JPH0722341A - Treatment device - Google Patents
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- JPH0722341A JPH0722341A JP5185502A JP18550293A JPH0722341A JP H0722341 A JPH0722341 A JP H0722341A JP 5185502 A JP5185502 A JP 5185502A JP 18550293 A JP18550293 A JP 18550293A JP H0722341 A JPH0722341 A JP H0722341A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は処理装置に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a processing apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体製造工程では、シリコン等の半導
体ウェハの上に集積回路を形成する目的で、被処理体で
ある半導体ウェハ上に薄膜を形成する工程がスパッタ装
置やＣＶＤ装置を用いて行われている。2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process, a sputtering device or a CVD device is used to form a thin film on a semiconductor wafer which is an object to be processed in order to form an integrated circuit on a semiconductor wafer such as silicon. It is being appreciated.
【０００３】かかる成膜処理工程においては、薄膜を被
処理体である半導体ウェハＷ上に均一に成長させるため
に、半導体ウェハの表面全体に均一に反応性処理ガスを
供給することが重要な技術的要求である。In such a film forming process, in order to uniformly grow a thin film on a semiconductor wafer W which is an object to be processed, it is important to uniformly supply a reactive process gas to the entire surface of the semiconductor wafer. Demand.
【０００４】そのため、従来より、図５に示すように、
半導体ウェハＷの表面全体に反応性処理ガスを均一に供
給するためにガス吹出面１０１に複数の孔１０２が均一
間隔で穿孔されたガス供給手段１０３、いわゆるシャワ
ーヘッドを処理室１０４の頂部に設け、所定のガス源１
０５からマスフローコントローラ１０６を介して供給さ
れた処理ガスを、上記複数の孔１０２から処理室内１０
４に載置された被処理体Ｗの表面全体に均一に供給する
装置が使用されている。Therefore, conventionally, as shown in FIG.
In order to uniformly supply the reactive processing gas to the entire surface of the semiconductor wafer W, a gas supply means 103 in which a plurality of holes 102 are perforated at a uniform interval in the gas blowing surface 101, a so-called shower head is provided at the top of the processing chamber 104. , Predetermined gas source 1
05 through the mass flow controller 106 from the plurality of holes 102 through the processing chamber 10
An apparatus for uniformly supplying the entire surface of the target object W placed on the surface 4 is used.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ここで、図５に示すよ
うな従来のシャワーヘッド１０３により、そのシャワー
ヘッドの被処理体Ｗに対向する面１０１全体から均一に
処理ガスを吹き出した場合には、処理ガスは図３に示す
ような流量分布を示すことが知られている。すなわち、
被処理体Ｗの中央部から端部に向けて流量が増加する傾
向がみられる。そのため、図７に示すように、処理ガス
の濃度境界層の厚さは被処理体Ｗの中央部ほど厚くな
り、端部ほど薄くなる。その結果、上記シャワーヘッド
１０３の上記ガス吹出面１０１から均一に処理ガスを上
記処理室１０４内に供給したとしても、必ずしも、被処
理体Ｗの反応表面に処理ガスを均一な濃度で分布させる
ことは困難であるため、そのための対策が希求されてい
る。Here, when the conventional shower head 103 as shown in FIG. 5 uniformly blows out the processing gas from the entire surface 101 of the shower head facing the object W to be processed, It is known that the processing gas has a flow rate distribution as shown in FIG. That is,
There is a tendency that the flow rate increases from the central part of the object W to the end. Therefore, as shown in FIG. 7, the thickness of the concentration boundary layer of the processing gas becomes thicker in the central portion of the target object W and thinner in the end portions. As a result, even if the processing gas is uniformly supplied into the processing chamber 104 from the gas blowing surface 101 of the shower head 103, it is not always necessary to distribute the processing gas at a uniform concentration on the reaction surface of the object W to be processed. Since it is difficult, there is a demand for measures for that.
【０００６】本発明は、従来技術が有する上記のような
問題点に鑑みてなされたものであり、したがって、その
目的とするところは、処理ガス供給に関する制御パラメ
ータを増やすことにより、成膜のレート、成膜の均一性
および膜質などをハード的により正確に制御することが
可能な新規かつ改良された処理装置を提供することであ
る。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. Therefore, the object of the present invention is to increase the film forming rate by increasing the control parameter for processing gas supply. Another object of the present invention is to provide a new and improved processing apparatus capable of more accurately controlling film formation uniformity and film quality in terms of hardware.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によれば、所定の減圧雰囲気に調整可能な処
理室内に所定のガス源から所定の処理ガスを導入するた
めの多数の吐出口を有するガス導入機構を備え、前記処
置室内の載置台に載置された被処理体を処理する処理装
置において、前記多数の吐出口を有するガス導入機構
は、前記多数の吐出口を有するガス導入機構の内部を略
同心円状に配置された複数の区画に気密に分割するため
の隔壁と、前記所定のガス源から所定の処理ガスを前記
各区画を介して前記処理室内に個別に流量制御して供給
するべく各々のガス導入経路に対して個別に介装された
複数の流量制御装置と、を備えていることを特徴とす
る、処理装置が提供される。In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, a large number of processing gas for introducing a predetermined processing gas from a predetermined gas source into a processing chamber which can be adjusted to a predetermined reduced pressure atmosphere. In a processing apparatus including a gas introduction mechanism having a discharge port, for processing an object to be processed placed on a mounting table in the treatment chamber, the gas introduction mechanism having the large number of discharge ports has the large number of discharge ports. A partition wall for airtightly dividing the interior of the gas introduction mechanism into a plurality of compartments arranged in a substantially concentric circle, and a predetermined processing gas from the predetermined gas source through the respective compartments into the processing chamber individually. A plurality of flow rate control devices, which are individually interposed for each gas introduction path to control and supply, are provided.
【０００８】その場合に、上記各区画をその水平方向断
面積がそれぞれ相等しくなるように構成することが好ま
しい。In this case, it is preferable that each of the above-mentioned sections has the same horizontal sectional area.
【０００９】[0009]
【作用】本発明によれば、上記シャワーヘッドを隔壁に
より略同心円状に配置された複数の区画に分割し、各区
画に対して流量及び組成を独立に制御された処理ガスを
供給し、各区画のガス吹出口から処理室内にガスを供給
することができる。その結果、例えば、図６及び図７に
示されるようなガス流量分布および濃度境界層分布を打
ち消すように、処理室内に処理ガスを供給できるので、
成膜のレート、成膜の均一性および膜質を処理ガスの供
給の観点から正確に制御することができ、製品の歩留ま
りおよびスループットの向上を図ることができる。According to the present invention, the shower head is divided into a plurality of compartments which are arranged substantially concentrically by the partition wall, and the processing gas whose flow rate and composition are independently controlled is supplied to each compartment. Gas can be supplied into the processing chamber from the gas outlet of the compartment. As a result, for example, the processing gas can be supplied into the processing chamber so as to cancel the gas flow rate distribution and the concentration boundary layer distribution as shown in FIGS. 6 and 7,
The rate of film formation, the uniformity of film formation, and the film quality can be accurately controlled from the viewpoint of supplying the processing gas, and the yield and throughput of products can be improved.
【００１０】また上記区画を同心円状に配置することに
より、処理ガスの流量分布の制御を容易に行うことが可
能となるとともに、所定の区画への処理ガスの供給を開
始および停止することにより、処理ガスを供給するシャ
ワーヘッドを交換せずに、異なる外径の被処理体を処理
することが可能である。ただし、その場合には、処理ガ
スが供給されない区画内に処理室からガスが逆流しない
ように、その区画を適宜閉鎖する構成とすることが好ま
しい。By arranging the compartments concentrically, it becomes possible to easily control the flow distribution of the processing gas, and by starting and stopping the supply of the processing gas to the predetermined compartment, It is possible to process objects having different outer diameters without replacing the shower head that supplies the processing gas. However, in that case, it is preferable that the compartment is appropriately closed so that the gas does not flow backward from the treatment chamber into the compartment to which the treatment gas is not supplied.
【００１１】さらにまた、上記区画の水平方向断面を等
しく構成することにより、各区画から処理室内に供給さ
れる処理ガスの流量を容易に把握することが可能にな
り、処理ガス供給の制御を容易に行うことができる。Furthermore, by making the horizontal cross-sections of the above sections equal, it becomes possible to easily grasp the flow rate of the processing gas supplied from each section into the processing chamber, and to easily control the processing gas supply. Can be done.
【００１２】[0012]
【実施例】以下に添付図面を参照しながら本発明に基づ
いて構成されたシャワーヘッドを枚葉式ＣＶＤ装置に適
用した一実施例について詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which a shower head constructed according to the present invention is applied to a single-wafer CVD apparatus will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
【００１３】図示のように、このＣＶＤ装置１は気密に
構成された略円筒状の処理室２を有している。この処理
室２の上面には、本発明に基づいて構成されたシャワー
ヘッド３が気密に設けられている。このシャワーヘッド
３は略中空形状をしており、その中空空間は隔壁４、
５、６を介して３つの区画７、８、９に気密に分割され
ている。As shown in the figure, the CVD apparatus 1 has a substantially cylindrical processing chamber 2 which is hermetically sealed. A shower head 3 constructed according to the present invention is airtightly provided on the upper surface of the processing chamber 2. This shower head 3 has a substantially hollow shape, and its hollow space has a partition wall 4,
It is airtightly divided into three compartments 7, 8, 9 via 5, 6.
【００１４】図３を参照するとよく理解できるように、
これらの区画７、８、９は略同心円状に配置されてい
る。さらに図１のシャワーヘッド部３を拡大して示す図
２を参照するとよく理解できるように、水平方向断面が
各区画７、８、９それぞれが等しくなるように、外周に
向かうにつれて、各区画の隔壁間の間隔が狭くなるよう
に構成されている。このように構成することにより、製
造が容易となるとともに、各区画から上記処理室２に供
給される処理ガスの流量を容易に把握することができる
ので、処理ガスの制御が容易となる。As best understood with reference to FIG.
These compartments 7, 8 and 9 are arranged substantially concentrically. As can be better understood by referring to FIG. 2 which is an enlarged view of the shower head portion 3 of FIG. 1, as the sections are moved toward the outer circumference so that the sections 7, 8 and 9 have the same horizontal cross section, The space between the partition walls is narrowed. With this configuration, manufacturing is facilitated, and the flow rate of the processing gas supplied from each section to the processing chamber 2 can be easily grasped, so that the processing gas can be easily controlled.
【００１５】また、上記シャワーヘッド３の処理ガス吹
出面１０も、上記区画に対応して、面積の等しい３つの
領域１１、１２、１３に分割されている。この吹出面１
０には、図３に示すように複数の孔１４が穿孔されてい
る。その際に、各領域１１、１２、１３に関して、孔の
開口率（各領域の面積に対するその領域に穿孔される孔
の総面積の割合）が等しくなるように構成される。かか
る構成により、上記処理室２に供給される処理ガスの流
量がさらに把握し易くなり、処理ガスの制御を容易に行
うことができる。The processing gas blowing surface 10 of the shower head 3 is also divided into three regions 11, 12, and 13 having the same area, corresponding to the above-mentioned sections. This blowing surface 1
As shown in FIG. 3, a plurality of holes 14 are bored at 0. At this time, the areas 11, 12, and 13 are configured such that the opening ratio of the holes (the ratio of the total area of the holes drilled in the area to the area of each area) becomes equal. With such a configuration, the flow rate of the processing gas supplied to the processing chamber 2 can be more easily grasped, and the processing gas can be easily controlled.
【００１６】以上のように構成されたシャワーヘッド３
の上部には、各区画４、８、９に対応した複数の処理ガ
ス導入管１５、１６、１７が設けられている。これらの
処理ガス導入管１５、１６、１７は、それぞれ対応する
マスフローコントローラ１８、１９、２０を介して、そ
れぞれ対応する処理ガス源２１、２２、２３に連通して
おり、図示しない制御装置からの制御信号に応じて、各
区画４、８、９に対して別個独立に所望の組成の処理ガ
スを所望の流量だけ供給することができる。かかる構成
により、例えば、図６及び図７に示すような処理室内に
おける処理ガスの流量分布および濃度境界層分布を打ち
消すように、処理ガスを上記処理室２内に供給すること
が可能なので、成膜のレート、成膜の均一性および膜質
を処理環境に応じて最適に制御することが可能となる。Shower head 3 constructed as described above
A plurality of process gas introduction pipes 15, 16 and 17 corresponding to the sections 4, 8 and 9 are provided on the upper part of the. These processing gas introducing pipes 15, 16 and 17 are connected to the corresponding processing gas sources 21, 22 and 23 via the corresponding mass flow controllers 18, 19 and 20, respectively, and are supplied from a control device (not shown). Depending on the control signal, each of the compartments 4, 8, 9 can be supplied independently and independently with the desired flow rate of the processing gas of the desired composition. With this configuration, for example, the processing gas can be supplied into the processing chamber 2 so as to cancel the flow rate distribution and the concentration boundary layer distribution of the processing gas in the processing chamber as shown in FIGS. 6 and 7. It is possible to optimally control the rate of the film, the uniformity of film formation, and the film quality according to the processing environment.
【００１７】また、上記処理室２の底部付近には、真空
ポンプなどの排気手段２４に連通する排気管２５が設け
られ、当該排気手段２４の作動により、上記処理室２を
所定の減圧雰囲気に真空引きすることが可能なように構
成されている。An exhaust pipe 25 communicating with an exhaust means 24 such as a vacuum pump is provided near the bottom of the processing chamber 2, and the operation of the exhaust means 24 brings the processing chamber 2 into a predetermined reduced pressure atmosphere. It is constructed so that it can be evacuated.
【００１８】上記処理室２の底部は、略円筒状の支持体
２６によって支持された底板２７によって構成され、さ
らにこの底板２７の内部には冷却水溜２８が設けられて
おり、冷媒源２９から冷却水パイプ３０を介して供給さ
れる冷却水が、上記冷却水溜２８内を循環するように構
成されている。The bottom of the processing chamber 2 is composed of a bottom plate 27 supported by a substantially cylindrical support 26, and a cooling water reservoir 28 is provided inside the bottom plate 27 to cool from a coolant source 29. Cooling water supplied through the water pipe 30 is configured to circulate in the cooling water reservoir 28.
【００１９】さらに上記底板２７の上面には被処理体、
例えば半導体ウェハＷを載置固定するための載置台３１
が設置されており、その載置台３１の載置面に対して上
記被処理体Ｗを、図示しない固定手段、例えば静電チャ
ックなどにより載置固定することが可能なように構成さ
れている。Further, on the upper surface of the bottom plate 27, an object to be processed,
For example, a mounting table 31 for mounting and fixing the semiconductor wafer W
Is installed, and the object W to be processed can be mounted and fixed on the mounting surface of the mounting table 31 by a fixing means (not shown) such as an electrostatic chuck.
【００２０】かかる載置台３１には、スイッチ３２によ
りオンオフ制御することが可能な加熱手段３３が内装さ
れており、処理時にはこの加熱手段により発生された熱
が上記半導体ウェハＷの裏面から伝熱し、半導体ウェハ
Ｗを所望の温度に加熱保温することが可能なように構成
されている。The mounting table 31 is internally provided with a heating means 33 which can be turned on and off by a switch 32. During processing, heat generated by the heating means is transferred from the back surface of the semiconductor wafer W, It is configured so that the semiconductor wafer W can be heated and kept at a desired temperature.
【００２１】以上のように構成されている上記処理室２
の外方には、処理室の一方の側壁に設けられたゲートバ
ルブ３４を介して気密に構成されたロードロック室３５
が設けられており、その底部に設けられた排気管３６お
よびその排気管３６に連通する真空ポンプなどの排気手
段３７を介して、上記ロードロック室３５内を、所定の
減圧雰囲気に真空引きすることが可能なように構成され
ている。The processing chamber 2 constructed as described above
Of the load lock chamber 35, which is airtightly provided outside the chamber, through a gate valve 34 provided on one side wall of the processing chamber.
Is provided, and the inside of the load lock chamber 35 is evacuated to a predetermined reduced pressure atmosphere via an exhaust pipe 36 provided at the bottom thereof and an exhaust means 37 such as a vacuum pump communicating with the exhaust pipe 36. Is configured to be possible.
【００２２】このロードロック室３５の内部には、図示
しないゲートバルブを介して隣接している図示しないカ
セット収納室内のカセットと、上記処理室２内の載置台
３１との間で半導体ウェハＷを搬送させる搬送アーム３
８を備えた搬送装置３９が設けられている。Inside the load lock chamber 35, a semiconductor wafer W is placed between a cassette in a cassette storage chamber (not shown) adjacent to each other via a gate valve (not shown) and the mounting table 31 in the processing chamber 2. Transport arm 3 for transport
8 is provided with a transport device 39.
【００２３】本発明に基づいて構成されたシャワーヘッ
ド３が実装された枚葉式ＣＶＤ装置１は以上のように構
成されており、次にその動作を説明すると、上記搬送ア
ーム３８により図示しないカセット収納室から上記ロー
ドロック室３５内に搬入された成膜処理される半導体ウ
ェハＷは、上記処理室２と上記ロードロック室３５とが
同一の減圧雰囲気になった時点で開放されるゲートバル
ブ３４を介して、上記処理室２内の載置台３１の上に載
置され、図示しない固定手段、例えば静電チャックによ
り上記載置台３１の載置面に吸着保持される。The single-wafer CVD apparatus 1 on which the shower head 3 constructed according to the present invention is mounted is constructed as described above. Next, its operation will be explained. The semiconductor wafer W, which is loaded into the load lock chamber 35 from the storage chamber and is subjected to film formation, is opened when the processing chamber 2 and the load lock chamber 35 have the same reduced pressure atmosphere. Is placed on the mounting table 31 in the processing chamber 2 through the above, and is suction-held on the mounting surface of the mounting table 31 by a fixing means (not shown) such as an electrostatic chuck.
【００２４】その後、上記スイッチ３２がオンされ上記
加熱手段３３により半導体ウェハＷを所定温度、例えば
５００℃にまで加熱するとともに、各処理ガス源２１、
２２、２３から各マスフローコントローラ１８、１９、
２０および各処理ガス導入口１５、１６、１７を介して
上記シャワーヘッド３内の各区画４、５、６内に所定の
処理ガス、例えばＳｉＨ4＋Ｈ2などが導入され、さら
に、各区画４、５、６の各ガス吹出面１１、１２、１３
に穿設された孔を介して、上記処理室２内に処理ガスが
供給され、上記載置台３１に載置された被処理体である
半導体ウェハＷ表面に対する成膜処理が実施される。After that, the switch 32 is turned on to heat the semiconductor wafer W to a predetermined temperature, for example, 500 ° C. by the heating means 33, and each processing gas source 21,
22 and 23 to the mass flow controllers 18 and 19,
A predetermined processing gas, for example, SiH 4 + H 2 is introduced into each of the compartments 4, 5 and 6 in the shower head 3 through 20 and each of the processing gas introduction ports 15, 16 and 17, and each compartment 4 5, 6 gas outlet surfaces 11, 12, 13
A processing gas is supplied into the processing chamber 2 through a hole formed in the wafer, and a film forming process is performed on the surface of the semiconductor wafer W which is the object to be processed placed on the mounting table 31.
【００２５】この際、本発明に基づいて構成されたシャ
ワーヘッド３によれば、各区画４、５、６に供給される
処理ガスの組成および流量が別個独立に制御されるの
で、従来のシャワーヘッドによれば生じていたであろう
図６および図７に示すようなガス流量分布および濃度境
界層分布を打ち消すように、上記処理室２内に処理ガス
を供給することが可能である。その結果、所望の成膜レ
ートで、均一かつ高品質の成膜を半導体ウェハＷに対し
て施すことが可能である。At this time, according to the shower head 3 constructed according to the present invention, the composition and flow rate of the processing gas supplied to each of the compartments 4, 5, and 6 are independently controlled, so that the conventional shower is used. It is possible to supply the processing gas into the processing chamber 2 so as to cancel the gas flow rate distribution and the concentration boundary layer distribution as shown in FIGS. 6 and 7 which would have been caused by the head. As a result, it is possible to perform uniform and high quality film formation on the semiconductor wafer W at a desired film formation rate.
【００２６】なお、上記例では、各区画４、５、６には
同じ処理ガス、例えばＳｉＨ4＋Ｈ2混合ガスを供給する
ように構成したが、本発明構成はかかる例に限定される
ことなく、各区画４、５、６に対して異なる種類のガス
を供給し、上記処理室２内で各ガスを混合するような構
成とすることもできる。In the above example, the same processing gas, for example, SiH 4 + H 2 mixed gas is supplied to each of the sections 4, 5 and 6, but the present invention is not limited to this example. It is also possible to supply different types of gas to each of the compartments 4, 5, and 6 and mix the gases in the processing chamber 2.
【００２７】また、図示の例ではシャワーヘッド３の各
区画４、５、６は同心円状に配置されているので、その
製造が容易であり、かつ各区画４、５、６の水平方向断
面および各処理ガス吹出面１１、１２、１３に穿設され
る孔１４の開口率が各区画ごとに等しく構成されている
ので、各区画４、５、６から上記処理室２内に供給され
る処理ガスの流量を容易に把握することが可能であり、
その制御を容易に行うことができる。Further, in the illustrated example, since the compartments 4, 5, 6 of the shower head 3 are arranged concentrically, the manufacture thereof is easy, and the horizontal cross section of each compartment 4, 5, 6 and Since the opening ratios of the holes 14 formed in the processing gas blowing surfaces 11, 12, and 13 are equal in each section, the processing supplied from the sections 4, 5, and 6 into the processing chamber 2 is performed. It is possible to easily grasp the gas flow rate,
The control can be easily performed.
【００２８】さらに、シャワーヘッド３の各区画４、
５、６が同心円状に配置されているので、小径の半導体
ウェハＷを処理する場合には、例えば最外周側の区画６
に対する処理ガスの供給を停止するだけで、シャワーヘ
ッド自体を処理する半導体ウェハＷの外径に合わせて交
換する必要がなくなる。ただし、この場合には、処理中
に上記処理室２内から上記区画６の上記ガス吹出面１３
に穿設された孔１４から処理ガスが逆流しないように、
上記区画６自体を上記処理室２から隔離することが可能
な構成とすることが好ましい。Furthermore, each section 4 of the shower head 3,
Since 5 and 6 are arranged concentrically, when processing a small-diameter semiconductor wafer W, for example, the outermost section 6
It is not necessary to replace the shower head itself according to the outer diameter of the semiconductor wafer W to be processed simply by stopping the supply of the processing gas to the. However, in this case, during the processing, the gas blowing surface 13 of the compartment 6 is removed from the inside of the processing chamber 2.
So that the processing gas does not flow backward from the hole 14 formed in the
It is preferable that the partition 6 itself can be isolated from the processing chamber 2.
【００２９】以上のようにして、成膜が完了した半導体
ウェハＷは、処理室２内の残留ガスを上記排気手段２４
により排気した後、上記ゲートバルブ３４を開放して、
上記搬送アーム３８により上記ロードロック室３５、さ
らには図示しないかっせと収納室へと搬出することが可
能であり、かくして一連の処理を終了する。In the semiconductor wafer W on which the film formation is completed as described above, the residual gas in the processing chamber 2 is exhausted by the exhaust means 24.
After exhausting by, open the gate valve 34,
By the transfer arm 38, it is possible to carry out to the load lock chamber 35 and further to the storage chamber by not shown, and thus a series of processing is completed.
【００３０】図４には、本発明に基づいて構成されたシ
ャワーヘッド３のさらに別の実施例が示されている。な
お、図４の実施例の基本的構成は図１〜図３に示した実
施例と変わりないため、同じ機能を有する構成部材につ
いて、同一番号を付することにより詳細な説明を省略す
ることにする。FIG. 4 shows still another embodiment of the shower head 3 constructed according to the present invention. Since the basic configuration of the embodiment of FIG. 4 is the same as that of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, constituent members having the same function will be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. To do.
【００３１】この実施例では、図示のように、各区画
４、５、６内に２層にバッフル板４１が設けられてお
り、各処理ガス導入管１５、１６、１７から各区画４、
５、６内に導入された処理ガスの整流化が図られてい
る。このように構成することにより、各区画４、５、６
の各吹出面１１、１２、１３から上記処理室２内に供給
される処理ガスが整流され、制御精度を向上させること
ができる。なお、図示の実施例に使用可能なバッフル板
４１としては、板材に複数の孔を穿設したもの、あるい
は線材をメッシュ状に編んだものなどを使用することが
できる。In this embodiment, as shown in the drawing, baffle plates 41 are provided in two layers in each of the compartments 4, 5 and 6, and the processing gas introducing pipes 15, 16 and 17 are connected to the compartments 4 and 5, respectively.
The rectification of the processing gas introduced into the inside of 5 and 6 is aimed at. With this configuration, each of the sections 4, 5, 6
The processing gas supplied into the processing chamber 2 from each of the blowing surfaces 11, 12, and 13 is rectified, and the control accuracy can be improved. As the baffle plate 41 that can be used in the illustrated embodiment, a plate material having a plurality of holes formed therein, or a wire material woven into a mesh shape can be used.
【００３２】以上においては、本発明に基づいて構成さ
れたシャワーヘッドを枚葉式ＣＶＤ装置に適用した例に
即して説明を行ったが、本発明はかかる実施例に限定さ
れず、プラズマＣＶＤ装置を始めとして、その他の半導
体処理装置、例えばエッチング装置、アッシング装置、
スパッタ装置に適用することが可能である。In the above description, the shower head constructed according to the present invention was applied to a single-wafer CVD apparatus. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and plasma CVD is used. Equipment, other semiconductor processing equipment such as etching equipment, ashing equipment,
It can be applied to a sputtering device.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、上記シャワーヘッドを隔壁により複数の区画に分割
し、各区画に対して流量及び組成を独立に制御された処
理ガスを供給し、各区画のガス吹出口から処理室内にガ
スを供給することができるので、例えば、図６及び図７
に示されるようなガス流量分布および濃度境界層分布を
打ち消すように、処理室内に処理ガスを供給することが
できる。その結果、成膜のレート、成膜の均一性および
膜質を処理ガスの供給の観点から正確に制御することが
でき、製品の歩留まりおよびスループットの向上を図る
ことができる。As described above, in the present invention, the shower head is divided into a plurality of compartments by partition walls, and the processing gas whose flow rate and composition are independently controlled is supplied to each compartment. Since gas can be supplied into the processing chamber from the gas outlet of the compartment, for example, as shown in FIGS.
The processing gas can be supplied into the processing chamber so as to cancel the gas flow rate distribution and the concentration boundary layer distribution as shown in FIG. As a result, the rate of film formation, the uniformity of film formation, and the film quality can be accurately controlled from the viewpoint of supplying the processing gas, and the product yield and throughput can be improved.
【００３４】また上記区画を同心円状に配置することに
より、処理ガスの流量分布の制御を容易に行うことが可
能となるとともに、所定の区画への処理ガスの供給を開
始および停止することにより、処理ガスを供給するシャ
ワーヘッドを交換せずに、異なる外径の被処理体を処理
することが可能である。ただし、その場合には、処理ガ
スが供給されない区画内に処理室からガスが逆流しない
ように、その区画を適宜閉鎖する構成とすることが好ま
しい。Further, by arranging the above-mentioned compartments concentrically, it becomes possible to easily control the flow rate distribution of the processing gas, and by starting and stopping the supply of the processing gas to a predetermined compartment, It is possible to process objects having different outer diameters without replacing the shower head that supplies the processing gas. However, in that case, it is preferable that the compartment is appropriately closed so that the gas does not flow backward from the treatment chamber into the compartment to which the treatment gas is not supplied.
【００３５】さらにまた、上記区画の水平方向断面を等
しく構成することにより、各区画から処理室内に供給さ
れる処理ガスの流量を容易に把握することが可能にな
り、処理ガス供給の制御を容易に行うことができる。Furthermore, by configuring the sections in the same horizontal cross section, it is possible to easily grasp the flow rate of the processing gas supplied from each section into the processing chamber, and to easily control the processing gas supply. Can be done.
【図１】本発明に基づいて構成されたシャワーヘッドを
実装した枚葉式ＣＶＤ装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of a single-wafer CVD apparatus in which a shower head configured according to the present invention is mounted.
【図２】図１の装置のシャワーヘッド部の概略的な拡大
図である。FIG. 2 is a schematic enlarged view of a shower head portion of the apparatus of FIG.
【図３】本発明に基づいて構成されたシャワーヘッドの
底面図である。FIG. 3 is a bottom view of a showerhead constructed according to the present invention.
【図４】本発明に基づいて構成されたシャワーヘッドの
別の実施例を示す図２と同様な拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view similar to FIG. 2, showing another embodiment of the shower head constructed according to the present invention.
【図５】従来のシャワーヘッドを実装した枚葉式ＣＶＤ
装置の概略図である。FIG. 5: Single-wafer CVD with conventional shower head mounted
FIG.
【図６】ウェハ位置とガス流量との関係を示すグラフで
ある。FIG. 6 is a graph showing the relationship between wafer position and gas flow rate.
【図７】ウェハ位置と処理ガスの濃度境界層の暑さとの
関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the wafer position and the heat of the concentration boundary layer of the processing gas.
１ ＣＶＤ装置 ２ 処理室 ３ シャワーヘッド ４、５、６ 区画 ７、８、９ 隔壁 １０ 処理ガス吹出面 １１、１２、１３ 処理ガス吹出領域 １４ 孔 １５、１６、１７ 処理ガス導入口 １８、１９、２０ マスフローコントローラ ２１、２２、２３ 処理ガス源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CVD apparatus 2 Processing chamber 3 Shower head 4, 5, 6 Division 7, 8, 9 Partition wall 10 Processing gas blowing surface 11, 12, 13 Processing gas blowing area 14 Holes 15, 16, 17 Processing gas introduction port 18, 19, 20 Mass flow controller 21, 22, 23 Processing gas source
Claims (2)
に所定のガス源から所定の処理ガスを導入するための多
数の吐出口を有するガス導入機構を備え、前記処置室内
の載置台に載置された被処理体を処理する処理装置にお
いて、 前記多数の吐出口を有するガス導入機構は、 前記多数の吐出口を有するガス導入機構の内部を略同心
円状に配置された複数の区画に気密に分割するための隔
壁と、 前記所定のガス源から所定の処理ガスを前記各区画を介
して前記処理室内に個別に流量制御して供給するべく、
各々のガス導入経路に対して個別に介装された複数の流
量制御装置と、 を備えていることを特徴とする、処理装置。1. A gas introduction mechanism having a large number of discharge ports for introducing a predetermined processing gas from a predetermined gas source into a processing chamber that can be adjusted to a predetermined reduced pressure atmosphere, and is mounted on a mounting table in the treatment chamber. In the processing apparatus for processing the placed object, the gas introduction mechanism having the large number of discharge ports is airtight inside the gas introduction mechanism having the large number of discharge ports in a plurality of substantially concentrically arranged sections. A partition wall for dividing into, and a predetermined processing gas from the predetermined gas source to be individually flow-controlled and supplied to the processing chamber through the respective compartments.
A processing apparatus comprising: a plurality of flow rate control devices which are individually interposed for each gas introduction path.
ことを特徴とする、請求項１に記載の処理装置。2. The processing apparatus according to claim 1, wherein the horizontal cross-sectional areas of the sections are the same.
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