処理装置
【課題】基板を均一に処理するために有利な処理装置を提供する。
【解決手段】処理装置は、処理空間において基板を支持する基板支持部と、前記処理空間を外部空間から仕切る仕切り部材３０，４２と、前記処理空間にガスを供給するための環状ガス流路９０とを備える。環状ガス流路９０の前記処理空間への出口は、環状スリットであり、環状ガス流路９０に対して供給されるガスが環状スリットを通して前記処理空間に供給される。
【解決手段】処理装置は、処理空間において基板を支持する基板支持部と、前記処理空間を外部空間から仕切る仕切り部材３０，４２と、前記処理空間にガスを供給するための環状ガス流路９０とを備える。環状ガス流路９０の前記処理空間への出口は、環状スリットであり、環状ガス流路９０に対して供給されるガスが環状スリットを通して前記処理空間に供給される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルジャの周囲にアンテナが配置され、ベルジャ内のプラズマに該アンテナを誘導結合する誘導結合型プラズマ処理装置が知られている。特許文献１には、真空容器（２）と、真空容器２の上部を閉塞するベルジャ（１２）とによって真空処理室が形成されたプラズマ処理装置が開示されている。ここで、真空容器（２）のフランジ（２４）の上には、Ｏリングを介してガスリング（４）が配置され、ガスリング（４）の上には、Ｏリングを介してベルジャ（１２）が載せられている。ベルジャ（１２）の周囲にはアンテナ（１ａ、１ｂ）が配置され、アンテナ（１ａ、１ｂ）には、整合器（マッチングボックス）（３）を介して高周波電源１０が接続されている。ガスリング（４）には、ガス吹き出し口（２３）が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３５５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたガス吹き出し口（２３）のように放射方向（半径方向）に延びた孔を通して処理空間内にガスを供給する構成では、処理室内に不均一なガスの密度分布が形成され、その結果、基板が不均一に処理されることになる。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、基板を均一に処理するために有利な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの側面は、基板を処理する処理装置に係り、前記処理装置は、処理空間において基板を支持する基板支持部と、前記処理空間を外部空間から仕切る仕切り部材と、前記処理空間にガスを供給するための環状ガス流路とを備え、前記環状ガス流路の前記処理空間への出口は、環状スリットであり、前記環状ガス流路に対して供給されるガスが前記環状スリットを通して前記処理空間に供給される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、基板を均一に処理するために有利な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の１つの実施形態の処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す処理装置の部分的な拡大図である。
【図３】図１に示す処理装置の部分的な拡大図である。
【図４】図１に示す処理装置の部分的な拡大図である。
【図５】図１に示す処理装置の部分的な拡大図である。
【図６】図１に示す処理装置の部分的な拡大図である。
【図７】図１に示す処理装置の部分的な拡大図である。
【図８】図１に示す処理装置の部分的な拡大図である。
【図９】本発明の１つの実施形態の処理装置における開放動作を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の１つの実施形態の処理装置における開放動作を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の１つの実施形態の処理装置における部品の取り外しを模式的に示す図である。
【図１２】本発明の他の実施形態の処理装置の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照しながら本発明の１つの実施形態の処理装置１について説明する。処理装置１は、典型的には、誘導結合型プラズマ処理装置として構成されうるが、本発明は、例えば、ＥＣＲプラズマ処理装置やマイクロ波プラズマ処理装置もしくは他のプラズマを用いない処理装置にも適用可能である。処理装置１は、基板Ｓを処理する処理空間ＰＳを外部空間（例えば、大気環境）ＯＳから仕切る部材（エンクロージャ）として、第１仕切り部材（チャンバ）４０と、第２仕切り部材（ベルジャ）３０と、ベース部１２０とを備えている。
【００１０】
第１仕切り部材４０は、例えば、少なくとも２つの互いに分離可能な部材として、上部仕切り部材４２と、下部仕切り部材４４とを含みうる。第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２は、開口部４６を有する天井部４２Ｔを含む。第２仕切り部材３０は、開口部４６を閉塞し第１仕切り部材４０とともに処理空間ＰＳを外部空間ＯＳから仕切るように第１仕切り部材４０に取り付けられる。
【００１１】
第２仕切り部材３０は、天井部４２Ｔの下面ＬＳが向いている空間（図１の状態では、処理空間ＰＳ）に向けて（即ち、方向ＤＩＲに向けて）第２仕切り部材３０を移動させることによって第２仕切り部材３０を第１仕切り部材４０から取り外すことができるように、第１仕切り部材４０に取り付けられる。ここで、方向ＤＩＲは、第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２の天井部４２Ｔの下面ＬＳが向いている方向であるので、第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２の姿勢に依存する方向（即ち、第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２に対する相対的な方向）であり、水平面などの基準面を基準とするような絶対的な方向ではない。
【００１２】
ベース部１２０は、第１仕切り部材４０の下部の開口部を閉塞するように配置されうる。ただし、ベース部１２０は、第１仕切り部材４０の一部を構成するように第１仕切り部材４０と一体化されてもよい。
【００１３】
図２に例示されるように、第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２は、開口部４６の周囲に取り付け面４１を有しうる。第２仕切り部材３０は、取り付け面４１に対してシール部材（例えば、Ｏリング）３２を介して押し付けられるように第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２に取り付けられうる。より具体的には、締結部材（例えば、ボルト）６４によって押し付けリング６０を上部仕切り部材４２に締結することにより、第２仕切り部材３０が押し付けリング６０によって取り付け面４１に対してシール部材（例えば、Ｏリング）３２を介して押し付けられる。ここで、押し付けリング６０は、弾性リング６２を有し、弾性リング６２を介して第２仕切り部材４０に押し付け力を加えることが好ましい。これは、押し付けによる第２仕切り部材３０の破損を防止するために効果的である。また、弾性リング６２を設けることは、処理空間ＰＳが真空状態である際に、第２仕切り部材３０に対して外部空間ＯＳから加わる外圧による第２仕切り部材３０の破損を防止する観点からもより効果的である。弾性リング６２は、弾力を持つ材質であるとともに、プラズマに対する耐性、活性なガスに対する耐性、熱に対する耐性を備える材料で構成されることが好ましく、例えばテフロン（登録商標）で構成されることが好ましい。なお、部品点数の削減の観点から弾性リング６２は１つのリング状部材から構成されることが好ましいが、例えば、複数のリング状部材から構成されてもよく、もしくは一定の間隔で円周上に設けられたシート状部材であってもよい。また、押し付けリング６０は耐熱性、剛性の観点から金属により構成されることが好ましいが、弾力を持つ部材から構成されていてもよく、その場合には押し付けリング６０は弾性リング６２を有していなくてもよい。
【００１４】
下向きの取り付け面４１に対してシール部材（例えば、Ｏリング）３２を介して第２仕切り部材３０を押し付ける構成は、１つのシール部材３２でシールが可能である点で優れている。
【００１５】
処理装置１は、ガス供給部ＧＳと、アンテナ２０とを備えている。アンテナ２０は、第２仕切り部材３０に近接して外部空間ＯＳに配置され、ガス供給部ＧＳによって処理空間ＰＳに供給されたガスに電磁波を供給して該ガスを励起する。アンテナ２０には、整合器１０を介して高周波電源（ＲＦ電源）１２から高周波電力が供給される。アンテナ２０の外側には、アンテナ２０から放射される電磁波によって第２仕切り部材３０の内側の空間で発生したプラズマを基板Ｓに向けて拡散させるための電磁石ユニット２２が配置されうる。第２仕切り部材３０は、アンテナ２０から放射される電磁波を第２仕切り部材３０の内側の空間に導入してプラズマを発生させるために、例えば石英ガラスや窒化アルミなどの絶縁材料で構成される。
【００１６】
処理装置１は、処理空間ＰＳに面するように第１仕切り部材４０（上部仕切り部材４２、下部仕切り部材４４）の内側に配置されて第１仕切り部材４０を処理空間ＰＳのプラズマ環境から保護するシールド５０を更に備えうる。シールド５０は、例えば、上部仕切り部材４２の内側に配置されて上部仕切り部材４２を処理空間ＰＳのプラズマ環境から保護する上部シールド５２と、下部仕切り部材４４の内側に配置されて下部仕切り部材４４を処理空間ＰＳのプラズマ環境から保護する下部シールド５４とを含みうる。上部シールド５２は、不図示の締結部材によって下上部仕切り部材４２に締結されうる。
【００１７】
図３に例示されるように、ガス供給部ＧＳは、例えば、処理空間ＰＳにガスを供給するための環状ガス流路９０と、環状ガス流路９０にガスを供給するガス供給リング７０と、ガス供給リング７０にガスを供給するガス供給流路１６０とを含みうる。環状ガス流路９０の処理空間ＰＳへの出口９２は、環状スリットであり、環状ガス流路９０に対してガス供給流路１６０およびガス供給リング７０を介して供給されるガスは、環状ガス流路９０を通して処理空間ＰＳに対して環状のガス流として供給される。環状ガス流路９０の処理空間ＰＳへの出口９２を環状スリットとすることにより、放射状に配置されたガス供給孔から直接に処理空間ＰＳにガスを供給する構成よりも均一に処理空間ＰＳにガスを供給することができる。これは、基板Ｓをより均一に処理することができること、あるいは、第２仕切り部材（ベルジャ）３０と基板Ｓとの距離（ガスを拡散させて均一化させるために要求される距離）を短くすることができることを意味する。
【００１８】
環状ガス流路９０の少なくとも一部は、第２仕切り部材３０と上部シールド５２とによって規定されうる。例えば、環状ガス流路９０の処理空間ＰＳへの出口（環状スリット）９２は、第２仕切り部材（ベルジャ）３０の最も下側の外側側面と上部シールド５２の最も内側の側面との隙間によって規定されうる。これは、第２仕切り部材３０および上部シールド５２をクリーニングすることによって出口（環状スリット）９２がクリーニングされるというメンテナンス上の優位性を提供する。また、ガス供給孔９４が直接プラズマに晒されないため、ガス供給孔９４の汚れや経年変化を低減することが可能である。一方、従来のガス供給孔のクリーニングにおいては、ガス供給孔の内部（即ち表面に露出していない部分）までをクリーニングする必要があり、これはクリーニングの確実性の点やクリーニングに要する時間の点で不利である。
【００１９】
その他、環状ガス流路９０の入口９１は、ガス供給リング７０の内側側面と上部シールド５２の流路規定部５２ａの外側側面との隙間によって規定され、環状ガス流路９０の入口９１と出口９２との間の部分の少なくとも一部は、押し付けリング６０の下面と上部シールド５２の流路規定部５２ａの上面との隙間によって規定されうる。上部シールド５２は、上部仕切り部材４２の天井部４２Ｔの下面ＬＳに接する天井シールド部５２ｂを含み、上部シールド５２の流路規定部５２ａは、例えば、天井シールド部５２ｂから上方に突出した部分でありうる。この実施形態では、環状ガス流路９０は、押し付けリング６０、ガス供給リング７０、第２仕切り部材３０およびシールド５０（上部シールド５２）によって規定されている。
【００２０】
ガス供給リング７０は、例えば、ガス供給流路１６０から供給されるガスを環状に拡散させる環状拡散溝９６と、環状拡散溝９６と環状ガス流路９０の入口９１とを接続するガス供給孔９４とを含みうる。ガス供給リング７０は、締結部材（例えば、ボルト）７２によって第１仕切り部材４０の上部仕切り部材４２に締結されうる。基板支持部１１２の基板載置面ＳＳの法線を含む平面で切断した断面（図３は当該断面を示す図である）において、環状ガス流路９０は、環状ガス流路９０の入口９１から出口９２までの間に少なくとも１つの屈曲部９９を含みうる。これは、環状ガス流路９０の入口９１から出口９２に至る経路長を長くし、ガスを均一に拡散するために効果的である。これは、結果として基板Ｓの均一な処理に寄与する。この際、ガス供給孔９４を、ガス供給リング７０の円周上に等間隔に配置することで、ガスをより均一に処理空間ＰＳに供給することができる。
【００２１】
ガス供給リング７０は、押し付けリング６０を上部仕切り部材４２に締結するための締結部材６４がガス供給リング７０によって隠されるように上部仕切り部材４２に取り付けられうる。換言すると、押し付けリング６０は、上部仕切り部材４２とガス供給リング７０とによって挟まれる。環状拡散溝９６の外側および内側には、シール部材（例えばＯリング）７４がガス供給リング７０と上部仕切り部材４２との間に配置されうる。シール部材７４によりガス供給路１６０から供給されるガスがガス供給リング７０と上部仕切り部材４２の隙間における漏れを防ぎ、環状拡散溝９６におけるガス拡散の向上が図れる。
【００２２】
処理装置１は、処理空間ＰＳにおいて基板Ｓを支持する基板支持部１１２を備えている。基板支持部１１２は、ベース部１２０によって支持されている。基板支持部１１２は、基板Ｓを取り囲むように配置された周辺リング１１０及び基板載置面ＳＳを含みうる。周辺リング１１０は、基板Ｓを均一に処理するために有利である。ベース部１２０には、排気口が設けられていて、該排気口を通して排気部１３０により処理空間ＰＳ内のガスが排気される。処理空間ＰＳから排気部１３０の間には排気バッフル等が用いられる。基板支持部１１２は、基板Ｓを静電吸着したり基板Ｓにバイアスを印加したりするための電極を含み、該電極は、整合器１５０を介して高周波電源１５２および直流電源１５４に接続されている。
【００２３】
以下、図１に示す処理装置１の部分的な拡大図である図４〜図８を参照しながら第２仕切り部材（ベルジャ）３０の取り外しおよび取り付けについて説明する。図４は、第２仕切り部材３０の取り外しのための作業を行う前の状態を例示的に示している。まず、図５に示すように、上部シールド５２を移動させることによって、上部仕切り部材４２から上部シールド５２を取り外す。ここで、上部シールド５２を移動させる方向は、天井部４２Ｔの下面ＬＳが向いている空間に向いた方向ＤＩＲである。なお、下面ＬＳが向いている空間に向いた方向ＤＩＲは、図５では下方向であるが、後述の図１１に示す状態では上向きである。
【００２４】
次いで、図６に示すように、締結部材７２による上部仕切り部材４２へのガス供給リング７０の締結を解除して、方向ＤＩＲにガス供給リング７０を移動させることによって上部仕切り部材４２からガス供給リング７０を取り外す。次いで、図７に示すように、締結部材６４による上部仕切り部材４２への押し付けリング６０の締結を解除して、方向ＤＩＲに押し付けリング６０を移動させることによって上部仕切り部材４２から押し付けリング６０を取り外す。これにより、上部仕切り部材４２から第２仕切り部材３０を取り外すことができる状態になる。次いで、図８に示すように、方向ＤＩＲに第２仕切り部材３０を移動させることによって上部仕切り部材４２から第２仕切り部材３０を取り外す。
【００２５】
以上のように、この実施形態によれば、第２仕切り部材(ベルジャ)３０の上方の構造物、典型的には、構造体ＳＴの一部でありうる整合器１０を第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２から取り外すことなく第２仕切り部材(ベルジャ)３０を第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２から取り外し交換することができる。よって、前述の従来技術におけるような作業、即ち整合器１０を取り外して第２仕切り部材(ベルジャ）３０の取り外し、クリーニング済みのもしくは他の清浄な第２仕切り部材３０の取り付けを行った後に整合器１０を処理装置１に取り付ける作業に比べてメンテナンスが容易であり、その後の堆積またはエッチング等の処理の条件出しが容易である。
【００２６】
第２仕切り部材３０を取り外して清浄な第２仕切り部材３０を取り付ける作業を容易にするために、処理装置１は、第１仕切り部材４０のうち少なくとも天井部４２Ｔ（この実施形態では、天井部４２Ｔを含む上部仕切り部材４２と第２仕切り部材３０とを含む構造体ＳＴ）をベース部１２０から離隔させて処理空間ＰＳを外部空間ＯＳに開放することができるように構成されうる。
【００２７】
図９〜図１１には、構造体ＳＴをベース部１２０から離隔させるための機構の一例として、構造体ＳＴを下部仕切り部材４４から離隔させるための機構が示されている。図９〜図１１に示す例では、構造体ＳＴと下部仕切り部材４４とがヒンジ部１７０によって連結されていて、下部仕切り部材４４に対して構造体ＳＴを回動させることができる。図９および図１０に示すようにして構造体ＳＴを１８０度にわたって回動させ、図１１に示すように、上部シールド５２およびガス供給リング７０を順に方向ＤＩＲに移動させて取り外し、その後、第２仕切り部材（ベルジャ）３０を方向ＤＩＲに移動させて取り外すことができる。図９〜図１１に示すように構造体ＳＴを１８０度にわたって回動させる構成は、取り外し時における上部シールド５２、ガス供給リング７０や第２仕切り部材（ベルジャ）３０の落下を防止する観点で好ましい。また、角度は１８０度に限定されず、落下が防止できる角度ならば良い。図９〜図１１に示す構成に代えて、例えば、構造体ＳＴを上方に移動させる構成を採用してもよい。
【００２８】
図１２には、第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２と第２仕切り部材３０との接続部分におけるシール部の変形例が示されている。図１２に示す例では、上部仕切り部材４２（第１仕切り部材４０）は、上部仕切り部材４２の開口部４６の周囲に配置された取り付け面４１と、取り付け面４１の周囲に配置された固定面４３とを有する。処理装置１は、取り付け面４１に対して第２仕切り部材３０を押し付けるための取り付けリング６０を備えている。取り付けリング６０は、上部仕切り部材４２の固定面４３に固定され、取り付けリング６０と第２仕切り部材３０との間に第１シール部材（例えばＯリング）６４が配置され、取り付けリング６０と上部仕切り部材４２の固定面４３との間に第２シール部材（例えばＯリング）６６が配置されている。なお、取り付け面４１と第２仕切り部材３０との間には、第２仕切り部材３０の破損を防止する観点から弾力を持つ材料からなる弾性リングが配置されてもよい。
【００２９】
以下、上記の処理装置１を使用して半導体デバイスなどのデバイスを製造するデバイス製造方法を説明する。このデバイス製造方法は、処理装置１の処理空間ＰＳに基板Ｓをロードして、基板支持部１１２によって基板Ｓを支持する工程と、処理空間ＰＳにガス供給部ＧＳによってガスを供給するとともにアンテナ２０によってガスに電磁波を供給して励起し、これによって生成されるプラズマによって基板Ｓを処理する工程とを含む。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルジャの周囲にアンテナが配置され、ベルジャ内のプラズマに該アンテナを誘導結合する誘導結合型プラズマ処理装置が知られている。特許文献１には、真空容器（２）と、真空容器２の上部を閉塞するベルジャ（１２）とによって真空処理室が形成されたプラズマ処理装置が開示されている。ここで、真空容器（２）のフランジ（２４）の上には、Ｏリングを介してガスリング（４）が配置され、ガスリング（４）の上には、Ｏリングを介してベルジャ（１２）が載せられている。ベルジャ（１２）の周囲にはアンテナ（１ａ、１ｂ）が配置され、アンテナ（１ａ、１ｂ）には、整合器（マッチングボックス）（３）を介して高周波電源１０が接続されている。ガスリング（４）には、ガス吹き出し口（２３）が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３５５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたガス吹き出し口（２３）のように放射方向（半径方向）に延びた孔を通して処理空間内にガスを供給する構成では、処理室内に不均一なガスの密度分布が形成され、その結果、基板が不均一に処理されることになる。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、基板を均一に処理するために有利な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの側面は、基板を処理する処理装置に係り、前記処理装置は、処理空間において基板を支持する基板支持部と、前記処理空間を外部空間から仕切る仕切り部材と、前記処理空間にガスを供給するための環状ガス流路とを備え、前記環状ガス流路の前記処理空間への出口は、環状スリットであり、前記環状ガス流路に対して供給されるガスが前記環状スリットを通して前記処理空間に供給される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、基板を均一に処理するために有利な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の１つの実施形態の処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す処理装置の部分的な拡大図である。
【図３】図１に示す処理装置の部分的な拡大図である。
【図４】図１に示す処理装置の部分的な拡大図である。
【図５】図１に示す処理装置の部分的な拡大図である。
【図６】図１に示す処理装置の部分的な拡大図である。
【図７】図１に示す処理装置の部分的な拡大図である。
【図８】図１に示す処理装置の部分的な拡大図である。
【図９】本発明の１つの実施形態の処理装置における開放動作を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の１つの実施形態の処理装置における開放動作を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の１つの実施形態の処理装置における部品の取り外しを模式的に示す図である。
【図１２】本発明の他の実施形態の処理装置の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照しながら本発明の１つの実施形態の処理装置１について説明する。処理装置１は、典型的には、誘導結合型プラズマ処理装置として構成されうるが、本発明は、例えば、ＥＣＲプラズマ処理装置やマイクロ波プラズマ処理装置もしくは他のプラズマを用いない処理装置にも適用可能である。処理装置１は、基板Ｓを処理する処理空間ＰＳを外部空間（例えば、大気環境）ＯＳから仕切る部材（エンクロージャ）として、第１仕切り部材（チャンバ）４０と、第２仕切り部材（ベルジャ）３０と、ベース部１２０とを備えている。
【００１０】
第１仕切り部材４０は、例えば、少なくとも２つの互いに分離可能な部材として、上部仕切り部材４２と、下部仕切り部材４４とを含みうる。第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２は、開口部４６を有する天井部４２Ｔを含む。第２仕切り部材３０は、開口部４６を閉塞し第１仕切り部材４０とともに処理空間ＰＳを外部空間ＯＳから仕切るように第１仕切り部材４０に取り付けられる。
【００１１】
第２仕切り部材３０は、天井部４２Ｔの下面ＬＳが向いている空間（図１の状態では、処理空間ＰＳ）に向けて（即ち、方向ＤＩＲに向けて）第２仕切り部材３０を移動させることによって第２仕切り部材３０を第１仕切り部材４０から取り外すことができるように、第１仕切り部材４０に取り付けられる。ここで、方向ＤＩＲは、第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２の天井部４２Ｔの下面ＬＳが向いている方向であるので、第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２の姿勢に依存する方向（即ち、第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２に対する相対的な方向）であり、水平面などの基準面を基準とするような絶対的な方向ではない。
【００１２】
ベース部１２０は、第１仕切り部材４０の下部の開口部を閉塞するように配置されうる。ただし、ベース部１２０は、第１仕切り部材４０の一部を構成するように第１仕切り部材４０と一体化されてもよい。
【００１３】
図２に例示されるように、第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２は、開口部４６の周囲に取り付け面４１を有しうる。第２仕切り部材３０は、取り付け面４１に対してシール部材（例えば、Ｏリング）３２を介して押し付けられるように第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２に取り付けられうる。より具体的には、締結部材（例えば、ボルト）６４によって押し付けリング６０を上部仕切り部材４２に締結することにより、第２仕切り部材３０が押し付けリング６０によって取り付け面４１に対してシール部材（例えば、Ｏリング）３２を介して押し付けられる。ここで、押し付けリング６０は、弾性リング６２を有し、弾性リング６２を介して第２仕切り部材４０に押し付け力を加えることが好ましい。これは、押し付けによる第２仕切り部材３０の破損を防止するために効果的である。また、弾性リング６２を設けることは、処理空間ＰＳが真空状態である際に、第２仕切り部材３０に対して外部空間ＯＳから加わる外圧による第２仕切り部材３０の破損を防止する観点からもより効果的である。弾性リング６２は、弾力を持つ材質であるとともに、プラズマに対する耐性、活性なガスに対する耐性、熱に対する耐性を備える材料で構成されることが好ましく、例えばテフロン（登録商標）で構成されることが好ましい。なお、部品点数の削減の観点から弾性リング６２は１つのリング状部材から構成されることが好ましいが、例えば、複数のリング状部材から構成されてもよく、もしくは一定の間隔で円周上に設けられたシート状部材であってもよい。また、押し付けリング６０は耐熱性、剛性の観点から金属により構成されることが好ましいが、弾力を持つ部材から構成されていてもよく、その場合には押し付けリング６０は弾性リング６２を有していなくてもよい。
【００１４】
下向きの取り付け面４１に対してシール部材（例えば、Ｏリング）３２を介して第２仕切り部材３０を押し付ける構成は、１つのシール部材３２でシールが可能である点で優れている。
【００１５】
処理装置１は、ガス供給部ＧＳと、アンテナ２０とを備えている。アンテナ２０は、第２仕切り部材３０に近接して外部空間ＯＳに配置され、ガス供給部ＧＳによって処理空間ＰＳに供給されたガスに電磁波を供給して該ガスを励起する。アンテナ２０には、整合器１０を介して高周波電源（ＲＦ電源）１２から高周波電力が供給される。アンテナ２０の外側には、アンテナ２０から放射される電磁波によって第２仕切り部材３０の内側の空間で発生したプラズマを基板Ｓに向けて拡散させるための電磁石ユニット２２が配置されうる。第２仕切り部材３０は、アンテナ２０から放射される電磁波を第２仕切り部材３０の内側の空間に導入してプラズマを発生させるために、例えば石英ガラスや窒化アルミなどの絶縁材料で構成される。
【００１６】
処理装置１は、処理空間ＰＳに面するように第１仕切り部材４０（上部仕切り部材４２、下部仕切り部材４４）の内側に配置されて第１仕切り部材４０を処理空間ＰＳのプラズマ環境から保護するシールド５０を更に備えうる。シールド５０は、例えば、上部仕切り部材４２の内側に配置されて上部仕切り部材４２を処理空間ＰＳのプラズマ環境から保護する上部シールド５２と、下部仕切り部材４４の内側に配置されて下部仕切り部材４４を処理空間ＰＳのプラズマ環境から保護する下部シールド５４とを含みうる。上部シールド５２は、不図示の締結部材によって下上部仕切り部材４２に締結されうる。
【００１７】
図３に例示されるように、ガス供給部ＧＳは、例えば、処理空間ＰＳにガスを供給するための環状ガス流路９０と、環状ガス流路９０にガスを供給するガス供給リング７０と、ガス供給リング７０にガスを供給するガス供給流路１６０とを含みうる。環状ガス流路９０の処理空間ＰＳへの出口９２は、環状スリットであり、環状ガス流路９０に対してガス供給流路１６０およびガス供給リング７０を介して供給されるガスは、環状ガス流路９０を通して処理空間ＰＳに対して環状のガス流として供給される。環状ガス流路９０の処理空間ＰＳへの出口９２を環状スリットとすることにより、放射状に配置されたガス供給孔から直接に処理空間ＰＳにガスを供給する構成よりも均一に処理空間ＰＳにガスを供給することができる。これは、基板Ｓをより均一に処理することができること、あるいは、第２仕切り部材（ベルジャ）３０と基板Ｓとの距離（ガスを拡散させて均一化させるために要求される距離）を短くすることができることを意味する。
【００１８】
環状ガス流路９０の少なくとも一部は、第２仕切り部材３０と上部シールド５２とによって規定されうる。例えば、環状ガス流路９０の処理空間ＰＳへの出口（環状スリット）９２は、第２仕切り部材（ベルジャ）３０の最も下側の外側側面と上部シールド５２の最も内側の側面との隙間によって規定されうる。これは、第２仕切り部材３０および上部シールド５２をクリーニングすることによって出口（環状スリット）９２がクリーニングされるというメンテナンス上の優位性を提供する。また、ガス供給孔９４が直接プラズマに晒されないため、ガス供給孔９４の汚れや経年変化を低減することが可能である。一方、従来のガス供給孔のクリーニングにおいては、ガス供給孔の内部（即ち表面に露出していない部分）までをクリーニングする必要があり、これはクリーニングの確実性の点やクリーニングに要する時間の点で不利である。
【００１９】
その他、環状ガス流路９０の入口９１は、ガス供給リング７０の内側側面と上部シールド５２の流路規定部５２ａの外側側面との隙間によって規定され、環状ガス流路９０の入口９１と出口９２との間の部分の少なくとも一部は、押し付けリング６０の下面と上部シールド５２の流路規定部５２ａの上面との隙間によって規定されうる。上部シールド５２は、上部仕切り部材４２の天井部４２Ｔの下面ＬＳに接する天井シールド部５２ｂを含み、上部シールド５２の流路規定部５２ａは、例えば、天井シールド部５２ｂから上方に突出した部分でありうる。この実施形態では、環状ガス流路９０は、押し付けリング６０、ガス供給リング７０、第２仕切り部材３０およびシールド５０（上部シールド５２）によって規定されている。
【００２０】
ガス供給リング７０は、例えば、ガス供給流路１６０から供給されるガスを環状に拡散させる環状拡散溝９６と、環状拡散溝９６と環状ガス流路９０の入口９１とを接続するガス供給孔９４とを含みうる。ガス供給リング７０は、締結部材（例えば、ボルト）７２によって第１仕切り部材４０の上部仕切り部材４２に締結されうる。基板支持部１１２の基板載置面ＳＳの法線を含む平面で切断した断面（図３は当該断面を示す図である）において、環状ガス流路９０は、環状ガス流路９０の入口９１から出口９２までの間に少なくとも１つの屈曲部９９を含みうる。これは、環状ガス流路９０の入口９１から出口９２に至る経路長を長くし、ガスを均一に拡散するために効果的である。これは、結果として基板Ｓの均一な処理に寄与する。この際、ガス供給孔９４を、ガス供給リング７０の円周上に等間隔に配置することで、ガスをより均一に処理空間ＰＳに供給することができる。
【００２１】
ガス供給リング７０は、押し付けリング６０を上部仕切り部材４２に締結するための締結部材６４がガス供給リング７０によって隠されるように上部仕切り部材４２に取り付けられうる。換言すると、押し付けリング６０は、上部仕切り部材４２とガス供給リング７０とによって挟まれる。環状拡散溝９６の外側および内側には、シール部材（例えばＯリング）７４がガス供給リング７０と上部仕切り部材４２との間に配置されうる。シール部材７４によりガス供給路１６０から供給されるガスがガス供給リング７０と上部仕切り部材４２の隙間における漏れを防ぎ、環状拡散溝９６におけるガス拡散の向上が図れる。
【００２２】
処理装置１は、処理空間ＰＳにおいて基板Ｓを支持する基板支持部１１２を備えている。基板支持部１１２は、ベース部１２０によって支持されている。基板支持部１１２は、基板Ｓを取り囲むように配置された周辺リング１１０及び基板載置面ＳＳを含みうる。周辺リング１１０は、基板Ｓを均一に処理するために有利である。ベース部１２０には、排気口が設けられていて、該排気口を通して排気部１３０により処理空間ＰＳ内のガスが排気される。処理空間ＰＳから排気部１３０の間には排気バッフル等が用いられる。基板支持部１１２は、基板Ｓを静電吸着したり基板Ｓにバイアスを印加したりするための電極を含み、該電極は、整合器１５０を介して高周波電源１５２および直流電源１５４に接続されている。
【００２３】
以下、図１に示す処理装置１の部分的な拡大図である図４〜図８を参照しながら第２仕切り部材（ベルジャ）３０の取り外しおよび取り付けについて説明する。図４は、第２仕切り部材３０の取り外しのための作業を行う前の状態を例示的に示している。まず、図５に示すように、上部シールド５２を移動させることによって、上部仕切り部材４２から上部シールド５２を取り外す。ここで、上部シールド５２を移動させる方向は、天井部４２Ｔの下面ＬＳが向いている空間に向いた方向ＤＩＲである。なお、下面ＬＳが向いている空間に向いた方向ＤＩＲは、図５では下方向であるが、後述の図１１に示す状態では上向きである。
【００２４】
次いで、図６に示すように、締結部材７２による上部仕切り部材４２へのガス供給リング７０の締結を解除して、方向ＤＩＲにガス供給リング７０を移動させることによって上部仕切り部材４２からガス供給リング７０を取り外す。次いで、図７に示すように、締結部材６４による上部仕切り部材４２への押し付けリング６０の締結を解除して、方向ＤＩＲに押し付けリング６０を移動させることによって上部仕切り部材４２から押し付けリング６０を取り外す。これにより、上部仕切り部材４２から第２仕切り部材３０を取り外すことができる状態になる。次いで、図８に示すように、方向ＤＩＲに第２仕切り部材３０を移動させることによって上部仕切り部材４２から第２仕切り部材３０を取り外す。
【００２５】
以上のように、この実施形態によれば、第２仕切り部材(ベルジャ)３０の上方の構造物、典型的には、構造体ＳＴの一部でありうる整合器１０を第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２から取り外すことなく第２仕切り部材(ベルジャ)３０を第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２から取り外し交換することができる。よって、前述の従来技術におけるような作業、即ち整合器１０を取り外して第２仕切り部材(ベルジャ）３０の取り外し、クリーニング済みのもしくは他の清浄な第２仕切り部材３０の取り付けを行った後に整合器１０を処理装置１に取り付ける作業に比べてメンテナンスが容易であり、その後の堆積またはエッチング等の処理の条件出しが容易である。
【００２６】
第２仕切り部材３０を取り外して清浄な第２仕切り部材３０を取り付ける作業を容易にするために、処理装置１は、第１仕切り部材４０のうち少なくとも天井部４２Ｔ（この実施形態では、天井部４２Ｔを含む上部仕切り部材４２と第２仕切り部材３０とを含む構造体ＳＴ）をベース部１２０から離隔させて処理空間ＰＳを外部空間ＯＳに開放することができるように構成されうる。
【００２７】
図９〜図１１には、構造体ＳＴをベース部１２０から離隔させるための機構の一例として、構造体ＳＴを下部仕切り部材４４から離隔させるための機構が示されている。図９〜図１１に示す例では、構造体ＳＴと下部仕切り部材４４とがヒンジ部１７０によって連結されていて、下部仕切り部材４４に対して構造体ＳＴを回動させることができる。図９および図１０に示すようにして構造体ＳＴを１８０度にわたって回動させ、図１１に示すように、上部シールド５２およびガス供給リング７０を順に方向ＤＩＲに移動させて取り外し、その後、第２仕切り部材（ベルジャ）３０を方向ＤＩＲに移動させて取り外すことができる。図９〜図１１に示すように構造体ＳＴを１８０度にわたって回動させる構成は、取り外し時における上部シールド５２、ガス供給リング７０や第２仕切り部材（ベルジャ）３０の落下を防止する観点で好ましい。また、角度は１８０度に限定されず、落下が防止できる角度ならば良い。図９〜図１１に示す構成に代えて、例えば、構造体ＳＴを上方に移動させる構成を採用してもよい。
【００２８】
図１２には、第１仕切り部材４０あるいは上部仕切り部材４２と第２仕切り部材３０との接続部分におけるシール部の変形例が示されている。図１２に示す例では、上部仕切り部材４２（第１仕切り部材４０）は、上部仕切り部材４２の開口部４６の周囲に配置された取り付け面４１と、取り付け面４１の周囲に配置された固定面４３とを有する。処理装置１は、取り付け面４１に対して第２仕切り部材３０を押し付けるための取り付けリング６０を備えている。取り付けリング６０は、上部仕切り部材４２の固定面４３に固定され、取り付けリング６０と第２仕切り部材３０との間に第１シール部材（例えばＯリング）６４が配置され、取り付けリング６０と上部仕切り部材４２の固定面４３との間に第２シール部材（例えばＯリング）６６が配置されている。なお、取り付け面４１と第２仕切り部材３０との間には、第２仕切り部材３０の破損を防止する観点から弾力を持つ材料からなる弾性リングが配置されてもよい。
【００２９】
以下、上記の処理装置１を使用して半導体デバイスなどのデバイスを製造するデバイス製造方法を説明する。このデバイス製造方法は、処理装置１の処理空間ＰＳに基板Ｓをロードして、基板支持部１１２によって基板Ｓを支持する工程と、処理空間ＰＳにガス供給部ＧＳによってガスを供給するとともにアンテナ２０によってガスに電磁波を供給して励起し、これによって生成されるプラズマによって基板Ｓを処理する工程とを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理装置であって、
処理空間において基板を支持する基板支持部と、
前記処理空間を外部空間から仕切る仕切り部材と、
前記処理空間にガスを供給するための環状ガス流路と、を備え、
前記環状ガス流路の前記処理空間への出口は、環状スリットであり、前記環状ガス流路に対して供給されるガスが前記環状スリットを通して前記処理空間に供給される、
ことを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記仕切り部材は、
開口部を有する天井部を含んでいて前記処理空間を外部空間から仕切る第１仕切り部材と、
前記開口部を閉塞し前記第１仕切り部材とともに前記処理空間を前記外部空間から仕切るように前記第１仕切り部材に取り付けられる第２仕切り部材と、を含み、
前記処理装置は、前記処理空間に面するように前記第１仕切り部材の内側に配置されて前記第１仕切り部材を保護するシールドを更に備え、
前記環状ガス流路の少なくとも一部は、前記第２仕切り部材および前記シールドによって規定されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記環状スリットは、前記第２仕切り部材および前記シールドによって規定されている
ことを特徴とする請求項２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記第１仕切り部材は、前記開口部の周囲に取り付け面を有し、
前記処理装置は、
前記第１仕切り部材に締結されていて前記第２仕切り部材を前記取り付け面に押し付ける押し付けリングと、
前記第１仕切り部材に締結されていて前記環状ガス流路にガスを供給するガス供給リングと、を更に備え、
前記ガス供給リングは、前記第１仕切り部材と前記ガス供給リングとによって前記押し付けリングが挟まれるように配置され、
前記環状ガス流路は、前記押し付けリング、前記ガス供給リング、前記第２仕切り部材および前記シールドによって規定されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の処理装置。
【請求項５】
前記第２仕切り部材は、前記天井部の下面が向いている空間に向けて前記第２仕切り部材を移動させることによって前記第２仕切り部材を前記第１仕切り部材から取り外すことができるように、前記第１仕切り部材に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の処理装置、
【請求項６】
前記基板支持部の基板載置面の法線を含む平面で切断した断面において、前記環状ガス流路は、その入口から前記出口まで間に少なくとも１つの屈曲部を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の処理装置。
【請求項１】
基板を処理する処理装置であって、
処理空間において基板を支持する基板支持部と、
前記処理空間を外部空間から仕切る仕切り部材と、
前記処理空間にガスを供給するための環状ガス流路と、を備え、
前記環状ガス流路の前記処理空間への出口は、環状スリットであり、前記環状ガス流路に対して供給されるガスが前記環状スリットを通して前記処理空間に供給される、
ことを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記仕切り部材は、
開口部を有する天井部を含んでいて前記処理空間を外部空間から仕切る第１仕切り部材と、
前記開口部を閉塞し前記第１仕切り部材とともに前記処理空間を前記外部空間から仕切るように前記第１仕切り部材に取り付けられる第２仕切り部材と、を含み、
前記処理装置は、前記処理空間に面するように前記第１仕切り部材の内側に配置されて前記第１仕切り部材を保護するシールドを更に備え、
前記環状ガス流路の少なくとも一部は、前記第２仕切り部材および前記シールドによって規定されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記環状スリットは、前記第２仕切り部材および前記シールドによって規定されている
ことを特徴とする請求項２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記第１仕切り部材は、前記開口部の周囲に取り付け面を有し、
前記処理装置は、
前記第１仕切り部材に締結されていて前記第２仕切り部材を前記取り付け面に押し付ける押し付けリングと、
前記第１仕切り部材に締結されていて前記環状ガス流路にガスを供給するガス供給リングと、を更に備え、
前記ガス供給リングは、前記第１仕切り部材と前記ガス供給リングとによって前記押し付けリングが挟まれるように配置され、
前記環状ガス流路は、前記押し付けリング、前記ガス供給リング、前記第２仕切り部材および前記シールドによって規定されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の処理装置。
【請求項５】
前記第２仕切り部材は、前記天井部の下面が向いている空間に向けて前記第２仕切り部材を移動させることによって前記第２仕切り部材を前記第１仕切り部材から取り外すことができるように、前記第１仕切り部材に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の処理装置、
【請求項６】
前記基板支持部の基板載置面の法線を含む平面で切断した断面において、前記環状ガス流路は、その入口から前記出口まで間に少なくとも１つの屈曲部を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２２１５９６（Ｐ２０１２−２２１５９６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８３１１４（Ｐ２０１１−８３１１４）
【出願日】平成２３年４月４日（２０１１．４．４）
【出願人】（０００２２７２９４）キヤノンアネルバ株式会社 (564)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月４日（２０１１．４．４）
【出願人】（０００２２７２９４）キヤノンアネルバ株式会社 (564)
【Ｆターム（参考）】
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