供給室とに隔別するとともにこの供給
   室に供給されたガスを上記処理室に拡散導入する導入孔
   が形成された拡散板と、 上記供給室に設けられこの供給室に供給されたガスの流
   れを上記拡散板の径方向中心部であって上記ワークの対
   向側からこの拡散板に向かう方向に制御する流れ方向制
   御手段と、 上記処理室の底部に設けられ上記拡散板の導入孔を通過
   して処理室に導入されたガスを上記処理室から排出する
   排出手段とを具備したことを特徴とするガス処理装置。
2. 【請求項２】 上記流れ方向制御手段は、上記供給室内
   を２つの空間部に隔別するとともに上記拡散板の径方向
   中心部に対応する部分に通孔が形成された仕切板と、こ
   の仕切板の上面側の上記通孔に対応する部分に設けられ
   上記供給室の一方の上記空間部に供給されたガスの流れ
   方向を上記ワークへ向かう方向に変換して上記通孔を通
   過させる筒状体とを具備したことを特徴とする請求項１
   記載のガス処理装置。
3. 【請求項３】 上記拡散板、仕切板及び筒状体は一体形
   成されていることを特徴とする請求項２記載のガス処理
   装置。
4. 【請求項４】 チャンバ内に設置されたワークをガスに
   よって処理するガス処理方法において、 上記チャンバ内に上記ガスを供給する供給工程と、 上記ガスを拡散板によって拡散させる前にこのガスの流
   れを上記拡散板の径方向中心部の上方からこの拡散板に
   向かう方向に制御する流れ方向制御工程と、 チャンバ内に供給されたガスを拡散板によって拡散させ
   て上記ワークに作用させる拡散工程と、 上記ワークに作用したガスを上記チャンバから排出する
   排出工程とを具備したことを特徴とするガス処理方法。