JP2016213033A - 基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
複数枚の基板を基板保持具に棚状に保持して縦型の反応容器内に搬入し、プラズマ化された処理ガスにより基板を処理する基板処理装置において、
前記反応容器内を真空排気するための排気機構と、
前記反応容器の側壁に沿って当該反応容器の外方へ向けて膨らみかつ縦方向に伸びるように形成されたプラズマ形成室と、
前記プラズマ形成室を介して前記基板に対して処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記反応容器の外側において前記プラズマ形成室に隣接して縦方向に設けられ、高周波電源に接続されたプラズマ発生用の導電体と、
前記反応容器の外側において前記導電体から見て反応容器側に寄った位置に設けられたプラズマ調整用の導電体と、
前記プラズマ調整用の導電体とアースとの間に設けられたインピーダンス調整部と、を備えたことを特徴とする。
複数枚の基板を基板保持具に棚状に保持して縦型の反応容器内に搬入し、プラズマ化された処理ガスにより基板を処理する基板処理装置において、
前記反応容器内を真空排気するための排気機構と、
前記反応容器の側壁に沿って当該反応容器の外方へ向けて膨らみかつ縦方向に伸びるように形成されたプラズマ形成室と、
前記プラズマ形成室を介して前記基板に対して処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記反応容器の外側において前記プラズマ形成室に隣接して縦方向に設けられ、高周波電源に接続されたプラズマ発生用の導電体と、
前記反応容器の外側において前記導電体から見て反応容器側に寄った位置に設けられ、反応容器の長さ方向に複数に分割されたプラズマ調整用の導電体と、を備え、
前記複数に分割されたプラズマ調整用の導電体のうち、少なくとも2つは、アースとの間のインピーダンスが互いに異なることを特徴とする。
本発明の基板処理装置を適用した縦型熱処理装置の第1の実施形態について、図1及び図2を参照して説明する。図1は縦型熱処理装置の縦断面図、図2はその横断面図である。図1及び図2中1は、誘電体例えば石英により縦型の円筒状に形成された反応管であり、この反応管1内の上部側は、石英製の天井板11により封止されている。また反応管1の下端側には、例えばステンレスにより円筒状に形成されたマニホールド2が連結されており、反応管1とマニホールド2とにより反応容器10が形成される。マニホールド2の下端は基板搬入出口として開口され、エレベータ20に設けられた石英製の蓋体21により気密に閉じられるようになっている。蓋体21の中央部には回転軸22が貫通して設けられ、その上端部には基板保持具であるウエハボート23が搭載される。
なおプロセスとしては、以上に説明したいわゆるALD法に限らず、例えばDCSガスとNH3ガスとを同時に吐出するCVD法であってもよい。
続いて本発明の基板処理装置を適用した縦型熱処理装置の第2の実施形態について、図7〜図9を参照して説明する。この実施形態が第1の実施形態と異なる点は、プラズマ発生用の導電体の構造である。この例においては、プラズマ形成室32内に誘導結合プラズマを発生させるための導電体をなす電極9が、プラズマ形成用ボックス31の下端部から上端部に亘って縦方向に伸びるように設けられている。この電極は縦方向に伸びる途中で前後に繰り返し蛇行するように形成されており、以下蛇行電極9と記載する。この蛇行電極9の周囲は絶縁部材91により囲まれており、例えば蛇行電極9の上端側はプラズマ形成用ボックス31の上方側にてプラズマ形成用ボックス31とは反対方向に折り返され、下方側まで垂直に伸びるように設けられている。
続いて本発明の基板処理装置を適用した縦型熱処理装置の第3の実施形態について、図10及び図11を参照して説明する。この実施形態が第1の実施形態及び第2の実施形態と異なる点は、プラズマ調整用の導電体の構造である。この例においては、プラズマ調整用の導電体96は分割されておらず、反応管1の長さ方向のほぼ全体に縦方向に沿って伸びるように設けられている。導電体96とアースとの間には、第1及び第2の実施形態と同様に構成されたインピーダンス調整回路97が設けられている。反応管1やシールド17、プラズマ発生用の電極等、その他の構成は第1の実施形態又は第2の実施形態と同様であり、同じ構成部材については同符号を付し、説明を省略する。
本発明に関連して行われた評価試験について説明する。この評価試験では既述の図10に示す縦型熱処理装置を用い、ウエハをウエハボート23の各スロットに搭載し、実施形態で説明した手順でALDを行い、SiN膜を形成した。成膜条件は、処理圧力をDCSの吸着工程では133Pa(1Torr)、プラズマを用いる窒化工程では39.9Pa(0.3Torr)、処理温度を550度、DCSガスの流量を1L/分、NH3ガスの流量を1L/分とした。このとき導電体96を接地状態に設定した場合(実施例1)と、導電体96をフローティング状態に設定した場合(実施例2)について夫々成膜処理を行い、これら実施例1、実施例2で成膜されたウエハについて、膜厚の面内均一性を求めた。面内均一性は、ウエハの中心を含む49箇所のSiN膜の膜厚を測定し、(最大膜厚−最小膜厚)/(膜厚の平均値×2)により算出し、値の小さい方が均一性が良好であることを示している。
1 反応管
10 反応容器
2 マニホールド
3 プラズマ発生部
31 プラズマ形成用ボックス
32 プラズマ形成室
33、34 電極
37、94 高周波電源
42、43、52 ガスノズル
7、71〜73、74、96 プラズマ調整用の導電体
8、81〜83、97 インピーダンス調整回路
9 蛇行電極
Claims (6)
- 複数枚の基板を基板保持具に棚状に保持して縦型の反応容器内に搬入し、プラズマ化された処理ガスにより基板を処理する基板処理装置において、
前記反応容器内を真空排気するための排気機構と、
前記反応容器の側壁に沿って当該反応容器の外方へ向けて膨らみかつ縦方向に伸びるように形成されたプラズマ形成室と、
前記プラズマ形成室を介して前記基板に対して処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記反応容器の外側において前記プラズマ形成室に隣接して縦方向に設けられ、高周波電源に接続されたプラズマ発生用の導電体と、
前記反応容器の外側において前記導電体から見て反応容器側に寄った位置に設けられたプラズマ調整用の導電体と、
前記プラズマ調整用の導電体とアースとの間に設けられたインピーダンス調整部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 前記プラズマ調整用の導電体は、反応容器の長さ方向に複数に分割され、分割された導電体の各々とアースとの間に前記インピーダンス調整部が設けられていることを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
- 前記インピーダンス調整部の調整範囲は、前記プラズマ調整用の導電体が接地された状態に相当するインピーダンスを含むことを特徴とする請求項1または2記載の基板処理装置。
- 前記インピーダンス調整部の調整範囲は、前記プラズマ調整用の導電体がフローティング状態に相当するインピーダンスを含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記インピーダンス調整部は、可変容量コンデンサと、インダクタンスが可変であるインダクタと、を含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 複数枚の基板を基板保持具に棚状に保持して縦型の反応容器内に搬入し、プラズマ化された処理ガスにより基板を処理する基板処理装置において、
前記反応容器内を真空排気するための排気機構と、
前記反応容器の側壁に沿って当該反応容器の外方へ向けて膨らみかつ縦方向に伸びるように形成されたプラズマ形成室と、
前記プラズマ形成室を介して前記基板に対して処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記反応容器の外側において前記プラズマ形成室に隣接して縦方向に設けられ、高周波電源に接続されたプラズマ発生用の導電体と、
前記反応容器の外側において前記導電体から見て反応容器側に寄った位置に設けられ、反応容器の長さ方向に複数に分割されたプラズマ調整用の導電体と、
を備え、
前記複数に分割されたプラズマ調整用の導電体のうち、少なくとも2つは、アースとの間のインピーダンスが互いに異なることを特徴とする基板処理装置。
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