JP2022142996A - ガス処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】フッ素含有ガスと塩基性ガスを用いるガス処理の際に、パーティクルにより基板に欠陥が生じることを抑制可能なガス処理装置を提供する。【解決手段】基板にガス処理を施すガス処理装置は、基板が収容されるチャンバーと、フッ素含有ガスと塩基性ガスとを個別に供給するガス供給機構と、ガス供給機構から供給されたフッ素含有ガスと塩基性ガスとを合流させ、フッ素含有ガスと塩基性ガスとが混合された混合ガスをチャンバーに導入するガス導入部材とを有し、ガス導入部材のフッ素含有ガスと塩基性ガスとの合流箇所を含む部分はアルミニウム系材料で構成されており、少なくとも、合流箇所を含む部分に樹脂コーティングが形成されている。【選択図】図1

Description

本発明は、ガス処理装置に関する。
近時、半導体デバイスの製造過程で、チャンバー内でプラズマを生成することなく化学的にエッチングを行う化学的酸化物除去処理(Chemical Oxide Removal;COR)と呼ばれる手法が知られている。CORとしては、フッ素含有ガスであるフッ化水素(HF)ガスと塩基性ガスであるアンモニア(NH)ガスを、シャワーヘッドを介して基板に供給して処理する技術が知られている(例えば特許文献1)。
国際公開第2013/183437号
本開示は、フッ素含有ガスと塩基性ガスを用いるガス処理の際に、パーティクルにより基板に欠陥が生じることを抑制可能なガス処理装置を提供する。
本開示の一態様に係るガス処理装置は、基板にガス処理を施すガス処理装置であって、基板が収容されるチャンバーと、フッ素含有ガスと塩基性ガスとを個別に供給するガス供給機構と、前記ガス供給機構から供給された前記フッ素含有ガスと前記塩基性ガスとを合流させ、前記フッ素含有ガスと塩基性ガスとが混合された混合ガスを前記チャンバーに導入するガス導入部材と、を有し、前記ガス導入部材の前記フッ素含有ガスと前記塩基性ガスとの合流箇所を含む部分はアルミニウム系材料で構成されており、少なくとも、前記合流箇所を含む部分に樹脂コーティングが形成されている。
本開示によれば、フッ素含有ガスと塩基性ガスを用いるガス処理の際に、パーティクルにより基板に欠陥が生じることを抑制可能なガス処理装置が提供される。
第1の実施形態に係るガス処理装置を示す断面図である。 ガス噴出プラグの構造を説明するための断面図である。 第1の実施形態に係るガス処理装置において、シャワーヘッドの下部プレートに形成されたガス拡散空間である凹部の内面にも樹脂コーティングを形成した状態を示す断面図である。 第1の実施形態に係るガス処理装置において、チャンバーの内表面および載置台の表面にも樹脂コーティングを形成した状態を示す断面図である。 第2の実施形態に係るガス処理装置を示す断面図である。 第2の実施形態を実施するためのガス処理装置の一例の要部であるシャワーヘッドの一部を示す部分断面図である。 図6のAA線による断面図である。 図6のBB線による断面図である。
以下、図面を参照しながら、実施の形態について説明する。
<第1の実施形態>
[ガス処理装置の全体構成]
図1は、第1の実施形態に係るガス処理装置を示す断面図である。図1に示すガス処理装置は、基板の例えば表面に存在するシリコン酸化物系材料をエッチングするエッチング装置として構成される。シリコン酸化物系材料は、代表例としてSiOを挙げることができるが、SiOCN等、シリコンと酸素を含有する材料であればよい。また、シリコン酸化物系材料は、典型的には膜である。
図1に示すように、ガス処理装置1は、密閉構造のチャンバー10を備えており、チャンバー10の内部には、基板Wを略水平にした状態で載置させる載置台12が設けられている。基板WとしてはSiウエハ等の半導体ウエハが例示されるが、これに限るものではない。
また、ガス処理装置1は、チャンバー10に処理ガスを供給するガス供給機構13、チャンバー10内を排気する排気機構14を備えている。
チャンバー10は、チャンバー本体21と蓋部22とによって構成されている。チャンバー本体21は、略円筒形状の側壁部21aと底部21bとを有し、上部は開口となっており、この開口が内部に凹部を有する蓋部22で閉止される。側壁部21aと蓋部22とは、シール部材(図示せず)により密閉されて、チャンバー10内の気密性が確保される。
蓋部22の内部には、載置台12に臨むようにガス導入部材であるシャワーヘッド26がはめ込まれている。シャワーヘッド26は、ガスをチャンバー10内にシャワー状に吐出するものである。シャワーヘッド26の詳細については後述する。
チャンバー本体21の側壁部21aには、基板Wを搬入出する搬入出口41が設けられており、この搬入出口41はゲートバルブ42により開閉可能となっており、隣接する他のモジュールとの間で基板Wが搬送可能となっている。
載置台12は、平面視略円形をなしており、チャンバー10の底部21bに固定されている。載置台12の内部には、載置台12の温度を調節する温調器45が設けられている。温調器45は、例えば、温度を調節する温調媒体(例えば水など)が循環する温調媒体流路や、抵抗ヒータで構成することができる。温調器45により載置台12が所望の温度に温調され、これにより載置台12に載置された基板Wの温度制御がなされる。
ガス供給機構13は、HFガス供給源51、Arガス供給源52、NHガス供給源53、およびNガス供給源54を有している。
HFガス供給源51は、フッ素含有ガスとしてHFガスを供給するものである。ここでは、フッ素含有ガスとしてHFガスを例示するが、フッ素含有ガスとしては、HFガスの他、Fガス、ClFガス、NFガスを用いることもできる。
NHガス供給源は、塩基性ガスとしてNHガスを供給するものである。ここでは、塩基性ガスとしてNHガスを例示するが、塩基性ガスとしては、NHガスの他、アミンガスを用いることもできる。アミンとしては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン等を挙げることができる。
Arガス供給源52およびNガス供給源54は、希釈ガス、パージガス、キャリアガスとしての機能を兼ね備えた不活性ガスとして、Nガス、Arガスを供給するものである。ただし、両方ともArガスまたはNガスであってもよい。また、不活性ガスはArガスおよびNガスに限定されず、Heガス等の他の希ガスを用いることもできる。
これらガス供給源51~54には、それぞれ第1~第4のガス供給配管61~64の一端が接続されている。HFガス供給源51に接続された第1のガス供給配管61およびNHガス供給源53に接続された第3のガス供給配管63は、他端がシャワーヘッド26に接続されている。Arガス供給源52に接続された第2のガス供給配管62は、他端が第1のガス供給配管61に接続されている。Nガス供給源54に接続された第4のガス供給配管64は、他端が第3のガス供給配管63に接続されている。
フッ素含有ガスであるHFガスと塩基性ガスであるNHガスは、それぞれ不活性ガスであるArガスおよびNガスとともにシャワーヘッド26へ導入される。
第1~第4のガス供給配管61~64には、流路の開閉動作および流量制御を行う流量制御部65が設けられている。流量制御部65は例えば開閉弁およびマスフローコントローラ(MFC)またはフローコントロールシステム(FCS)のような流量制御器により構成されている。
排気機構14は、チャンバー10の底部21bに形成された排気口71に繋がる排気配管72を有しており、さらに、排気配管72に設けられた、チャンバー10内の圧力を制御するための自動圧力制御弁(APC)73およびチャンバー10内を排気するための真空ポンプ74を有している。
チャンバー10の側壁には、チャンバー10内の圧力制御のために高圧用および低圧用の2つのキャパシタンスマノメータ76a,76bが設けられている。載置台12に載置された基板Wの近傍には、基板Wの温度を検出する温度センサ(図示せず)が設けられている。
ガス処理装置1を構成するチャンバー10、載置台12は、アルミニウム系材料で形成されていてよい。アルミニウム系材料としては、アルミニウムやアルミニウム合金のみであってもよいし、アルミニウムの表面に陽極酸化皮膜(Al)が形成されたものであってもよい。
ガス処理装置1は、さらに制御部80を有している。制御部80はコンピュータで構成されており、CPUを備えた主制御部と、入力装置、出力装置、表示装置、記憶装置(記憶媒体)を有している。主制御部は、ガス処理装置1の各構成部の動作を制御する。主制御部による各構成部の制御は、記憶装置に内蔵された記憶媒体(ハードディスク、光デスク、半導体メモリ等)に記憶された制御プログラムに基づいてなされる。記憶媒体には、制御プログラムとして処理レシピが記憶されており、処理レシピに基づいてガス処理装置1の処理が実行される。
なお、図1のガス処理装置は、プラズマ源を有していてもよい。プラズマ源によりガスを励起することにより反応性を高めることができ、使用するガスによってはプラズマを用いたほうがよい場合がある。
[シャワーヘッド]
次に、シャワーヘッド26について説明する。シャワーヘッド26は、蓋体22の上壁を構成する上部プレート30と、上部プレート30の下側の中間プレート31と、中間プレート31の下側の下部プレート32とを有しており、これらが本体を構成する。上部プレート30、中間プレート31、および下部プレート32は、チャンバー10や載置台12と同様のアルミニウム系材料で構成され、シャワーヘッド26は、シールリング(図示せず)によりシールされ密閉構造となっている。中間プレート31の中央部にはガス流路31aが形成されている。
上部プレート30および中間レート31の上部を貫通するように第1のガス導入孔33および第2のガス導入孔34が垂直に形成されており、これら第1のガス導入孔33および第2のガス導入孔34がガス流路31aに接続されている。第1のガス導入孔33にはHFガス供給源51に接続された第1のガス供給配管61が接続され、第2のガス導入孔34にはNHガス供給源53に接続された第3のガス供給配管63が接続されている。このため、フッ素含有ガスであるHFガスと塩基性ガスであるNHガスがガス流路31a内で合流して混合される。中間プレート31におけるガス流路31aの内面には樹脂コーティング39が形成されている。
下部プレート32の上面側には、ガス拡散空間となる凹部32aが形成されている。また、下部プレート32の下面側には、凹部32aから垂直に延び、貫通してチャンバー10の内部に臨む、複数のガス吐出孔37が形成されている。中間プレート31には、ガス流路31aとガス拡散空間となる凹部32aを繋ぐ複数(図1では一つのみ図示)の接続孔35が設けられ、中間プレート31の下面の接続孔35に対応する部分には樹脂製のガス噴出プラグ36が取り付けられている。
ガス噴出プラグ36は、図2に示すように、中間プレート31に取り付けられるフランジ部36aと、フランジ部36aの下部中央から下方に突出するガス噴出部36bとを有している。フランジ部36aの中央には接続孔35に連通する縦孔36cが形成されている。縦孔36cはガス噴出部36bの途中まで連通し、ガス噴出部36bの側面には、縦孔36cから延びる複数のガス噴出孔36dが開口している。そして、ガス噴出孔36dからフッ素含有ガス(HFガス)と塩基性ガス(NHガス)との混合ガスがガス拡散空間である凹部32aに吐出される。凹部32aで拡散された混合ガスは、ガス吐出孔37からチャンバー10内に吐出される。
[樹脂コーティング]
次に、樹脂コーティング39について説明する。
上述したように、シャワーヘッド26の中間プレート31におけるガス流路31aの内面には樹脂コーティング39が形成されている。樹脂コーティング39を設けることにより、ガス流路31aでフッ素含有ガスであるHFガスと塩基性ガスであるNHガスが合流した際に、これらがシャワーヘッド26を構成するアルミニウム系材料と接触しない状態とすることができる。これにより、フッ素含有ガスであるHFガスおよび塩基性ガスであるNHガスの混合ガスとアルミニウム系材料との反応によりパーティクルが発生することを有効に防止することができる。
樹脂コーティング39としては、例えば、フッ素樹脂であるPFAを用いたPFAコーティングを好適に用いることができる。PFAコーティングには様々な種類のものがあり雲母を添加するものもあるが、雲母はAlやSのような不純物が多くこれらがパーティクルの原因となる可能性が高い。このためPFAコーティングとしては雲母を含まないものが好ましい。
樹脂コーティング39は、粉体塗装、浸漬塗装、またはスプレー塗装により形成することができ、膜厚は、40μm~1.0mm程度とすることができる。樹脂コーティング39としては、PFA以外の他のフッ素樹脂、例えばPTFE、PCTFE、FEP、ETFE、PCTFEを用いてもよい。
フッ素含有ガスであるHFガスと塩基性ガスであるNHガスとAlとの反応は、これらのガスの合流箇所で多く発生する。このため、少なくとも、これらのガスの合流箇所を含む部分に樹脂コーティング39を形成することにより上記反応を抑制することができる。また、上記反応は、フッ素含有ガスと塩基ガスが合流した後、これらが混合した混合ガスの流路でも発生する。このため、本実施形態では、フッ素含有ガスであるHFガスと塩基性ガスであるNHガスの合流箇所を含み、これらの混合ガスの接触が多いガス流路31aの内面部分に樹脂コーティング39を形成する。
フッ素含有ガスであるHFガスと塩基性ガスであるNHガスとの混合ガスが接触するアルミニウム系材料部分であれば、中間プレート31のガス流路31aの内面部分以外でも樹脂コーティングを形成することにより反応を防止する効果が得られる。例えば、図3に示すように、凹部32aの内面部分に樹脂コーティングを形成してもよい。ただし、凹部32aの内面部分はガス吐出孔37に対応する部分を含む複雑な形状を有しているため、樹脂コーティングを形成し難い場合もある。
また、シャワーヘッド26のみならず、図4に示すように、フッ素含有ガス(HFガス)と塩基性ガス(NHガス)との混合ガスが接触する他のアルミニウム材料部分であるチャンバー10の内表面に樹脂コーティング39が形成されていてもよい。さらに、載置台12にもフッ素含有ガス(HFガス)と塩基性ガス(NHガス)が接触するので、載置台12がアルミ系材料で構成されている場合は、載置台12に樹脂コーティングを形成してもよい。
[ガス処理装置の動作]
次に、以上のように構成されるガス処理装置1の動作について説明する。
まず、基板Wをチャンバー10内に設ける。具体的には、基板Wをチャンバー10内に搬入して、温調器45で温調された載置台12に載置する。基板Wとしては、例えば表面にエッチング対象膜であるシリコン酸化物系膜を有するものを用いる。
次いで、チャンバー10内にフッ素含有ガスであるHFガスと塩基性ガスであるNHガスを以下に説明するように供給して基板Wに対してガス処理を行う。
まず、ガス供給機構13から不活性ガス(Arガス、Nガス)をシャワーヘッド26を介してチャンバー10内に供給し、基板Wの温度を安定させるとともに、チャンバー10内の圧力を安定させる。次いで、ガス供給機構13から不活性ガスを供給した状態のまま、フッ素含有ガスと塩基性ガスによりガス処理を行う。例えば、フッ素含有ガスとしてHFガスを用い、塩基性ガスとしてNHガスを用いて、基板W表面のシリコン酸化物系材料、例えばSiO膜のエッチングを行う。この場合、フッ素含有ガスは、第1のガス供給配管61および第1のガス導入孔33を介してシャワーヘッド26のガス流路31aに供給され、塩基性ガスは、第3のガス供給配管63および第2のガス導入孔34を介してガス流路31aに供給される。これにより、フッ素含有ガス(HFガス)と塩基性ガス(NHガス)は、チャンバー10に供給される前にシャワーヘッド26のガス流路31a内で合流し、混合(プレミックス)される。そして、このようにして混合された混合ガスは、接続孔35およびガス噴出プラグ36を介して凹部32aに至り、ガス吐出孔37からチャンバー10内に吐出される。
このガス処理に際しては、フッ素含有ガス(HFガス)と塩基性ガス(NHガス)とをチャンバー10内に供給する期間と、チャンバー10内をパージするパージ期間を複数回繰り返すサイクルエッチングを行うことができる。
チャンバー10内のパージは、ガスの供給を停止した状態でチャンバー10内を排気する、あるいはフッ素含有ガス(HFガス)および塩基性ガス(NHガス)を停止して不活性ガスを供給する、あるいはこれらの両方を行うことによりなされる。
フッ素含有ガスとしてHFガスを用い、塩基性ガスとしてNHガスを用いる場合には、これらを供給する期間では、基板Wの表面に反応生成物としてケイフッ化アンモニウムが形成され、パージ期間ではケイフッ化アンモニウムが除去される。
エッチング終了後、不活性ガスをチャンバー10内に供給してチャンバー10内のパージを行い、その後、ゲートバルブ42を開き基板Wを搬入出口41から搬出する。
従来のガス処理装置を用いてこのようなHFガスとNHガスとによるガス処理を行う場合、シャワーヘッド26内のHFガスとNHガスの合流箇所で、水(HO)の存在下でHFガスとNHガスがシャワーヘッドのAlと反応することが判明した。そして、このような反応によりAlFまたはAlOのようなAlF系のパーティクルが発生することが見出された。他のフッ素含有ガスおよび塩基性ガスを用いた場合にも同様のAlF系パーティクルが発生すると考えられる。
この時の反応モデルとして以下の(1)~(3)式が例示される。
HF+NH → NHF ・・・(1)
2(NH)F+HO → NH+HF +NH +HO ・・・(2)
Al+2HF → 2AlF+HO(g)+O ・・・(3)
したがって、これらの反応を抑制することにより、AlFやAlOのようなAlF系のパーティクルの発生を抑制することができる。
そこで、本実施形態では、アルミニウム系材料で構成されたシャワーヘッド26の少なくとも、フッ素含有ガス(HFガス)と塩基性ガス(NHガス)が合流する合流箇所を含む部分に樹脂コーティング39を形成する。これにより、アルミニウム系材料部分にフッ素含有ガス(HFガス)と塩基性ガス(NHガス)が直接接触することが防止される。このため、上記(1)~(3)の反応が抑制され、AlFやAlOのようなAlF系のパーティクルの発生を極めて効果的に抑制することができる。
これらの反応は、フッ素含有ガスと塩基ガスが合流した後、これらが混合した混合ガスの流路でも発生する。このため、本実施形態では、フッ素含有ガスであるHFガスと塩基性ガスであるNHガスの合流箇所を含み、これらの混合ガスの接触が多いガス流路31aの内面部分に樹脂コーティング39を形成する。これにより、パーティクルの発生をより効果的に抑制することができ、中間プレートの寿命を長くすることができる。
また、凹部32aの内面部分にもフッ素含有ガス(HFガス)と塩基性ガス(NHガス)との混合ガスが接触する。したがって、図3に示すように、凹部32aの内面部分にも樹脂コーティング39を形成することにより、パーティクルの発生を抑制する効果をより高めることができる。ただし、樹脂コーティング39の必要性は、凹部32aよりもガス流路31aのほうが高い。すなわち、上記(1)~(3)の反応は、NHガス濃度が高く、高圧になるほど進行しやすいため、高濃度でNHが壁面に接触し、ガス通流領域が狭く高圧になるガス流路31aのほうが凹部32aよりも樹脂コーティング39の必要性が高くなる。なお、ガス比率に関しては、HF:NH=6.5:1以上のNHガス比率である場合に合流箇所等で上記反応が生じやすくなり、樹脂コーティング39がより有効になる。
さらに、シャワーヘッド26ほどではないが、チャンバー10の内表面にもフッ素含有ガスであるHFガスと塩基性ガスとの混合ガスが接触する。また、このような混合ガスは載置台12にも接触する。したがって、図4に示すように、チャンバー10の内表面や載置台12にも樹脂コーティング39を形成することにより、パーティクルの発生を抑制する効果をさらに高めることができる。
樹脂コーティング39としては、フッ素樹脂であるPFAを用いたPFAコーティングを好適に用いることができ、パーティクルの原因となる雲母を含まないものがより好ましい。また、ガス噴出プラグ36を同じくPFAで構成することによりパーティクルの発生を抑制する効果を高めることができる。
<第2の実施形態>
図5は第2の実施形態係るガス処理装置を示す断面図、図6は第2の実施形態に係るガス処理装置の要部であるシャワーヘッドの一部を示す部分断面図、図7は図6のAA線による断面図、図8は図6のBB線による断面図である。
図5に示す本実施形態に係るガス処理装置1´の基本構成は、樹脂コーティングを形成していないことを除き、図1の第1の実施形態のガス処理装置1と同様である。よって、図5において図1と同じものには同じ符号を付して説明を省略する。
本実施形態は、中間プレート31のガス流路31a内におけるフッ素含有ガスであるHFガスと塩基性ガスであるNHガスの合流部に特徴を有する。図6~8に示すように、シャワーヘッド26の中間プレート31のガス流路31aは、第1のガス導入孔33の接続部分から円周状に延び、まず第1のガス導入孔33からフッ素含有ガス(HFガス)が通流するようになっている。
ガス流路31aは途中に合流部31aEが形成されている。合流部31aEは、塩基性ガス(NHガス)をガス流路31a内のフッ素含有ガスの流れに沿って吐出するガス吐出部材38を有しており、ガス流路31aの合流部31aEの部分は大径となっている。ガス吐出部材38には、第2のガス導入孔34から延びる副ガス流路34aが接続されている。副ガス流路34aは、第2のガス導入孔34からガス流路31aよりも下方位置まで下方に延び、その位置からさらに水平に合流部31aEに向かって延びるとともに、ガス吐出部材38に対応する位置で上方に向かい、ガス吐出部材38の底面に接続されている。
ガス流路31aは合流部31aEからさらに円周状に延び、フッ素含有ガス(HFガス)と塩基性ガス(NHガス)が混合した状態で通流される。ガス流路31aは、合流部31aE以降の特定の位置において特定形状で複数に分岐し、ガス流路31aの分岐部分の端部に、ガス拡散空間となる凹部32aに接続される接続孔35が複数設けられている。これにより、フッ素含有ガス(HFガス)と塩基性ガス(NHガス)が混合した混合ガスは、ガス流路31aから複数の接続孔35およびガス噴出プラグ36を経てガス拡散空間となる凹部32aに至り、複数のガス吐出孔37から吐出される。
すなわち、合流部31aEはガス流路31a内にガス吐出部材38を有する二重構造であり、ガス流路31aを流れるフッ素含有ガス(HFガス)の流れと同じ方向にガス吐出部材38から塩基性ガス(NHガス)が吐出されるように構成されている。このため、塩基性ガス(NHガス)が、ガス流路31a内でフッ素含有ガス(HFガス)の流れの中央部分にその流れに沿うように流れ、塩基性ガス(NHガス)が高濃度のまま壁部に接触することが抑制される。
上述したように、シャワーヘッド26がアルミニウム系材料で構成されている場合、第2のガス導入孔34から単純にガス流路31aに塩基性ガス(NHガス)が導入されると、これらのガスの合流部分において、塩基性ガスがアルミニウム系材料からなる壁部に高濃度のまま接触することになる。このため、合流部分では、例えば、フッ素含有ガスであるHFガス、塩基性ガスであるNHガス、Al、および水による、上述した(1)~(3)式の反応が生じやすくなり、パーティクルが発生しやすい。
これに対して、本実施形態では、合流部31aEにおいて、フッ素含有ガス(HFガス)の流れに沿ってガス吐出部材38から塩基性ガス(NHガス)を合流させるので、塩基性ガス(NHガス)がアルミニウム系材料からなる壁部に高濃度で接触することが抑制される。このため、上述した(1)~(3)式の反応が生じ難くなり、パーティクルの発生を抑制することができる。
このとき、パーティクルの発生を抑制する効果を高くする観点から、ガス吐出部38からの塩基性ガス(NHガス)の吐出流とガス流路31aの壁部との距離d(図8参照)は2.5mm以上が好ましい。また、ガス比率に関しては、HF:NH=6.5:1以上のNHガス比率である場合に合流部等で上記反応が生じやすくなり、本実施形態の合流部の構成がより有効になる。
<他の適用>
以上、実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
例えば、第1の実施形態においてフッ素含有ガスと塩基性ガスの合流部を二重管構造とし、フッ素含有ガスの流れに沿って塩基性ガスが吐出される構成としてもよい。また、第2の実施形態において、少なくともガス流路31aの内面に樹脂コーティングしてもよい。このようにすることにより、樹脂コーティングによる効果と、塩基性ガスがガス流路の壁部へ高濃度で接触することが抑制される効果の両方を得ることができ、パーティクルの発生を一層有効に抑制することができる。また、この場合は、たとえ皮膜が損耗してアルミニウム系材料が露出しても、合流部での反応が抑制され、パーティクルの発生を効果的に抑制することができる。
また、上記実施形態のガス処理装置は例示に過ぎず、種々の構成のガス処理装置を適用することができる。
さらに、上記実施形態では、ガス処理として、基板の表面に存在するシリコン酸化物系材料のエッチングについて示したが、これに限らず、洗浄処理等の他の処理であってもよい。また、基板として半導体ウエハを例示したが、半導体ウエハに限らず、LCD(液晶ディスプレイ)用基板に代表されるFPD(フラットパネルディスプレイ)基板や、セラミックス基板等の他の基板であってもよい。
1;ガス処理装置
10;チャンバー
12;載置台
13;ガス供給機構
14;排気機構
26;シャワーヘッド
30;上部プレート
31;中間プレート
31a;ガス流路
31aE;合流部
32;下部プレート
32a;凹部
33;第1のガス導入孔
34;第2のガス導入孔
36;ガス噴出プラグ
37;ガス吐出孔
38;ガス吐出部材
39;樹脂コーティング
45;温調器
51;HFガス供給源
53;NHガス供給源
80;制御部
W;基板

Claims (20)

  1. 基板にガス処理を施すガス処理装置であって、
    基板が収容されるチャンバーと、
    フッ素含有ガスと塩基性ガスとを個別に供給するガス供給機構と、
    前記ガス供給機構から供給された前記フッ素含有ガスと前記塩基性ガスとを合流させ、前記フッ素含有ガスと塩基性ガスとが混合された混合ガスを前記チャンバーに導入するガス導入部材と、
    を有し、
    前記ガス導入部材の前記フッ素含有ガスと前記塩基性ガスとの合流箇所を含む部分はアルミニウム系材料で構成されており、
    少なくとも、前記合流箇所を含む部分に樹脂コーティングが形成されている、ガス処理装置。
  2. 前記樹脂コーティングは、前記合流箇所および前記フッ素含有ガスと前記塩基性ガスとの混合ガスが通流する部分に形成される、請求項1に記載のガス処理装置。
  3. 前記ガス導入部材は、アルミニウム系材料で構成された本体と、前記フッ素含有ガスおよび前記塩基性ガスをそれぞれ導入する第1のガス導入部および第2のガス導入部と、前記本体の内部に設けられ、前記合流箇所を有するとともに、前記混合ガスが通流するガス流路と、を有し、前記樹脂コーティングは、前記本体における前記ガス流路の内面に形成されている、請求項2に記載のガス処理装置。
  4. 前記ガス導入部材は、前記チャンバー内にガスをシャワー状に吐出するシャワーヘッドであり、前記本体は、前記ガス流路を有する第1プレートと、前記ガス流路から前記混合ガスが流入するガス拡散空間および前記ガス拡散空間から前記混合ガスを前記チャンバー内に吐出する複数のガス吐出孔を有する第2プレートと、を有する、請求項3に記載のガス処理装置。
  5. 前記樹脂コーティングは、前記ガス拡散空間の内面にも形成されている、請求項4に記載のガス処理装置。
  6. 前記ガス流路から前記混合ガスが前記ガス拡散空間に流入する部分に設けられ、前記混合ガスを前記ガス拡散空間に噴出させる樹脂製のガス噴出プラグをさらに有する、請求項4または請求項5に記載のガス処理装置。
  7. 前記ガス噴出プラグは、PFAで構成されている、請求項6に記載のガス処理装置。
  8. 前記ガス導入部材は、前記ガス流路に設けられ、第1のガス導入部から前記ガス流路に導入された前記フッ素含有ガスに、前記第2のガス導入部から導入された前記塩基性ガスを合流させ混合させる合流部をさらに有し、前記合流部は、前記ガス流路内に前記塩基性ガスを前記フッ素含有ガスの流れに沿って吐出するガス吐出部材を有する、請求項3から請求項7のいずれか一項に記載のガス処理装置。
  9. 前記チャンバーはアルミニウム系材料で構成されており、前記樹脂コーティングは、前記チャンバーの内表面にも形成されている、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のガス処理装置。
  10. 前記樹脂コーティングは、PFAで構成されている、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のガス処理装置。
  11. 基板にガス処理を施すガス処理装置であって、
    基板が収容されるチャンバーと、
    フッ素含有ガスと塩基性ガスとを個別に供給するガス供給機構と、
    前記ガス供給機構から供給されたフッ素含有ガスと塩基性ガスとを合流させ、前記フッ素含有ガスと塩基性ガスとが混合された混合ガスを前記チャンバーに導入するガス導入部材と、
    を有し、
    前記ガス導入部材は、
    アルミニウム系材料で構成された本体と、
    前記フッ素含有ガスおよび前記塩基性ガスをそれぞれ導入する第1のガス導入部および第2のガス導入部と、
    本体の内部に設けられたガス流路と、
    前記第1のガス導入部から前記フッ素含有ガスが導入された前記ガス流路に、前記第2のガス導入部から導入された前記塩基性ガスを合流させ混合させる合流部と、
    を有し、
    前記合流部は、前記ガス流路内に前記塩基性ガスを前記フッ素含有ガスの流れに沿って吐出するガス吐出部材を有する、ガス処理装置。
  12. 前記ガス導入部材は、前記チャンバー内にガスをシャワー状に吐出するシャワーヘッドであり、前記本体は、前記ガス流路を有する第1プレートと、前記ガス流路から前記混合ガスが流入するガス拡散空間および前記ガス拡散空間から前記混合ガスを前記チャンバー内に吐出する複数のガス吐出孔を有する第2プレートと、を有する、請求項11に記載のガス処理装置。
  13. 前記ガス流路から前記混合ガスが前記ガス拡散空間に流入する部分に設けられ、前記混合ガスを前記ガス拡散空間に噴出させる樹脂製のガス噴出プラグをさらに有する、請求項12に記載のガス処理装置。
  14. 前記ガス噴出プラグは、PFAで構成されている、請求項13に記載のガス処理装置。
  15. 前記第2のガス導入部は、前記ガス流路よりも下方位置まで下方に延び、その位置から水平に前記合流部に向かって延びるとともに、前記ガス突出部材に対応する位置で上方に向かい、前記ガス吐出部材の底面に接続される副ガス流路を有する、請求項11から請求項14のいずれか一項に記載のガス処理装置。
  16. 前記ガス流路において、前記ガス吐出部からの前記塩基性ガスの吐出流と、前記ガス流路の壁部との距離が2.5mm以上である、請求項11から請求項15のいずれか一項に記載のガス処理装置。
  17. 前記ガス流路の内面に樹脂コーティングが形成されている、請求項11から請求項16のいずれか一項に記載のガス処理装置。
  18. 前記樹脂コーティングは、PFAで構成されている請求項17に記載のガス処理装置。
  19. 前記フッ素含有ガスは、HFガス、Fガス、ClFガス、NFガスから選択される少なくとも一種であり、前記塩基性ガスは、NHガス、アミンガスから選択される少なくとも一種である、請求項1から請求項18のいずれか一項に記載のガス処理装置。
  20. 前記フッ素含有ガスはHFガスであり、前記塩基性ガスはNHガスであり、前記ガス処理は、前記基板に存在するシリコン酸化物系材料をエッチングする処理である、請求項19に記載のガス処理装置。
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