KR100733237B1 - 처리 장치 - Google Patents

처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100733237B1
KR100733237B1 KR1020000060019A KR20000060019A KR100733237B1 KR 100733237 B1 KR100733237 B1 KR 100733237B1 KR 1020000060019 A KR1020000060019 A KR 1020000060019A KR 20000060019 A KR20000060019 A KR 20000060019A KR 100733237 B1 KR100733237 B1 KR 100733237B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas supply
gas
circulating
primary
processing
Prior art date
Application number
KR1020000060019A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010050986A (ko
Inventor
사이토마사시
히라야마유스케
사카이이츠코
오히와도쿠히사
Original Assignee
동경 엘렉트론 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동경 엘렉트론 주식회사 filed Critical 동경 엘렉트론 주식회사
Publication of KR20010050986A publication Critical patent/KR20010050986A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100733237B1 publication Critical patent/KR100733237B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816—Pressure
    • H01J37/32834—Exhausting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76802—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76897—Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

순환 가스를 용이하게 제어할 수 있는 처리 장치를 제공한다.
처리 가스를 복수의 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 샤워 헤드(200)와, 처리실(110)내에서 처리 가스를 배기하는 터보 펌프(120)와, 터보 펌프에 의해 처리실내에서 배기된 배기 가스의 적어도 일부[순환 가스(Q2)]를 샤워 헤드에 복귀시키는 순환 가스용 배관(150)을 구비한 처리 장치(100)는, 샤워 헤드는, 가스원(140)으로부터 공급되는 1차 가스(Q1)를 복수의 1차 가스 분출 구멍(h1)을 거쳐서 처리실내에 공급하는 1차 가스 공급 계통과, 순환 가스를 복수의 순환 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 순환 가스 공급 계통을 구비하고, 1차 가스 공급 계통과 순환 가스 공급 계통은 서로 독립 계통으로서 구성된다. 처리실내에서 처음으로 1차 가스와 순환 가스를 혼합시킬 수 있기 때문에, 압력 제어를 하지 않더라도, 순환 가스를 용이하게 제어할 수 있다.

Description

처리 장치{PROCESSING APPARATUS}
도 1은 제 1 실시예에 관한 처리 장치의 내부 구조의 설명도,
도 2는 샤워 헤드의 외관을 도시한 설명도,
도 3은 도 2에 도시된 샤워 헤드의 A-A'선 단면도,
도 4는 도 2에 도시된 샤워 헤드의 가스 공급 구멍의 배치의 일례를 도시한 설명도,
도 5는 샤워 헤드의 외관을 도시한 설명도,
도 6은 도 5에 도시된 샤워 헤드의 A-A'선 단면도,
도 7은 도 5에 도시된 샤워 헤드의 가스 공급 구멍의 배치의 일례를 도시한 설명도,
도 8은 제 2 실시예에 관한 처리 장치의 내부 구조의 설명도,
도 9는 SAC 프로세스에 의한 에칭형상의 개략적인 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 처리 장치 110 : 처리실
115 : 서셉터 120 : 터보 펌프
130 : 드라이 펌프 140 : 가스원
145 : 1차 가스용 배관 148 : 제 2의 1차 가스용 배관
150(150a, 150b, 150c, 150d) : 순환 가스용 배관
160 : 매칭 박스 170 :고주파 전원(RF 전원)
200 : 샤워 헤드 210 : 금속판
220 : 1차 가스 확산 공간 230 : 순환 가스 확산 공간
Q1 : 1차 가스 Q2 : 순환 가스
h1 : 1차 가스 공급 구멍 h2 : 순환 가스 공급 구멍
W : 웨이퍼
MFC : 유량 제어 장치(질량 흐름 제어기)
P0, P1, P2, P3 : 진공계 V0, V1, V2, V3, V4, V5 : 밸브
본 발명은, 처리 장치에 관한 것이다.
드라이 에칭 기술에 있어서는, 플라즈마 방전 등에 의해 불소를 포함하는 반응 활성종을 생성시키기 위해서, 에칭 가스로서 불소 원자를 많이 포함하는 가스류가 이용되고 있다. 그런데, 최근에는 지구 환경을 보전하고자 하는 노력이 국제적으로 진행되고 있고, 특히 지구의 온난화 방지책은 큰 과제로 되어 있다. 이러한 상황하에 있어서, 종래 드라이 에칭 기술에 이용되어 온 불소 화합물도 대기 수명이 길고 지구 온난화 계수를 크게 하기 위한 지구 온난화 방지의 관점에서 그 배기량을 저감시키는 것을 급선무로 하고 있다.
드라이 에칭 기술에 있어서 불소 화합물을 포함하는 처리 가스의 배기량을 저감시키는 하나의 방법으로서, 처리 장치내에서 처리 가스를 순환시킴으로써, 처리 가스를 재이용하는 것이 제안되고 있다(이하, 이 순환시키는 처리 가스를 "순환 가스"라고 칭함). 즉, 배기 기구에 의해 처리실내에서 배기된 배기 가스의 적어도 일부를 처리실내에 되돌리는 가스 순환 기구를 구비한 처리 장치가 제안되고 있다. 이러한 가스 순환 기구를 구비하여 가스를 재이용함으로써, 가스의 배기량 및 사용량을 저감시킬 수 있어, 전술한 지구 온난화 방지에 도움이 될 뿐만 아니라, 처리 가스의 비용 삭감에도 효과를 갖는다.
또한, 처리실내에 처리 가스를 균일하게 공급하기 위해서, 샤워 헤드형상의 가스 공급 기구가 제안되고 있다. 그리고 이러한 가스 공급 기구를 전술한 가스 순환 기구와 조합하여 이용하는 것이 실행된다. 즉, 배기 기구에 의해 처리실내에서 배기된 배기 가스의 적어도 일부를 샤워 헤드형상의 가스 공급 기구에 순환시켜, 순환 가스를 샤워화하여 처리실내의 피 처리체에 공급함으로써 처리 가스의 사용 효율을 더욱 높일 수 있다.
전술한 가스 순환 기구와 가스 공급 기구를 설치한 처리 장치에 있어서, 처리 가스를 효율적으로 순환시키기 위해서는, 배기 기구의 하류측의 압력(배압)을, 가스 공급 기구의 상류측의 압력보다 항상 높게 설정해 놓아야 한다. 배기 기구로서 보통 이용되는 터보 펌프의 정격 배압은 표준이 2 내지 3Torr이고, 특수한 것으로서는 약 10Torr 정도로 되어 있다. 터보 펌프의 배압이 상기 정격 배압를 초과하게 되면, 배기 능력이 극단적으로 저하된다. 또한, 가스 공급 기구는 장치 외부로부터 직접 처리실에 공급되는 처리 가스(이하, "1차 가스"라고 칭함)를 공급하기 위한 처리 가스원에 접속되지만, 이 1차 가스용 배관의 압력은 보통 1기압(760Torr) 이상이고, 유량 제어 장치(질량 흐름 제어기)에 의해 1차 가스의 유량을 저하시켜, 1차 가스용 배관의 압력을 저하시킨 경우에도, 수Torr 내지 수십Torr정도까지가 한계이다.
전술한 바와 같이, 종래의 처리 장치는 처리 가스를 재순환시킴으로써 처리 가스의 배기량·사용량을 저감시킨다고 하는 관점에서는 유용하다고 말할 수 있지만, 가스의 순환 기구가 충분하다고는 말할 수 없다. 즉, 종래의 처리 장치와 같이, 배기 기구의 하류측과 가스 공급 기구의 상류측 사이에 순환 가스용 배관을 설치한 경우에는, 배기 기구의 배압은 10Torr 정도이고, 가스 공급 기구의 상류측의 압력은 수Torr 내지 수십Torr 정도까지 저하시키는 것이 한계이기 때문에, 효율적인 가스의 순환을 할 수 없다고 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 종래의 처리 장치가 갖는 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 순환 가스를 용이하게 제어할 수 있는 신규하고 개량된 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1에 따르면, 처리 가스를 복수의 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 가스 공급 기구와, 상기 처리실내에서 처리 가스를 배기하는 배기 기구와, 상기 배기 기구에 의해 상기 처리실내에서 배기된 배기 가스의 적어도 일부를 상기 가스 공급 기구에 되돌리는 가스 순환 기구를 포함한 처리 장치에 있어서, 상기 가스 공급 기구는, 처리 가스원에서 공급되는 1차 가스를 복수의 1차 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 1차 가스 공급 계통과, 상기 배기 가스의 적어도 일부를 복수의 순환 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 순환 가스 공급 계통을 포함하되, 상기 1차 가스 공급 계통과 상기 순환 가스 공급 계통은 서로 독립 계통으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 처리 장치가 제공된다.
이러한 구성에 의하면, 가스 공급 기구에 1차 가스 공급 계통과 순환 가스 공급 계통을 포함하되, 1차 가스 공급 계통과 순환 가스 공급 계통은 서로 독립 계통으로서 구성하였기 때문에, 처리실내에서 처음으로 1차 가스와 배기 가스의 적어도 일부(순환 가스)를 혼합시킬 수 있다. 이 때문에, 1차 가스 공급 기구의 상류측의 압력을 감소시키거나, 배기 기구의 배압를 상승시키는 압력 제어를 행하지 않더라도 순환 가스를 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 1차 가스 공급 계통과 순환 가스 공급 계통은 상호 독립 계통으로서 구성하였기 때문에, 서로의 가스 공급 계통의 영향을 받지 않고서 압력 또는 유량을 독립적으로 제어할 수 있다.
또한, 순환 가스 공급 계통의 컨덕턴스는 배기 기구의 배기 능력을 저감시키지 않도록 조정해야 한다. 배기 기구의 배기 능력은 배기 기구의 배압에 의해 좌 우되지만, 보통의 처리 장치에 이용되고 있는 표준적인 배기 기구의 경우이면, 그 배압이 3Torr 이하로 되도록, 순환 가스 공급 계통의 컨덕턴스가 조정될 필요가 있다. 또는, 특수한 배기 기구가 이용되는 경우이면, 배압이 10Torr 이하로 되도록 조정되어야 한다.
상기 가스 공급 구멍의 구멍 직경 및 구멍 수의 밀도에 관해서는 하기와 같이 구성할 수 있다.
(a) 구멍 직경 및 구멍 수의 밀도는 전체 면에서 일정(청구항 2)
(a)의 구성에 의하면, 1차 가스와 순환 가스를 단위 면적당 동일 유량으로 공급하고, 또한 모든 가스 공급 구멍으로부터의 공급 유속을 일정하게 할 수 있다. 이 때문에, 피 처리체의 처리의 균일성을 확보할 수 있다.
(b) 구멍 직경은 전체 면에서 일정, 구멍 수의 밀도는 상기 순환 가스를 목표 유량으로 공급한 경우에, 배압이 상기 배기 기구의 정격 배압 이하로 되도록 규정(청구항 3)
(c) 구멍 수의 밀도는 전체 면에서 일정, 구멍 직경은 상기 순환 가스를 목표 유량으로 공급한 경우에, 배압이 상기 배기 기구의 정격 배압 이하로 되도록 규정(청구항 4)
(b), (c)의 구성에 의하면, 배기 기구의 정격 배압이 작은 경우에도, 1차 가스와 순환 가스의 단위 면적당 공급 유량을 동일하게 할 수 있다.
상기 모든 경우에 관해서도, 청구항 5에 기재된 바와 같이, 상기 가스 공급 기구의 단위 면적당 상기 1차 가스 공급 구멍 수와 상기 순환 가스 공급 구멍 수의 비는 상기 가스 공급 기구의 전체 면에서 일정한 것이 바람직하다.
또한, 청구항 6에 기재된 바와 같이, 상기 순환 가스 공급 계통의 컨덕턴스를 상기 가스 공급 기구의 컨덕턴스보다 크게 설정해 두면, 순환 가스의 제어를 용이하게 실행할 수 있다.
또한, 청구항 7에 기재된 바와 같이, 상기 1차 가스를 상기 순환 가스 공급 구멍으로부터 공급하기 위한 제 2의 1차 가스 공급 계통을 포함하되, 상기 제 2의 1차 가스 공급 계통에는 상기 1차 가스의 유량 조절 수단이 포함되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 순환 가스를 사용하지 않는 처리를 실행하는 경우에는, 순환 가스 공급 구멍을 1차 가스의 공급 구멍으로서도 이용할 수 있다. 이 때, 제 2의 1차 가스용 배관에 유량 조절 수단을 포함함으로써, 1차 가스를 순환 가스 공급 구멍으로부터 공급할 때의 유량 제어성을 향상시킬 수 있다. 또한, 처음에 1차 가스만을 이용한 처리를 실행하고, 이어서 1차 가스와 순환 가스를 이용한 처리를 실행하는 시퀀스 처리를 실행할 때의 유량 제어성을 향상시킬 수 있다.
또한, 청구항 8에 기재된 바와 같이, 가스 순환 기구 및/또는 순환 가스 공급 계통에는 버퍼 공간이 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 처리를 종료한 후에, 가스 순환 기구 및/또는 순환 가스 공급 계통에 잔류하고 있는 순환 가스를 이 버퍼 공간에 일시적으로 저장해 두고, 다음 처리시에 이용할 수 있다. 이로 인해, 순환 가스 공급 계통에 잔류되어 있는 가스를 배기할 필요가 없기 때문에, 가스의 배기량을 줄일 수 있다. 또한, 다음 처리시에 있어서, 가스의 사용량을 저감하고, 또한 처리의 초기 설정에 필요한 시간을 단축할 수 있다.
또한, 청구항 9에 기재된 바와 같이, 가스 순환 기구 및/또는 순환 가스 공급 계통에는 순환 가스의 여과 수단이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 순환 가스에 포함되는 부 생성물이나 이물질을 제거할 수 있기 때문에, 가스를 순환시킴으로써 발생하는 피 처리체에의 악영향이나 유지 보수의 시간 등을 경감시킬 수 있다.
상기 1차 가스 공급 구멍으로부터 상기 처리실에의 상기 1차 가스의 공급 속도나 상기 순환 가스 공급 구멍으로부터 상기처리실에의 상기 순환 가스의 공급 속도는 빠른 것이 바람직하다. 예컨대, 청구항 10에 기재된 바와 같이, 상기 1차 가스 공급 구멍으로부터 상기 처리실에의 상기 1차 가스의 공급 속도 및/또는 상기 순환 가스 공급 구멍으로부터 상기 처리실에의 상기 순환 가스의 공급 속도는 500m/초 이상인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 처리실내에서 발생한 부 생성물이나 이물질이 순환 가스 공급 구멍에 부착되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 피 처리체에의 악영향이나 유지 보수의 수고를 경감시킬 수 있다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명에 관한 처리 장치의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일의 기능 구성을 갖는 구성요소에 관해서는, 동일 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
(제 1 실시예)
본 발명의 제 1 실시예에 대하여 설명한다.
본 실시예에 관한 처리 장치(100)를 도 1을 참조하면서 설명한다. 또, 도 1은 처리 장치(100)의 내부 구조를 개략적으로 도시한 설명도이다.
[처리 장치(100)]
처리 장치(100)는 주로 도 1에 도시한 바와 같이, 처리실(110)과, 처리실(110)의 상부에 설치되어, 처리 가스를 복수의 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실(110)내에 공급하는 가스 공급 기구의 일례인 샤워 헤드(200)와, 처리실(110)내에서 처리 가스를 배기하는 배기 기구의 일례인 터보 펌프(120)와, 터보 펌프(120)의 하류측을 더욱 배기하여 감압하는 드라이 펌프(130)와, 가스원(140)으로부터 공급되는 처리 가스(1차 가스)(Q1)를 샤워 헤드(200)에 공급하기 위한 1차 가스용 배관(145)과, 터보 펌프(120)에 의해서 배기된 배기 가스의 적어도 일부(순환 가스)(Q2)를 샤워 헤드(200)에 되돌리는 가스 순환 기구의 일례인 순환 가스용 배관(150)에 의해 구성되어 있다.
처리 장치(100)의 내부 구성에 대하여, 도 1을 참조하면서 설명한다.
가스원(140)에 접속되는 1차 가스용 배관(145)에는 가스원(140)으로부터의 1차 가스의 유량을 제어하는 밸브(V0) 및 유량 제어 장치(질량 흐름 제어기)(MFC)와, 배관내의 압력을 측정하는 진공계(P0)가 삽입되어 있다. 1차 가스용 배관(145)은 처리실(110) 상부에 설치된 샤워 헤드(200)에 접속되어 있다.
처리실(110)내에는 피 처리체인 반도체 웨이퍼(이하, 단지 "웨이퍼"라고 칭함)(W)가 탑재되는 서셉터(115)가 배치되어 있다. 이 서셉터(115)에는 매칭 박스(160)를 거쳐서 고주파 전원(170)이 접속되어 있다. 또한, 처리실(110)내의 압력을 측정하는 진공계(P2)가 설치되어 있다.
처리실(110)의 배기측에는 밸브(V1)를 거쳐서 터보 펌프(120)가 설치되어 있고, 터보 펌프(120)의 하류측에는 터보 펌프(120)의 배압를 제어하기 위한 밸브(V2)와, 터보 펌프(120)의 배압를 측정하는 진공계(P3)가 설치되어 있다. 밸브(V2)의 하류측에는 터보 펌프(120)의 하류측을 더욱 배기하여 감압하는 드라이 펌프(130)가 설치되어 있다. 순환 가스(Q2)를 순환시키기 위한 순환 가스용 배관(150)의 일단부는 터보 펌프(120)와 밸브(V2) 사이에 접속되고, 타단부는 샤워 헤드(200)에 접속되어 있다.
순환 가스용 배관(150)내에는 상류측에 밸브(V3)가 설치되고, 하류측에 밸브(V4)가 설치되어 있다. 이 밸브(V3)와 밸브(V4)에 의해 둘러싸인 순환 가스용 배관(150)의 일부분은 순환 가스(Q2)를 일시적으로 저장하는 버퍼 공간으로서의 역할을 한다. 이 점에 대하여 더 후술한다.
이상, 본 실시예에 관한 처리 장치(100)의 구성에 대하여 설명하였지만, 이러한 구성은 일례에 불과하다. 예컨대, 상기 4개의 진공계(P0, P1, P2, P3)는 반드시 각각 설치할 필요는 없고, 실질적으로 상기 4곳의 압력을 측정할 수 있도록 구성되어 있으면 무방하다. 또한, 밸브로부터의 가스의 누출을 방지하기 위해서, 필요에 따라서 복수의 밸브를 직렬로 배치할 수도 있다.
이하에, 본 실시예에 따른 처리 장치(100)에 있어서 특징적인 구성 요소인 가스 공급 기구에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, 가스 공급 기구의 구성예로 서 샤워 헤드(200) 및 샤워 헤드(300)에 대하여 설명한다.
[샤워 헤드(200)]
가스 공급 기구의 일례인 샤워 헤드(200)에 대하여, 도 2 내지 도 4를 참조하면서 설명한다. 또, 도 2는 샤워 헤드(200)의 외관을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A'선 단면도이다. 또한, 도 4는 가스 공급 구멍의 배치를 도시한 설명도이다.
가스 공급 기구의 일례인 샤워 헤드(200)는 가스원(140)으로부터 공급되는 1차 가스(Q1)를 복수의 1차 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실(110)내에 공급하는 1차 가스 공급 계통과, 순환 가스(Q2)를 복수의 순환 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실(110)내에 공급하는 순환 가스 공급 계통을 구비하고, 1차 가스 공급 계통과 순환 가스 공급 계통은 서로 독립 계통으로서 구성되어 있다. 이하에, 이러한 샤워 헤드(200)의 구성의 일례를 상세히 설명한다.
샤워 헤드(200)는 도 2에 도시한 바와 같이, 예컨대 알루마이트로 이루어지는 3장의 전극판(210)[제 1 전극판(210a), 제 2 전극판(210b), 제 3 전극판(210c)]에 의해 구성되어 있다. 최상부의 제 1 전극판(210a)에는 1차 가스용 배관(145)과 순환 가스용 배관(150)이 연통되어 있다. 도시한 예에서는, 순환 가스용 배관(150)은 컨덕턴스의 저하를 방지하고, 샤워 헤드(200)내에서의 확산을 쉽게 하기 위해서, 4개의 배관(150a, 150b, 150c, 150d)으로 분할되어 있다. 4개의 배관(150a, 150b, 150c, 150d)의 배관 직경(r)은 순환 가스용 배관(150)의 배관 직경(R)의 약 2분의 1이고, 4개의 배관(150a, 150b, 150c, 150d)의 단면적의 합계는 순환 가스용 배관(150)의 단면적과 실질적으로 동등하게 되어 있다. 예컨대, 순환 가스용 배관(150)의 배관 직경(R)은 40mm 정도이고, 배관(150a, 150b, 150c, 150d)의 배관 직경(R)은 20mm 정도로 할 수 있다.
또한, 샤워 헤드(200)는 처리중에 헤드 표면이나 내부의 가스 경로 등에 발생하는 부 생성물이나 이물질을 용이하게 제거하기 위해서, 단순 형상의 부품으로 분해되는 구성으로 하는 것이 바람직하며, 도 2에 도시된 구성에 의하면, 3개의 전극판을 분해하여 용이하게 유지 보수할 수 있다.
샤워 헤드(200)의 내부 구성에 대하여 도 3을 참조하면서 설명한다.
우선, 1차 가스 공급 계통에 대하여 설명한다.
제 1 전극판(210a)과 제 2 전극판(210b) 사이의 공간은 1차 가스용 배관(145)에 연통되어 1차 가스(Q1)를 확산시키기 위한 1차 가스 확산 공간(220)으로서 형성되어 있다. 1차 가스 확산 공간(220)은 제 2 전극판(210b)과 제 3 전극판(210c) 사이의 공간에 있어서 스페이서(s1)에 의해서 구획된 통로를 거쳐서, 복수의 1차 가스 공급 구멍(h1)에 연통되어 있다. 상기 스페이서(s1)와 제 2 전극판(210b) 및 제 3 전극판(210c)과의 접촉부에는, 1차 가스(Q1)와 순환 가스(Q2)의 혼합을 방지하기 위해서, O링(밀봉부재)(O)이 설치되어 있다. 1차 가스용 배관(145)으로부터 공급된 1차 가스는 1차 가스 확산 공간(220)에 의해 확산된 후, 복수의 1차 가스 공급 구멍(h1)에 의해 샤워화되어 처리실(110)에 공급된다.
이어서, 순환 가스 공급 계통에 대하여 설명한다.
제 2 전극판(210b)과 제 3 전극판(210c) 사이의 공간은 순환 가스용 배관(150)(150a, 150b, 150c, 150d)에 연통되어 순환 가스(Q2)를 확산시키기 위한 순환 가스 확산 공간(230)으로서 형성되어 있다. 순환 가스용 배관(150)은 제 1 전극판(210a)과 제 2 전극판(210b) 사이의 공간에 있어서 스페이서(s2)에 의해서 구획된 통로를 거쳐서, 순환 가스 확산 공간(230)에 연통되어 있다. 상기 스페이서(s2)와 제 1 전극판(210a) 및 제 2 전극판(210b)의 접촉부에는, 1차 가스(Q1)와 순환 가스(Q2)의 혼합을 방지하기 위해서, O링(밀봉 부재)(O)이 설치되어 있다. 순환 가스 확산 공간(230)은 복수의 순환 가스 공급 구멍(h2)에 연통되어 있다. 그리고, 순환 가스용 배관(150)에 의해 공급된 순환 가스(Q2)는 순환 가스 확산 공간(230)에 의해 확산된 후, 복수의 순환 가스 공급 구멍(h2)에 의해 샤워화되어 처리실(110)에 공급된다.
1차 가스 공급 구멍(h1) 및 순환 가스 공급 구멍(h2)은 샤워 헤드(200)로부터 처리실(110)내에 도입되는 가스가 웨이퍼(W)면 위에 균일하게 도달하도록, 경험 또는 시뮬레이션 등에 의해 결정되는 최적의 배치로 되어 있다. 도 4는 1차 가스 공급 구멍(h1) 및 순환 가스 공급 구멍(h2)의 배치의 일례이고, 보통의 터보 펌프(배압 2 내지 3mTorr 정도)용의 패턴이다.
도 4에서는 1차 가스 공급 구멍(h1)은 40개 정도 뚫려 있고, 각 구멍의 직경은 1㎜ 정도이다. 순환 가스 공급 구멍(h2)은 1차 가스 공급 구멍(h1)을 둘러싸도록 300개 정도 뚫려 있고, 각 구멍의 직경은 1㎜ 정도이다. 이와 같이, 도 4에서는 가스 공급 구멍의 구멍 직경 및 구멍 수의 밀도는 전체 면에서 일정하고, 1차 가스 공급 구멍(h1)과 순환 가스 공급 구멍(h2)의 구멍 수의 비율을 1차 가스(Q1)과 순환 가스(Q2)의 목표 유량의 비와 동일하게 구성하고 있다. 그리고, 순환 가스 공급 구멍(h2)의 구멍 수의 밀도는 순환 가스(Q2)를 목표 유량으로 공급한 경우에, 배압이 터보 펌프(120)의 정격 배압 이하로 되도록 규정하고 있다.
[샤워 헤드(300)]
가스 공급 기구의 다른 일례인 샤워 헤드(300)에 대하여 도 5 내지 도 7을 참조하면서 설명한다. 또, 도 5는 샤워 헤드(300)의 외관을 개략적으로 도시한 개략도이고, 도 6은 도 5의 A-A'선 단면도이다. 또한, 도 7은 가스 공급 구멍의 배치를 도시한 설명도이다.
가스 공급 기구의 다른 일례인 샤워 헤드(300)는 가스원(140)으로부터 공급되는 1차 가스(Q1)를 복수의 1차 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실(110)내에 공급하는 1차 가스 공급 계통과, 순환 가스(Q2)를 복수의 순환 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실(110)내에 공급하는 순환 가스 공급 계통을 구비하고, 1차 가스 공급 계통과 순환 가스 공급 계통은 서로 독립 계통으로서 구성되어 있다.
샤워 헤드(300)는 도 5에 도시된 바와 같이, 예컨대 알루마이트로 이루어지는 소형의 제 1 전극판(310a)과, 대형의 제 2 전극판(310b), 제 3 전극판(310c)으로 구성되어 있다. 제 1 전극판(310a)에는 1차 가스용 배관(145)이 연통되어 있다. 제 2 전극판(310b)에는 순환 가스용 배관(150)이 연통되어 있다. 도시한 예에서는, 순환 가스용 배관(150)은 컨덕턴스의 저하를 방지하고, 샤워 헤드(300)내에서의 확산을 쉽게 하기 위해서, 4개의 배관(150a, 150b, 150c, 150d)으로 분할되 어 있다. 4개의 배관(150a, 150b, 150c, 150d)의 배관 직경(r)은 순환 가스용 배관(150)의 배관 직경(R)과 실질적으로 동등하게 되어 있다. 예컨대, 순환 가스용 배관(150)의 배관 직경(R)은 10mm 정도이며, 배관(150a, 150b, 150c, 150d)의 배관 직경(r)도 10mm 정도로 할 수 있다.
또한, 샤워 헤드(300)는 처리중에 헤드 표면이나 내부의 가스 경로 등에 발생하는 부 생성물이나 이물질을 용이하게 제거하기 위해서, 단순 형상의 부품으로 분해되는 구성으로 하는 것이 바람직하며, 도 4에 도시된 구성에 의하면 3개의 전극판을 분해하여 용이하게 유지 보수하는 것이 가능하다.
샤워 헤드(300)의 내부 구성에 대하여 도 6을 참조하면서 설명한다.
제 1 전극판(310a)과 제 2 전극판(310b) 사이의 공간은 1차 가스용 배관(145)에 연통되어 1차 가스(Q1)를 확산시키기 위한 1차 가스 확산 공간(320)으로서 형성되어 있다. 또한, 제 2 전극판(310b)과 제 3 전극판(310c) 사이의 공간은 순환 가스용 배관(150)에 연통되어 순환 가스(Q2)를 확산시키기 위한 순환 가스 확산 공간(330)으로서 형성되어 있다. 제 1 전극판(310a)과 제 2 전극판(310b) 사이, 및 제 2 전극판(310b)과 제 3 전극판(310c) 사이에는 1차 가스(Q1), 순환 가스(Q2)의 누출을 방지하기 위해서, O링(밀봉 부재)(O)이 설치되어 있다.
1차 가스 확산 공간(320)은 제 2 전극판(310b)에 의해 구획된 통로를 거쳐서, 순환 가스 확산 공간(330)에 연통되어 있다. 순환 가스 확산 공간(330)에 있어서, 1차 가스(Q1)와 순환 가스(Q2)가 혼합된다. 1차 가스(Q1)와 순환 가스(Q2)의 혼합 가스(Q3)는 복수의 혼합 가스 공급 구멍(h3)에 의해 샤워화되어 처리실(110)에 공급된다.
또, 이와 같이 처리 가스를 처리실(110)에 공급하기 전에 혼합하기 위해서는, 터보 펌프(120)의 배압이 어느 정도 높아야 한다. 즉, 샤워 헤드(300)는 고(高)배압이라 하더라도 운전 가능한(즉, 배기 속도는 저하하지 않음) 터보 펌프를 이용한 경우에만 사용 가능하다.
혼합 가스 공급 구멍(h3)은 샤워 헤드(300)로부터 처리실(110)내에 도입되는 가스가 웨이퍼(W)면 위에 균일하게 도달하도록, 경험 또는 시뮬레이션 등에 의해 결정되는 최적의 배치로 되어 있다. 도 7은 1차 가스 공급 구멍(h1) 및 순환 가스 공급 구멍(h2)의 배치의 일례이고, 고배압 터보 펌프(배압 10Torr 정도)용의 패턴이다.
도 7에서는 혼합 가스 공급 구멍(h3)은 150개 정도 뚫려 있고, 각 구멍의 직경은 1㎜ 정도이다. 이와 같이, 도 7에서는 혼합 가스 공급 구멍(h3)의 구멍 직경 및 구멍 수의 밀도는 전체 면에서 일정하다. 그리고, 혼합 가스 공급 구멍(h3)의 구멍 수의 밀도는 1차 가스(Q1) 및 순환 가스(Q2)를 목표 유량으로 공급한 경우에, 배압이 터보 펌프(120)의 정격 배압 이하로 되도록 규정하고 있다.
이상 설명한 바와 같이, 샤워 헤드(300)에서는 순환 가스용 배관(150)의 배관 직경(R)[=배관(150a, 150b, 150c, 150d)의 배관 직경(r)]을 10㎜ 정도로 하고, 터보 펌프(120)의 배압을 7.7Torr 정도로 함으로써, 순환율 80% 정도의 운전이 가능해진다. 또한, 샤워 헤드(200)와 달리, 스페이서(S1, S2) 등을 포함하지 않는 만큼, 간단한 구성으로 할 수 있다.
이어서, 순환 가스 공급 배관(150)의 컨덕턴스에 대하여 설명한다. 순환 가스(Q2)가 터보 펌프(120)의 하류측에서 샤워 헤드(200)의 상류측에 용이하게 공급되기 위해서는, 순환 가스용 공급 계통의 컨덕턴스의 설정이 중요하다. 이러한 컨덕턴스의 설정은 터보 펌프의 성능을 고려하면서 충분히 크게 설정할 수 있는 것이 바람직하다. 전술한 샤워 헤드(200) 또는 샤워 헤드(300)의 가스 공급 구멍의 수 및 직경은 후술하는 순환 가스용 배관(150)의 컨덕턴스에 영향을 부여한다.
순환 가스 공급 계통의 컨덕턴스는 1차 가스 공급 계통의 컨덕턴스보다도 큰 것이 바람직하다. 한편, 터보 펌프(120)의 성능을 고려하여, 그 배기 능력을 저하시키지 않도록 조정해야 한다. 예컨대, 드라이 에칭 장치에 이용되는 터보 펌프의 일례를 들면, 순환 가스 공급 계통의 컨덕턴스는 표준적인 터보 펌프를 이용한 경우, 그 배압이 3Torr 이하로 되도록 조정되어야 한다. 또한, 특수한 터보 펌프를 이용한 경우에 있어서도, 그 배압이 10Torr 이하로 되도록 조정되는 것이 바람직한다. 단지, 이 특성은 일례에 지나지 않고, 순환 가스 공급 계통의 컨덕턴스는 이용되는 터보 펌프의 특성에 따른 소정의 배압 이하로 되도록 조정되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는, 순환 가스 공급 계통의 컨덕턴스를 순환 가스 공급 배관(150)의 길이를 3m, 내경(R)을 10mm[샤워 헤드(300)의 경우]또는 40mm[샤워 헤드(200)의 경우]로 하고, 점성류 영역(1Torr 이상)으로 하여 계산하였다. 또한, 순환 가스 분출 구멍(h2)의 직경을 1mm, 길이[제 3 전극판(210c)의 폭]를 10mm, 구멍 수를 100개 또는 300개로 하고, 분자류 영역(40mTorr 내지 1Torr)으로 하여 컨 덕턴스를 계산하였다. 또, 처리실(110)내의 압력은 40mTorr로 일정하게 한다.
[표 1]은 표준 터보 펌프를 이용한 경우의 샤워 헤드의 구멍 수, 가스 분출 속도, 배관 직경, 터보 펌프의 배압의 관계를 나타낸 것이다.
샤워타입 h1 (개) h2 (개) Q1 (sccm) Q2 (sccm) V1 (m/s) V2 (m/s) R (㎜) C1 (l/s) C2 (l/s) TMP배압 (Torr)
순환 없음용 125 0 375 0 1210 ― ― ― ― ―
순환용A 25 100 75 300 1210 1210 10 2.7 1.0 5.1
순환용B 25 300 75 300 1210 403 10 1.5 3.1 3.8
순환용C 25 100 75 300 1210 1210 40 575 1.0 3.7
순환용D 25 300 75 300 1210 403 40 197 3.1 1.3

또한, [표 1] 및 후술하는 [표 2]에 있어서, V1은 1차 가스 공급 구멍(h1)으로부터 분출하는 1차 가스(Q1)의 유속이고, V2는 순환 가스 공급 구멍(h2)으로부터 분출하는 순환 가스(Q2)의 유속이다. 또한, C1은 순환 가스용 배관(150)의 컨덕턴스이고, C2는 순환 가스 공급 구멍(h2)의 컨덕턴스이다.
또한, 순환 가스용 배관(150)의 컨덕턴스를 C1, 순환 가스 공급 구멍(h2)의 컨덕턴스를 C2라고 하면, 순환 가스용 배관(150)[컨덕턴스(C1)] 및 순환 가스 공급 구멍(h2)[컨덕턴스(C2)]이 직렬로 배열되었을 때의 합성 컨덕턴스(C)는
1/C=1/C1+1/C2=(C1+C2)/C1·C2
로 인가된다.
[표 2]는 고배압에서도 운전 가능한(즉, 배기 속도가 저하하지 않음) 터보 펌프를 이용한 경우의 샤워 헤드의 구멍 수, 가스 분출 속도, 배관 직경, 터보 펌프의 배압의 관계를 나타낸 것이다.
샤워타입 h1 (개) h2 (개) Q1 (sccm) Q2 (sccm) V1 (m/s) V2 (m/s) R (㎜) C1 (l/s) C2 (l/s) TMP배압 (Torr)
순환 없음용 125 0 625 0 1216 ― ― ― ― ―
순환용A 25 100 125 500 1216 2016 10 4.2 1.0 7.7
순환용B 25 300 125 500 1216 672 10 2.2 3.1 5.0
순환용C 25 100 125 500 1216 2016 40 954 1.0 6.1
순환용D 25 300 125 500 1216 672 40 323 3.1 2.1

[표 1], [표 2]로부터, 고배압이라 하더라도 운전 가능한 터보 펌프를 이용함으로써, 이하의 효과가 있는 것을 알 수 있다.
(1) A 타입, C 타입의 샤워 헤드에서는, 순환 가스 공급 구멍(h2)의 개수를 줄일 수 있다. 이에 의해, 샤워 헤드의 가공비의 삭감이 가능하게 된다.
(2) A 타입, C 타입의 샤워 헤드에서는, 순환 가스 공급 구멍(h2)의 개수가 적어짐으로써, 1차 가스(Q1)의 분출 속도(V1)와 순환 가스(Q2)의 분출 속도(V2)를 거의 동등하게 할 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 에칭율 등의 프로세스 특성의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
(3) A 타입, C 타입의 샤워 헤드에서는, 1차 가스 구멍(h1)의 수와, 순환 가스 구멍(h2)의 합계 개수가 표준 샤워 헤드(즉, 가스를 순환시키지 않는 타입)와 동등하기 때문에, 구멍 가공 패턴도 표준 샤워 헤드와 동등하게 할 수 있다. A 타입, C 타입의 샤워 헤드를 사용하는 경우에는, 표준 샤워 헤드와 동등한 프로세스 성능을 얻을 수 있다.
(4) A 타입, C 타입의 샤워 헤드에서는, 순환 가스 공급 구멍(h2)의 수가 적어짐으로써, 순환 가스 분출 속도(V2)는 커진다. 이에 의해, 샤워상으로의 불순물 의 퇴적을 억제할 수 있다.
(5) A 타입, B 타입의 샤워 헤드를 이용한 경우에는, 순환 배관의 직경(R)을 가늘게 하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 밸브 등의 부품도 소형인 것을 사용할 수 있다. 이 때문에, 장치 전체로 보았을 때의 공간 절약화가 가능해진다.
이상과 같이, [표 2]에서는 타입 A가 가장 무방하고, 이어서 타입 B 또는 타입 C이고, 이어서 타입 D가 바람직한 것임을 알 수 있다.
이상 설명한 [표 1], [표 2]의 값은 일례에 지나지 않고, 터보 펌프(120)의 배압을 소정의 압력으로 조정할 수 있으면, 순환 가스(Q2)의 유량, 순환 가스용 배관(150)의 내경, 및 순환 가스 분출 구멍(h2)의 수는 적절히 최적의 값을 이용할 수 있다.
이어서, 상기 구성으로 이루어지는 처리 장치(100)에 있어서의 순환 가스 제어 방법에 대하여 설명한다. 순환 가스 제어 방법의 일례로서, 처리실(110)내의 압력을 40mTorr로 하고, 처리실(110)로부터 배기되는 가스의 약 80%를 순환 가스(Q2)로서 이용하는 경우에 대하여 설명한다. 또, 처리시에 있어서의 1차 가스(Q1)의 공급량과, 터보 펌프(120)의 전후의 밸브(V1, V2)의 개방도와의 관계를 미리 조사하여 놓아야 하지만, 여기서는 일례로서 1차 가스(Q1)의 공급량이 60sccm[순환 가스(Q2)의 공급량이 240sccm]일 때에는, 밸브(V1)의 개방도를 30%, 밸브(V2)의 개방도를 20%로 하면 좋다는 것이 미리 밝혀져 있는 것으로 한다.
우선, 터보 펌프(120)의 전후의 밸브(V1, V2)를 개방하고, 순환 가스용 배관(150)내의 밸브(V3, V4)를 폐쇄한 상태로, 터보 펌프(120)과 드라이 펌프(130) 를 이용하여 처리실(110)내를 배기한다. 이어서, 밸브(V1)의 개방도를 30%로 고정하여, 가스원(140)으로부터 1차 가스(Q1)를 60sccm 공급한다. 유량 제어 장치(MFC)에 의한 유량의 안정화 후, 밸브(V2)의 개방도를 20%로 고정한다. 밸브(V2)의 개방도를 20%로 함으로써, 터보 펌프(120)에 의해서 처리실(110)로부터 배출된 처리 가스의 일부는 순환 가스용 배관(150)으로 유입되게 된다.
이어서, 순환 가스용 배관(150)내의 밸브(V3, V4)를 개방한다. 밸브(V3, V4)를 개방함으로써, 순환 가스용 배관(150)으로 유입되어 온 처리 가스의 일부는 순환 가스(Q2)로서 다시 샤워 헤드(200)로 유입되게 된다. 순환 가스(Q2)의 유량이 약 240msccm으로 안정화되면, 처리실(110)내의 압력(P2)은 약 40mTorr로 된다. 이 상태에서 처리가 시작된다.
처리가 종료되면, 1차 가스 공급 배관(145)내의 밸브(V0) 및 순환 가스 공급 배관(150)내의 밸브(V3, V4)를 동시에 폐쇄한다. 밸브(V3, V4)를 폐쇄하였을 때에 밸브(V3, V4)에 의해 둘러싸이는 순환 가스 공급 배관(150)의 일부분에 잔류된 처리 가스(Q2)는 다음번의 처리시에 사용된다. 예컨대, 순환 가스 공급 배관(150)의 직경이 40mm, 길이가 3m, 가스 압력이 1Torr인 경우에는, 밸브(V3, V4) 사이의 잔류 가스의 양은 3.8Torr·1(5.0scc) 정도이고, 이 잔류 가스를 다음번의 처리시에 이용함으로써, 다음 처리시에 있어서의 초기화를 5초 정도 단축할 수 있다. 이어서, 밸브(V1, V2)를 완전히 개방한다.
버퍼 공간을 이용하여, 순환 안정까지의 시간을 단축하는 시퀀스에 대하여 설명한다. 설명의 편의상, 순환 가스 도입 배관(150)을 배관부(151, 152, 153)로 분할하고 설명한다. 즉, 배관(151)은 터보 펌프 하류 배관 및 밸브(V2, V3)로 둘러싸인 공간이며, 용적은 1000cc 정도이다.
또한, 웨이퍼(W)의 처리를 웨이퍼 1개째와 2개째 이후로 나누어 설명한다.
콘택트 홀 형성을 예로 들면, 처리 조건은
순환이 없는 경우, C4F8/CO/Ar/O2=10/50/200/5sccm으로 한다. 또한, 순환 80%인 경우, C4F8/CO/Ar/O2=6/10/40/5sccm으로 한다.
우선, 1개째의 웨이퍼에 대하여 설명한다.
(가스 도입전)
밸브(V4)는 폐쇄하고, 밸브(V1, V2, V3)는 개방한다. 이 때, 처리실(110)내 및 배관(153)의 영역은 터보 펌프(120) 및 드라이 펌프(130)의 배기 능력에 의해, 압력이 10-6Torr 정도까지 배기된다. 터보 펌프(120)의 하류측, 배관(151, 152)의 유속은 드라이 펌프(130)의 배기 능력에 의해서만 배기된다.
(가스 도입 ∼ 안정화)
처리 가스를 80% 순환하여 처리를 실행할 때의 1차 가스(Q1)의 도입량은 (1) Q1=C4F8/CO/Ar/O2=6/10/40/5sccm이다. 배관(151, 152)의 영역이 충분히 압력 상승(예컨대, 2Torr)할 때까지, 1차 가스(Q1)의 유량을 위의 유량비를 유지하면서, 유량 제어 장치(MFC)의 최대 유량을 흐르게 한다. 즉, (2) Q1=C4F8/CO/Ar/O2=30/50/200/25sccm으로 한다. 이 때, 밸브(V1)에 의해 처리실(110)내의 압력(P2)의 조정을 실행하여, 밸브(V2, V4)는 폐쇄하고, 밸브(V3)는 개방한 상태를 유지한다.
배관(151, 152)의 공간(용적 약 3800cc)이 압력(P3)과 동등한 2torr가 되기까지의 소요 시간은 (1) Q1=C4F8/CO/Ar/O2=6/10/40/5sccm(합계 61sccm)일 때 12.5초이고, (2) Q1=C4F8/CO/Ar/O2=30/50/200/25sccm(합계 305sccm)일 때 2.5초이다.
따라서, (2) Q1=C4F8/CO/Ar/O2=30/50/200/25sccm의 유량으로, 배관(151, 152)의 압력을 상승(예컨대 2Torr까지)시킨 후, 밸브(V4)를 개방하여, 순환을 개시한다. 이와 동시에, 1차 가스(Q1)를 (1) Q1=C4F8/CO/Ar/O2=6/10/40/5sccm의 유량으로 설정 변경하여, 압력(P3)을 소망하는 순환 가스(Q2)의 유량(순환율 80%)을 얻을 수 있는 값이 되도록 밸브(V2)의 제어를 개시한다.
그 후 1차 가스(Q1)의 유량이 안정되고, 압력(P2, P3)이 안정된 시점에서, 가스 순환이 정상 상태로 되었다고 간주할 수 있으므로, RF 방전을 개시하여, 웨이퍼(W)의 처리를 실행한다.
(웨이퍼 처리 종료시)
RF 방전이 종료됨과 동시에, 1차 가스(Q1)=0sccm으로 하고, 밸브(V1, V2)는 처리실(110)내의 가스를 제거하기 위해서 개방된다. 동시에, 밸브(V3, V4)는 순환되고 있던 가스를 배관(152)의 공간에 가두기 위해서 폐쇄된다. 배관(152)의 공간에 가두어진 가스는 2개째의 웨이퍼의 순환 가스 안정화에 사용된다.
이어서, 2개째 이후의 웨이퍼에 대하여 설명한다.
(가스 도입전)
밸브(V1, V2)는 개방하고, 밸브(V3, V4)는 폐쇄한다. 이 때, 순환 가스(Q2)가 배관(152)내에 2Torr있다고 한다.
(가스 도입 ∼ 안정화)
1개째의 웨이퍼의 경우와 마찬가지로, (2) Q1=C4F8/CO/Ar/O2=3/50/200/25sccm으로 한다. 이 때, 밸브(V1)에 의해 처리실(110)내의 압력(P2)의 조정을 실행하여, 밸브(V3, V4)는 폐쇄하고, 밸브(V2)도 폐쇄된 상태를 유지한다.
웨이퍼 2개째 이후의 안정화시에는, 버퍼 공간인 배관(152)에 가스가 밀봉되어 있기 때문에, 배관(151)의 공간에 소정의 압력으로 가스를 축적하면 무방하다. 배관(151)의 공간에, (2) Q1=C4F8/CO/Ar/O2=3/50/200/25sccm의 유량으로 2Torr의 가스가 축적되는 공간은 0.5초이다. 이 시점 이후, 밸브(V3, V4)를 개방하여, 가스 순환을 개시한다. 이와 동시에, (1) Q1=C4F8/CO/Ar/O2=6/10/40/5sccm의 설정으로 변경한다. 밸브(V2)는 압력(P3)이 소망하는 설정 압력으로 되도록 제어를 개시한다.
이후에는 웨이퍼 1개째와 마찬가지의 공정을 실행한다.
이상 설명한 바와 같이, 버퍼 공간인 배관(152)에 웨이퍼 처리 종료와 동시에 가스를 밀봉함으로써, 웨이퍼 2개째 이후의 가스 순환의 안정에 도달하는 시간의 단축화가 도모된다. 또한, 1차 가스(Q1)의 도입을 개시하는 시점에서, 사용하고 있는 유량 제어 장치(MFC)의 최대 유량을 소정의 가스 유량비를 유지하면서 도입하는 것, 및 밸브(V2)를 폐쇄한 상태로 유지함으로써, 소정의 가스 순환율에 도 달하는 안정화 시간의 단축이 도모된다.
본 실시예에서는, 순환 가스 공급 배관(150)을 직접 샤워 헤드(200)에 연통하도록 구성하였다. 그리고, 샤워 헤드(200)에 1차 가스 공급 계통[1차 가스 확산 공간(220) 및 1차 가스 공급 구멍(h1)]과, 순환 가스 공급 계통[순환 가스 확산 공간(230) 및 순환 가스 공급 구멍(h2)]을 구비하고, 1차 가스 공급 계통과 순환 가스 공급 계통은 상호 독립 계통으로서 구성하였기 때문에, 처리실(110)내에서 처음으로 1차 가스(Q1)와 순환 가스(Q2)를 혼합시킬 수 있다. 이 때문에, 샤워 헤드(200)의 상류측의 압력을 감소시키거나, 터보 펌프(120)의 배압를 상승시킨다고 하는 압력 제어를 실행하지 않더라도, 용이하게 순환 가스(Q2)를 제어할 수 있다.
또한, 순환 가스 공급 배관(150)에는 순환 가스(Q2)를 일시적으로 저장하기 위한 버퍼 공간을 구성하는 밸브(V3, V4)가 설치되어 있기 때문에, 처리를 종료한 후에 순환 가스 공급 배관(150)에 잔류하고 있는 순환 가스(Q2)를 일시적으로 저장해 두고, 다음 처리시에 이용할 수 있다. 이로 인해, 순환 가스 공급 배관(150)에 잔류되어 있는 가스를 배기할 필요가 없기 때문에, 가스의 배기량을 줄일 수 있다. 또한, 다음 처리시에 있어서, 가스의 사용량을 저감하고, 또한 처리의 초기 설정에 필요한 시간을 단축하는 것이 가능하다.
(제 2 실시예)
본 발명의 제 2 실시예에 대하여 설명한다.
본 실시예에 관한 처리 장치는 도 8에 도시된 바와 같이 1차 가스(Q1)를 순 환 가스 공급 구멍으로부터 공급하기 위한 제 2의 1차 가스용 배관(148)을 구비하고, 제 2의 1차 가스용 배관(148)에 1차 가스(Q1)의 유량 조절 수단인 밸브(V5)를 구비한 것을 특징으로 하고 있다. 또, 제 2의 1차 가스용 배관(148) 및 밸브(V5) 이외의 구성 요소에 관해서는 상기 제 1 실시예와 마찬가지다.
본 실시예에 의하면, 순환 가스(Q2)를 사용하지 않는 처리를 실행하는 경우에는, 순환 가스 공급 구멍(h2)을 1차 가스(Q1)의 공급 구멍으로서도 이용할 수 있다. 이 때, 제 2의 1차 가스용 배관(148)에 밸브(V5)를 구비함으로써, 1차 가스(Q1)를 순환 가스 공급 구멍(h2)으로부터 공급할 때의 유량 제어성을 향상시킬 수 있다. 이로 인해, 처음으로 1차 가스만을 이용한 처리(1차 가스는 일회용임)를 실행하고, 이어서 1차 가스와 순환 가스를 이용한 처리를 실행한다고 하는 시퀀스 처리의 유량 제어성을 향상시킬 수 있다.
이하에, 처음으로 1차 가스만을 이용한 처리를 실행하고, 이어서 1차 가스와 순환 가스를 이용한 처리를 실행한다고 하는 시퀀스 순서 처리의 일례를 설명한다.
(제 1 단계)
우선, 가스 유량을 N2/O2=80/40sccm으로 하고, 압력을 20mTorr로 하며, 전력을 120W로 하여, 30초간 처리를 실행하였다. 처리 가스에 지구 온난화 가스(PFC)가 이용되지 않고, 처리 시간이 짧기 때문에, 이 점으로부터 처리 가스의 순환은 실행하지 않는다. 이 때, 밸브(V5)를 개방함으로써, 1차 가스(Q1)를 1차 가스 공급 구멍(h1) 및 순환 가스 공급 구멍(h2)의 쌍방으로부터 공급한다.
(제 2 단계)
이어서, 가스 유량을 C4F8/CO/Ar=10/50/80sccm으로 하고, 압력을 60mTorr로 하며, 전력을 1500W(DRM의 표준적 전력)으로 하여, 180초간 처리를 실행하였다. 처리 가스에 지구 온난화 가스(PFC)인 C4F8가 포함되어 있고, 처리 시간도 길기 때문에, 이 점으로부터 처리 가스의 순환을 실행한다. 이 때, 밸브(V5)를 폐쇄함으로써, 1차 가스(Q1)를 1차 가스 공급 구멍(h1)으로부터 공급하고, 순환 가스(Q2)를 순환 가스 공급 구멍(h2)으로부터 공급한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 순환 가스(Q2)를 사용하지 않는 처리를 실행하는 경우에는, 순환 가스 공급 구멍(h2)을 1차 가스(Q1)의 공급 구멍으로서도 이용할 수 있다. 이 때, 제 2의 1차 가스용 배관(148)에 밸브(V5)를 구비함으로써, 1차 가스(Q1)를 순환 가스 공급 구멍(h2)으로부터 공급할 때의 유량 제어성을 향상시킬 수 있다.
(실시예)
다음에, 본 발명에 관한 처리 장치를 이용한 실시예에 대하여 설명한다. 또, 본 실시예는 상기 실시예에서 설명한 처리 장치(100)를 이용하고, (a) 콘택트 홀의 형성, (b) SAC(Self Align Contact) 프로세스, (c) SiN : 홈을 형성하는 프로세스의 각각의 프로세스를 실시한 것이기 때문에, 상기 처리 장치(100) 및 웨이퍼(W)와 대락 동일한 기능 및 구성을 갖는 구성요소에 관해서는 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다. 또한, 에칭 프로세스 조건은, 이하에 특히 나타내지 않는 한, 전술한 실시예와 대략 동일하게 설정되어 있다.
(a) 콘택트 홀의 형성
가스 유량은 C4F8/CO/Ar/O2=10/50/200/5sccm이다. 이 가스 유량에서의 에칭 특성은 산화막 에칭율이 약 500㎚/min, 마스크인 포토 레지스트에 대한 산화막의 선택비는 약 5.5이다.
약 80% 순환을 실행하여, 가스 유량을 조정함으로써, C4F8/CO/Ar/O2=5/10/40/5sccm으로 동등한 결과가 얻어졌다. 즉, 산화막 에칭율=500㎚/min 대 레지스트 선택비가 5.5이다.
(b) SAC 프로세스
C4F8/CO/Ar=16/300/380sccm을 약 80% 순환을 실행함으로써, C4F8/CO/Ar=7.5/45/80sccm을 달성하였다. SiO2 에칭율은 450㎚/min 대 SiN 선택비는 14이다. 또, 도 9는 상기 SAC 프로세스에 의한 에칭형상을 개략적으로 도시한 단면도이다.
(c) SiN : 홈을 형성하는 프로세스
CF4/Ar/O2=80/160/20sccm을 약 80% 순환을 실행함으로써, CF4/Ar/O2=16/32/12sccm을 달성하였다. SiN 에칭율은 200㎚/min이다.
이상과 같이, 본 실시예에서는, 산화막 에칭 프로세스의 대표예로서, C4F8 또는 CF4를 이용한 프로세스에 대하여 설명하였다. 그리고, 처리 조건중, 압력, 인가 파워 등 다른 파라미터를 바꾸지 않고서, 순환 프로세스를 이용하여, 가스 유량 조정함으로써, 동등한 에칭형상을 달성하였다. 즉, 처리 가스를 순환시키는 경우와 순환시키지 않는 경우로 에칭형상을 비교하였지만, 콘택트 홀의 형성, SAC 프로세스, SiN : 홈을 형성하는 프로세스중의 어느 경우에도 에칭형상은 동등한 것임을 알았다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 처리 장치가 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주내에서 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 분명하고, 그것들에 관해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 양해된다.
예컨대, 상기 실시예에 있어서는, 순환 가스를 목표 유량 공급한 경우에, 배압이 터보 펌프의 정격 배압 이하로 되도록, 순환 가스 공급 구멍의 구멍 수의 밀도를 규정하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 순환 가스 공급 구멍의 구멍 직경을 규정함으로써, 터보 펌프의 배압를 정격 배압 이하로 하도록 하더라도 무방하다.
또한, 상기 실시예에 있어서는, 처리후에 잔류한 순환 가스를 가스 순환 기구의 일례인 순환 가스용 배관(150)의 일부분에 저장해 두는 일례에 관하여 설명하였지만, 이러한 버퍼 공간은 1차 가스 공급 계통측에 형성되도록 하여도 무방하다.
또한, 순환 가스 공급 배관에 순환 가스의 여과 수단, 예컨대 필터 등을 설치하도록 하여도 무방하다. 순환 가스에 포함되는 부 생성물이나 이물질을 제거할 수 있기 때문에, 가스를 순환시킴으로써 발생하는 피 처리체에의 악영향이나 유지 보수의 시간 등을 경감시킬 수 있다.
또한, 상기 실시예에 있어서는, 샤워 헤드(200)에 1차 가스(Q1)와 순환 가스(Q2)를 도입시키는 경우의 일례에 관하여 설명하였지만, 본 발명에 따른 샤워 헤드의 구조는 예컨대 2개의 처리 가스원으로부터 2종류의 처리 가스를 도입하는 처리 장치에 있어서도 적용 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 가스 공급 기구에 1차 가스 공급 계통과 순환 가스 공급 계통을 구비하고, 1차 가스 공급 계통과 순환 가스 공급 계통은 상호 독립 계통으로서 구성하였기 때문에, 처리실내에서 처음으로 1차 가스와 순환 가스를 혼합시킬 수 있다. 이로 인해, 가스 공급 기구의 상류측의 압력을 감소시키거나, 배기 기구의 배압를 상승시킨다고 하는 압력 제어를 실행하지 않더라도, 순환 가스를 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 1차 가스 공급 계통과 순환 가스 공급 계통은 상호 독립 계통으로서 구성하였기 때문에, 서로의 가스 공급 계통의 영향을 받지 않고서 압력 또는 유량을 독립 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 처리를 종료한 후에, 가스 순환 기구 및/또는 순환 가스 공급 계통에 잔류하고 있는 순환 가스를 버퍼 공간에 일시적으로 저장해 두고, 다음 처리시에 이용할 수 있다. 이로 인해, 순환 가스 공급 계통에 잔류하고 있는 가스를 배기할 필요가 없기 때문에, 가스의 배기량을 줄일 수 있다. 또한, 다음 처리시에 있어서, 가스의 사용량을 저감하고, 또한 처리의 초기 설정에 필요한 시간을 단축하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 순환 가스에 포함되는 부 생성물이나 이물질을 제거할 수 있기 때문에, 가스를 순환시킴으로써 발생하는 피 처리체에의 악영향이나 유지 보수의 수고 등을 경감시키는 것이 가능하다.

Claims (14)

  1. 처리 가스를 복수의 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 가스 공급 기구와, 상기 처리실내로부터 처리 가스를 배기하는 배기 기구와, 상기 배기 기구에 의해 상기 처리실내로부터 배기된 배기 가스의 적어도 일부를 상기 가스 공급 기구로 되돌리는 가스 순환 기구를 구비한 처리 장치에 있어서,
    상기 가스 공급 기구는 처리 가스원으로부터 공급되는 1차 가스를 복수의 1차 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 1차 가스 공급 계통과, 상기 배기 가스의 적어도 일부를 복수의 순환 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 순환 가스 공급 계통을 구비하며, 상기 1차 가스 공급 계통과 상기 순환 가스 공급 계통은 서로 독립 계통으로서 구성되고, 상기 순환 가스 공급 계통의 컨덕턴스는 상기 가스 공급 기구의 컨덕턴스보다 큰 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 공급 구멍의 구멍 직경 및 구멍 수의 밀도는 전체 면에서 일정하고,
    상기 1차 가스 공급 구멍과 상기 순환 가스 공급 구멍의 구멍 수의 비율을, 상기 1차 가스와 상기 순환 가스의 목표 유량의 비와 동일하게 구성하는 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 공급 구멍의 구멍 직경은 전체 면에서 일정하고,
    상기 1차 가스 공급 구멍과 상기 순환 가스 공급 구멍의 설치 영역의 면적비는 각각의 목표 유량의 비와 동일하며,
    상기 순환 가스 공급 구멍의 구멍 수의 밀도는, 상기 순환 가스를 목표 유량으로 공급한 경우에, 배압이 상기 배기 기구의 정격 배압 이하로 되도록 규정하는 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 공급 구멍의 구멍 수의 밀도는 전체 면에서 일정하고,
    상기 1차 가스 공급 구멍과 상기 순환 가스 공급 구멍의 설치 영역의 면적비는 각각의 목표 유량의 비와 동일하며,
    상기 순환 가스 공급 구멍의 구멍 직경은, 상기 순환 가스를 목표 유량으로 공급한 경우에, 배압이 상기 배기 기구의 정격 배압 이하로 되도록 규정하는 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 공급 기구의 단위 면적당 상기 1차 가스 공급 구멍 수와 상기 순환 가스 공급 구멍 수의 비는 상기 가스 공급 기구의 전체 면에서 일정한 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 가스를 상기 순환 가스 공급 구멍으로부터 공급하기 위한 제 2의 1차 가스 공급 계통을 구비하되, 상기 제 2의 1차 가스 공급 계통에는 상기 1차 가스의 유량 조절 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 순환 기구 및/또는 상기 순환 가스 공급 계통에는 버퍼 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 순환 기구 및/또는 상기 순환 가스 공급 계통에는 상기 순환 가스의 여과 수단이 설치되는 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 가스 공급 구멍으로부터 상기 처리실에의 상기 1차 가스의 공급 속도 및/또는 상기 순환 가스 공급 구멍으로부터 상기 처리실에의 상기 순환 가스의 공급 속도는 500m/초 이상인 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
  11. 처리 가스를 복수의 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 가스 공급 기구와, 상기 처리실내로부터 처리 가스를 배기하는 배기 기구와, 상기 배기 기구에 의해 상기 처리실내로부터 배기된 배기 가스의 적어도 일부를 상기 가스 공급 기구로 되돌리는 가스 순환 기구를 구비한 처리 장치에 있어서,
    상기 가스 공급 기구는 처리 가스원으로부터 공급되는 1차 가스를 복수의 1차 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 1차 가스 공급 계통과, 상기 배기 가스의 적어도 일부를 복수의 순환 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 순환 가스 공급 계통을 구비하며, 상기 1차 가스 공급 계통과 상기 순환 가스 공급 계통은 서로 독립 계통으로서 구성되고,
    상기 가스 공급 구멍의 구멍 직경 및 구멍 수의 밀도는 전체 면에서 일정하고,
    상기 1차 가스 공급 구멍과 상기 순환 가스 공급 구멍의 구멍 수의 비율을, 상기 1차 가스와 상기 순환 가스의 목표 유량의 비와 동일하게 구성하는 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
  12. 처리 가스를 복수의 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 가스 공급 기구와, 상기 처리실내로부터 처리 가스를 배기하는 배기 기구와, 상기 배기 기구에 의해 상기 처리실내로부터 배기된 배기 가스의 적어도 일부를 상기 가스 공급 기구로 되돌리는 가스 순환 기구를 구비한 처리 장치에 있어서,
    상기 가스 공급 기구는 처리 가스원으로부터 공급되는 1차 가스를 복수의 1차 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 1차 가스 공급 계통과, 상기 배기 가스의 적어도 일부를 복수의 순환 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 순환 가스 공급 계통을 구비하며, 상기 1차 가스 공급 계통과 상기 순환 가스 공급 계통은 서로 독립 계통으로서 구성되고,
    상기 가스 공급 구멍의 구멍 직경은 전체 면에서 일정하고,
    상기 1차 가스 공급 구멍과 상기 순환 가스 공급 구멍의 설치 영역의 면적비는 각각의 목표 유량의 비와 동일하며,
    상기 순환 가스 공급 구멍의 구멍 수의 밀도는, 상기 순환 가스를 목표 유량으로 공급한 경우에, 배압이 상기 배기 기구의 정격 배압 이하로 되도록 규정하는 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
  13. 처리 가스를 복수의 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 가스 공급 기구와, 상기 처리실내로부터 처리 가스를 배기하는 배기 기구와, 상기 배기 기구에 의해 상기 처리실내로부터 배기된 배기 가스의 적어도 일부를 상기 가스 공급 기구로 되돌리는 가스 순환 기구를 구비한 처리 장치에 있어서,
    상기 가스 공급 기구는 처리 가스원으로부터 공급되는 1차 가스를 복수의 1차 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 1차 가스 공급 계통과, 상기 배기 가스의 적어도 일부를 복수의 순환 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리실내에 공급하는 순환 가스 공급 계통을 구비하며, 상기 1차 가스 공급 계통과 상기 순환 가스 공급 계통은 서로 독립 계통으로서 구성되고,
    상기 가스 공급 구멍의 구멍 수의 밀도는 전체 면에서 일정하고,
    상기 1차 가스 공급 구멍과 상기 순환 가스 공급 구멍의 설치 영역의 면적비는 각각의 목표 유량의 비와 동일하며,
    상기 순환 가스 공급 구멍의 구멍 직경은, 상기 순환 가스를 목표 유량으로 공급한 경우에, 배압이 상기 배기 기구의 정격 배압 이하로 되도록 규정하는 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급 기구의 단위 면적당 상기 1차 가스 공급 구멍 수와 상기 순환 가스 공급 구멍 수의 비는 상기 가스 공급 기구의 전체 면에서 일정한 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
KR1020000060019A 1999-10-13 2000-10-12 처리 장치 KR100733237B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29127099 1999-10-13
JP99-291270 1999-10-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010050986A KR20010050986A (ko) 2001-06-25
KR100733237B1 true KR100733237B1 (ko) 2007-06-27

Family

ID=17766710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000060019A KR100733237B1 (ko) 1999-10-13 2000-10-12 처리 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7628931B2 (ko)
KR (1) KR100733237B1 (ko)
TW (1) TW473789B (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030185729A1 (en) * 2002-03-29 2003-10-02 Ho Ko Electrode assembly for processing a semiconductor substrate and processing apparatus having the same
FR2854667B1 (fr) * 2003-05-09 2006-07-28 Cit Alcatel Controle de pression dans la chambre de procedes par variation de vitesse de pompes, vanne de regulation et injection de gaz neutre
US20050103265A1 (en) * 2003-11-19 2005-05-19 Applied Materials, Inc., A Delaware Corporation Gas distribution showerhead featuring exhaust apertures
JP2006128485A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Asm Japan Kk 半導体処理装置
US20070234955A1 (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for reducing carbon monoxide poisoning at the peripheral edge of a substrate in a thin film deposition system
JP5179476B2 (ja) * 2007-04-17 2013-04-10 株式会社アルバック 成膜装置
JP5179389B2 (ja) * 2008-03-19 2013-04-10 東京エレクトロン株式会社 シャワーヘッド及び基板処理装置
US8291857B2 (en) * 2008-07-03 2012-10-23 Applied Materials, Inc. Apparatuses and methods for atomic layer deposition
US9449859B2 (en) * 2009-10-09 2016-09-20 Applied Materials, Inc. Multi-gas centrally cooled showerhead design
KR102187404B1 (ko) * 2013-01-31 2020-12-07 가부시키가이샤 니콘 처리 장치, 분사 처리 방법 및 전극 재료의 제조 방법
WO2015087310A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 Brooks Ccs Gmbh Recirculation substrate container purging systems and methods
EP2915901B1 (de) * 2014-03-07 2019-02-27 Meyer Burger (Germany) AG Vorrichtung zur Plasmaprozessierung mit Prozessgaszirkulation in multiplen Plasmen
JP6804280B2 (ja) * 2016-12-07 2020-12-23 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
TWI756475B (zh) * 2017-10-06 2022-03-01 日商東京威力科創股份有限公司 抑制粒子產生之方法及真空裝置
US11535936B2 (en) * 2018-07-23 2022-12-27 Lam Research Corporation Dual gas feed showerhead for deposition
US20230074149A1 (en) * 2021-09-09 2023-03-09 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition part coating chamber

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09251981A (ja) * 1996-03-14 1997-09-22 Toshiba Corp 半導体製造装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3854443A (en) * 1973-12-19 1974-12-17 Intel Corp Gas reactor for depositing thin films
JPH04107280A (ja) 1990-08-27 1992-04-08 Hitachi Ltd 表面加工装置
US5453124A (en) * 1992-12-30 1995-09-26 Texas Instruments Incorporated Programmable multizone gas injector for single-wafer semiconductor processing equipment
US6086677A (en) * 1998-06-16 2000-07-11 Applied Materials, Inc. Dual gas faceplate for a showerhead in a semiconductor wafer processing system
JP2000009037A (ja) * 1998-06-18 2000-01-11 Fujitsu Ltd 排気装置及び排気方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09251981A (ja) * 1996-03-14 1997-09-22 Toshiba Corp 半導体製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7628931B2 (en) 2009-12-08
KR20010050986A (ko) 2001-06-25
US20050279731A1 (en) 2005-12-22
TW473789B (en) 2002-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100733237B1 (ko) 처리 장치
US20030029475A1 (en) Multistep remote plasma clean process
JPH11154667A (ja) 大きなウエハ直径のための空間的に均一なガス供給およびポンプ構成
US20150159269A1 (en) Plasma processing apparatus
JP4365785B2 (ja) 成膜装置
US6938638B2 (en) Gas circulating-processing apparatus
JP7433164B2 (ja) 基板処理システム
JP3648144B2 (ja) 処理装置，および，被処理体の処理方法
US7182879B2 (en) Plasma processing method
JP4044549B2 (ja) 処理装置及び被処理体の処理方法
KR20220026713A (ko) 기판처리방법과, 그에 따른 기판처리장치 및 반도체 소자 제조방법
KR100560772B1 (ko) 가스 공급 장치를 구비하는 반응 챔버 시스템
US7037843B2 (en) Plasma etching method
JP2001289166A (ja) 真空処理装置、及び真空処理方法
JPH06120143A (ja) 気相化学反応装置
US11955333B2 (en) Methods and apparatus for processing a substrate
JP2752824B2 (ja) 縦型減圧気相成長装置
KR20030013588A (ko) 반도체 식각 장치
KR20030027505A (ko) 배기 구조가 개선된 반도체 처리장치
JP5119622B2 (ja) ドライエッチング方法及びドライエッチング装置
JP2009245984A (ja) 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
KR101912404B1 (ko) 기판 처리장치 및 기판 처리방법
KR20230146444A (ko) 고압 기판 처리 장치 및 그를 이용한 기판용 고압 화학적 기상 증착 방법
KR200267580Y1 (ko) 반도체 소자 제조장비의 가스 공급장치
KR200238128Y1 (ko) 반도체증착장비용증착로

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130531

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140603

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150515

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160517

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170522

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee