JP5426647B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、基板処理装置に関し、特に、高周波電源及び処理ガスを供給するガス供給装置に接続されたシャワーヘッドを備える基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing equipment, in particular, it relates to a substrate processing apparatus comprising a shower head connected a gas supply device for supplying a high frequency power supply and the processing gas.
基板としてのウエハWにプラズマ処理、例えば、エッチング処理を施す基板処理装置60として、図6に示す、ウエハWを収容するチャンバ61と、該チャンバ61内に配置されてウエハWを載置する載置台62と、該載置台62に対向して配置され、チャンバ61内に処理ガスを導入する円板状のシャワーヘッド63とを備えるものが知られている。この基板処理装置60では、載置台62及びシャワーヘッド63のそれぞれに高周波電源64,65が接続されており、これらは電極としても機能する。そして、載置台62及びシャワーヘッド63がチャンバ61内に高周波電力を供給して電界を発生させる。該電界は処理ガスからプラズマを発生させ、該プラズマがウエハWにプラズマ処理を施す。
As a
ところで、ウエハWへ均一にプラズマ処理を施すためにはウエハW上のプラズマ密度の分布を均一にする必要があるが、プラズマ密度の分布を均一にするためには、電界の分布を均一にする必要がある。そこで、例えば、基板処理装置60のように、高周波電源65に接続され、且つシャワーヘッド63へ該シャワーヘッド63の中心に関して対称に接続される分岐導波体(給電筒)66を設け、これにより、電界の分布を均一にする基板処理装置60が開発されている(例えば、特許文献1参照。)。
By the way, in order to uniformly perform the plasma processing on the wafer W, it is necessary to make the plasma density distribution on the wafer W uniform. To make the plasma density distribution uniform, the electric field distribution is made uniform. There is a need. Therefore, for example, as in the
また、プラズマ密度の分布はシャワーヘッドから導入される処理ガスの分布にも左右される。そこで、図7に示すように、基板処理装置の電極構造体70において、シャワーヘッド71内に2つに区切られたバッファ室72a,72bを設け、各バッファ室72a,72bに処理ガスを供給するガス供給装置(図示しない)を個別のガス供給系73a,73bを介して接続し、各ガス供給系73a,73bにおける処理ガスの流量を制御することが知られている。この電極構造体70では各バッファ室72a,72bがウエハを収容するチャンバ内と連通し、バッファ室72a,72b内へ供給される処理ガスの流量を制御することによってシャワーヘッド71がチャンバ内へ導入する処理ガスの分布を制御している。
The plasma density distribution also depends on the distribution of the processing gas introduced from the showerhead. Therefore, as shown in FIG. 7, in the
なお、電極構造体70では、各ガス供給系73a,73b及び各バッファ室72a,72bの接続部74a,74bは、シャワーヘッド71の中心に関する同一角度上、すなわち、同一半径方向上に配置されている。
In the
しかしながら、上述した図7の電極構造体70を用いてウエハWにエッチング処理を施した際、ウエハWにおいて微少な異常放電(アーキング)が発生することがあった。具体的には、アーキングが、接続部74a,74bが配置される位置とシャワーヘッド71の中心に関して対称の位置において発生した。アーキングはウエハW上に形成される半導体デバイスの配線や絶縁膜を破壊することがあるため、アーキングの発生を防止する必要がある。
However, when the wafer W is etched using the
本発明の目的は、基板上における異常放電の発生を防止することができる基板処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a substrate processing equipment which can prevent the occurrence of abnormal discharge on substrate.
上記目的を達成するために、請求項1記載の基板処理装置は、円板状の基板を収容する収容室と、該収容室内に配置されて前記基板を載置する第1の電極と、前記載置された基板に対向するように配置され、多数の貫通ガス穴を有し、その内部に空間を有するシャワーヘッドとなる第2の電極とを備えた基板処理装置において、前記第1の電極と前記第2の電極の間に高周波電力を供給する高周波電源と、前記シャワーヘッドの前記空間の中心に形成された中央バッファ室と、前記シャワーヘッド内の前記空間を前記シャワーヘッドの径方向に関して区画する複数の環状隔壁部と、前記中央バッファ室の径方向に前記環状隔壁部により区画して順次形成された環状の空間からなる2つ以上の環状バッファ室と、前記中央バッファ室及び前記2つ以上の環状バッファ室にそれぞれ接続され、各バッファ室に処理ガス及び付加ガスを供給するパイプと、前記パイプを経由する前記処理ガスの分流量を調整する分流量調整装置と、を有し、前記中央バッファ室に接続されたパイプ及び前記2つ以上の環状バッファ室にそれぞれ接続されたパイプは、少なくとも2つに分岐して、各バッファ室の円周上において均等間隔に各接続部を介して接続されており、前記各バッファ室の2つの前記接続部は、それぞれ前記シャワーヘッドの中心に対称的に配置されると共に、一の接続部が、隣接する他の接続部から、前記シャワーヘッドの中心を中心とする回転角度においてそれぞれ等しい角度だけずれるように配置されており、前記処理ガス及び前記付加ガスの混合ガスが前記シャワーヘッドの中心に関して対称的、且つ均一に前記収容室内へ供給されて前記収容室内の処理空間に発生する電界の分布を均一にすることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus according to claim 1 includes a storage chamber for storing a disk-shaped substrate, a first electrode disposed in the storage chamber and mounting the substrate, In the substrate processing apparatus provided with the 2nd electrode used as a shower head which is arranged so as to oppose the indicated substrate, has many penetration gas holes, and has a space in the inside, the first electrode wherein the high frequency power source for supplying high frequency power between the second electrode and the central buffer chamber in which is formed at the center of the space of the shower head, the radial direction of the space the shower head in the shower head and a plurality of annular partition walls for partitioning respect, said central buffer chamber of the radially annular partition wall two or more annular buffer chamber consisting of an annular space, which are sequentially formed by partitioning by, and before Symbol central buffer chamber 2 above More are connected to the annular buffer chamber, and Rupa type to supply processing gas and additional gas in the buffer chamber, before diversion amount adjusting device for the adjustment a flow rate of the process gas passing through the Kipa type If it has the central buffer chamber connected pipes and the two or more annular buffer chamber respectively connected to been pipes is branched into at least two, on the circumference of each buffer chamber are connected via the respective connecting portions to equally spaced, said two of said connecting portions of each buffer chamber, while being centered on the symmetry arranged in each of the shower head, the one connection portion, adjacent They are arranged so as to be shifted from each other by an equal angle at the rotation angle around the center of the shower head from the other connection part, and the mixed gas of the processing gas and the additional gas is in the shower head. Symmetrical, and uniformly supplied to the accommodating chamber, characterized in that a uniform distribution of the electric field generated in the processing space of the housing chamber with respect.
請求項2記載の基板処理装置は、請求項1記載の基板処理装置において、前記シャワーヘッドは、前記収容室内の処理空間側から順に積層された天井電極板、冷却板及び上部電極体によって構成され、該天井電極板、前記冷却板及び前記上部電極体はそれぞれ導電性材料からなることを特徴とする。 The substrate processing apparatus according to claim 2 is the substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the shower head includes a ceiling electrode plate, a cooling plate, and an upper electrode body that are sequentially stacked from the processing space side in the accommodation chamber. The ceiling electrode plate, the cooling plate, and the upper electrode body are each made of a conductive material .
請求項3記載の基板処理装置は、請求項2記載の基板処理装置において、前記冷却板は内部に配置された冷却室及び該冷却室に冷媒を導入する少なくとも2つの冷媒導入部を有し、前記冷媒導入部は前記シャワーヘッドの中心に関して対称的に配置されていることを特徴とする。 The substrate processing apparatus according to claim 3 is the substrate processing apparatus according to claim 2 , wherein the cooling plate has a cooling chamber disposed therein and at least two refrigerant introduction portions for introducing a refrigerant into the cooling chamber, The refrigerant introduction part is arranged symmetrically with respect to the center of the shower head .
請求項4記載の基板処理装置は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の基板処理装置において、前記第1の電極に接続し、高周波電力を供給する高周波電源をさらに備えることを特徴とする。 The substrate processing apparatus according to claim 4, wherein, in the substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, before SL connected to the first electrode, further comprising a high frequency power supply for supplying high-frequency power Features.
請求項5記載の基板処理装置は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の基板処理装置において、前記2つ以上の環状バッファ室は、2つであることを特徴とする。 The substrate processing apparatus 請 Motomeko 5 wherein, in the substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein two or more annular buffer chamber features two der Rukoto.
本発明によれば、基板処理装置が、シャワーヘッドの中心に形成された空間からなる中央バッファ室と、その周縁部に順次形成された2つ以上の環状バッファ室とを有し、中央バッファ室に接続されたパイプ及び2つ以上の環状バッファ室にそれぞれ接続されたパイプは、それぞれ当該バッファ室の円周上において均等間隔に少なくとも2つに分岐して接続されている。また、前記パイプにおける分岐された接続部は、それぞれシャワーヘッドの中心に関して対称的に配置されると共に、前記パイプにおける分岐された複数の接続部からなる全ての接続部に関し、一の接続部が、隣接する他の接続部から、シャワーヘッドの中心を中心とする回転角度においてそれぞれ等しい角度だけずれるように配置されている。これによって、処理ガス及び付加ガスの混合ガスをシャワーヘッドの中心に関して対称的且つ均一に収容室内へ供給して収容室内の処理空間に発生する電界の分布を均一にすることができ、もって、基板上における異常放電を防止することができる。 According to the present invention, the substrate processing apparatus has a central buffer chamber composed of a space formed at the center of the shower head, and two or more annular buffer chambers formed sequentially at the peripheral edge thereof, and the central buffer chamber connected pipes and two or more respective connected pipe in the annular buffer chamber is connected by branches to at least two equally spacing in each on the circumference of the buffer chamber. Further, the branched connection parts in the pipe are arranged symmetrically with respect to the center of the shower head, respectively, and all the connection parts consisting of a plurality of branched connection parts in the pipe, one connection part is It arrange | positions so that it may mutually shift | deviate by an equal angle in the rotation angle centering on the center of a shower head from other adjacent connection parts. As a result, the mixed gas of the processing gas and the additional gas can be supplied to the storage chamber symmetrically and uniformly with respect to the center of the shower head, and the distribution of the electric field generated in the processing space in the storage chamber can be made uniform. Abnormal discharge on the top can be prevented.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。 First, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
図1は、本実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。この基板処理装置は基板としての半導体ウエハにプラズマ処理としてエッチング処理を施すように構成されている。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a substrate processing apparatus according to the present embodiment. This substrate processing apparatus is configured to perform an etching process as a plasma process on a semiconductor wafer as a substrate.
図1において、基板処理装置10は、例えば、直径が300mmである円板状の半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)Wを収容するチャンバ11(収容室)を有し、該チャンバ11内の底面には円柱状のサセプタ支持台12が配置され、該サセプタ支持台12上には円柱状のサセプタ13(載置台)が配置されている。
In FIG. 1, the
サセプタ13の上には、ESC(Electrostatic Chuck)14(載置台)が配置されて
いる。ESC14は、例えば、アルミニウムからなり、ESC14の上面にはアルミナ等のセラミック等が溶射されて溶射皮膜(図示しない)が形成される。該溶射皮膜内には、直流電源15が電気的に接続されている静電電極板16が配される。
An ESC (Electrostatic Chuck) 14 (mounting table) is disposed on the
チャンバ11内に収容されたウエハWは、ESC14の上面(以下、「載置面」という。)に載置される。静電電極板16に直流電源15から正の高直流電圧が印加されると、載置面と接触するウエハWの接触面には負電位が発生して静電電極板16及びウエハWの接触面の間に電位差が生じ、該電位差に起因するクーロン力又はジョンソン・ラーベック力によってウエハWはESC14の載置面に吸着保持される。
The wafer W accommodated in the
ESC14の載置面には、複数の伝熱ガス供給孔17が開口している。これら複数の伝熱ガス供給孔17は、伝熱ガス供給ライン18を介して伝熱ガス供給部(図示しない)に接続され、該伝熱ガス供給部は伝熱ガスとしてのヘリウム(He)ガスを、伝熱ガス供給孔17を介してウエハWの接触面及び載置面の間に供給する。ウエハWの接触面及び載置面の間隙に供給されたヘリウムガスはウエハWの熱をESC14に効果的に伝達する。
A plurality of heat transfer
サセプタ13は、例えば、アルミニウム合金からなり、サセプタ13には下部高周波電源19が下部整合器(Matcher)20を介して接続されており、該下部高周波電源19は
比較的低い周波数の高周波電力をサセプタ13に供給する。これにより、サセプタ13は、後述するシャワーヘッド24及び該サセプタ13の間の空間である処理空間Sに高周波電力を供給する下部電極として機能する。また、下部整合器20は、下部高周波電源19の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとを整合させる。
The
サセプタ支持台12の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒室21が設け
られる。この冷媒室21には、チラーユニット(図示しない)から冷媒用配管22を介して低温の冷媒、例えば、冷却水やガルデン(登録商標)が循環供給される。該低温の冷媒によって冷却されたサセプタ支持台12はESC14を介してウエハWを冷却する。
Inside the susceptor support 12, for example, an
また、ESC14上には円環状のフォーカスリング23が配される。フォーカスリング23は、導電性材料、例えば、シリコンからなり、ESC14の載置面に吸着保持されたウエハWの周りを囲う。また、フォーカスリング23は、処理空間Sに発生したプラズマをウエハWの表面に向けて収束し、エッチング処理の効率を向上させる。
An
チャンバ11の天井部には、ESC14に載置されたウエハWと対向するように円板状のシャワーヘッド24(電極構造体)が配置されている。該シャワーヘッド24は、処理空間S側から順に積層された、天井電極板25、冷却板26及び上部電極支持体27(上部電極体)を有する。上部電極支持体27には給電筒28及び上部整合器29を介して上部高周波電源30が接続されている。該上部高周波電源30は上部電極支持体27に比較的高い周波数の高周波電力を供給する。天井電極板25、冷却板26及び上部電極支持体27は導電性材料、例えば、アルミニウム合金からなるため、上部電極支持体27に供給された高周波電力は冷却板26及び天井電極板25を介して処理空間Sに供給される。すなわち、シャワーヘッド24は処理空間Sに高周波電力を供給する上部電極として機能する。なお、上部整合器29の機能は上述した下部整合器20と同じである。
A disc-shaped shower head 24 (electrode structure) is disposed on the ceiling portion of the
なお、シャワーヘッド24の外周部は円環状の誘電体部材31で覆われており、該誘電体部材31はシャワーヘッド24をチャンバ11の壁部から絶縁する。また、給電筒28の外側は、筐体状の接地導電性部材32で覆われており、接地導電性部材32の上面中央部において給電筒28が貫通している。接地導電性部材32及び給電筒28の間には絶縁性部材33が介在する。
The outer periphery of the
また、シャワーヘッド24において、冷却板26は、該シャワーヘッド24の中心(以下、「シャワーヘッド中心」という。)を中心とする円板状の空間からなる中央バッファ室34と、該中央バッファ室34と同心の円環状の空間からなる周縁バッファ室35とを内部に有し、中央バッファ室34及び周縁バッファ室35は円環状隔壁部材、例えば、Oリング37によって区画されている。さらに、冷却板26及び天井電極板25は、中央バッファ室34及び周縁バッファ室35を処理空間Sと連通させる多数の貫通ガス穴36を有する。
In the
また、シャワーヘッド24では上部電極支持体27に導電性材料、例えば、アルミニウムからなる複数のクランプ38,40(接続部)が配置されている。具体的には、2つのクランプ38が中央バッファ室34に対応する位置に配置され、2つのクランプ40が周縁バッファ室35に対応する位置に配置されている。2つのクランプ38は2つに分岐したパイプからなる中央ガス供給系39と接続され、2つのクランプ40は2つに分岐したパイプからなる周縁ガス供給系41と接続されている。なお、中央ガス供給系39及び周縁ガス供給系41においてそれぞれクランプ38,40に接続される部分、具体的には、接地導電性部材32の内部に存在する部分は、絶縁性材料、具体的には、樹脂からなる。
In the
中央バッファ室34は2つのクランプ38を介して中央ガス供給系39と連通し、周縁バッファ室35は2つのクランプ40を介して周縁ガス供給系41と連通している。なお、中央ガス供給系39及び周縁ガス供給系41は、処理ガス及び付加ガスの混合ガスの中央ガス供給系39及び周縁ガス供給系41のそれぞれへの流量を調整する分流量調整装置42に接続されている。該分流量調整装置42は、処理ガスを供給する処理ガス供給装置及び付加ガスを供給する付加ガス供給装置(ともに図示しない)に接続されている。なお、本実施の形態における処理ガスは、例えば、CF系のガスや酸素ガスが該当し、付加ガ
スは、例えば、アルゴンガスが該当する。
The
シャワーヘッド24では、分流量調整装置42から中央ガス供給系39及び周縁ガス供給系41を介して処理ガスを含む混合ガスが中央バッファ室34及び周縁バッファ室35に導入され、該導入された混合ガスは多数の貫通ガス穴36を介して処理空間Sに導入される。したがって、シャワーヘッド24はガス導入装置として機能する。また、シャワーヘッド24では、冷却板26内に冷媒室(図示しない)が設けられ、該冷媒室内には後述する冷媒導入部43a,43bから導入された冷媒、例えば、冷却水やガルデン(登録商標)が供給される。冷却板26は、中央バッファ室34及び周縁バッファ室35内に導入された混合ガスを冷媒室の冷媒によって冷却する。
In the
本実施の形態では、周縁バッファ室35に対応する貫通ガス穴36から導入される混合ガスは、載置面に載置されたウエハWの周縁部に向けて分布し、中央バッファ室34に対応する貫通ガス穴36から導入される混合ガスは、載置面に載置されたウエハWの中央部に向けて分布する。なお、分流量調整装置42が中央ガス供給系39及び周縁ガス供給系41のそれぞれへ分配する混合ガスの流量を調整することにより、ウエハW上の混合ガスの密度分布を調整することができる。
In the present embodiment, the mixed gas introduced from the through
図2は、図1におけるシャワーヘッド、クランプ、中央ガス供給系及び周縁ガス供給系の位置関係を概略的に示す平面図である。 FIG. 2 is a plan view schematically showing the positional relationship among the shower head, clamp, central gas supply system, and peripheral gas supply system in FIG.
図2において、中央バッファ室34に対応する2つのクランプ38は、シャワーヘッド中心を中心とする円周上において均等間隔、具体的には180°±3°毎に配置されている。一方、中央バッファ室34はシャワーヘッド中心を中心とする円板状の空間からなる。したがって、中央バッファ室34において、混合ガスはシャワーヘッド中心を中心として対称的に導入される。その結果、中央バッファ室34内へ混合ガスを均等に供給することができる。
In FIG. 2, the two
また、周縁バッファ室35に対応する2つのクランプ40も、シャワーヘッド中心を中心とする円周上において均等間隔、具体的には180°±3°毎に配置されており、周縁バッファ室35はシャワーヘッド中心を中心とする円環状の空間からなる。したがって、周縁バッファ室35においても、混合ガスはシャワーヘッド中心を中心として対称的に導入される。その結果、周縁バッファ室35内へ混合ガスを均等に供給することができる。
The two clamps 40 corresponding to the
さらに、シャワーヘッド24では、クランプ38,40の合計数は4であり、シャワーヘッド中心を中心とする回転系において各クランプ38,40は、回転角度で360°/4±3°毎に配置されている。具体的には、隣接するクランプ38,40の間における、シャワーヘッド中心を中心とする回転角度は90°±3°である。これにより、混合ガスを、中央バッファ室34及び周縁バッファ室35を介して処理空間Sへ対称的に導入することができる。したがって、処理空間Sへ導入される混合ガスの分布をより均一にすることができる。
Further, in the
なお、シャワーヘッド24では、クランプ38,40や中央ガス供給系39、周縁ガス供給系41を避けるように、冷媒導入部43a,43b、並びに、測温センサであるPTセンサ44が配置されている。
In the
図1に戻り、基板処理装置10では、サセプタ13にはハイパスフィルタ45が電気的に接続され、該ハイパスフィルタ45は上部高周波電源30からの高周波電力をグランドに通電する。また、シャワーヘッド24にはローパスフィルタ46が電気的に接続され、該ローパスフィルタ46は下部高周波電源19からの高周波電力をグランドに通電する。
Returning to FIG. 1, in the
また、基板処理装置10では、チャンバ11の内側壁とESC14(サセプタ13)の側面とによって、ESC14上方のガスをチャンバ11の外へ排出する流路が形成され、該流路の途中には排気プレート47が配置される。該排気プレート47は多数の孔を有する板状部材であり、処理空間Sにおいて発生するプラズマを捕捉又は反射してプラズマの漏洩を防止する。
In the
この基板処理装置10では、処理空間Sにシャワーヘッド24から混合ガスが導入されてサセプタ13及びシャワーヘッド24から高周波電力が供給されると、処理空間Sにおいて高周波電界が発生し、混合ガス中の処理ガスが励起されてプラズマとなる。該プラズマはウエハWにエッチング処理を施す。
In the
なお、上述した基板処理装置10の各構成部品の動作は、基板処理装置10が備える制御部(図示しない)のCPUがエッチング処理に対応するプログラムに応じて制御する。
The operation of each component of the
本実施の形態に係る基板処理装置10によれば、中央バッファ室34に関し、中央ガス供給系39と接続される2つのクランプ38は、シャワーヘッド中心を中心とする円周上において均等間隔に配置される。また、周縁バッファ室35に関し、周縁ガス供給系41と接続される2つのクランプ40は、シャワーヘッド中心を中心とする円周上において均等間隔に配置される。これにより、中央バッファ室34及び周縁バッファ室35内へ処理ガスを均等に供給することができ、もって、中央バッファ室34及び周縁バッファ室35を介して処理空間Sへ導入される処理ガスの分布を均一にすることができる。また、高周波電力を処理空間Sに供給するシャワーヘッド24の構造をシャワーヘッド中心に関して対称的にすることができ、もって、処理空間Sに発生する電界の分布を均一にすることができる。その結果、ウエハW上に発生するプラズマ密度の分布を均一にすることができ、もって、ウエハW上におけるアーキングの発生を防止することができる。
According to the
上述した基板処理装置10では、合計数が4つのクランプ38,40に関し、各クランプ38,40は、シャワーヘッド中心を中心とする回転角度で90°n±3°毎に配置される。したがって、処理空間Sへ導入される処理ガスの分布をより均一にすることができる。また、シャワーヘッド24の構造をシャワーヘッド中心に関してより対称的にすることができる。
In the
また、上述した基板処理装置10では、4つのクランプ38,40が、上部高周波電源30と接続される上部電極支持体27に配置されるので、高周波電力が供給される上部電極支持体27及び4つのクランプ38,40がなす構造を対称的にすることができ、もって、処理空間Sに発生する電界の分布を確実に均一にすることができる。
In the
さらに、上述した基板処理装置10では、中央ガス供給系39及び周縁ガス供給系41はそれぞれクランプ38,40に接続される部分が樹脂からなるので、上部電極支持体27に供給される高周波電力がクランプ38,40を介して中央ガス供給系39及び周縁ガス供給系41に伝わることがない。したがって、中央ガス供給系39及び周縁ガス供給系41は処理空間Sにおける電界の分布に影響を与えることが無く、もって、処理空間Sに発生する電界の分布をより確実に均一にすることができる。
Furthermore, in the
上述した実施の形態では、2つのクランプが各バッファ室に対応して上部電極支持体27に配置されたが、各バッファ室に対応して配置されるクランプの数は2つに限られず、例えば、3つ以上であってもよい。この場合、各バッファ室に対応するN個のクランプは、シャワーヘッド中心を中心とする円周上において均等間隔、具体的には、360°/N毎に配置される。
In the embodiment described above, two clamps are arranged on the
また、シャワーヘッド24が有するバッファ室の数も2つに限られず、1つ又は3つ以上であってもよい。この場合においても、上部電極支持体27に配置されるクランプの合計数をn個とすると、シャワーヘッド中心を中心とする回転系において各クランプは、回転角度で360°/n±3°毎に配置される。例えば、図3に示すように、シャワーヘッド24が3つのバッファ室を有し、上部電極支持体27において各バッファ室に対応して配置されるクランプの数が2つである場合には、クランプの合計数は6であり、シャワーヘッド中心を中心とする回転系において各クランプは、回転角度で60°±3°毎に配置される。
Further, the number of buffer chambers included in the
また、上述した実施の形態では、冷媒導入部43a,43bはシャワーヘッド中心に関して対称に配置されていないが、上部電極支持体27において2つの冷媒導入部をシャワーヘッド中心に関して対称、具体的には、シャワーヘッド中心を中心とする円周上において均等間隔、例えば、180°±3°毎に配置してもよい。これにより、シャワーヘッド24の構造をシャワーヘッド中心に関してさらに対称的にすることができ、処理空間Sに発生する電界の分布を確実に均一にすることができる。また、その他、上部電極支持体27に配置される複数の構成要素は可能な限り、シャワーヘッド中心に関して対称的に配置するのがよい。
In the above-described embodiment, the
なお、上述した実施の形態において、クランプ等の配置の位置公差として±3°が設定されているが、一般的な機械加工の公差も±3°であるため、上述したクランプ等の配置を実現するために、特別な公差管理は不要であり、もって、シャワーヘッド24の製造コストの上昇を防止することができる。
In the above-described embodiment, ± 3 ° is set as the positional tolerance of the arrangement of clamps, etc. However, since the tolerance of general machining is also ± 3 °, the above-described arrangement of clamps, etc. is realized. Therefore, no special tolerance management is required, and thus the manufacturing cost of the
次に、本発明の実施例を具体的に説明する。 Next, examples of the present invention will be specifically described.
実施例
まず、基板処理装置10においてウエハWにエッチング処理を施した際、ウエハWにおけるアーキングの発生の有無を観測したところ、アーキングの発生は確認されなかった。また、ウエハWの表面における電荷分布を観測したところ、電荷分布は同心円分布となり、円周方向に関して電荷の偏在の発生は確認されなかった。
Example First, when etching was performed on the wafer W in the
また、基板処理装置10においてウエハWの酸化膜にエッチング処理を施し、このときのエッチレートの分布を観測し、該観測結果を図4(B)のグラフに示した。さらに、基板処理装置10においてウエハWのフォトレジスト膜にエッチング処理を施し、このときのエッチレートの分布を観測し、該観測結果を図5(B)のグラフに示した。
Also, the
比較例
まず、図7の電極構造体70を備える基板処理装置(以下、「従来の基板処理装置」という。)においてウエハWにエッチング処理を施した際、ウエハWにおけるアーキングの発生の有無を観測したところ、接続部74a,74bが配置される位置とシャワーヘッド71の中心に関して対称の位置においてアーキングの発生を確認した。また、ウエハWの表面における電荷分布を観測したところ、接続部74a,74bが配置される位置とシャワーヘッド71の中心に関して対称の位置において電荷の偏在の発生を確認した。
Comparative Example First, when etching is performed on the wafer W in a substrate processing apparatus (hereinafter referred to as “conventional substrate processing apparatus”) including the
また、従来の基板処理装置においてウエハWの酸化膜にエッチング処理を施し、このときのエッチレートの分布を観測し、該観測結果を図4(A)のグラフに示した。さらに、従来の基板処理装置においてウエハWのフォトレジスト膜にエッチング処理を施し、このときのエッチレートの分布を観測し、該観測結果を図5(A)のグラフに示した。 Further, an etching process was performed on the oxide film of the wafer W in a conventional substrate processing apparatus, the distribution of the etch rate at this time was observed, and the observation result is shown in the graph of FIG. Further, the photoresist film on the wafer W was etched in a conventional substrate processing apparatus, the distribution of the etch rate at this time was observed, and the observation result is shown in the graph of FIG.
実施例と比較例とを比較すると、比較例ではアーキングが発生し、電荷の偏在も発生した一方、実施例ではアーキングが発生せず、電荷の偏在も発生しなかったことから、実施例では、処理空間Sへ導入される処理ガスの分布が均一となり、且つ処理空間Sに発生した電界の分布も均一になった結果、ウエハW上に発生したプラズマ密度の分布が均一になったことが分かった。 When comparing the example and the comparative example, arcing occurred in the comparative example and uneven distribution of the charge occurred, while arcing did not occur in the example and uneven distribution of the charge did not occur. As a result of the uniform distribution of the processing gas introduced into the processing space S and the uniform distribution of the electric field generated in the processing space S, it is understood that the distribution of the plasma density generated on the wafer W is uniform. It was.
また、図4(A)のグラフ及び図4(B)のグラフを比較し、さらに、図5(A)のグラフ及び図5(B)のグラフを比較した結果、酸化膜のエッチング処理、及びフォトレジスト膜のエッチング処理のいずれにおいても、実施例におけるエッチレートの分布のばらつきが、比較例におけるエッチレートの分布のばらつきよりも小さいことが分かった。ここからも、実施例では、ウエハW上に発生したプラズマ密度の分布が均一になったことが分かった。 Further, the graph of FIG. 4A and the graph of FIG. 4B are compared, and the graph of FIG. 5A and the graph of FIG. In any of the photoresist film etching processes, it was found that the variation in the etch rate distribution in the example was smaller than the variation in the etch rate distribution in the comparative example. Also from this, it was found that in the example, the distribution of the plasma density generated on the wafer W became uniform.
S 処理空間
W ウエハ
10 基板処理装置
11 チャンバ
13 サセプタ
14 ESC
19 下部高周波電源
24 シャワーヘッド
34 中央バッファ室
35 周縁バッファ室
38,40 クランプ
39 中央ガス供給系
41 周縁ガス供給系
S processing
19 Lower high
Claims (5)
前記第1の電極と前記第2の電極の間に高周波電力を供給する高周波電源と、
前記シャワーヘッドの前記空間の中心に形成された中央バッファ室と、
前記シャワーヘッド内の前記空間を前記シャワーヘッドの径方向に関して区画する複数の環状隔壁部と、
前記中央バッファ室の径方向に前記環状隔壁部により区画して順次形成された環状の空間からなる2つ以上の環状バッファ室と、
前記中央バッファ室及び前記2つ以上の環状バッファ室にそれぞれ接続され、各バッファ室に処理ガス及び付加ガスを供給するパイプと、
前記パイプを経由する前記処理ガスの分流量を調整する分流量調整装置と、を有し、
前記中央バッファ室に接続されたパイプ及び前記2つ以上の環状バッファ室にそれぞれ接続されたパイプは、少なくとも2つに分岐して、各バッファ室の円周上において均等間隔に各接続部を介して接続されており、
前記各バッファ室の2つの前記接続部は、それぞれ前記シャワーヘッドの中心に対称的に配置されると共に、一の接続部が、隣接する他の接続部から、前記シャワーヘッドの中心を中心とする回転角度においてそれぞれ等しい角度だけずれるように配置されており、
前記処理ガス及び前記付加ガスの混合ガスが前記シャワーヘッドの中心に関して対称的、且つ均一に前記収容室内へ供給されて前記収容室内の処理空間に発生する電界の分布を均一にすることを特徴とする基板処理装置。 A storage chamber for storing a disk-shaped substrate, a first electrode disposed in the storage chamber and mounting the substrate, and a plurality of through-gas holes disposed to face the previously-described substrate And a second electrode serving as a shower head having a space inside the substrate processing apparatus,
A high frequency power source for supplying high frequency power between the first electrode and the second electrode;
A central buffer chamber in which is formed at the center of the space of the shower head,
A plurality of annular partition walls for partitioning the space in the shower head with respect to the radial direction of the shower head;
And two or more annular buffer chamber consisting of the central buffer chamber the radially annular bulkhead annular space are sequentially formed by sectioning the portion of,
They are connected before Symbol central buffer chamber and the two or more annular buffer chamber, and Rupa type to supply processing gas and additional gas in the buffer chamber,
Before comprises a diverter amount adjusting device for the adjustment a flow rate of the process gas passing through the Kipa type, a,
The central buffer chamber connected pipes and the two or more circular buffers chamber pipes respectively connected is branched into at least two, each of the connection portions to the equal intervals on the circumference of each buffer chamber Connected through
Two of the connecting portions of the respective buffer chambers, while being centered on the symmetry arranged in each of the shower head, the one connecting part, the other connecting portion adjacent the center of the center of the showerhead Are arranged so as to deviate by an equal angle at each rotation angle,
The mixed gas of the processing gas and the additional gas is supplied to the storage chamber symmetrically and uniformly with respect to the center of the shower head , and the distribution of the electric field generated in the processing space in the storage chamber is made uniform. Substrate processing apparatus.
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