JP5952961B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は,基板処理装置に関するものであり,より詳しくは,上部アンテナと側部アンテナを利用して均一なプラズマ密度を形成することで基板を処理する装置に関するものである。
半導体装置は,シリコン基板の上に多くの層(layers)を有しており,このような層は,蒸着工程を介して基板の上に蒸着される。このような蒸着工程は,いくつかの重要な課題を有しており,このような課題は,蒸着された膜を評価し蒸着方法を選択するのに重要である。
第一に,蒸着された膜の「質」(quality)である。これは組成(composition),汚染度(contamination levels),欠陥密度(defect density),そして機械的・電気的特性(mechanical and electrical properties)を意味する。膜の組成は,蒸着条件に応じて異なり,これは,特定な組成(specific composition)を得るために非常に重要である。
第二に,ウェハを横切る均一な厚さ(uniform thickness)である。特に段差(step)が形成された非平面(non-planar)形状のパターンの上部に蒸着された膜の厚さが非常に重要である。蒸着された膜の厚さが均一であるのか否かは,段差がある部分に蒸着された最小厚さをパターンの上部面に蒸着された厚さで除した値で定義されるステップカバレッジ(step coverage)により判定する。
蒸着に関する他の課題は,空間を詰めること(filling space)である。これは,金属ラインの間を,酸化膜を含む絶縁膜で詰めるギャップフィリング(gap filling)を含む。ギャップは,メタル配線(metal line)を物理的及び電気的に絶縁するために提供される。このような課題のうち,均一度は,蒸着工程に関する重要な課題の一つであり,不均一な膜は,メタル配線の上で高い電気抵抗(electrical resistance)をもたらして機械的な破損の可能性を増加させる。
本発明の目的は,基板の全面に対して工程均一度を改善することができる基板処理装置を提供することにある。
本発明の他の目的は,プラズマ密度を改善することができる基板処理装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は,後述する詳細な説明と添付した図面からより明確になるはずである。
本発明の一実施形態によると,基板処理装置は,上部が開放されて一側に基板が出入する通路が形成されるチャンバと,前記チャンバの上部を閉鎖して前記基板に対する工程が行われる内部空間を提供し,天井壁を貫通するように形成されたガス供給孔を有するチャンバ蓋と,前記チャンバ蓋の上部中央に設置されて前記内部空間の中央部に電界を形成し,前記内部空間に供給されたソースガスからプラズマを生成する上部アンテナと,前記チャンバ蓋の側部を囲むように設置されて前記内部空間の縁部に電界を形成し,前記内部空間に供給されたソースガスからプラズマを生成する側部アンテナと,前記ガス供給孔と連結されて前記内部空間に前記ソースガスを供給するガス供給管と,を含み,前記ガス供給孔は,前記上部アンテナの外側に配置される。
前記基板処理装置は,前記チャンバ蓋の天井面に密着して設置され,前記基板に向かってソースガスを拡散するリング状のブロックプレートを更に含み,前記ブロックプレートは,前記上部アンテナと対応するように中央に形成された開口と,前記天井面と対向する一面から陥没する流路と,前記流路と連通されて前記ソースガスを噴射する複数のガス噴射孔と,を含む。
前記流路は,前記基板の中央部と対応するように前記開口の周縁に沿って形成された内側流路と,前記ガス供給孔と前記内側流路を連結する連結流路と,を有し,前記ガス噴射孔は,前記ブロックプレートの内周面に形成される。
前記流路は,前記基板の中央部と対応するように前記開口の周縁に沿って形成された内側流路と,前記ガス供給孔と前記内側流路を連結する連結流路と,を有し,前記ガス噴射孔は,前記内側流路の上に離隔形成される。
前記ガス噴射孔の分布密度は,前記ガス供給孔から遠くなるほど増加する。
前記ガス噴射孔の直径は,前記ガス供給孔から遠くなるほど増加する。
前記流路は,前記基板の中央部と対応するように前記開口の周縁に沿って形成された内側流路と,前記内側流路の外側に形成される外側流路と,前記内側流路と前記外側流路を連結する複数の連結流路と,を有し,前記ガス噴射孔は,前記外側流路の上に形成され,前記ガス噴射孔は,前記内側流路及び前記外側流路の上にそれぞれ形成される。
前記連結流路の幅は,前記ガス噴射孔から遠くなるほど増加する。
前記ガス噴射孔は,前記外側流路に比べて前記内側流路の上に高い分布密度を有する。
前記内側流路の上に形成された前記ガス噴射孔の直径が前記外側流路の上に形成された前記ガス噴射孔の直径より大きい。
前記流路は,前記基板の中央部と対応するように前記開口の周縁に沿って形成された内側流路と,前記内側流路の外側に形成される外側流路と,前記内側流路と前記外側流路を連結する複数の連結流路と,を有し,前記ガス噴射孔は,前記外側流路の上に形成され,前記ガス噴射孔は,前記ブロックプレートの内周面及び前記外側流路の上にそれぞれ形成される。
前記流路は,前記開口の中心を基準に前記ガス供給孔の反対側に位置する前記外側流路の一側と前記ガス供給孔に近接する前記外側流路の他側を連結し,互いに平行するように配置された複数の補助連結流路を更に有し,前記連結流路は,前記補助連結流路と平行する。
前記流路は,前記基板の中央部と対応するように前記開口の周縁に沿って形成され,前記開口の中心を基準に前記ガス供給孔の反対側に形成される半円状の内側流路と,前記内側流路の外側に形成され,前記開口の中心を基準に前記内側流路の反対側に形成される半円状の外側流路と,一端部が前記ガス噴射孔と連結され,他端部が前記外側流路の中央部と連結される連結流路と,前記内側流路の両端部と前記外側流路の両端部を連結する補助連結流路と,を有し,前記ガス噴射孔は,前記内側流路及び前記外側流路の上に離隔形成される。
本発明の一実施形態によると,基板の前面に対する工程均一度を改善することができる。また,上部アンテナ及び側部アンテナを利用して内部空間に形成されるプラズマ密度を改善する。
本発明の一実施形態による基板処理装置を概略的に示す図である。 図1に示す内部空間を示す図である。 図1に示すブロックプレートの実施形態及びソースガスの流れを示す断面図である。 図1に示す内部空間に形成されたソースガス及びプラズマの流動を示す図である。 図1に示すブロックプレートの第1変形例及びソースガスの流れを示す断面図である。 図1に示すブロックプレートの第2変形例及びソースガスの流れを示す断面図である。 図1に示すブロックプレートの第3変形例及びソースガスの流れを示す断面図である。 図1に示すブロックプレートの第4変形例及びソースガスの流れを示す断面図である。 図1に示すブロックプレートの第5変形例及びソースガスの流れを示す断面図である。 従来の基板処理装置を介して蒸着された薄膜の厚さの分布を示す図である。
以下,本発明の好ましい実施形態を添付した図1乃至図4を参照してより詳細に説明する。本発明の実施形態は,様々な形に変形してもよく,本発明の範囲が後述する実施形態に限定して解釈されてはならない。本実施形態は,当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に本発明をより詳細に説明するために提供されるものである。よって,図面に示す各要素の形状は,より明確な説明を強調するために誇張されている可能性がある。
一方,以下ではICP(Inductively Coupled Plasma)方式のプラズマ工程を例に挙げて説明するが,本発明は,多様なプラズマ工程に応用可能である。また,以下では,基板を例に挙げて説明するが,本発明は,多様な被処理体に応用可能である。
図1は,本発明の一実施形態による基板処理装置1を概略的に示す図であり,図2は,図1に示す内部空間を示す図である。図1に示すように,基板処理装置1は,メインチャンバ本体10とチャンバ蓋14を含む。メインチャンバ10は,上部が開放された形状であり,一側に基板Wが出入可能な通路7を有する。ゲートバルブ5は,通路7の外部に設置され,通路7は,ゲートバルブ5によって開放されるか閉鎖される。
チャンバ蓋14は,メインチャンバ10の開放された上部を閉鎖して外部から遮断された内部空間を形成する。基板Wは,通路7を介して内部空間内にローディングされ,基板Wに対する工程は,内部空間内で行われる。
サセプタカバー20は,サセプタ30の上部及び側部を囲むように設置され,工程進行の際に基板Wは,サセプタカバー20の上部に置かれる。サセプタカバー20の断面は,「コ」の字の形状であり,側部の下端は,サセプタ30の下部に向かって延長される。サセプタ30は,基板Wの形状(例えば,円形)と対応する。支持軸42は,サセプタ30の下部に連結され,支持軸42は,メインチャンバ10の下部に形成された貫通孔8を貫通するように設置される。また,固定リング45は,支持軸42の下端部に連結され,駆動部40は,固定リング45に連結されて固定リング45及び支持軸42を昇降する。サセプタ30は,支持軸42と共に昇降する。
ベローズ45の上端は,メインチャンバ10の下部面に連結され,ベローズ45の下端は,固定リング45に連結される。支持軸42は,ベローズ45の内部を介して固定リング45に連結される。ベローズ(bellows)45は,内部空間の内部に供給されたソースガスが貫通孔8を介して外部に漏洩されることを防止するだけでなく,内部空間に形成された真空雰囲気が毀損されることを防止する。
図1及び図2に示すように,リフトピン55は,サセプタ30の上部にローディングされた基板Wを支持する。リフトピン55は,サセプタ30及びサセプタカバー20を貫通するガイド孔(図示せず)の上に設置され,サセプタ30が昇降することでガイド孔に沿って移動する。
図1に示すように,サセプタ30が下降した状態でリフトピン55の下端は,メインチャンバ10の底面に設置された支持板56によって支持され,リフトピン55の上端は,サセプタカバー20の上部面から突出される。この際,リフトピン55は,ローディングされた基板Wを支持する。図2に示すように,サセプタ30が上昇した状態でリフトピン55の下端は,支持した56から離隔され,リフトピン55の上端は,サセプタカバー20の上部面と大体一致する。この際,基板Wは,サセプタカバー20の上部面に置かれ,基板Wに対する工程は,サセプタ30が上昇された状態で行われる。
上部アンテナ80は,チャンバ蓋14の上部中央部に設置され,側部アンテナ85は,チャンバ蓋14の側部を囲むように設置される。上部アンテナ80は,大体同じ高さに位置する螺旋状であってもよく,側部アンテナ85は,チャンバ蓋14の高さ方向に沿って配置された螺旋状であってもよい。ガス供給孔65は,チャンバ蓋14の天井壁を貫通して形成され,上部アンテナ80の外側に配置されて上部アンテナ80との干渉が発生することを防止する。ガス供給管62は,ガス供給孔65に連結され,ソースガスが貯蔵されたガス貯蔵タンク60は,ガス供給管62を介してガス供給孔65に連結される。ソースガスは,ガス供給孔65を介して内部空間に供給される。上部アンテナ80及び側部アンテナ85は,内部空間に電界を形成し,ソースガスからプラズマを生成する。
図10は,従来の基板処理装置を介して蒸着された薄膜の厚さの分布を示す図である。最近,基板Wのサイズが300mm(12インチ)から450mm(18インチ)に大型化するにつれ,メインチャンバ10及びチャンバ蓋14のサイズが増加する傾向にある。そのため,内部空間内に均一な電界を形成することが難しく,プラズマの密度も不均一に分布される。すなわち,内部空間の中央部と縁部を横切って電界が不均一に形成される。よって,図10に示すようにプラズマを利用して基板Wの上に蒸着された薄膜も同じく不均一に形成され,基板Wの中央部と縁部に蒸着された薄膜の厚さが異なるようになる。
上部アンテナ80を介して形成された電界は,内部空間の中央部Bに集中され,側部アンテナ85を介して形成された電界は,内部空間の縁部Aに集中される。それを介して内部空間内に均一な電界を形成することができる。上部アンテナ80及び側部アンテナ85の形状は,中央部B及び縁部Aに形成される電界に応じてそれぞれ変形される。
上部アンテナ80及び側部アンテナ85は,整合器95を介して高周波電源(RF generator)に連結され,上部アンテナ及び側部アンテナ85は,高周波電流を利用して電界を形成する。上部アンテナ80及び側部アンテナ85に供給される高周波電流は,要求される電界の大きさに応じて変更されてもよく,互いに異なる高周波電流が供給されてもよい。ハウジング17は,メインチャンバ10の上部に設置され,整合器95は,ハウジング17の上部に設置される。
一方,図1に示すように補助バー27は,下端がメインチャンバ10の底面に固定された状態で起立された状態に設置され,メインチャンバ10の側壁から離隔される。図2に示すように,サセプタ30が上昇すればサセプタカバー20は,補助バー27の上端より低く位置し,工程進行の際にサセプタカバー20の側部と補助バー27を介してサセプタ30の下部は,内部空間と隔離される。よって,後述するプラズマ及び反応副産物などがサセプタ30の下部を介して貫通孔8に移動することを防止することができる。
補助バー27は,中間高さの段差を有し,バッフル51は,メインチャンバ10の側壁に形成された段差及び補助バー27の段差に設置される。バッフル51は,大体水平な状態で設置され,バッフル51は,複数の排気孔52を有する。メインチャンバ10は,排出ポート53を有し,排出ポート53は,通路7の反対側の側壁に形成される。排気ライン54は,排気ポート53に連結され,排気ポンプ55は,排気ライン54の上に設置される。内部空間内で生成されたプラズマ及び反応副産物などは排気ポート53及び排気ライン54を介して外部に排出され,排気ポンプ55は,それらを強制に排出する。プラズマ及び反応副産物などはバッフル51の排気孔52を介して排気ポート53に流入される。
図3は,図1に示すブロックプレートの実施形態及びソースガスの流れを示す断面図であり,図4は,図1に示す内部空間に形成されたソースガス及びプラズマの流動を示す断面図である。上述したように,ソースガスは,ガス供給孔65を介してメインチャンバ10の内部空間に供給され,上部アンテナ80及び側部アンテナ85は,内部空間の中央部及び縁部にそれぞれ電界を形成してソースガスからプラズマを生成する。図4に示すように,生成されたプラズマは,基板Wの表面と反応して基板Wの上に薄膜を蒸着し,プラズマ及び反応副産物などはバッフル51を介して排気ポート53に移動して外部に排出される。
この際,排出空間50がメインチャンバ10の下部面から陥没して形成され,メインチャンバ10の下部縁に沿って環状に形成される。排出空間50は,メインチャンバ10の側壁とバッフル51及び補助バー27によって形成されるため,プラズマ及び反応副産物などは外部から一部遮断されてバッフル51を介して排出空間50に移動し,排出空間50に沿って排気ポート53に移動する。よって,図4に示すように基板Wの表面上で流動方向は,基板Wの中心部から縁に向かって放射状に形成される。
ブロックプレート70は,チャンバ蓋14の天井面に密着して形成され,ガス供給孔65を介して排出されたソースガスを基板Wの表面に向かって拡散する。ブロックプレート70は,複数のガス噴射孔75を有し,ソースガスは,ガス噴射孔75を介して拡散される。図3に示すようにブロックプレート70は,中央部に開口71が形成されたリング状であり,開口71は,内部空間の中央部Bの直径(又は上部アンテナ80の直径)と大体同じ直径を有する。
また,図2及び図3に示すようにブロックプレート70は,チャンバ蓋14の天井面と対応する一面から陥没した流路を有し,流路は,内側流路72及び連結流路74を有する。内側流路72は,開口71の周縁に沿って形成された円形状であり,内側流路72は,開口71に最大隣接するように形成されてソースガスが基板Wの中央部に向かって噴射されるようにする。連結流路74は,ガス供給孔65と内側流路72を連結する直線状である。
ブロックプレート70は,チャンバ蓋14の天井面に密着して設置されるため流路は,外部から遮断され,ガス供給孔65を介して供給されたソースガスは,流路に沿って流れる。ガス噴射孔75は,内側流路72の底面に離隔形成され,基板Wの中央部(又は中心)に向かって傾斜した形状である。ソースガスは,噴射孔75を介して噴射され,噴射されたソースガスは,基板Wの中央部に向かって移動する。上述したように,基板Wの表面上で流動方向は,基板Wの中心部から縁に向かって放射状に形成されるため,噴射されたソースガス(又は電界を介して生成されたプラズマ)は,基板Wの表面上で中心部から縁に向かって流れ,プラズマは,基板Wの表面と普く反応して基板Wの表面上に均一な薄膜を蒸着する。
一方,図3とは異なってガス噴射孔75は,ガス供給孔65(又は内側流路72と連結された連結流路74の一端)から離隔された距離に応じて変形される。即ち,内側流路72に沿ってソースガスの圧力は,ガス供給孔65に近接するほど高くガス供給孔65から遠くなるほど低くなるため,ガス噴射孔75の分布密度は,ガス供給孔65から遠くなるほど増加し,ガス噴射孔75の直径は,ガス供給孔65から遠くなるほど増加する。ガス噴射孔75の位置がガス供給孔65から遠くなるほどソースガスの圧力が減少するため,分布密度又は,直径の差を介して内部空間に供給されるソースガスの量を均一に調節することができる。
好ましい実施形態を介して本発明を詳細に説明したが,それとは異なる形の実施形態も可能である。よって,後述する特許請求の範囲の技術的思想と範囲は,好ましい実施形態に限らない。
発明を実施するための形態
以下,本発明の実施形態を添付した図5乃至図9を参照してより詳細に説明する。本発明の実施形態は,様々な形に変形されてもよく,本発明の範囲が後述する実施形態に限られると解釈されてはならない。本実施形態は,当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に本発明をより詳細に説明するために提供されるものである。よって,図面に示す各要素の形状は,より明確な説明を強調するために誇張されている可能性がある。
図5は,図1に示すブロックプレートの第1変形例及びソースガスの流れを示す断面図である。以下では上述した実施形態と区別される内容に対してのみ説明し,省略された説明は,上述した内容に代替される。図5に示すように,ガス噴射孔75は,開口71と内側流路72との間に位置する隔壁77(又は内周面)の底面に形成される。よって,ソースガスは,開口71に向かって噴射され,開口71上で上部アンテナ80によってプラズマが生成された後,プラズマは,開口71から基板Wの中央部及び縁部に向かってそれぞれ移動する。よって,プラズマは,基板Wの表面と普く反応して基板Wの表面の上に均一な薄膜を蒸着する。一方,上述したようにガス噴射孔75の分布密度は,ガス供給孔65から遠くなるほど増加し,ガス噴射孔75の直径は,ガス供給孔65から遠くなるほど増加する。
図6は,図1に示すブロックプレートの第2変形例及びソースガスの流れを示す断面図である。以下では上述した実施形態と区別される内容に対してのみ説明し,省略された説明は上述した内容に代替される。図6に示すように流路は,内側流路72の外側に位置する円形状の外側流路78を更に有し,ガス供給孔65は,外側流路78の上に形成される。連結流路74は,内側流路72と外側流路78を連結する直線状であり,開口71を中心に放射線状に配置される。
ガス噴射孔75は,内側流路72及び外側流路78の底面に離隔形成され,内側流路72の上に形成されたガス噴射孔75は,基板Wの中央部(又は中心)に向かって傾斜した形状である。ソースガスは,内側流路72の底面に形成されたガス噴射孔75を介して基板Wの中央部に向かって移動し,ソースガスは,基板Wの表面の上で中心部から縁に向かって流れる。また,外側流路75の底面に形成されたガス噴射孔75を介して基板Wの縁部に向かって移動する。
一方,内側流路72の幅は,外側流路78の幅より大きく,内側流路72の上に形成されたガス噴射孔75を介して供給されるソースガスの量が外側流路72の上に形成されたガス噴射孔75を介して供給されるソースガスの量より多い。それを介して基板Wの中央部に供給されるソースガスの量を補償することができる。
また,連結流路74の幅は,ガス供給孔65に近い方よりガス供給孔65から遠い方が大きくてもよい。ガス噴射孔75の分布密度は,ガス供給孔65から遠くなるほど増加し,ガス噴射孔75の直径は,ガス供給孔65から遠くなるほど増加する。
図7は,図1に示すブロックプレートの第3変形例及びソースガスの流れを示す断面図である。以下では上述した実施形態と区別される内容に対してのみ説明し,省略された説明は上述した内容に代替される。図6とは異なって,内側流路72の上に形成されたガス噴射孔75は,開口71と内側流路72との間に位置する隔壁77(又は内周面)の上に形成される。
図8は,図1に示すブロックプレートの第4変形例及びソースガスの流れを示す断面図である。以下では上述した実施形態と区別される内容に対してのみ説明し,省略された説明は上述した内容に代替される。図6とは異なって流路は補助連結流路79を更に有し,補助連結流路79は,開口71の中心を基準にガス供給孔65に近接した外側流路78の一側とガス供給孔65の反対側に位置する外側流路78のが他側を連結する。補助連結流路79は,互いに平行に配置され,補助連結流路79を介して外側流路78内でソースガスの圧力を均一に調節する。連結流路74は,補助連結流路79と平行に配置される。
図9は,図1に示すブロックプレートの第5変形例及びソースガスの流れを示す断面図である。以下では上述した実施形態と区別される内容に対してのみ説明し,省略された説明は上述した内容に代替される。図9に示すように内側流路72は,開口71の中心を基準にガス供給口65の反対側に形成され,半円状であってもよい。また,外側流路78は,内側流路72の外側に最大内側流路72に近接するように形成され,開口71の中心を基準に内側流路72の反対側に形成された半円状であってもよい。連結流路74は,ガス供給孔65と外側流路78を連結する直線状である。補助連結流路79は,内側流路72の両端部及び外側流路78の両端部を連結する。ガス噴射孔75は,内側流路72及び外側流路78の底面に離隔形成され,ガス噴射孔75は,基板Wの中央部(又は中心)に向かって傾斜した形状である。ソースガスは,外側流路78に沿って移動し,補助連結流路79を介して内側流路72に移動する。ソースガスは,ガス噴射孔75を介して基板Wの中央部に向かって移動し,ソースガスは,基板Wの表面の上で中心部から縁に向かって流れる。
一方,ガス噴射孔75の分布密度は,ガス供給孔65から遠くなるほど増加し,ガス噴射孔75の直径は,ガス供給孔65から遠くなるほど増加する。また,内側流路72の幅が外側流路78の幅より大きい。
好ましい実施形態を介して本発明を詳細に説明したが,それとは異なる形の実施形態も可能である。よって,後述する特許請求の範囲の技術的思想と範囲は,好ましい実施形態に限らない。
本発明は,多様な形態の半導体製造設備及びその製造方法に応用される。

Claims (13)

  1. 上部が開放されて一側に基板が設置されるよう出入する基板の通路が形成され,下部面から陥没して下部縁に沿って環状に排出空間が形成され,前記排出空間に連通するガスの排出ポートが他側に設置されるチャンバと,
    前記チャンバの上部を閉鎖して前記基板に対する工程が行われる内部空間を提供し,天井壁を貫通するように形成されたガス供給孔を有するチャンバ蓋と,
    前記チャンバ蓋に上部アンテナと,側部アンテナと,前記ガス供給孔とを有し,
    前記内部空間の中央部に電界を形成し,前記内部空間に供給されたソースガスからプラズマを生成する前記上部アンテナは,前記基板の略1/3の直径を有し,全体が略同一の平面に臨む螺旋状に,前記チャンバ蓋の上部中央に設けられ
    前記内部空間の縁部に電界を形成し,前記内部空間に供給されたソースガスからプラズマを生成する前記側部アンテナは,前記チャンバ蓋の側部を囲むように,前記チャンバ蓋の高さ方向に沿って配置された螺旋状に設けられ
    前記ガス供給孔は,前記上部アンテナの外側に設けられると共に,前記内部空間に前記ソースガスを供給するガス供給管に連結されていることを特徴とする基板処理装置。
  2. 前記基板処理装置は,
    前記チャンバ蓋の天井面に密着して設置され,前記基板に向かってソースガスを拡散するリング状のブロックプレートを更に含み,
    前記ブロックプレートは,
    前記上部アンテナと対応するように中央に形成された開口と,
    前記天井面と対向する一面から陥没する流路と,
    前記流路と連通されて前記ソースガスを噴射する複数のガス噴射孔と,を有することを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
  3. 前記流路は,
    前記基板の中央部と対応するように前記開口の周縁に沿って形成された内側流路と,
    前記ガス供給孔と前記内側流路を連結する連結流路と,を有し,
    前記ガス噴射孔は,前記ブロックプレートの内周面に形成されることを特徴とする請求項2記載の基板処理装置。
  4. 前記流路は,
    前記基板の中央部と対応するように前記開口の周縁に沿って形成された内側流路と,
    前記ガス供給孔と前記内側流路を連結する連結流路と,を有し,
    前記ガス噴射孔は,前記内側流路の底面に離隔形成されることを特徴とする請求項2記載の基板処理装置。
  5. 前記ガス噴射孔の分布密度は,前記ガス供給孔から遠くなるほど増加することを特徴とする請求項3又は4記載の基板処理装置。
  6. 前記ガス噴射孔の直径は,前記ガス供給孔から遠くなるほど増加することを特徴とする請求項3又は4記載の基板処理装置。
  7. 前記流路は,
    前記基板の中央部と対応するように前記開口の周縁に沿って形成された内側流路と,
    前記内側流路の外側に形成される外側流路と,
    前記内側流路と前記外側流路を連結する複数の連結流路と,を有し,
    前記ガス供給孔は,前記外側流路の上に形成され,前記ガス噴射孔は,前記内側流路及び前記外側流路の底面にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項2記載の基板処理装置。
  8. 前記連結流路の幅は,前記ガス供給孔から遠くなるほど増加することを特徴とする請求項7記載の基板処理装置。
  9. 前記ガス噴射孔は,前記外側流路に比べて前記内側流路の上で高い分布密度を有することを特徴とする請求項7記載の基板処理装置。
  10. 前記内側流路の底面に形成されたガス噴射孔の直径が前記外側流路の底面に形成された前記ガス噴射孔の直径より大きいことを特徴とする請求項7記載の基板処理装置。
  11. 前記流路は,
    前記基板の中央部と対応するように前記開口の周縁に沿って形成された内側流路と,
    前記内側流路の外側に形成される外側流路と,
    前記内側流路と前記外側流路を連結する複数の連結流路と,を有し,
    前記ガス供給孔は,前記外側流路の上に形成され,
    前記ガス噴射孔は,前記ブロックプレートの内周面及び前記外側流路の底面にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項2記載の基板処理装置。
  12. 前記流路は,
    前記開口の中心を基準に前記ガス供給孔の反対側に位置する前記外側流路の一側と前記ガス供給孔に近接する前記外側流路の他側を連結し,互いに平行するように配置された複数の補助連結流路を更に有し,
    前記連結流路は,前記補助連結流路と平行することを特徴とする請求項7〜11いずれか一項記載の基板処理装置。
  13. 前記流路は,
    前記基板の中央部と対応するように前記開口の周縁に沿って形成され,前記開口の中心を基準に前記ガス供給孔の反対側に形成される半円状の内側流路と,
    前記内側流路の外側に形成され,前記開口の中心を基準に前記内側流路の反対側に形成される半円状の外側流路と,
    一端部が前記ガス供給孔と連結され,他端部が前記外側流路の中央部と連結される連結流路と,
    前記内側流路の両端部と前記外側流路の両端部を連結する補助連結流路と,を有し,
    前記ガス噴射孔は,前記内側流路及び前記外側流路の底面に離隔形成されることを特徴とする請求項2記載の基板処理装置。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101698433B1 (ko) * 2015-04-30 2017-01-20 주식회사 에이씨엔 기상식각 및 세정을 위한 플라즈마 장치
KR102462931B1 (ko) * 2015-10-30 2022-11-04 삼성전자주식회사 가스 공급 유닛 및 기판 처리 장치
US10832936B2 (en) * 2016-07-27 2020-11-10 Lam Research Corporation Substrate support with increasing areal density and corresponding method of fabricating
JP2019109980A (ja) * 2017-12-15 2019-07-04 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
KR102139615B1 (ko) * 2018-07-10 2020-08-12 세메스 주식회사 기판 처리 장치
KR102253808B1 (ko) * 2019-01-18 2021-05-20 주식회사 유진테크 기판 처리 장치

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4948458A (en) * 1989-08-14 1990-08-14 Lam Research Corporation Method and apparatus for producing magnetically-coupled planar plasma
JPH06349761A (ja) * 1993-06-03 1994-12-22 Kokusai Electric Co Ltd 半導体製造装置用ガス供給ノズル及び半導体製造装置
JPH11135296A (ja) * 1997-07-14 1999-05-21 Applied Materials Inc マルチモードアクセスを有する真空処理チャンバ
US5982100A (en) * 1997-07-28 1999-11-09 Pars, Inc. Inductively coupled plasma reactor
KR20010062209A (ko) * 1999-12-10 2001-07-07 히가시 데쓰로 고내식성 막이 내부에 형성된 챔버를 구비하는 처리 장치
JP3492289B2 (ja) * 2000-06-22 2004-02-03 三菱重工業株式会社 プラズマcvd装置
JP2002075977A (ja) * 2000-08-30 2002-03-15 Applied Materials Inc 成膜方法及び成膜装置
JP4502639B2 (ja) * 2003-06-19 2010-07-14 財団法人国際科学振興財団 シャワープレート、プラズマ処理装置、及び、製品の製造方法
JP2006210727A (ja) * 2005-01-28 2006-08-10 Hitachi High-Technologies Corp プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法
US7651587B2 (en) * 2005-08-11 2010-01-26 Applied Materials, Inc. Two-piece dome with separate RF coils for inductively coupled plasma reactors
US7674394B2 (en) * 2007-02-26 2010-03-09 Applied Materials, Inc. Plasma process for inductively coupling power through a gas distribution plate while adjusting plasma distribution
TW200847207A (en) * 2007-05-18 2008-12-01 Giga Byte Comm Inc Electroluminescence keypad set
JP4982320B2 (ja) * 2007-09-27 2012-07-25 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置
KR101003382B1 (ko) * 2008-02-13 2010-12-22 주식회사 유진테크 플라즈마 처리장치 및 방법
KR101008680B1 (ko) * 2008-11-27 2011-01-17 세메스 주식회사 세라믹 돔 구조체 및 이를 이용하는 플라즈마 처리 장치
KR101108879B1 (ko) * 2009-08-31 2012-01-30 주식회사 원익아이피에스 가스분사장치 및 이를 이용한 기판처리장치
CN102115879B (zh) * 2009-12-31 2013-06-26 丽佳达普株式会社 基板处理装置
KR101236397B1 (ko) * 2009-12-31 2013-02-25 엘아이지에이디피 주식회사 기판 처리 장치
US9336996B2 (en) * 2011-02-24 2016-05-10 Lam Research Corporation Plasma processing systems including side coils and methods related to the plasma processing systems
JP5800547B2 (ja) * 2011-03-29 2015-10-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US9095038B2 (en) * 2011-10-19 2015-07-28 Advanced Micro-Fabrication Equipment, Inc. Asia ICP source design for plasma uniformity and efficiency enhancement

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