JPH11260810A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
基板処理方法および基板処理装置Info
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- JPH11260810A JPH11260810A JP10055420A JP5542098A JPH11260810A JP H11260810 A JPH11260810 A JP H11260810A JP 10055420 A JP10055420 A JP 10055420A JP 5542098 A JP5542098 A JP 5542098A JP H11260810 A JPH11260810 A JP H11260810A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被処理基板に対する反応性ガスの供給位置を
調整して、薄膜形成やエッチング等の基板面内処理状態
の均一性を制御できるようにして、プロセスのマージン
を広げる。 【解決手段】 反応室2内の底部に設けた試料台12に
被処理基板10を静電吸着する。反応室2内の被処理基
板10の周辺に、反応性ガスを被処理基板10の被処理
面に供給する複数のノズル70を、被処理基板10を中
心に点対称に設ける。これらのノズル70をノズル台7
1にそれぞれ取り付ける。ノズル台71は反応室2の底
部から挿入した支持棒80に支持する。反応室2の外部
に設けた駆動機構により、支持棒80を反応室2に対し
て進退させることにより、ノズル70を上下移動して被
処理基板10に対するノズル70の高さを調整できるよ
うにする。
調整して、薄膜形成やエッチング等の基板面内処理状態
の均一性を制御できるようにして、プロセスのマージン
を広げる。 【解決手段】 反応室2内の底部に設けた試料台12に
被処理基板10を静電吸着する。反応室2内の被処理基
板10の周辺に、反応性ガスを被処理基板10の被処理
面に供給する複数のノズル70を、被処理基板10を中
心に点対称に設ける。これらのノズル70をノズル台7
1にそれぞれ取り付ける。ノズル台71は反応室2の底
部から挿入した支持棒80に支持する。反応室2の外部
に設けた駆動機構により、支持棒80を反応室2に対し
て進退させることにより、ノズル70を上下移動して被
処理基板10に対するノズル70の高さを調整できるよ
うにする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、反応室内に搬送さ
れたシリコンウェーハやガラス基板等の被処理基板の被
処理面に薄膜を形成したり、薄模をエッチングしたり、
あるいはアッシングしたりする基板処理方法および装置
に関する。
れたシリコンウェーハやガラス基板等の被処理基板の被
処理面に薄膜を形成したり、薄模をエッチングしたり、
あるいはアッシングしたりする基板処理方法および装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、プラズマCVDやプラズマエッチ
ング、プラズマアッシングなどのプラズマを利用する半
導体製造装置の開発が盛んに進められている。これらの
装置のプラズマ源としては、プラズマ部と電極が容量的
に結合した容量結合型と、プラズマ部とアンテナが主に
誘導的に結合した誘導結合型などがある。容量結合型で
はプラズマ発生空間とウェーハの置かれた反応室が近い
ため、上部に設けた多数の開口から基板に向けてシャワ
ー状にガスを噴出させることが行われており、これで膜
の均一性が確保できる。
ング、プラズマアッシングなどのプラズマを利用する半
導体製造装置の開発が盛んに進められている。これらの
装置のプラズマ源としては、プラズマ部と電極が容量的
に結合した容量結合型と、プラズマ部とアンテナが主に
誘導的に結合した誘導結合型などがある。容量結合型で
はプラズマ発生空間とウェーハの置かれた反応室が近い
ため、上部に設けた多数の開口から基板に向けてシャワ
ー状にガスを噴出させることが行われており、これで膜
の均一性が確保できる。
【0003】これに対して誘導結合型では放電室に巻か
れたコイル等のアンテナから高周波を供給して高密度プ
ラズマを発生させ、プラズマ発生空間である放電室から
離れた反応室に置かれた基板にプラズマを輸送しなけれ
ばならないため、上部からガスを噴出させたのでは膜の
均一性が確保できない。そこで基板の周囲から基板と平
行にガスを噴出させることが行われている。前記誘導結
合型は高密度プラズマを発生させる方法として注目され
ているうえ、反応室内の圧力も1mTorr〜10mTorr
と、容量結合型(1Torr〜10Torr)より3桁も低くす
ることができるので、微細パターンの形成、特に溝の内
側に成膜したり、溝の内側をエッチングしたりする装置
に好適である。
れたコイル等のアンテナから高周波を供給して高密度プ
ラズマを発生させ、プラズマ発生空間である放電室から
離れた反応室に置かれた基板にプラズマを輸送しなけれ
ばならないため、上部からガスを噴出させたのでは膜の
均一性が確保できない。そこで基板の周囲から基板と平
行にガスを噴出させることが行われている。前記誘導結
合型は高密度プラズマを発生させる方法として注目され
ているうえ、反応室内の圧力も1mTorr〜10mTorr
と、容量結合型(1Torr〜10Torr)より3桁も低くす
ることができるので、微細パターンの形成、特に溝の内
側に成膜したり、溝の内側をエッチングしたりする装置
に好適である。
【0004】図24を用いて前記した誘導結合型装置の
一例を説明する。本装置は被処理基板10にバイアスを
かける高密度型プラズマCVD装置と呼ばれているもの
である。同図において、反応室2は導電性の反応容器1
と蓋9をした誘電体の円筒窓3とによって気密構造に形
成されており、反応室2の底部に試料台12が絶縁ブロ
ック13を介して設置されている。円筒窓3の外周には
誘導コイル4が巻回され、この誘導コイル4に高周波電
源6が出力する高周波電力を整合器7を介して供給され
る。誘導コイル4の形状は被処理基板10の処理の仕方
によって適切に選択される。反応室2の底部に設けられ
た試料台12には、被処理基板10にバイアスをかけて
放電室5で発生したプラズマ中の荷電粒子を被処理基板
10側に引き込むために、整合器14を介して高周波電
源15が出力する高周波電力を供給可能となっている。
一例を説明する。本装置は被処理基板10にバイアスを
かける高密度型プラズマCVD装置と呼ばれているもの
である。同図において、反応室2は導電性の反応容器1
と蓋9をした誘電体の円筒窓3とによって気密構造に形
成されており、反応室2の底部に試料台12が絶縁ブロ
ック13を介して設置されている。円筒窓3の外周には
誘導コイル4が巻回され、この誘導コイル4に高周波電
源6が出力する高周波電力を整合器7を介して供給され
る。誘導コイル4の形状は被処理基板10の処理の仕方
によって適切に選択される。反応室2の底部に設けられ
た試料台12には、被処理基板10にバイアスをかけて
放電室5で発生したプラズマ中の荷電粒子を被処理基板
10側に引き込むために、整合器14を介して高周波電
源15が出力する高周波電力を供給可能となっている。
【0005】反応室2を排気ポンプ(図示省略)で排気
した後、反応室2内の試料台12へ被処理基板10を搬
送し、反応性ガスを試料台12の周辺に設けられたノズ
ル70から供給し、反応室2内を圧力制御装置(図示省
略)で所定の圧力に保持した状態で誘導コイル4に高周
波電源6が出力する高周波電力を整合器7を介して供給
する。誘導コイル4が反応室2内部に生成する交番電磁
界によって生成されるプラズマ11によって試料台12
上の被処理基板10上に薄膜を形成する。このとき試料
台12に高周波電源15が出力する高周波電力を整合器
14を介して供給し、被処理基板10にバイアス電圧を
かけながら薄膜を形成する。
した後、反応室2内の試料台12へ被処理基板10を搬
送し、反応性ガスを試料台12の周辺に設けられたノズ
ル70から供給し、反応室2内を圧力制御装置(図示省
略)で所定の圧力に保持した状態で誘導コイル4に高周
波電源6が出力する高周波電力を整合器7を介して供給
する。誘導コイル4が反応室2内部に生成する交番電磁
界によって生成されるプラズマ11によって試料台12
上の被処理基板10上に薄膜を形成する。このとき試料
台12に高周波電源15が出力する高周波電力を整合器
14を介して供給し、被処理基板10にバイアス電圧を
かけながら薄膜を形成する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図24に示す高密度型
のプラズマCVD装置では、被処理基板10を均一に処
理すること、つまり基板面内で均一な成膜速度分布を得
ることは、生産性の観点から非常に重要なことであり、
反応室2内部の圧力や供給する反応性ガス量や誘導コイ
ル4に印加する高周波電力の大きさなど、基板処理条件
を変更しても、基板面内の成膜速度分布が変わらないこ
とが望まれる。しかし高密度型プラズマCVD装置のよ
うにプラズマ生成の空間を広く取る構造の装置では、被
処理基板10に形成する薄膜の成膜速度の面内分布は、
圧力、ガス量、高周波電力の大きさなどの基板処理条件
で変わるため、これらの基板処理条件を変更すると、成
膜速度の均一性を一定の範囲に保つのは非常に困難であ
る。このことは成膜に限らず、エッチングやアッシング
についてもいえる。
のプラズマCVD装置では、被処理基板10を均一に処
理すること、つまり基板面内で均一な成膜速度分布を得
ることは、生産性の観点から非常に重要なことであり、
反応室2内部の圧力や供給する反応性ガス量や誘導コイ
ル4に印加する高周波電力の大きさなど、基板処理条件
を変更しても、基板面内の成膜速度分布が変わらないこ
とが望まれる。しかし高密度型プラズマCVD装置のよ
うにプラズマ生成の空間を広く取る構造の装置では、被
処理基板10に形成する薄膜の成膜速度の面内分布は、
圧力、ガス量、高周波電力の大きさなどの基板処理条件
で変わるため、これらの基板処理条件を変更すると、成
膜速度の均一性を一定の範囲に保つのは非常に困難であ
る。このことは成膜に限らず、エッチングやアッシング
についてもいえる。
【0007】本発明の課題は、基板処理条件を変更して
も成膜速度の均一性を制御することが可能なパラメータ
を導入することによって上述した従来技術の問題点を解
消し、薄膜形成やエッチング等の処理状態の均一性が得
られ、プロセスのマージンを広げることが可能な基板処
理方法および基板処理装置を提供することにある。
も成膜速度の均一性を制御することが可能なパラメータ
を導入することによって上述した従来技術の問題点を解
消し、薄膜形成やエッチング等の処理状態の均一性が得
られ、プロセスのマージンを広げることが可能な基板処
理方法および基板処理装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、被処理基
板の周辺に設けた複数のガス供給口から前記被処理基板
の中心に向けて反応性ガスを供給して前記被処理基板を
処理するに際し、前記複数のガス供給口から供給される
前記被処理基板に対する前記反応性ガスの供給位置を調
整して、前記複数のガス供給口から供給される反応性ガ
スによる前記被処理基板の処理速度が前記被処理基板面
内で均一になるようにしたことを特徴とする基板処理方
法である。ここで反応性ガスの供給方式は、被処理基板
の上方から流す方式ではなく、被処理基板の周辺から流
す方式である。また、被処理基板の処理とは薄膜形成、
エッチング、アッシングなどの成形加工処理をいう。複
数のガス供給口から供給される反応性ガスは、被処理基
板の被処理面に対して平行に流すことが好ましい。ガス
供給口は一般的にはノズルで構成する。したがって反応
性ガスの供給位置はノズル位置の調整で行う。また、被
処理基板を処理するに際して、実際に処理する被処理基
板に先立ってパイロット基板を流し、そのパイロット基
板の処理状態から反応性ガスの供給位置を調整するよう
にする。
板の周辺に設けた複数のガス供給口から前記被処理基板
の中心に向けて反応性ガスを供給して前記被処理基板を
処理するに際し、前記複数のガス供給口から供給される
前記被処理基板に対する前記反応性ガスの供給位置を調
整して、前記複数のガス供給口から供給される反応性ガ
スによる前記被処理基板の処理速度が前記被処理基板面
内で均一になるようにしたことを特徴とする基板処理方
法である。ここで反応性ガスの供給方式は、被処理基板
の上方から流す方式ではなく、被処理基板の周辺から流
す方式である。また、被処理基板の処理とは薄膜形成、
エッチング、アッシングなどの成形加工処理をいう。複
数のガス供給口から供給される反応性ガスは、被処理基
板の被処理面に対して平行に流すことが好ましい。ガス
供給口は一般的にはノズルで構成する。したがって反応
性ガスの供給位置はノズル位置の調整で行う。また、被
処理基板を処理するに際して、実際に処理する被処理基
板に先立ってパイロット基板を流し、そのパイロット基
板の処理状態から反応性ガスの供給位置を調整するよう
にする。
【0009】前記基板の処理速度例えば薄膜形成速度
は、図18に示すように、ガス供給口の取付けの高さを
可変とすることにより制御可能である。被処理基板の被
処理面に対してガス供給口の位置が低いときは下に凸に
なり、逆にガス供給口位置が高いときは上に凸になる。
これらの中間ではM形分布になる。したがって被処理基
板に対するガス供給口の位置を調整することにより、薄
膜形成やエッチングなどの処理状態の均一性を制御でき
る。
は、図18に示すように、ガス供給口の取付けの高さを
可変とすることにより制御可能である。被処理基板の被
処理面に対してガス供給口の位置が低いときは下に凸に
なり、逆にガス供給口位置が高いときは上に凸になる。
これらの中間ではM形分布になる。したがって被処理基
板に対するガス供給口の位置を調整することにより、薄
膜形成やエッチングなどの処理状態の均一性を制御でき
る。
【0010】第2の発明は、反応性ガスを供給するガス
供給口を反応室内に移動可能に設けて、前記ガス供給口
の位置を可変とした基板処理装置である。基板処理速度
の均一性を大きく変化させることが可能なパラメータで
あるガス供給口の位置を可変とすることにより基板処理
状態の面内均一性が得られる。
供給口を反応室内に移動可能に設けて、前記ガス供給口
の位置を可変とした基板処理装置である。基板処理速度
の均一性を大きく変化させることが可能なパラメータで
あるガス供給口の位置を可変とすることにより基板処理
状態の面内均一性が得られる。
【0011】第3の発明は、被処理基板の周辺から前記
被処理基板の中心に向けて反応性ガスを供給する複数の
ガス供給口を備えた反応室に、前記ガス供給口を前記被
処理基板の被処理面に対して上下方向に移動して、前記
被処理基板に対する前記反応性ガスの供給位置を変える
駆動機構を設けた基板処理装置である。駆動機構はモー
タやシリンダで構成することができるが、これらによる
汚染から反応室を守るために反応室の外部に設けること
が好ましい。複数のガス供給口は点対称に備えることが
好ましく、またその点対称位置を崩さないように、被処
理面に対して垂直方向に精度よく移動することが好まし
い。
被処理基板の中心に向けて反応性ガスを供給する複数の
ガス供給口を備えた反応室に、前記ガス供給口を前記被
処理基板の被処理面に対して上下方向に移動して、前記
被処理基板に対する前記反応性ガスの供給位置を変える
駆動機構を設けた基板処理装置である。駆動機構はモー
タやシリンダで構成することができるが、これらによる
汚染から反応室を守るために反応室の外部に設けること
が好ましい。複数のガス供給口は点対称に備えることが
好ましく、またその点対称位置を崩さないように、被処
理面に対して垂直方向に精度よく移動することが好まし
い。
【0012】被処理基板の面内処理速度分布が上に凸に
なるときは、駆動機構を動かしてガス供給口の位置を低
くなる方向に移動して、被処理基板の面内処理速度分布
が下に凸になる方向の修正を行う。反対に面内処理速度
が下に凸になるときは、駆動機構を動かしてガス供給口
の位置を高くなる方向に移動して、被処理基板の面内処
理速度分布が上に凸になる方向の修正を行う。このよう
な修正を行えば基板処理条件の変更によって被処理基板
面内での処理速度分布に差が生じても、その処理速度分
布の差を解消することができ、被処理基板面内の処理状
態を均一にできる。また、ガス供給口の高さを移動可能
にすると、被処理基板の処理状態の均一性を制御できる
ので、ガス供給口の高さを固定したものに比べて、プロ
セスのマージンを広げることができる。
なるときは、駆動機構を動かしてガス供給口の位置を低
くなる方向に移動して、被処理基板の面内処理速度分布
が下に凸になる方向の修正を行う。反対に面内処理速度
が下に凸になるときは、駆動機構を動かしてガス供給口
の位置を高くなる方向に移動して、被処理基板の面内処
理速度分布が上に凸になる方向の修正を行う。このよう
な修正を行えば基板処理条件の変更によって被処理基板
面内での処理速度分布に差が生じても、その処理速度分
布の差を解消することができ、被処理基板面内の処理状
態を均一にできる。また、ガス供給口の高さを移動可能
にすると、被処理基板の処理状態の均一性を制御できる
ので、ガス供給口の高さを固定したものに比べて、プロ
セスのマージンを広げることができる。
【0013】第4の発明は、第2または第3の発明にお
いて、前記反応室に反応性ガスを供給する複数のガス供
給口が被処理基板の周辺に同一円周上に配置され、且つ
前記複数のガス供給口が環状の連結体に一体的に取付け
られている基板処理装置である。複数のガス供給口を同
一円周上に配置するのは、複数のガス供給口の点対称位
置を正確に出せるようにするためである。環状の連結体
は、ガス供給口を被処理基板の周辺に配置するために、
被処理基板の径よりも内径を大きくする必要がある。ガ
ス供給口は連結体と一体で構成してもよいが、別体とし
てもよい。別体とするときは溶着などによって取り付け
るとよい。環状の連結体は閉じていることが好ましい
が、開いていてもよい。
いて、前記反応室に反応性ガスを供給する複数のガス供
給口が被処理基板の周辺に同一円周上に配置され、且つ
前記複数のガス供給口が環状の連結体に一体的に取付け
られている基板処理装置である。複数のガス供給口を同
一円周上に配置するのは、複数のガス供給口の点対称位
置を正確に出せるようにするためである。環状の連結体
は、ガス供給口を被処理基板の周辺に配置するために、
被処理基板の径よりも内径を大きくする必要がある。ガ
ス供給口は連結体と一体で構成してもよいが、別体とし
てもよい。別体とするときは溶着などによって取り付け
るとよい。環状の連結体は閉じていることが好ましい
が、開いていてもよい。
【0014】被処理基板の周辺に同一円周上に配置され
た複数の供給口から反応性ガスが供給されると、基板面
内の処理速度をより均一にすることができる。また複数
のガス供給口が連結体に一体的に取り付けられているの
で、駆動機構を動かすことにより、複数のガス供給口の
供給位置を一括して変更することができる。
た複数の供給口から反応性ガスが供給されると、基板面
内の処理速度をより均一にすることができる。また複数
のガス供給口が連結体に一体的に取り付けられているの
で、駆動機構を動かすことにより、複数のガス供給口の
供給位置を一括して変更することができる。
【0015】第5の発明は、第4の発明において、前記
環状連結体の内部を中空にして共通のバッファ室を設
け、前記バッファ室と連通するように前記複数のガス供
給口を前記環状連結体に一体的に取り付けた基板処理装
置である。ガス供給口はバッファ室から突設するように
設けるとよい。反応室内に導入された反応性ガスは、一
旦共通のバッファ室に蓄えられた後、各ガス供給口から
供給されるので、各ガス供給口から供給される反応性ガ
スの供給量が等しくなる。
環状連結体の内部を中空にして共通のバッファ室を設
け、前記バッファ室と連通するように前記複数のガス供
給口を前記環状連結体に一体的に取り付けた基板処理装
置である。ガス供給口はバッファ室から突設するように
設けるとよい。反応室内に導入された反応性ガスは、一
旦共通のバッファ室に蓄えられた後、各ガス供給口から
供給されるので、各ガス供給口から供給される反応性ガ
スの供給量が等しくなる。
【0016】第6の発明は、第5の発明において、前記
バッファ室が区画形成されて複数個設けられ、互いに反
応しやすい反応性ガスを各々独立に前記バッファ室まで
導入することを可能とした基板処理装置である。複数の
バッファ室を設けるには、バッファ室を構成する環状連
結体を別個に作るようにしてもよいし、1つの環状連結
体のバッファ室を仕切るようにしてもよい。区画形成さ
れた複数のバッファ室を設けたので、互いに反応しやす
い反応性ガスを混合させないで反応室内に導入できる。
バッファ室が区画形成されて複数個設けられ、互いに反
応しやすい反応性ガスを各々独立に前記バッファ室まで
導入することを可能とした基板処理装置である。複数の
バッファ室を設けるには、バッファ室を構成する環状連
結体を別個に作るようにしてもよいし、1つの環状連結
体のバッファ室を仕切るようにしてもよい。区画形成さ
れた複数のバッファ室を設けたので、互いに反応しやす
い反応性ガスを混合させないで反応室内に導入できる。
【0017】第7の発明は、第6の発明において、前記
複数のバッファ室を上下に重ねて設けた基板処理装置で
ある。複数の環状バッファ室の径を同じにして、それら
の中心点を合せることが好ましい。複数のバッファ室を
上下に重ねるようにすると、バッファ室が複数あって
も、反応室の径方向の大きさは大きくならない。
複数のバッファ室を上下に重ねて設けた基板処理装置で
ある。複数の環状バッファ室の径を同じにして、それら
の中心点を合せることが好ましい。複数のバッファ室を
上下に重ねるようにすると、バッファ室が複数あって
も、反応室の径方向の大きさは大きくならない。
【0018】第8の発明は、第6の発明において、前記
複数のバッファ室が同心円状に設けられた基板処理装置
である。複数のバッファ室は同一水平面内に配置するこ
とが好ましい。バッファ室を同心円状に複数配置する
と、バッファ室を複数配置しても、反応室の高さが高く
ならない。
複数のバッファ室が同心円状に設けられた基板処理装置
である。複数のバッファ室は同一水平面内に配置するこ
とが好ましい。バッファ室を同心円状に複数配置する
と、バッファ室を複数配置しても、反応室の高さが高く
ならない。
【0019】特に第2から第8の発明において、前記ガ
ス供給口を交換できるよう着脱可能にすることが好まし
い。ガス供給口の着脱可能手段は、連結体に螺着した
り、連結体に設けたガス供給口の外側に装着したりして
行う。ガス供給口を着脱可能にすると、ガス供給口がプ
ラズマ等でダメージを受けて消耗しても、ガス供給口を
取り付けている取付部を含む全体を交換することなく、
ガス供給口のみを容易に交換できる。
ス供給口を交換できるよう着脱可能にすることが好まし
い。ガス供給口の着脱可能手段は、連結体に螺着した
り、連結体に設けたガス供給口の外側に装着したりして
行う。ガス供給口を着脱可能にすると、ガス供給口がプ
ラズマ等でダメージを受けて消耗しても、ガス供給口を
取り付けている取付部を含む全体を交換することなく、
ガス供給口のみを容易に交換できる。
【0020】この場合において、着脱可能な前記ガス供
給口の材質は一般的に用いられているセラミックス、石
英あるいはアルミとすることが経済的に好ましい。セラ
ミックス、石英あるいはアルミは耐クリーニングガス特
性をもつので、ガス供給口として好適である。通常クリ
ーニングガスにはC2 F6 またはCF4 またはNF3、
あるいはそれらのガスとO2 との混合ガスを用いる。
給口の材質は一般的に用いられているセラミックス、石
英あるいはアルミとすることが経済的に好ましい。セラ
ミックス、石英あるいはアルミは耐クリーニングガス特
性をもつので、ガス供給口として好適である。通常クリ
ーニングガスにはC2 F6 またはCF4 またはNF3、
あるいはそれらのガスとO2 との混合ガスを用いる。
【0021】第9の発明は、第5〜第8の発明におい
て、バッファ室に取り付けた複数のガス供給口の取付角
度が被処理基板の被処理面と平行な面に対して、平行
(0度)、上向き、または下向きに取り付けられている
基板処理装置である。ガス供給口の上下移動が特に制約
されていないときは平行、上方向の移動が制約されてい
るときは上向き、下方向の移動が制約されているときは
下向きに取り付けるとよい。上向き、下向きの取付け角
度は制約の状況に応じて決める。反応室の構造上、ガス
供給口の上下移動が制約されても、バッファ室に対する
複数のガス供給口の取付角度を変えることにより、ガス
供給口を上下移動させた場合と実質的に等価な効果を得
ることができる。
て、バッファ室に取り付けた複数のガス供給口の取付角
度が被処理基板の被処理面と平行な面に対して、平行
(0度)、上向き、または下向きに取り付けられている
基板処理装置である。ガス供給口の上下移動が特に制約
されていないときは平行、上方向の移動が制約されてい
るときは上向き、下方向の移動が制約されているときは
下向きに取り付けるとよい。上向き、下向きの取付け角
度は制約の状況に応じて決める。反応室の構造上、ガス
供給口の上下移動が制約されても、バッファ室に対する
複数のガス供給口の取付角度を変えることにより、ガス
供給口を上下移動させた場合と実質的に等価な効果を得
ることができる。
【0022】第10の発明は、第5〜第9の発明におい
て、前記環状のバッファ室の内周面にオリフィスを設け
て前記ガス供給口とした基板処理装置である。オリフィ
スは環状のバッファ室の内周面側に設けるとよい。バッ
ファ室にオリフィスを設けてガス供給口にすると、ガス
供給口を突設する必要がなくなる。
て、前記環状のバッファ室の内周面にオリフィスを設け
て前記ガス供給口とした基板処理装置である。オリフィ
スは環状のバッファ室の内周面側に設けるとよい。バッ
ファ室にオリフィスを設けてガス供給口にすると、ガス
供給口を突設する必要がなくなる。
【0023】第11の発明は、第5〜第10の発明にお
いて、前記複数のガス供給口を設けた前記バッファ室を
前記反応室を構成する反応容器と電気的に絶縁し、前記
バッファ室に高周波電源を接続し、プラズマを利用した
反応室のクリーニング時において前記バッファ室に高周
波電力を印加するように構成した基板処理装置である。
反応室をプラズマクリー二ングする際、プラズマに晒さ
れるバッファ室及びバッファ室に取り付けられたガス供
給口に高周波電力を印加すると、反応室のクリーニング
効率を高めることができる。
いて、前記複数のガス供給口を設けた前記バッファ室を
前記反応室を構成する反応容器と電気的に絶縁し、前記
バッファ室に高周波電源を接続し、プラズマを利用した
反応室のクリーニング時において前記バッファ室に高周
波電力を印加するように構成した基板処理装置である。
反応室をプラズマクリー二ングする際、プラズマに晒さ
れるバッファ室及びバッファ室に取り付けられたガス供
給口に高周波電力を印加すると、反応室のクリーニング
効率を高めることができる。
【0024】第12の発明は、第3〜第11の発明にお
いて、前記駆動機構を前記反応室外に設け、前記反応室
内に進退自在に挿入した支持棒を介して前記ガス供給口
を上下方向に移動するようにした基板処理装置である。
支持棒の先端にガス供給口を設けた環状連結体を取り付
け、支持棒の基端に駆動機構を取り付けるとよい。支持
棒は環状連結体に一体的に取り付ける。反応室内に支持
棒を進退自在に挿入して、この支持棒を介して外部から
ガス供給口を上下移動することができる。
いて、前記駆動機構を前記反応室外に設け、前記反応室
内に進退自在に挿入した支持棒を介して前記ガス供給口
を上下方向に移動するようにした基板処理装置である。
支持棒の先端にガス供給口を設けた環状連結体を取り付
け、支持棒の基端に駆動機構を取り付けるとよい。支持
棒は環状連結体に一体的に取り付ける。反応室内に支持
棒を進退自在に挿入して、この支持棒を介して外部から
ガス供給口を上下移動することができる。
【0025】第13の発明は、第12の発明において、
前記支持棒を中空にして、前記ガス供給口に反応性ガス
を供給するためのガス配管と兼用させた基板処理装置で
ある。中空な支持棒はパイプで構成するとよい。支持棒
を中空にしてガス配管と兼用すると、専用のガス配管を
設けることなく、支持棒の中空部から反応性ガスを導入
してガス供給口から反応室内部に供給できる。
前記支持棒を中空にして、前記ガス供給口に反応性ガス
を供給するためのガス配管と兼用させた基板処理装置で
ある。中空な支持棒はパイプで構成するとよい。支持棒
を中空にしてガス配管と兼用すると、専用のガス配管を
設けることなく、支持棒の中空部から反応性ガスを導入
してガス供給口から反応室内部に供給できる。
【0026】第14の発明は、第3〜第13の発明にお
いて、前記被処理基板の被処理面の上方向から前記被処
理基板の被処理面に向けて反応性ガスを供給する上部ガ
ス供給口を前記反応室に設けた基板処理装置である。上
部ガス供給口は1個または複数個設ける。1個の場合は
被処理基板の中心線上に設け、複数個の場合には前記中
心線上及び同心円状に設けるとよい。
いて、前記被処理基板の被処理面の上方向から前記被処
理基板の被処理面に向けて反応性ガスを供給する上部ガ
ス供給口を前記反応室に設けた基板処理装置である。上
部ガス供給口は1個または複数個設ける。1個の場合は
被処理基板の中心線上に設け、複数個の場合には前記中
心線上及び同心円状に設けるとよい。
【0027】被処理基板の周辺方向に設けたガス供給口
から反応性ガスを供給し、被処理基板の処理を行うと処
理速度の面内均一性は同心円状に分布し、被処理基板面
内で所要の基板処理状態の均一性が得られないことがあ
る。その場合は、基板周辺に設けたガス供給口の位置を
敢えて下方に移動することにより基板処理速度分布を下
に凸とする一方、基板処理速度分布を上に凸にするため
に反応性ガスを反応室上部に設けた上部ガス供給口から
も供給するようにすると、ガス供給口の下方移動による
下に凸の分布と、上部ガス供給口からのガス供給による
上に凸の分布とが相殺されて、被処理基板面内の基板処
理速度分布が均一化する。
から反応性ガスを供給し、被処理基板の処理を行うと処
理速度の面内均一性は同心円状に分布し、被処理基板面
内で所要の基板処理状態の均一性が得られないことがあ
る。その場合は、基板周辺に設けたガス供給口の位置を
敢えて下方に移動することにより基板処理速度分布を下
に凸とする一方、基板処理速度分布を上に凸にするため
に反応性ガスを反応室上部に設けた上部ガス供給口から
も供給するようにすると、ガス供給口の下方移動による
下に凸の分布と、上部ガス供給口からのガス供給による
上に凸の分布とが相殺されて、被処理基板面内の基板処
理速度分布が均一化する。
【0028】第15の発明は、第14の発明において、
前記上部ガス供給口を多数設けてシャワー状に反応性ガ
スが供給できるように構成した基板処理装置である。上
部ガス供給口を多数設けて反応性ガスをシャワー状に供
給すると、被処理基板面内の基板処理速度分布が一層均
一化する。
前記上部ガス供給口を多数設けてシャワー状に反応性ガ
スが供給できるように構成した基板処理装置である。上
部ガス供給口を多数設けて反応性ガスをシャワー状に供
給すると、被処理基板面内の基板処理速度分布が一層均
一化する。
【0029】第16の発明は、第12〜第15の発明に
おいて、前記支持棒を1本または複数本とした基板処理
装置である。支持棒が1つだと駆動機構が1個で済み、
また支持棒が複数本だと支持強度が向上する。
おいて、前記支持棒を1本または複数本とした基板処理
装置である。支持棒が1つだと駆動機構が1個で済み、
また支持棒が複数本だと支持強度が向上する。
【0030】第17の発明によれば、第4〜第16の発
明において、前記ガス供給口を取り付けるための前記環
状の連結体が四角形である基板処理装置である。連結体
の四角形は矩形をした被処理基板の形状に合せる。被処
理基板が液晶用ガラス基板のように四角形の場合に、環
状の連結体を四角形にして複数のガス供給口を四角形に
配列すると、液晶用ガラス基板上に流れるガス量が均一
になる。
明において、前記ガス供給口を取り付けるための前記環
状の連結体が四角形である基板処理装置である。連結体
の四角形は矩形をした被処理基板の形状に合せる。被処
理基板が液晶用ガラス基板のように四角形の場合に、環
状の連結体を四角形にして複数のガス供給口を四角形に
配列すると、液晶用ガラス基板上に流れるガス量が均一
になる。
【0031】第18の発明は、第2〜第17の発明にお
いて、前記被処理基板の処理がプラズマ処理である基板
処理装置である。ここでプラズマ処理には、反応室を減
圧状態としプラズマを生成して基板上に薄膜を形成する
プラズマCVD(ChemicalVaporDepo
sition)や、基板上の薄膜をエッチングしたり、
アッシングしたりする処理が含まれる。さらにプラズマ
源としてはECR(ElectronCycrotro
nResonance)型、ICP(Inductiv
elyCoupledPlasma)型、ヘリコン型、
マグネトロン型などが含まれる。
いて、前記被処理基板の処理がプラズマ処理である基板
処理装置である。ここでプラズマ処理には、反応室を減
圧状態としプラズマを生成して基板上に薄膜を形成する
プラズマCVD(ChemicalVaporDepo
sition)や、基板上の薄膜をエッチングしたり、
アッシングしたりする処理が含まれる。さらにプラズマ
源としてはECR(ElectronCycrotro
nResonance)型、ICP(Inductiv
elyCoupledPlasma)型、ヘリコン型、
マグネトロン型などが含まれる。
【0032】第19の発明は、第2〜18の発明におい
て、前記ガス供給口を上下移動可能に駆動する駆動機構
が、反応室の下部または上部に設けられた基板処理装置
である。駆動機構は反応室の下部に設けても上部に設け
てもよい。特に駆動機構が反応室の上部に設けてある
と、反応室下部の構造が単純になる。
て、前記ガス供給口を上下移動可能に駆動する駆動機構
が、反応室の下部または上部に設けられた基板処理装置
である。駆動機構は反応室の下部に設けても上部に設け
てもよい。特に駆動機構が反応室の上部に設けてある
と、反応室下部の構造が単純になる。
【0033】
【発明の実施の形態】次に本発明の基本構成を図を用い
て説明する。
て説明する。
【0034】図1は本発明の基板処理装置の基本構成を
示したものである。反応室2は反応容器1で気密に構成
されている。反応室2の底部には試料台12が設けら
れ、被処理基板10が水平に載置可能となっている。試
料台12の周辺には、径方向内方を向いたガス供給口と
しての複数のノズル70が設けられ、各ノズル70には
反応室2の外部からガス導入管69が連結されて、ノズ
ル70より反応性ガスを被処理基板10とほぼ平行に噴
出するようになっている。被処理基板10を均一に処理
するためには複数のノズル70の機械的位置を被処理基
板10を中心にして点対称にすることが必要である。
示したものである。反応室2は反応容器1で気密に構成
されている。反応室2の底部には試料台12が設けら
れ、被処理基板10が水平に載置可能となっている。試
料台12の周辺には、径方向内方を向いたガス供給口と
しての複数のノズル70が設けられ、各ノズル70には
反応室2の外部からガス導入管69が連結されて、ノズ
ル70より反応性ガスを被処理基板10とほぼ平行に噴
出するようになっている。被処理基板10を均一に処理
するためには複数のノズル70の機械的位置を被処理基
板10を中心にして点対称にすることが必要である。
【0035】複数のノズル70は上下移動自在に設けら
れる。そのために複数のノズル70は各ノズル台71の
上に個別に設置され、さらに各ノズル台71は、反応容
器1の底部から反応室2内に上下移動可能に挿入された
各支持棒80によって支持される。支持棒80の外部に
出ている部分はベローズ81に覆われて、反応室2内の
気密が確保されている。支持棒80によって支持された
ノズル70は反応容器1の外に駆動源を設けた支持棒8
0を含むノズル駆動機構(図示省略)によって上下移動
するようになっている。
れる。そのために複数のノズル70は各ノズル台71の
上に個別に設置され、さらに各ノズル台71は、反応容
器1の底部から反応室2内に上下移動可能に挿入された
各支持棒80によって支持される。支持棒80の外部に
出ている部分はベローズ81に覆われて、反応室2内の
気密が確保されている。支持棒80によって支持された
ノズル70は反応容器1の外に駆動源を設けた支持棒8
0を含むノズル駆動機構(図示省略)によって上下移動
するようになっている。
【0036】反応室2内部を排気ポンプ(図示省略)で
排気した後、試料台12に被処理基板10を搬送し、反
応性ガスをノズル70から供給し、被処理基板10の表
面に薄膜を形成したり、既に形成されている薄膜をエッ
チングしたりする。このとき、薄膜の形成速度である成
膜速度あるいはエッチング速度を均一にするために、複
数のノズル70の高さを反応室2外部に設けた駆動機構
(図示省略)によって調整する。被処理基板10上での
薄膜形成速度は、概ね同心円状に分布するが、前述した
図18に示す薄膜形成のデータプロファイルからわかる
ように、薄膜形成速度はノズル位置が低いときは下に凸
になり、ノズル位置が高いときは上に凸になる。この中
間では成膜速度の分布はM形(二こぶ形)になる。すな
わちノズル位置が成膜速度の均一性を制御するパラメー
タとなる。なお、エッチングやアッシングに適用する場
合には、前記薄膜形成速度は、エッチング速度、アッシ
ング速度になる。
排気した後、試料台12に被処理基板10を搬送し、反
応性ガスをノズル70から供給し、被処理基板10の表
面に薄膜を形成したり、既に形成されている薄膜をエッ
チングしたりする。このとき、薄膜の形成速度である成
膜速度あるいはエッチング速度を均一にするために、複
数のノズル70の高さを反応室2外部に設けた駆動機構
(図示省略)によって調整する。被処理基板10上での
薄膜形成速度は、概ね同心円状に分布するが、前述した
図18に示す薄膜形成のデータプロファイルからわかる
ように、薄膜形成速度はノズル位置が低いときは下に凸
になり、ノズル位置が高いときは上に凸になる。この中
間では成膜速度の分布はM形(二こぶ形)になる。すな
わちノズル位置が成膜速度の均一性を制御するパラメー
タとなる。なお、エッチングやアッシングに適用する場
合には、前記薄膜形成速度は、エッチング速度、アッシ
ング速度になる。
【0037】したがって、圧カ、ガス量、高周波印加電
力などの基板処理条件を変更したために、成膜速度が不
均一になっても、ノズル70の高さを被処理基板10の
処理条件に合せて最適な位置に移動することにより、基
板面内の処理速度の均一性を一定の範囲に保つことが容
易になる。このようにノズル位置を上下方向に移動させ
るだけの簡単な方法で、基板面内の処理速度の均一性を
大きく変化させることができるため、薄膜形成やエッチ
ング等の基板処理状態の均一性の制御が反応室圧力など
の基板処理条件の変更により困難になっても、処理状態
の均一性を元に戻せるようになり、基板処理状態が均一
化された品質の良い処理基板を収率良く得ることができ
る。
力などの基板処理条件を変更したために、成膜速度が不
均一になっても、ノズル70の高さを被処理基板10の
処理条件に合せて最適な位置に移動することにより、基
板面内の処理速度の均一性を一定の範囲に保つことが容
易になる。このようにノズル位置を上下方向に移動させ
るだけの簡単な方法で、基板面内の処理速度の均一性を
大きく変化させることができるため、薄膜形成やエッチ
ング等の基板処理状態の均一性の制御が反応室圧力など
の基板処理条件の変更により困難になっても、処理状態
の均一性を元に戻せるようになり、基板処理状態が均一
化された品質の良い処理基板を収率良く得ることができ
る。
【0038】図2は図1に示した基板処理装置の基本構
成において、前記ノズル台71を一体化して環状にした
ノズル連結体72に複数のノズル70を等間隔に設置し
たものである。ノズル70はノズル連結体72の上面に
取り付ける。このような構成にすることによって、複数
のノズル70の上下移動を一括して行うことが可能とな
る。
成において、前記ノズル台71を一体化して環状にした
ノズル連結体72に複数のノズル70を等間隔に設置し
たものである。ノズル70はノズル連結体72の上面に
取り付ける。このような構成にすることによって、複数
のノズル70の上下移動を一括して行うことが可能とな
る。
【0039】図3は図2に示した基板処理装置におい
て、前記環状のノズル連結体72を中空にして環状のバ
ッファ室74を形成し、バッファ室74内に反応性ガス
を充填できるようにし、このバッファ室74の内周面に
直接ノズル70を設置したものである。このように環状
のバッファ室74を設けることにより、各ノズル70か
ら供給する反応性ガスの供給量を均一にすることができ
る。環状バッファ室74の垂直断面は図では矩形とした
が円形、楕円、その他の形状でもよい。
て、前記環状のノズル連結体72を中空にして環状のバ
ッファ室74を形成し、バッファ室74内に反応性ガス
を充填できるようにし、このバッファ室74の内周面に
直接ノズル70を設置したものである。このように環状
のバッファ室74を設けることにより、各ノズル70か
ら供給する反応性ガスの供給量を均一にすることができ
る。環状バッファ室74の垂直断面は図では矩形とした
が円形、楕円、その他の形状でもよい。
【0040】図4は図3で示した基板処理装置におい
て、同一形状の環状バッファ室74を二段上下方向に重
ねて設けたものである。本構成では、反応室2に反応性
ガスを供給する前に、混合できない2種類以上のガス、
例えばモノシランと酸素を混合しないで、上下のバッフ
ァ室74から別々に供給し、これらからノズル70を通
して反応室2に同時に供給して、この供給段階ではじめ
て混合することができる。
て、同一形状の環状バッファ室74を二段上下方向に重
ねて設けたものである。本構成では、反応室2に反応性
ガスを供給する前に、混合できない2種類以上のガス、
例えばモノシランと酸素を混合しないで、上下のバッフ
ァ室74から別々に供給し、これらからノズル70を通
して反応室2に同時に供給して、この供給段階ではじめ
て混合することができる。
【0041】図4に示すのと同様の機能は、図5のよう
に断面矩形の環状バッファ室74を同心円状に2個横並
びに配置しても実現可能である。この場合、内外の環状
バッファ室74を密接して配置した場合、外側に配置し
たバッファ室74のノズル70は上述した実施形態のよ
うに内周面に設置することができなくなる。そこで、図
示例のように、各ノズル70はバッファ室74の上面に
設置し、途中で折り曲げて、ノズル口が試料台12と平
行または試料台12の中央に向くように取り付ける。ま
た、内外のバッファ室74に取り付けるノズル70は、
周方向に沿って千鳥状に並ぶように交互に取り付けると
よい。
に断面矩形の環状バッファ室74を同心円状に2個横並
びに配置しても実現可能である。この場合、内外の環状
バッファ室74を密接して配置した場合、外側に配置し
たバッファ室74のノズル70は上述した実施形態のよ
うに内周面に設置することができなくなる。そこで、図
示例のように、各ノズル70はバッファ室74の上面に
設置し、途中で折り曲げて、ノズル口が試料台12と平
行または試料台12の中央に向くように取り付ける。ま
た、内外のバッファ室74に取り付けるノズル70は、
周方向に沿って千鳥状に並ぶように交互に取り付けると
よい。
【0042】なお、図4及び図5において、環状のバッ
ファ室が2個の場合について説明したが、3個以上の場
合にも適用できる。
ファ室が2個の場合について説明したが、3個以上の場
合にも適用できる。
【0043】ところで、プラズマを利用した基板処理装
置におけるノズル70は、プラズマに晒されてダメージ
を受けて消耗したり、あるいは成膜時の膜が付着してパ
ーティクル発生の原因となるので、ノズルは図6に示す
ように二重構造とし、内側ノズル70に対して外側ノズ
ル76を着脱可能とすることが好ましい。この場合、ノ
ズル76はバッファ室74から突設した内側ノズル70
の外側に装着するが、そのとき内側ノズル70の先端部
も外側ノズル76に覆われるように、外側ノズル76の
先端部内径を絞るようにする。着脱可能なノズル76の
材質は、NF3などのクリーニングガスで腐食しないセ
ラミックス、石英、アルミ等が好適である。なおノズル
は3重以上の構造としてもよい。
置におけるノズル70は、プラズマに晒されてダメージ
を受けて消耗したり、あるいは成膜時の膜が付着してパ
ーティクル発生の原因となるので、ノズルは図6に示す
ように二重構造とし、内側ノズル70に対して外側ノズ
ル76を着脱可能とすることが好ましい。この場合、ノ
ズル76はバッファ室74から突設した内側ノズル70
の外側に装着するが、そのとき内側ノズル70の先端部
も外側ノズル76に覆われるように、外側ノズル76の
先端部内径を絞るようにする。着脱可能なノズル76の
材質は、NF3などのクリーニングガスで腐食しないセ
ラミックス、石英、アルミ等が好適である。なおノズル
は3重以上の構造としてもよい。
【0044】またノズル70の上下移動は、反応室2内
の構造物、例えば試料台12などにより制約を受けて、
大きなストロークを取れない場合がある。そのような場
合には、水平方向に対してノズル70を傾けることで、
小さなストロークでも上記制約をカバーできるようにす
るとよい。バッファ室74に対するノズル70の取り付
け方向は、被処理基板10の処理の均一性、例えば薄膜
形成速度の均一性の状態により、図7に示す水平、図8
に示す上向き、図9に示す下向きの中から好適なものを
選択して用いることができる。同一バッファ室に取り付
けられたノズル同士は同じ傾きとすることが好ましい
が、傾きを変えてもよい。
の構造物、例えば試料台12などにより制約を受けて、
大きなストロークを取れない場合がある。そのような場
合には、水平方向に対してノズル70を傾けることで、
小さなストロークでも上記制約をカバーできるようにす
るとよい。バッファ室74に対するノズル70の取り付
け方向は、被処理基板10の処理の均一性、例えば薄膜
形成速度の均一性の状態により、図7に示す水平、図8
に示す上向き、図9に示す下向きの中から好適なものを
選択して用いることができる。同一バッファ室に取り付
けられたノズル同士は同じ傾きとすることが好ましい
が、傾きを変えてもよい。
【0045】なお、上記実施の形態では、バッファ室7
4にノズル70を突設するようにしたが、図10に示す
ように、環状バッファ室74の内周面に設けたオリフィ
ス75をノズルの代りに用いても良い。このようにする
と構造の簡素化が図れる。
4にノズル70を突設するようにしたが、図10に示す
ように、環状バッファ室74の内周面に設けたオリフィ
ス75をノズルの代りに用いても良い。このようにする
と構造の簡素化が図れる。
【0046】また、バッファ室74及びノズル70は反
応性ガスのプラズマに晒されるため、その表面に反応生
成物が堆積する。この堆積物は、被処理基板10の処理
中や被処理基板10の搬送中にバッファ室74あるいは
ノズル70の表面からはがれて被処理基板10の表面に
付着し、歩留まり悪化の原因となる。そこでクリーニン
グの際、図11に示すように、バッファ室74およびノ
ズル70に高周波を印加する。反応室2から外部に出た
支持棒80を覆っているベローズ81の始端を絶縁物8
9を介して反応容器1の底部に固着し、その終端を絶縁
物89を介して昇降板82に固定することによって、導
電体からなる反応容器1と支持棒80とを電気的に絶縁
し、支持棒80、バッファ室74、ノズル70に整合器
90を介して高周波電源91の出力を供給可能にする。
この機構により反応室2をプラズマクリー二ングする
際、プラズマに晒されるバッファ室74及びノズル70
に高周波電力を印加することができるので、クリーニン
グ効率を高めることができる。
応性ガスのプラズマに晒されるため、その表面に反応生
成物が堆積する。この堆積物は、被処理基板10の処理
中や被処理基板10の搬送中にバッファ室74あるいは
ノズル70の表面からはがれて被処理基板10の表面に
付着し、歩留まり悪化の原因となる。そこでクリーニン
グの際、図11に示すように、バッファ室74およびノ
ズル70に高周波を印加する。反応室2から外部に出た
支持棒80を覆っているベローズ81の始端を絶縁物8
9を介して反応容器1の底部に固着し、その終端を絶縁
物89を介して昇降板82に固定することによって、導
電体からなる反応容器1と支持棒80とを電気的に絶縁
し、支持棒80、バッファ室74、ノズル70に整合器
90を介して高周波電源91の出力を供給可能にする。
この機構により反応室2をプラズマクリー二ングする
際、プラズマに晒されるバッファ室74及びノズル70
に高周波電力を印加することができるので、クリーニン
グ効率を高めることができる。
【0047】図12はバッファ室74への反応性ガス供
給を、ノズル支持棒80を利用して行うようにした構造
を示したものである。すなわち、支持棒80を中空にし
てバッファ室74と連通させ、反応性ガスを中空部83
を通してバッファ室74に導入する。この支持棒とガス
配管を兼用した構造によれば、反応室2内部にガス供給
管を導入する必要がなくなるため、構造を簡素化でき
る。
給を、ノズル支持棒80を利用して行うようにした構造
を示したものである。すなわち、支持棒80を中空にし
てバッファ室74と連通させ、反応性ガスを中空部83
を通してバッファ室74に導入する。この支持棒とガス
配管を兼用した構造によれば、反応室2内部にガス供給
管を導入する必要がなくなるため、構造を簡素化でき
る。
【0048】前述したように実施形態では、ノズル70
の高さを被処理基板の処理条件に合せて最適な位置に移
動する。しかし最適な位置にノズル70を移動した場合
でも、そのノズル70から反応性ガスを供給して成膜を
行うと、成膜速度の均一性が同心円状に分布してしま
い、所要の成膜速度の均一性が得られないことがある。
これは反応性ガスを基板10と平行に流すだけのワンフ
ローに原因がある。
の高さを被処理基板の処理条件に合せて最適な位置に移
動する。しかし最適な位置にノズル70を移動した場合
でも、そのノズル70から反応性ガスを供給して成膜を
行うと、成膜速度の均一性が同心円状に分布してしま
い、所要の成膜速度の均一性が得られないことがある。
これは反応性ガスを基板10と平行に流すだけのワンフ
ローに原因がある。
【0049】この場合は図13に示すように、周辺部に
設けたノズル70の他に反応室2の上部中央にも上部ガ
ス供給口としての上部ノズル77を設けて、上部からも
ガスを流すツーフロー方式を採用する。そして周辺部に
設けたノズル70の位置を下方に移動して薄膜形成速度
を強制的に下に凸にしたうえで、さらに反応性ガスを反
応室2上部からも被処理基板10を押し付けるように流
す。反応性ガスを反応室2の上部からも流すと、成膜速
度分布は上に凸になるため、前記した下に凸と相殺され
て、成膜速度の均一性を向上することができる。上部ノ
ズル77からは基板周辺に設けたノズル70から供給さ
れるガスとは異なるガスを供給しても、あるいは同一の
ガスを供給してもよい。
設けたノズル70の他に反応室2の上部中央にも上部ガ
ス供給口としての上部ノズル77を設けて、上部からも
ガスを流すツーフロー方式を採用する。そして周辺部に
設けたノズル70の位置を下方に移動して薄膜形成速度
を強制的に下に凸にしたうえで、さらに反応性ガスを反
応室2上部からも被処理基板10を押し付けるように流
す。反応性ガスを反応室2の上部からも流すと、成膜速
度分布は上に凸になるため、前記した下に凸と相殺され
て、成膜速度の均一性を向上することができる。上部ノ
ズル77からは基板周辺に設けたノズル70から供給さ
れるガスとは異なるガスを供給しても、あるいは同一の
ガスを供給してもよい。
【0050】図14は反応室2の上部から供給する反応
性ガスをシャワー状に供給可能としたものである。すな
わちノズル77と連通するチャンバ73を反応室2の上
部に設け、そのチャンバ73に多数の開口78を形成し
て、チャンバ73に導入した反応性ガスを多数の開口7
8から被処理基板10の被処理面にシャワー状に噴出さ
せる。多数の開口78からガスをシャワー状に噴出させ
るので、膜の均一性が一層確保できる。
性ガスをシャワー状に供給可能としたものである。すな
わちノズル77と連通するチャンバ73を反応室2の上
部に設け、そのチャンバ73に多数の開口78を形成し
て、チャンバ73に導入した反応性ガスを多数の開口7
8から被処理基板10の被処理面にシャワー状に噴出さ
せる。多数の開口78からガスをシャワー状に噴出させ
るので、膜の均一性が一層確保できる。
【0051】図13または図14は、被処理基板10の
処理条件に合せて適宜選択して使用する。
処理条件に合せて適宜選択して使用する。
【0052】一方、ノズル支持棒80は、図15のよう
にバッファ室74の下部に2本以上で取り付けるように
しても、あるいは図16に示すようにバッファ室74の
下部に1本だけで取り付けるようにしても良く、その取
り付け精度、駆動機構周辺の構造を考慮して適宜選択す
る。また、区画形成されたバッファ室74を複数個設け
る場合には、互いに反応しやすい反応性ガスを各々独立
に反応室内まで供給する必要があることから、ノズル支
持棒80は2本以上取り付けるとよい。
にバッファ室74の下部に2本以上で取り付けるように
しても、あるいは図16に示すようにバッファ室74の
下部に1本だけで取り付けるようにしても良く、その取
り付け精度、駆動機構周辺の構造を考慮して適宜選択す
る。また、区画形成されたバッファ室74を複数個設け
る場合には、互いに反応しやすい反応性ガスを各々独立
に反応室内まで供給する必要があることから、ノズル支
持棒80は2本以上取り付けるとよい。
【0053】前記バッファ室74は被処理基板10がシ
リコンウェーハのように円形の場合は円環状とするのが
よいが、液晶用ガラス基板のように四角形の場合は、図
17に示すように矩形状とすることが好ましい。
リコンウェーハのように円形の場合は円環状とするのが
よいが、液晶用ガラス基板のように四角形の場合は、図
17に示すように矩形状とすることが好ましい。
【0054】さて、上述したノズル70を上下に移動さ
せるために支持棒80を昇降させるノズル駆動機構の構
成は種々考えられる。たとえば図19に示すものは、ノ
ズル駆動源にエアシリンダ85を用いている。反応室2
の下部に収納室20を連設し、その収納室20内にエア
シリンダ85により昇降する共通の昇降台84を設け、
その昇降台84に複数の支持棒80を取り付ける。支持
棒80の反応室2から出ている部分はベローズ81で覆
って反応室2の気密を確保する。昇降台84をエアシリ
ンダ85で昇降させることにより支持棒80を上下に駆
動可能としたものである。なお、エアシリンダの代りに
油圧シリンダを用いてもよい。
せるために支持棒80を昇降させるノズル駆動機構の構
成は種々考えられる。たとえば図19に示すものは、ノ
ズル駆動源にエアシリンダ85を用いている。反応室2
の下部に収納室20を連設し、その収納室20内にエア
シリンダ85により昇降する共通の昇降台84を設け、
その昇降台84に複数の支持棒80を取り付ける。支持
棒80の反応室2から出ている部分はベローズ81で覆
って反応室2の気密を確保する。昇降台84をエアシリ
ンダ85で昇降させることにより支持棒80を上下に駆
動可能としたものである。なお、エアシリンダの代りに
油圧シリンダを用いてもよい。
【0055】前記のようにノズル上下移動の駆動源にエ
アシリンダ85を用いると、エアシリンダ85で設定さ
れるノズル70の位置は1箇所ないし2箇所が限度であ
り、また位置の設定精度、再現性に難がある。これ以上
の位置設定が必要な場合、あるいは位置の設定精度、再
現性が求められる場合は、ノズル70の駆動源としてパ
ルスモータやサーボモータを使用する。その例を図20
に示す。これは前記昇降台84をボールネジ87で昇降
するように構成し、ボールネジ87を上下させるギアボ
ックス86にサーボモータ88を接続して、ノズル70
の位置決めを精度良く、また再現性良く行えるようにし
たものである。
アシリンダ85を用いると、エアシリンダ85で設定さ
れるノズル70の位置は1箇所ないし2箇所が限度であ
り、また位置の設定精度、再現性に難がある。これ以上
の位置設定が必要な場合、あるいは位置の設定精度、再
現性が求められる場合は、ノズル70の駆動源としてパ
ルスモータやサーボモータを使用する。その例を図20
に示す。これは前記昇降台84をボールネジ87で昇降
するように構成し、ボールネジ87を上下させるギアボ
ックス86にサーボモータ88を接続して、ノズル70
の位置決めを精度良く、また再現性良く行えるようにし
たものである。
【0056】図19、図20に示すようにノズル駆動機
構は反応室2の下部に設けるのが一般的であるが、図2
1に示すように反応室2の上部に設けることもできる。
反応室2の上部に収納室20を連設し、この収納室20
にノズル駆動機構を収納する。支持棒80は反応室2の
天井から垂設され、天井から突き出た部分はベローズ8
1で覆われて昇降台84に取り付けられる。昇降台84
はサーボモータ88により回転するギアボックス86に
よってボールネジ87を昇降させ、支持棒80を上下移
動させる。
構は反応室2の下部に設けるのが一般的であるが、図2
1に示すように反応室2の上部に設けることもできる。
反応室2の上部に収納室20を連設し、この収納室20
にノズル駆動機構を収納する。支持棒80は反応室2の
天井から垂設され、天井から突き出た部分はベローズ8
1で覆われて昇降台84に取り付けられる。昇降台84
はサーボモータ88により回転するギアボックス86に
よってボールネジ87を昇降させ、支持棒80を上下移
動させる。
【0057】なお、ノズル位置をパラメータとする場
合、制御性をより有効なものとするためには、ノズル位
置は上下方向の移動のみならず、反応容器の径方向に
も、さらには上下に揺動できることが好ましい。この点
で実施の形態では、機構上ガス供給口は上下方向にのみ
移動可能としている。これはガス供給口を容器の径方向
に進退させたり、上下方向に揺動させて傾きを変えるこ
とが機構上難しいからである。径方向の進退について
は、取付け時にノズル取付け位置を変えたり、長さの異
なるノズルを用いることで対応できる。ノズルの揺動角
度については取付け時の傾きを変えることにより対応で
きる。また、実施の形態では被処理基板を水平横置きす
る反応容器について説明したが、本発明は前記反応容器
を90°傾けて被処理基板を垂直縦置きする応容器にも
適用できる。
合、制御性をより有効なものとするためには、ノズル位
置は上下方向の移動のみならず、反応容器の径方向に
も、さらには上下に揺動できることが好ましい。この点
で実施の形態では、機構上ガス供給口は上下方向にのみ
移動可能としている。これはガス供給口を容器の径方向
に進退させたり、上下方向に揺動させて傾きを変えるこ
とが機構上難しいからである。径方向の進退について
は、取付け時にノズル取付け位置を変えたり、長さの異
なるノズルを用いることで対応できる。ノズルの揺動角
度については取付け時の傾きを変えることにより対応で
きる。また、実施の形態では被処理基板を水平横置きす
る反応容器について説明したが、本発明は前記反応容器
を90°傾けて被処理基板を垂直縦置きする応容器にも
適用できる。
【0058】
【実施例】上述した実施の形態では、基板処理装置とし
て、薄膜を形成したり、薄模をエッチングしたり、ある
いはアッシングしたりする一般的な装置を想定して説明
してきた。これをたとえばプラズマ装置について具体的
に説明しよう。
て、薄膜を形成したり、薄模をエッチングしたり、ある
いはアッシングしたりする一般的な装置を想定して説明
してきた。これをたとえばプラズマ装置について具体的
に説明しよう。
【0059】図22はノズル70を上下移動可能とした
プラズマCVD装置を示したものである。図20で説明
した基板処理装置の反応室2内上部にプラズマ源24を
設け、反応室2内部を図示しないポンプで排気した後、
反応性ガスをノズル70から供給し、プラズマ源24の
作用で生成したプラズマを利用して試料台12上の被処
理基板10を処理する。反応室2下部の試料台12は絶
縁ブロック13で反応容器lと絶縁され、プラズマ中の
荷電粒子を被処理基板10側に引き込むために整合器1
4を介して高周波電源15の出力を供給できるようにな
っている。絶縁ブロック13の材質は、耐熱性や誘電率
などを考慮して適切なものを選択して用いる。例えばテ
フロン、セラミックス、石英などである。
プラズマCVD装置を示したものである。図20で説明
した基板処理装置の反応室2内上部にプラズマ源24を
設け、反応室2内部を図示しないポンプで排気した後、
反応性ガスをノズル70から供給し、プラズマ源24の
作用で生成したプラズマを利用して試料台12上の被処
理基板10を処理する。反応室2下部の試料台12は絶
縁ブロック13で反応容器lと絶縁され、プラズマ中の
荷電粒子を被処理基板10側に引き込むために整合器1
4を介して高周波電源15の出力を供給できるようにな
っている。絶縁ブロック13の材質は、耐熱性や誘電率
などを考慮して適切なものを選択して用いる。例えばテ
フロン、セラミックス、石英などである。
【0060】前記プラズマ源24は、前述したように誘
導型アンテナに高周波電力を印加して用いるICP(I
nductively Coupledplasma)
型、マイクロ波を利用するECR(Electron
Cycrotron Resonance)型、へリコ
ン波を利用するヘリコン型、磁界を利用するマグネトロ
ン型など、基板処理中の反応室2の圧カが低い状態で、
高密度のプラズマが生成可能な高密度型と呼ばれるプラ
ズマ源である。
導型アンテナに高周波電力を印加して用いるICP(I
nductively Coupledplasma)
型、マイクロ波を利用するECR(Electron
Cycrotron Resonance)型、へリコ
ン波を利用するヘリコン型、磁界を利用するマグネトロ
ン型など、基板処理中の反応室2の圧カが低い状態で、
高密度のプラズマが生成可能な高密度型と呼ばれるプラ
ズマ源である。
【0061】次にICP型プラズマ源を備えた高密度型
プラズマCVD装置について図23を用いて説明する。
プラズマCVD装置について図23を用いて説明する。
【0062】高密度型プラズマCVD装置は、上から順
に放電室5、反応室2、収納室20を備える。反応室2
は導電体材料からなる反応容器1で構成され、かつ気密
構造となっている。反応容器1の天井には、反応室2と
同心に石英、あるいはセラミックスなどの透明な絶縁物
を材料とした放電室5を構成する円筒窓8が連接され、
円筒窓8の上端は導電体の蓋9により閉塞される。前記
円筒窓8の周囲にはプラズマ発生用の誘導コイル4が巻
回され、この誘導コイル4は整合器7を介して13.5
6MHzの高周波電源6に接続されている。
に放電室5、反応室2、収納室20を備える。反応室2
は導電体材料からなる反応容器1で構成され、かつ気密
構造となっている。反応容器1の天井には、反応室2と
同心に石英、あるいはセラミックスなどの透明な絶縁物
を材料とした放電室5を構成する円筒窓8が連接され、
円筒窓8の上端は導電体の蓋9により閉塞される。前記
円筒窓8の周囲にはプラズマ発生用の誘導コイル4が巻
回され、この誘導コイル4は整合器7を介して13.5
6MHzの高周波電源6に接続されている。
【0063】前記反応室2の底部中央は、ウェーハなど
の被処理基板10を静電吸着する試料台12で構成され
る。試料台12は絶縁ブロック13により導電体材料で
ある反応容器1と絶縁された状態で反応室底部に設置さ
れ、反応室2の外部から整合器14を介して13.56
MHzの高周波電源15が接続されている。このように
被処理基板10に高周波バイアスを印加して、基板10
に照射するイオンのエネルギーを放電と独立して制御
し、成膜速度や、エッチング速度や形状の制御を行う。
の被処理基板10を静電吸着する試料台12で構成され
る。試料台12は絶縁ブロック13により導電体材料で
ある反応容器1と絶縁された状態で反応室底部に設置さ
れ、反応室2の外部から整合器14を介して13.56
MHzの高周波電源15が接続されている。このように
被処理基板10に高周波バイアスを印加して、基板10
に照射するイオンのエネルギーを放電と独立して制御
し、成膜速度や、エッチング速度や形状の制御を行う。
【0064】前記反応室2内には反応性ガスを供給する
ガス供給ノズル70が設けられ、ガス供給ノズル70よ
り反応性ガスを噴出して被処理基板10上に薄膜を形成
するようになっている。ガス供給ノズル70は基板周辺
に円周状に複数個等間隔に配置される。複数のガス供給
ノズル70は環状のバッファ室74に一体的に、かつ各
々が反応室2の中心に向くように設けられる。環状バッ
ファ室74を構成する環状ノズル連結体72は、反応室
底部から反応室内に上下方向に挿入された複数本の支持
棒80に支持され、ガス供給ノズル70と一体となって
上下方向に移動できるようになっている。
ガス供給ノズル70が設けられ、ガス供給ノズル70よ
り反応性ガスを噴出して被処理基板10上に薄膜を形成
するようになっている。ガス供給ノズル70は基板周辺
に円周状に複数個等間隔に配置される。複数のガス供給
ノズル70は環状のバッファ室74に一体的に、かつ各
々が反応室2の中心に向くように設けられる。環状バッ
ファ室74を構成する環状ノズル連結体72は、反応室
底部から反応室内に上下方向に挿入された複数本の支持
棒80に支持され、ガス供給ノズル70と一体となって
上下方向に移動できるようになっている。
【0065】前記収納室20内には、前記複数本の支持
棒80を上下方向に移動させるための駆動機構が収納さ
れている。複数本の支持棒80は、反応室2に対して気
密かつ上下移動可能に設ける。気密と上下移動はベロー
ズ81とOリング(図示せず)とにより確保する。ベロ
ーズ81は、収納室20の上部に突き出している支持棒
80の外周に被せて、その上端をOリングを介して反応
室2の底部に取り付け、その下端を図示しないOリング
を介して昇降台84に絶縁物89を介して取り付ける。
棒80を上下方向に移動させるための駆動機構が収納さ
れている。複数本の支持棒80は、反応室2に対して気
密かつ上下移動可能に設ける。気密と上下移動はベロー
ズ81とOリング(図示せず)とにより確保する。ベロ
ーズ81は、収納室20の上部に突き出している支持棒
80の外周に被せて、その上端をOリングを介して反応
室2の底部に取り付け、その下端を図示しないOリング
を介して昇降台84に絶縁物89を介して取り付ける。
【0066】収納室20には支持棒80と連結される駆
動機構92が設けられ、昇降台84を昇降して支持棒8
0を上下移動するようになっている。駆動機構92は、
サーボモータ88と、サーボモータ88の回転を伝達す
るギアボックス86と、ギアボックス86内のナット
(図示せず)に螺合されてナットの回転により軸心方向
に移動するボールネジ87とから構成されており、ボー
ルネジ87に前記昇降台84が連結されている。前記試
料台12に接続される前記整合器14および高周波電源
15も収納室20内に収納される。また、環状バッファ
室74にガス導入管69が連通される一方、前記反応室
2の底部には排気管(図示せず)を介して排気ポンプ
(図示せず)が連通されている。なお、アルミで構成さ
れる部材は、反応容器1、収納室20、バッファ室7
4、支持棒80などである。
動機構92が設けられ、昇降台84を昇降して支持棒8
0を上下移動するようになっている。駆動機構92は、
サーボモータ88と、サーボモータ88の回転を伝達す
るギアボックス86と、ギアボックス86内のナット
(図示せず)に螺合されてナットの回転により軸心方向
に移動するボールネジ87とから構成されており、ボー
ルネジ87に前記昇降台84が連結されている。前記試
料台12に接続される前記整合器14および高周波電源
15も収納室20内に収納される。また、環状バッファ
室74にガス導入管69が連通される一方、前記反応室
2の底部には排気管(図示せず)を介して排気ポンプ
(図示せず)が連通されている。なお、アルミで構成さ
れる部材は、反応容器1、収納室20、バッファ室7
4、支持棒80などである。
【0067】次に図23で説明した基板処理装置の動作
を説明する。反応室2内を排気ポンプ(図示せず)で排
気した後、試料台12に被処理基板10を搬送し保持す
る。図示しない圧力制御装置で圧力を1mTorr〜10m
Torrの間のある設定値に維持しつつ、ガス導入管69よ
り反応性ガス(モノシランSiH4 、酸素O2 、アルゴ
ンAr)を導入し、誘導コイル4に高周波電源6による
高周波電力を整合器7を介して印加すると、誘導コイル
4が形成する電界、磁界の作用により反応性ガスが解離
して放電室5にプラズマが発生する。このとき静電チャ
ックで構成された試料台12にも高周波電源15により
整合器14を経て高周波電力を印加する。試料台12に
印加された高周波電力により、試料台12に直流バイア
ス電圧を生じさせたり、あるいはプラズマ内のイオンを
振動させたりなどして被処理基板10側にプラズマを引
き込む。このときの電子密度は1011/cm3 台、プラ
ズマによるウェーハ表面の加熱温度は300〜400℃
となる。
を説明する。反応室2内を排気ポンプ(図示せず)で排
気した後、試料台12に被処理基板10を搬送し保持す
る。図示しない圧力制御装置で圧力を1mTorr〜10m
Torrの間のある設定値に維持しつつ、ガス導入管69よ
り反応性ガス(モノシランSiH4 、酸素O2 、アルゴ
ンAr)を導入し、誘導コイル4に高周波電源6による
高周波電力を整合器7を介して印加すると、誘導コイル
4が形成する電界、磁界の作用により反応性ガスが解離
して放電室5にプラズマが発生する。このとき静電チャ
ックで構成された試料台12にも高周波電源15により
整合器14を経て高周波電力を印加する。試料台12に
印加された高周波電力により、試料台12に直流バイア
ス電圧を生じさせたり、あるいはプラズマ内のイオンを
振動させたりなどして被処理基板10側にプラズマを引
き込む。このときの電子密度は1011/cm3 台、プラ
ズマによるウェーハ表面の加熱温度は300〜400℃
となる。
【0068】このような制御下で被処理基板10の表面
に薄膜が形成される。このとき薄膜の形成速度である成
膜速度(あるいはエッチング速度)を均一にするため
に、ノズル70の高さを反応室2の外部の駆動機構92
によって所定の位置に移動する。あらかじめパイロット
基板に成膜した基板面内の膜厚分布を測定し、この膜厚
分布が均一になるようにノズル高さを調整してから、実
際の成膜を行う。なお、前記高密度型プラズマCVD装
置をクリーニングするときは、クリーニングガスとして
C2 F6 またはCF4 またはNF3 、あるいはそれらの
ガスとO2 との混合ガスを用いる。
に薄膜が形成される。このとき薄膜の形成速度である成
膜速度(あるいはエッチング速度)を均一にするため
に、ノズル70の高さを反応室2の外部の駆動機構92
によって所定の位置に移動する。あらかじめパイロット
基板に成膜した基板面内の膜厚分布を測定し、この膜厚
分布が均一になるようにノズル高さを調整してから、実
際の成膜を行う。なお、前記高密度型プラズマCVD装
置をクリーニングするときは、クリーニングガスとして
C2 F6 またはCF4 またはNF3 、あるいはそれらの
ガスとO2 との混合ガスを用いる。
【0069】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、ガス供
給口の高さを調整して被処理基板の処理速度分布を制御
するという簡単な方法で、圧力などの被処理基板の処理
条件を変更したために被処理基板面内の処理状態の均一
性が崩れても、被処理基板面内の処理速度を容易に均一
化できるため、処理状態が均一化された品質の良い被処
理基板を収率良く得ることができる。
給口の高さを調整して被処理基板の処理速度分布を制御
するという簡単な方法で、圧力などの被処理基板の処理
条件を変更したために被処理基板面内の処理状態の均一
性が崩れても、被処理基板面内の処理速度を容易に均一
化できるため、処理状態が均一化された品質の良い被処
理基板を収率良く得ることができる。
【0070】請求項2に記載発明によれば、基板処理速
度の均一性を大きく変化させることが可能なパラメータ
であるガス供給口の位置を可変としたので、基板処理状
態の面内均一性を容易に得ることができる。
度の均一性を大きく変化させることが可能なパラメータ
であるガス供給口の位置を可変としたので、基板処理状
態の面内均一性を容易に得ることができる。
【0071】請求項3に記載の発明によれば、ガス供給
口を上下移動する駆動機構を設けるだけで、薄膜形成や
エッチング等の処理状態の均一性を制御することがで
き、プロセスのマージンを広げることが可能となる。
口を上下移動する駆動機構を設けるだけで、薄膜形成や
エッチング等の処理状態の均一性を制御することがで
き、プロセスのマージンを広げることが可能となる。
【0072】請求項4に記載の発明によれば、複数のガ
ス供給口が同一円周上に配置されているので、特に被処
理基板が円形のときに各ガス供給口から被処理基板中央
までのガス供給距離が等しくなるので、基板面内の処理
速度をより均一にすることができる。また複数のガス供
給口が一体的に取付けられて複数のガス供給口を駆動機
構により一括して上下移動できるようにしたので、複数
のガス供給口の位置調整を簡易かつ迅速に行うことがで
きる。
ス供給口が同一円周上に配置されているので、特に被処
理基板が円形のときに各ガス供給口から被処理基板中央
までのガス供給距離が等しくなるので、基板面内の処理
速度をより均一にすることができる。また複数のガス供
給口が一体的に取付けられて複数のガス供給口を駆動機
構により一括して上下移動できるようにしたので、複数
のガス供給口の位置調整を簡易かつ迅速に行うことがで
きる。
【0073】請求項5に記載の発明によれば、バッファ
室を設けることにより、各ガス供給口から反応室内に供
給する反応性ガスの供給量を均一化できるので、被処理
基板面内の処理速度を一層均一化することができる。
室を設けることにより、各ガス供給口から反応室内に供
給する反応性ガスの供給量を均一化できるので、被処理
基板面内の処理速度を一層均一化することができる。
【0074】請求項6に記載の発明によれば、区画形成
されたバッファ室を複数個設けたので、反応室に反応性
ガスを供給する前に混合できない2種類以上のガスを、
各バッファ室からガス供給口を通して反応室に独立して
供給することができる。このため各バッファ室を経てガ
ス供給口から供給された後に始めて反応しやすい反応性
ガスが混合されるので、被処理基板の処理を円滑に行う
ことができる。
されたバッファ室を複数個設けたので、反応室に反応性
ガスを供給する前に混合できない2種類以上のガスを、
各バッファ室からガス供給口を通して反応室に独立して
供給することができる。このため各バッファ室を経てガ
ス供給口から供給された後に始めて反応しやすい反応性
ガスが混合されるので、被処理基板の処理を円滑に行う
ことができる。
【0075】請求項7に記載の発明によれば、複数のバ
ッファ室を上下に重ねるようにしたので、反応室の径方
向の大きさを小さくできる。
ッファ室を上下に重ねるようにしたので、反応室の径方
向の大きさを小さくできる。
【0076】請求項8に記載の発明によれば、バッファ
室を同心円状に複数配置したので、反応室の高さを低く
できる。
室を同心円状に複数配置したので、反応室の高さを低く
できる。
【0077】請求項9に記載の発明によれば、バッファ
室に対する複数のガス供給口の取付角度を変えることに
より、ガス供給口を上下移動させた場合と実質的に等価
な効果を得ることができるので、反応室の構造上、ガス
供給口の上下移動が制約されても、この制約を緩和させ
ることができる。
室に対する複数のガス供給口の取付角度を変えることに
より、ガス供給口を上下移動させた場合と実質的に等価
な効果を得ることができるので、反応室の構造上、ガス
供給口の上下移動が制約されても、この制約を緩和させ
ることができる。
【0078】請求項10に記載の発明によれば、バッフ
ァ室にオリフィスを設けてガス供給口としたので、ガス
供給口を突設する必要がなくなり、構成が簡単になる。
ァ室にオリフィスを設けてガス供給口としたので、ガス
供給口を突設する必要がなくなり、構成が簡単になる。
【0079】請求項11に記載の発明によれば、反応室
をプラズマクリー二ングする際、プラズマに晒されるバ
ッファ室及びバッファ室に取り付けられたガス供給口に
高周波電力を印加するので、反応室のクリーニング効率
を高めることができる。
をプラズマクリー二ングする際、プラズマに晒されるバ
ッファ室及びバッファ室に取り付けられたガス供給口に
高周波電力を印加するので、反応室のクリーニング効率
を高めることができる。
【0080】請求項12に記載の発明によれば、駆動機
構を反応室の外部に設けたので、反応室内を駆動機構の
可動部に起因する汚染を有効に防止できる。
構を反応室の外部に設けたので、反応室内を駆動機構の
可動部に起因する汚染を有効に防止できる。
【0081】請求項13に記載の発明によれば、支持棒
を中空にしてガス配管と兼用させるようにしたので、専
用の配管が不要となり、構造の簡素化が図れる。
を中空にしてガス配管と兼用させるようにしたので、専
用の配管が不要となり、構造の簡素化が図れる。
【0082】請求項14に記載の発明によれば、反応室
の上部にも上部ガス供給口を追設するだけの簡単な構造
で、ガス供給口の上下移動だけでは基板処理速度を被処
理基板面内で均一化できない場合であっても、基板処理
速度を被処理基板面内で均一化できる。
の上部にも上部ガス供給口を追設するだけの簡単な構造
で、ガス供給口の上下移動だけでは基板処理速度を被処
理基板面内で均一化できない場合であっても、基板処理
速度を被処理基板面内で均一化できる。
【0083】請求項15に記載の発明のように、ガスを
シャワー状に供給するとガスの均一な分散が可能とな
る。
シャワー状に供給するとガスの均一な分散が可能とな
る。
【0084】請求項16に記載の発明によれば、支持棒
が1つだと駆動機構が1個で済み構造の簡素化が図れ、
安価に作製することができる。また支持棒が複数本だと
支持強度が向上し複数のガス供給口の支持が安定する。
が1つだと駆動機構が1個で済み構造の簡素化が図れ、
安価に作製することができる。また支持棒が複数本だと
支持強度が向上し複数のガス供給口の支持が安定する。
【0085】請求項17に記載の発明によれば、被処理
基板が液晶用ガラス基板のように四角形の場合に特に有
用である。
基板が液晶用ガラス基板のように四角形の場合に特に有
用である。
【0086】請求項18に記載の発明によれば、基板処
理がプラズマ処理であると、熱分解反応を用いる熱CV
Dなどの熱処理技術と比べ、低温で緻密な薄膜の形成、
熱的過程では不可能な薄膜形成ができる等のプラズマ処
理技術の特徴を活かせる。とくに、ECR、ICP、ヘ
リコン波などのプラズマ源を用いたCVDでは、イオン
密度を極めて高くできるため、反応性に富んだ活性種の
生成と利用が可能である。
理がプラズマ処理であると、熱分解反応を用いる熱CV
Dなどの熱処理技術と比べ、低温で緻密な薄膜の形成、
熱的過程では不可能な薄膜形成ができる等のプラズマ処
理技術の特徴を活かせる。とくに、ECR、ICP、ヘ
リコン波などのプラズマ源を用いたCVDでは、イオン
密度を極めて高くできるため、反応性に富んだ活性種の
生成と利用が可能である。
【0087】請求項19に記載の発明のように、駆動機
構が反応室の下部に設けてあると比較的簡単に駆動機構
を構築できる。特に、駆動機構が反応室の上部に設けて
あると反応室下部の構造が単純になり、上部からの保守
作業で済むので保守性の面で有利になることがある。
構が反応室の下部に設けてあると比較的簡単に駆動機構
を構築できる。特に、駆動機構が反応室の上部に設けて
あると反応室下部の構造が単純になり、上部からの保守
作業で済むので保守性の面で有利になることがある。
【図1】ノズルを上下移動可能とした実施形態による基
板処理装置の基本構成の概略断面図。
板処理装置の基本構成の概略断面図。
【図2】複数のノズルを一体として上下移動可能とした
実施形態による基板処理装置の基本構成の概略断面図。
実施形態による基板処理装置の基本構成の概略断面図。
【図3】ノズルをバッファ室に取り付けた実施形態によ
る基板処理装置の基本構成の概略断面図。
る基板処理装置の基本構成の概略断面図。
【図4】バッファ室を上下二段に取り付けた実施形態に
よる基板処理装置の基本構成の概略断面図。
よる基板処理装置の基本構成の概略断面図。
【図5】バッファ室を同心円状に横並びに配置した実施
形態による基板処理装置の基本構成の概略断面図。
形態による基板処理装置の基本構成の概略断面図。
【図6】着脱可能にした実施形態によるノズルの断面
図。
図。
【図7】ノズルを水平に取り付けた実施形態によるバッ
ファ室の断面図。
ファ室の断面図。
【図8】ノズルを上向きに取り付けた実施形態によるバ
ッファ室の断面図。
ッファ室の断面図。
【図9】ノズルを下向きに取り付けた実施形態によるバ
ッファ室の断面図。
ッファ室の断面図。
【図10】ノズルをオリフィスで形成した実施形態によ
る基板処理装置の基本構成の概略断面図。
る基板処理装置の基本構成の概略断面図。
【図11】支持棒を介してバッファ室及びノズルに高周
波電力を供給するようにした実施形態による基板処理装
置の基本構成の概略断面図。
波電力を供給するようにした実施形態による基板処理装
置の基本構成の概略断面図。
【図12】支持棒をガス配管と兼用するようにした実施
形態による基板処理装置の基本構成の概略断面図。
形態による基板処理装置の基本構成の概略断面図。
【図13】ノズルを反応室上部にも設けた実施形態によ
る基板処理装置の基本構成の概略断面図。
る基板処理装置の基本構成の概略断面図。
【図14】シャワー状ノズルを反応室上部に設けた実施
形態による基板処理装置の基本構成を説明する概略断面
図。
形態による基板処理装置の基本構成を説明する概略断面
図。
【図15】1本のノズル支持棒でバッファ室を支えるよ
うにした実施形態のノズル支持構造の斜視図。
うにした実施形態のノズル支持構造の斜視図。
【図16】複数本のノズル支持棒でバッファ室を支える
ようにした実施形態のノズル支持構造の斜視図。
ようにした実施形態のノズル支持構造の斜視図。
【図17】矩形をした実施形態による環状バッファ室の
構成図。
構成図。
【図18】ノズルの高さをパラメータとした基板位置に
対する成膜速度の分布特性図。
対する成膜速度の分布特性図。
【図19】ノズル駆動機構をシリンダ系で構成した実施
形態による基板処理装置の基本構成の概略断面図。
形態による基板処理装置の基本構成の概略断面図。
【図20】ノズル駆動機構をモータ系で構成した実施形
態による基板処理装置の基本構成の概略断面図。
態による基板処理装置の基本構成の概略断面図。
【図21】ノズル駆動機構を反応室の上部に設けた実施
形態による基板処理装置の基本構成の概略断面図。
形態による基板処理装置の基本構成の概略断面図。
【図22】プラズマを利用した実施形態による基板処理
装置の基本構成の概略断面図。
装置の基本構成の概略断面図。
【図23】実施例によるICP型プラズマ源を備えた高
密度型プラズマCVD装置の概略断面図。
密度型プラズマCVD装置の概略断面図。
【図24】従来例の高密度型プラズマCVD装置の概略
断面図。
断面図。
1 反応容器 2 反応室 10 被処理基板 12 試料台 70 ノズル 71 ノズル台 80 支持棒
フロントページの続き (72)発明者 八島 伸二 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 田中 勉 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内
Claims (19)
- 【請求項1】被処理基板の周辺に設けた複数のガス供給
口から前記被処理基板の中心に向けて反応性ガスを供給
して前記被処理基板を処理するに際し、 前記複数のガス供給口から供給される前記被処理基板に
対する前記反応性ガスの供給位置を調整して、前記複数
のガス供給口から供給される反応性ガスによる前記被処
理基板の処理速度が前記被処理基板面内で均一になるよ
うにしたことを特徴とする基板処理方法。 - 【請求項2】反応性ガスを供給するガス供給口を反応室
内に移動可能に設けて、前記ガス供給口の位置を可変と
した基板処理装置。 - 【請求項3】被処理基板の周辺から前記被処理基板の中
心に向けて反応性ガスを供給する複数のガス供給口を備
えた反応室に、前記ガス供給口を前記被処理基板の被処
理面に対して上下方向に移動して、前記被処理基板に対
する前記反応性ガスの供給位置を変える駆動機構を設け
た基板処理装置。 - 【請求項4】前記反応室に反応性ガスを供給する複数の
ガス供給口が被処理基板の周辺に同一円周上に配置さ
れ、且つ前記複数のガス供給口が環状の連結体に一体的
に取付けられている請求項2または3に記載の基板処理
装置。 - 【請求項5】前記環状連結体の内部を中空にして環状の
バッファ室を設け、前記バッファ室と連通するように前
記複数のガス供給口を前記環状連結体に一体的に取り付
けた請求項4に記載の基板処理装置。 - 【請求項6】前記バッファ室が区画形成されて複数個設
けられ、互いに反応しやすい反応性ガスを各々独立に前
記バッファ室まで導入することを可能とした請求項5に
記載の基板処理装置。 - 【請求項7】前記複数のバッファ室を上下に重ねて設け
た請求項6に記載の基板処理装置。 - 【請求項8】前記複数のバッファ室を同心円状に設けた
請求項6に記載の基板処理装置。 - 【請求項9】前記バッファ室に取り付けた複数のガス供
給口の取付角度が被処理基板の被処理面と平行な面に対
して、平行、上向き、または下向きに取り付けられてい
る請求項5〜8のいずれかに記載の基板処理装置。 - 【請求項10】前記環状のバッファ室の内周面にオリフ
ィスを設けて前記ガス供給口とした請求項5〜9のいず
れかに記載の基板の処理装置。 - 【請求項11】前記複数のガス供給口を設けた前記バッ
ファ室を、前記反応室を構成する反応容器と電気的に絶
縁し、前記バッファ室に高周波電源を接続し、プラズマ
を利用した反応室のクリーニング時において前記バッフ
ァ室に高周波電力を印加するように構成した請求項5〜
10のいずれかに記載の基板処理装置。 - 【請求項12】前記駆動機構を前記反応室外に設け、前
記反応室内に進退自在に挿入した支持棒を介して前記ガ
ス供給口を上下方向に移動するようにした請求項3〜1
1のいずれかに記載の基板処理装置。 - 【請求項13】前記支持棒を中空にして、前記ガス供給
口に反応性ガスを供給するためのガス配管と兼用させた
請求項12に記載の基板処理装置。 - 【請求項14】前記被処理基板の被処理面の上方向から
前記被処理基板の被処理面に向けて反応性ガスを供給す
る上部ガス供給口を前記反応室に設けた請求項3〜13
のいずれかに記載の基板処理装置。 - 【請求項15】前記上部ガス供給口をシャワー状に反応
性ガスが供給できるように構成した請求項14に記載の
基板処理装置。 - 【請求項16】前記支持棒を1本または複数本とした請
求項12〜15のいずれかに記載の基板処理装置。 - 【請求項17】前記ガス供給口を取り付けるための前記
環状の連結体が四角形である請求項4〜16のいずれか
に記載の基板処理装置。 - 【請求項18】前記被処理基板の処理がプラズマ処理で
ある請求項2〜17のいずれかに記載の基板処理装置。 - 【請求項19】前記ガス供給口を上下移動可能に駆動す
る駆動機構が、反応室の下部または上部に設けられた請
求項2〜18のいずれかに記載の基板処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10055420A JPH11260810A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 基板処理方法および基板処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10055420A JPH11260810A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 基板処理方法および基板処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11260810A true JPH11260810A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=12998095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10055420A Pending JPH11260810A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 基板処理方法および基板処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11260810A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010047103A (ko) * | 1999-11-17 | 2001-06-15 | 윤종용 | 웨이퍼 식각장치 |
| JP2003059900A (ja) * | 2001-08-15 | 2003-02-28 | Sony Corp | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| WO2003096400A1 (en) * | 2002-05-10 | 2003-11-20 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing equipment and plasma processing method |
| KR100476788B1 (ko) * | 2002-05-14 | 2005-03-16 | 주성엔지니어링(주) | Mocvd시스템 |
| JP2005333091A (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-02 | Nec Electronics Corp | 半導体製造装置 |
| KR100581998B1 (ko) * | 1999-11-17 | 2006-05-23 | 삼성전자주식회사 | 웨이퍼 식각장치 |
| JP2007273750A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | プラズマ成膜装置およびプラズマ成膜装置のクリーニング方法 |
| JP2008503036A (ja) * | 2004-06-18 | 2008-01-31 | ライボルト オプティクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 媒体インジェクタ |
| WO2008120459A1 (ja) * | 2007-03-22 | 2008-10-09 | Panasonic Corporation | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| US7819081B2 (en) | 2002-10-07 | 2010-10-26 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Plasma film forming system |
| JP2012214876A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Toray Ind Inc | プラズマcvd装置およびプラズマcvd方法 |
| JP2016025219A (ja) * | 2014-07-22 | 2016-02-08 | 株式会社アルバック | 真空処理装置 |
| JP2020167380A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | エーエスエム アイピー ホールディング ビー.ブイ. | 基板処理装置 |
| CN117660939A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-03-08 | 芯联先锋集成电路制造(绍兴)有限公司 | 高密度等离子体化学气相沉积装置及方法 |
-
1998
- 1998-03-06 JP JP10055420A patent/JPH11260810A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100581998B1 (ko) * | 1999-11-17 | 2006-05-23 | 삼성전자주식회사 | 웨이퍼 식각장치 |
| KR20010047103A (ko) * | 1999-11-17 | 2001-06-15 | 윤종용 | 웨이퍼 식각장치 |
| JP2003059900A (ja) * | 2001-08-15 | 2003-02-28 | Sony Corp | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| WO2003096400A1 (en) * | 2002-05-10 | 2003-11-20 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing equipment and plasma processing method |
| KR100476788B1 (ko) * | 2002-05-14 | 2005-03-16 | 주성엔지니어링(주) | Mocvd시스템 |
| US7819081B2 (en) | 2002-10-07 | 2010-10-26 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Plasma film forming system |
| JP2005333091A (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-02 | Nec Electronics Corp | 半導体製造装置 |
| JP2008503036A (ja) * | 2004-06-18 | 2008-01-31 | ライボルト オプティクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 媒体インジェクタ |
| JP2007273750A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | プラズマ成膜装置およびプラズマ成膜装置のクリーニング方法 |
| WO2008120459A1 (ja) * | 2007-03-22 | 2008-10-09 | Panasonic Corporation | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| JP5188496B2 (ja) * | 2007-03-22 | 2013-04-24 | パナソニック株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| US8906249B2 (en) | 2007-03-22 | 2014-12-09 | Panasonic Corporation | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| JP2012214876A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Toray Ind Inc | プラズマcvd装置およびプラズマcvd方法 |
| JP2016025219A (ja) * | 2014-07-22 | 2016-02-08 | 株式会社アルバック | 真空処理装置 |
| JP2020167380A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | エーエスエム アイピー ホールディング ビー.ブイ. | 基板処理装置 |
| CN117660939A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-03-08 | 芯联先锋集成电路制造(绍兴)有限公司 | 高密度等离子体化学气相沉积装置及方法 |
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