JP2001102309A - ガス処理装置 - Google Patents

ガス処理装置

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JP2001102309A
JP2001102309A JP11420498A JP11420498A JP2001102309A JP 2001102309 A JP2001102309 A JP 2001102309A JP 11420498 A JP11420498 A JP 11420498A JP 11420498 A JP11420498 A JP 11420498A JP 2001102309 A JP2001102309 A JP 2001102309A
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秀昭 天野
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    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
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    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/511—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using microwave discharges

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマを用いてウエハ等の被処理基板の表
面に対して均一な処理を行うことができるようにされた
ガス処理装置を提供すること。 【解決手段】 中央部よりも外縁部の方が単位面積当た
りのガス穴３３の開口面積が大きくなるように構成され
たシャワーヘッド３２を、透過窓２３のすぐ下にウエハ
Ｗと対向するように設ける。またシャワーヘッド３２の
下に、ガス穴３３の開閉を制御するガス穴規制部材３４
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、処理ガスを用いて
被処理基板を処理するためのガス処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近において、成膜処理やエッチングな
どをプラズマを用いて行う手法の一つとして、磁場中で
の電子のサイクロトロン運動とマイクロ波との共鳴現象
を用いてマイクロ波放電を起こすＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎ Ｃｙｃｒｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）プラ
ズマ処理方法が注目されている。この方法によれば、高
真空で高密度のプラズマを無電極放電で生成できるた
め、高速な表面処理を実現でき、また半導体ウエハ（以
下、ウエハとする）等の汚染のおそれがないなどの利点
がある。
【０００３】このＥＣＲプラズマ処理を行なう従来のプ
ラズマ処理装置の一例を、成膜処理を例にとって図９に
基づいて説明すると、プラズマ生成室１Ａ内に例えば
２．４５ＧＨｚのマイクロ波を図示しない導波管を介し
て供給すると同時に所定の大きさ、例えば８７５ガウス
の磁界を電磁コイル１０により印加してマイクロ波と磁
界との相互作用（共鳴）により、プラズマ生成室１Ａの
上方側部から供給されたプラズマ生成用ガス例えばＡｒ
ガス及びＯ2 ガスを高密度にプラズマ化する。このプラ
ズマにより、成膜室１Ｂ内に、リング状のガス供給部１
８のガス孔を介して側方から導入された反応性の成膜ガ
スを活性化させて活性種を形成し、高周波電源部１２が
接続された載置台１１上のシリコンウエハＷ表面にスパ
ッタエッチングと堆積とを同時進行で施すようになって
いる。相反するスパッタエッチング操作と堆積操作はマ
クロ的に見れば堆積操作の方が優勢となるようにコント
ロール（制御）され、全体としては堆積が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近時、半導体デバイス
の微細化、高速化が要請されている中で、比誘電率の小
さい有効な絶縁膜としてＣＦ膜が注目されており、ウエ
ハ表面にＣＦ膜を堆積する場合には反応性ガスとしてＣ
4 Ｆ8 等のＣＦ系ガスが用いられる。しかしながら、図
９に示す従来の処理装置を用いてウエハ表面にＣＦ膜を
堆積させると、得られたＣＦ膜はウエハの周縁部で厚く
なり、中心部で薄くなるという問題点がある。この問題
はウエハが大口径化するほど顕著となる。
【０００５】このような膜厚分布が生じる原因は今のと
ころ明らかではないが、その原因について本発明者は次
のように推察している。すなわち図９に示すように、プ
ラズマ生成用ガスは、管状のプラズマ生成室１Ａの上方
側部に設けられた８〜１６個のガスノズル１３から径方
向の中心に向かって供給され、プラズマ生成室１Ａ内を
下降し、成膜室１Ｂとの境界付近のＥＣＲポイントに達
する。
【０００６】ところで一般に管の中を流れるガス流は、
図１０に示すように、管１５の中心付近の流速が最も大
きく、管の内周面１６に近いほど流れが遅くなることが
知られている。なお図１０ではガスの流速の大きさを便
宜的にベクトル線群１７で表しているため、ベクトル線
の長さは管中央で最も長く、端に近づくほど短くなって
いる。
【０００７】図１０についての説明の際に述べたよう
に、管内を下降中のガス流れは、プラズマ生成室１Ａの
中央で速くなり、内壁面に近いほど遅くなると考えられ
る。従ってＥＣＲポイントにおけるガス流れは、図９に
ベクトル線群１４で示すように中央付近で最も速くなる
と考えられる。ＥＣＲポイントの中央部と縁部との流速
の差は、ウエハが大口径化するほど顕著である。
【０００８】プラズマ化によって生成されたＡｒイオン
は荷電粒子であるため、磁場に拘束されながらウエハＷ
上に供給されるので、ＥＣＲポイントでの流速分布がウ
エハＷ上でも反映されてしまう。つまりウエハ中心部に
近いほど単位時間内の単位面積当たりの荷電粒子が多く
なり、ＣＦ系ガスの解離が起こり易くなってＦ（フッ
素）が多くなる。生じたＦはウエハ表面に堆積されたＣ
Ｆ膜をエッチングするように作用するため、ウエハ周縁
部よりもウエハ中心部でのエッチング作用が強くなり、
ウエハ中心部でＣＦ膜が薄くなる。
【０００９】本発明はこのような事情の下になされたも
のであり、その目的は、処理ガスを用いてウエハ等の被
処理基板の表面に対して均一な処理を行うことができる
ガス処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、真空容器内
に、被処理基板を載置するための載置部と、ガス供給部
とを設け、このガス供給部からの処理ガスにより前記載
置部に載置された被処理基板に対して処理を行うガス処
理装置において、前記ガス供給部は、前記被処理基板と
対向するように設けられた複数のガス穴を有し、単位面
積当たりのガス穴の面積は、ガス供給部の中央部よりも
外縁部の方が大きいことを特徴とする。
【００１１】この発明において、単位面積当たりのガス
穴の面積はガス供給部の中央部よりも外縁部の方が大き
いとは、例えば単位面積当たりのガス穴の配列密度がガ
ス供給部の中央部よりも外縁部の方が大きいことであ
る。また本発明では、ガス穴の面積を規制するためのガ
ス穴規制部材を例えばガス供給部の周方向に沿ってリン
グ状に設けることが好ましい。この場合ガス穴規制部材
は、交換自在に構成し、交換することによりガス穴の面
積を所望の大きさに規制するようにしてもよい。
【００１２】本発明の態様の一つとして、真空容器の外
に設けられた導波管と、載置部と対向するように設けら
れ、前記導波管内と前記真空容器内との間を気密に仕切
るための誘電体からなるマイクロ波透過窓と、前記真空
容器内に磁界を発生するための磁界形成手段と、を備
え、前記導波管を通って真空容器内に導入されたマイク
ロ波と磁界との相互作用により電子サイクロトロン共鳴
を起こして処理ガスをプラズマ化してプラズマにより被
処理基板を処理するＥＣＲ装置に適用でき、この場合ガ
ス穴規制部材は導電体により構成すればマイクロ波の透
過量を規制することができる。
【００１３】他の発明は、真空容器と、この真空容器内
に設けられ、被処理基板を載置するための載置部と、前
記真空容器内に設けられたガス供給部と、真空容器の外
に設けられた導波管と、前記載置部と対向するように設
けられ、前記導波管内と前記真空容器内との間を気密に
仕切るための誘電体からなるマイクロ波透過窓と、前記
真空容器内に磁界を発生するための磁界形成手段と、を
備え、前記導波管を通って真空容器内に導入されたマイ
クロ波と磁界との相互作用により電子サイクロトロン共
鳴を起こし、ガス供給部からの処理ガスをプラズマ化し
てプラズマにより被処理基板を処理する装置において、
前記ガス供給部は、前記マイクロ波透過窓を囲むように
かつ被処理基板に沿った面と対向するように形成された
複数のガス穴を備えていることを特徴とする。
【００１４】この場合においても、単位面積当たりのガ
ス穴の面積を、ガス供給部の中央部よりも外縁部の方を
大きくするようにしてもよい。なお被処理基板に対する
処理は例えばエッチング処理や成膜処理である。
【００１５】
【発明の実施の形態】先ず本発明の実施の形態に用いら
れるガス処理装置の一例を図１に示す。この装置は例え
ばアルミニウム等により形成された真空容器２を有して
おり、この真空容器２は上方に位置してプラズマを発生
させる筒状の第１の真空室２１と、この下方に連通させ
て連結され、第１の真空室２１よりは口径の大きい筒状
の第２の真空室２２とからなる。なおこの真空容器２は
接地されてゼロ電位になっている。
【００１６】この真空容器２の上端は、開口されてこの
部分にマイクロ波を透過する部材例えば石英等の材料で
形成された透過窓２３が気密に設けられており、真空容
器２内の真空状態を維持するようになっている。この透
過窓２３の外側には、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ
波を発生する高周波電源部２４に接続された導波管２５
が設けられており、高周波電源部２４にて発生したマイ
クロ波を例えばＴＥモードにより導波管２５で導入し
て、またはＴＥモードにより案内されたマイクロ波を導
波管２５でＴＭモードに変換して、透過窓２３から第１
の真空室２１内へ導入し得るようになっている。
【００１７】第１の真空室２１の例えば上端部近傍、す
なわち透過窓２３のすぐ下には、第１の真空室２１内に
プラズマ生成用ガス（例えばＡｒガス）を供給するため
のガス供給部となるシャワーヘッド３２が、被処理基板
であるウエハＷと対向するように設けられている。シャ
ワーヘッド３２には第１の真空室２１を区画する側壁を
貫通してガスノズル３１が連通接続されており、このガ
スノズル３１の他端は図示しないガス源、例えばＡｒガ
ス源に接続されている。
【００１８】シャワーヘッド３２は、石英でできた中空
の円盤状の箱体をなし、その底板に複数のガス穴３３が
貫通して設けられている。シャワーヘッド３２の下に
は、ガス穴３３の開閉を制御するリング状のガス穴規制
部材３４が設けられている。本発明はシャワーヘッド３
２のガス穴面積の分布に特徴を有するものであり、これ
については後述する。
【００１９】前記第２の真空室２２内には、前記第１の
真空室２１と対向するようにウエハの載置台４が設けら
れている。この載置台４は表面部に静電チャック４１を
備えており、この静電チャック４１の電極には、ウエハ
を吸着する直流電源（図示せず）の他、ウエハにイオン
を引き込むためのバイアス電圧を印加するように高周波
電源部４２が接続されている。
【００２０】一方前記第２の真空室２２の上部即ち第１
の真空室２１と連通している部分にはリング状の成膜ガ
ス供給部５１が設けられており、この成膜ガス供給部５
１は、例えばガス供給管５２，５３から例えば２種類の
成膜ガスが供給され、その混合ガスを内周面のガス穴５
４から真空容器２内に供給するように構成されている。
【００２１】前記第１の真空室２１を区画する側壁の外
周には、これに接近させて磁場形成手段として例えばリ
ング状の主電磁コイル２６が配置されると共に、第２の
真空室２２の下方側にはリング状の補助電磁コイル２７
が配置されている。また第２の真空室２２の底部には例
えば真空室２２の中心軸に対称な２個所の位置に各々排
気管２８が接続されている。
【００２２】図２には、シャワーヘッド３２の底板の様
子が示されている。このシャワーヘッド３２は、ヘッド
中央部よりもヘッド外縁部の方が単位面積当たりのガス
穴３３の開口面積が大きくなるように構成されている。
具体的には、図２に示すように、同じ開口面積のガス穴
３３がヘッド３２の外側ほどより密になるように配列さ
れている。シャワーヘッド３２の中心からの距離と、単
位面積当たりのガス穴３３の開口面積との関係は、図１
に符号３０で示すベクトル線群（ガスの流速を表す）の
ようにＥＣＲポイントにおけるプラズマ生成用ガスの流
速がウエハＷに対して均一になるような関係である。な
おこの時のガス穴３３の孔径は０．２〜０．５ｍｍであ
る。その理由は孔径がこれよりも大きいと異常放電が発
生し易くなるからである。
【００２３】もし単位面積当たりのガス穴３３の開口面
積が均一なシャワーヘッド３５を用いた場合には、シャ
ワーヘッド３５からＥＣＲポイントまでの距離が２２０
ｍｍであるため、図４に示すようにＥＣＲポイントにお
けるプラズマ生成用ガスの流速は、ベクトル線群３６で
示すように中央付近で最も速くなると考えられる。それ
によってウエハ中心部におけるスパッタ・エッチング作
用が強くなって堆積された膜の厚さが不均一になってし
まう。本実施の形態では、このようにプラズマ生成用ガ
スの流速が不均一になるのを防いでいる。
【００２４】あるいは別の例として、シャワーヘッド３
２の中央部から外縁部に向かって、ガス穴３３の孔径が
０．２〜０．５ｍｍの間で徐々に大きくなるように構成
されていてもよい。その際単位面積当たりのガス穴３３
の数は、シャワーヘッド３２のどこでも同じであっても
よいし、中央部から外縁部に向かって増えるようにして
もよい。
【００２５】図３には、シャワーヘッド３２の一部のガ
ス穴３３がガス穴規制部材３４により塞がれた状態が示
されている。ガス穴規制部材３４は、例えばカメラの絞
り機構のように、複数の羽状体を少しずつ重ね合わせて
構成されており、その重なり具合を調節することによっ
てそれら羽状体で囲まれた開口部の大きさを変えること
ができるようになっている。つまり図３の例では、ガス
穴規制部材３４によって、一番外側の円周上に並んだ一
列のガス穴群が塞がれいるが、ガス穴規制部材３４によ
る開口部をより大きくして全くガス穴３３が塞がれてい
ないようにすることもできるし、また開口部を小さくし
て外側から２番目または３番目の円周上に並んだガス穴
群をも塞ぐことができる。
【００２６】このようにガス穴３３のパターンを制御す
ることができることによって、プラズマ生成用ガスの実
効吹き出し面積の調整を行うことができる。一般にプラ
ズマ生成用ガスの種類を変えるとＥＣＲポイントにおけ
るプラズマ密度分布が変わる場合がある。また成膜する
膜の材質に応じてプラズマ生成用ガスの流速分布を変え
る必要が生じる場合がある。そのような場合でもシャワ
ーヘッド３２を変えずにガス穴規制部材３４を用いてガ
ス穴のパターンを調整することによって、流速分布を補
正し、ＥＣＲポイントで予定しているプラズマ密度分布
を得ることができる。つまりシャワーヘッド３２の外縁
近傍のガス穴３３を塞がない場合、ＥＣＲポイントにお
けるプラズマ生成用ガスの流れは、図５（ｂ）に示すベ
クトル線群３７のように中央部よりも縁部近傍で速くな
り過ぎてしまい、ウエハＷ上に堆積された膜の厚さが不
均一になる場合がある。そのような場合にガス穴規制部
材３４を用いてシャワーヘッド３２の外縁近傍のガス穴
３３を適宜塞ぐことにより、図５（ａ）に示すようにＥ
ＣＲポイントにおいて均一な流速のガス流れが得られ
る。
【００２７】またガス穴規制部材３４が金属等の導電体
でできている場合には、ガス穴規制部材３４は、透過窓
２３を透過したマイクロ波の透過面積を調整するという
機能を兼ね備えることとなる。
【００２８】あるいは別の例として、ガス穴規制部材３
４が、その開口部の大きさを自由に調節することができ
ないような構成となっていてもよい。その場合には、第
１の真空室２１に対してガス穴規制部材３４を着脱自在
な構成とし、それぞれの開口部の大きさが異なる複数の
ガス穴規制部材３４を用意し、それらの中から適宜選択
して第１の真空室２１に取り付ける。
【００２９】次に上述の装置を用いて被処理基板である
ウエハＷ上にＣＦ膜よりなる層間絶縁膜を形成する方法
について説明する。先ず、真空容器２の側壁に設けた図
示しないゲートバルブを開いて図示しない搬送アームに
より、例えば表面にアルミニウム配線が形成されたウエ
ハＷを図示しないロードロック室から搬入して載置台４
上に載置し、静電チャック４１によりウエハＷを静電吸
着する。
【００３０】続いて、ゲートバルブを閉じて内部を密閉
した後、排気管２８より内部雰囲気を排気して所定の真
空度まで真空引きし、プラズマガスノズル３１から第１
の真空室２１内へプラズマ発生用ガス例えばＡｒガスを
導入すると共に成膜ガス供給部５１から第２の真空室２
２内へＣＦ系の成膜ガスを所定の流量で導入する。なお
シャワーヘッド３２のガス穴３３の分布及びガス穴規制
部材３４によるガス穴パターンの調節は、予備実験また
は過去のプロセスデータ等に基づいて、予め最適化して
おく。
【００３１】そして真空容器２内を所定のプロセス圧に
維持し、かつ高周波電源部４２により載置台４に１３．
５６ＭＨｚ、１５００Ｗのバイアス電圧を印加すると共
に、載置台４の表面温度をおよそ４００℃に設定する。
【００３２】高周波電源部２４からの２．４５ＧＨｚの
高周波（マイクロ波）は、導波管２５を通って真空容器
２の天井部に至り、ここの透過窓２３を透過して第１の
真空室２１内へ導入される。一方真空容器２内には電磁
コイル２６，２７により第１の真空室２１の上部から第
２の真空室２２の下部に向かう磁場が形成される。例え
ば第１の真空室２１の下部付近にて磁場の強さが８７５
ガウスとなり、磁場とマイクロ波との相互作用により電
子サイクロトロン共鳴が生じ、この共鳴によりＡｒガス
がプラズマ化され、且つ高密度化される。第１の真空室
２１より第２の真空室２２内に流れ込んだプラズマ流
は、ここに供給されているＣＦ系ガスを活性化して活性
種を形成し、ウエハＷ上にＣＦ膜を成膜する。
【００３３】なお実際のデバイスを製造する場合には、
その後このＣＦ膜に対して所定のパターンでエッチング
を行い、溝部に例えばＷ膜を埋め込んでＷ配線が形成さ
れる。
【００３４】上述実施の形態によれば、シャワーヘッド
３２が、ヘッド中央部よりもヘッド外縁部の方が単位面
積当たりのガス穴３３の開口面積が大きくなるように構
成されているため、第１の真空室２１の内周面近傍でプ
ラズマ生成用ガスの流れが遅くなるのを防ぐことがで
き、ＥＣＲポイントにおけるプラズマ生成用ガスの流速
がウエハＷに対して均一になる。従ってウエハＷ上での
単位時間内の単位面積当たりのガス流量が均一になり、
ウエハＷ面内におけるスパッタ・エッチング作用が均一
となって、ウエハＷ上に堆積された膜の厚さが径方向で
均一となる。
【００３５】また上述実施の形態によれば、堆積する膜
の材質やプラズマ生成用ガスの種類を変えた場合でも、
ガス穴規制部材３４を用いてガス穴のパターンを調整す
ることによって均一な流速のガス流れが得られるため、
多種多様なガス穴パターンを有するシャワーヘッドを用
意しなくてもよいので、安価に種々の材質の膜を種々の
プラズマ生成用ガスを用いて堆積することができる。
【００３６】図６〜図８には、本発明に係る実施の形態
の他の例が示されている。このプラズマ処理装置が図１
〜図３に示す装置と異なるのは、ガス供給部としてシャ
ワーヘッド３２の代わりにリング状のガス供給部である
ガスリング６２を設けたことと、ガス穴規制部材３４を
省略したことである。その他の構成は上述した図１〜図
３に示す例と同じであるため、図１〜図３に示す例と同
様の構成要素については同一の符号を付してその詳細な
説明を省略する。
【００３７】ガスリング６２は、透過窓２３の実効領域
（図６に直径ｄで示す領域）を囲む中空のリング状の箱
体をなし、その底板に複数のガス穴６３を有しており、
ウエハＷ面を含む平面と対向するように透過窓２３のす
ぐ下に設けられている。ガスリング６２はガスノズル３
１を介してＡｒガス等のガス源に接続されている。ガス
リング６２は金属または石英等の絶縁材でできている。
ここでｄの寸法は、例えば第１の真空室２１の内径Ｄが
２５０ｍｍの場合には１９０ｍｍ程度である。つまりこ
の場合にはガスリング６２の内径及び外径は、それぞれ
おおよそ１９０ｍｍ及び２５０ｍｍである。
【００３８】ガス穴６３は、中央部すなわち内縁部側よ
りも外縁部側の方が単位面積当たりの開口面積が大きく
なるように配置されていてもよいし、単位面積当たりの
開口面積がガスリング６２のどこでも同じになるような
配置にされていてもよい。
【００３９】このようにガスリング６２を用いてプラズ
マ生成用ガスを第１の真空室２１内に供給することによ
って、ガスが第１の真空室２１の周囲から下向きに流れ
るので、ガスリング６２の近傍領域では中央部のガス濃
度が小さくなる。このこととＥＣＲポイントにおいて中
央部のガス流れが周囲よりも速くなることとが相俟っ
て、ＥＣＲポイントにおけるプラズマ生成用ガスの流速
が、図６にベクトル線群６０（ガスの流速を表す）で示
すようにウエハＷに対して均一になる。
【００４０】なお図８に示すように、ガスリング６２の
下に、ガス穴６３の開閉を制御するリング状のガス穴規
制部材６４を設けてもよい。このガス穴規制部材６４は
上述したガス穴規制部材３４と同様の構成のものであ
る。このようにすれば、堆積する膜の材質やプラズマ生
成用ガスの種類に応じてガス穴６３のパターンを調整す
ることができ、それによってガス流れの流速分布を補正
してＥＣＲポイントで予定しているプラズマ密度分布を
得ることができる。
【００４１】この図６〜図８に示す実施の形態によれ
ば、ウエハＷ上での単位時間内の単位面積当たりのガス
流量が均一になり、ウエハＷ面内におけるスパッタ・エ
ッチング作用が均一となって、ウエハＷ上に堆積された
膜の厚さが径方向で均一となるのに加えて、ガスリング
６２が透過窓２３の外側に配置されていることによって
ガス供給部内をマイクロ波が通らないので、ガス供給部
内で成膜が起こるのが防止される。
【００４２】以上において本発明は、真空室の底部の側
方から排気管を接続してもよいし、導波管の横に磁場形
成用の電磁コイルを設けるなどしてもよい。また本発明
は成膜処理に使用される装置に限らずプラズマを用いて
被処理基板の処理を行う種々の装置、例えばＣＦ系のガ
スをプラズマ化して被処理基板のエッチングを行うエッ
チャーに適用できる。また本発明は、プラズマに限らず
処理ガスを熱により解離し、その活性種により例えば成
膜を行う場合にも適用できる。
【００４３】更に本発明はＥＣＲによりプラズマを生成
することに限られず、例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖ
ｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｕｍａ）などと呼ばれて
いる、ドーム状の容器に巻かれたコイルから電界及び磁
界を処理ガスに与える方法などによりプラズマを生成す
る場合にも適用することができる。更にまたヘリコン波
プラズマなどと呼ばれている例えば１３．５６ＭＨｚの
ヘリコン波と磁気コイルにより印加された磁場との相互
作用によりプラズマを生成する場合や、マグネトロンプ
ラズマなどと呼ばれている２枚の平行なカソードに略平
行をなすように磁界を印加することによってプラズマを
生成する場合、平行平板などと呼ばれている互いに対向
する電極間に高周波電力を印加してプラズマを生成する
場合にも適用することができる。
【００４４】また本発明においては、被処理基板として
はウエハに限らず液晶ディスプレイ用のガラス基板であ
ってもよい。
【００４５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、被処理基
板またはその延長面と対向する位置に設けられたガス供
給部から処理ガスを、中心部よりも外側の方により多く
供給するようになっているため、この装置を用いれば、
処理ガスにより被処理基板の表面に対して均一な処理を
行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に用いられるガス処理装置
の一例を示す概略図である。
【図２】そのガス処理装置のガス供給部を示す平面図で
ある。
【図３】そのガス供給部の一部のガス穴をガス穴規制部
材で塞いだ状態を示す平面図である。
【図４】単位面積当たりのガス穴の開口面積が均一なガ
ス供給部を用いたガス処理装置のＥＣＲポイントにおけ
るガス流れの様子を説明する説明図である。
【図５】ガス穴規制部材の作用を説明する説明図であ
る。
【図６】本発明の実施の形態に用いられるガス処理装置
の他の例を示す概略図である。
【図７】図７に示すガス処理装置のガス供給部を示す平
面図である。
【図８】図７に示すガス処理装置にガス穴規制部材を設
けた例を示す要部概略図である。
【図９】従来のプラズマを用いた成膜装置の模式図であ
る。
【図１０】管の中を流れるガス流の様子を説明する説明
図である。
【符号の説明】
Ｗ ウエハ ２ 真空容器 ２１ 第１の真空室 ２２ 第２の真空室 ２３ 透過窓 ２４ 高周波電源部 ２５ 導波管 ２６ 主電磁コイル ２７ 補助電磁コイル ２８ 排気管 ３１ ガスノズル ３２ ガス供給部（シャワーヘッド） ３３，６３ ガス穴 ３４，６４ ガス穴規制部材 ４ 載置台 ４１ 静電チャック ４２ 高周波電源部 ５１ 成膜ガス供給部 ５２，５３ ガス供給管 ５４ ガス穴 ６２ ガス供給部（ガスリング）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ Ｆターム(参考） 4K030 EA05 EA06 FA02 GA02 JA05 KA41 4K057 DA16 DD01 DG07 DM29 DM35 DM37 5F004 BA04 BA14 BA20 BB22 5F045 AA10 AB31 AC11 AC16 BB02 DP03 EB08 EH11 EH13 EH17 EM05

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 真空容器内に、被処理基板を載置するた
    めの載置部と、ガス供給部とを設け、このガス供給部か
    らの処理ガスにより前記載置部に載置された被処理基板
    に対して処理を行うガス処理装置において、 前記ガス供給部は、前記被処理基板と対向するように設
    けられた複数のガス穴を有し、 単位面積当たりのガス穴の面積は、ガス供給部の中央部
    よりも外縁部の方が大きいことを特徴とするガス処理装
    置。
  2. 【請求項２】 単位面積当たりのガス穴の配列密度は、
    ガス供給部の中央部よりも外縁部の方が大きいことを特
    徴とする請求項１記載のガス処理装置。
  3. 【請求項３】 ガス穴の面積を規制するためのガス穴規
    制部材が設けられたことを特徴とする請求項１または２
    記載のガス処理装置。
  4. 【請求項４】 ガス穴規制部材は、ガス供給部の周方向
    に沿ってリング状に設けられていることを特徴とする請
    求項３記載のガス処理装置。
  5. 【請求項５】 ガス穴規制部材は、交換自在であること
    を特徴とする請求項３または４記載のガス処理装置。
  6. 【請求項６】 真空容器の外に設けられた導波管と、載
    置部と対向するように設けられ、前記導波管内と前記真
    空容器内との間を気密に仕切るための誘電体からなるマ
    イクロ波透過窓と、前記真空容器内に磁界を発生するた
    めの磁界形成手段と、を備え、前記導波管を通って真空
    容器内に導入されたマイクロ波と磁界との相互作用によ
    り電子サイクロトロン共鳴を起こして処理ガスをプラズ
    マ化してプラズマにより被処理基板を処理するように構
    成され、 ガス穴規制部材は導電体により構成されていることを特
    徴とする請求項３、４または５記載のガス処理装置。
  7. 【請求項７】 真空容器と、この真空容器内に設けら
    れ、被処理基板を載置するための載置部と、前記真空容
    器内に設けられたガス供給部と、真空容器の外に設けら
    れた導波管と、前記載置部と対向するように設けられ、
    前記導波管内と前記真空容器内との間を気密に仕切るた
    めの誘電体からなるマイクロ波透過窓と、前記真空容器
    内に磁界を発生するための磁界形成手段と、を備え、前
    記導波管を通って真空容器内に導入されたマイクロ波と
    磁界との相互作用により電子サイクロトロン共鳴を起こ
    し、ガス供給部からの処理ガスをプラズマ化してプラズ
    マにより被処理基板を処理する装置において、 前記ガス供給部は、前記マイクロ波透過窓を囲むように
    かつ被処理基板に沿った面と対向するように形成された
    複数のガス穴を備えていることを特徴とするガス処理装
    置。
  8. 【請求項８】 単位面積当たりのガス穴の面積は、真空
    容器の中央部寄りよりも外縁部の方が大きいことを特徴
    とする請求項７記載のガス処理装置。
  9. 【請求項９】 被処理基板に対して行う処理は、エッチ
    ング処理であることを特徴とする請求項１ないし８いず
    れかに記載のガス処理装置。
  10. 【請求項１０】 被処理基板に対して行う処理は、成膜
    処理であることを特徴とする請求項１ないし８いずれか
    に記載のガス処理装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005328021A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Applied Materials Inc ガスディフューザのホールデザインによるプラズマ均一性制御
JPWO2004092443A1 (ja) * 2003-04-16 2006-07-06 東洋製罐株式会社 マイクロ波プラズマ処理方法
US8075690B2 (en) 2004-09-20 2011-12-13 Applied Materials, Inc. Diffuser gravity support
US8074599B2 (en) 2004-05-12 2011-12-13 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control by gas diffuser curvature
US8328939B2 (en) 2004-05-12 2012-12-11 Applied Materials, Inc. Diffuser plate with slit valve compensation
JP2022006424A (ja) * 2020-06-24 2022-01-13 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090181526A1 (en) * 2005-03-30 2009-07-16 Tomohiro Okumura Plasma Doping Method and Apparatus
KR101253332B1 (ko) * 2006-03-03 2013-04-10 주성엔지니어링(주) 균일한 가스분사를 위한 가스분배판
JP2020147795A (ja) * 2019-03-13 2020-09-17 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57121236A (en) * 1981-01-20 1982-07-28 Matsushita Electronics Corp Plasma processing and device thereof
JPH02198138A (ja) * 1989-01-27 1990-08-06 Nec Corp 平行平板型ドライエッチング装置の電極板
US4990229A (en) * 1989-06-13 1991-02-05 Plasma & Materials Technologies, Inc. High density plasma deposition and etching apparatus
DE69024719T2 (de) * 1989-08-14 1996-10-02 Applied Materials Inc Gasverteilungssystem und Verfahren zur Benutzung dieses Systems
JPH0390577A (ja) * 1989-09-04 1991-04-16 Hitachi Ltd マイクロ波プラズマ処理装置
JP2630089B2 (ja) * 1990-03-19 1997-07-16 株式会社日立製作所 マイクロ波プラズマ処理装置
US5234526A (en) * 1991-05-24 1993-08-10 Lam Research Corporation Window for microwave plasma processing device
JPH0570956A (ja) * 1991-09-13 1993-03-23 Kobe Steel Ltd 有磁場マイクロ波吸収プラズマ処理装置
JPH06204181A (ja) * 1992-12-29 1994-07-22 Ibiden Co Ltd プラズマエッチング用電極板
US5552017A (en) * 1995-11-27 1996-09-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method for improving the process uniformity in a reactor by asymmetrically adjusting the reactant gas flow

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4752503B2 (ja) * 2003-04-16 2011-08-17 東洋製罐株式会社 マイクロ波プラズマ処理方法
JPWO2004092443A1 (ja) * 2003-04-16 2006-07-06 東洋製罐株式会社 マイクロ波プラズマ処理方法
US8083853B2 (en) 2004-05-12 2011-12-27 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control by gas diffuser hole design
JP4541117B2 (ja) * 2004-05-12 2010-09-08 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド ガス分散プレートアセンブリ、プラズマ処理チャンバ及びディフューザプレート
US8074599B2 (en) 2004-05-12 2011-12-13 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control by gas diffuser curvature
JP2005328021A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Applied Materials Inc ガスディフューザのホールデザインによるプラズマ均一性制御
US8328939B2 (en) 2004-05-12 2012-12-11 Applied Materials, Inc. Diffuser plate with slit valve compensation
US9200368B2 (en) 2004-05-12 2015-12-01 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control by gas diffuser hole design
US10262837B2 (en) 2004-05-12 2019-04-16 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control by gas diffuser hole design
US10312058B2 (en) 2004-05-12 2019-06-04 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control by gas diffuser hole design
US8075690B2 (en) 2004-09-20 2011-12-13 Applied Materials, Inc. Diffuser gravity support
JP2022006424A (ja) * 2020-06-24 2022-01-13 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置
JP7281433B2 (ja) 2020-06-24 2023-05-25 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置

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