KR102220184B1 - 샤워 헤드, 플라스마 처리 장치 및 플라스마 처리 방법 - Google Patents

Abstract

동일한 가스 확산실에 접속된 복수의 가스 분사구로부터 분사되는 가스의 유량의 차이를 저감시키고, 상이한 복수의 가스 공급 경로에 가스가 입력되고나서 대응의 영역의 가스 분사구로부터 가스가 분사될 때까지의 시간의 차이를 저감시키는 것이 가능한 플라스마 처리 장치용의 샤워 헤드가 제공된다. 일 실시 형태의 샤워 헤드에서는, 복수의 영역의 각각에 복수의 가스 분사구가 마련되어 있고, 상기 복수의 영역의 각각에는 개별의 가스 공급 경로로부터 처리 가스가 공급된다. 각 가스 공급 경로는, 상류에서 하류까지의 사이에 세 개의 가스 확산실을 포함하고 있다.

Description

샤워 헤드, 플라스마 처리 장치 및 플라스마 처리 방법{SHOWER HEAD, PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESSING METHOD}

본 발명의 실시 형태는, 샤워 헤드, 플라스마 처리 장치 및 플라스마 처리 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스나 액정 표시 디바이스라고 하는 전자 디바이스의 제조에 있어서는, 피처리체 상에의 성막이나 피처리체에 대한 에칭이라고 하는 처리가 행해진다. 이러한 피처리체의 처리에는, 플라스마 처리 장치가 널리 이용되어 있고, 그 일종으로서 평행 평판형의 플라스마 처리 장치가 이용되어 있다.

평행 평판형의 플라스마 처리 장치는, 처리 용기, 탑재대 및 샤워 헤드를 구비하고 있다. 탑재대는, 하부 전극을 포함하며, 처리 용기 안에 마련되어 있다. 샤워 헤드는, 탑재대의 상방에 마련되어 있고, 탑재대상에 탑재된 피처리체를 향해서 처리 가스를 공급한다. 또, 샤워 헤드는, 상부 전극을 구성하고 있다. 평행 평판형의 플라스마 처리 장치에서는, 샤워 헤드로부터 처리 용기 안에 처리 가스가 공급되고, 또 상부 전극과 하부 전극 사이에 고주파 전계가 생성된다. 이것에 의해, 처리 가스의 플라스마가 생성되어 처리 가스 중의 원자 및/또는 분자의 활성종에 의해 피처리체가 처리된다.

이러한 플라스마 처리 장치에는, 피처리체에 대한 처리가 상기 피처리체의 면 내에서 불균형적으로 이루어지는 것(이하, 「면내 불균형」이라 함)를 저감시키는 것이 요구된다. 아래와 같은 특허문헌 1에는, 면내 불균형을 저감시키기 위해서, 피처리체의 면 내의 복수의 영역을 향해서 공급하는 처리 가스의 유량, 및/또는 가스 종을 조정하는 것을 가능하게 한 플라스마 처리 장치가 기재되어 있다.

구체적으로, 특허문헌 1의 플라스마 처리 장치에 있어서, 샤워 헤드는, 대향판을 구비하고 있다. 대향판은, 동축 형상으로 복수의 영역을 가지고 있고, 상기 복수의 영역의 각각에는 복수의 가스 분사구가 형성되어 있다. 또, 대향판의 바로 위에는, 복수의 가스 확산실이 동축 형상으로 마련되어 있다. 즉, 대향판의 중앙의 제1의 영역의 바로 위에는, 제1의 가스 확산실이 마련되어 있고, 제1의 영역의 외측에서 환상으로 연장하는 대향판의 제2의 영역의 바로 위에는, 제2의 가스 확산실이 마련되어 있으며, 제2의 영역의 외측에서 환상으로 연장하는 대향판의 제3의 영역의 바로 위에는, 제3의 가스 확산실이 마련되어 있다. 제1의 가스 확산실은 제1의 영역에 마련된 복수의 가스 분사구에 접속하고 있고, 제2의 가스 확산실은 제2의 영역에 마련된 복수의 가스 분사구에 접속하고 있으며, 제3의 가스 확산실은 제3의 영역에 마련된 복수의 가스 분사구에 접속하고 있다.

또, 특허문헌 1의 플라스마 처리 장치는, 복수의 가스 분기로, 즉 복수의 가스 도입관을 갖추고 있고, 가스 소스로부터의 가스가, 복수의 가스 도입관을 각각 거쳐서 복수의 가스 확산실에 공급되도록 구성되어 있다. 구체적으로, 제1의 가스 확산실에 접속하는 제1의 가스 도입관은, 제1~제3의 가스 확산실의 중심 축선을 따라서 연장되어 있다. 한편, 제2 및 제3의 가스 확산실에 각각 접속하는 제2 및 제3의 가스 도입관은, 상기 중심 축선으로부터 이격되어 연장되어 있다. 따라서, 제2 및 제3의 가스 도입관은, 제2 및 제3의 가스 확산실의 중심 축선으로부터 떨어진 위치에서 제2 및 제3의 가스 확산실에 각각 접속하고 있다.

일본 특허 공개 2009－117477호 공보

특허 문헌 1의 플라스마 처리 장치에서는, 제2의 영역에 마련된 복수의 가스 분사구로부터 분사되는 가스의 유량에 불균형이 생길 수 있다. 또, 제3의 영역에 마련된 복수의 가스 분사구로부터 분사되는 가스의 유량에 불균형이 생길 수 있다. 즉, 동일한 가스 확산실에 직접 연결되어 있는 가스 분사구이어도, 가스 도입관의 접속 위치의 근방에 마련된 가스 분사구와 상기 접속 위치로부터 떨어진 가스 분사구에서는, 가스의 분사량이 다르다. 그 결과, 피처리체에 대한 처리의 면내 불균형이 생길 수 있다.

따라서, 동일한 가스 확산실에 접속된 복수의 가스 분사구로부터 분사되는 가스의 유량의 차이를 저감시키도록, 가스 공급 경로를 구성할 필요가 있다. 이와 함께, 샤워 헤드에 가스가 입력되고나서 복수의 영역의 가스 분사구로부터 가스가 분사될 때까지의 시간의 차이를 저감시킬 필요가 있다.

일 측면에 있어서는, 플라스마 처리 장치용의 샤워 헤드가 제공된다. 이 샤워 헤드는, 가스 분사 플레이트, 및 상기 가스 분사 플레이트 상에 마련된 가스 공급부를 구비하고 있다. 가스 공급부는, 제1의 가스 공급 경로 및 제2의 가스 공급 경로를 축선에 대해서 동축 형상으로 형성하고 있다. 제1의 가스 공급 경로는, 상기 축선을 따른 영역에 마련되어 있고, 가스 분사 플레이트에서 상기 축선을 따라서 연장하는 제1의 영역에 형성된 복수의 가스 분사구에 처리 가스를 공급한다. 제2의 가스 공급 경로는, 제1의 가스 공급 경로가 마련된 상기 영역을 상기 축선에 대해서 외측으로부터 둘러싸는 영역에 마련되어 있고, 가스 분사 플레이트에서 제1의 영역과 동축 형상으로 상기 제1의 영역을 둘러싸도록 연장하는 제2의 영역에 형성된 복수의 가스 분사구에 처리 가스를 공급한다.

제1의 가스 공급 경로는, 가스 공급부의 제1의 가스 라인에 접속하는 제1의 가스 확산실, 복수의 제2의 가스 라인, 제2의 가스 확산실, 복수의 제3의 가스 라인 및 제3의 가스 확산실이 순차 접속되는 것에 의해 구성되어 있다. 제2의 가스 공급 경로는, 가스 공급부의 제4의 가스 라인에 접속하는 제4의 가스 확산실, 복수의 제5의 가스 라인, 제5의 가스 확산실, 복수의 제6의 가스 라인 및 제6의 가스 확산실이 순차 접속되는 것에 의해 구성되어 있다. 복수의 제2의 가스 라인은, 상기 축선을 대해서 둘레 방향으로 배치되고, 제1의 가스 확산실 및 제2의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지고 있다. 복수의 제3의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 제2의 가스 확산실 및 제3의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지고 있다. 복수의 제5의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 제4의 가스 확산실 및 제5의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지고 있다. 복수의 제6의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 제5의 가스 확산실 및 제6의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지고 있다. 일 형태에 있어서는, 제1의 가스 라인 또는 제4의 가스 라인 중 적어도 어느 하나가 상기 축선으로부터 이격되어 연장하고 있다.

이 샤워 헤드에서, 제1의 가스 라인의 제1의 가스 확산실에 대한 접속 위치로부터 제1의 영역의 복수의 가스 분사구 각각까지의 합성 컨덕턴스는, 제2의 가스 라인의 컨덕턴스 및 제3의 가스 라인의 컨덕턴스에 주로 의존한다. 제2의 가스 라인의 컨덕턴스 및 제3의 가스 라인의 컨덕턴스는, 제1의 가스 라인의 제1의 가스 확산실에 대한 접속 위치로부터 제1의 영역의 복수의 가스 분사구 각각까지의 합성 컨덕턴스에 대해서 거의 동일하게 기여한다. 따라서, 제1의 가스 라인의 제1의 가스 확산실에 대한 접속 위치로부터 제1의 영역의 복수의 가스 분사구 각각까지의 합성 컨덕턴스의 차이가 작아지고, 그 결과, 제1의 가스 라인이 상기 축선으로부터 이격되어 연장하고 있어도, 제1의 영역의 복수의 가스 분사구로부터의 가스의 유량의 차이가 저감된다.

마찬가지로, 이 샤워 헤드에서는, 제4의 가스 라인의 제4의 가스 확산실에 대한 접속 위치로부터 제2의 영역의 복수의 가스 분사구 각각까지의 합성 컨덕턴스는, 제5의 가스 라인의 컨덕턴스 및 제6의 가스 라인의 컨덕턴스에 주로 의존한다. 제5의 가스 라인의 컨덕턴스 및 제6의 가스 라인의 컨덕턴스는, 제4의 가스 라인의 제4의 가스 확산실에 대한 접속 위치로부터 제2의 영역의 복수의 가스 분사구 각각까지의 합성 컨덕턴스에 대해서 거의 동일하게 기여한다. 따라서, 제4의 가스 라인의 제4의 가스 확산실에 대한 접속 위치로부터 제2의 영역의 복수의 가스 분사구 각각까지의 합성 컨덕턴스의 차이가 작아지고, 그 결과, 제4의 가스 라인이 상기 축선으로부터 이격되어 연장하고 있어도, 제2의 영역의 복수의 가스 분사구로부터의 가스의 유량의 차이가 저감된다.

게다가 제1의 가스 공급 경로 및 제2의 가스 공급 경로의 각각이 세 개의 가스 확산실을 포함하고 있으므로, 제1의 가스 공급 경로의 용적 및 제2의 가스 공급 경로의 용적을 서로 근접시키는 것이 가능해진다. 여기에서, 샤워 헤드에 가스가 입력되고나서 가스 분사구로부터 가스가 분사될 때까지의 시간은, 가스 공급 경로의 용적에 의존한다. 따라서, 이 샤워 헤드에 의하면, 샤워 헤드에 가스가 입력되고나서 제1 및 제2의 가스 공급 경로를 거쳐서 대응의 가스 분사구로부터 가스가 분사될 때까지의 시간의 차이를 저감시키는 것이 가능하다.

일 형태에 있어서는, 제4의 가스 라인은 제1의 가스 라인보다 상기 축선으로부터 이격되어 연장하고 있고, 제4의 가스 확산실은, 제1의 가스 확산실보다 외측에서 상기 둘레 방향으로 연장하고 있으며, 제5의 가스 확산실은, 제2의 가스 확산실보다 외측에서 상기 둘레 방향으로 연장하고 있고, 제5의 가스 확산실은, 제4의 가스 확산실보다 상기 축선으로부터 이격되어 있다. 이 형태에 의하면, 제5의 가스 확산실을, 제4의 가스 확산실보다 축선으로부터 이격되어 연장시키고 있으므로, 제5의 가스 확산실의 용적을 조정하기 위한 설계의 자유도가 증가한다.

일 형태에 있어서는, 가스 공급부는, 제1의 가스 확산실 및 제4의 가스 확산실을 형성하는 상단(上段) 부재와, 복수의 제2의 가스 라인 및 복수의 제5의 가스 라인을 형성하는 중단(中段) 부재와, 상기 중단 부재와 접하는 면측에 제2의 가스 확산실 및 제5의 가스 확산실을 형성하고, 가스 분사 플레이트와 접하는 면측에 제3의 가스 확산실 및 제6의 가스 확산실을 형성하는 하단(下段) 부재를 구비하며, 상단 부재, 중단 부재 및 하단 부재가 적층되는 것에 의해 형성되어 있다.

일 형태에 있어서는, 중단 부재는, 상단 부재와 접하는 면측에, 제1의 가스 확산실에 연속해서 상기 제1의 가스 확산실을 확장하는 확장 영역을 형성하고 있어도 괜찮다. 또, 일 형태에 있어서는, 중단 부재는, 하단 부재와 접하는 면측에, 제2의 가스 확산실에 연속해서 상기 제2의 확산실을 확장하는 확장 영역을 형성하고 있어도 괜찮다.

일 형태에 있어서는, 가스 공급부는, 축선을 대해서 동축 형상으로 제3의 가스 공급 경로를 추가로 형성하고 있다. 제3의 가스 공급 경로는, 가스 분사 플레이트에 있어서 제2의 영역과 동축 형상으로 상기 제2의 영역을 둘러싸도록 연장하는 제3의 영역에 형성된 복수의 가스 분사구에 처리 가스를 공급한다. 제3의 가스 공급 경로는, 가스 공급부의 제7의 가스 라인에 접속하는 제7의 가스 확산실, 복수의 제8의 가스 라인, 제8의 가스 확산실, 복수의 제9의 가스 라인, 및 제9의 가스 확산실이 순차 접속되는 것에 의해 구성되어 있다. 복수의 제8의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 제7의 가스 확산실 및 제8의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가진다. 복수의 제9의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 제8의 가스 확산실 및 제9의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가진다. 제7의 가스 라인은, 상기 축선을 따라서 연장하는 제1의 유로, 및 제1의 유로로부터 분기하는 복수의 제2의 유로로서, 상기 축선을 대해서 방사 방향으로 연장하고 또 상기 둘레 방향으로 분포하도록 배열된 상기 복수의 제2의 유로를 포함한다.

이 형태에서는, 제7의 가스 라인은, 상기 축선을 따라서 연장하는 제1의 유로와, 상기 축선으로부터 방사 방향으로 연장하고 또 상기 둘레 방향으로 분포하도록 배열된 복수의 제2의 유로를 가지고 있다. 즉, 외부로부터의 가스를 받는 제7의 가스 라인은, 거의 동일한 컨덕턴스를 가지며 둘레 방향으로 분산된 복수의 경로에 의해, 제7의 가스 확산실에 접속하고 있다. 따라서, 제7의 가스 라인으로부터 제3의 영역의 복수의 가스 분사구 각각까지의 컨덕턴스의 차이는 본래적으로 작아진다. 또, 제1의 가스 공급 경로 및 제2의 가스 공급 경로와 마찬가지로, 제3의 가스 공급 경로는, 세 개의 가스 확산실을 포함하고 있으므로, 제1의 가스 공급 경로의 용적, 제2의 가스 공급 경로의 용적, 및 제3의 가스 공급 경로의 용적을 서로 근접시키는 것이 가능해진다. 따라서, 이 샤워 헤드에 의하면, 샤워 헤드에 가스가 입력되고나서 제1~제3의 가스 공급 경로를 거쳐서 대응의 가스 분사구로부터 가스가 분사될 때까지의 시간의 차이를 저감시키는 것이 가능하다.

일 형태에 있어서는, 상단 부재는, 상기 제1의 유로, 및 상기 방사 방향으로 연장하고 또 상기 둘레 방향으로 분포하도록 배열된 복수의 홈이 형성된 제1의 부재와, 제1의 부재와 함께 상기 복수의 제2의 유로를 형성하도록 상기 복수의 홈을 폐쇄하는 제2의 부재를 포함한다. 제1의 부재 및 제2의 부재는, 스테인레스제이며, 확산 접합에 의해 서로 접합되어 있어도 괜찮다. 통상, 복수의 부재에 의해 가스의 유로를 구성하는 경우에는, 부재의 경계로부터 가스가 누출되는 것을 막기 위해서, 유로를 따라서 밀봉 부재가 마련된다. 그렇지만, 밀봉 부재를 마련하기 위한 스페이스를 확보할 필요가 있어, 복수의 부재가 조합되어 형성되는 복합체의 두께가 커진다. 한편, 본 형태에 의하면, 제1의 부재와 제2의 부재가 확산 접합에 의해 서로 접합되는 것에 의해서 형성되는 복합체로서 상단 부재가 구성되어 있으므로, 상기 복합체의 두께를 작게 하는 것이 가능해진다.

또한, 다른 한 측면에 있어서는, 처리 가스의 플라스마에 의해 피처리체를 처리하는 플라스마 처리 장치가 제공된다. 이 플라스마 처리 장치는, 처리 공간을 형성하는 처리 용기와, 처리 공간의 상방에 마련된 상기 일 측면 및 상기 형태 중 어느 하나에 따른 샤워 헤드로서, 상부 전극을 구성하는 상기 샤워 헤드와, 피처리체를 탑재하기 위한 탑재 영역을 가지며, 상기 축선 위에 상기 탑재 영역의 중심이 위치하도록 상기 처리 용기 안에 마련되어 있고, 하부 전극을 구성하는 탑재대와, 상기 축선으로부터 이격되어 연장해서 상기 제1의 가스 라인에 접속하는 제1의 가스 도입관과, 상기 축선으로부터 이격되어 연장해서 상기 제4의 가스 라인에 접속하는 제2의 가스 도입관과, 상기 축선을 대해서 방사 방향을 따른 수평 자계 성분을 포함한 자계를 상기 처리 공간 내에서 발생시키기 위한 전자석으로서, 상기 샤워 헤드 위에 마련되어 있고, 상기 제1의 가스 도입관 및 상기 제2의 가스 도입관을 둘러싸도록 둘레 방향으로 연장하는 상기 전자석을 구비한다.

이 플라스마 처리 장치는, 상술한 샤워 헤드를 구비하고 있으므로, 가스 분사 플레이트의 각 영역의 복수의 가스 분사구 각각으로부터 분사되는 가스의 유량의 차이를 저감하는 것이 가능하다. 또, 샤워 헤드에 가스가 입력되고나서 복수의 가스 공급 경로를 거쳐서 대응의 가스 분사구로부터 가스가 분사될 때까지의 시간의 차이를 저감시키는 것이 가능하다. 따라서, 이 플라스마 처리 장치에 의하면, 피처리체의 처리에 있어서의 불균형을 저감하는 것이 가능해진다.

또, 샤워 헤드의 상단 부재가 확산 접합에 의해서 접합된 제1의 부재와 제2의 부재로 구성되어 있는 경우에는, 이들 제1의 부재와 제2의 부재를 포함한 복합체의 두께가 작아지며, 결과적으로 샤워 헤드의 두께가 작아진다. 따라서, 전자석에 의해서 발생된 자계를 효율적으로 처리 공간 내에 도입하는 것이 가능해진다.

덧붙여, 또 다른 일 측면에 있어서는, 상술한 플라스마 처리 장치를 이용한 플라스마 처리 방법이 제공된다. 이 방법은, 샤워 헤드로부터 처리 공간에 제1의 가스를 공급하여 상기 제1의 가스의 플라스마를 발생시키는 공정과, 샤워 헤드로부터 처리 공간에 상기 제1의 가스와는 다른 가스 종의 제2의 가스를 공급하여 상기 제2의 가스의 플라스마를 발생시키는 공정을 포함하고, 제1의 가스의 플라스마를 발생시키는 공정과 제2의 가스의 플라스마를 발생시키는 공정이 교대로 반복된다. 상술한 플라스마 처리 장치에 의하면, 샤워 헤드에 가스가 입력되고나서 복수의 가스 공급 경로를 거쳐서 대응의 가스 분사구로부터 가스가 분사될 때까지의 시간의 차이를 저감시키는 것이 가능하다. 따라서, 제1의 가스의 플라스마를 발생시키는 공정과 제2의 가스의 플라스마를 발생시키는 공정을 교대로 전환하여도, 샤워 헤드의 복수의 영역에 형성된 복수의 가스 분사구로부터 가스가 분사되는 시간의 차이를 저감할 수 있다. 고로, 피처리체의 처리에 있어서의 면내 불균형을 저감하는 것이 가능해진다.

일 형태에 있어서는, 제1의 가스는 피처리체를 에칭하기 위한 가스이고, 제2의 가스는 피처리체 상에 막을 형성하기 위한 가스이어도 괜찮다. 예를 들면, 제1의 가스는, 피처리체의 피에칭층을 에칭하기 위한 가스이며, 제2의 가스는 피에칭층에 형성된 홈이나 홀을 형성하는 측벽면, 및 마스크를 보호하기 위한 막을 형성하기 위한 가스이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 여러 가지의 측면 및 실시 형태에 의하면, 동일한 가스 확산실에 접속된 복수의 가스 분사구로부터 분사되는 가스의 유량의 차이를 저감시키는 것이 가능해지고, 또, 다른 복수의 가스 공급 경로에 가스가 입력되고나서 대응의 영역의 가스 분사구로부터 가스가 분사될 때까지의 시간의 차이를 저감시키는 것이 가능해진다.

도 1은 일 실시 형태와 관련되는 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 일 실시 형태와 관련되는 샤워 헤드를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 2의 III－III선을 따라 도시한 샤워 헤드의 단면도이다.
도 4는 샤워 헤드의 제1의 부재 및 제2의 부재의 접합 상태의 사시도이다.
도 5는 샤워 헤드의 제1의 부재 및 제2의 부재의 분해 사시도이다.
도 6은 도 2의 VI－VI선을 따라 도시한 샤워 헤드의 단면도이다.
도 7은 도 2의 VII－VII선을 따라 도시한 샤워 헤드의 단면도이다.
도 8은 도 2의 VIII－VIII선을 따라 도시한 샤워 헤드의 단면도이다.
도 9는 참고예의 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10은 제1의 가스 공급 경로를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 11은 제1의 가스 공급 경로의 컨덕턴스를 도시하는 도면이다.
도 12는 제1의 가스 공급 경로 내의 컨덕턴스의 차이를 도시하는 도면이다.
도 13은 제2의 가스 공급 경로를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 14는 제2의 가스 공급 경로의 컨덕턴스를 도시하는 도면이다.
도 15는 제2의 가스 공급 경로 내의 컨덕턴스의 차이를 도시하는 도면이다.
도 16은 제3의 가스 공급 경로를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 17은 제3의 가스 공급 경로의 컨덕턴스를 도시하는 도면이다.
도 18은 제3의 가스 공급 경로 내의 컨덕턴스의 차이를 도시하는 도면이다.
도 19는 제1~제3의 가스 공급 경로의 용적을 도시하는 도면이다.
도 20은 일 실시 형태와 관련되는 플라스마 처리 방법의 흐름도이다.
도 21은 실험예 및 비교 실험예 1의 결과를 도시하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 각종 실시 형태에 대해서 상세히 설명한다. 덧붙여, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 것으로 한다.

도 1은, 일 실시 형태와 관련되는 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 1에 도시하는 플라스마 처리 장치(10)는 처리 용기(12), 탑재대(14) 및 처리 헤드(SH)를 구비하고 있다. 처리 용기(12)는, 대략 원통 형상의 용기이며, 그 내부에 처리 공간(PS)을 형성하고 있다. 이 처리 공간(PS)은, 배기 장치(VS)에 의해서 감압 가능하게 되어 있다.

처리 공간(PS) 내에는 탑재대(14)가 마련되어 있다. 탑재대(14)는, 기대(14a) 및 정전 척(14b)를 포함하고 있다. 기대(14a)는, 알루미늄이라고 하는 도전성의 부재로 구성되어 있고, 대략 원반 형상을 가지고 있다. 기대(14a)의 상면의 주변 가장자리 영역에는, 피처리체(이하, 「웨이퍼」라 함)(W)의 에지를 둘러싸도록, 포커스 링(FR)이 마련되어 있다. 또, 기대(14a)의 상면의 중앙 영역에는, 정전 척(14b)이 마련되어 있다.

정전 척(14b)은, 예를 들면, 절연 막의 내층으로서 마련된 전극 막을 갖고, 대략 원반 형상을 가지고 있다. 정전 척(14b)에는, 직류 전원으로부터 스위치를 거쳐서 전극 막에 공급되는 직류 전압에 의해 정전력을 발생하여, 웨이퍼(W)를 흡착한다. 정전 척(14b)의 상면은, 웨이퍼(W)를 탑재하기 위한 탑재 영역을 구성하고 있다. 웨이퍼(W)는, 탑재 영역의 중심을 상하 방향으로 통과하는 축선(AX)에 그 중심이 일치하도록, 정전 척(14b)의 탑재 영역에 탑재된다.

기대(14a)는 하부 전극을 구성하고 있다. 이 기대(14a)에는, 플라스마 생성용의 고주파 전력을 발생하는 고주파 전원(HFS)이, 제1의 정합기(MU1)를 거쳐서 접속되어 있다. 고주파 전원(HFS)은, 예를 들면, 주파수 100 MHz의 고주파 전력을 발생한다. 또, 제1의 정합기(MU1)는, 상기 제1의 정합기(MU1)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극측)의 입력 인피던스를 정합시키기 위한 회로를 가지고 있다. 덧붙여, 고주파 전원(HFS)이, 상부 전극을 구성하는 샤워 헤드(SH)에 접속되어 있어도 괜찮다.

또, 기대(14a)에는, 이온 흡인용의 고주파 바이어스 전력을 발생하는 고주파 전원(LFS)이, 제2의 정합기(MU2)를 거쳐서 접속되어 있다. 고주파 전원(LFS)은, 예를 들면, 주파수 3.2 MHz의 고주파 전력을 발생한다. 또, 제2의 정합기(MU2)는, 상기 제2의 정합기(MU2)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극측)의 입력 인피던스를 정합시키기 위한 회로를 가지고 있다.

탑재대(14) 위에는, 처리 공간(PS)을 거쳐서 상기 탑재대(14)와 대면하도록 샤워 헤드(SH)가 마련되어 있다. 일 실시 형태에 있어서는, 샤워 헤드(SH)가 상부 전극을 구성하고 있고, 기대(14a)에 고주파 전력이 공급되는 것에 의해, 샤워 헤드(SH), 즉 상부 전극과, 기대(14a), 즉 하부 전극 사이에 고주파 전계가 형성된다.

도 2는, 일 실시 형태와 관련되는 샤워 헤드를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 이하, 도 1과 함께 도 2를 참조한다. 샤워 헤드(SH)는, 가스 분사 플레이트(16) 및 가스 공급부(18)를 포함하고 있다. 가스 분사 플레이트(16)는, 대략 원반 형상을 가지고 있고, 그 중심 축선이 축선(AX)과 일치하도록 마련되어 있다. 가스 분사 플레이트(16)는, 처리 공간(PS)을 거쳐서 탑재대(14)와 대면하고 있다.

일 실시 형태에서는, 가스 분사 플레이트(16)는, 상측 플레이트부(16a) 및 하측 플레이트부(16b)로 구성될 수 있다. 상측 플레이트부(16a)는, 대략 원반 형상을 가지고 있고, 예를 들면 알루미늄으로 구성된다. 상측 플레이트부(16a)의 표면에는 알루마이트 처리가 실시되든지, 혹은, 이트리어라고 하는 재료로 구성된 막이 형성될 수 있다. 하측 플레이트부(16b)는, 대략 원반 형상을 가지고 있고, 상측 플레이트부(16a)의 하면에 결합되어 있다. 하측 플레이트부(16b)는, 예를 들면, 실리콘, 혹은 석영이라고 하는 재료로 구성될 수 있다.

가스 분사 플레이트(16)는, 축선(AX)에 대해서 동축 형상으로 연장하는 복수의 영역의 각각에서, 복수의 가스 분사구를 제공하고 있다. 축선(AX)과 가스 분사 플레이트의 중심 축선이 일치하므로, 축선(AX)을 가스 분사 플레이트의 중심 축선으로도 볼 수 있다. 도 2에 도시하는 실시 형태에서는, 가스 분사 플레이트(16)는, 세 개의 영역(R1, R2, R3)을 가지고 있다. 영역(R1)은, 축선(AX)을 따라서 연장하는 원반 형상의 영역이다. 영역(R1)에는, 축선(AX) 방향으로 가스 분사 플레이트(16)를 관통하는 복수의 가스 분사구(16i)가 형성되어 있다. 복수의 가스 분사구(16i)는, 영역(R1)에서 축선(AX)에 직교하는 방향으로 분산 배치되어 있다. 이 영역(R1)은, 웨이퍼(W)의 중심으로부터, 웨이퍼(W)의 중심과 에지 사이의 중간까지의 영역에 대면하도록 마련되어 있다.

영역(R2)은, 영역(R1)을 둘러싸도록, 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 연장하고 있다. 영역(R2)은, 환상판 형상의 영역이고, 그 중심 축선이 축선(AX)과 일치하도록 연장하고 있다. 영역(R2)에는, 축선(AX) 방향으로 가스 분사 플레이트(16)를 관통하는 복수의 가스 분사구(16j)가 형성되어 있다. 복수의 가스 분사구(16j)는, 영역(R2)에서 축선(AX)에 직교하는 방향으로 분산 배치되어 있다. 이 영역(R2)은, 웨이퍼(W)의 에지를 포함한 에지 영역에 대면하도록 마련되어 있다.

또, 영역(R3)은, 영역(R2)을 둘러싸도록 둘레 방향으로 연장하고 있다. 영역(R3)은, 환상판 형상의 영역이고, 그 중심 축선이 축선(AX)과 일치하도록 연장하고 있다. 영역(R3)에는, 축선(AX) 방향으로 가스 분사 플레이트(16)를 관통하는 복수의 가스 분사구(16k)가 형성되어 있다. 복수의 가스 분사구(16k)는, 영역(R3)에서 축선(AX)에 직교하는 방향으로 분산 배치되어 있다. 이 영역(R3)은, 웨이퍼(W)의 에지보다 외측의 영역, 예를 들면, 포커스 링(FR)에 대면하도록 마련되어 있다.

이들 영역(R1, R2, R3)의 각각에는, 가스 공급부(18)에 의해서 개별적으로 처리 가스가 공급된다. 이 때문에, 플라스마 처리 장치(10)에서는, 가스 공급부(18)가, 축선(AX)에 대해서 동축 형상으로 제1의 가스 공급 경로, 제2의 가스 공급 경로, 및 제3의 가스 공급 경로를 형성하고 있다.

제1의 가스 공급 경로는, 가스 소스(GS1)로부터의 처리 가스를, 제1의 영역(R1)의 복수의 가스 분사구(16i)에 공급한다. 가스 소스(GS1)는, 밸브(V11), 매스 플로우 콘트롤러라고 하는 유량 제어기(M1), 및 밸브(V12)를 거쳐서 가스 도입관(IP1)에 접속되어 있다. 이 가스 도입관(IP1)은, 가스 소스(GS1)로부터의 처리 가스를 제1의 가스 공급 경로에 도입한다. 가스 도입관(IP1)은, 축선(AX)으로부터 이격되어 연장하고, 샤워 헤드(SH)에 접속하고 있다.

제2의 가스 공급 경로는, 가스 소스(GS2)로부터의 처리 가스를, 제2의 영역(R2)의 복수의 가스 분사구(16j)에 공급한다. 가스 소스(GS2)는, 밸브(V21), 매스 플로우 콘트롤러라고 하는 유량 제어기(M2), 및 밸브(V22)를 거쳐서 가스 도입관(IP2)에 접속되어 있다. 이 가스 도입관(IP2)은, 가스 소스(GS2)로부터의 처리 가스를 제2의 가스 공급 경로에 도입한다. 가스 도입관(IP2)은, 가스 도입관(IP1)보다 축선(AX)으로부터 이격되어 연장하고, 샤워 헤드(SH)에 접속하고 있다.

제3의 가스 공급 경로는, 가스 소스(GS3)로부터의 처리 가스를, 제3의 영역(R3)의 복수의 가스 분사구(16k)에 공급한다. 가스 소스(GS3)는, 밸브(V31), 매스 플로우 콘트롤러라고 하는 유량 제어기(M3), 및 밸브(V32)를 거쳐서 가스 도입관(IP3)에 접속되어 있다. 이 가스 도입관(IP3)은, 가스 소스(GS3)로부터의 처리 가스를 제3의 가스 공급 경로에 도입한다. 가스 도입관(IP3)은, 축선(AX)을 따라서 연장하고 있고, 샤워 헤드(SH)에 접속하고 있다.

덧붙여, 도 1 및 도 2에 도시하는 실시 형태에서는, 제1~제3의 가스 공급 경로가 각기 별개의 가스 소스에 접속되어 있지만, 제1~제3의 가스 공급 경로 중 적어도 두 개가 공통의 가스 소스로부터 분배된 처리 가스를 받도록 구성되어 있어도 괜찮다.

이하, 샤워 헤드(SH)의 제1~제3의 가스 공급 경로에 대해서, 도 1 및 도 2와 함께 도 3~도 8을 참조하여 설명한다. 도 3은, 도 2의 III－III선을 따라 도시한 샤워 헤드의 단면도이다. 도 3에는, 후술하는 제2의 부재(22)의 상면과 동일 평면에 따른 단면을 상방으로부터 본 상태가 도시되어 있다. 도 4는 샤워 헤드의 제1의 부재 및 제2의 부재의 접합 상태의 사시도이며, 도 5는 샤워 헤드의 제1의 부재 및 제2의 부재의 분해 사시도이다. 도 6은 도 2의 VI－VI선을 따라 도시한 샤워 헤드의 단면도이다. 도 6에는, 제1의 가스 확산실(D11), 제4의 가스 확산실(D21) 및 제7의 가스 확산실의 높이 방향(즉, 축선(AX) 방향)의 중간을 횡단하는 단면을 상방으로부터 본 상태가 도시되어 있다. 도 7은 도 2의 VII－VII선을 따라 도시한 샤워 헤드의 단면도이다. 도 7에는, 제2의 가스 확산실(D12), 제5의 가스 확산실(D22) 및 제8의 가스 확산실(D32)의 높이 방향의 중간을 횡단하는 단면을 상방으로부터 본 상태가 도시되어 있다. 또, 도 8은 도 2의 VIII－VIII선을 따라 도시한 샤워 헤드의 단면도이다. 도 8에는, 제3의 가스 확산실(D13), 제6의 가스 확산실(D23) 및 제8의 가스 확산실(D33)의 높이 방향의 중간을 횡단하는 단면을 상방으로부터 본 상태가 도시되어 있다. 덧붙여, 도 1 및 도 2에 도시하는 단면은, 도 3 및 도 6~8의 II－II선을 따라 도시한 종단면에 대응하고 있다.

도 1~도 8에 도시한 바와 같이, 가스 공급부(18)는, 제1의 가스 공급 경로의 구성요소로서, 제1의 가스 확산실(D11), 복수의 제2의 가스 라인(L12), 제2의 가스 확산실(D12), 복수의 제3의 가스 라인(L13) 및 제3의 가스 확산실(D13)을 형성하고 있다. 또, 가스 공급부(18)는, 제2의 가스 공급 경로의 구성요소로서, 제4의 가스 확산실(D21), 복수의 제5의 가스 라인(L22), 제5의 가스 확산실(D22), 복수의 제6의 가스 라인(L23) 및 제6의 가스 확산실(D23)을 형성하고 있다. 게다가, 가스 공급부(18)는, 제3의 가스 공급 경로의 구성요소로서, 제7의 가스 확산실(D31), 복수의 제8의 가스 라인(L32), 제8의 가스 확산실(D32), 복수의 제9의 가스 라인(L33) 및 제9의 가스 확산실(D33)을 형성하고 있다.

제1의 가스 공급 경로는, 축선(AX)에 따른 영역에 마련되어 있고, 제1의 가스 확산실(D11), 복수의 제2의 가스 라인(L12), 제2의 가스 확산실(D12), 복수의 제3의 가스 라인(L13) 및 제3의 가스 확산실(D13)이 상류로부터 순차 접속되는 것에 의해 구성되어 있다. 제1의 가스 확산실(D11)은, 가스 라인(L11)에 접속하고 있다. 가스 라인(L11)은, 샤워 헤드(SH)의 외부로부터 가스를 받기 위한 가스 입력 라인이고, 도 2에 도시한 바와 같이 가스 도입관(IP1)에 접속되어 있다. 가스 라인(L11)은 축선(AX)으로부터 이격되어 있고, 또 축선(AX)과 거의 평행하게 연장하고 있다.

도 2 및 도 6에 도시한 바와 같이, 가스 확산실(D11)은, 축선(AX)을 따라서 연장하는 대략 원반 형상의 공간이며, 그 중심 축선이 축선(AX)과 일치하도록 마련되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 이 가스 확산실(D11)의 하류 및 가스 확산실(D13)의 상류에는, 가스 확산실(D12)이 마련되어 있다. 즉, 가스 확산실(D11)의 하방에 가스 확산실(D12)이 마련되어 있고, 상기 가스 확산실(D12)의 하방에 가스 확산실(D13)이 마련되어 있다. 가스 확산실(D13)은, 상술한 제1의 영역(R1)의 바로 위에 마련되어 있고, 가스 분사구(16i)에 접속되어 있다. 도 2, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 가스 확산실(D12 및 D13)은 쌍방 모두, 축선(AX)을 따라서 연장하는 대략 원반 형상의 공간이며, 이들 가스 확산실(D12 및 D13)의 중심 축선은 축선(AX)에 일치하고 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 가스 확산실(D11)과 가스 확산실(D12)의 사이에는, 복수의 가스 라인(L12)이 개재하고 있다. 도 2 및 도 6에 도시한 바와 같이, 복수의 가스 라인(L12)은 축선(AX)과 거의 평행하게 연장하고 있고, 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 배치되어 있다. 일 실시 형태에 있어서는, 복수의 가스 라인(L12)이 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 분포하도록 배열되어 있다. 일 실시 형태에 있어서, 복수의 가스 라인(L12) 중 하나는 축선(AX)을 따라서 연장하고 있고, 복수의 가스 라인(L12) 중 그 외는 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 균등한 간격을 가지고 배열되어 있다. 이들 가스 라인(L12)의 일단은 가스 확산실(D11)에 접속하고 있고, 가스 라인(L12)의 타단은 가스 확산실(D12)에 접속하고 있다. 이들 가스 라인(L12)은 가스 확산실(D11) 및 가스 확산실(D12)의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지고 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 가스 확산실(D12)과 가스 확산실(D13)의 사이에는, 복수의 가스 라인(L13)이 개재하고 있다. 도 2 및 도 7에 도시한 바와 같이, 복수의 가스 라인(L13)은, 축선(AX)와 거의 평행하게 연장하고 있고, 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 배치되어 있다. 일 실시 형태에 있어서는, 복수의 가스 라인(L13)이 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 분포하도록 배열되어 있다. 일 실시 형태에 있어서, 복수의 가스 라인(L13) 중 하나는 축선(AX)을 따라서 연장하고 있고, 복수의 가스 라인(L13) 중 그 외는 축선(AX)을 중심으로 하는 두 개의 원호를 따라서 둘레 방향으로 균등한 간격을 가지고 배열되어 있다. 이들 가스 라인(L13)의 일단은 가스 확산실(D12)에 접속하고 있고, 가스 라인(L13)의 타단은 가스 확산실(D13)에 접속하고 있다. 이들 가스 라인(L13)은 가스 확산실(D12) 및 가스 확산실(D13)의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지고 있다.

제2의 가스 공급 경로는, 제1의 가스 공급 경로가 마련된 상기 영역을 축선(AX)에 대해서 외측으로부터 둘러싸는 영역에 마련되어 있고, 제4의 가스 확산실(D21), 복수의 제5의 가스 라인(L22), 제5의 가스 확산실(D22), 복수의 제6의 가스 라인(L23) 및 제6의 가스 확산실(D23)이 상류로부터 순차 접속되는 것에 의해 구성되어 있다. 제4의 가스 확산실(D21)은 가스 라인(L21)에 접속하고 있다. 가스 라인(L21)은, 샤워 헤드(SH)의 외부로부터 가스를 받기 위한 가스 입력 라인이고, 도 2에 도시한 바와 같이, 가스 도입관(IP2)에 접속되어 있다. 가스 라인(L21)은 가스 라인(L11)보다 축선(AX)으로부터 이격되어 있고, 또 축선(AX)과 거의 평행하게 연장하고 있다. 가스 라인(L21)은, 그 하류에 마련된 가스 확산실(D21)에 접속하고 있다.

도 2 및 도 6에 도시한 바와 같이, 가스 확산실(D21)은, 대략 환상판 형상의 공간이며, 그 중심 축선이 축선(AX)과 일치하도록 마련되어 있다. 가스 확산실(D21)은, 축선(AX)에 대해서 가스 확산실(D11)보다 외측에서 둘레 방향으로 연장하고 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 이 가스 확산실(D21)의 하류 및 가스 확산실(D23)의 상류에는, 가스 확산실(D22)이 마련되어 있다.

도 2 및 도 7에 도시한 바와 같이, 가스 확산실(D22)은, 대략 환상판 형상의 공간이며, 가스 확산실(D21)에 대해서 외측 경사 하방에서 둘레 방향으로 연장하고 있다. 가스 확산실(D22)은, 가스 확산실(D12)보다 외측에서 상기 가스 확산실(D12)을 둘러싸도록 마련되어 있다. 또, 가스 확산실(D22)은, 가스 확산실(D21)보다 축선(AX)으로부터 이격되어 연장하고 있다.

도 2 및 도 8에 도시한 바와 같이, 가스 확산실(D23)은, 상술한 제2의 영역(R2)의 바로 위에 마련되어 있고, 가스 분사구(16j)에 접속되어 있다. 가스 확산실(D23)은 대략 환상판 형상의 공간이며, 가스 확산실(D22)의 하방에서 축선(AX)에 대하여 둘레 방향으로 연장하고 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 가스 확산실(D21)과 가스 확산실(D22)의 사이에는, 복수의 가스 라인(L22)이 개재하고 있다. 도 2 및 도 6에 도시한 바와 같이, 복수의 가스 라인(L22)은 하방으로 향함에 따라 축선(AX)으로부터 멀어지도록 경사 져 연장하고 있고, 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 배치되어 있다. 일 실시 형태에 있어서는, 복수의 가스 라인(L22)은, 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 분포하도록 배열되어 있다. 또, 일 실시 형태에서는, 복수의 가스 라인(L22)이 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 균등한 간격을 가지고 배열되어 있다. 이들 가스 라인(L22)의 일단은 가스 확산실(D21)에 접속하고 있고, 가스 라인(L22)의 타단은 가스 확산실(D22)에 접속하고 있다. 이들 가스 라인(L22)은 가스 확산실(D21) 및 가스 확산실(D22)의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지고 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 가스 확산실(D22)과 가스 확산실(D23)의 사이에는, 복수의 가스 라인(L23)이 개재하고 있다. 도 2 및 도 7에 도시한 바와 같이, 복수의 가스 라인(L23)은, 축선(AX)과 거의 평행하게 연장하고 있고, 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 배치되어 있다. 일 실시 형태에 있어서는, 복수의 가스 라인(L23)이 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 분포하도록 배열되어 있다. 일 실시 형태에서는, 복수의 가스 라인(L23)이 축선(AX)을 중심으로 하는 원호를 따라서 둘레 방향으로 균등한 간격을 가지고 배열되어 있다. 이들 가스 라인(L23)의 일단은 가스 확산실(D22)에 접속하고 있고, 가스 라인(L23)의 타단은 가스 확산실(D23)에 접속하고 있다. 이들 가스 라인(L23)은 가스 확산실(D22) 및 가스 확산실(D23)의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지고 있다.

제3의 가스 공급 경로는, 제2의 가스 공급 경로가 마련된 상기 영역을 축선(AX)에 대해서 외측으로부터 둘러싸는 영역에 마련되어 있고, 제7의 가스 확산실(D31), 복수의 제8의 가스 라인(L32), 제8의 가스 확산실(D32), 복수의 제9의 가스 라인(L33), 및 제9의 가스 확산실(D33)이 상류로부터 순차 접속되는 것에 의해 구성되어 있다. 제7의 가스 확산실(D31)은 가스 라인(L31)에 접속하고 있다. 가스 라인(L31)은 샤워 헤드(SH)의 외부로부터 가스를 받기 위한 가스 입력 라인이다. 가스 라인(L31)은 도 2에 도시한 바와 같이 가스 도입관(IP3)에 접속되어 있다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 가스 라인(L31)은 제1의 유로(FL1) 및 복수의 제2의 유로(FL2)를 포함하고 있다. 또, 일 실시 형태에서는, 가스 라인(L31)은 가스 분기부(FLB) 및 복수의 관통공(FLH)을 포함하고 있다. 제1의 유로(FL1)는 축선(AX)을 따라서 연장하고 있다. 제1의 유로(FL1)의 일단은 가스 도입관(IP3)에 접속되어 있고, 제1의 유로(FL1)의 타단은 가스 분기부(FLB)에 접속하고 있다.

가스 분기부(FLB)는 대략 원반 형상의 공간이며, 복수의 제2의 유로(FL2)는, 가스 분기부(FLB)에서 제1의 유로(FL1)로부터 분기하고 있다. 즉, 복수의 제2의 유로(FL2)는 축선(AX)측의 일단에서, 가스 분기부(FLB)를 거쳐서 제1의 유로(FL1)에 접속하고 있다. 또, 복수의 제2의 유로(FL2)는, 축선(AX)에 대해서 방사 방향으로 연장하고 있고, 또 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 분포하도록 배열되어 있다. 일 실시 형태에서는, 복수의 제2의 유로(FL2)가 둘레 방향으로 균등한 간격을 가지고 배열되어 있다. 또, 복수의 제2의 유로(FL2)의 타단에는, 축선(AX)에 거의 평행하게 연장하는 복수의 관통공(FLH)이 각각 접속하고 있다. 이들 관통공(FLH)은, 상기 관통공(FLH)의 하방에 마련된 가스 확산실(D31)에 접속하고 있다.

도 2, 도 3 및 도 6에 도시한 바와 같이, 가스 확산실(D31)은 대략 환상판 형상의 공간이며, 그 중심 축선이 축선(AX)과 일치하도록 마련되어 있다. 가스 확산실(D31)은, 축선(AX)에 대해서 가스 확산실(D21)보다 외측에서 둘레 방향으로 연장하고 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 이 가스 확산실(D31)의 하류 및 가스 확산실(D33)의 상류에는 가스 확산실(D32)이 마련되어 있다.

도 2 및 도 7에 도시한 바와 같이, 가스 확산실(D32)은 대략 환상판 형상의 공간이며, 가스 확산실(D31)에 대해서 외측 경사 하방에서 둘레 방향으로 연장하고 있다. 가스 확산실(D32)은 가스 확산실(D22)보다 외측에서 상기 가스 확산실(D22)을 둘러싸도록 마련되어 있다. 또, 가스 확산실(D32)은 가스 확산실(D31)보다 축선(AX)으로부터 이격되어 연장하고 있다.

도 2 및 도 8에 도시한 바와 같이, 가스 확산실(D33)은 상술한 제3의 영역(R3)의 바로 위에 마련되어 있고, 가스 분사구(16k)에 접속되어 있다. 가스 확산실(D33)은 대략 환상판 형상의 공간이며, 그 상부에서는 가스 확산실(D32)을 둘러싸고 그 하부에서는 가스 확산실(D23)을 둘러싸도록, 둘레 방향으로 연장하고 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 가스 확산실(D31)과 가스 확산실(D32)의 사이에는, 복수의 가스 라인(L32)이 개재하고 있다. 도 2 및 도 6에 도시한 바와 같이, 복수의 가스 라인(L32)은, 하방으로 향함에 따라 축선(AX)으로부터 멀어지도록 경사져 연장하고 있고, 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 배치되어 있다. 일 실시 형태에 있어서는, 복수의 가스 라인(L32)은 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 분포하도록 배열되어 있다. 또, 일 실시 형태에서는, 복수의 가스 라인(L32)은 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 균등한 간격을 가지고 배열되어 있다. 이들 가스 라인(L32)의 일단은 가스 확산실(D31)에 접속하고 있고, 가스 라인(L32)의 타단은 가스 확산실(D32)에 접속하고 있다. 이들 가스 라인(L32)은 가스 확산실(D31) 및 가스 확산실(D32)의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지고 있다.

또, 도 7에 도시한 바와 같이, 가스 확산실(D32)과 가스 확산실(D33)의 사이에는 복수의 가스 라인(L33)이 개재하고 있다. 복수의 가스 라인(L33)은, 축선(AX)에 대해서 방사 방향으로 연장하고 있고, 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 배치되어 있다. 일 실시 형태에 있어서는, 복수의 가스 라인(L33)은, 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 분포하도록 배열되어 있다. 또, 일 실시 형태에서는, 복수의 가스 라인(L33)은 둘레 방향으로 균등한 간격을 가지고 배열되어 있다. 이들 가스 라인(L33)의 일단은 가스 확산실(D32)에 접속하고 있고, 상기 가스 라인(L33)의 타단은 가스 확산실(D33)에 접속하고 있다. 이들 가스 라인(L33)은 가스 확산실(D32) 및 가스 확산실(D33)의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지고 있다.

도 2~도 8에 도시한 바와 같이, 일 실시 형태에 있어서, 가스 공급부(18)는, 상단(上段) 부재를 구성하는 제1의 부재(20) 및 제2의 부재(22), 중단(中段) 부재(24), 및 하단(下段) 부재(26)를 포함하고 있고, 이들 상단 부재, 중단 부재(24) 및 하단 부재(26)가 적층되는 것에 의해서 형성되어 있다.

제1의 부재(20) 및 제2의 부재(22)는, 쌍방 모두 스테인레스로 구성되어 있고, 제1의 부재의 하면과 제2의 부재(22)의 상면이 서로 확산 접합되는 것에 의해 일체화되고, 이것에 의해 상단 부재를 구성하고 있다. 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 제2의 부재(22)는 대략 원반 형상을 가지고 있고, 그 상면에는 가스 분기부(FLB)가 되는 대략 원반 형상의 오목부(22a), 및 제2의 유로(FL2)가 되는 복수의 홈(22b)이 형성되어 있다. 오목부(22a)는 축선(AX)을 따라서 마련되어 있고, 복수의 홈(22b)은 그 일단에서 오목부(22a)에 접속하고 있으며, 축선(AX)에 대해서 방사 방향으로 연장하고 있다. 또, 제2의 부재(22)에는, 복수의 관통공(FLH)이 형성되어 있고, 상기 복수의 관통공(FLH)은 각각 복수의 홈(22b)의 타단에 접속하고 있다.

제1의 부재(20)는, 대략 원반 형상의 중앙부(20a), 및 중앙부(20a)로부터 방사 방향으로 연장된 복수의 돌출부(20b)를 포함하고 있다. 중앙부(20a)에는, 축선(AX)을 따라서 연장하는 제1의 유로(FL1)가 형성되어 있다. 이 제1의 유로(FL1)는, 제1의 부재(20)와 제2의 부재(22)가 서로 접합되면, 오목부(22a), 즉, 가스 분기부(FLB)에 접속된다. 또, 제1의 부재(20) 및 제2의 부재(22)에는, 이들 부재(20 및 22)를 축선(AX) 방향으로 관통하는 가스 라인(L11) 및 가스 라인(L22)이 형성되어 있다.

또, 제1의 부재(20)의 중앙부(20a) 및 복수의 돌출부(20b)는, 제1의 부재(20)으와 제2의 부재(22)가 서로 접합되면, 오목부(22a) 및 복수의 홈(22b)의 상측 개구를 폐쇄하게 되어 있다. 이것에 의해, 가스 분기부(FLB) 및 복수의 제2의 유로(FL2)가 형성된다. 이와 같이, 제1의 부재(20) 및 제2의 부재(22)는, 확산 접합에 의해 서로 접합되는 것에 의해서, 밀봉 부재를 이용하는 일 없이, 가스 라인(L11), 가스 라인(L21) 및 가스 라인(L31)을 형성할 수 있다. 그 결과, 이들 가스 라인을 형성하기 위한 복합체의 두께를 작게 하는 것이 가능해진다.

도 2 및 도 6에 도시한 바와 같이, 제2의 부재(22)의 하면에는, 오목부(22c), 환상의 홈(22d) 및 환상의 홈(22e)이 형성되어 있다. 오목부(22c)는 대략 원반 형상의 공간이며 축선(AX)을 따라서 마련되어 있다. 이 오목부(22c)는, 제1의 부재(20)와 제2의 부재(22)로 이루어지는 상단 부재가 중단 부재(24) 상에 탑재되면, 가스 확산실(D11)의 상측 부분을 구성한다. 환상의 홈(22d)은 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 연장하고 있고, 오목부(22c)와 환상의 홈(22e) 사이에 마련되어 있다. 환상의 홈(22e)은, 환상의 홈(22d)의 외측에서 둘레 방향으로 연장하고 있다. 이들 환상의 홈(22d) 및 환상의 홈(22e)은 각각 제1의 부재(20)와 제2의 부재(22)로 이루어진 상단 부재가 중단 부재(24) 상에 탑재되면, 가스 확산실(D21) 및 가스 확산실(D31)을 구성한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 중단 부재(24)는 대략 원반 형상을 가지고 있고, 예를 들면 알루미늄이라고 하는 금속으로 구성된다. 중단 부재(24)의 상면에는 오목부(24a)가 형성되어 있다. 이 오목부(24a)는, 대략 원반 형상의 공간이며, 축선(AX)을 따라서 마련되어 있다. 제1의 부재(20)와 제2의 부재(22)로 이루어진 상단 부재가 중단 부재(24) 상에 탑재되면, 오목부(24a)는 오목부(22c)에 연속 하고, 가스 확산실(D11)의 하측 부분을 구성한다. 즉, 이 오목부(24a)는, 가스 확산실(D11)를 확장하는 확장 영역으로서 기능한다.

중단 부재(24)에는, 이 중단 부재(24)를 관통하는 가스 라인(L12), 가스 라인(L22) 및 가스 라인(L32)이 형성되어 있다. 또, 중단 부재(24)의 하면에는 오목부(24b)가 형성되어 있다. 오목부(24b)는, 대략 원반 형상의 공간이며, 축선(AX)을 따라서 마련되어 있다. 이 오목부(24b)는, 중단 부재(24)가 하단 부재(26) 상에 탑재되면, 가스 확산실(D12)의 상측 부분을 구성한다. 즉, 오목부(24b)는, 가스 확산실(D12)을 확장하는 확장 영역으로서 기능한다.

하단 부재(26)는, 대략 원반 형상의 부재이며, 예를 들면, 알루미늄으로 구성되어 있다. 하단 부재(26)의 상면에는, 오목부(26a), 환상의 홈(26b) 및 환상의 홈(26c)이 형성되어 있다. 오목부(26a)는, 대략 원반 형상의 공간이며, 축선(AX)을 따라서 마련되어 있다. 이 오목부(26a)는, 중단 부재(24)가 하단 부재(26) 상에 탑재되면, 중단 부재(24)의 오목부(24b)에 연속하고, 가스 확산실(D12)의 하측 부분을 구성한다.

환상의 홈(26b)은, 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 연장하고 있고, 오목부(26a)와 환상의 홈(26c) 사이에 마련되어 있다. 환상의 홈(26c)은 환상의 홈(26b)의 외측에서 둘레 방향으로 연장하고 있다. 이들 환상의 홈(26b) 및 환상의 홈(26c)은, 각각 중단 부재(24)가 하단 부재(26) 상에 탑재되면, 가스 확산실(D22) 및 가스 확산실(D32)을 구성한다.

또, 하단 부재(26)의 상면에는, 도 7에 도시한 바와 같이, 환상의 홈(26c)으로부터 하단 부재(26)의 외주 면까지, 축선(AX)에 대해서 방사 방향으로 연장하는 복수의 홈(26d)이 형성되어 있다. 복수의 홈(26d)의 상측 개구는, 중단 부재(24)가 하단 부재(26) 상에 탑재되면 상기 중단 부재(24)에 의해서 폐쇄된다. 이것에 의해, 복수의 홈(26d)은, 가스 확산실(D32)과 가스 확산실(D33)을 접속하는 가스 라인(L33)을 구성한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 하단 부재(26)에는, 상기 하단 부재(26)를 관통하는 가스 라인(L13) 및 가스 라인(L23)이 형성되어 있다. 하단 부재(26)의 하면에는, 오목부(26e) 및 환상의 홈(26f)이 형성되어 있다. 오목부(26e)는, 대략 원반 형상의 공간이며, 축선(AX)을 따라서 마련되어 있다. 오목부(26e)는, 하단 부재(26)가 가스 분사 플레이트(16) 상에 탑재되면, 가스 확산실(D13)을 구성한다. 또, 환상의 홈(26f)은 오목부(26e)를 둘러싸도록 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 연장하고 있다. 환상의 홈(26f)은, 하단 부재(26)가 가스 분사 플레이트(16) 상에 탑재되면, 가스 확산실(D23)을 구성한다.

또, 도 2에 도시한 바와 같이, 중단 부재(24)와 가스 분사 플레이트(16) 사이에는, 하단 부재(26)를 수용하기 위한 대략 원반 형상의 공간이 형성되어 있다. 이 공간의 직경은, 하단 부재(26)의 직경보다 크게 되어 있고, 하단 부재(26)의 외주 면과 상기 공간을 형성하는 벽면에 의해서, 가스 확산실(D33)이 형성되어 있다.

덧붙여 도 2에는 도시하지 않지만, 가스 확산실(D11) 및 가스 확산실(D21)의 기밀을 확보하기 위해서, 가스 확산실(D11)과 가스 확산실(D21)의 사이에서 둘레 방향으로 연장하는 밀봉 부재가, 제2의 부재(22)와 중단 부재(24) 사이에 마련될 수 있다. 또, 가스 확산실(D21) 및 가스 확산실(D31)의 기밀을 확보하기 위해서, 가스 확산실(D21)과 가스 확산실(D31) 사이에서 둘레 방향으로 연장하는 밀봉 부재가, 제2의 부재(22)와 중단 부재(24) 사이에 마련될 수 있다. 또, 가스 확산실(D31)의 기밀을 확보하기 위해서, 가스 확산실(D31)의 외주를 따라서 둘레 방향으로 연장하는 밀봉 부재가, 제2의 부재(22)와 중단 부재(24) 사이에 마련될 수 있다.

또, 가스 확산실(D12) 및 가스 확산실(D22)의 기밀을 확보하기 위해서, 가스 확산실(D12)과 가스 확산실(D22) 사이에서 둘레 방향으로 연장하는 밀봉 부재가, 중단 부재(24)와 하단 부재(26) 사이에 마련될 수 있다. 또, 가스 확산실(D22) 및 가스 확산실(D32)의 기밀을 확보하기 위해서, 가스 확산실(D22)과 가스 확산실(D32) 사이에서 둘레 방향으로 연장하는 밀봉 부재가, 중단 부재(24)와 하단 부재(26) 사이에 마련될 수 있다.

또, 가스 확산실(D31) 및 가스 확산실(D32)의 기밀을 확보하기 위해서, 가스 확산실(D31)과 가스 확산실(D32) 사이에서 둘레 방향으로 연장하는 밀봉 부재가, 하단 부재(26)와 상측 플레이트부(16a) 사이에 마련될 수 있다. 또, 가스 확산실(D32) 및 가스 확산실(D33)의 기밀을 확보하기 위해서, 가스 확산실(D32)과 가스 확산실(D33) 사이에서 둘레 방향으로 연장하는 밀봉 부재가, 하단 부재(26)와 상측 플레이트부(16a) 사이에 마련될 수 있다. 게다가 가스 확산실(D33)의 기밀을 확보하기 위해서, 가스 확산실(D33)의 외주를 따라 둘레 방향으로 연장하는 밀봉 부재가, 중단 부재(24)와 상측 플레이트부(16a) 사이에 마련될 수 있다.

이상 설명한 샤워 헤드(SH)의 제1의 가스 공급 경로에 있어서는, 제1의 가스 확산실(D11)과 제2의 가스 확산실(D12)의 사이에, 낮은 컨덕턴스를 갖고 둘레 방향으로 배치된 복수의 제2의 가스 라인(L12)이 개재하고 있고, 제2의 가스 확산실(D12)과 제3의 가스 확산실(D13) 사이에, 낮은 컨덕턴스를 갖고 둘레 방향으로 배치된 복수의 제3의 가스 라인(L13)이 개재하고 있다. 또, 제2의 가스 공급 경로에 있어서는, 제4의 가스 확산실(D21)과 제5의 가스 확산실(D22) 사이에, 낮은 컨덕턴스를 갖고 둘레 방향으로 배치된 복수의 제5의 가스 라인(L22)이 개재하고 있고, 제5의 가스 확산실(D22)과 제6의 가스 확산실(D23) 사이에, 낮은 컨덕턴스를 갖고 둘레 방향으로 배치된 복수의 제6의 가스 라인(L23)이 개재하고 있다.

이 샤워 헤드(SH)에서는, 제1의 가스 라인(L11)이 제1의 가스 확산실(D11)에 접속하는 위치가 축선(AX)으로부터 이격되어 있으므로, 상기 제1의 가스 라인(L11)이 제1의 가스 확산실(D11)에 접속하는 위치로부터 복수의 제2의 가스 라인(L12)이 제1의 가스 확산실(D11)에 접속하고 있는 위치까지의 각각의 컨덕턴스에 상위가 생긴다. 그렇지만, 이 샤워 헤드(SH)에서는, 제1의 가스 라인(L11)의 제1의 가스 확산실(D11)에 대한 접속 위치로부터 제1의 영역(R1)의 복수의 가스 분사구(16i) 각각까지의 합성 컨덕턴스는, 제2의 가스 라인(L12)의 컨덕턴스 및 제3의 가스 라인(L13)의 컨덕턴스에 주로 의존한다. 제2의 가스 라인(L12)의 컨덕턴스 및 제3의 가스 라인(L13)의 컨덕턴스는, 제1의 가스 라인(L11)으로부터 제1의 영역(R1)의 복수의 가스 분사구(16i) 각각까지의 합성 컨덕턴스에 대해서 대략 동일하게 기여한다. 따라서, 제1의 가스 라인(L11)의 제1의 가스 확산실(D11)에 대한 접속 위치로부터 제1의 영역(R1)의 복수의 가스 분사구(16i) 각각까지의 합성 컨덕턴스의 차이가 작아지고, 그 결과, 제1의 영역(R1)의 복수의 가스 분사구(16i)로부터의 가스의 유량의 차이가 저감된다.

마찬가지로, 제4의 가스 라인(L21)이 제4의 가스 확산실(D21)에 접속하는 위치가 축선(AX)으로부터 이격되어 있으므로, 제4의 가스 라인(L21)이 제4의 가스 확산실(D21)에 접속하는 위치로부터 복수의 제5의 가스 라인(L22)이 제4의 가스 확산실(D21)에 접속하고 있는 위치까지의 각각의 컨덕턴스에 상위가 생긴다. 그렇지만, 이 샤워 헤드(SH)에서는, 제4의 가스 라인(L21)의 제4의 가스 확산실(D21)에 대한 접속 위치로부터 제2의 영역(R2)의 복수의 가스 분사구(16j) 각각까지의 합성 컨덕턴스는, 제5의 가스 라인(L22)의 컨덕턴스 및 제6의 가스 라인(L23)의 컨덕턴스에 주로 의존한다. 제5의 가스 라인(L22)의 컨덕턴스 및 제6의 가스 라인(L23)의 컨덕턴스는, 제4의 가스 라인(L21)의 제4의 가스 확산실(D21)에 대한 접속 위치로부터 제2의 영역(R2)의 복수의 가스 분사구(16j) 각각까지의 합성 컨덕턴스에 대해서 대략 동일하게 기여한다. 따라서, 제4의 가스 라인(L21)의 제4의 가스 확산실(D21)에 대한 접속 위치로부터 제2의 영역(R2)의 복수의 가스 분사구(16j) 각각까지의 합성 컨덕턴스의 차이가 작아지고, 그 결과, 제2의 영역(R2)의 복수의 가스 분사구(16j)로부터의 가스의 유량의 차이가 저감된다.

또, 제1의 가스 공급 경로 및 제2의 가스 공급 경로의 각각이 세 개의 가스 확산실을 포함하고 있으므로, 제1의 가스 공급 경로의 용적 및 제2의 가스 공급 경로의 용적을 서로 근접시키는 것이 가능해진다. 여기에서, 샤워 헤드에 가스가 입력되고나서 가스 분사구로부터 가스가 분사될 때까지의 시간은, 가스 공급 경로의 용적에 의존한다. 따라서, 이 샤워 헤드(SH)에 따르면, 샤워 헤드(SH)에 가스가 입력되고나서 제1 및 제2의 가스 공급 경로를 거쳐서 대응의 가스 분사구로부터 가스가 분사될 때까지의 시간의 차이를 저감시키는 것이 가능하다.

또, 제7의 가스 라인(L31)은, 축선(AX)을 따라서 연장하는 제1의 유로(FL1)와, 축선(AX)으로부터 방사 방향으로 연장하고 또 둘레 방향으로 분포하도록 배열된 복수의 제2의 유로(FL2)를 가지고 있다. 즉, 외부로부터의 가스를 받는 제7의 가스 라인(L31)은, 대략 동일한 컨덕턴스를 갖고 둘레 방향으로 분산된 복수의 경로에 의해, 제7의 가스 확산실(D31)에 접속하고 있다. 따라서, 제7의 가스 라인(L31)으로부터 제3의 영역(R3)의 복수의 가스 분사구(16k) 각각까지의 합성 컨덕턴스의 차이는 본래적으로 작아진다. 또, 제1의 가스 공급 경로 및 제2의 가스 공급 경로와 마찬가지로, 제3의 가스 공급 경로는, 세 개의 가스 확산실을 포함하고 있으므로, 제1의 가스 공급 경로의 용적, 제2의 가스 공급 경로의 용적, 및 제3의 가스 공급 경로의 용적을 서로 근접시키는 것이 가능해진다. 따라서, 샤워 헤드(SH)에 의하면, 샤워 헤드(SH)에 가스가 입력되고나서 제1~제3의 가스 공급 경로를 거쳐서 대응의 가스 분사구로부터 가스가 분사될 때까지의 시간의 차이를 저감시키는 것이 가능하다.

또, 이 샤워 헤드(SH)를 구비하는 플라스마 처리 장치(10)에 의하면, 영역(R1~R3)의 복수의 가스 분사구(16i, 16j, 16k) 각각으로부터 분사되는 가스의 유량의 차이가 저감되고, 또 샤워 헤드(SH)에 가스가 입력되고나서 제1~제3의 가스 공급 경로를 거쳐서 대응의 가스 분사구(16i, 16j, 16k)로부터 가스가 분사될 때까지의 시간의 차이를 저감시키는 것이 가능하다. 따라서, 이 플라스마 처리 장치(10)에 의하면, 웨이퍼(W)에 대한 처리의 면내 불균형을 저감하는 것이 가능해진다.

또, 상술한 바와 같이, 가스 공급부(18)의 일부, 구체적으로는, 가스 라인(L11), 가스 라인(L21), 가스 라인(L31), 가스 확산실(D11), 가스 확산실(D21) 및 가스 확산실(D31)을, 확산 접합에 의해서 일체화된 제1의 부재(20) 및 제2의 부재(22)로 이루어진 복합체에 의해서 구성할 수 있다. 제1의 부재(20) 및 제2의 부재(22)로 이루어진 복합체, 즉 상단 부재에 의하면, 가스 공급부(18)의 일부를 구성하는 부품의 두께를 작게 하는 것이 가능하다. 결과적으로, 플라스마 처리 장치(10)에서, 샤워 헤드(SH)의 두께를 작게 하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 플라스마 처리 장치(10)에서는, 처리 공간(PS) 내의 플라스마 밀도 분포를 조정 하기 위해서, 전자석에 의해서 발생되는 자장을 효율적으로 처리 공간(PS) 내에 도입하는 것이 가능해진다. 이 전자석의 구성에 대해서, 이하에 상세에 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 샤워 헤드(SH) 상에는 전자석(30)이 탑재되어 있다. 전자석(30)은 코어 부재(32) 및 코일(34~35)을 구비하고 있다. 코어 부재(32)는, 베이스부(40), 및 복수의 원통부(41~43)가 일체로 형성된 구조를 가지고 있고, 자성 재료로 구성되어 있다. 베이스부(40)는, 대략 환상판 형상을 가지고 있고, 그 중심 축선이 축선(AX)을 따르도록 마련되어 있다. 베이스부(40)의 하면으로부터는, 복수의 원통부(41~43)가 하방으로 연장하고 있다. 원통부(41~43)의 각각은, 원통 형상을 가지고 있고, 그들의 중심 축선이 축선(AX)과 일치하도록 마련되어 있다. 원통부(42)는 원통부(41)의 외측에 마련되어 있고, 원통부(43)는 원통부(42)의 외측에 마련되어 있다. 이들 원통부(41~43)의 하단은, 웨이퍼(W)의 에지보다 외측 상방에 위치하고 있다.

원통부(41)와 원통부(42) 사이에는 홈이 형성되어 있다. 이 홈에는, 원통부(41)의 외주 면을 따라서 권취된 코일(34)이 수용되어 있다. 원통부(42)와 원통부(43)의 사이에도 홈이 형성되어 있고, 이 홈에는, 원통부(42)의 외주 면을 따라서 귄취된 코일(35)이 수용되어 있다. 코일(34)의 양단 및 코일(35)의 양단에는 각각 전류원이 접속되어 있다. 전류원으로부터 코일(34) 및/또는 코일(35)에 전류를 인가하면, 처리 공간(PS) 내의 전자석(30)의 하방의 영역에, 축선(AX)에 대하여 방사 방향을 따른 수평 자계 성분을 포함한 자계가 생성된다.

일반적으로, 평행 평판형의 플라스마 처리 장치에서는, 축선(AX) 근방의 영역에서 플라스마 밀도가 크고, 축선(AX)으로부터 멀어짐에 따라 플라스마 밀도가 작아지는 플라스마 밀도 분포가 생긴다. 전자석(30)에 의해서 생성되는 자계는, 이러한 플라스마 밀도 분포를 균일화하는 것을 가능하게 한다. 즉, 전자석(30)에 의해서 상술한 수평 자계 성분을 가지는 자계가 형성되면, 상기 수평 자계 성분에 근거하는 로렌츠 힘을 전자가 받는다. 이것에 의해, 전자는 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 드리프트 운동을 한다. 상술한 바와 같이, 원통부(41~43)의 하단은 웨이퍼(W)의 에지보다 외측 상방에 마련되어 있으므로, 수평 자계 성분을 포함한 자계는 웨이퍼(W)의 에지보다 외측 상방에서 발생하고, 따라서 전자는 웨이퍼(W)의 에지보다 외측 상방에서 둘레 방향으로 드리프트 운동을 한다. 이와 같이 드리프트 운동을 하는 전자에 의해서, 웨이퍼(W)의 에지보다 외측 상방에서 처리 가스의 해리가 촉진되고, 그 결과 웨이퍼(W)의 에지보다 외측 상방의 플라스마 밀도가 향상된다. 고로, 전자석(30)에 의하면, 축선(AX)에 대하여 방사 방향에 있어서 플라스마 밀도 분포가 균일화된다. 전자석(30)은, 그 두께가 얇아지도록 구성된 샤워 헤드(SH) 상에 탑재되어 있으므로, 전자석(30)으로부터 효율적으로 자계를 처리 공간(PS)에 도입하는 것이 가능해진다.

다시 도 1을 참조하면, 플라스마 처리 장치(10)는 제어부(Cnt)를 추가로 구비할 수 있다. 제어부(Cnt)는, 프로그램 가능한 컴퓨터 장치일 수 있고, 고주파 전원(HFS)의 고주파 전력의 크기, 고주파 전원(LFS)의 고주파 바이어스 전력의 크기, 배기 장치(VS)의 배기량, 가스 소스(GS1~GS3)의 처리 가스의 유량, 및 전자석(30)의 코일에 인가하는 전류량을 조정할 수 있다. 그 때문에, 제어부(Cnt)는, 메모리에 격납되든지, 또는, 입력 장치에 의해서 입력되는 레시피를 따라서, 고주파 전원(HFS), 고주파 전원(LFS), 배기 장치(VS), 가스 소스(GS1~GS3)에 접속된 밸브 및 유량 제어기, 그리고 전자석(30)의 코일에 접속된 전류원에 제어 신호를 송출할 수 있다.

이하, 샤워 헤드(SH)의 각 가스 공급 경로에 관한 수치계산 예에 대해서 설명한다. 또, 여기에서는, 도 9에 도시하는 참고 예의 플라스마 처리 장치(100)의 샤워 헤드(SH100)의 각 가스 공급 경로에 관한 수치계산 예에 대해서도 설명한다. 도 9는, 참고 예의 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 9에 도시하는 플라스마 처리 장치(100)는, 샤워 헤드(SH)에 대신하여 샤워 헤드(SH100)를 구비한다는 점에서 플라스마 처리 장치(10)와 상이하다. 샤워 헤드(SH100)는, 제1의 영역(R1)~제3의 영역(R3)의 각각에 가스를 공급하는 제1~제3의 가스 공급 경로의 각각에, 두 개의 가스 확산실만을 가지고 있다는 점에서, 샤워 헤드(SH)와 상이하다.

구체적으로는, 샤워 헤드(SH100)의 제1의 가스 공급 경로는, 가스 라인(L111), 가스 확산실(D111), 복수의 가스 라인(L112) 및 가스 확산실(D112)을 포함하고 있다. 가스 라인(L111)은, 축선(AX)으로부터 이격되어 마련되어 있고, 축선(AX)과 평행하게 연장하고 있다. 가스 라인(L111)은, 일단에서 축선(AX)으로부터 이격되어 연장하는 가스 도입관(IP101)에 접속하고 있다. 가스 라인(L111)의 타단은 가스 확산실(D111)에 접속하고 있다. 가스 확산실(D111)은 대략 원반 형상의 공간이며, 축선(AX)을 따라서 마련되어 있다. 이 가스 확산실(D111)에는, 복수의 가스 라인(L112)의 일단이 접속되어 있다. 복수의 가스 라인(L112)은 축선(AX)과 평행하게 연장하고 있고, 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 분포하도록 배열되어 있다. 복수의 가스 라인(L112)의 타단은 가스 확산실(D112)에 접속하고 있다. 가스 확산실(D112)은 대략 원반 형상의 공간이며, 축선(AX)을 따라서 마련되어 있다. 가스 확산실(D112)은 제1의 영역(R1)의 바로 위에 마련되어 있고, 복수의 가스 분사구(116i)에 접속하고 있다.

샤워 헤드(SH100)의 제2의 가스 공급 경로는, 가스 라인(L121), 가스 확산실(D121), 복수의 가스 라인(L122) 및 가스 확산실(D122)을 포함하고 있다. 가스 라인(L121)은, 가스 라인(L111)보다 축선(AX)으로부터 이격되어 마련되어 있고, 축선(AX)과 평행하게 연장하고 있다. 가스 라인(L121)은 일단에서 축선(AX)으로부터 이격되어 연장하는 가스 도입관(IP102)에 접속하고 있다. 가스 라인(L121)의 타단은 가스 확산실(D121)에 접속하고 있다. 가스 확산실(D121)은 대략 환상판 형상의 공간이며, 그 중심 축선이 축선(AX)과 일치하도록 마련되어 있다. 이 가스 확산실(D121)에는 복수의 가스 라인(L122)의 일단이 접속되어 있다. 복수의 가스 라인(L122)은 축선(AX)과 평행하게 연장하고 있고 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 분포하도록 배열되어 있다. 복수의 가스 라인(L122)의 타단은 가스 확산실(D122)에 접속하고 있다. 가스 확산실(D122)은 대략 환상판 형상의 공간이며, 그 중심 축선이 축선(AX)과 일치하도록 마련되어 있다. 가스 확산실(D122)은 제2의 영역(R2)의 바로 위에 마련되어 있고, 복수의 가스 분사구(116j)에 접속하고 있다.

샤워 헤드(SH100)의 제3의 가스 공급 경로는 가스 라인(L131), 가스 확산실(D131), 복수의 가스 라인(L132) 및 가스 확산실(D132)을 포함하고 있다. 가스 라인(L131)은 가스 라인(L121)보다 축선(AX)으로부터 이격되어 마련되어 있고, 축선(AX)과 평행하게 연장하고 있다. 가스 라인(L131)은 일단에서 축선(AX)으로부터 이격되어 연장하는 가스 도입관(IP103)에 접속하고 있다. 가스 라인(L131)의 타단은 가스 확산실(D131)에 접속하고 있다. 가스 확산실(D131)은 대략 환상판 형상의 공간이며, 그 중심 축선이 축선(AX)과 일치하도록 마련되어 있다. 이 가스 확산실(D131)에는 복수의 가스 라인(L132)의 일단이 접속되어 있다. 복수의 가스 라인(L132)은 축선(AX)과 평행하게 연장하고 있고, 축선(AX)에 대해서 둘레 방향으로 분포하도록 배열되어 있다. 복수의 가스 라인(L132)의 타단은 가스 확산실(D132)에 접속하고 있다. 가스 확산실(D132)은 대략 환상판 형상의 공간이며, 그 중심 축선이 축선(AX)과 일치하도록 마련되어 있다. 가스 확산실(D132)은 제3의 영역(R3)의 바로 위에 마련되어 있고, 복수의 가스 분사구(116k)에 접속하고 있다.

이하에서는, 최초로 합성 컨덕턴스의 수치계산 예에 대해 설명한다. 가스 분사구로부터의 가스의 유량은, 대응의 가스 공급 경로의 입력단의 압력과 가스 분사구의 개구단의 압력 사이의 차압과, 상기 입력단으로부터 가스 분사구까지의 합성 컨덕턴스의 곱에 의해서 규정된다. 따라서, 동일한 가스 확산실에 접속된 복수의 가스 분사구로부터의 가스의 유량의 차이는, 상기 입력단과 이들 가스 분사구까지의 합성 컨덕턴스의 차이에 의해서 나타낼 수 있다. 그래서, 샤워 헤드(SH) 및 샤워 헤드(SH100)의 영역(R1~R3)의 각각에 대해서, 가스 공급 경로의 입력단으로부터 복수의 가스 분사구까지의 합성 컨덕턴스의 최대와 최소의 차이를 나타내는 것으로 한다.

우선, 제1의 가스 공급 경로의 입력단과 이것에 대응하는 복수의 가스 분사구 각각까지의 합성 컨덕턴스의 최대와 최소의 차이의 계산 방법으로 대해서, 도 10을 참조하여 설명한다. 도 10은 제1의 가스 공급 경로를 개략적으로 도시하는 도면이며, 도 10의 (a)에는 샤워 헤드(SH)의 제1의 가스 공급 경로가 도시되어 있고, 도 10의 (b)에는 샤워 헤드(SH100)의 제1의 가스 공급 경로가 도시되어 있다.

도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 샤워 헤드(SH)에 관해서는, 제1의 영역(R1)의 복수의 가스 분사구(16i) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L11)과 가스 확산실(D11)의 접속 위치, 즉 입력단으로부터의 거리가 가장 짧은 가스 분사구(16iN)와 상기 입력단 사이의 합성 컨덕턴스(CC3max)와, 제1의 영역(R1)의 복수의 가스 분사구(16i) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 상기 입력단으로부터의 거리가 가장 긴 가스 분사구(16iF)와 상기 입력단 사이의 합성 컨덕턴스(CC3min)를 계산했다.

구체적으로는, 합성 컨덕턴스(CC3max)를 구하기 위해서, 가스 라인(L11)과 가스 라인(L12N) 사이의 가스 확산실(D11)의 구간(D11N), 가스 라인(L12N), 가스 라인(L12N)과 가스 라인(L13N) 사이의 가스 확산실(D12)의 구간(D12N), 가스 라인(L13N), 가스 라인(L13N)과 가스 분사구(16iN) 사이의 가스 확산실(D13)의 구간(D13N), 및 가스 분사구(16iN)를 포함한 경로의 합성 컨덕턴스를 계산했다. 여기에서, 가스 라인(L12N)은, 복수의 가스 라인(L12) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L11)으로부터의 거리가 가장 짧은 가스 라인이다. 또, 가스 라인(L13N)은, 복수의 가스 라인(L13) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L11)으로부터의 거리가 가장 짧은 가스 라인이다.

또, 합성 컨덕턴스(CC3min)를 구하기 위해서, 가스 라인(L11)과 가스 라인(L12F) 사이의 가스 확산실(D11)의 구간(D11F), 가스 라인(L12F), 가스 라인(L12F)과 가스 라인(L13F) 사이의 가스 확산실(D12)의 구간(D12F), 가스 라인(L13F), 가스 라인(L13F)과 가스 분사구(16iF) 사이의 가스 확산실(D13)의 구간(D13F), 및 가스 분사구(16iF)를 포함한 경로의 합성 컨덕턴스를 계산했다. 여기에서, 가스 라인(L12F)은, 복수의 가스 라인(L12) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L11)으로부터의 거리가 가장 긴 가스 라인이다. 또, 가스 라인(L13F)은, 복수의 가스 라인(L13) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L11)으로부터의 거리가 가장 긴 가스 라인이다.

도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 샤워 헤드(SH100)에 관해서는, 제1의 영역(R1)의 복수의 가스 분사구(116i) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L111)과 가스 확산실(D111)의 접속 위치, 즉 입력단으로부터의 거리가 가장 짧은 가스 분사구(116iN)와 상기 입력단 사이의 합성 컨덕턴스(CC2max)와, 제1의 영역(R1)의 복수의 가스 분사구(116i) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 상기 입력단으로부터의 거리가 가장 긴 가스 분사구(116iF)와 상기 입력단 사이의 합성 컨덕턴스(CC2min)를 계산했다.

합성 컨덕턴스(CC2max)를 구하기 위해서, 가스 라인(L111)과 가스 라인(L112N) 사이의 가스 확산실(D111)의 구간(D111N), 가스 라인(L112N), 가스 라인(L112N)과 가스 분사구(116iN) 사이의 가스 확산실(D112)의 구간(D112N), 및 가스 분사구(116iN)를 포함한 경로의 합성 컨덕턴스를 계산했다. 여기에서, 가스 라인(L112N)은, 복수의 가스 라인(L112) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L111)으로부터의 거리가 가장 짧은 가스 라인이다.

또, 합성 컨덕턴스(CC2min)를 구하기 위해서, 가스 라인(L111)과 가스 라인(L112F) 사이의 가스 확산실(D111)의 구간(D111F), 가스 라인(L112F), 가스 라인(L112F)과 가스 분사구(116iF) 사이의 가스 확산실(D112)의 구간(D112F), 및 가스 분사구(116iF)를 포함한 경로의 합성 컨덕턴스를 계산했다. 여기에서, 가스 라인(L112F)은, 복수의 가스 라인(L112) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L111)으로부터의 거리가 가장 긴 가스 라인이다.

구간(D11N)의 컨덕턴스(CC31), 구간(D11F)의 컨덕턴스(CC32), 가스 라인(L12N 및 L12F)의 컨덕턴스(CC33), 구간(D12N) 및 구간(D12F)의 컨덕턴스(CC34), 가스 라인(L13N 및 L13F)의 컨덕턴스(CC35), 구간(D13N) 및 구간(D13F)의 컨덕턴스(CC36), 가스 분사구(16iN) 및 가스 분사구(16iF)의 컨덕턴스(CC37)를, 도 11의 (a)에 도시한다. 또, 구간(D111N)의 컨덕턴스(CC21), 구간(D111F)의 컨덕턴스(CC22), 가스 라인(L112N 및 L112F)의 컨덕턴스(CC23), 구간(D112N) 및 구간(D112F)의 컨덕턴스(CC24), 가스 분사구(116iN) 및 가스 분사구(116iF)의 컨덕턴스(CC25)를 도 11의 (b)에 도시한다.

그리고, 도 11의 (a)에 도시하는 컨덕턴스를 이용해서 구한 합성 컨덕턴스(CC3max)와 합성 컨덕턴스(CC3min)의 차이를 산출하는 것에 의해서, 샤워 헤드(SH)의 제1의 가스 공급 경로의 입력단과 이것에 대응하는 복수의 가스 분사구(16i) 각각까지의 합성 컨덕턴스의 최대와 최소의 차이를 평가했다. 또, 도 11의 (b)에 도시하는 컨덕턴스를 이용해서 구한 합성 컨덕턴스(CC2max)와 합성 컨덕턴스(CC2min)의 차이를 산출하는 것에 의해서, 샤워 헤드(SH100)의 제1의 가스 공급 경로의 입력단과 이것에 대응하는 복수의 가스 분사구(116i) 각각까지의 합성 컨덕턴스의 최대와 최소의 차이를 평가했다.

도 12에, CC3max와 CC3min의 차이, CC2max와 CC2min와의 차이를 나타낸다. 도 12로부터 명백한 바와 같이, CC3max와 CC3min의 차이는, CC2max와 CC2min의 차이보다 상당히 작은 값으로 되어 있다. 이로 인해, 샤워 헤드(SH)에 의하면, 제1의 영역(R1)의 복수의 가스 분사구(16i)로부터 분사되는 가스의 유량의 차이가 저감되는 것이 확인되었다.

이어서, 제2의 가스 공급 경로와 이것에 대응하는 복수의 가스 분사구 각각까지의 합성 컨덕턴스의 최대와 최소의 차이의 계산 방법으로 대해서, 도 13을 참조해 설명한다. 도 13은, 제2의 가스 공급 경로를 개략적으로 도시하는 도면이며, 도 13의 (a)에는 샤워 헤드(SH)의 제2의 가스 공급 경로가 도시되어 있고, 도 13의 (b)에는 샤워 헤드(SH100)의 제2의 가스 공급 경로가 도시되어 있다.

도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 샤워 헤드(SH)에 관해서는, 제2의 영역(R2)의 복수의 가스 분사구(16j) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L21)과 가스 확산실(D21)의 접속 위치, 즉 입력단으로부터의 거리가 가장 짧은 가스 분사구(16jN)와 상기 입력단 사이의 합성 컨덕턴스(CE3max)와, 제2의 영역(R2)의 복수의 가스 분사구(16j) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 상기 입력단으로부터의 거리가 가장 긴 가스 분사구(16jF)와 상기 입력단 사이의 합성 컨덕턴스(CE3min)를 계산했다.

구체적으로는, 합성 컨덕턴스(CE3max)를 계산하기 위해서, 가스 라인(L21)과 가스 라인(L22N) 사이의 가스 확산실(D21)의 구간(D21N), 가스 라인(L22N), 가스 라인(L22N)과 가스 라인(L23N) 사이의 가스 확산실(D22)의 구간(D22N), 가스 라인(L23N), 가스 라인(L23N)과 가스 분사구(16jN) 사이의 가스 확산실(D23)의 구간(D23N), 및 가스 분사구(16jN)를 포함한 경로의 합성 컨덕턴스를 계산했다. 여기에서, 가스 라인(L22N)은, 복수의 가스 라인(L22) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L21)으로부터의 거리가 가장 짧은 가스 라인이다. 또, 가스 라인(L23N)은, 복수의 가스 라인(L23) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L21)으로부터의 거리가 가장 짧은 가스 라인이다.

또, 합성 컨덕턴스(CE3min)를 계산하기 위해서, 가스 라인(L21)과 가스 라인(L22F) 사이의 가스 확산실(D21)의 구간(D21F), 가스 라인(L22F), 가스 라인(L22F)과 가스 라인(L23F) 사이의 가스 확산실(D22)의 구간(D22F), 가스 라인(L23F), 가스 라인(L23F)과 가스 분사구(16jF) 사이의 가스 확산실(D23)의 구간(D23F), 및 가스 분사구(16jF)를 포함한 경로의 합성 컨덕턴스를 계산했다. 여기에서, 가스 라인(L22F)은, 복수의 가스 라인(L22) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L21)으로부터의 거리가 가장 긴 가스 라인이다. 또, 가스 라인(L23F)은, 복수의 가스 라인(L23) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L21)으로부터의 거리가 가장 긴 가스 라인이다.

도 13의 (b)에 도시하는 바와 같이, 샤워 헤드(SH100)에 관해서는, 제2의 영역(R2)의 복수의 가스 분사구(116j) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L121)과 가스 확산실(D121)의 접속 위치, 즉 입력단으로부터의 거리가 가장 짧은 가스 분사구(116jN)와 상기 입력단 사이의 합성 컨덕턴스(CE2max)와 제2의 영역(R2)의 복수의 가스 분사구(116j) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 상기 입력단으로부터의 거리가 가장 긴 가스 분사구(116jF)와 상기 입력단 사이의 합성 컨덕턴스(CE2min)를 계산했다.

합성 컨덕턴스(CE2max)를 구하기 위해서, 가스 라인(L121)과 가스 라인(L122N) 사이의 가스 확산실(D121)의 구간(D121N), 가스 라인(L122N), 가스 라인(L122N)과 가스 분사구(116jN) 사이의 가스 확산실(D122)의 구간(D122N), 및 가스 분사구(116jN)를 포함한 경로의 합성 컨덕턴스를 계산했다. 여기에서, 가스 라인(L122N)은, 복수의 가스 라인(L122) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L121)으로부터의 거리가 가장 짧은 가스 라인이다.

또, 합성 컨덕턴스(CE2min)를 구하기 위해서, 가스 라인(L121)과 가스 라인(L122F) 사이의 가스 확산실(D121)의 구간(D121F), 가스 라인(L122F), 가스 라인(L122F)과 가스 분사구(116jF) 사이의 가스 확산실(D122)의 구간(D122F), 및 가스 분사구(116jF)를 포함한 경로의 컨덕턴스를 계산했다. 여기에서, 가스 라인(L122F)은, 복수의 가스 라인(L122) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L121)으로부터의 거리가 가장 긴 가스 라인이다.

구간(D21N)의 컨덕턴스(CE31), 구간(D21F)의 컨덕턴스(CE32), 가스 라인(L22N 및 L22F)의 컨덕턴스(CE33), 구간(D22N) 및 구간(D22F)의 컨덕턴스(CE34), 가스 라인(L23N 및 L23F)의 컨덕턴스(CE35), 구간(D23N) 및 구간(D23F)의 컨덕턴스(CE36), 가스 분사구(16jN) 및 가스 분사구(16jF)의 컨덕턴스(CE37)를, 도 14의 (a)에 나타낸다. 또, 구간(D121N)의 컨덕턴스(CE21), 구간(D121F)의 컨덕턴스(CE22), 가스 라인(L122N 및 L122F)의 컨덕턴스(CE23), 구간(D122N) 및 구간(D122F)의 컨덕턴스(CE24), 가스 분사구(116jN) 및 가스 분사구(116jF)의 컨덕턴스(CE25)를, 도 14의 (b)에 나타낸다.

그리고, 도 14의 (a)에 나타낸 컨덕턴스를 이용해서 구한 합성 컨덕턴스(CE3max)와 합성 컨덕턴스(CE3min)의 차이를 산출하는 것에 의해, 샤워 헤드(SH)의 제2의 가스 공급 경로의 입력단과 이것에 대응하는 복수의 가스 분사구(16j) 각각까지의 합성 컨덕턴스의 최대와 최소의 차이를 평가했다. 또, 도 14의 (b)에 나타낸 컨덕턴스를 이용해서 구한 합성 컨덕턴스(CE2max)와 합성 컨덕턴스(CE2min)의 차이를 산출하는 것에 의해서, 샤워 헤드(SH100)의 제2의 가스 공급 경로의 입력단과 이것에 대응하는 복수의 가스 분사구(116j) 각각까지의 합성 컨덕턴스의 최대와 최소의 차이를 구했다.

도 15에, CE3max와 CE3min의 차이, CE2max와 CE2min의 차이를 나타낸다. 도 15로부터 명백한 바와 같이, CE3max와 CE3min의 차이는, CE2max와 CE2min의 차이보다 상당히 작은 값으로 되어 있다. 이로 인해, 샤워 헤드(SH)에 의하면, 제2의 영역(R2)의 복수의 가스 분사구(16j)로부터 분사되는 가스의 유량의 차이가 저감되는 것이 확인되었다.

이어서, 제3의 가스 공급 경로와 이것에 대응하는 복수의 가스 분사구 각각까지의 합성 컨덕턴스의 최대와 최소의 차이의 계산 방법에 대해서, 도 16을 참조하여 설명한다. 도 16은, 제3의 가스 공급 경로를 개략적으로 도시하는 도면이며, 도 16의 (a)에는 샤워 헤드(SH)의 제3의 가스 공급 경로가 도시되어 있고, 도 16의 (b)에는 샤워 헤드(SH100)의 제3의 가스 공급 경로가 도시되어 있다.

도 16의 (a)에 도시한 바와 같이, 샤워 헤드(SH)에 관해서는, 가스 라인(L31)의 제1의 유로(FL1)가 축선(AX)을 따라서 연장하고 있으므로, 제3의 영역(R3)의 복수의 가스 분사구(16k) 중 축선(AX)에 대해서 대칭으로 마련된 두 개의 가스 분사구(16kN 및 16kF) 중 하나와, 가스 라인(L31)과 가스 확산실(D31)의 접속 위치, 즉 입력단 사이의 합성 컨덕턴스, 두 개의 가스 분사구(16kN 및 16kF) 중 다른 하나와, 상기 입력단 사이의 합성 컨덕턴스를, 각각 CV3max 및 CV3min로 하여 계산했다.

구체적으로는, 합성 컨덕턴스(CV3max)를 구하기 위해서, 가스 라인(L31)과 가스 라인(L22N) 사이의 가스 확산실(D31)의 구간(D31N), 가스 라인(L32N), 가스 라인(L32N)과 가스 라인(L33N) 사이의 가스 확산실(D32)의 구간(D32N), 가스 라인(L33N), 가스 라인(L33N)과 가스 분사구(16kN) 사이의 가스 확산실(D33)의 구간(D33N), 및 가스 분사구(16kN)를 포함한 경로의 합성 컨덕턴스를 계산했다. 여기에서, 가스 라인(L32N)은, 복수의 가스 라인(L32) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 분사구(16kN)로부터의 거리가 가장 짧은 가스 라인이다. 또, 가스 라인(L33N)은, 복수의 가스 라인(L33) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 분사구(16kN)로부터의 거리가 가장 짧은 가스 라인이다.

또, 합성 컨덕턴스(CV3min)를 구하기 위해서, 가스 라인(L31)과 가스 라인(L32F) 사이의 가스 확산실(D31)의 구간(D31F), 가스 라인(L32F), 가스 라인(L32F)과 가스 라인(L33F) 사이의 가스 확산실(D32)의 구간(D32F), 가스 라인(L33F), 가스 라인(L33F)과 가스 분사구(16kF) 사이의 가스 확산실(D33)의 구간(D33F), 및 가스 분사구(16kF)를 포함한 경로의 합성 컨덕턴스를 계산했다. 여기에서, 가스 라인(L32F)은, 복수의 가스 라인(L32) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 분사구(16kF)로부터의 거리가 가장 긴 가스 라인이다. 또, 가스 라인(L33F)은, 복수의 가스 라인(L33) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 분사구(16kF)로부터의 거리가 가장 긴 가스 라인이다.

도 16의 (b)에 도시한 바와 같이, 샤워 헤드(SH100)에 관해서는, 제3의 영역(R3)의 복수의 가스 분사구(116k) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L131)으로부터의 거리가 가장 짧은 가스 분사구(116kN)와, 가스 라인(L131)과 가스 확산실(D131)의 접속 위치, 즉 입력단 사이의 합성 컨덕턴스(CV2max)와, 제3의 영역(R3)의 복수의 가스 분사구(116k) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 상기 입력단으로부터의 거리가 가장 긴 가스 분사구(116kF)와 상기 입력단 사이의 합성 컨덕턴스(CV2min)를 계산했다.

합성 컨덕턴스(CV2max)를 구하기 위해서, 가스 라인(L131)과 가스 라인(L132N) 사이의 가스 확산실(D131)의 구간(D131N), 가스 라인(L132N), 가스 라인(L132N)과 가스 분사구(116kN) 사이의 가스 확산실(D132)의 구간(D132N), 및 가스 분사구(116kN)를 포함한 경로의 합성 컨덕턴스를 계산했다. 여기에서, 가스 라인(L132N)은, 복수의 가스 라인(L132) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L131)으로부터의 거리가 가장 짧은 가스 라인이다.

또, 합성 컨덕턴스(CV2min)를 구하기 위해서, 가스 라인(L131)과 가스 라인(L132F) 사이의 가스 확산실(D131)의 구간(D131F), 가스 라인(L132F), 가스 라인(L132F)과 가스 분사구(116kF) 사이의 가스 확산실(D132)의 구간(D132F), 및 가스 분사구(116kF)를 포함한 경로의 합성 컨덕턴스를 계산했다. 여기에서, 가스 라인(L132F)은, 복수의 가스 라인(L132) 중 축선(AX)에 교차하는 방향에 있어서 가스 라인(L131)으로부터의 거리가 가장 긴 가스 라인이다.

구간(D31N)의 컨덕턴스(CV31), 구간(D31F)의 컨덕턴스(CV32), 가스 라인(L32N 및 L32F)의 컨덕턴스(CV33), 구간(D32N) 및 구간(D32F)의 컨덕턴스(CV34), 가스 라인(L33N 및 L33F)의 컨덕턴스(CV35), 구간(D33N) 및 구간(D33F)의 컨덕턴스(CV36), 가스 분사구(16kN) 및 가스 분사구(16kF)의 컨덕턴스(CV37)를 도 17의 (a)에 나타낸다. 또, 구간(D131N)의 컨덕턴스(CV21), 구간(D131F)의 컨덕턴스(CV22), 가스 라인(L132N 및 L132F)의 컨덕턴스(CV23), 구간(D132N) 및 구간(D132F)의 컨덕턴스(CV24), 가스 분사구(116kN) 및 가스 분사구(116kF)의 컨덕턴스(CV25)를 도 17의 (b)에 나타낸다.

그리고, 도 17의 (a)에 나타낸 컨덕턴스를 이용해서 구한 합성 컨덕턴스(CV3max)와 합성 컨덕턴스(CV3min)의 차이를 산출하는 것에 의해서, 샤워 헤드(SH)의 제3의 가스 공급 경로의 입력단과 이것에 대응하는 복수의 가스 분사구(16k) 각각까지의 합성 컨덕턴스의 최대와 최소의 차이를 평가했다. 또, 도 17의 (b)에 나타낸 컨덕턴스를 이용해서 구한 합성 컨덕턴스(CV2max)와 합성 컨덕턴스(CV2min)의 차이를 산출하는 것에 의해서, 샤워 헤드(SH100)의 제3의 가스 공급 경로의 입력단과 이것에 대응하는 복수의 가스 분사구(116k) 각각까지의 합성 컨덕턴스의 최대와 최소의 차이를 평가했다.

샤워 헤드(SH)에서는, 가스 라인(L31)의 제1의 유로(FL1)가 축선(AX)을 따라서 마련되어 있고, 제2의 유로(FL2)에 의해서 가스가 균등하게 방사 방향으로 분배되어 가스 확산실(D31)에 부여되므로, 제3의 가스 공급 경로의 입력단으로부터 복수의 가스 분사구(16k) 각각까지의 경로의 컨덕턴스의 차이는, 본래적으로 적다. 따라서, 도 18에 도시한 바와 같이 합성 컨덕턴스(CV3max)와 합성 컨덕턴스(CV3min)의 차이는, 대략 「0」이다. 한편, 샤워 헤드(SH100)의 제3의 가스 공급 경로의 입력단과 이것에 대응하는 복수의 가스 분사구(116k) 각각까지의 합성 컨덕턴스의 최대와 최소의 차이는, 도 18의 CV2max와 CV2min의 차이로부터 명백한 바와 같이 상당히 큰 값을 가지고 있다. 이로 인해, 샤워 헤드(SH)에 의하면, 제3의 영역(R3)의 복수의 가스 분사구(16k) 각각으로부터 분사되는 가스의 유량의 차이가 저감되는 것이 확인되었다.

이어서, 샤워 헤드(SH)의 제1~제3의 가스 공급 경로 각각의 용적을 계산하고, 샤워 헤드(SH100)의 제1~제3의 가스 공급 경로 각각의 용적을 계산했다. 이 계산에서는, 가스 확산실(D11)을 직경 95mm, 높이 9mm의 공간으로 설정하고, 가스 라인(L12)을 내경 5.5mm, 길이 11.7mm의 관으로 설정하고, 가스 확산실(D12)을 직경 110mm, 높이 6.5mm의 공간으로 설정하며, 가스 라인(L13)을 내경 3mm, 길이 3mm의 관으로 설정하고, 가스 확산실(D13)을 직경 156mm, 높이 6.5mm의 공간으로 설정했다. 또, 가스 확산실(D21)을 내경 110mm, 외경 156mm, 높이 6mm의 환상 공간으로 설정하고, 가스 라인(L22)을 내경 6mm, 길이 35.4mm의 관으로 설정하며, 가스 확산실(D22)을 내경 180mm, 외경 220mm, 높이 4.5mm의 환상 공간으로 설정하고, 가스 라인(L23)을 내경 3mm, 길이 3mm의 관으로 설정하며, 가스 확산실(D23)을 내경 171mm, 외경 305mm, 높이 6.5mm의 환상 공간으로 설정했다. 또, 가스 확산실(D31)을 내경 180mm, 외경 215m, 높이 6mm의 환상 공간으로 설정하고, 가스 라인(L32)을 내경 4mm, 길이 35.4mm의 관으로 설정하며, 가스 확산실(D32)을 내경 246mm, 외경 305mm, 높이 4.5mm의 환상 공간으로 설정하고, 가스 라인(L33)을 단면적 0.25mm², 길이 7.5mm의 관으로 설정하며, 가스 확산실(D33)을 내경 320mm, 외경 345mm, 높이 13mm의 환상 공간으로 설정했다.

또, 샤워 헤드(SH100)에 대해서는, 이하와 같은 설정을 실시했다. 즉, 가스 확산실(D111)을 직경 158mm, 높이 5mm의 공간으로 설정하고, 가스 라인(L112)을 내경 10mm, 길이 6mm의 관으로 설정하며, 가스 확산실(D112)을 직경 156mm, 높이 7.5mm의 공간으로 설정했다. 또, 가스 확산실(D121)을 내경 242mm, 외경 274.5mm, 높이 5mm의 환상 공간으로 설정하고, 가스 라인(L122)을 내경 10mm, 길이 6mm의 관으로 설정하며, 가스 확산실(D122)을 내경 171mm, 외경 302.5mm, 높이 7.5mm의 공간으로 설정했다. 또, 가스 확산실(D131)을 내경 289.5mm, 외경 334mm, 높이 5mm의 환상 공간으로 설정하고, 가스 라인(L132)을 내경 8mm, 길이 6mm의 관으로 설정하며, 가스 확산실(D132)을 내경 317.5mm, 외경 345mm, 높이 7.5mm의 공간으로 설정했다.

이상의 설정 하에서 산출한 샤워 헤드(SH)의 제1~제3의 가스 공급 경로 각각의 용적(VC3, VE3, VV3), 및 샤워 헤드(SH100)의 제1~제3의 가스 공급 경로 각각의 용적(VC2, VE2, VV2)를 도 19에 도시한다. 도 19의 용적(VC3, VE3, VV3)을 용적(VC2, VE2, VV2)과 대비하면 명백한 바와 같이, 샤워 헤드(SH)에서는, 제1~제3의 가스 공급 경로 각각의 용적을 서로 근접시키는 것이 가능해진다. 가스 공급 경로의 용적은, 상기 가스 공급 경로에 가스가 입력되고나서 대응의 가스 분사구로부터 가스가 분사될 때까지의 시간에 대해서 상관관계를 가지고 있다. 따라서, 샤워 헤드(SH)에 의하면, 제1~제3의 가스 공급 경로의 각각에 가스가 입력되고나서 대응의 가스 분사구로부터 가스가 분사될 때까지의 시간의 차이를 저감할 수 있는 것이 확인되었다.

이하, 샤워 헤드(SH)를 가지는 플라스마 처리 장치(10)를 이용해서 매우 적합하게 실시할 수 있는 플라스마 처리 방법에 대해서 설명한다. 도 20은, 일 실시 형태와 관련되는 플라스마 처리 방법의 흐름도이다. 도 20에 도시한 바와 같이,이 플라스마 처리 방법은, 웨이퍼(W)가 탑재대(14) 상에 탑재된 상태에서, 공정 ST1 및 공정 ST2이 반복해서 실시된다.

공정 ST1에서는, 제1의 가스의 플라스마가 처리 공간(PS) 내에 생성된다. 일 실시 형태에서는, 제1의 가스는 웨이퍼(W)를 에칭하기 위한 가스일 수 있다. 이러한 제1의 가스는, 할로겐 원소를 포함한 가스일 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼(W)의 실리콘 층을 에칭하는 경우에는, HBr이라고 하는 가스가 제1의 가스로서 이용될 수 있다. 그리고 공정 ST1에 있어서, 영역(R1, R2, R3)의 가스 분사구(16i, 16j, 16k)로부터 공급되는 가스는, 동일한 것이어도 좋고, 서로 상이하여도 좋다.

공정 ST2에서는, 제1의 가스와는 다른 가스 종의 제2의 가스의 플라스마가 처리 공간(PS) 내에서 생성된다. 일 실시 형태에서는, 제2의 가스는, 웨이퍼(W) 상에 막을 형성하기 위한 가스일 수 있다. 즉, 제2의 가스는, 웨이퍼(W)의 표면에 퇴적성을 가지는 가스일 수 있다. 이러한 가스로서는, 탄화불소계 가스가 예시될 수 있다. 또 공정 ST2에 있어서, 영역(R1, R2, R3)의 가스 분사구(16i, 16j, 16k)로부터 공급되는 가스는, 동일한 것이어도 좋고, 서로 상이하여도 좋다.

도 20에 도시하는 방법에서는, 공정 ST1와 공정 ST2가, 종료 조건을 채울 때까지 반복된다(공정 ST3). 종료 조건이 채워지는지 아닌지는, 종점 검출에 의해서 판단되어도 좋고, 혹은 공정 ST1와 공정 ST2를 포함한 사이클이 소정 회수 행해졌는지 아닌지에 의해서 판단되어도 좋다.

도 20에 도시하는 방법에서는, 제1의 가스와 제2의 가스가 교대로 전환된다. 상술한 바와 같이, 플라스마 처리 장치(10)에 의하면, 샤워 헤드(SH)의 영역(R1, R2, R3)의 가스 분사구(16i, 16j, 16k)로부터 가스가 분사되는 시간의 차이가 저감 되므로, 가스 분사구(16i, 16j, 16k)로부터 분사되는 제1의 가스와 제2의 가스의 전환이, 거의 동일한 시간에 행해진다. 따라서, 이 방법에 의하면, 웨이퍼(W)에 대한 처리의 면내 불균형이 저감될 수 있다.

이하, 도 20에 도시하는 플라스마 처리 방법의 평가를 위해서 행한 실험 예에 대하여 설명한다. 이 실험 예에서는, 직경 300mm의 기판 위에 균일하게 마련된 포토 레지스트를 가지는 웨이퍼(W)를 처리 대상으로 하고, 도 20에 도시하는 플라스마 처리 방법을 실시했다. 구체적으로는, 공정 ST1에서 플라스마 처리 장치(10)의 가스 소스(GS1~GS3)로부터 SF₆ 가스를 3초간 공급하고, 공정 ST2에서 가스 소스(GS1~GS3)로부터 Ar 가스를 3초간 공급하며, 이들 공정 ST1 및 ST2를 포함한 사이클을 20회 반복했다. 또한 공정 ST1에 있어서의 SF₆ 가스의 유량은 700sccm이며, 공정 ST2에 있어서의 Ar 가스의 유량은 700sccm이었다. 또, 고주파 전원(HFS)의 고주파 전력은 3500W이며, 고주파 전원(LFS)의 고주파 바이어스 전력은 0W였다.

그리고, 웨이퍼(W)의 중심에 대해서 서로 다른 반경을 가지는 세 개의 원호 상의 각각에서, 복수 포인트의 에칭 레이트를 구하고, 에칭 레이트의 균일성을 산출했다. 에칭 레이트는, 처리 전후의 포토 레지스트의 막 두께의 차이에 근거해서 산출했다. 또, 에칭 레이트의 균일성은, 에칭 레이트의 최대치-에칭 레이트의 최소치)/(에칭 레이트의 평균치×2)×100에 의해 구했다.

또, 비교 실험 예로서 도 9에 나타낸 플라스마 처리 장치(100)를 이용해서 실험 예와 같은 웨이퍼(W)에 동일한 처리를 실시했다. 비교 실험 예의 웨이퍼(W)에 관해서도 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 중심에 대해서 서로 다른 반경을 가지는 세 개의 원호 상의 각각에서, 복수 포인트의 에칭 레이트를 구하고, 에칭 레이트의 균일성을 산출했다.

도 21에, 실험 예 및 비교 실험 예에 대해 구한 에칭 레이트의 균일성을 나타낸다. 도 21에 도시하는 그래프의 횡축은, 상술한 세 개의 원호의 반경을 나타내고 있고, 종축은 에칭 레이트의 균일성(%)을 나타내고 있다. 도 21로부터 명백한 바와 같이, 실험 예의 에칭 레이트의 균일성은, 비교 실험 예의 에칭 레이트의 균일성보다 상당히 작고, 따라서, 플라스마 처리 장치(10)를 이용한 플라스마 처리 방법에 의하면, 웨이퍼(W)에 대한 처리의 면내 불균형이 저감되는 것이 확인되었다.

10: 플라스마 처리 장치, AX: 축선, 12: 처리 용기, PS: 처리 공간,
14: 탑재대, 14b:정전 척, HFS: 고주파 전원, LFS: 고주파 전원,
30: 전자석 VS: 배기 장치, Cnt: 제어부, SH: 샤워 헤드,
16: 가스 분사 플레이트, R1: 제1의 영역, R2: 제2의 영역,
R3: 제3의 영역, 16i: 가스 분사구 (제1의 영역),
16j: 가스 분사구 (제2의 영역), 16k: 가스 분사구 (제3의 영역),
18: 가스 공급부, L11: 제1의 가스 라인, D11: 제1의 가스 확산실,
L12: 제2의 가스 라인, D12: 제2의 가스 확산실, L13: 제3의 가스 라인,
D13: 제3의 가스 확산실, L21: 제 4의 가스 라인,
D21: 제 4의 가스 확산실, L22: 제 5의 가스 라인,
D22: 제 5의 가스 확산실, L23: 제 6의 가스 라인,
D23: 제 6의 가스 확산실, L31: 제 7의 가스 라인,
D31: 제 7의 가스 확산실, D32: 제 8의 가스 확산실,
D33: 제 9의 가스 확산실, L32: 제 8의 가스 라인,
L33: 제 9의 가스 라인, FL1: 제1의 유로, FL2: 제2의 유로,
IP1: 제1의 가스 도입관, IP2: 제2의 가스 도입관, IP3: 제3의 가스 도입관.

Claims (9)

1. 가스 분사 플레이트, 및 상기 가스 분사 플레이트 상에 마련된 가스 공급부를 구비하는 플라즈마 처리 장치용의 샤워 헤드에 있어서,
   상기 가스 공급부는, 제1의 가스 공급 경로 및 제2의 가스 공급 경로를 축선을 대해서 동축 형상으로 형성하고,
   상기 제1의 가스 공급 경로는, 상기 축선을 따른 영역에 마련되어 있고, 상기 가스 분사 플레이트에서 상기 축선을 따라 연장하는 제1의 영역에 형성된 복수의 가스 분사구에 처리 가스를 공급하며,
   상기 제2의 가스 공급 경로는, 상기 제1의 가스 공급 경로가 마련된 상기 영역을 상기 축선을 대해서 외측으로부터 둘러싸는 영역에 마련되어 있고, 상기 가스 분사 플레이트에서 상기 제1의 영역과 동축 형상으로 상기 제1의 영역을 둘러싸도록 연장하는 제2의 영역에 형성된 복수의 가스 분사구에 처리 가스를 공급하고,
   상기 제1의 가스 공급 경로는, 상기 가스 공급부의 제1의 가스 라인에 접속하는 제1의 가스 확산실, 복수의 제2의 가스 라인, 제2의 가스 확산실, 복수의 제3의 가스 라인 및 제3의 가스 확산실이 순차 접속되는 것에 의해 구성되어 있고,
   상기 제2의 가스 공급 경로는, 상기 가스 공급부의 제4의 가스 라인에 접속하는 제4의 가스 확산실, 복수의 제5의 가스 라인, 제5의 가스 확산실, 복수의 제6의 가스 라인, 및 제6의 가스 확산실이 순차 접속되는 것에 의해 구성되어 있으며,
   상기 복수의 제2의 가스 라인은, 상기 축선을 대해서 둘레 방향으로 배치되고, 상기 제1의 가스 확산실 및 상기 제2의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 갖고,
   상기 복수의 제3의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 상기 제2의 가스 확산실 및 상기 제3의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지며,
   상기 복수의 제5의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 상기 제4의 가스 확산실 및 상기 제5의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지며,
   상기 복수의 제6의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 상기 제5의 가스 확산실 및 상기 제6의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 갖고,
   상기 가스 공급부는, 상기 제1의 가스 확산실 및 상기 제4의 가스 확산실을 형성하는 상단 부재와, 상기 복수의 제2의 가스 라인 및 상기 복수의 제5의 가스 라인을 형성하는 중단 부재와, 상기 중단 부재와 접하는 면측에, 상기 제2의 가스 확산실 및 상기 제5의 가스 확산실을 형성하고, 상기 가스 분사 플레이트와 접하는 면측에, 상기 제3의 가스 확산실 및 상기 제6의 가스 확산실을 형성하는 하단 부재를 구비하고, 상기 상단 부재, 상기 중단 부재 및 상기 하단 부재가 적층되는 것에 의해 형성되며,
   상기 중단 부재는, 상기 상단 부재와 접하는 면측에, 상기 제1의 가스 확산실에 연속해서 상기 제1의 확산실을 확장하는 확장 영역을 형성하고 있는,
   샤워 헤드.
2. 제1항에 있어서,
   상기 중단 부재는, 상기 하단 부재와 접하는 면측에, 상기 제2의 가스 확산실에 연속해서 상기 제2의 확산실을 확장하는 확장 영역을 형성하고 있는,
   샤워 헤드.
3. 가스 분사 플레이트, 및 상기 가스 분사 플레이트 상에 마련된 가스 공급부를 구비하는 플라즈마 처리 장치용의 샤워 헤드에 있어서,
   상기 가스 공급부는, 제1의 가스 공급 경로 및 제2의 가스 공급 경로를 축선을 대해서 동축 형상으로 형성하고,
   상기 제1의 가스 공급 경로는, 상기 축선을 따른 영역에 마련되어 있고, 상기 가스 분사 플레이트에서 상기 축선을 따라 연장하는 제1의 영역에 형성된 복수의 가스 분사구에 처리 가스를 공급하며,
   상기 제2의 가스 공급 경로는, 상기 제1의 가스 공급 경로가 마련된 상기 영역을 상기 축선을 대해서 외측으로부터 둘러싸는 영역에 마련되어 있고, 상기 가스 분사 플레이트에서 상기 제1의 영역과 동축 형상으로 상기 제1의 영역을 둘러싸도록 연장하는 제2의 영역에 형성된 복수의 가스 분사구에 처리 가스를 공급하고,
   상기 제1의 가스 공급 경로는, 상기 가스 공급부의 제1의 가스 라인에 접속하는 제1의 가스 확산실, 복수의 제2의 가스 라인, 제2의 가스 확산실, 복수의 제3의 가스 라인 및 제3의 가스 확산실이 순차 접속되는 것에 의해 구성되어 있고,
   상기 제2의 가스 공급 경로는, 상기 가스 공급부의 제4의 가스 라인에 접속하는 제4의 가스 확산실, 복수의 제5의 가스 라인, 제5의 가스 확산실, 복수의 제6의 가스 라인, 및 제6의 가스 확산실이 순차 접속되는 것에 의해 구성되어 있으며,
   상기 복수의 제2의 가스 라인은, 상기 축선을 대해서 둘레 방향으로 배치되고, 상기 제1의 가스 확산실 및 상기 제2의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 갖고,
   상기 복수의 제3의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 상기 제2의 가스 확산실 및 상기 제3의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지며,
   상기 복수의 제5의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 상기 제4의 가스 확산실 및 상기 제5의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지며,
   상기 복수의 제6의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 상기 제5의 가스 확산실 및 상기 제6의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 갖고,
   상기 가스 공급부는, 상기 제1의 가스 확산실 및 상기 제4의 가스 확산실을 형성하는 상단 부재와, 상기 복수의 제2의 가스 라인 및 상기 복수의 제5의 가스 라인을 형성하는 중단 부재와, 상기 중단 부재와 접하는 면측에, 상기 제2의 가스 확산실 및 상기 제5의 가스 확산실을 형성하고, 상기 가스 분사 플레이트와 접하는 면측에, 상기 제3의 가스 확산실 및 상기 제6의 가스 확산실을 형성하는 하단 부재를 구비하고, 상기 상단 부재, 상기 중단 부재 및 상기 하단 부재가 적층되는 것에 의해 형성되며,
   상기 중단 부재는, 상기 하단 부재와 접하는 면측에, 상기 제2의 가스 확산실에 연속해서 상기 제2의 확산실을 확장하는 확장 영역을 형성하고 있는,
   샤워 헤드.
4. 가스 분사 플레이트, 및 상기 가스 분사 플레이트 상에 마련된 가스 공급부를 구비하는 플라즈마 처리 장치용의 샤워 헤드에 있어서,
   상기 가스 공급부는, 제1의 가스 공급 경로 및 제2의 가스 공급 경로를 축선을 대해서 동축 형상으로 형성하고,
   상기 제1의 가스 공급 경로는, 상기 축선을 따른 영역에 마련되어 있고, 상기 가스 분사 플레이트에서 상기 축선을 따라 연장하는 제1의 영역에 형성된 복수의 가스 분사구에 처리 가스를 공급하며,
   상기 제2의 가스 공급 경로는, 상기 제1의 가스 공급 경로가 마련된 상기 영역을 상기 축선을 대해서 외측으로부터 둘러싸는 영역에 마련되어 있고, 상기 가스 분사 플레이트에서 상기 제1의 영역과 동축 형상으로 상기 제1의 영역을 둘러싸도록 연장하는 제2의 영역에 형성된 복수의 가스 분사구에 처리 가스를 공급하고,
   상기 제1의 가스 공급 경로는, 상기 가스 공급부의 제1의 가스 라인에 접속하는 제1의 가스 확산실, 복수의 제2의 가스 라인, 제2의 가스 확산실, 복수의 제3의 가스 라인 및 제3의 가스 확산실이 순차 접속되는 것에 의해 구성되어 있고,
   상기 제2의 가스 공급 경로는, 상기 가스 공급부의 제4의 가스 라인에 접속하는 제4의 가스 확산실, 복수의 제5의 가스 라인, 제5의 가스 확산실, 복수의 제6의 가스 라인, 및 제6의 가스 확산실이 순차 접속되는 것에 의해 구성되어 있으며,
   상기 복수의 제2의 가스 라인은, 상기 축선을 대해서 둘레 방향으로 배치되고, 상기 제1의 가스 확산실 및 상기 제2의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 갖고,
   상기 복수의 제3의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 상기 제2의 가스 확산실 및 상기 제3의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지며,
   상기 복수의 제5의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 상기 제4의 가스 확산실 및 상기 제5의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지며,
   상기 복수의 제6의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 상기 제5의 가스 확산실 및 상기 제6의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 갖고,
   상기 가스 공급부는, 상기 축선을 대해서 동축 형상으로 제3의 가스 공급 경로를 추가로 형성하고,
   상기 제3의 가스 공급 경로는, 상기 가스 분사 플레이트에서 상기 제2의 영역과 동축 형상으로 상기 제2의 영역을 둘러싸도록 연장하는 제3의 영역에 형성된 복수의 가스 분사구에 처리 가스를 공급하고, 상기 가스 공급부의 제7의 가스 라인에 접속하는 제7의 가스 확산실, 복수의 제8의 가스 라인, 제8의 가스 확산실, 복수의 제9의 가스 라인, 및 제9의 가스 확산실이 순차 접속되는 것에 의해 구성되고,
   상기 복수의 제8의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 상기 제7의 가스 확산실 및 상기 제8의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지며,
   상기 복수의 제9의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 상기 제8의 가스 확산실 및 상기 제9의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지며,
   상기 제7의 가스 라인은, 상기 축선을 따라서 연장하는 제1의 유로, 및 상기 제1의 유로로부터 분기하는 복수의 제2의 유로로서, 상기 축선을 대해서 방사 방향으로 연장하며 또 상기 둘레 방향으로 분포하도록 배열된, 상기 복수의 제2의 유로를 포함하는,
   샤워 헤드.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1의 가스 라인 및 상기 제4의 가스 라인 중 적어도 어느 하나가 상기 축선으로부터 이격되어 연장하는,
   샤워 헤드.
6. 처리 가스의 플라스마에 의해 피처리체를 처리하는 플라스마 처리 장치에 있어서,
   처리 공간을 형성하는 처리 용기와,
   상기 처리 공간의 상방에 마련된, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 샤워 헤드로서, 상부 전극을 구성하는, 상기 샤워 헤드와,
   피처리체를 탑재하기 위한 탑재 영역을 가지며, 상기 축선 위에 상기 탑재 영역의 중심이 위치하도록 상기 처리 용기 안에 마련되고, 하부 전극을 구성하는 탑재대와,
   상기 축선으로부터 이격되어 연장하고 상기 제1의 가스 라인에 접속하는 제1의 가스 도입관과,
   상기 축선으로부터 이격되어 연장하고 상기 제4의 가스 라인에 접속하는 제2의 가스 도입관과,
   상기 축선을 대해서 방사 방향을 따른 수평 자계 성분을 포함한 자계를 상기 처리 공간 내에 발생시키기 위한 전자석으로서, 상기 샤워 헤드 위에 마련되어 있고, 상기 제1의 가스 도입관 및 상기 제2의 가스 도입관을 둘러싸도록 둘레 방향으로 연장하는, 상기 전자석을 구비하는,
   플라스마 처리 장치.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가스 공급부는, 상기 축선을 대해서 동축 형상으로 제3의 가스 공급 경로를 추가로 형성하고,
   상기 제3의 가스 공급 경로는, 상기 가스 분사 플레이트에서 상기 제2의 영역과 동축 형상으로 상기 제2의 영역을 둘러싸도록 연장하는 제3의 영역에 형성된 복수의 가스 분사구에 처리 가스를 공급하고, 상기 가스 공급부의 제7의 가스 라인에 접속하는 제7의 가스 확산실, 복수의 제8의 가스 라인, 제8의 가스 확산실, 복수의 제9의 가스 라인, 및 제9의 가스 확산실이 순차 접속되는 것에 의해 구성되고,
   상기 복수의 제8의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 상기 제7의 가스 확산실 및 상기 제8의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지며,
   상기 복수의 제9의 가스 라인은, 상기 둘레 방향으로 배치되고, 상기 제8의 가스 확산실 및 상기 제9의 가스 확산실의 컨덕턴스보다 낮은 컨덕턴스를 가지며,
   상기 제7의 가스 라인은, 상기 축선을 따라서 연장하는 제1의 유로, 및 상기 제1의 유로로부터 분기하는 복수의 제2의 유로로서, 상기 축선을 대해서 방사 방향으로 연장하며 또 상기 둘레 방향으로 분포하도록 배열된, 상기 복수의 제2의 유로를 포함하는,
   샤워 헤드.
8. 제6항에 기재된 플라스마 처리 장치를 이용한 플라스마 처리 방법에 있어서,
   상기 샤워 헤드로부터 상기 처리 공간에 제1의 가스를 공급해서 상기 제1의 가스의 플라스마를 발생시키는 공정과,
   상기 샤워 헤드로부터 상기 처리 공간에 상기 제1의 가스와는 다른 가스 종의 제2의 가스를 공급해서 제2의 가스의 플라스마를 발생시키는 공정을 포함하고,
   상기 제1의 가스의 플라스마를 발생시키는 공정과 상기 제2의 가스의 플라스마를 발생시키는 공정이 교대로 반복되는,
   플라스마 처리 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1의 가스는 피처리체를 에칭하기 위한 가스이고,
   상기 제2의 가스는 상기 피처리체 상에 막을 형성하기 위한 가스인,
   플라스마 처리 방법.

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