JP4388627B2

JP4388627B2 - Processing equipment

Info

Publication number: JP4388627B2
Application number: JP19074999A
Authority: JP
Inventors: 潤廣瀬; 潤小澤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1999-07-05
Filing date: 1999-07-05
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2019-07-05
Also published as: JP2001017852A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドライエッチング技術においては，処理ガスを処理室内に供給し，プラズマ放電などにより反応活性種を生成させる。このため，処理室内の半導体ウェハ（以下，単に「ウェハ」という）等の被処理体に対し処理ガスを均一に供給する技術は重要である。被処理体に対し処理ガスを均一に供給する技術の一例として，処理ガスをシャワー化して処理室内に供給するシャワーヘッド状のガス供給機構（以下，単に「シャワーヘッド」という。）が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，処理装置にシャワーヘッドを備えて処理ガスをシャワー化させる場合であっても，被処理体に処理ガスを均一に供給するという点においては，以下の問題点があった。まず第一に，処理ガスを処理室から外部へ排気する排気部付近では，処理ガスが希薄になりがちである。このため，シャワーヘッドから処理ガスを均一に供給したとしても，被処理体に対し処理ガスが均一に供給されないことが起こりうる。すなわち，従来のシャワーヘッドでは，シャワーヘッドに導入される処理ガスを，単にシャワーヘッド内部のガス拡散空間で拡散させて複数のガス供給孔から処理室に供給する構造であったため，シャワーヘッドから処理室内に均一に処理ガスを供給した場合であっても，その処理ガスが被処理体に均一に供給されないという問題点があった。
【０００４】
また第二に，処理ガスの使用量によっては，シャワーヘッドに導入された処理ガスがシャワーヘッド内で十分に拡散されることなく処理ガスの導入部付近に集中してしまうことがある。かかる事態が生じると，処理ガスを均一に供給するというシャワーヘッド本来の機能を果たせない。この問題を解消するために，シャワーヘッド内に広いガス拡散空間を設けたり，処理ガスのバッファ機構を設けたりすることは，処理装置の拡大化や製造コスト面で好ましくない。
【０００５】
本発明は，従来の処理装置が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，処理装置の拡大化やコスト面に影響を与えることなく，処理ガスの被処理体への供給を自在に制御することの可能な新規かつ改良された処理装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，複数のガス供給孔を備えたガス供給装置により処理ガスを処理室内に供給して被処理体を処理する処理装置において，ガス供給装置は１または２以上の遮蔽板により区画される複数のガス拡散室を備え，少なくとも２のガス拡散室間には差圧が形成され，各ガス拡散室にはそれぞれガス供給孔が形成されていることを特徴とする処理装置が提供される。
【０００７】
かかる構成によれば，ガス供給装置は遮蔽板により区画される複数のガス拡散室を備え，少なくとも２のガス拡散室間には差圧が形成されるようにしたので，この差圧を調整することにより，処理ガスや被処理体の種類に応じた柔軟な処理ガスの制御が可能である。また，従来の装置構成に遮蔽板を付加することのみで実現できるため，装置構成の拡大化や製造コストの増大を招くことがない。
【０００８】
また，遮蔽板には調整孔が形成され，少なくとも一のガス拡散室に導入された処理ガスがガス流通孔を介して他のガス拡散室に導入されることにより，ガス拡散室間の差圧が形成されるようにすることができる。調整孔のコンダクタンスを調整することにより容易に差圧を制御することが可能である。
【０００９】
さらに，調整孔の孔径および／または孔数を変化させる調整孔可変機構を備えることが好ましい。かかる構成によれば，調整孔のコンダクタンスを自在に制御することができるので，処理ガスや被処理体の種類に応じて，あるいは，処理の段階ごとに，差圧を適宜変更することが可能である。
【００１０】
また，ガス導入流量の異なる少なくとも２のガス導入系を備え，ガス拡散室にはそれぞれ異なる流量のガスがガス導入系を介して導入されることにより，ガス拡散室間の差圧が形成されるようにすることができる。ガス導入流量を変えることで差圧を調整することができるので，処理ガスや被処理体の種類に応じて，あるいは，処理の段階ごとに，差圧を適宜変更することが可能である。また，複数の処理ガスが用いられる処理にも有効である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる処理装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
本実施の形態にかかる処理装置１０を，図１〜図３を参照しながら説明する。なお，図１は処理装置１０の内部構成を示す説明図であり，図２は処理装置１０に用いられるガス供給手段の一例たるシャワーヘッド１００の断面図であり，図３はシャワーヘッド１００を構成する遮蔽板１３０の平面図である。
【００１３】
処理装置１０は，図１に示したように，処理室１１内に，互いに対向するシャワーヘッド（上部電極）１００及び載置台（下部電極）１２から構成される平行平板型のプラズマ発生装置を備えている。載置台１２には，マッチング回路１３を介して高周波電源１４が接続されている。ガス源１５からの処理ガスは，流量制御装置（マスフローコントローラ）１６を介して処理ガス導入通路（処理ガス導入系）１４０からシャワーヘッド１００へ導入される。処理に用いられた処理ガスは処理室１１から排気系１９より排気される。このように，処理装置１０は，複数のガス供給孔を備えたシャワーヘッド１００により，処理ガスを処理室１１内に供給して，載置台１２上の被処理体の一例たるウェハＷを処理する装置である。そして，処理装置１０は，このシャワーヘッド１００の構成に特徴を有する装置であるため，シャワーヘッド１００につき詳細に説明する。
【００１４】
（シャワーヘッド１００）
シャワーヘッド１００は，図２に示したように，略中央部に処理ガス導入通路１４０が連通されている略円柱形の第１電極板１１０と，第１電極板１１０と所定間隔を隔てて対向する位置に配され，複数のガス供給孔１２０ｈを備えた略円柱形の第２電極板１２０と，第１電極板１１０と第２電極板１２０との間に介挿された遮蔽板１３０とにより主に構成されている。
【００１５】
（遮蔽板１３０）
遮蔽板１３０は，図２に示したように，半径Ｒの略円柱形をしており，底面及び側面に囲まれた空間がガス拡散空間として形成されている。このガス拡散空間は，半径ｒ（ｒは遮蔽板１３０の半径Ｒの２／３程度）の隔壁１３０ａにより，２つのガス拡散室に区画されている。すなわち，ガス拡散空間は，隔壁１３０ａの内側，すなわち，半径ｒの円状の部分（第１ガス拡散室１５０）と，隔壁１３０ａの外側，すなわち，半径ｒと半径Ｒの同心円により囲まれる部分（第２ガス拡散室１６０）の２つの部分に区画されている。処理ガス導入通路１４０は，第１ガス拡散室１５０に連通されている。この点についてはさらに後述する。
【００１６】
遮蔽板１３０の底面には，図３に示した例では，放射状に複数のガス流通孔１３０ｈが貫通して形成されている。このガス流通孔１３０ｈは第２電極板１２０のガス供給孔１２０ｈと連通している。処理ガス導入通路１４０を介してガス拡散空間に導入された処理ガスは，遮蔽板１３０のガス流通孔１３０ｈ，第２電極板のガス供給孔１２０ｈを順次介して，処理室１１内に供給される。なお，ガス流通孔１３０ｈの配置は図３に示した例に限定されず，処理ガスや被処理体の種類に応じて適当な配置とすることができる。
【００１７】
ガス拡散空間を区画する隔壁１３０ａにはガスを流通させるための孔１３０ｂが穿設されており，処理ガス導入通路１４０を介して第１ガス拡散室１５０に導入された処理ガスは，この隔壁１３０ａの孔１３０ｂを介して，第２ガス拡散室１６０へ拡散される。この処理ガスの拡散によりガス拡散室間には差圧が形成される。そして，この隔壁１３０ａの孔径および／または孔数を調節し，そのコンダクタンスを調節することにより，第１ガス拡散室１５０と第２ガス拡散室１６０との間の差圧を調節できる。この隔壁１３０ａの孔径や孔数はシミュレーションや経験等により予め設計の段階で適宜設定される。
【００１８】
また，隔壁１３０ａの孔径および／または孔数を変化させるガス流通孔可変機構を備えるようにしてもよい。かかるガス流通孔可変機構の一例としては，隔壁を円周方向に複数形成し，これら複数の隔壁を相対的に回転させて孔の位置合わせを行うことでコンダクタンスを調節し，ガス拡散室間の差圧を変化させる機構が考えられる。かかるガス流通孔可変機構を備えれば，処理ごとに，あるいは処理の段階ごとに差圧を適宜変更させることが可能である。
【００１９】
処理ガスは，第１ガス拡散室１５０及び第２ガス拡散室１６０で拡散され，ガス拡散室間に所定の差圧が形成された後，第２電極板１２０に穿設されたガス供給孔１２０ｈによりそれぞれシャワー化され，処理室１１に供給される。
【００２０】
本実施の形態では，シャワーヘッド１００は，遮蔽板１３０の隔壁１３０ａにより区画される２のガス拡散室１５０，１６０を備え，隔壁１３０ａに穿設された孔１３０ｂによりガス拡散室間には差圧が形成されるようにしたので，処理ガスやウェハの種類に応じた柔軟な処理ガスの制御が可能である。また，従来の装置構成に遮蔽板１３０を付加することのみで実現できるため，装置構成の拡大化や製造コストの増大を招くことがない。
【００２１】
（第２の実施の形態）
本実施の形態にかかる処理装置２０を，図４〜図６を参照しながら説明する。なお，図４は処理装置２０の内部構成を示す説明図であり，図５は処理装置２０に用いられるガス供給手段の一例たるシャワーヘッド２００の断面図であり，図６はシャワーヘッド２００を構成する遮蔽板２３０の平面図である。
【００２２】
処理装置２０は，図４に示したように，処理室２１内に，互いに対向するシャワーヘッド（上部電極）２００及び載置台（下部電極）２２から構成される平行平板型のプラズマ発生装置を備えている。載置台２２には，マッチング回路２３を介して高周波電源２４が接続されている。ガス源２５からの処理ガスは，流量制御装置（マスフローコントローラ）２６を介して第１処理ガス導入通路（処理ガス導入系）２４０ａからシャワーヘッド２００へ導入されるとともに，流量制御装置（マスフローコントローラ）２７を介して第２処理ガス導入通路（処理ガス導入系）２４０ｂからシャワーヘッド２００へ導入される。処理に用いられた処理ガスは処理室２１から排気系２９より排気される。なお，図中符号２８はコンダクタンスガスケットであり，流量制御装置２６，２７及びコンダクタンスガスケット２８により２の処理ガス導入通路の流量比が決まる。ただし，流量制御装置２６，２７及びコンダクタンスガスケット２８の配置については，図示した配置に限定されない。このように，処理装置２０は，複数のガス供給孔を備えたシャワーヘッド２００により，処理ガスを処理室２１内に供給して，載置台２２上の被処理体の一例たるウェハＷを処理する装置である。そして，処理装置２０は，このシャワーヘッド２００の構成に特徴を有する装置であるため，シャワーヘッド２００につき詳細に説明する。
【００２３】
（シャワーヘッド２００）
上記第１の実施の形態におけるシャワーヘッド１００は，ガス拡散室を区画する遮蔽板１３０に隔壁１３０ａが形成され，第１ガス拡散室１５０に導入された処理ガスが隔壁１３０ａに穿設された孔１３０ｂを介して第２ガス拡散室１６０に導入されることにより，ガス拡散室間の差圧が形成されていた。本実施の形態におけるシャワーヘッド２００は，ガス流量の異なる２の処理ガス導入系を備え，ガス拡散室に異なる流量のガスがこのガス導入系を介して導入されることにより，ガス拡散室間の差圧が形成される場合の一例につき説明する。
【００２４】
シャワーヘッド２００は，図４に示したように，略中央部及びエッジ部付近に処理ガス導入通路（処理ガス導入系）２４０ａ，２４０ｂが連通されている略円柱形の第１電極板２１０と，第１電極板２１０と所定間隔を隔てて対向する位置に配され，複数のガス導入孔２２０ｈを備えた略円柱形の第２電極板２２０と，第２電極板２１０と第２電極板２２０との間に介挿された遮蔽板２３０とにより主に構成されている。
【００２５】
（遮蔽板２３０）
遮蔽板２３０は，図５に示したように，半径Ｒの略円柱から，半径ｒ（ｒは遮蔽板２３０の半径Ｒの約２／３程度）の略同心円柱をくり抜いた略リング形状であり，底面及び側面に囲まれた空間がガス拡散空間として形成されている。このガス拡散空間は，半径ｒの隔壁２３０ａの内側，すなわち，半径ｒの円状の部分（第１ガス拡散室２５０）と，隔壁２３０ａの外側の部分，すなわち，半径ｒと半径Ｒの同心円により囲まれる部分（第２ガス拡散室２６０）の２つの部分に区画されている。
【００２６】
略リング形状の底面には，図６に示した例では，放射状に複数のガス流通孔２３０ｈが貫通して形成されている。このガス流通孔２３０ｈは第２電極板２２０のガス供給孔２２０ｈと連通している。処理ガス導入通路２４０ａを介して第１ガス拡散室２５０に導入された処理ガスは，直接第２電極板のガス供給孔２２０ｈを介して処理室２１内に供給される。また，処理ガス導入通路２４０ｂを介して第２ガス拡散室２６０に導入された処理ガスは，遮蔽板２３０のガス流通孔２３０ｈと，第２電極板２２０のガス供給孔２２０ｈを順次介して，処理室２１内に供給される。なお，ガス流通孔２３０ｈの配置は図６に示した例に限定されず，処理ガスや被処理体の種類に応じて適当な配置とすることができる。
【００２７】
上述のように，上記第１の実施の形態における遮蔽板１３０では，内部に隔壁１３０ａが設けられることにより，遮蔽板１３０の内部が２のガス拡散室に区画されていたが，本実施の形態では，遮蔽板２３０が略リング形状であり，この略リング形状の内側の空間と，遮蔽板２３０の内部とで，２のガス拡散室に区画されている。そして，第１ガス拡散室２５０に連通される第１処理ガス導入通路２４０ａのガス流量と，第２ガス拡散室２６０に連通される第２処理ガス導入通路２４０ｂのガス流量を異なるものとすることにより，ガス拡散室間の差圧が形成される。ガス流量はシミュレーションや経験等により調節される。
【００２８】
処理ガスは，第１ガス拡散室２５０及び第２ガス拡散室２６０で拡散され，ガス拡散室間に所定の差圧が形成された後，第２電極板２２０に穿設されたガス供給孔２２０ｈによりそれぞれシャワー化され，処理室２１に供給される。
【００２９】
本実施の形態では，ガス流量の異なる２の処理ガス導入通路２４０ａ，２４０ｂを備え，ガス拡散室２５０，２６０にはそれぞれ異なる流量のガスが処理ガス導入通路２４０ａ，２４０ｂを介して導入されることにより，ガス拡散室間に差圧が形成されるようにすることができる。ガス導入流量を変えることで差圧を調節することができるので，処理ガスやウェハの種類に応じて，あるいは，処理の段階ごとに，差圧を適宜変更することが可能である。また，複数種類の処理ガスを導入して行われる処理にも有効である。
【００３０】
以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる処理装置の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３１】
例えば，上記実施の形態においては，１の遮蔽板によりガス拡散空間を複数のガス拡散室に区画する場合について説明したが，本発明はこれに限定されず，遮蔽板を２以上備えるようにしてもよい。また，遮蔽板の隔壁の形状を変えることにより，区画されるガス拡散室の数・形状，ガス拡散室間の体積比等も適宜設計可能である。
【００３２】
また，上記実施の形態においては，処理装置は２のガス導入系を備えた場合の一例につき説明したが，本発明はこれに限定されず，３以上のガス導入系を備えるようにしてもよい。
【００３４】
また，第１の実施の形態で用いた遮蔽板の底面の形状を第２の実施の形態で用いてもよく，第２の実施の形態で用いた遮蔽板の底面の形状を第１の実施の形態で用いてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明の処理装置によれば，処理ガスや被処理体の種類に応じた柔軟な処理ガスの制御が可能である。また，従来構成の拡大化や製造コストの増大を招くことがない。
【００３６】
また特に請求項２に記載の処理装置によれば，ガス供給装置のガス流通孔のコンダクタンスを設計後に制御することができるので，処理ガスや被処理体の種類に応じて，あるいは，処理の段階ごとに差圧を適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】処理装置の内部構成の説明図である。
【図２】図１の処理装置に用いられるシャワーヘッドの断面図である。
【図３】図２のシャワーヘッドに用いられる遮蔽板の平面図である。
【図４】他の処理装置の内部構成の説明図である。
【図５】図４の処理装置に用いられるシャワーヘッドの断面図である。
【図６】図５のシャワーヘッドに用いられる遮蔽板の平面図である。
【符号の説明】
１０，２０処理装置
１１，２１処理室
１２，２２載置台（下部電極）
１３，２３マッチング回路
１４，２４高周波電源
１５，２５ガス源
１６，２６，２７流量制御装置（マスフローコントローラ）
２８コンダクタンスガスケット
１００，２００シャワーヘッド（上部電極）
１１０，２１０第１電極板
１２０，２２０第２電極板
１２０ｈ，２２０ｈガス供給孔
１３０，２３０遮蔽板
１３０ａ，２３０ａ隔壁
１３０ｂ孔
１３０ｈ，２３０ｈガス流通孔
１４０処理ガス導入通路（処理ガス導入系）
２４０ａ第１処理ガス導入通路（処理ガス導入系）
２４０ｂ第２処理ガス導入通路（処理ガス導入系）
１５０，２５０第１ガス拡散室
１６０，２６０第２ガス拡散室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
In the dry etching technique, a processing gas is supplied into a processing chamber, and reactive active species are generated by plasma discharge or the like. For this reason, a technique for uniformly supplying a processing gas to an object to be processed such as a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”) in the processing chamber is important. As an example of a technique for uniformly supplying a processing gas to an object to be processed, a shower head-like gas supply mechanism (hereinafter simply referred to as a “shower head”) has been proposed in which processing gas is showered and supplied into a processing chamber. Yes.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, even when the processing apparatus is provided with a shower head and the processing gas is showered, there are the following problems in that the processing gas is uniformly supplied to the object to be processed. First of all, the processing gas tends to become lean in the vicinity of the exhaust portion where the processing gas is exhausted from the processing chamber to the outside. For this reason, even if the processing gas is supplied uniformly from the shower head, the processing gas may not be supplied uniformly to the object to be processed. In other words, the conventional shower head has a structure in which the processing gas introduced into the shower head is simply diffused in the gas diffusion space inside the shower head and is supplied to the processing chamber from a plurality of gas supply holes. Even when the processing gas is uniformly supplied into the room, the processing gas is not uniformly supplied to the object to be processed.
[0004]
Second, depending on the amount of processing gas used, the processing gas introduced into the shower head may concentrate in the vicinity of the processing gas introduction portion without being sufficiently diffused within the shower head. When such a situation occurs, the original function of the shower head for uniformly supplying the processing gas cannot be performed. In order to solve this problem, it is not preferable to provide a wide gas diffusion space in the shower head or to provide a processing gas buffer mechanism in terms of expansion of the processing apparatus and manufacturing cost.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of conventional processing apparatuses, and the object of the present invention is to process gas to be processed without affecting the expansion of the processing apparatus or the cost. The present invention is to provide a new and improved processing apparatus capable of freely controlling the supply of water.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problems, in the processing apparatus by supplying a process gas into the processing chamber by a gas supply apparatus having a multiple gas supply holes to handle object to be processed, the gas supply apparatus 1 or 2 or more shielding plates A processing apparatus comprising a plurality of gas diffusion chambers partitioned by each other, a differential pressure is formed between at least two gas diffusion chambers, and a gas supply hole is formed in each gas diffusion chamber. Provided.
[0007]
According to such a configuration, the gas supply device includes a plurality of gas diffusion chambers partitioned by the shielding plate, and a differential pressure is formed between at least two gas diffusion chambers. Therefore, the differential pressure is adjusted. This makes it possible to control the processing gas flexibly according to the type of processing gas and the object to be processed. Moreover, since it can be realized only by adding a shielding plate to the conventional apparatus configuration, the apparatus configuration is not enlarged and the manufacturing cost is not increased.
[0008]
In addition, an adjustment hole is formed in the shielding plate, and the processing gas introduced into at least one gas diffusion chamber is introduced into another gas diffusion chamber through the gas flow hole, so that a differential pressure between the gas diffusion chambers is obtained. Can be formed. It is possible to easily control the differential pressure by adjusting the conductance of the adjustment hole.
[0009]
Furthermore , it is preferable to provide an adjustment hole variable mechanism that changes the hole diameter and / or the number of holes of the adjustment holes. According to such a configuration, the conductance of the adjustment hole can be freely controlled, so that the differential pressure can be appropriately changed according to the type of the processing gas and the object to be processed or for each processing stage. is there.
[0010]
Further, with the at least two different gas supply system of gas introduction flow rate by different flow rates of gas respectively to the gas diffusion chamber is introduced through the gas introduction system, the differential pressure between the gas diffusion chamber is formed You can make it. Since the differential pressure can be adjusted by changing the gas introduction flow rate, it is possible to appropriately change the differential pressure according to the type of the processing gas and the object to be processed, or for each processing stage. It is also effective for processing using a plurality of processing gases.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a processing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0012]
(First embodiment)
A processing apparatus 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 is an explanatory diagram showing the internal configuration of the processing apparatus 10, FIG. 2 is a sectional view of a shower head 100 as an example of a gas supply means used in the processing apparatus 10, and FIG. It is a top view of the shielding board 130 to do.
[0013]
As shown in FIG. 1, the processing apparatus 10 is provided with a parallel plate type plasma generating apparatus including a shower head (upper electrode) 100 and a mounting table (lower electrode) 12 facing each other in the processing chamber 11. ing. A high frequency power supply 14 is connected to the mounting table 12 via a matching circuit 13. The processing gas from the gas source 15 is introduced into the shower head 100 through a processing gas introduction passage (processing gas introduction system) 140 via a flow rate control device (mass flow controller) 16. The processing gas used for the processing is exhausted from the processing chamber 11 through the exhaust system 19. As described above, the processing apparatus 10 supplies the processing gas into the processing chamber 11 by the shower head 100 having a plurality of gas supply holes, and processes the wafer W as an example of the target object on the mounting table 12. Device. And since the processing apparatus 10 is an apparatus characterized by the structure of this shower head 100, the shower head 100 is demonstrated in detail.
[0014]
(Shower head 100)
As shown in FIG. 2, the shower head 100 is opposed to the first electrode plate 110 having a substantially cylindrical shape in which a processing gas introduction passage 140 is communicated with a substantially central portion with a predetermined interval. And a substantially cylindrical second electrode plate 120 having a plurality of gas supply holes 120h, and a shielding plate 130 interposed between the first electrode plate 110 and the second electrode plate 120. It is mainly composed.
[0015]
(Shielding plate 130)
As shown in FIG. 2, the shielding plate 130 has a substantially cylindrical shape with a radius R, and a space surrounded by a bottom surface and side surfaces is formed as a gas diffusion space. This gas diffusion space is divided into two gas diffusion chambers by a partition wall 130a having a radius r (r is about 2/3 of the radius R of the shielding plate 130). That is, the gas diffusion space is inside the partition wall 130a, that is, a circular portion having a radius r (first gas diffusion chamber 150) and outside the partition wall 130a, that is, a portion surrounded by concentric circles having a radius r and a radius R ( It is divided into two parts of the second gas diffusion chamber 160). The processing gas introduction passage 140 communicates with the first gas diffusion chamber 150. This point will be further described later.
[0016]
In the example shown in FIG. 3, a plurality of gas flow holes 130h are formed through the bottom surface of the shielding plate 130 in a radial manner. The gas circulation hole 130 h communicates with the gas supply hole 120 h of the second electrode plate 120. The processing gas introduced into the gas diffusion space through the processing gas introduction passage 140 is supplied into the processing chamber 11 through the gas flow hole 130h of the shielding plate 130 and the gas supply hole 120h of the second electrode plate in this order. . Note that the arrangement of the gas flow holes 130h is not limited to the example shown in FIG. 3, and can be appropriately arranged according to the type of the processing gas and the object to be processed.
[0017]
The partition wall 130a that partitions the gas diffusion space is provided with a hole 130b through which gas flows, and the processing gas introduced into the first gas diffusion chamber 150 through the processing gas introduction passage 140 is the partition wall 130a. Is diffused into the second gas diffusion chamber 160 through the hole 130b. Due to the diffusion of the processing gas, a differential pressure is formed between the gas diffusion chambers. The differential pressure between the first gas diffusion chamber 150 and the second gas diffusion chamber 160 can be adjusted by adjusting the hole diameter and / or the number of holes of the partition wall 130a and adjusting the conductance thereof. The hole diameter and the number of holes of the partition wall 130a are appropriately set at the design stage in advance by simulation and experience.
[0018]
Moreover, you may make it provide the gas distribution hole variable mechanism which changes the hole diameter and / or the number of holes of the partition 130a. As an example of such a gas flow hole variable mechanism, a plurality of partition walls are formed in the circumferential direction, and the conductance is adjusted by aligning the holes by relatively rotating the plurality of partition walls, so that the space between the gas diffusion chambers is adjusted. A mechanism for changing the differential pressure is conceivable. If such a gas flow hole variable mechanism is provided, it is possible to appropriately change the differential pressure for each process or for each stage of the process.
[0019]
The processing gas is diffused in the first gas diffusion chamber 150 and the second gas diffusion chamber 160, and after a predetermined differential pressure is formed between the gas diffusion chambers, the gas supply hole 120h formed in the second electrode plate 120 is formed. Each is converted into a shower and supplied to the processing chamber 11.
[0020]
In the present embodiment, the shower head 100 includes two gas diffusion chambers 150 and 160 partitioned by the partition wall 130a of the shielding plate 130, and a differential pressure between the gas diffusion chambers by the hole 130b formed in the partition wall 130a. Therefore, flexible processing gas control according to the type of processing gas and wafer is possible. Moreover, since it can implement | achieve only by adding the shielding board 130 to the conventional apparatus structure, the expansion of an apparatus structure and the increase in manufacturing cost are not caused.
[0021]
(Second Embodiment)
The processing apparatus 20 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 is an explanatory diagram showing an internal configuration of the processing apparatus 20, FIG. 5 is a cross-sectional view of a shower head 200 as an example of a gas supply means used in the processing apparatus 20, and FIG. It is a top view of the shielding board 230 to do.
[0022]
As shown in FIG. 4, the processing apparatus 20 includes a parallel plate type plasma generating apparatus including a shower head (upper electrode) 200 and a mounting table (lower electrode) 22 facing each other in the processing chamber 21. ing. A high frequency power source 24 is connected to the mounting table 22 via a matching circuit 23. The processing gas from the gas source 25 is introduced into the shower head 200 from the first processing gas introduction passage (processing gas introduction system) 240a via the flow control device (mass flow controller) 26, and the flow control device (mass flow controller). 27 is introduced into the shower head 200 from the second processing gas introduction passage (processing gas introduction system) 240b. The processing gas used for the processing is exhausted from the processing chamber 21 through the exhaust system 29. Reference numeral 28 in the figure denotes a conductance gasket, and the flow rate ratio of the two processing gas introduction passages is determined by the flow rate control devices 26 and 27 and the conductance gasket 28. However, the arrangement of the flow control devices 26 and 27 and the conductance gasket 28 is not limited to the illustrated arrangement. As described above, the processing apparatus 20 supplies the processing gas into the processing chamber 21 by the shower head 200 having a plurality of gas supply holes, and processes the wafer W as an example of the target object on the mounting table 22. Device. And since the processing apparatus 20 is an apparatus characterized by the structure of this shower head 200, the shower head 200 is demonstrated in detail.
[0023]
(Shower head 200)
In the shower head 100 according to the first embodiment, the partition wall 130a is formed in the shielding plate 130 that partitions the gas diffusion chamber, and the processing gas introduced into the first gas diffusion chamber 150 is a hole formed in the partition wall 130a. By being introduced into the second gas diffusion chamber 160 through 130b, a differential pressure between the gas diffusion chambers was formed. The shower head 200 according to the present embodiment includes two processing gas introduction systems having different gas flow rates. Gases having different flow rates are introduced into the gas diffusion chambers through the gas introduction systems, so that the space between the gas diffusion chambers. An example when a differential pressure is formed will be described.
[0024]
As shown in FIG. 4, the shower head 200 includes a substantially cylindrical first electrode plate 210 in which process gas introduction passages (process gas introduction systems) 240 a and 240 b are communicated with each other in the vicinity of a substantially central portion and an edge portion. A substantially cylindrical second electrode plate 220 having a plurality of gas introduction holes 220h, which is disposed at a position facing the first electrode plate 210 at a predetermined interval, and the second electrode plate 210, the second electrode plate 220, And a shielding plate 230 interposed between the two.
[0025]
(Shielding plate 230)
As shown in FIG. 5, the shielding plate 230 has a substantially ring shape obtained by hollowing out a substantially concentric cylinder having a radius r (r is approximately 2/3 of the radius R of the shielding plate 230) from a substantially cylinder having a radius R. The space surrounded by the bottom and side surfaces is formed as a gas diffusion space. This gas diffusion space is formed by the inner side of the partition wall 230a having the radius r, that is, the circular portion having the radius r (first gas diffusion chamber 250) and the outer portion of the partition wall 230a, that is, the concentric circles having the radius r and the radius R. It is divided into two parts of the enclosed part (second gas diffusion chamber 260).
[0026]
In the example shown in FIG. 6, a plurality of gas flow holes 230h are formed through the bottom surface of the substantially ring shape in a radial manner. The gas circulation hole 230 h communicates with the gas supply hole 220 h of the second electrode plate 220. Process gas introduced into the first gas diffusion space 250 through the processing gas introduction passage 240a is supplied to the processing chamber 21 through the gas supply holes 220h directly the second electrode plate. The processing gas introduced into the second gas diffusion space 260 through the processing gas introduction passage 240b is successively through a gas flow hole 230h of the shield plate 230, the gas supply holes 220 h of the second electrode plate 220, It is supplied into the processing chamber 21. The arrangement of the gas circulation holes 230h is not limited to the example shown in FIG. 6, and can be appropriately arranged according to the type of the processing gas and the object to be processed.
[0027]
As described above, in the shielding plate 130 in the first embodiment, the partition wall 130a is provided inside, so that the inside of the shielding plate 130 is partitioned into two gas diffusion chambers. Then, the shielding plate 230 has a substantially ring shape, and is divided into two gas diffusion chambers by the space inside the substantially ring shape and the inside of the shielding plate 230. The gas flow rate in the first process gas introduction passage 240a communicated with the first gas diffusion chamber 250 and the gas flow rate in the second process gas introduction passage 240b communicated with the second gas diffusion chamber 260 are different. Thus, a differential pressure between the gas diffusion chambers is formed. The gas flow rate is adjusted by simulation and experience.
[0028]
The processing gas is diffused in the first gas diffusion chamber 250 and the second gas diffusion chamber 260, and after a predetermined differential pressure is formed between the gas diffusion chambers, the gas supply hole 220h formed in the second electrode plate 220 is formed. Each is converted into a shower and supplied to the processing chamber 21.
[0029]
In the present embodiment, two processing gas introduction passages 240a and 240b having different gas flow rates are provided, and gases having different flow rates are introduced into the gas diffusion chambers 250 and 260 through the processing gas introduction passages 240a and 240b, respectively. Thus, a differential pressure can be formed between the gas diffusion chambers. Since the differential pressure can be adjusted by changing the gas introduction flow rate, it is possible to appropriately change the differential pressure according to the type of processing gas and wafer, or for each processing stage. It is also effective for processing performed by introducing a plurality of types of processing gases.
[0030]
The preferred embodiments of the processing apparatus according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be obvious to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
[0031]
For example, in the above embodiment, the case where the gas diffusion space is divided into a plurality of gas diffusion chambers by one shielding plate has been described, but the present invention is not limited to this, and two or more shielding plates are provided. Also good. Further, by changing the shape of the partition wall of the shielding plate, the number and shape of the divided gas diffusion chambers, the volume ratio between the gas diffusion chambers, and the like can be appropriately designed.
[0032]
In the above embodiment, the processing apparatus has been described with respect to an example in which two gas introduction systems are provided. However, the present invention is not limited to this and may be provided with three or more gas introduction systems. .
[0034]
The shape of the bottom surface of the shielding plate used in the first embodiment may be used in the second embodiment, and the shape of the bottom surface of the shielding plate used in the second embodiment is the first embodiment. It may be used in the form of
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the processing apparatus of the present invention, it is possible to control the processing gas flexibly according to the type of the processing gas and the object to be processed. Further, the conventional configuration is not enlarged and the manufacturing cost is not increased.
[0036]
In particular, according to the processing apparatus of the second aspect , the conductance of the gas flow hole of the gas supply device can be controlled after the design, so that it depends on the type of the processing gas and the object to be processed, or the processing stage. It is possible to change the differential pressure as appropriate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an internal configuration of a processing apparatus.
FIG. 2 is a sectional view of a shower head used in the processing apparatus of FIG.
3 is a plan view of a shielding plate used in the shower head of FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an internal configuration of another processing apparatus.
5 is a cross-sectional view of a shower head used in the processing apparatus of FIG.
6 is a plan view of a shielding plate used in the shower head of FIG. 5. FIG.
[Explanation of symbols]
10,20 processing equipment
11, 21 treatment room
12, 22 Mounting table (lower electrode)
13,23 Matching circuit
14,24 High frequency power supply
15,25 Gas source
16, 26, 27 Flow control device (mass flow controller)
28 conductance gasket
100, 200 Shower head (upper electrode)
110, 210 First electrode plate
120, 220 Second electrode plate
120h, 220h Gas supply hole
130,23 0 shield
130a, 230a Bulkhead
130b hole
130h, 230h Gas distribution hole
140 Process gas introduction passage (process gas introduction system)
240a First process gas introduction passage (process gas introduction system)
240b Second process gas introduction passage (process gas introduction system)
150,250 First gas diffusion chamber
160,260 Second gas diffusion chamber

Claims

複数のガス供給孔を備えたガス供給装置により処理ガスを処理室内に供給して被処理体を処理する処理装置において：
前記ガス供給装置は、
１または２以上の隔壁によって中心部と１または２以上の周縁部とに区画された空間である複数のガス拡散室を含み、底面に前記ガス供給孔と連通するガス流通孔を有する遮蔽板と、
前記遮蔽板の中央部に位置する第１のガス拡散室と上部から連通するガス導入通路と、
を備え、
前記隔壁は、前記隔壁を貫通し所定の孔径および/または孔数の調整孔が形成され、少なくとも２の前記ガス拡散室間を前記調整孔を介してガスが導入されることにより、前記ガス拡散室間に差圧が形成される、処理装置。In a processing apparatus that supplies a processing gas into a processing chamber by a gas supply apparatus having a plurality of gas supply holes to process an object to be processed:
The gas supply device includes:
A shielding plate including a plurality of gas diffusion chambers which are spaces partitioned by one or two or more partition walls into a central portion and one or more peripheral portions, and having gas flow holes communicating with the gas supply holes on the bottom surface; ,
A gas introduction passage communicating with the first gas diffusion chamber located in the central portion of the shielding plate from the upper part;
With
The partition wall is formed with an adjustment hole having a predetermined hole diameter and / or the number of holes penetrating the partition wall, and gas is introduced between the at least two gas diffusion chambers through the adjustment hole, whereby the gas diffusion A processing device in which a differential pressure is created between the chambers.

前記遮蔽板は、円筒形状の前記隔壁を円周方向に少なくとも２以上設け、２以上設けられた前記隔壁のうち少なくとも１の隔壁が、前記隔壁相互の相対的位置が可変となるように回転可能であることにより形成される調整孔可変機構を有する、請求項１に記載の処理装置。 The shielding plate is provided at least two of said partition wall cylindrical circumferentially, at least one of the partition of the two or more provided with said partition wall, rotatable to the relative position of the partition wall cross is variable The processing apparatus according to claim 1, further comprising an adjustment hole varying mechanism formed by the process.