JP2010016343A - ガス供給装置及びこれを用いた基板処理装置｛Ａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒｓｕｐｐｌｙｉｎｇｇａｓａｎｄａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｕｂｓｔｒａｔｅｕｓｉｎｇｔｈｅｓａｍｅ｝ - Google Patents

Abstract

【課題】基板の処理空間にガスを均一に供給するようにしたガス供給装置及びこれを用いた基板処理装置を提供する。
【解決手段】第１のガスを提供する第１のガス供給源２１０；上記第１のガスの供給経路を提供する第１の供給ライン２１１；上記第１の供給ラインに連結され、上記第１のガスを供給場所の複数個所に供給する複数の第１の分岐ライン２１３；第２のガスを提供する第２のガス供給源２３０；上記第２のガスの供給経路を提供する第２の供給ライン２３１；及び、上記第２のガスを分類させる複数の第２の分岐ライン２３３；を備えて、複数の上記第２の分岐ライン２３３は、複数の上記第１の分岐ライン２１３の各々に一つずつ連結されることによって、基板の処理空間に対応される領域を分割してガスを供給することができるため、基板処理による工程の均一性を確保することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガス供給装置及びこれを用いた基板処理装置に関し、より詳しくは、基板処理のためのガスを供給するガス供給装置及びこれを用いた基板処理装置に関する。

半導体装置、液晶表示装置などの製造工程は、基板上に導電膜または絶縁膜を形成する蒸着工程と、基板上に形成された膜を蝕刻する蝕刻工程を含む。

上述した蝕刻工程には乾式蝕刻の一つとしてプラズマ蝕刻装置が広く用いられている。プラズマ蝕刻装置は、処理空間内に、基板を支持する下部電極と、下部電極の基板に向かってガスを噴出するシャワーヘッドを有している。シャワーヘッドは上部電極を構成している。

蝕刻処理は、シャワーヘッドから所定のガスを噴出した状態で、両電極間に高周波を印加して、処理空間内にプラズマを生成することにより基板上の膜を蝕刻する。

一方、蝕刻処理のために供給されるガスは、基板上に形成された膜の材質に応じて相異するガスを使用すべきであり、複数のガスを混合して使用する場合もある。従って、蝕刻処理のために供給されるガスは、混合比、濃度、供給量などが均一に組成されなければならない。

上述した通り、基板の蝕刻工程のような処理において、蝕刻処理のために供給されるガスの混合比、濃度、供給量などを均一に組成することは現在まで重要課題のうち一つとして残っている。

特に、基板の大面積化が進行されることに応じて、ガスの混合比、濃度、供給量を大面積に対して均一に組成しなければならないため、ガスの均一性確保の課題解決が切実に要求されている。

特開２００４−３１１９３４

本発明の目的は、基板の処理空間にガスを均一に供給するようにしたガス供給装置及びこれを用いた基板処理装置を提供することである。

本発明の実施例によるガス供給装置は、第１のガスを提供する第１のガス供給源；上記第１のガスの供給経路を提供する第１の供給ライン；上記第１の供給ラインに連結され、上記第１のガスを供給場所の複数個所に供給する複数の第１の分岐ライン；第２のガスを提供する第２のガス供給源；上記第２のガスの供給経路を提供する第２の供給ライン；及び、上記第２のガスを分類させる複数の第２の分岐ライン；を備えて、複数の上記第２の分岐ラインは、複数の上記第１の分岐ラインの各々に一つずつ連結される。

上記第１の供給ラインと複数の上記第１の分岐ラインは、複数の上記第２の分岐ラインと複数の上記第１の分岐ラインの連結地点より上流で連結されることができる。

上記第１の供給ラインのライン上に配置され、上記第１のガスの流量を調節する第１のバルブ；及び、複数の上記第１の分岐ラインに向かう複数の上記第２の分岐ラインのライン上に各々個別配置され、上記第２のガスの流量を調節する第２のバルブ；をさらに備えることができる。

一方、本発明の実施例による基板処理装置は、基板を処理する処理空間を提供するチャンバ；第１のガスを提供する第１のガス供給源；上記第１のガスの供給経路を提供する第１の供給ライン；上記第１の供給ラインに連結され、上記第１のガスを上記処理空間の複数個所に供給する複数の第１の分岐ライン；第２のガスを提供する第２のガス供給源；上記第２のガスの供給経路を提供する第２の供給ライン；及び、上記第２のガスを分類させる複数の第２の分岐ライン；を備えて、複数の上記第２の分岐ラインは、複数の上記第１の分岐ラインの各々に一つずつ連結される。

上記第１の供給ラインと複数の上記第１の分岐ラインは、複数の上記第２の分岐ラインと複数の上記第１の分岐ラインの連結地点より上流で連結されることができる。

上記基板処理装置は、上記第１の供給ラインのライン上に配置され、上記第１のガスの流量を調節する第１のバルブ；及び、複数の上記第１の分岐ラインに向かう複数の上記第２の分岐ラインのライン上に各々個別配置され、上記第２のガスの流量を調節する第２のバルブ；をさらに備えることができる。

上記基板処理装置は、上記処理空間に支持される上記基板側に上記第１のガス及び上記第２のガスを吐き出すシャワーヘッドをさらに備えて、複数の上記第１の分岐ラインは上記シャワーヘッドの複数個所に結合されることができる。

上記シャワーヘッドは、上記第１のガス及び上記第２のガスが拡散される内部空間を形成して、複数の上記第１の分岐ラインが結合される位置に応じて上記内部空間を複数の領域に分割する隔壁を備えることができる。

本発明によるガス供給装置及びこれを用いた基板処理装置は、基板の処理空間に対応される領域を分割してガスを供給することができるため、基板処理に伴う工程の均一性を確保することができる効果がある。

本発明の第１実施例による基板処理装置を示した断面図である。 図１の基板処理装置のシャワーヘッドを図１に表記されたＩ-Ｉ'線を基準として切断した断面図である。 図１におけるガス供給部の形状を具体的に示した断面図である。 第１実施例による基板合着装置のガス供給状態を示した作動図である。 第１実施例による基板合着装置のガス供給状態を示した作動図である。 本発明の第２実施例による基板処理装置のガス供給部を示した構成図である。 図６に基板処理装置のガス供給状態を示した作動図である。 図６に基板処理装置のガス供給状態を示した作動図である。

以下、本発明の実施例によるガス供給装置及びこれを用いた基板処理装置に対して、添付図面を参照して詳細に説明する。本発明を説明するにあたって、定義される用語は、本発明における機能を考慮したものであり、本発明の技術的構成要素を限定する意味で理解されてはならない。

図１は、本発明の第１実施例による基板処理装置を示した断面図であり、図２は本発明の第１実施例による基板処理装置のシャワーヘッドを図１に表記されたＩ-Ｉ'線を基準として切断した断面図である。図１及び図２を参照すると、基板処理装置(５００)は基板処理部(１００)とガス供給部(２００)を備える。基板処理部(１００)は内部に基板(Ｓ)の処理空間(１１０)を提供するチャンバ(１０１)を備える。処理空間(１１０)の下部には基板(Ｓ)を支持するためのステージ(１３０)が備えられる。処理空間(１１０)の上部には基板(Ｓ)側にガスを噴射するシャワーヘッド(１５０)を備える。

シャワーヘッド(１５０)とステージ(１３０)は電気的に連結され、シャワーヘッド(１５０)は上部電極となって、ステージ(１３０)は下部電極となる。基板処理装置(５００)は、シャワーヘッド(１５０)を介して処理空間(１１０)にガスを噴出した状態で両電極間に高周波を印加して、処理空間(１１０)内にプラズマを生成する。このように、生成されるプラズマを用いて基板(Ｓ)の処理、例えば、蝕刻工程を遂行する。

図３は、図１におけるガス供給部の形状を具体的に示した断面図である。図３に示したように、シャワーヘッド(１５０)はガス供給部(２００)からガスを供給されて、処理空間(１１０)にガスを噴射させる。そして、ガス供給部(２００)は、第１のガス供給源(２１０)、第１の供給ライン(２１１)、第１の分岐ライン(２１３)、第２のガス供給源(２３０)、第２の供給ライン(２３１)及び第２の分岐ライン(２３３)を備える。

第１のガス供給源(２１０)と第２のガス供給源(２３０)は、工程ガスとして広く使われるＳＦ６、ＣＦ４、Ｏ２、Ｈｅ、ＨＣｌ、Ｃｌ２及びキャリアガスとして使われるＮ２、Ａｒなどのガスを提供する。このとき、基板(Ｓ)処理において、第１のガス供給源(２１０)に封入されたガスはメーンガスとして使われる。第２のガス供給源(２３０)に封入されたガスは、メーンガスにより進行される基板(Ｓ)の処理の改善、例えば、ガス濃度の均一性を合せるための特定ガスを第１のガス供給源(２１０)から供給される第１のガス(Ｇ１)に付加するためのサブガスとして使われる。

第１の供給ライン(２１１)と第２の供給ライン(２３１)は、第１のガス供給源(２１０)により提供される第１のガス(Ｇ１)と第２のガス供給源(２３０)により提供される第２のガス(Ｇ２)の供給経路を提供する。第１の分岐ライン(２１３)と第２の分岐ライン(２３３)は各々複数に備えられ、第１の供給ライン(２１１)と第２の供給ライン(２３１)を各々複数に分岐して、第１のガス(Ｇ１)と第２のガス(Ｇ２)を分類する。このとき、複数の第１の分岐ライン(２１３)は、シャワーヘッド(１５０)の複数個所に結合されて、第１のガス(Ｇ１)をシャワーヘッド(１５０)の複数個所に供給する。

ここで、シャワーヘッド(１５０)は供給されるガスを拡散させるための内部空間(１５１)を形成する。シャワーヘッド(１５０)は、内部空間(１５１)を処理空間(１１０)の中央部に対応される第１の領域(１５１ａ)と処理空間(１１０)の周縁部に対応される第２の領域(１５１ｂ)に分割する隔壁(１５５)を備える。

これに伴い、第１の分岐ライン(２１３)は少なくとも二つ以上に備えられ、第１の領域(１５１ａ)と第２の領域(１５１ｂ)に各々結合される。第１の領域(１５１ａ)と第２の領域(１５１ｂ)に各々結合される第１の分岐ライン(２１３)は、第１のガス(Ｇ１)を第１の領域(１５１ａ)と第２の領域(１５１ｂ)に分類して、第１のガス(Ｇ１)が処理空間(１１０)の中央部と周縁部に均一に噴射されるようにする。

一方、複数の第２の分岐ライン(２３３)は少なくとも複数個に設けられ、第１の分岐ライン(２１３)に各々個別結合される。このとき、第１の供給ライン(２１１)と複数の第１の分岐ライン(２１３)は、複数の第２の分岐ライン(２３３)と複数の第１の分岐ライン(２１３)の連結地点より上流で連結されるのが望ましい。なぜならば、第１の供給ライン(２１１)と複数の第１の分岐ライン(２１３)が複数の第２の分岐ライン(２３３)と複数の第１の分岐ライン(２１３)の連結地点より下流に連結されると、第１のガス(Ｇ１)が第１の供給ライン(２１１)に沿って逆流して、第２のガス(Ｇ２)を供給しようとする領域外の領域に供給され、ガスの均一性を保障するのが困るためである。

従って、第１の供給ライン(２１１)と複数の第１の分岐ライン(２１３)は、複数の第２の分岐ライン(２３３)と複数の第１の分岐ライン(２１３)の連結地点より上流で連結して、第２のガス(Ｇ２)の逆流を防止することができる。

図示していないが、さらに望ましくは、第２のガス(Ｇ２)が第１の供給ライン(２１１)に逆流して第１のガス(Ｇ１)の供給を妨害するのを防止するために、第１の分岐ライン(２１３)の経路のうち、第１の分岐ライン(２１３)と第２の分岐ライン(２３３)が結合される地点の上流にチェックバルブを各々配置することができる。

一方、第１の供給ライン(２１１)のライン上には第１のガス(Ｇ１)の流量を調節する第１のバルブ(２１５)が備えられ、複数の第１の分岐ライン(２１３)に向かう複数の第２の分岐ライン(２３３)のライン上には第２のガス(Ｇ２)の流量を調節する第２のバルブ(２３５)が各々個別配置される。

以下、本発明の実施例による基板処理装置の作動に対して、添付図面を参照して詳細に説明する。以下で言及される各々の要素は上述した説明と図面を参照して理解しなければならない。

図４及び図５は、本発明の実施例による基板合着装置のガス供給状態を示した作動図である。図４を参照すると、基板の処理のために第１の供給バルブ(２１５)は開放され、第１のガス供給源(２１０)から第１のガス(Ｇ１)が供給される。このとき、供給される第１のガス(Ｇ１)は、工程ガスとしてＳＦ６、ＣＦ４、Ｏ２、Ｈｅ、ＨＣｌ、Ｃｌ２のうちいずれか一つまたは、ＳＦ６、ＣＦ４、Ｏ２、Ｈｅ、ＨＣｌ、Ｃｌ２のうち複数個が混合されたガスであってよく、キャリアガスとして使われるＮ２、Ａｒのうちいずれか一つであってもよい。

第１のガス(Ｇ１)は第１の供給ライン(２１１)に沿って処理空間(１１０)側に進行する。第１のガス(Ｇ１)は、複数の第１の分岐ライン(２１３)により分類されてシャワーヘッド(１５０)の内部空間(１５１)に供給される。このとき、第１のガス(Ｇ１)は、シャワーヘッド(１５０)の第１の領域(１５１ａ)と第２の領域(１５１ｂ)に均一に分類される。第１のガス(Ｇ１)は、シャワーヘッド(１５０)の内部空間(１５１)で拡散され、処理空間(１１０)の中央部と処理空間(１１０)の周縁部に均一に供給される。

続いて、図５を参照すると、処理空間(１１０)に第１のガス(Ｇ１)の供給が維持されながら、基板(Ｓ)処理の改善、例えば、ガス濃度の均一性を合せるために、複数の第２の供給バルブ(２３５)が開放される。第２の供給バルブ(２３５)が開放されることに応じて第２のガス供給源(２３０)から第２のガス(Ｇ２)が供給される。このとき、供給される第２のガス(Ｇ２)は、既に第１のガス(Ｇ１)に含まれるガスのうち他のガスに比べて濃度が低いいずれか一つまたは、複数の工程ガスまたは、キャリアガスであってもよい。

第２のガス(Ｇ２)は第２の供給ライン(２３１)に沿って処理空間(１１０)側に進行する。第２のガス(Ｇ２)は、複数の第２の分岐ライン(２３３)により分類されて第１の分岐ライン(２１３)と第２の分岐ライン(２３３)が結合される地点で第１のガス(Ｇ１)と合流される。第１のガス(Ｇ１)と合流した第２のガス(Ｇ２)は、シャワーヘッド(１５０)の第１の領域(１５１ａ)と第２の領域(１５１ｂ)に均一に分類される。第１のガス(Ｇ１)はシャワーヘッド(１５０)の内部空間(１５１)で拡散され、処理空間(１１０)の中央部と処理空間(１１０)の周縁部に均一に供給される。

このように、基板合着装置(１００)は、第２のガス(Ｇ２)を第１の分岐ライン(２１３)で第１のガス(Ｇ１)と合流させ、基板(Ｓ)処理のうち、工程ガスまたはキャリアガスとして使われるガスの濃度の均一性を合せることができる。

一方、第２のガス(Ｇ２)は、第１の領域(１５１ａ)と第２の領域(１５１ｂ)に各々分類されて供給されるため、第１の領域(１５１ａ)と第２の領域(１５１ｂ)に供給される第２のガス(Ｇ２)の供給量を各領域別に制御することができる。

例えば、第１のガス(Ｇ１)の供給量が処理空間(１１０)の中央部より処理空間(１１０)の周縁部に多いならば、第１の領域(１５１ａ)に第２のガス(Ｇ２)を供給して、第１のガス(Ｇ１)の不足な供給量を補充することができる。このとき、複数の第２の供給バルブ(２３５)のうち、第２の領域(１５１ｂ)と連結される第２の分岐ライン(２３３)に設けられる第２の供給バルブ(２３５)は、第２の供給ライン(２３１)を閉鎖させ、第２のガス(Ｇ２)の供給を遮断する。

これに対して、第１のガス(Ｇ１)の供給量が処理空間(１１０)の周縁部より処理空間(１１０)の中央部に多いならば、第２の領域(１５１ｂ)に第２のガス(Ｇ２)を供給して、第１のガス(Ｇ１)の不足な供給量を補充することができる。このとき、複数の第２の供給バルブ(２３５)のうち、第１の領域(１５１ａ)と連結される第２の分岐ライン(２３３)に設けられる第２の供給バルブ(２３５)は、第２の供給ライン(２３１)を閉鎖させ、第２のガス(Ｇ２)の供給を遮断する。

このように、基板処理装置(１００)は、第１の領域(１５１ａ)と第２の領域(１５１ｂ)に第１のガス(Ｇ１)及び第２のガス(Ｇ２)を差等供給してガスの均一性を確保することができる。

以下、図６ないし図８を参照して本発明による望ましい第２実施例を説明する。前述した実施例は一つのメーンガスと一つのサブガスを供給するガス供給経路を説明しているが、本実施例では二つ以上のガス供給源に適用されるガス供給経路を構成している。ただし、前述した実施例と構成が類似する基板処理部(１００)の構成要素に対しては、同一名称及び同一符号を使用して、重複を避けるために具体的な説明は省略する。

図６は、本実施例による基板処理装置のガス供給部を示した構成図である。図２及び図６を参照すると、ガス供給部(３００)は相異する種類のガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)を複数に分岐して供給する複数の供給ライン(３３０ａ、３３０ｂ、．．．３３０ｎ)と、分岐されたガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)を合流させて処理空間(１１０)の複数個所に各々排出するための複数の排出ライン(３１１ａ、３１１ｂ)を備える。(図１及び図２ご参照)

以下、複数の供給ライン(３３０ａ、３３０ｂ、．．．３３０ｎ)に対して説明する。以下の説明では複数の供給ライン(３３０ａ、３３０ｂ、．．．３３０ｎ)のうち、二つの供給ライン(３３０ａ、３３０ｂ)を代表的な例として説明して、複数の供給ライン(３３０ａ、３３０ｂ、．．．３３０ｎ)及び複数の排出ライン(３１１ａ、３１１ｂ)間の連結関係を説明する。

また、図６を参照すると、ガス供給部(３００)は、第１のガス(Ｇ１)を分岐して供給する第１の供給ライン(３３０ａ)と、第２のガス(Ｇ２)を分岐して供給する第２の供給ライン(３３０ｂ)を備える。

第１の供給ライン(３３０ａ)は、第１のガス(Ｇ１)を提供する第１のガス供給源(３３１ａ)、第１のガス(Ｇ１)の供給経路を複数に分岐する複数の第１の分岐ライン(３３３ａ)を備える。第２の供給ライン(３３０ｂ)は、第２のガス(Ｇ２)を提供する第２のガス供給源(３３１ｂ)、第２のガス(Ｇ２)の供給経路を複数に分岐する複数の第２の分岐ライン(３３３ｂ)を備える。

ガス供給部(３００)は、複数の第１の分岐ライン(３３３ａ)と複数の第２の分岐ライン(３３３ｂ)に各々配置される複数の流量制御器(３７０)(ＭＦＣ；Mass Flow Controller)を備える。複数の流量制御器(３７０)は複数の第１の分岐ライン(３３３ａ)と複数の第２の分岐ライン(３３３ｂ)の流量を各々調節する。

複数の流量制御器(３７０)を通過する第１及び第２のガス(Ｇ１、Ｇ２)の経路には、複数の排出ライン(３１１ａ、３１１ｂ)に進行する第１及び第２のガス(Ｇ１、Ｇ２)の進行を個別取り締まるための複数の供給バルブ(３３４)を備える。

複数の排出ライン(３１１ａ、３１１ｂ)は複数の供給バルブ(３３４)を通過した第１及び第２のガス(Ｇ１、Ｇ２)を合流させる。複数の排出ライン(３１１ａ、３１１ｂ)は第１の領域(１５１ａ)と第２の領域(１５１ｂ)に各々結合される。複数の排出ライン(３１１ａ、３１１ｂ)は合流された第１及び第２のガス(Ｇ１、Ｇ２)を第１の領域(１５１ａ)と第２の領域(１５１ｂ)に分類する。

このような複数の排出ライン(３１１ａ、３１１ｂ)は、処理空間(１１０)の中央部と処理空間(１１０)の周縁部に供給される第１及び第２のガス(Ｇ１、Ｇ２)の供給量を領域別に個別調節することができるようにする。

一方、複数の排出ライン(３１１ａ、３１１ｂ)は、シャワーヘッド(１５０)に供給される合流された第１及び第２のガス(Ｇ１、Ｇ２)の進行を取り締まるための複数の排出バルブ(３５１)を各々備える。

以上で説明された複数の供給ライン(３３０ａ、３３０ｂ、．．．３３０ｎ)及び複数の排出ライン(３１１ａ、３１１ｂ)間の連結関係に基づき、第１の供給ライン(３３０ａ)と第２の供給ライン(３３０ｂ)は各々二つに分岐され、複数の排出ライン(３１１ａ、３１１ｂ)及び複数の流量制御器(３７０)は各々二つに備えられると仮定して、さらに詳細に説明する。また、第１の供給ライン(３３０ａ)は第１のガス(Ｇ１)としてＳＦ６を供給して、第２の供給ライン(３３０ｂ)は第２のガス(Ｇ２)としてＣＦ４を供給すると仮定する。

第１の供給ライン(３３０ａ)の一つの分岐ライン(３３３ａ)と第２の供給ライン(３３０ｂ)の一つの分岐ライン(３３３ｂ)は、一番目の排出ライン(３１１ａ)に連結される。第１の供給ライン(３３０ａ)の残りの分岐ライン(３３３ａ)と２供給ライン(３３０ｂ)の残りの分岐ライン(３３３ｂ)は、二番目の排出ライン(３１１ｂ)に連結される。

第１の供給ライン(３３０ａ)の一つの分岐ライン(３３３ａ)に沿って供給されるＳＦ６と第２の供給ライン(３３０ｂ)の一つの分岐ライン(３３３ｂ)に沿って供給されるＣＦ４は、一番目の排出ライン(３１１ａ)に進行される。そして、第１の供給ライン(３３０ａ)の残りの分岐ライン(３３３ａ)に沿って供給されるＳＦ６と第２の供給ライン(３３０ｂ)の残りの分岐ライン(３３３ｂ)に沿って供給されるＣＦ４は、二番目の排出ライン(３１１ｂ)に進行する。

ところが、各分岐ライン(３３３ａ、３３３ｂ)上に個別的に流量制御器(３７０)が配置されているため、使用者は状況に応じて一番目の排出ライン(３１１ａ)に排出されるＳＦ６とＣＦ４の比率と、二番目の排出ライン(３１１ｂ)に排出されるＳＦ６とＣＦ４の比率を相異するように調節することができる。

このように、使用者は、処理空間(１１０)に供給される第１及び第２のガス(Ｇ１、Ｇ２)の成分比を調節することができ、処理空間(１１０)の領域別に排出される第１及び第２のガス(Ｇ１、Ｇ２)の供給量を自由に調節することができるため、必要な工程の特性に応じて適合した成分比のガスを供給することができる。

上述された２供給ライン(３３０ａ、３３０ｂ)外に基板(Ｓ)処理に使われるガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)の種類に応じて供給ラインの個数はいくらでも増加されることができる。二つの供給ライン(３３０ａ、３３０ｂ)外にさらに増加される供給ラインは、上述された二つの供給ライン(３３０ａ、３３０ｂ)及び複数の排出ライン(３１１ａ、３１１ｂ)間の連結関係と類似する。

このように、ガス供給部(３００)はｎ個の供給ラインを備えて、第ｎの供給ライン(３３０ｎ)は、第ｎのガス(Ｇｎ)を提供する第ｎのガス供給源(３３１ｎ)、第ｎのガス(Ｇｎ)の供給経路を複数に分岐する複数の第ｎの分岐ライン(３３３ｂ)を備える。

このような第１、第２、．．．第ｎの供給ライン(３３０ａ、３３０ｂ、．．．３３０ｎ)から供給される第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)は、各々基板(Ｓ)処理のための工程ガスとしてＳＦ６、ＣＦ４、Ｏ２、Ｈｅ、ＨＣｌ、Ｃｌ２などのガスを含む。

また、上述された説明において、処理空間(１１０)は、シャワーヘッド(１５０)により二つの領域に分割され、これに伴い排出ラインも二つに備えられると説明している。然しながら、これは処理空間(１１０)を分割する領域の個数と排出ラインの個数を限定すると理解してはならない。処理空間(１１０)を分割する領域の個数はいくらでも増加されることができ、排出ラインは処理空間(１１０)を分割する領域の個数と比例して増加されることができる。

一方、ガス供給部(３００)は、流量制御器(３７０)の整備時、各ライン及び流量制御器(３７０)に残存する有毒性工程ガスを除去するための洗浄ガス(Ｇｘ)を供給する洗浄供給ライン(３６０)をさらに備える。このような洗浄ガス(Ｇｘ)はＮ２、Ａｒなどの不活性ガスを含む。

洗浄供給ライン(３６０)は、洗浄ガス(Ｇｘ)を供給する洗浄ガス供給源(３６１)と、洗浄ガス供給源(３６１)から供給される洗浄ガス(Ｇｘ)を分岐して第１、第２、．．．第ｎの供給ライン(３３０ａ、３３０ｂ、．．．３３０ｎ)の各供給ライン(３３０ａ、３３０ｂ、．．．３３０ｎ)に合流させる洗浄分岐ライン(３６３)を備える。また、洗浄供給ライン(３６０)は、複数の洗浄分岐ライン(３６３)の進行を個別取り締まるための複数の洗浄バルブ(３６４)を備える。

一方、図示していないが、第１、第２、．．．第ｎの供給ライン(３３０ａ、３３０ｂ、．．．３３０ｎ)及び洗浄供給ライン(３６０)は、各ガス供給源(３３１ａ、３３１ｂ、．．．３３１ｎ)及び洗浄ガス供給源(３６１)と複数の第１、第２、．．．第ｎの分岐ライン(３３３ａ、３３３ｂ、．．．３３３ｎ)及び洗浄分岐ライン(３６３)の間に、ガスの逆流を防止するレギュレータ、ガスの供給圧力を感知する圧力センサ、ガス内の不純物を濾過するフィルタ及びガスの流れを取り締まるバルブを備えることができる。このようなレギュレータ、圧力センサ、フィルタ及び複数のバルブは、ガス供給技術において周知技術であるため、詳細な説明は省略する。

以下、本実施例による基板処理装置の作動に対して添付図面を参照して詳細に説明する。以下で言及される各々の要素は上述した説明と図面を参照して理解しなければならない。

図７及び図８は、本発明の実施例による基板処理装置のガス供給状態を示した作動図である。

まず、図７を参照すると、基板の処理のために、第１、第２、．．．第ｎのガス供給源(３３１ａ、３３１ｂ、．．．３３１c)から第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)が供給される。このとき、基板(Ｓ)上に形成された膜の材質に応じて、第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)のうち一つのガスだけ供給されることができ、第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)のうち複数のガスが共に供給されることができる。このとき、供給されるガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)は、工程ガスとしてＳＦ６、ＣＦ４、Ｏ２、Ｈｅ、ＨＣｌ、Ｃｌ２などのガスのうちいずれか一つまたは複数に共に供給されることができる。

引続いて、第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)は、第１、第２、．．．第ｎの提供ライン(３３２ａ、３３２ｂ、．．．３３２ｎ)に沿って処理空間(１１０)側に進行する。第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)は、第１、第２、．．．第ｎの分岐ライン(３３３ａ、３３３ｂ、．．．３３３ｎ)により分類され、複数の排出ライン(３１１ａ、３１１ｂ)によりシャワーヘッド(１５０)の内部空間(１５１)に供給される。

このとき、第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)は、複数の流量制御器(３７０)により各々流量が制御されるため、シャワーヘッド(１５０)の第１の領域(１５１ａ)と第２の領域(１５１ｂ)に供給される第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)の成分比は使用者により自由に調節されることができる。

一方、第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)は、第１の領域(１５１ａ)と第２の領域(１５１ｂ)に各々分類されて供給されるため、第１の領域(１５１ａ)と第２の領域(１５１ｂ)に供給される第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)の供給量を各領域別に制御することができる。

例えば、第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)の供給量が処理空間(１１０)の中央部より処理空間(１１０)の周縁部に多いならば、第１の領域(１５１ａ)に第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)を供給して第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)の不足な供給量を補充することができる。

このとき、複数の排出バルブ(３５１)のうち、第２の領域(１５１ｂ)と連結される排出ライン(３１１ｂ)に設けられる排出バルブ(３５１)は、排出ライン(３１１ｂ)を閉鎖させ、第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)の供給を遮断する。

これに対して、第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)の供給量が処理空間(１１０)の周縁部より処理空間(１１０)の中央部に多いならば、第２の領域(１５１ｂ)に第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)を供給して第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)の不足な供給量を補充することができる。

このとき、複数の排出バルブ(３５１)のうち、第１の領域(１５１ａ)と連結される排出ライン(３１１ａ)に設けられる排出バルブ(３５１)は、排出ライン(３１１ａ)を閉鎖させ、第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)の供給を遮断する。

ここで、排出バルブ(３５１)を開閉させ、第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)の供給量を調節することは、複数の排出ライン(３１１ａ、３１１ｂ)で合流された第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)を一括制御したり、第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)のうち一つのガスが供給される場合にだけ使われる。

これに対して、第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)が処理空間(１１０)に供給され、同時に供給される第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)のうちいずれか一つのガスの供給量を別途に制御する時には、第１、第２、．．．第ｎの供給ライン(３３０ａ、３３０ｂ、．．．３３０ｎ)に備えられる供給バルブ(３３４)を開閉させることによって、第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)の供給量を個別調節することができる。

このように、基板処理装置(１００)は、工程の種類及び基板(Ｓ)上に形成された膜の種類に応じて、供給される相異する種類のガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)を分類して、分類されたガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)の流量を各々調節して供給するため、ガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)の成分比を自由に調節することができる。

また、第１の領域(１５１ａ)と第２の領域(１５１ｂ)に供給されるガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)を領域別に個別調節が可能であるため、処理空間(１１０)に供給されるガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)の各領域別に供給量を自由に調節することができる。

一方、第１、第２、．．．第ｎの供給ライン(３３０ａ、３３０ｂ、．．．３３０ｎ)の洗浄及び処理空間(１１０)の洗浄のために洗浄ガス(Ｇａ)を供給しなければならない。

図８を参照すると、洗浄のために第１、第２、．．．第ｎのガス(Ｇ１、Ｇ２、．．．Ｇｎ)は、複数のバルブ(未図示)により供給が遮断され、洗浄ガス供給源(３６１)から洗浄ガス(Ｇａ)が提供される。洗浄ガス(Ｇａ)は、第１、第２、．．．第ｎの提供ライン(３３２ａ、３３２ｂ、．．．３３２ｎ)の下流に進行しながら、各配管及び処理空間(１１０)に残存する有毒性工程ガス及び異質物を処理空間(１１０)の外部に排出する。

このように、基板処理装置(１００)は、洗浄ガス(Ｇａ)を用いて、装備内の残存する有毒性工程ガス及び異質物などを除去することができる。

以上、本実施例に対して詳細に記述したが、本発明が属する技術分野において通常の知識を有した者であれば、添付された請求範囲に定義された本発明の精神及び範囲を外れない限り、本発明を多様に変形して実施することができる。従って、本発明の今後の実施例等の変更は本発明の技術を外れることができない。

１００ 基板処理部
１０１ チャンバ
１１０ 処理空間
１３０ ステージ
１５０ シャワーヘッド
１５１ 内部空間
１５１ａ 第１の領域
１５１ｂ 第２の領域
１５５ 隔壁
２００ ガス供給部
２１０ 第１のガス供給源
２１１ 第１の供給ライン
２１３ 第１の分岐ライン
２１５ 第１のバルブ
２３０ 第２のガス供給源
２３１ 第２の供給ライン
２３３ 第２の分岐ライン
２３５ 第２のバルブ
３００ ガス供給部
３１１ａ、３１１ｂ 複数の排出ライン
３００ ガス供給部
３３０ａ 第１の供給ライン
３３０ｂ 第２の供給ライン
３３３ａ 第１の分岐ライン
３３３ｂ 第２の供給ライン
３３４ 供給バルブ
３６０ 洗浄供給ライン
３６１ 洗浄ガス供給源
３６３ 洗浄分岐ライン
３７０ 流量制御器
５００ 基板処理装置
Ｓ 基板
Ｇ１ 第１のガス
Ｇ２ 第２のガス
Ｇｘ 洗浄ガス

Claims (21)

1. 第１のガスを提供する第１のガス供給源；
   上記第１のガスの供給経路を提供する第１の供給ライン；
   上記第１の供給ラインに連結され、上記第１のガスを供給場所の複数個所に供給する複数の第１の分岐ライン；
   第２のガスを提供する第２のガス供給源；
   上記第２のガスの供給経路を提供する第２の供給ライン；及び、
   上記第２の供給ラインに連結され、上記第２のガスを分類させる複数の第２の分岐ライン；を備えて、
   複数の上記第２の分岐ラインは、複数の上記第１の分岐ラインの各々に一つずつ連結されることを特徴とするガス供給装置。
2. 請求項１において、
   上記第１の供給ラインと複数の上記第１の分岐ラインは、
   複数の上記第２の分岐ラインと複数の上記第１の分岐ラインの連結地点より上流で連結されることを特徴とするガス供給装置。
3. 請求項１において、
   上記第１の供給ラインのライン上に配置され、上記第１のガスの流量を調節する第１のバルブ；及び、
   複数の上記第１の分岐ラインに向かう複数の上記第２の分岐ラインのライン上に各々個別配置され、上記第２のガスの流量を調節する第２のバルブ；をさらに備えることを特徴とするガス供給装置。
4. 基板を処理する処理空間を提供するチャンバ；
   第１のガスを提供する第１のガス供給源；
   上記第１のガスの供給経路を提供する第１の供給ライン；
   上記第１の供給ラインに連結され、上記第１のガスを上記処理空間の複数個所に供給する複数の第１の分岐ライン；
   第２のガスを提供する第２のガス供給源；
   上記第２のガスの供給経路を提供する第２の供給ライン；及び、
   上記第２のガスを分類させる複数の第２の分岐ライン；を備えて、
   複数の上記第２の分岐ラインは、複数の上記第１の分岐ラインの各々に一つずつ連結されることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項４において、
   上記第１の供給ラインと複数の上記第１の分岐ラインは、
   複数の上記第２の分岐ラインと複数の上記第１の分岐ラインの連結地点より上流で連結されることを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項４において、
   上記第１の供給ラインのライン上に配置され、上記第１のガスの流量を調節する第１のバルブ；及び、
   複数の上記第１の分岐ラインに向かう複数の上記第２の分岐ラインのライン上に各々個別配置され、上記第２のガスの流量を調節する第２のバルブ；をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項４において、
   上記処理空間に支持される上記基板側に上記第１のガス及び上記第２のガスを吐き出すシャワーヘッドをさらに備えて、
   複数の上記第１の分岐ラインは上記シャワーヘッドの複数個所に結合されることを特徴とする基板処理装置。
8. 請求項４において、
   上記シャワーヘッドは、
   上記第１のガス及び上記第２のガスが拡散される内部空間を形成して、
   複数の上記第１の分岐ラインが結合される位置に応じて上記内部空間を複数の領域に分割する隔壁を備えることを特徴とする基板処理装置。
9. 第１のガスを複数に分岐して供給する第１の供給ラインと、
   分岐された上記第１のガスの流量を制御する複数の第１の流量制御器と、
   第２のガスを複数に分岐して供給する第２の供給ラインと、
   分岐された上記第２のガスの流量を制御する複数の第２の流量制御器と、
   複数の上記第１の流量制御器のうちいずれか一つの第１の流量制御器と、複数の上記第２の流量制御器のうちいずれか一つの第２の流量制御器を連結して、基板の処理空間と連通される第１の排出ラインと、
   上記第１の排出ラインに連結された上記第１の流量制御器と他の第１の流量制御器と、上記第１の排出ラインに連結された上記第２の流量制御器と他の第２の流量制御器を連結して、上記第１の排出ラインと他の場所で上記処理空間と連通される第２の排出ラインを備えることを特徴とする基板処理用ガス供給装置。
10. 請求項９において、
    上記第１のガスと上記第２のガスが合流される地点以前に各々配置され、上記第１のガスと上記第２のガスの進行を各々取り締まる複数の供給バルブをさらに備えることを特徴とする基板処理用ガス供給装置。
11. 請求項９において、
    上記第１のガスと上記第２のガスが合流される地点以後に各々配置され、合流された上記第１のガスと上記第２のガスの進行を各々取り締まる複数の排出バルブをさらに備えることを特徴とする基板処理用ガス供給装置。
12. 請求項９において、
    上記第１の排出ラインと上記第２の排出ラインのうちいずれか一つは上記処理空間の中央部と連通され、他の一つは上記処理空間の周縁部と連通されることを特徴とする基板処理用ガス供給装置。
13. 請求項１２において、
    上記第１の排出ラインと上記第２の排出ラインは、各々複数に分岐されることを特徴とする基板処理用ガス供給装置。
14. 請求項９において、
    洗浄ガスを分岐して供給し、上記第１のガスと上記第２のガスが分岐される地点以前に上記洗浄ガスを上記第１の供給ラインと上記第２の供給ラインに合流させる洗浄供給ラインをさらに備えることを特徴とする基板処理用ガス供給装置。
15. 基板の処理空間を提供するチャンバと、
    第１のガスを複数に分岐して供給する第１の供給ラインと、
    分岐された上記第１のガスの流量を制御する複数の第１の流量制御器と、
    第２のガスを複数に分岐して供給する第２の供給ラインと、
    分岐された上記第２のガスの流量を制御する複数の第２の流量制御器と、
    複数の上記第１の流量制御器のうちいずれか一つの第１の流量制御器と、複数の上記第２の流量制御器のうちいずれか一つの第２の流量制御器を連結して、上記処理空間と連通される第１の排出ラインと、
    上記第１の排出ラインに連結された上記第１の流量制御器と他の第１の流量制御器と、上記第１の排出ラインに連結された上記第２の流量制御器と他の第２の流量制御器を連結して、上記第１の排出ラインと他の場所で上記処理空間と連通される第２の排出ラインを備えることを特徴とする基板処理装置。
16. 請求項１５において、
    上記第１のガスと上記第２のガスが合流される地点以前に各々配置され、上記第１のガスと上記第２のガスの進行を各々取り締まる複数の供給バルブをさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
17. 請求項１５において、
    上記第１のガスと上記第２のガスが合流される地点以後に各々配置され、合流された上記第１のガスと上記第２のガスの進行を各々取り締まる複数の排出バルブをさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
18. 請求項１５において、
    上記第１の排出ラインと上記第２の排出ラインのうちいずれか一つは上記処理空間の中央部と連通され、他の一つは上記処理空間の周縁部と連通されることを特徴とする基板処理装置。
19. 請求項１８において、
    上記第１の排出ラインと上記第２の排出ラインは、各々複数に分岐されることを特徴とする基板処理装置。
20. 請求項１８において、
    上記処理空間に配置されて上記第１の排出ラインと上記第２の排出ラインが結合されるシャワーヘッドをさらに備え、
    上記シャワーヘッドは、
    上記第１のガスと上記第２のガスが拡散される内部空間を形成して、
    上記内部空間を上記処理空間の中央部に対応される領域と、上記処理空間の周縁部に対応される領域に分割する隔壁を備えることを特徴とする基板処理装置。
21. 請求項１５において、
    洗浄ガスを分岐して供給し、上記第１のガスと上記第２のガスが分岐される地点以前に上記洗浄ガスを上記第１の供給ラインと上記第２の供給ラインに合流させる洗浄供給ラインをさらに備えることを特徴とする基板処理装置。