基板処理装置
【課題】基板のエッジ領域に導入するエッジガスが基板のセンタ領域に拡散することを抑制する。
【解決手段】 基板のセンタ領域とその周りのエッジ領域に向けてガスを別々に供給するガス導入部を構成する上部電極２００を設ける。上部電極はセンタガスのガス孔２１２を複数設けたセンタガス導入部２０４と，エッジガスのガス孔２１４を複数設けたエッジガス導入部２０６とを備え，エッジガス導入部のガス孔に連通するガス孔２３２が形成されたガス孔形成板２３０をエッジガス導入部の下面に取り付けることによって，エッジガス噴出口の垂直位置を調整できるようにした。
【解決手段】 基板のセンタ領域とその周りのエッジ領域に向けてガスを別々に供給するガス導入部を構成する上部電極２００を設ける。上部電極はセンタガスのガス孔２１２を複数設けたセンタガス導入部２０４と，エッジガスのガス孔２１４を複数設けたエッジガス導入部２０６とを備え，エッジガス導入部のガス孔に連通するガス孔２３２が形成されたガス孔形成板２３０をエッジガス導入部の下面に取り付けることによって，エッジガス噴出口の垂直位置を調整できるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，処理室内に配置された半導体ウエハ，太陽電池用基板，液晶基板などの被処理基板に対して所定のガスを供給して所定の処理を施す基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の基板処理装置としては，例えば処理室内に半導体ウエハなどの被処理基板（以下，単に「基板」と称する）を載置する載置台を兼ねた下部電極と，基板に向けてガスを噴出するガス導入部であるシャワーヘッドを兼ねた上部電極とを配設した平行平板型のプラズマ処理装置が知られている。プラズマ処理装置は，基板上にシャワーヘッドから所定のガスを供給した状態で両電極間に高周波電力を印加してプラズマを生成することによって，成膜やエッチングなど所定の処理を行うようになっている。
【０００３】
このようなプラズマ処理装置には，基板処理の面内均一性を向上すべく，シャワーヘッド内部を複数のガス室に仕切り，各ガス室ごとにガス供給配管を独立に接続するものが提案されている（例えば下記特許文献１，２）。これによれば，例えばセンタ側のガス孔とエッジ側のガス孔から別々にガスを基板上に噴出させることで，基板面内のガス濃度を局所的に調整して，エッチングの基板処理の面内均一性を向上できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８-１５８０７２号公報
【特許文献２】特開平０９-０４５６２４号公報
【特許文献３】特開平１０-０６４８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで，シャワーヘッドの各ガス孔から噴出されるガスは下方に向かうに連れて徐々に広がって拡散する。このため，上記特許文献１，２のように基板のセンタ側のガス孔とエッジ側のガス孔から別々にガスを噴出させる場合に，エッジ側のガス孔に着目すれば，そのガス孔の噴出口の位置によってはそこから噴出されるガスが基板のセンタ領域まで拡散してしまい，基板のエッジ領域の処理を正確に制御できなくなってしまう虞がある。
【０００６】
例えば上記特許文献１，２では，特にこの点は考慮されておらず，センタ側のガス孔もエッジ側のガス孔もほぼ均等に配置されており，その噴出口もフラットな同一平面に形成されている。このため，エッジ側のガス孔から噴出されるガスは，そのガス孔の噴出口と基板との距離が離れているほど基板上での拡散範囲が広がり，基板のセンタ側の処理に及ぼす影響も大きくなってしまう。これではエッジ側の処理の制御性が低下するという問題がある。
【０００７】
なお，上記特許文献３では，ガス孔を形成するガス拡散板について，ガス拡散板の加熱効率を高めることを目的とし，中央部の厚みを周縁部よりも薄くしたものが記載されている。これによれば，結果的に周縁部のガス孔の位置が中央よりも下方に配置されることになるので，周縁部のガス孔から噴出されるガスの広がりを抑えられるとも考えられる。
【０００８】
ところが，特許文献３は周縁部のガス孔から噴出されるガスの広がりについては着目されていないばかりか，特許文献３はそもそも，ガス拡散板の加熱効率を高めることを主目的としている。
【０００９】
このため，ガス拡散板のセンタ部の厚みを薄くしてもセンタ部とエッジ部の全体で質量が一定になるように，周縁部分のガス孔を中央部分のガス孔よりも大きくなるように構成している。これではかえって周縁部のガス孔から噴出されるガスの拡散範囲がより広がってしまい，基板のセンタ側の処理に及ぼす影響も大きくなってしまう。
【００１０】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，処理室内にセンタ側のガス孔とエッジ側のガス孔から別々にガスを供給する場合に，エッジ側のガスがセンタ側へ拡散することを抑制できる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，処理室内に配置された基板に対して所定のガスを供給して所定の処理を施す基板処理装置であって，前記基板のセンタ領域とその周りのエッジ領域に向けて同種のガス又は異種のガスを別々に供給するガス導入部を設け，前記ガス導入部は，前記基板のセンタ領域に向けて供給するセンタガスのガス孔を複数設けたセンタガス導入部と，前記センタガス導入部の周りを囲むように設けられ，前記基板のエッジ領域に向けて供給するエッジガスのガス孔を複数設けたエッジガス導入部と，前記エッジガス導入部のガス孔を通って噴出されるエッジガス噴出口の水平位置又は垂直位置を調整するエッジガス噴出位置調整手段と，を備えたことを特徴とする基板処理装置が提供される。
【００１２】
このような本発明によれば，エッジガス噴出位置調整手段によってエッジガス噴出口の水平位置又は垂直位置を調整することにより，エッジガスが基板上のセンタ領域に拡散することを抑制できる。これによって，エッジガスによる基板のエッジ領域の制御性を向上させることができる。
【００１３】
また，上記エッジガス噴出位置調整手段は，例えば前記エッジガス導入部のガス孔に連通するガス孔が形成されたガス孔形成板を，前記エッジガス導入部の下面に取り付けて構成することによって，前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能とする。これによれば，エッジガス噴出口の垂直位置を調整することにより，エッジガス噴出口と基板との距離を小さくすることができる。これによってエッジガスの拡散範囲を抑制できるので，エッジガスが基板上のセンタ領域に拡散することを抑制できる。
【００１４】
この場合，上記ガス孔形成板は，例えば前記エッジガス導入部の下面に着脱自在に取り付け，前記ガス孔形成板の厚みに応じて前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能にする。また，上記ガス孔形成板は，前記エッジガス導入部の下面に昇降自在に取り付け，前記ガス孔形成板を昇降させることによって前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能にしてもよい。
【００１５】
また，上記エッジガス噴出位置調整手段は，前記エッジガス導入部に環状に配列したガス孔を，その内側から外側に向けて複数列形成し，これら各列のガス孔を選択して前記エッジガスを供給可能に構成することによって，前記エッジガス噴出口の水平位置を調整可能にしてもよい。これによれば，エッジガスを噴出するガス孔の列を選択することによって，より外側からエッジガスを噴出させることができる。これによってエッジガスが基板上のセンタ領域に拡散することを抑制できるので，エッジガスによる基板のエッジ領域の制御性を向上させることができる。
【００１６】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内の載置台に載置された基板に対して所定のガスを供給して所定の処理を施す基板処理装置であって，前記基板のセンタ領域とその周りのエッジ領域に向けて同種のガス又は異種のガスを別々に供給するガス導入部を設け，前記ガス導入部は，前記基板のセンタ領域に向けて供給するセンタガスのガス孔を複数設けたセンタガス導入部と，前記センタガス導入部の周りを囲むように設けられ，前記基板のエッジ領域に向けて供給するエッジガスのガス孔を複数設けたエッジガス導入部と，前記エッジガス導入部のガス孔を通って噴出されるエッジガス噴出口の垂直位置と水平位置の両方を調整するエッジガス噴出位置調整手段と，を備えたことを特徴とする基板処理装置が提供される。
【００１７】
このような本発明によれば，エッジガス噴出位置調整手段によってエッジガス噴出口の水平位置と垂直位置の両方を調整することにより，エッジガスが基板上のセンタ領域に拡散することを抑制できる。これによって，エッジガスによる基板のエッジ領域の制御性を向上させることができる。
【００１８】
上記エッジガス噴出位置調整手段は，例えば前記エッジガス導入部に環状に配列したガス孔を，その内側から外側に向けて複数列形成し，これら各列のガス孔を選択して前記エッジガスを供給可能に構成するとともに，これらの前記エッジガス導入部のガス孔にそれぞれ連通するガス孔が形成されたガス孔形成板を，前記エッジガス導入部の下面に取り付けて構成することによって，前記エッジガス噴出口の垂直位置と水平位置の両方を調整可能としてもよい。
【００１９】
この場合，上記ガス孔形成板は，例えば前記エッジガス導入部の下面に着脱自在に取り付け，前記ガス孔形成板の厚みに応じて前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能にする。また，上記ガス孔形成板は，前記エッジガス導入部の下面に昇降自在に取り付け，前記ガス孔形成板を昇降させることによって前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能にしてもよい。なお，上記エッジガスのガス孔の径は，前記センタガスのガス孔の径よりも小さくしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば，処理室内にセンタ側のガス孔とエッジ側のガス孔から別々にガスを供給する場合に，エッジガス噴出口の水平位置と垂直位置の一方又は両方を調整することによって，エッジ側のガスがセンタ側へ拡散することを抑制できる。これにより，エッジガスによる基板のエッジ領域の制御性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】比較例にかかる上部電極の概略構成を説明するための断面図である。
【図３】本実施形態にかかる上部電極の概略構成を説明するための断面図である。
【図４】エッジガス噴出口の垂直位置を変えたときの作用効果を確認した実験結果をグラフに示す図である。
【図５】図４に示すグラフの曲線についてガス拡散程度を示す半値全幅を求めてグラフにした図である。
【図６Ａ】本実施形態において，エッチングガスからなる処理ガスだけ導入したときのエッチングレートを示す図である。
【図６Ｂ】本実施形態において，デポジションガスからなる付加ガスだけ導入したときのデポジションレートを示す図である。
【図６Ｃ】本実施形態において，図６Ａのエッチングガスと，図６Ｂのデポジションガスの両方を導入したときのエッチングレートを示す図である。
【図７】図３に示す上部電極の変形例を説明するための断面図である。
【図８Ａ】図７に示す上部電極の動作説明図であって，ガス孔形成板が上方にある場合である。
【図８Ｂ】図７に示す上部電極の動作説明図であって，ガス孔形成板を下方に移動させた場合である。
【図９】本発明の第２実施形態にかかる基板処理装置の上部電極の概略構成を説明するための断面図である。
【図１０Ａ】図９に示す上部電極の動作説明図であって，最も内側のガス孔からエッジガスを噴出した場合である。
【図１０Ｂ】図９に示す上部電極の動作説明図であって，最も外側のガス孔からエッジガスを噴出した場合である。
【図１１】図９に示す上部電極の変形例を説明するための断面図である。
【図１２】図９に示す上部電極の他の変形例を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら，本発明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。
【００２３】
（第１実施形態）
先ず，本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置について図面を参照しながら説明する。ここでは処理室内に上部電極と下部電極（サセプタ）を対向配置して上部電極から処理ガスを処理室内に供給する平行平板型電極構造の容量結合型の基板処理装置を例に挙げて説明する。図１は，本実施形態にかかる基板処理装置１００の概略構成を示す断面図である。
【００２４】
図１に示すように基板処理装置１００は，例えばアルミニウム等の導電性材料からなる略円筒状の処理室１０２を備える。処理室１０２は接地されている。処理室１０２内には，基板例えば半導体ウエハ（以下，単に「ウエハＷ」とも称する）を載置する載置台１１０が設けられている。
【００２５】
載置台１１０は，略円柱状に構成され，下部電極として機能するサセプタ１１６を備える。サセプタ１１６は，セラミックス等からなる絶縁板１１２を介して処理室１０２内の底部に配置された円柱状のサセプタ支持台１１４上に支持されている。
【００２６】
サセプタ１１６の上面には，ウエハＷを静電力で吸着保持する静電チャック１２０が設けられている。静電チャック１２０は，導電膜からなる電極１２２を一対の絶縁層または絶縁シートで挟んで構成され，電極１２２には直流電源１２４が電気的に接続されている。直流電源１２４から電極１２２に直流電圧を印加すると，静電チャック１２０の上面にクーロン力等の静電力が生じ，これによりウエハＷが吸着保持される。
【００２７】
サセプタ１１６には上記静電チャック１２０に載置されたウエハＷの周囲を囲むようにフォーカスリング１２６が配置されている。フォーカスリング１２６は，導電性部材（例えばシリコン）で構成される。
【００２８】
サセプタ支持台１１４内には，例えば周方向に沿って温調室１２８が設けられている。温調室１２８には，外部に設けられた図示しない温調ユニットからの温調媒体（例えば冷却水）が循環供給されるようになっている。この温調媒体の温度によってサセプタ１１６上のウエハＷの温度を調整することができる。
【００２９】
また，サセプタ支持台１１４内には，図示しない伝熱ガス供給部からの伝熱ガス（例えばＨｅガス）が伝熱ガス供給ライン１２９を介して静電チャック１２０の上面とウエハＷの裏面との間に供給される。
【００３０】
下部電極としてのサセプタ１１６には，２周波重畳電力を供給する電力供給装置１３０が接続されている。電力供給装置１３０は，第１周波数の第１高周波電力（プラズマ生起用高周波電力）を供給する第１高周波電源１３２，第１周波数よりも低い第２周波数の第２高周波電力（バイアス電圧発生用高周波電力）を供給する第２高周波電源１３４を備える。第１，第２高周波電源１３２，１３４はそれぞれ，第１，第２整合器１３３，１３５を介してサセプタ１１６に電気的に接続される。
【００３１】
第１，第２整合器１３３，１３５は，それぞれ第１，第２高周波電源１３２，１３４の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させるためのものであり，処理室１０２内にプラズマが生成されているときに第１，第２高周波電源１３２，１３４の内部インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。
【００３２】
第１高周波電源１３２は，２７ＭＨｚ以上の周波数（例えば４０ＭＨｚ）の高周波電力を出力する。第２高周波電源１３４は，１３．５６ＭＨｚ以下の周波数（例えば２ＭＨｚ）の高周波電力を出力する。
【００３３】
処理室１０２内の上部には，下部電極としてのサセプタ１１６に対向するように平行に上部電極２００が配設されている。上部電極２００は図１に示すように電気的に接地してもよく，また図示しない可変直流電源を接続して上部電極２００に所定の直流（ＤＣ）電圧が印加されるようにしてもよい。
【００３４】
上部電極２００は，ウエハＷのセンタ領域とその周りのエッジ領域に向けて同種のガス又は異種のガスを別々に導入可能なガス導入部（シャワーヘッド）としても機能するように構成されている。このような上部電極２００は，ウエハＷのセンタ領域に向けて供給するセンタガスのガス孔２１２を複数設けたセンタガス導入部２０４と，ウエハＷのエッジ領域に向けて供給するエッジガスのガス孔２１４を複数設けた環状のエッジガス導入部２０６とを備える。
【００３５】
本実施形態における上部電極２００においては，エッジガス導入部２０４のガス孔２１４を通って噴出されるエッジガス噴出口の位置を調整するエッジガス噴出位置調整手段を設けることで，エッジガスのセンタ側への拡散を抑制できるようになっている。例えば図１は，エッジガス噴出位置調整手段として，上記各ガス孔２１４に連通するガス孔２３２が形成されたガス孔形成板２３０を，エッジガス導入部２０６の下面に取り付けた例である。このようなエッジガス噴出位置調整手段を備えた上部電極２００の具体的構成例については，後述する。
【００３６】
処理室１０２の底面には排気口１０４が形成されており，排気口１０４に接続された排気装置１０６によって排気することによって，処理室１０２内を所定の真空度に維持することができる。処理室１０２の側壁にはゲートバルブＧが設けられている。このゲートバルブＧを開くことによって，処理室１０２内へのウエハＷの搬入及び処理室１０２内からのウエハＷの搬出が可能となる。
【００３７】
基板処理装置１００には，装置全体の動作を制御する制御部１５０が設けられている。制御部１５０には，オペレータが基板処理装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや，基板処理装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなる操作部１５２が接続されている。
【００３８】
さらに，制御部１５０には，基板処理装置１００で実行される各種処理を制御部１５０の制御にて実現するためのプログラムやプログラムを実行するために必要な処理条件（レシピ）などが記憶された記憶部１５４が接続されている。
【００３９】
記憶部１５４には，例えば後述する第１，第２処理条件（レシピ）などが記憶されている。このような処理条件については，基板処理装置１００の各部を制御する制御パラメータ，設定パラメータなどの複数のパラメータ値をまとめたものである。各処理条件は例えば処理ガスの流量比，処理室内圧力，高周波電力などのパラメータ値を有する。
【００４０】
なお，これらのプログラムや処理条件はハードディスクや半導体メモリに記憶されていてもよく，またＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で記憶部１５４の所定位置にセットするようになっていてもよい。
【００４１】
制御部１５０は，操作部１５２からの指示等に基づいて所望のプログラム，処理条件を記憶部１５４から読み出して各部を制御することで，基板処理装置１００での所望の処理を実行する。また，操作部１５２からの操作により処理条件を編集できるようになっている。
【００４２】
（ガス導入部としての上部電極の構成例）
ここで，本実施形態における上部電極２００の構成例について説明する。上部電極２００は，その周縁部を被覆するシールドリング２０２を介して処理室１０２の天井部に取り付けられている。
【００４３】
ここでの上部電極２００は，載置台１１０上に載置されたウエハＷのセンタ領域とその周りのエッジ領域に向けて同種のガス又は異種のガスを別々に導入可能なガス導入部として構成されている。
【００４４】
具体的には，上部電極２００は，ウエハＷのセンタ領域に向けて供給するセンタガスのガス孔２１２を複数設けた略円板状のセンタガス導入部２０４と，このセンタガス導入部２０４の周りを囲むように設けられ，ウエハＷのエッジ領域に向けて供給するエッジガスのガス孔２１４を複数設けた環状のエッジガス導入部２０６とを備える。
【００４５】
センタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６は，一体で構成してもよく，別体で構成してもよい。ここでは，図１に示すようにセンタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６を一体で構成した場合を例に挙げて説明する。
【００４６】
センタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６を一体で構成する場合は，例えば図１に示すようにセンタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６に渡って略円板状の電極板２１０を設け，電極板２１０を電極支持体２２０で着脱自在に支持した構成とする。この場合，電極支持体２２０は例えばアルミニウムなどの金属で構成され，電極板２１０は例えば石英（ＳｉＯ２），ＳｉＣ，ＳｉＮ等のシリコン含有材料で構成される。
【００４７】
電極支持体２２０内には１つの略円板状の空間が設けられ，この空間はセンタガスが供給される略円板状のセンタバッファ室２２２とエッジガスが供給される環状のエッジバッファ室２２４とに環状隔壁部材２２５によって区画される。ガス供給装置３００からのセンタガスとエッジガスは各バッファ室２２２，２２４に別々に供給されるようになっている。
【００４８】
センタガス導入部２０４には，上記センタガスの各ガス孔２１２がセンタバッファ室２２２から電極板２１０の下面まで突き抜けて設けられている。センタガスの各ガス孔２１２は，ウエハＷのセンタ領域に向けてガスが噴出されるように配置される。
【００４９】
エッジガス導入部２０６には，エッジガスの各ガス孔２１４がエッジバッファ室２２４から電極板２１０の下面まで突き抜けて設けられている。上記エッジガスの各ガス孔２１４は，ウエハＷのエッジ領域に向けてガスが噴出されるように配置される。
【００５０】
このような構成によれば，ガス供給装置３００から供給されるセンタガスとエッジガスはそれぞれ，センタバッファ室２２２とエッジバッファ室２２４に別々に供給されて拡散する。そして，センタガスとエッジガスはそれぞれ各ガス孔２１２と各ガス孔２１４を介してウエハＷのセンタ領域とエッジ領域に向けて別々に噴出される。本実施形態では，このエッジガスの各ガス孔２１４の噴出口の位置を調整することができるように構成されている。この点についての詳細は後述する。
【００５１】
なお，これらバッファ室２２２，２２４は図１に示すように１つの円板状の空間を環状隔壁部材２２５で区画して形成してもよく，また環状隔壁部材２２５を設けずに別々の空間で構成してもよい。例えばセンタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６とを別体で構成する場合には，それぞれの内部にバッファ室２２２，２２４を設けるようにしてもよい。また，図１では，センタガス導入部２０４の下方に設ける第１電極板と，エッジガス導入部２０６の下方に設ける第２電極板を一体にして，１枚の電極板２１０で構成した場合について説明したが，これに限られるものではない。例えばセンタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６を別体で構成する場合のみならず，一体で構成する場合においても，センタガス導入部２０４の下方に設ける第１電極板と，エッジガス導入部２０６の下方に設ける第２電極板を別体で構成してもよい。
【００５２】
（ガス供給装置）
次に，ガス供給装置３００について図面を参照しながら説明する。図１は，処理ガス供給部３１０からの処理ガスをセンタガスとエッジガスの２つに分流し，エッジガスには付加ガスも追加可能に構成した場合の例である。これにより，同種又は異種のガスを上部電極２００のセンタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６に別々に供給できる。
【００５３】
図１に示すガス供給装置３００は，ウエハＷに対して成膜やエッチングなどの所定の処理を施すための所定の処理ガスを供給する処理ガス供給部３１０と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給部３２０とを備える。処理ガス供給部３１０には処理ガス供給配管３０２が接続されている。処理ガス供給配管３０２には，処理ガス供給部３１０からの処理ガス供給をオンオフする開閉バルブ３１２が介在している。
【００５４】
処理ガス供給配管３０２は，第１分岐配管３０４と第２分岐配管３０６に分岐する。これにより，処理ガス供給配管３０２を流れる処理ガスは，第１分岐配管３０４を流れるセンタガスと，第２分岐配管３０６を流れるエッジガスとに分流される。これら第１，第２分岐配管３０４，３０６はそれぞれ，上部電極２００のセンタバッファ室２２２とエッジバッファ室２２４に接続される。
【００５５】
第２分岐配管３０６の途中には，上記付加ガス供給部３２０からの付加ガスを供給する付加ガス供給配管３０８が接続されている。付加ガス供給配管３０８には，付加ガス供給部３２０からの付加ガス供給をオンオフする開閉バルブ３２２が介在している。
【００５６】
なお，第１，第２分岐配管３０４，３０６の分岐部位には，図示しない分流量調整器（フロースプリッタ）を設け，第１，第２分岐配管３０４，３０６内の圧力に基づいてこれらの分流量を調整するようにしてもよい。
【００５７】
上記処理ガス供給部３１０は，１つのガス供給源を備えていてもよく，また複数のガス供給源を備えていてもよい。１つのガス供給源を備える場合は，そのガス供給源の配管をそのまま上記処理ガス供給配管３０２に接続する。また，複数のガス供給源を備える場合は各ガス供給源の配管をこれらのガスが合流するように上記処理ガス供給配管３０２に接続する。各ガス供給源の配管にはそれぞれ，ガス供給をオンオフする開閉バルブとガス流量を調整するマスフローコントローラを設ける。
【００５８】
このような処理ガス供給部３１０によれば，１つ又は複数のガス供給源からのガスは所定の流量又は流量比で処理ガスとして処理ガス供給配管３０２に流出する。なお，処理ガス供給部３１０のガス供給源としては，例えばエッチングガスとしてのフロロカーボン系のフッ素化合物，ＣＦ４，Ｃ４Ｆ６，Ｃ４Ｆ８，Ｃ５Ｆ８などのＣＸＦＹガスが挙げられる。また，処理ガス供給部３１０のガス供給源にはＣＦ系の反応生成物のデポをコントロールするガスとしての例えばＯ２ガス，キャリアガスとしての希ガス（例えばＡｒガス）などが含まれていてもよい。
【００５９】
付加ガス供給部３２０は上記処理ガス供給部３１０のガス供給源とは独立した１つ又は複数のガス供給源を備える。１つのガス供給源を備える場合は，そのガス供給源の配管をそのまま上記付加ガス供給配管３０８に接続する。また，複数のガス供給源を備える場合は各ガス供給源の配管をこれらのガスが合流するように上記付加ガス供給配管３０８に接続する。各ガス供給源の配管にはそれぞれ，ガス供給をオンオフする開閉バルブとガス流量を調整するマスフローコントローラを設ける。
【００６０】
このような付加ガス供給部３２０によれば，１つ又は複数のガス供給源からのガスは所定の流量又は流量比で付加ガス供給配管３０８に流出し，第２分岐配管３０６へ供給される。なお，付加ガス供給部３２０のガス供給源は，処理ガス供給部３１０と同じ種類のガスであってもよく，異なる種類のガスであってもよい。
【００６１】
このようなガス供給装置３００によれば，処理ガス供給部３１０からの処理ガスは，第１分岐配管３０４と第２分岐配管３０６によりセンタガスとエッジガスに分流される。このとき，分流量調整（例えばフロースプリッタ）が設けられていれば，それによって分流量が調整される。
【００６２】
そして，第１分岐配管３０４に分流された処理ガスはセンタガスとしてセンタバッファ室２２２に導入され，第２分岐配管３０６に分流された処理ガスはエッジガスとしてエッジバッファ室２２４に導入される。
【００６３】
このとき，付加ガス供給部３２０から付加ガスが供給されている場合には，その付加ガスは付加ガス供給配管３０８を通って第２分岐配管３０６で処理ガスと混合する。混合されたガスはエッジガスとしてエッジバッファ室２２４に導入される。
【００６４】
こうして，センタバッファ室２２２に導入れたセンタガスは各ガス孔２１２を介してウエハＷのセンタ領域に向けて噴出され，エッジバッファ室２２４に導入されたエッジガスは各ガス孔２１４を介してウエハＷのエッジ領域に向けて別々に噴出される。これにより，ウエハＷのエッジ領域の処理をセンタ領域に対して局所的に制御することができる。
【００６５】
ところで，上記各ガス孔２１２，２１４を通って処理室１０２内に噴出されたガスは，下方に向かうに連れて広がって拡散するので，エッジガスに着目するとその噴出口の位置によってはそこから噴出されたエッジガスがウエハＷのセンタ領域まで拡散してしまい，ウエハＷのエッジ領域を局所的に制御することができなくなってしまう虞がある。
【００６６】
そこで，本実施形態では，エッジガス噴出位置調整手段を設けてエッジガス噴出口の位置を調整することによって，エッジガスの広がり具合を抑制してウエハＷのセンタ領域への拡散を抑制している。このようなエッジガス噴出位置調整手段としては，エッジガス噴出口の垂直位置を調整する場合と，水平位置を調整する場合がある。
【００６７】
図１の上部電極２００では，エッジガス噴出口の垂直位置を調整するエッジガス噴出位置調整手段の１例を示したものである。具体的には図１に示す上部電極２００は，エッジガス導入部２０６の各ガス孔２１４に連通するガス孔２３２が形成されたガス孔形成板２３０を，エッジガス導入部２０６の下面に取り付けて構成したものである。ガス孔形成板２３０は，センタガス導入部２０４のガスを塞がないように例えば図１に示すような環状の板部材によって構成する。
【００６８】
これによれば，ガス孔形成板２３０の厚みを調整することによって，その厚みに応じた分だけエッジガス噴出口を下方にずらすことができる。これにより，エッジガスがウエハＷに届くまでの距離を短くできるので，ウエハＷ上でセンタ領域まで拡散することを抑制できる。
【００６９】
（エッジガスの噴出口位置と拡散状態の関係）
以下，本実施形態におけるエッジガス噴出口位置とエッジガス拡散状態の関係について，図２に示す比較例と比較しながら詳細に説明する。図２は比較例にかかる上部電極を説明するための図であって，ガス孔形成板２３０を設けていない場合である。図３は本実施形態にかかる上部電極を説明するための図であって，ガス孔形成板２３０を設けた場合である。図３は図２に対応する図であって，図１に示す上部電極と下部電極の構成を概略して示したものである。
【００７０】
図２に示す比較例にかかる上部電極２００はガス孔形成板２３０を設けていないので，センタガス噴出口（ガス孔２１２の出口）とエッジガス噴出口（ガス孔２１４の出口）はともに電極板２１０のフラットな下面，すなわち同一平面上に形成される。このため，エッジガス噴出口がセンタガス噴出口に近いほど，エッジガスはウエハＷに届くまでの間に広がるので，センタ領域側への拡散も大きくなってしまう。
【００７１】
この点，図３に示す本実施形態にかかる上部電極２００では，ガス孔２１４に連通するガス孔２３２を形成したガス孔形成板２３０を設けることによって，エッジガス噴出口はガス孔２３２の出口になるので，ガス孔形成板２３０の下面に移動することになる。これによれば，ガス孔形成板２３０の厚みの分だけエッジガス噴出口の垂直位置をセンタガス噴出口よりも下側に配置させることができる。これにより，エッジガス噴出口とウエハＷとの距離ｄを短くできるので，エッジガスを広がり過ぎないうちにウエハＷに到達させることができる。こうして，エッジガスの広がりを抑えることができるので，エッジガスがウエハＷのセンタ領域へ拡散することを抑制できる。
【００７２】
図３に示す上部電極２００は，ガス孔形成板２３０をエッジガス導入部２０６の下面（ここでは電極板２１０の下面）にボルトやネジなどの締結部材によって着脱自在に設けている。これによれば，厚みの異なるガス孔形成板２３０に交換することで，ガス孔形成板２３０の厚みに応じた分だけエッジガス噴出口の垂直位置を調整できる。
【００７３】
なお，図３ではガス孔形成板２３０のガス孔２３２を電極板２１０のガス孔２１４と同径にし，ガス孔２３２の中心が電極板２１０のガス孔２１４の中心と一致するように配置した場合について説明したが，これに限られるものではない。ガス孔形成板２３０のガス孔２３２の径は，電極板２１０のガス孔２１４の径よりも小さくするようにしてもよい。これによれば，エッジガスの噴出速度が上がるので，その分エッジガスの広がりを抑えることができる。これによって，エッジガスの拡散抑制効果をより高めることができる。
【００７４】
次に，エッジガス噴出口の垂直位置を変えたときの作用効果を確認した実験結果について図４，図５を参照しながら説明する。ここでは，エッジガス噴出口とウエハＷとの距離を変えてウエハＷに形成された酸化膜のエッチングを行うことで，そのエッチングレートの変化によってエッジガス噴出口からのガスの拡散状態の変化を検出する実験を行った。
【００７５】
この実験では，センタガスの影響を取り除くことでエッチングガスのみによる実験結果を得るため，センタガス噴出口とエッジガス噴出口がともに同一平面上に形成された図２に示す上部電極２００を用いた。すなわち，先ず図２に示す電極板２１０の下面（噴出口の位置）とウエハＷとの距離（ＧＡＰ）を５０ｍｍ，４０ｍｍ，３０ｍｍ，２２ｍｍとした場合にそれぞれ，エッジガス噴出口のみからエッチングガスを噴出した場合の酸化膜のエッチングレートＡと，センタガス噴出口とエッジガス噴出口の両方から同じ流量（分流比１：１）でエッチングガスを噴出した場合の酸化膜のエッチングレートＢとを検出した。
【００７６】
そして，各ＧＡＰ（５０ｍｍ，４０ｍｍ，３０ｍｍ，２２ｍｍ）についてそれぞれ，上記エッチングレートＢ（センタガスとエッジガスの両方）から，上記エッチングレートＡ（センタガスのみ）を引き算することによって，エッジガス噴出口のみから噴出されたガスの拡散状態を示す酸化膜のエッチングレートＣを求めた。
【００７７】
こうして求められた酸化膜のエッチングレートＣを所定の拡散方程式によって曲線近似してグラフにしたものを図４に示す。ここでは，直径３００ｍｍのウエハＷを用いて，ウエハＷの中心をゼロとしたときのウエハＷの−１５０ｍｍと＋１５０ｍｍの位置の直上にエッジガス噴出口が配置された場合を想定して曲線近似を行った。このときの拡散方程式を下記数式（１）に示す。
【００７８】
下記数式（１）において，ｆ（ｘ）は下記数式（２）に示すようにウエハＷの−１５０ｍｍ位置直上のエッジガス噴出口から噴出されるガスの拡散状態を曲線近似したものであり，ｇ（ｘ）は下記数式（３）に示すようにウエハＷの＋１５０ｍｍ位置直上のエッジガス噴出口から噴出されるガスの拡散状態を曲線近似したものである。なお，数式（２），（３）におけるａ，ｂは定数である。
【００７９】
ｙ＝ｆ（ｘ）＋ｇ（ｘ） ・・・（１）
【００８０】
ｆ（ｘ）＝ａ×ｅｘｐ（−（ｘ＋１５０）／ｂ） ・・・（２）
【００８１】
ｇ（ｘ）＝ａ×ｅｘｐ（−（ｘ−１５０）／ｂ） ・・・（３）
【００８２】
さらに図４の各ＧＡＰによる変化をより分かり易くするため，各ＧＡＰのエッチングレートの曲線について半値全幅（ＦＷＨＭ：ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ）を求めてグラフにしたものを図５に示す。図５は，上記エッジガス噴出口の一方から噴出されるガスの拡散状態を拡散方程式によって曲線近似したもの（例えばｆ（ｘ））を用いて，その近似曲線のピーク高さ（Ｈ）の１／２の高さの幅（半値全幅）を求めてプロットしたものである。従って，図５では半値全幅が小さいほど，拡散が抑えられていることになる。
【００８３】
図４に示す実験結果によれば，エッジガス噴出口とウエハＷとの距離（ＧＡＰ）が５０ｍｍ，４０ｍｍ，３０ｍｍ，２２ｍｍと小さくなるほど，センタ側のエッチングレートが減少していることが分かる。図５においても，エッジガス噴出口とウエハＷとの距離（ＧＡＰ）が小さくなるほど，半値全幅が小さくなっていることが分かる。これによって，エッジガス噴出口とウエハＷとの距離（ＧＡＰ）が小さくなるほど，ウエハＷ上において，センタ側への拡散が抑えられることを確認することができた。
【００８４】
このように，本実施形態では，図１，図３に示すようにエッジガス導入部２０６の下面にガス孔形成板２３０を設けてエッジガス噴出口の垂直位置を調整することにより，エッジガスがウエハＷ上でセンタ側に拡散することを抑制できる。これによって，ウエハＷのエッジ領域の処理をセンタ領域に対して局所的に制御するときの制御性を向上させることができる。
【００８５】
例えば処理ガスとして堆積性の低いエッチングガスを処理ガス供給部３１０から供給してウエハＷ上の被エッチング膜をエッチングする際に，図６Ａに示すようにセンタ側よりもエッジ側のエッチングレートが高くなる傾向がある場合には，付加ガス供給部３２０から付加ガスとして堆積性の高いデポジションガスをエッジ側に供給する。
【００８６】
このとき，ガス孔形成板２３０によってエッジガス噴出口の垂直位置をより下方に配置させることによって，エッジガス噴出口とウエハＷとの距離を狭くしてセンタ側への拡散を抑えることができる。従って，例えば図６Ｂに示すようなセンタ側に対してエッジ側のデポジションレートが局部的に高くなる制御を制御性よく行うことができる。これによって，図６Ｃに示すようにエッジ側とセンタ側のエッチングレートをほぼ同様にできるので，面内均一性を向上させることができる。
【００８７】
（第１実施形態の変形例）
次に，上記第１実施形態の変形例について図面を参照しながら説明する。図７は，本実施形態の変形例にかかる上部電極２００の構成を示す断面図である。図１，図３では，エッジガス噴出位置調整手段として，エッジガス導入部２０６の下面にガス孔形成板２３０を着脱自在に取り付ける場合について説明したが，ここではそのガス孔形成板２３０を昇降自在に取り付けた場合を例に挙げる。
【００８８】
図７に示す上部電極２００では，センタガス導入部２０４の下面の電極板２１０をセンタガス導入部２０４とほぼ同じ大きさに形成し，ガス孔形成板２３０をエッジガス導入部２０６の下面（電極支持体２２０の下面）に昇降自在に取り付けたものである。
【００８９】
ガス孔形成板２３０はエッジガス導入部２０６の下面にベローズ２４４によって支持されている。ベローズ２４４は同心状の小径ベローズ２４４ａと大径ベローズ２４４ｂとにより構成される。小径ベローズ２４４ａと大径ベローズ２４４ｂの上端は，電極支持体２２０の下面に取り付けられ，下端はガス孔形成板２３０の上面に取り付けられている。これにより，ガス孔形成板２３０の上側のベローズ２４４の内部空間（小径ベローズ２４４ａと大径ベローズ２４４ｂとの間）をその外部空間から区画できる。
【００９０】
上記ベローズ２４４の内部空間には，ガス孔形成板２３０の各ガス孔２３２をそれぞれ，これらに対応するエッジガス導入部２０６のガス孔２１４に連通する可撓可能なフレキシブル管２４６が設けられている。これにより，エッジガスはフレキシブル管２４６に導かれてガス孔形成板２３０の各ガス孔２３２から噴出される。
【００９１】
ガス孔形成板２３０には，これを昇降させる昇降駆動部が設けられている。昇降駆動部としては例えば図７に示すように昇降自在なロッド２４２を備えるモータ２４０によって構成する。この場合，モータ２４０は電極支持体２２０に取り付けられ，ロッド２４２はそのモータ２４０から電極支持体２２０を通って下方に突き出してベローズ２４４内に配置される。ガス孔形成板２３０はこのロッド２４２の先端に取り付けられる。なお，昇降駆動部は図７に示すものに限られるものではなく，例えばエアシリンダであってもよい。
【００９２】
なお，図７に示すようにガス孔形成板２３０を電極支持体２２０の下面に設ける場合は，電極支持体２２０の下側をエッジガス導入部２０６に相当する部分だけ削って，ベローズ２４４が縮んだときに，ベローズ２４４やフレキシブル管２４６が収容されるスペースを設けるようにしてもよい。
【００９３】
また，図７ではガス孔形成板２３０のガス孔２３２をエッジガス導入部２０６のガス孔２１４に連通する配管としてフレキシブル管２４６を用いた場合を例に挙げたが，これに限られるものではなく，ガス孔形成板２３０の昇降によってベローズ２４４が伸縮する際に可撓可能なものであればどのような配管を用いてもよい。
【００９４】
このように構成された図７に示す上部電極２００の動作について図面を参照しながら説明する。図８Ａ，図８Ｂはその動作説明図である。図８Ａはガス孔形成板２３０が上方にある場合である。この位置では，エッジガス噴出口がセンタガス噴出口と同じ平面上にあるので，エッジガスはセンタガスと同様に広がってウエハＷに到達する。
【００９５】
図８Ａに示す位置から制御部１５０によってモータ２４０を駆動させてガス孔形成板２３０を下方に移動させると，図８Ｂに示すようにエッジガス噴出口を下方に移動させることができる。これにより，エッジガスはセンタガスの広がりを抑えてウエハＷに到達させることができるので，エッジガスがウエハＷ上でセンタ側に拡散することを抑制できる。
【００９６】
このように，図７に示す上部電極２００によればモータ２４０によってガス孔形成板２３０を自由に昇降させることができる。これにより，エッジガス噴出口の垂直位置を任意の位置に調整できる。
【００９７】
なお，ここでのガス孔形成板２３０は，センタガス導入部２０４の電極板２１０と同じ材質（例えば石英（ＳｉＯ２），ＳｉＣ，ＳｉＮ等のシリコン含有材料）で構成してもよく，異なる材質（例えばアルミナ，イットリウムなど）で構成してもよい。また，エッジガス導入部２０６の電極板として機能させてもよい。この場合は，ガス孔形成板２３０をセンタガス導入部２０４の電極板２１０と同じ材質で構成することが好ましい。
【００９８】
（第２実施形態）
次に，本発明の第２実施形態について図面を参照しながら説明する。ここでは，エッジガス噴出口の水平位置を調整可能に構成したエッジガス噴出位置調整手段の例を挙げる。図９は，第２実施形態にかかる基板処理装置の上部電極の構成を説明するための断面図である。
【００９９】
ここでのエッジガス噴出位置調整手段は，エッジガス導入部２０６に環状に配列したガス孔を，その内側から外側に向けて複数列形成し，これら各列のガス孔を選択してエッジガスを供給可能に構成したものである。これにより，エッジガス噴出口の水平位置を調整して，より外側の噴出口からガスを噴出できるようになる。
【０１００】
図９に示す上部電極２００は，エッジガス導入部２０６にその内側から外側に向けて３列のガス孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃを形成した場合を例示したものである。各列のガス孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃはそれぞれ環状に配列している。なお，エッジガス導入部２０６に形成するガス孔の列数は図９に示すような３列に限られず，２列でもよく，４列以上でもよい。
【０１０１】
ガス孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃは，それぞれの列に対応するエッジバッファ室２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃに連通される。エッジバッファ室２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃはそれぞれ，センタバッファ室２２２の周りに区画して設けられている。各エッジバッファ室２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃにはそれぞれ別々にエッジガスが供給されるようになっているとともに，エッジガスを選択して供給できるようになっている。
【０１０２】
具体的には例えば図９に示すように第２分岐配管３０６をさらに３つに分岐し，その３つの分岐配管３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃをそれぞれエッジバッファ室２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃに接続して構成される。さらに，これら分岐配管３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃにはそれぞれ開閉バルブ３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃが設けられており，これら開閉バルブ３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃを開閉することによって，エッジガスを供給するエッジバッファ室２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃを選択できるようになっている。
【０１０３】
なお，これらエッジバッファ室２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃは図９に示すように１つの円板状の空間を環状隔壁部材２２５ａ，２２５ｂ，２２５ｃで分けることによって形成してもよく，また別々の空間で構成してもよい。
【０１０４】
このように構成された図９に示す上部電極２００の動作について図面を参照しながら説明する。図１０Ａ，図１０Ｂは図９に示す上部電極の動作を示す断面図である。図１０Ａは最も内側のエッジガスのガス孔２１４ａからガスを噴出した場合であり，図１０Ｂは最も外側のエッジガスのガス孔２１４ｃからガスを噴出した場合である。
【０１０５】
図１０Ａに示すようにエッジガスのガス孔２１４ａからガスを噴出する場合には，制御部１５０によって開閉バルブ３０７ｂ，３０７ｃを閉じて開閉バルブ３０７ａを開く。これにより，第２分岐配管３０６からのガスは，分岐配管３０６ａを介してエッジバッファ室２２４ａに供給されて拡散し，ガス孔２１４ａから噴出される。
【０１０６】
図１０Ｂに示すようにエッジガスのガス孔２１４ｃからガスを噴出する場合には，制御部１５０によって開閉バルブ３０７ａ，３０７ｂを閉じて開閉バルブ３０７ｃを開く。これにより，第２分岐配管３０６からのガスは，分岐配管３０６ｃを介してエッジバッファ室２２４ｃに供給されて拡散し，ガス孔２１４ｃから噴出される。なお，図示はしないが，エッジガスのガス孔２１４ｂからガスを噴出する場合には，制御部１５０によって開閉バルブ３０７ａ，３０７ｃを閉じて開閉バルブ３０７ｂを開けばよい。
【０１０７】
このように，図９に示す上部電極２００によれば，制御部１５０によって開閉バルブ３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃを開閉制御して，エッジバッファ室２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃのうちエッジガスを供給するものを選択することができる。これによって，各列のガス孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃを選択してエッジガスを噴出させることができる。
【０１０８】
こうして，エッジガス噴出口の水平位置を調整することができるので，ウエハＷ上でセンタ側に拡散することを抑制できる。この場合，より外側のガス孔からエッジガスを噴出させることによって，センタ側への拡散をより抑えることができる。これにより，ウエハＷのエッジ領域の処理をセンタ領域に対して局所的に制御するときの制御性を向上させることができる。
【０１０９】
なお，上記第１実施形態ではエッジガス噴出口の垂直位置のみを調整できるように構成したエッジガス噴出位置調整手段を例に挙げ，上記第２実施形態ではエッジガス噴出口の水平位置のみを調整できるようにしたエッジガス噴出位置調整手段を例に挙げて説明したが，これに限られるものではなく，図１１や図１２に示すようにガス噴出位置調整手段をエッジガス噴出口の垂直位置と水平位置の両方を調整できるように構成してもよい。
【０１１０】
図１１に示す上部電極２００は，エッジガス噴出口の水平位置を調整可能とした図９に示すエッジガス導入部２０６に，エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能とした図３に示すガス孔形成板２３０を適用したものである。
【０１１１】
具体的には図１１に示すように，エッジガス導入部２０６のガス孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃにそれぞれ対応するガス孔２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃをガス孔形成板２３０に形成する。そして，これらガス孔２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃがガス孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃに連通するようにエッジガス導入部２０６の下面（電極板２１０の下面）にガス孔形成板２３０を取り付ける。このような図１１に示す上部電極２００によれば，エッジガス噴出口の水平位置のみならず，ガス孔形成板２３０の厚みに応じて垂直位置も調整できる。
【０１１２】
図１２に示す上部電極２００は，エッジガス噴出口の水平位置を調整可能とした図９に示すエッジガス導入部２０６に，エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能とした図７に示すガス孔形成板２３０を適用したものである。
【０１１３】
具体的には図１２に示すように，エッジガス導入部２０６のガス孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃにそれぞれ対応するガス孔２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃをガス孔形成板２３０に形成する。そして，センタガス導入部２０４の下面の電極板２１０をセンタガス導入部２０４とほぼ同じ大きさに形成し，ガス孔形成板２３０をエッジガス導入部２０６の下面（電極支持体２２０の下面）にベローズ２４４を介して昇降自在に取り付ける。ベローズ２４４及びガス孔形成板２３０の昇降駆動部の構成は図７に示すものと同様である。
【０１１４】
上記ベローズ２４４の内部空間には，ガス孔形成板２３０の各ガス孔２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃをそれぞれ，これらに対応するエッジガス導入部２０６のガス孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃに連通する可撓可能なフレキシブル管２４６ａ，２４６ｂ，２４６ｃが設けられている。これにより，エッジガスはフレキシブル管２４６ａ，２４６ｂ，２４６ｃに導かれてガス孔形成板２３０の各ガス孔２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃのいずれかから噴出される。このような図１２に示す上部電極２００によれば，エッジガス噴出口の水平位置のみならず，ガス孔形成板２３０を昇降することによって垂直位置も調整できる。
【０１１５】
なお，上記各実施形態では，エッジガス噴出口を構成するエッジガスのガス孔と，センタガス噴出口を構成するセンタガスのガス孔の径はともに同径になるように構成した場合について説明したが，これに限られるものではない。例えばエッジガスのガス孔の径はセンタガスのガス孔の径よりも小さくなるように構成してもよい。これによれば，エッジガスの拡散範囲を，センタガスの拡散範囲よりも狭くすることができるので，上記各実施形態においてエッジガスがウエハＷのセンタ領域に拡散することを抑制する効果を高めることができる。これによって，ウエハＷのエッジ領域の処理の制御性をより向上させることができる。
【０１１６】
また，上記各実施形態では，上記エッジガスのガス孔と上記センタガスのガス孔を垂直に形成した場合を例に挙げて説明したが，これに限られるものではなく，エッジガスのガス孔だけ外側に傾斜して形成するようにしてもよい。これによれば，エッジガスをより外側に向けて噴出させることができるので，上記各実施形態においてエッジガスがウエハＷのセンタ領域に拡散することを抑制する効果を高めることができる。これによって，ウエハＷのエッジ領域の処理の制御性をより向上させることができる。
【０１１７】
また，上記各実施形態では，ガス供給装置３００を処理ガス供給部３１０からの処理ガスを分流してセンタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６に供給するように構成した場合について説明したが，処理ガスを分流せずに独立してセンタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６に供給するように構成してもよい。この場合，例えば処理ガス供給部３１０を２つ設けて，これらから処理ガスを独立してセンタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６に別々に供給するようにしてもよい。
【０１１８】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，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。
【０１１９】
例えば上記実施形態では基板処理装置として，下部電極のみに異なる２周波の高周波電力を重畳して印加してプラズマを生起させるタイプのプラズマ処理装置を例に挙げて説明したが，これに限られるものではない。例えば下部電極のみに１種類の周波数の高周波電力を印加してプラズマを生起させるタイプや異なる２周波の高周波を上部電極と下部電極に別々に印加するタイプのプラズマ処理装置に適用してもよい。
【０１２０】
また，このような平行平板の容量結合型プラズマ処理装置に限られるものではなく，例えば誘導結合型（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）プラズマ処理装置などにも適用可能である。
【０１２１】
その他，本発明はプラズマ処理装置だけでなく，スパッタ装置，熱処理装置，成膜装置など，基板のセンタ側とエッジ側に別々にガスを供給する構成を備えた様々な種類の基板処理装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は，処理室内の基板に対して所定のガスを供給して所定の処理を施す基板処理装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１００ 基板処理装置
１０２ 処理室
１０４ 排気口
１０６ 排気装置
１１０ 載置台
１１２ 絶縁板
１１４ サセプタ支持台
１１６ サセプタ
１２０ 静電チャック
１２２ 電極
１２４ 直流電源
１２６ フォーカスリング
１２８ 温調室
１２９ 伝熱ガス供給ライン
１３０ 電力供給装置
１３２ 第１高周波電源
１３４ 第２高周波電源
１３３ 第１整合器
１３４ 第２整合器
１５０ 制御部
１５２ 操作部
１５４ 記憶部
２００ 上部電極
２０２ シールドリング
２０４ センタガス導入部
２０６ エッジガス導入部
２１０ 電極板
２１２ ガス孔
２１４ ガス孔
２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ ガス孔
２２０ 電極支持体
２２２ センタバッファ室
２２４ エッジバッファ室
２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃ エッジバッファ室
２２５ 環状隔壁部材
２２５ａ，２２５ｂ，２２５ｃ 環状隔壁部材
２３０ ガス孔形成板
２３２ ガス孔
２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ ガス孔
２４０ モータ
２４２ ロッド
２４４ ベローズ
２４４ａ 小径ベローズ
２４４ｂ 大径ベローズ
２４６ フレキシブル管
２４６ａ，２４６ｂ，２４６ｃ フレキシブル管
３００ ガス供給装置
３０２ 処理ガス供給配管
３０４ 第１分岐配管
３０６ 第２分岐配管
３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃ 分岐配管
３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃ 開閉バルブ
３０８ 付加ガス供給配管
３１０ 処理ガス供給部
３１２ 開閉バルブ
３２０ 付加ガス供給部
３２２ 開閉バルブ
Ｇ ゲートバルブ
Ｗ ウエハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は，処理室内に配置された半導体ウエハ，太陽電池用基板，液晶基板などの被処理基板に対して所定のガスを供給して所定の処理を施す基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の基板処理装置としては，例えば処理室内に半導体ウエハなどの被処理基板（以下，単に「基板」と称する）を載置する載置台を兼ねた下部電極と，基板に向けてガスを噴出するガス導入部であるシャワーヘッドを兼ねた上部電極とを配設した平行平板型のプラズマ処理装置が知られている。プラズマ処理装置は，基板上にシャワーヘッドから所定のガスを供給した状態で両電極間に高周波電力を印加してプラズマを生成することによって，成膜やエッチングなど所定の処理を行うようになっている。
【０００３】
このようなプラズマ処理装置には，基板処理の面内均一性を向上すべく，シャワーヘッド内部を複数のガス室に仕切り，各ガス室ごとにガス供給配管を独立に接続するものが提案されている（例えば下記特許文献１，２）。これによれば，例えばセンタ側のガス孔とエッジ側のガス孔から別々にガスを基板上に噴出させることで，基板面内のガス濃度を局所的に調整して，エッチングの基板処理の面内均一性を向上できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８-１５８０７２号公報
【特許文献２】特開平０９-０４５６２４号公報
【特許文献３】特開平１０-０６４８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで，シャワーヘッドの各ガス孔から噴出されるガスは下方に向かうに連れて徐々に広がって拡散する。このため，上記特許文献１，２のように基板のセンタ側のガス孔とエッジ側のガス孔から別々にガスを噴出させる場合に，エッジ側のガス孔に着目すれば，そのガス孔の噴出口の位置によってはそこから噴出されるガスが基板のセンタ領域まで拡散してしまい，基板のエッジ領域の処理を正確に制御できなくなってしまう虞がある。
【０００６】
例えば上記特許文献１，２では，特にこの点は考慮されておらず，センタ側のガス孔もエッジ側のガス孔もほぼ均等に配置されており，その噴出口もフラットな同一平面に形成されている。このため，エッジ側のガス孔から噴出されるガスは，そのガス孔の噴出口と基板との距離が離れているほど基板上での拡散範囲が広がり，基板のセンタ側の処理に及ぼす影響も大きくなってしまう。これではエッジ側の処理の制御性が低下するという問題がある。
【０００７】
なお，上記特許文献３では，ガス孔を形成するガス拡散板について，ガス拡散板の加熱効率を高めることを目的とし，中央部の厚みを周縁部よりも薄くしたものが記載されている。これによれば，結果的に周縁部のガス孔の位置が中央よりも下方に配置されることになるので，周縁部のガス孔から噴出されるガスの広がりを抑えられるとも考えられる。
【０００８】
ところが，特許文献３は周縁部のガス孔から噴出されるガスの広がりについては着目されていないばかりか，特許文献３はそもそも，ガス拡散板の加熱効率を高めることを主目的としている。
【０００９】
このため，ガス拡散板のセンタ部の厚みを薄くしてもセンタ部とエッジ部の全体で質量が一定になるように，周縁部分のガス孔を中央部分のガス孔よりも大きくなるように構成している。これではかえって周縁部のガス孔から噴出されるガスの拡散範囲がより広がってしまい，基板のセンタ側の処理に及ぼす影響も大きくなってしまう。
【００１０】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，処理室内にセンタ側のガス孔とエッジ側のガス孔から別々にガスを供給する場合に，エッジ側のガスがセンタ側へ拡散することを抑制できる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，処理室内に配置された基板に対して所定のガスを供給して所定の処理を施す基板処理装置であって，前記基板のセンタ領域とその周りのエッジ領域に向けて同種のガス又は異種のガスを別々に供給するガス導入部を設け，前記ガス導入部は，前記基板のセンタ領域に向けて供給するセンタガスのガス孔を複数設けたセンタガス導入部と，前記センタガス導入部の周りを囲むように設けられ，前記基板のエッジ領域に向けて供給するエッジガスのガス孔を複数設けたエッジガス導入部と，前記エッジガス導入部のガス孔を通って噴出されるエッジガス噴出口の水平位置又は垂直位置を調整するエッジガス噴出位置調整手段と，を備えたことを特徴とする基板処理装置が提供される。
【００１２】
このような本発明によれば，エッジガス噴出位置調整手段によってエッジガス噴出口の水平位置又は垂直位置を調整することにより，エッジガスが基板上のセンタ領域に拡散することを抑制できる。これによって，エッジガスによる基板のエッジ領域の制御性を向上させることができる。
【００１３】
また，上記エッジガス噴出位置調整手段は，例えば前記エッジガス導入部のガス孔に連通するガス孔が形成されたガス孔形成板を，前記エッジガス導入部の下面に取り付けて構成することによって，前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能とする。これによれば，エッジガス噴出口の垂直位置を調整することにより，エッジガス噴出口と基板との距離を小さくすることができる。これによってエッジガスの拡散範囲を抑制できるので，エッジガスが基板上のセンタ領域に拡散することを抑制できる。
【００１４】
この場合，上記ガス孔形成板は，例えば前記エッジガス導入部の下面に着脱自在に取り付け，前記ガス孔形成板の厚みに応じて前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能にする。また，上記ガス孔形成板は，前記エッジガス導入部の下面に昇降自在に取り付け，前記ガス孔形成板を昇降させることによって前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能にしてもよい。
【００１５】
また，上記エッジガス噴出位置調整手段は，前記エッジガス導入部に環状に配列したガス孔を，その内側から外側に向けて複数列形成し，これら各列のガス孔を選択して前記エッジガスを供給可能に構成することによって，前記エッジガス噴出口の水平位置を調整可能にしてもよい。これによれば，エッジガスを噴出するガス孔の列を選択することによって，より外側からエッジガスを噴出させることができる。これによってエッジガスが基板上のセンタ領域に拡散することを抑制できるので，エッジガスによる基板のエッジ領域の制御性を向上させることができる。
【００１６】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内の載置台に載置された基板に対して所定のガスを供給して所定の処理を施す基板処理装置であって，前記基板のセンタ領域とその周りのエッジ領域に向けて同種のガス又は異種のガスを別々に供給するガス導入部を設け，前記ガス導入部は，前記基板のセンタ領域に向けて供給するセンタガスのガス孔を複数設けたセンタガス導入部と，前記センタガス導入部の周りを囲むように設けられ，前記基板のエッジ領域に向けて供給するエッジガスのガス孔を複数設けたエッジガス導入部と，前記エッジガス導入部のガス孔を通って噴出されるエッジガス噴出口の垂直位置と水平位置の両方を調整するエッジガス噴出位置調整手段と，を備えたことを特徴とする基板処理装置が提供される。
【００１７】
このような本発明によれば，エッジガス噴出位置調整手段によってエッジガス噴出口の水平位置と垂直位置の両方を調整することにより，エッジガスが基板上のセンタ領域に拡散することを抑制できる。これによって，エッジガスによる基板のエッジ領域の制御性を向上させることができる。
【００１８】
上記エッジガス噴出位置調整手段は，例えば前記エッジガス導入部に環状に配列したガス孔を，その内側から外側に向けて複数列形成し，これら各列のガス孔を選択して前記エッジガスを供給可能に構成するとともに，これらの前記エッジガス導入部のガス孔にそれぞれ連通するガス孔が形成されたガス孔形成板を，前記エッジガス導入部の下面に取り付けて構成することによって，前記エッジガス噴出口の垂直位置と水平位置の両方を調整可能としてもよい。
【００１９】
この場合，上記ガス孔形成板は，例えば前記エッジガス導入部の下面に着脱自在に取り付け，前記ガス孔形成板の厚みに応じて前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能にする。また，上記ガス孔形成板は，前記エッジガス導入部の下面に昇降自在に取り付け，前記ガス孔形成板を昇降させることによって前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能にしてもよい。なお，上記エッジガスのガス孔の径は，前記センタガスのガス孔の径よりも小さくしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば，処理室内にセンタ側のガス孔とエッジ側のガス孔から別々にガスを供給する場合に，エッジガス噴出口の水平位置と垂直位置の一方又は両方を調整することによって，エッジ側のガスがセンタ側へ拡散することを抑制できる。これにより，エッジガスによる基板のエッジ領域の制御性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】比較例にかかる上部電極の概略構成を説明するための断面図である。
【図３】本実施形態にかかる上部電極の概略構成を説明するための断面図である。
【図４】エッジガス噴出口の垂直位置を変えたときの作用効果を確認した実験結果をグラフに示す図である。
【図５】図４に示すグラフの曲線についてガス拡散程度を示す半値全幅を求めてグラフにした図である。
【図６Ａ】本実施形態において，エッチングガスからなる処理ガスだけ導入したときのエッチングレートを示す図である。
【図６Ｂ】本実施形態において，デポジションガスからなる付加ガスだけ導入したときのデポジションレートを示す図である。
【図６Ｃ】本実施形態において，図６Ａのエッチングガスと，図６Ｂのデポジションガスの両方を導入したときのエッチングレートを示す図である。
【図７】図３に示す上部電極の変形例を説明するための断面図である。
【図８Ａ】図７に示す上部電極の動作説明図であって，ガス孔形成板が上方にある場合である。
【図８Ｂ】図７に示す上部電極の動作説明図であって，ガス孔形成板を下方に移動させた場合である。
【図９】本発明の第２実施形態にかかる基板処理装置の上部電極の概略構成を説明するための断面図である。
【図１０Ａ】図９に示す上部電極の動作説明図であって，最も内側のガス孔からエッジガスを噴出した場合である。
【図１０Ｂ】図９に示す上部電極の動作説明図であって，最も外側のガス孔からエッジガスを噴出した場合である。
【図１１】図９に示す上部電極の変形例を説明するための断面図である。
【図１２】図９に示す上部電極の他の変形例を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら，本発明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。
【００２３】
（第１実施形態）
先ず，本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置について図面を参照しながら説明する。ここでは処理室内に上部電極と下部電極（サセプタ）を対向配置して上部電極から処理ガスを処理室内に供給する平行平板型電極構造の容量結合型の基板処理装置を例に挙げて説明する。図１は，本実施形態にかかる基板処理装置１００の概略構成を示す断面図である。
【００２４】
図１に示すように基板処理装置１００は，例えばアルミニウム等の導電性材料からなる略円筒状の処理室１０２を備える。処理室１０２は接地されている。処理室１０２内には，基板例えば半導体ウエハ（以下，単に「ウエハＷ」とも称する）を載置する載置台１１０が設けられている。
【００２５】
載置台１１０は，略円柱状に構成され，下部電極として機能するサセプタ１１６を備える。サセプタ１１６は，セラミックス等からなる絶縁板１１２を介して処理室１０２内の底部に配置された円柱状のサセプタ支持台１１４上に支持されている。
【００２６】
サセプタ１１６の上面には，ウエハＷを静電力で吸着保持する静電チャック１２０が設けられている。静電チャック１２０は，導電膜からなる電極１２２を一対の絶縁層または絶縁シートで挟んで構成され，電極１２２には直流電源１２４が電気的に接続されている。直流電源１２４から電極１２２に直流電圧を印加すると，静電チャック１２０の上面にクーロン力等の静電力が生じ，これによりウエハＷが吸着保持される。
【００２７】
サセプタ１１６には上記静電チャック１２０に載置されたウエハＷの周囲を囲むようにフォーカスリング１２６が配置されている。フォーカスリング１２６は，導電性部材（例えばシリコン）で構成される。
【００２８】
サセプタ支持台１１４内には，例えば周方向に沿って温調室１２８が設けられている。温調室１２８には，外部に設けられた図示しない温調ユニットからの温調媒体（例えば冷却水）が循環供給されるようになっている。この温調媒体の温度によってサセプタ１１６上のウエハＷの温度を調整することができる。
【００２９】
また，サセプタ支持台１１４内には，図示しない伝熱ガス供給部からの伝熱ガス（例えばＨｅガス）が伝熱ガス供給ライン１２９を介して静電チャック１２０の上面とウエハＷの裏面との間に供給される。
【００３０】
下部電極としてのサセプタ１１６には，２周波重畳電力を供給する電力供給装置１３０が接続されている。電力供給装置１３０は，第１周波数の第１高周波電力（プラズマ生起用高周波電力）を供給する第１高周波電源１３２，第１周波数よりも低い第２周波数の第２高周波電力（バイアス電圧発生用高周波電力）を供給する第２高周波電源１３４を備える。第１，第２高周波電源１３２，１３４はそれぞれ，第１，第２整合器１３３，１３５を介してサセプタ１１６に電気的に接続される。
【００３１】
第１，第２整合器１３３，１３５は，それぞれ第１，第２高周波電源１３２，１３４の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させるためのものであり，処理室１０２内にプラズマが生成されているときに第１，第２高周波電源１３２，１３４の内部インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。
【００３２】
第１高周波電源１３２は，２７ＭＨｚ以上の周波数（例えば４０ＭＨｚ）の高周波電力を出力する。第２高周波電源１３４は，１３．５６ＭＨｚ以下の周波数（例えば２ＭＨｚ）の高周波電力を出力する。
【００３３】
処理室１０２内の上部には，下部電極としてのサセプタ１１６に対向するように平行に上部電極２００が配設されている。上部電極２００は図１に示すように電気的に接地してもよく，また図示しない可変直流電源を接続して上部電極２００に所定の直流（ＤＣ）電圧が印加されるようにしてもよい。
【００３４】
上部電極２００は，ウエハＷのセンタ領域とその周りのエッジ領域に向けて同種のガス又は異種のガスを別々に導入可能なガス導入部（シャワーヘッド）としても機能するように構成されている。このような上部電極２００は，ウエハＷのセンタ領域に向けて供給するセンタガスのガス孔２１２を複数設けたセンタガス導入部２０４と，ウエハＷのエッジ領域に向けて供給するエッジガスのガス孔２１４を複数設けた環状のエッジガス導入部２０６とを備える。
【００３５】
本実施形態における上部電極２００においては，エッジガス導入部２０４のガス孔２１４を通って噴出されるエッジガス噴出口の位置を調整するエッジガス噴出位置調整手段を設けることで，エッジガスのセンタ側への拡散を抑制できるようになっている。例えば図１は，エッジガス噴出位置調整手段として，上記各ガス孔２１４に連通するガス孔２３２が形成されたガス孔形成板２３０を，エッジガス導入部２０６の下面に取り付けた例である。このようなエッジガス噴出位置調整手段を備えた上部電極２００の具体的構成例については，後述する。
【００３６】
処理室１０２の底面には排気口１０４が形成されており，排気口１０４に接続された排気装置１０６によって排気することによって，処理室１０２内を所定の真空度に維持することができる。処理室１０２の側壁にはゲートバルブＧが設けられている。このゲートバルブＧを開くことによって，処理室１０２内へのウエハＷの搬入及び処理室１０２内からのウエハＷの搬出が可能となる。
【００３７】
基板処理装置１００には，装置全体の動作を制御する制御部１５０が設けられている。制御部１５０には，オペレータが基板処理装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや，基板処理装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなる操作部１５２が接続されている。
【００３８】
さらに，制御部１５０には，基板処理装置１００で実行される各種処理を制御部１５０の制御にて実現するためのプログラムやプログラムを実行するために必要な処理条件（レシピ）などが記憶された記憶部１５４が接続されている。
【００３９】
記憶部１５４には，例えば後述する第１，第２処理条件（レシピ）などが記憶されている。このような処理条件については，基板処理装置１００の各部を制御する制御パラメータ，設定パラメータなどの複数のパラメータ値をまとめたものである。各処理条件は例えば処理ガスの流量比，処理室内圧力，高周波電力などのパラメータ値を有する。
【００４０】
なお，これらのプログラムや処理条件はハードディスクや半導体メモリに記憶されていてもよく，またＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で記憶部１５４の所定位置にセットするようになっていてもよい。
【００４１】
制御部１５０は，操作部１５２からの指示等に基づいて所望のプログラム，処理条件を記憶部１５４から読み出して各部を制御することで，基板処理装置１００での所望の処理を実行する。また，操作部１５２からの操作により処理条件を編集できるようになっている。
【００４２】
（ガス導入部としての上部電極の構成例）
ここで，本実施形態における上部電極２００の構成例について説明する。上部電極２００は，その周縁部を被覆するシールドリング２０２を介して処理室１０２の天井部に取り付けられている。
【００４３】
ここでの上部電極２００は，載置台１１０上に載置されたウエハＷのセンタ領域とその周りのエッジ領域に向けて同種のガス又は異種のガスを別々に導入可能なガス導入部として構成されている。
【００４４】
具体的には，上部電極２００は，ウエハＷのセンタ領域に向けて供給するセンタガスのガス孔２１２を複数設けた略円板状のセンタガス導入部２０４と，このセンタガス導入部２０４の周りを囲むように設けられ，ウエハＷのエッジ領域に向けて供給するエッジガスのガス孔２１４を複数設けた環状のエッジガス導入部２０６とを備える。
【００４５】
センタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６は，一体で構成してもよく，別体で構成してもよい。ここでは，図１に示すようにセンタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６を一体で構成した場合を例に挙げて説明する。
【００４６】
センタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６を一体で構成する場合は，例えば図１に示すようにセンタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６に渡って略円板状の電極板２１０を設け，電極板２１０を電極支持体２２０で着脱自在に支持した構成とする。この場合，電極支持体２２０は例えばアルミニウムなどの金属で構成され，電極板２１０は例えば石英（ＳｉＯ２），ＳｉＣ，ＳｉＮ等のシリコン含有材料で構成される。
【００４７】
電極支持体２２０内には１つの略円板状の空間が設けられ，この空間はセンタガスが供給される略円板状のセンタバッファ室２２２とエッジガスが供給される環状のエッジバッファ室２２４とに環状隔壁部材２２５によって区画される。ガス供給装置３００からのセンタガスとエッジガスは各バッファ室２２２，２２４に別々に供給されるようになっている。
【００４８】
センタガス導入部２０４には，上記センタガスの各ガス孔２１２がセンタバッファ室２２２から電極板２１０の下面まで突き抜けて設けられている。センタガスの各ガス孔２１２は，ウエハＷのセンタ領域に向けてガスが噴出されるように配置される。
【００４９】
エッジガス導入部２０６には，エッジガスの各ガス孔２１４がエッジバッファ室２２４から電極板２１０の下面まで突き抜けて設けられている。上記エッジガスの各ガス孔２１４は，ウエハＷのエッジ領域に向けてガスが噴出されるように配置される。
【００５０】
このような構成によれば，ガス供給装置３００から供給されるセンタガスとエッジガスはそれぞれ，センタバッファ室２２２とエッジバッファ室２２４に別々に供給されて拡散する。そして，センタガスとエッジガスはそれぞれ各ガス孔２１２と各ガス孔２１４を介してウエハＷのセンタ領域とエッジ領域に向けて別々に噴出される。本実施形態では，このエッジガスの各ガス孔２１４の噴出口の位置を調整することができるように構成されている。この点についての詳細は後述する。
【００５１】
なお，これらバッファ室２２２，２２４は図１に示すように１つの円板状の空間を環状隔壁部材２２５で区画して形成してもよく，また環状隔壁部材２２５を設けずに別々の空間で構成してもよい。例えばセンタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６とを別体で構成する場合には，それぞれの内部にバッファ室２２２，２２４を設けるようにしてもよい。また，図１では，センタガス導入部２０４の下方に設ける第１電極板と，エッジガス導入部２０６の下方に設ける第２電極板を一体にして，１枚の電極板２１０で構成した場合について説明したが，これに限られるものではない。例えばセンタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６を別体で構成する場合のみならず，一体で構成する場合においても，センタガス導入部２０４の下方に設ける第１電極板と，エッジガス導入部２０６の下方に設ける第２電極板を別体で構成してもよい。
【００５２】
（ガス供給装置）
次に，ガス供給装置３００について図面を参照しながら説明する。図１は，処理ガス供給部３１０からの処理ガスをセンタガスとエッジガスの２つに分流し，エッジガスには付加ガスも追加可能に構成した場合の例である。これにより，同種又は異種のガスを上部電極２００のセンタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６に別々に供給できる。
【００５３】
図１に示すガス供給装置３００は，ウエハＷに対して成膜やエッチングなどの所定の処理を施すための所定の処理ガスを供給する処理ガス供給部３１０と，所定の付加ガスを供給する付加ガス供給部３２０とを備える。処理ガス供給部３１０には処理ガス供給配管３０２が接続されている。処理ガス供給配管３０２には，処理ガス供給部３１０からの処理ガス供給をオンオフする開閉バルブ３１２が介在している。
【００５４】
処理ガス供給配管３０２は，第１分岐配管３０４と第２分岐配管３０６に分岐する。これにより，処理ガス供給配管３０２を流れる処理ガスは，第１分岐配管３０４を流れるセンタガスと，第２分岐配管３０６を流れるエッジガスとに分流される。これら第１，第２分岐配管３０４，３０６はそれぞれ，上部電極２００のセンタバッファ室２２２とエッジバッファ室２２４に接続される。
【００５５】
第２分岐配管３０６の途中には，上記付加ガス供給部３２０からの付加ガスを供給する付加ガス供給配管３０８が接続されている。付加ガス供給配管３０８には，付加ガス供給部３２０からの付加ガス供給をオンオフする開閉バルブ３２２が介在している。
【００５６】
なお，第１，第２分岐配管３０４，３０６の分岐部位には，図示しない分流量調整器（フロースプリッタ）を設け，第１，第２分岐配管３０４，３０６内の圧力に基づいてこれらの分流量を調整するようにしてもよい。
【００５７】
上記処理ガス供給部３１０は，１つのガス供給源を備えていてもよく，また複数のガス供給源を備えていてもよい。１つのガス供給源を備える場合は，そのガス供給源の配管をそのまま上記処理ガス供給配管３０２に接続する。また，複数のガス供給源を備える場合は各ガス供給源の配管をこれらのガスが合流するように上記処理ガス供給配管３０２に接続する。各ガス供給源の配管にはそれぞれ，ガス供給をオンオフする開閉バルブとガス流量を調整するマスフローコントローラを設ける。
【００５８】
このような処理ガス供給部３１０によれば，１つ又は複数のガス供給源からのガスは所定の流量又は流量比で処理ガスとして処理ガス供給配管３０２に流出する。なお，処理ガス供給部３１０のガス供給源としては，例えばエッチングガスとしてのフロロカーボン系のフッ素化合物，ＣＦ４，Ｃ４Ｆ６，Ｃ４Ｆ８，Ｃ５Ｆ８などのＣＸＦＹガスが挙げられる。また，処理ガス供給部３１０のガス供給源にはＣＦ系の反応生成物のデポをコントロールするガスとしての例えばＯ２ガス，キャリアガスとしての希ガス（例えばＡｒガス）などが含まれていてもよい。
【００５９】
付加ガス供給部３２０は上記処理ガス供給部３１０のガス供給源とは独立した１つ又は複数のガス供給源を備える。１つのガス供給源を備える場合は，そのガス供給源の配管をそのまま上記付加ガス供給配管３０８に接続する。また，複数のガス供給源を備える場合は各ガス供給源の配管をこれらのガスが合流するように上記付加ガス供給配管３０８に接続する。各ガス供給源の配管にはそれぞれ，ガス供給をオンオフする開閉バルブとガス流量を調整するマスフローコントローラを設ける。
【００６０】
このような付加ガス供給部３２０によれば，１つ又は複数のガス供給源からのガスは所定の流量又は流量比で付加ガス供給配管３０８に流出し，第２分岐配管３０６へ供給される。なお，付加ガス供給部３２０のガス供給源は，処理ガス供給部３１０と同じ種類のガスであってもよく，異なる種類のガスであってもよい。
【００６１】
このようなガス供給装置３００によれば，処理ガス供給部３１０からの処理ガスは，第１分岐配管３０４と第２分岐配管３０６によりセンタガスとエッジガスに分流される。このとき，分流量調整（例えばフロースプリッタ）が設けられていれば，それによって分流量が調整される。
【００６２】
そして，第１分岐配管３０４に分流された処理ガスはセンタガスとしてセンタバッファ室２２２に導入され，第２分岐配管３０６に分流された処理ガスはエッジガスとしてエッジバッファ室２２４に導入される。
【００６３】
このとき，付加ガス供給部３２０から付加ガスが供給されている場合には，その付加ガスは付加ガス供給配管３０８を通って第２分岐配管３０６で処理ガスと混合する。混合されたガスはエッジガスとしてエッジバッファ室２２４に導入される。
【００６４】
こうして，センタバッファ室２２２に導入れたセンタガスは各ガス孔２１２を介してウエハＷのセンタ領域に向けて噴出され，エッジバッファ室２２４に導入されたエッジガスは各ガス孔２１４を介してウエハＷのエッジ領域に向けて別々に噴出される。これにより，ウエハＷのエッジ領域の処理をセンタ領域に対して局所的に制御することができる。
【００６５】
ところで，上記各ガス孔２１２，２１４を通って処理室１０２内に噴出されたガスは，下方に向かうに連れて広がって拡散するので，エッジガスに着目するとその噴出口の位置によってはそこから噴出されたエッジガスがウエハＷのセンタ領域まで拡散してしまい，ウエハＷのエッジ領域を局所的に制御することができなくなってしまう虞がある。
【００６６】
そこで，本実施形態では，エッジガス噴出位置調整手段を設けてエッジガス噴出口の位置を調整することによって，エッジガスの広がり具合を抑制してウエハＷのセンタ領域への拡散を抑制している。このようなエッジガス噴出位置調整手段としては，エッジガス噴出口の垂直位置を調整する場合と，水平位置を調整する場合がある。
【００６７】
図１の上部電極２００では，エッジガス噴出口の垂直位置を調整するエッジガス噴出位置調整手段の１例を示したものである。具体的には図１に示す上部電極２００は，エッジガス導入部２０６の各ガス孔２１４に連通するガス孔２３２が形成されたガス孔形成板２３０を，エッジガス導入部２０６の下面に取り付けて構成したものである。ガス孔形成板２３０は，センタガス導入部２０４のガスを塞がないように例えば図１に示すような環状の板部材によって構成する。
【００６８】
これによれば，ガス孔形成板２３０の厚みを調整することによって，その厚みに応じた分だけエッジガス噴出口を下方にずらすことができる。これにより，エッジガスがウエハＷに届くまでの距離を短くできるので，ウエハＷ上でセンタ領域まで拡散することを抑制できる。
【００６９】
（エッジガスの噴出口位置と拡散状態の関係）
以下，本実施形態におけるエッジガス噴出口位置とエッジガス拡散状態の関係について，図２に示す比較例と比較しながら詳細に説明する。図２は比較例にかかる上部電極を説明するための図であって，ガス孔形成板２３０を設けていない場合である。図３は本実施形態にかかる上部電極を説明するための図であって，ガス孔形成板２３０を設けた場合である。図３は図２に対応する図であって，図１に示す上部電極と下部電極の構成を概略して示したものである。
【００７０】
図２に示す比較例にかかる上部電極２００はガス孔形成板２３０を設けていないので，センタガス噴出口（ガス孔２１２の出口）とエッジガス噴出口（ガス孔２１４の出口）はともに電極板２１０のフラットな下面，すなわち同一平面上に形成される。このため，エッジガス噴出口がセンタガス噴出口に近いほど，エッジガスはウエハＷに届くまでの間に広がるので，センタ領域側への拡散も大きくなってしまう。
【００７１】
この点，図３に示す本実施形態にかかる上部電極２００では，ガス孔２１４に連通するガス孔２３２を形成したガス孔形成板２３０を設けることによって，エッジガス噴出口はガス孔２３２の出口になるので，ガス孔形成板２３０の下面に移動することになる。これによれば，ガス孔形成板２３０の厚みの分だけエッジガス噴出口の垂直位置をセンタガス噴出口よりも下側に配置させることができる。これにより，エッジガス噴出口とウエハＷとの距離ｄを短くできるので，エッジガスを広がり過ぎないうちにウエハＷに到達させることができる。こうして，エッジガスの広がりを抑えることができるので，エッジガスがウエハＷのセンタ領域へ拡散することを抑制できる。
【００７２】
図３に示す上部電極２００は，ガス孔形成板２３０をエッジガス導入部２０６の下面（ここでは電極板２１０の下面）にボルトやネジなどの締結部材によって着脱自在に設けている。これによれば，厚みの異なるガス孔形成板２３０に交換することで，ガス孔形成板２３０の厚みに応じた分だけエッジガス噴出口の垂直位置を調整できる。
【００７３】
なお，図３ではガス孔形成板２３０のガス孔２３２を電極板２１０のガス孔２１４と同径にし，ガス孔２３２の中心が電極板２１０のガス孔２１４の中心と一致するように配置した場合について説明したが，これに限られるものではない。ガス孔形成板２３０のガス孔２３２の径は，電極板２１０のガス孔２１４の径よりも小さくするようにしてもよい。これによれば，エッジガスの噴出速度が上がるので，その分エッジガスの広がりを抑えることができる。これによって，エッジガスの拡散抑制効果をより高めることができる。
【００７４】
次に，エッジガス噴出口の垂直位置を変えたときの作用効果を確認した実験結果について図４，図５を参照しながら説明する。ここでは，エッジガス噴出口とウエハＷとの距離を変えてウエハＷに形成された酸化膜のエッチングを行うことで，そのエッチングレートの変化によってエッジガス噴出口からのガスの拡散状態の変化を検出する実験を行った。
【００７５】
この実験では，センタガスの影響を取り除くことでエッチングガスのみによる実験結果を得るため，センタガス噴出口とエッジガス噴出口がともに同一平面上に形成された図２に示す上部電極２００を用いた。すなわち，先ず図２に示す電極板２１０の下面（噴出口の位置）とウエハＷとの距離（ＧＡＰ）を５０ｍｍ，４０ｍｍ，３０ｍｍ，２２ｍｍとした場合にそれぞれ，エッジガス噴出口のみからエッチングガスを噴出した場合の酸化膜のエッチングレートＡと，センタガス噴出口とエッジガス噴出口の両方から同じ流量（分流比１：１）でエッチングガスを噴出した場合の酸化膜のエッチングレートＢとを検出した。
【００７６】
そして，各ＧＡＰ（５０ｍｍ，４０ｍｍ，３０ｍｍ，２２ｍｍ）についてそれぞれ，上記エッチングレートＢ（センタガスとエッジガスの両方）から，上記エッチングレートＡ（センタガスのみ）を引き算することによって，エッジガス噴出口のみから噴出されたガスの拡散状態を示す酸化膜のエッチングレートＣを求めた。
【００７７】
こうして求められた酸化膜のエッチングレートＣを所定の拡散方程式によって曲線近似してグラフにしたものを図４に示す。ここでは，直径３００ｍｍのウエハＷを用いて，ウエハＷの中心をゼロとしたときのウエハＷの−１５０ｍｍと＋１５０ｍｍの位置の直上にエッジガス噴出口が配置された場合を想定して曲線近似を行った。このときの拡散方程式を下記数式（１）に示す。
【００７８】
下記数式（１）において，ｆ（ｘ）は下記数式（２）に示すようにウエハＷの−１５０ｍｍ位置直上のエッジガス噴出口から噴出されるガスの拡散状態を曲線近似したものであり，ｇ（ｘ）は下記数式（３）に示すようにウエハＷの＋１５０ｍｍ位置直上のエッジガス噴出口から噴出されるガスの拡散状態を曲線近似したものである。なお，数式（２），（３）におけるａ，ｂは定数である。
【００７９】
ｙ＝ｆ（ｘ）＋ｇ（ｘ） ・・・（１）
【００８０】
ｆ（ｘ）＝ａ×ｅｘｐ（−（ｘ＋１５０）／ｂ） ・・・（２）
【００８１】
ｇ（ｘ）＝ａ×ｅｘｐ（−（ｘ−１５０）／ｂ） ・・・（３）
【００８２】
さらに図４の各ＧＡＰによる変化をより分かり易くするため，各ＧＡＰのエッチングレートの曲線について半値全幅（ＦＷＨＭ：ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ）を求めてグラフにしたものを図５に示す。図５は，上記エッジガス噴出口の一方から噴出されるガスの拡散状態を拡散方程式によって曲線近似したもの（例えばｆ（ｘ））を用いて，その近似曲線のピーク高さ（Ｈ）の１／２の高さの幅（半値全幅）を求めてプロットしたものである。従って，図５では半値全幅が小さいほど，拡散が抑えられていることになる。
【００８３】
図４に示す実験結果によれば，エッジガス噴出口とウエハＷとの距離（ＧＡＰ）が５０ｍｍ，４０ｍｍ，３０ｍｍ，２２ｍｍと小さくなるほど，センタ側のエッチングレートが減少していることが分かる。図５においても，エッジガス噴出口とウエハＷとの距離（ＧＡＰ）が小さくなるほど，半値全幅が小さくなっていることが分かる。これによって，エッジガス噴出口とウエハＷとの距離（ＧＡＰ）が小さくなるほど，ウエハＷ上において，センタ側への拡散が抑えられることを確認することができた。
【００８４】
このように，本実施形態では，図１，図３に示すようにエッジガス導入部２０６の下面にガス孔形成板２３０を設けてエッジガス噴出口の垂直位置を調整することにより，エッジガスがウエハＷ上でセンタ側に拡散することを抑制できる。これによって，ウエハＷのエッジ領域の処理をセンタ領域に対して局所的に制御するときの制御性を向上させることができる。
【００８５】
例えば処理ガスとして堆積性の低いエッチングガスを処理ガス供給部３１０から供給してウエハＷ上の被エッチング膜をエッチングする際に，図６Ａに示すようにセンタ側よりもエッジ側のエッチングレートが高くなる傾向がある場合には，付加ガス供給部３２０から付加ガスとして堆積性の高いデポジションガスをエッジ側に供給する。
【００８６】
このとき，ガス孔形成板２３０によってエッジガス噴出口の垂直位置をより下方に配置させることによって，エッジガス噴出口とウエハＷとの距離を狭くしてセンタ側への拡散を抑えることができる。従って，例えば図６Ｂに示すようなセンタ側に対してエッジ側のデポジションレートが局部的に高くなる制御を制御性よく行うことができる。これによって，図６Ｃに示すようにエッジ側とセンタ側のエッチングレートをほぼ同様にできるので，面内均一性を向上させることができる。
【００８７】
（第１実施形態の変形例）
次に，上記第１実施形態の変形例について図面を参照しながら説明する。図７は，本実施形態の変形例にかかる上部電極２００の構成を示す断面図である。図１，図３では，エッジガス噴出位置調整手段として，エッジガス導入部２０６の下面にガス孔形成板２３０を着脱自在に取り付ける場合について説明したが，ここではそのガス孔形成板２３０を昇降自在に取り付けた場合を例に挙げる。
【００８８】
図７に示す上部電極２００では，センタガス導入部２０４の下面の電極板２１０をセンタガス導入部２０４とほぼ同じ大きさに形成し，ガス孔形成板２３０をエッジガス導入部２０６の下面（電極支持体２２０の下面）に昇降自在に取り付けたものである。
【００８９】
ガス孔形成板２３０はエッジガス導入部２０６の下面にベローズ２４４によって支持されている。ベローズ２４４は同心状の小径ベローズ２４４ａと大径ベローズ２４４ｂとにより構成される。小径ベローズ２４４ａと大径ベローズ２４４ｂの上端は，電極支持体２２０の下面に取り付けられ，下端はガス孔形成板２３０の上面に取り付けられている。これにより，ガス孔形成板２３０の上側のベローズ２４４の内部空間（小径ベローズ２４４ａと大径ベローズ２４４ｂとの間）をその外部空間から区画できる。
【００９０】
上記ベローズ２４４の内部空間には，ガス孔形成板２３０の各ガス孔２３２をそれぞれ，これらに対応するエッジガス導入部２０６のガス孔２１４に連通する可撓可能なフレキシブル管２４６が設けられている。これにより，エッジガスはフレキシブル管２４６に導かれてガス孔形成板２３０の各ガス孔２３２から噴出される。
【００９１】
ガス孔形成板２３０には，これを昇降させる昇降駆動部が設けられている。昇降駆動部としては例えば図７に示すように昇降自在なロッド２４２を備えるモータ２４０によって構成する。この場合，モータ２４０は電極支持体２２０に取り付けられ，ロッド２４２はそのモータ２４０から電極支持体２２０を通って下方に突き出してベローズ２４４内に配置される。ガス孔形成板２３０はこのロッド２４２の先端に取り付けられる。なお，昇降駆動部は図７に示すものに限られるものではなく，例えばエアシリンダであってもよい。
【００９２】
なお，図７に示すようにガス孔形成板２３０を電極支持体２２０の下面に設ける場合は，電極支持体２２０の下側をエッジガス導入部２０６に相当する部分だけ削って，ベローズ２４４が縮んだときに，ベローズ２４４やフレキシブル管２４６が収容されるスペースを設けるようにしてもよい。
【００９３】
また，図７ではガス孔形成板２３０のガス孔２３２をエッジガス導入部２０６のガス孔２１４に連通する配管としてフレキシブル管２４６を用いた場合を例に挙げたが，これに限られるものではなく，ガス孔形成板２３０の昇降によってベローズ２４４が伸縮する際に可撓可能なものであればどのような配管を用いてもよい。
【００９４】
このように構成された図７に示す上部電極２００の動作について図面を参照しながら説明する。図８Ａ，図８Ｂはその動作説明図である。図８Ａはガス孔形成板２３０が上方にある場合である。この位置では，エッジガス噴出口がセンタガス噴出口と同じ平面上にあるので，エッジガスはセンタガスと同様に広がってウエハＷに到達する。
【００９５】
図８Ａに示す位置から制御部１５０によってモータ２４０を駆動させてガス孔形成板２３０を下方に移動させると，図８Ｂに示すようにエッジガス噴出口を下方に移動させることができる。これにより，エッジガスはセンタガスの広がりを抑えてウエハＷに到達させることができるので，エッジガスがウエハＷ上でセンタ側に拡散することを抑制できる。
【００９６】
このように，図７に示す上部電極２００によればモータ２４０によってガス孔形成板２３０を自由に昇降させることができる。これにより，エッジガス噴出口の垂直位置を任意の位置に調整できる。
【００９７】
なお，ここでのガス孔形成板２３０は，センタガス導入部２０４の電極板２１０と同じ材質（例えば石英（ＳｉＯ２），ＳｉＣ，ＳｉＮ等のシリコン含有材料）で構成してもよく，異なる材質（例えばアルミナ，イットリウムなど）で構成してもよい。また，エッジガス導入部２０６の電極板として機能させてもよい。この場合は，ガス孔形成板２３０をセンタガス導入部２０４の電極板２１０と同じ材質で構成することが好ましい。
【００９８】
（第２実施形態）
次に，本発明の第２実施形態について図面を参照しながら説明する。ここでは，エッジガス噴出口の水平位置を調整可能に構成したエッジガス噴出位置調整手段の例を挙げる。図９は，第２実施形態にかかる基板処理装置の上部電極の構成を説明するための断面図である。
【００９９】
ここでのエッジガス噴出位置調整手段は，エッジガス導入部２０６に環状に配列したガス孔を，その内側から外側に向けて複数列形成し，これら各列のガス孔を選択してエッジガスを供給可能に構成したものである。これにより，エッジガス噴出口の水平位置を調整して，より外側の噴出口からガスを噴出できるようになる。
【０１００】
図９に示す上部電極２００は，エッジガス導入部２０６にその内側から外側に向けて３列のガス孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃを形成した場合を例示したものである。各列のガス孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃはそれぞれ環状に配列している。なお，エッジガス導入部２０６に形成するガス孔の列数は図９に示すような３列に限られず，２列でもよく，４列以上でもよい。
【０１０１】
ガス孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃは，それぞれの列に対応するエッジバッファ室２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃに連通される。エッジバッファ室２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃはそれぞれ，センタバッファ室２２２の周りに区画して設けられている。各エッジバッファ室２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃにはそれぞれ別々にエッジガスが供給されるようになっているとともに，エッジガスを選択して供給できるようになっている。
【０１０２】
具体的には例えば図９に示すように第２分岐配管３０６をさらに３つに分岐し，その３つの分岐配管３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃをそれぞれエッジバッファ室２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃに接続して構成される。さらに，これら分岐配管３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃにはそれぞれ開閉バルブ３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃが設けられており，これら開閉バルブ３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃを開閉することによって，エッジガスを供給するエッジバッファ室２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃを選択できるようになっている。
【０１０３】
なお，これらエッジバッファ室２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃは図９に示すように１つの円板状の空間を環状隔壁部材２２５ａ，２２５ｂ，２２５ｃで分けることによって形成してもよく，また別々の空間で構成してもよい。
【０１０４】
このように構成された図９に示す上部電極２００の動作について図面を参照しながら説明する。図１０Ａ，図１０Ｂは図９に示す上部電極の動作を示す断面図である。図１０Ａは最も内側のエッジガスのガス孔２１４ａからガスを噴出した場合であり，図１０Ｂは最も外側のエッジガスのガス孔２１４ｃからガスを噴出した場合である。
【０１０５】
図１０Ａに示すようにエッジガスのガス孔２１４ａからガスを噴出する場合には，制御部１５０によって開閉バルブ３０７ｂ，３０７ｃを閉じて開閉バルブ３０７ａを開く。これにより，第２分岐配管３０６からのガスは，分岐配管３０６ａを介してエッジバッファ室２２４ａに供給されて拡散し，ガス孔２１４ａから噴出される。
【０１０６】
図１０Ｂに示すようにエッジガスのガス孔２１４ｃからガスを噴出する場合には，制御部１５０によって開閉バルブ３０７ａ，３０７ｂを閉じて開閉バルブ３０７ｃを開く。これにより，第２分岐配管３０６からのガスは，分岐配管３０６ｃを介してエッジバッファ室２２４ｃに供給されて拡散し，ガス孔２１４ｃから噴出される。なお，図示はしないが，エッジガスのガス孔２１４ｂからガスを噴出する場合には，制御部１５０によって開閉バルブ３０７ａ，３０７ｃを閉じて開閉バルブ３０７ｂを開けばよい。
【０１０７】
このように，図９に示す上部電極２００によれば，制御部１５０によって開閉バルブ３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃを開閉制御して，エッジバッファ室２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃのうちエッジガスを供給するものを選択することができる。これによって，各列のガス孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃを選択してエッジガスを噴出させることができる。
【０１０８】
こうして，エッジガス噴出口の水平位置を調整することができるので，ウエハＷ上でセンタ側に拡散することを抑制できる。この場合，より外側のガス孔からエッジガスを噴出させることによって，センタ側への拡散をより抑えることができる。これにより，ウエハＷのエッジ領域の処理をセンタ領域に対して局所的に制御するときの制御性を向上させることができる。
【０１０９】
なお，上記第１実施形態ではエッジガス噴出口の垂直位置のみを調整できるように構成したエッジガス噴出位置調整手段を例に挙げ，上記第２実施形態ではエッジガス噴出口の水平位置のみを調整できるようにしたエッジガス噴出位置調整手段を例に挙げて説明したが，これに限られるものではなく，図１１や図１２に示すようにガス噴出位置調整手段をエッジガス噴出口の垂直位置と水平位置の両方を調整できるように構成してもよい。
【０１１０】
図１１に示す上部電極２００は，エッジガス噴出口の水平位置を調整可能とした図９に示すエッジガス導入部２０６に，エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能とした図３に示すガス孔形成板２３０を適用したものである。
【０１１１】
具体的には図１１に示すように，エッジガス導入部２０６のガス孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃにそれぞれ対応するガス孔２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃをガス孔形成板２３０に形成する。そして，これらガス孔２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃがガス孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃに連通するようにエッジガス導入部２０６の下面（電極板２１０の下面）にガス孔形成板２３０を取り付ける。このような図１１に示す上部電極２００によれば，エッジガス噴出口の水平位置のみならず，ガス孔形成板２３０の厚みに応じて垂直位置も調整できる。
【０１１２】
図１２に示す上部電極２００は，エッジガス噴出口の水平位置を調整可能とした図９に示すエッジガス導入部２０６に，エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能とした図７に示すガス孔形成板２３０を適用したものである。
【０１１３】
具体的には図１２に示すように，エッジガス導入部２０６のガス孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃにそれぞれ対応するガス孔２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃをガス孔形成板２３０に形成する。そして，センタガス導入部２０４の下面の電極板２１０をセンタガス導入部２０４とほぼ同じ大きさに形成し，ガス孔形成板２３０をエッジガス導入部２０６の下面（電極支持体２２０の下面）にベローズ２４４を介して昇降自在に取り付ける。ベローズ２４４及びガス孔形成板２３０の昇降駆動部の構成は図７に示すものと同様である。
【０１１４】
上記ベローズ２４４の内部空間には，ガス孔形成板２３０の各ガス孔２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃをそれぞれ，これらに対応するエッジガス導入部２０６のガス孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃに連通する可撓可能なフレキシブル管２４６ａ，２４６ｂ，２４６ｃが設けられている。これにより，エッジガスはフレキシブル管２４６ａ，２４６ｂ，２４６ｃに導かれてガス孔形成板２３０の各ガス孔２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃのいずれかから噴出される。このような図１２に示す上部電極２００によれば，エッジガス噴出口の水平位置のみならず，ガス孔形成板２３０を昇降することによって垂直位置も調整できる。
【０１１５】
なお，上記各実施形態では，エッジガス噴出口を構成するエッジガスのガス孔と，センタガス噴出口を構成するセンタガスのガス孔の径はともに同径になるように構成した場合について説明したが，これに限られるものではない。例えばエッジガスのガス孔の径はセンタガスのガス孔の径よりも小さくなるように構成してもよい。これによれば，エッジガスの拡散範囲を，センタガスの拡散範囲よりも狭くすることができるので，上記各実施形態においてエッジガスがウエハＷのセンタ領域に拡散することを抑制する効果を高めることができる。これによって，ウエハＷのエッジ領域の処理の制御性をより向上させることができる。
【０１１６】
また，上記各実施形態では，上記エッジガスのガス孔と上記センタガスのガス孔を垂直に形成した場合を例に挙げて説明したが，これに限られるものではなく，エッジガスのガス孔だけ外側に傾斜して形成するようにしてもよい。これによれば，エッジガスをより外側に向けて噴出させることができるので，上記各実施形態においてエッジガスがウエハＷのセンタ領域に拡散することを抑制する効果を高めることができる。これによって，ウエハＷのエッジ領域の処理の制御性をより向上させることができる。
【０１１７】
また，上記各実施形態では，ガス供給装置３００を処理ガス供給部３１０からの処理ガスを分流してセンタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６に供給するように構成した場合について説明したが，処理ガスを分流せずに独立してセンタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６に供給するように構成してもよい。この場合，例えば処理ガス供給部３１０を２つ設けて，これらから処理ガスを独立してセンタガス導入部２０４とエッジガス導入部２０６に別々に供給するようにしてもよい。
【０１１８】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，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。
【０１１９】
例えば上記実施形態では基板処理装置として，下部電極のみに異なる２周波の高周波電力を重畳して印加してプラズマを生起させるタイプのプラズマ処理装置を例に挙げて説明したが，これに限られるものではない。例えば下部電極のみに１種類の周波数の高周波電力を印加してプラズマを生起させるタイプや異なる２周波の高周波を上部電極と下部電極に別々に印加するタイプのプラズマ処理装置に適用してもよい。
【０１２０】
また，このような平行平板の容量結合型プラズマ処理装置に限られるものではなく，例えば誘導結合型（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）プラズマ処理装置などにも適用可能である。
【０１２１】
その他，本発明はプラズマ処理装置だけでなく，スパッタ装置，熱処理装置，成膜装置など，基板のセンタ側とエッジ側に別々にガスを供給する構成を備えた様々な種類の基板処理装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は，処理室内の基板に対して所定のガスを供給して所定の処理を施す基板処理装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１００ 基板処理装置
１０２ 処理室
１０４ 排気口
１０６ 排気装置
１１０ 載置台
１１２ 絶縁板
１１４ サセプタ支持台
１１６ サセプタ
１２０ 静電チャック
１２２ 電極
１２４ 直流電源
１２６ フォーカスリング
１２８ 温調室
１２９ 伝熱ガス供給ライン
１３０ 電力供給装置
１３２ 第１高周波電源
１３４ 第２高周波電源
１３３ 第１整合器
１３４ 第２整合器
１５０ 制御部
１５２ 操作部
１５４ 記憶部
２００ 上部電極
２０２ シールドリング
２０４ センタガス導入部
２０６ エッジガス導入部
２１０ 電極板
２１２ ガス孔
２１４ ガス孔
２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ ガス孔
２２０ 電極支持体
２２２ センタバッファ室
２２４ エッジバッファ室
２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃ エッジバッファ室
２２５ 環状隔壁部材
２２５ａ，２２５ｂ，２２５ｃ 環状隔壁部材
２３０ ガス孔形成板
２３２ ガス孔
２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ ガス孔
２４０ モータ
２４２ ロッド
２４４ ベローズ
２４４ａ 小径ベローズ
２４４ｂ 大径ベローズ
２４６ フレキシブル管
２４６ａ，２４６ｂ，２４６ｃ フレキシブル管
３００ ガス供給装置
３０２ 処理ガス供給配管
３０４ 第１分岐配管
３０６ 第２分岐配管
３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃ 分岐配管
３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃ 開閉バルブ
３０８ 付加ガス供給配管
３１０ 処理ガス供給部
３１２ 開閉バルブ
３２０ 付加ガス供給部
３２２ 開閉バルブ
Ｇ ゲートバルブ
Ｗ ウエハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内に配置された基板に対して所定のガスを供給して所定の処理を施す基板処理装置であって，
前記基板のセンタ領域とその周りのエッジ領域に向けて同種のガス又は異種のガスを別々に供給するガス導入部を設け，
前記ガス導入部は，
前記基板のセンタ領域に向けて供給するセンタガスのガス孔を複数設けたセンタガス導入部と，
前記センタガス導入部の周りを囲むように設けられ，前記基板のエッジ領域に向けて供給するエッジガスのガス孔を複数設けたエッジガス導入部と，
前記エッジガス導入部のガス孔を通って噴出されるエッジガス噴出口の水平位置又は垂直位置を調整するエッジガス噴出位置調整手段と，
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記エッジガス噴出位置調整手段は，
前記エッジガス導入部のガス孔に連通するガス孔が形成されたガス孔形成板を，前記エッジガス導入部の下面に取り付けて構成することによって，前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能としたことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記ガス孔形成板は，前記エッジガス導入部の下面に着脱自在に取り付け，前記ガス孔形成板の厚みに応じて前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能にしたことを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記ガス孔形成板は，前記エッジガス導入部の下面に昇降自在に取り付け，前記ガス孔形成板を昇降させることによって前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能にしたことを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記エッジガス噴出位置調整手段は，
前記エッジガス導入部に環状に配列したガス孔を，その内側から外側に向けて複数列形成し，これら各列のガス孔を選択して前記エッジガスを供給可能に構成することによって，前記エッジガス噴出口の水平位置を調整可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項６】
処理室内の載置台に載置された基板に対して所定のガスを供給して所定の処理を施す基板処理装置であって，
前記基板のセンタ領域とその周りのエッジ領域に向けて同種のガス又は異種のガスを別々に供給するガス導入部を設け，
前記ガス導入部は，
前記基板のセンタ領域に向けて供給するセンタガスのガス孔を複数設けたセンタガス導入部と，
前記センタガス導入部の周りを囲むように設けられ，前記基板のエッジ領域に向けて供給するエッジガスのガス孔を複数設けたエッジガス導入部と，
前記エッジガス導入部のガス孔を通って噴出されるエッジガス噴出口の垂直位置と水平位置の両方を調整するエッジガス噴出位置調整手段と，
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
前記エッジガス噴出位置調整手段は，
前記エッジガス導入部に環状に配列したガス孔を，その内側から外側に向けて複数列形成し，これら各列のガス孔を選択して前記エッジガスを供給可能に構成するとともに，
これらの前記エッジガス導入部のガス孔にそれぞれ連通するガス孔が形成されたガス孔形成板を，前記エッジガス導入部の下面に取り付けて構成することによって，
前記エッジガス噴出口の垂直位置と水平位置の両方を調整可能としたことを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記ガス孔形成板は，前記エッジガス導入部の下面に着脱自在に取り付け，前記ガス孔形成板の厚みに応じて前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能にしたことを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記ガス孔形成板は，前記エッジガス導入部の下面に昇降自在に取り付け，前記ガス孔形成板を昇降させることによって前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能にしたことを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記エッジガスのガス孔の径は，前記センタガスのガス孔の径よりも小さくしたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１】
処理室内に配置された基板に対して所定のガスを供給して所定の処理を施す基板処理装置であって，
前記基板のセンタ領域とその周りのエッジ領域に向けて同種のガス又は異種のガスを別々に供給するガス導入部を設け，
前記ガス導入部は，
前記基板のセンタ領域に向けて供給するセンタガスのガス孔を複数設けたセンタガス導入部と，
前記センタガス導入部の周りを囲むように設けられ，前記基板のエッジ領域に向けて供給するエッジガスのガス孔を複数設けたエッジガス導入部と，
前記エッジガス導入部のガス孔を通って噴出されるエッジガス噴出口の水平位置又は垂直位置を調整するエッジガス噴出位置調整手段と，
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記エッジガス噴出位置調整手段は，
前記エッジガス導入部のガス孔に連通するガス孔が形成されたガス孔形成板を，前記エッジガス導入部の下面に取り付けて構成することによって，前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能としたことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記ガス孔形成板は，前記エッジガス導入部の下面に着脱自在に取り付け，前記ガス孔形成板の厚みに応じて前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能にしたことを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記ガス孔形成板は，前記エッジガス導入部の下面に昇降自在に取り付け，前記ガス孔形成板を昇降させることによって前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能にしたことを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記エッジガス噴出位置調整手段は，
前記エッジガス導入部に環状に配列したガス孔を，その内側から外側に向けて複数列形成し，これら各列のガス孔を選択して前記エッジガスを供給可能に構成することによって，前記エッジガス噴出口の水平位置を調整可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項６】
処理室内の載置台に載置された基板に対して所定のガスを供給して所定の処理を施す基板処理装置であって，
前記基板のセンタ領域とその周りのエッジ領域に向けて同種のガス又は異種のガスを別々に供給するガス導入部を設け，
前記ガス導入部は，
前記基板のセンタ領域に向けて供給するセンタガスのガス孔を複数設けたセンタガス導入部と，
前記センタガス導入部の周りを囲むように設けられ，前記基板のエッジ領域に向けて供給するエッジガスのガス孔を複数設けたエッジガス導入部と，
前記エッジガス導入部のガス孔を通って噴出されるエッジガス噴出口の垂直位置と水平位置の両方を調整するエッジガス噴出位置調整手段と，
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
前記エッジガス噴出位置調整手段は，
前記エッジガス導入部に環状に配列したガス孔を，その内側から外側に向けて複数列形成し，これら各列のガス孔を選択して前記エッジガスを供給可能に構成するとともに，
これらの前記エッジガス導入部のガス孔にそれぞれ連通するガス孔が形成されたガス孔形成板を，前記エッジガス導入部の下面に取り付けて構成することによって，
前記エッジガス噴出口の垂直位置と水平位置の両方を調整可能としたことを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記ガス孔形成板は，前記エッジガス導入部の下面に着脱自在に取り付け，前記ガス孔形成板の厚みに応じて前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能にしたことを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記ガス孔形成板は，前記エッジガス導入部の下面に昇降自在に取り付け，前記ガス孔形成板を昇降させることによって前記エッジガス噴出口の垂直位置を調整可能にしたことを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記エッジガスのガス孔の径は，前記センタガスのガス孔の径よりも小さくしたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−２１０５０（Ｐ２０１３−２１０５０Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５１６５０（Ｐ２０１１−１５１６５０）
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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