(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理空間を提供するチャンバと、
前記チャンバに工程ガスを供給する工程ガス供給ラインと、
周縁部に前記工程ガスが噴射される噴射孔が形成された第１の拡散板と、
前記第１の拡散板と向かい合って位置し、基板を支持する基板支持台と、
前記第１の拡散板と前記基板支持台との間に配設され、複数の分配孔が形成された第２の拡散板と、
前記第１の拡散板と前記第２の拡散板との間の空間にプラズマを形成するプラズマ発生部と、
前記第２の拡散板の周縁と接続され、複数のガス誘導孔が形成された側壁部材と、
前記基板支持台の周りに沿って前記基板支持台の周縁部から延び、前記基板支持台と前記側壁部材との間の隙間を減らす遮断リングと、
を備える基板処理装置。
【請求項２】
前記第２の拡散板は、位置ごとに異なる前記分配孔の有効面積密度を有する請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記第２の拡散板は、中央部が周縁部と比べて、前記分配孔の有効面積密度が大きい請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記分配孔に嵌め込んで前記第２の拡散板の開放面積を調節する嵌込体をさらに備える請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記嵌込体は、中心部が貫通された貫通孔を備える請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記第２の拡散板は、複数の多段構造に形成され、
各段の前記分配孔は、 互いに隣り合う段の間で位置が異なる請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記第１の拡散板と前記第２の拡散板との間の間隔を調節する位置調整部をさらに備える請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記チャンバの内壁と隣り合って前記基板支持台の周りに沿って対称となるように位置し、多段からなる複数の排気ポートをさらに備える請求項１に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関し、さらに詳しくは、基板処理の均一度を向上させることができる基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置は、真空状態でプラズマ現象など物理的または化学的な反応を用いて基板をエッチングしたり蒸着したりするなど基板処理を行う装置である。一般に、基板処理装置による基板処理工程について述べると、基板の処理を行うためにチャンバ内に配設されたシャワーヘッドを介して反応ガスが注入される。また、注入された反応ガスは、電源の供給によりチャンバ内にプラズマを形成し、チャンバ内に形成されたラジカル（ｒａｄｉｃａｌ）などのプラズマ状態の物質により、基板の表面において基板処理の目的に応じてエッチングされたり蒸着されたりするなどの基板処理が行われる。
【０００３】
しかしながら、従来の基板処理装置は、基板の処理を行うためにプラズマが形成される際に、チャンバ内のアーク（Ａｒｃ）の発生、イオンの衝突、及びイオンの注入などによって、基板及び該基板に形成された回路素子に損傷を招き、工程不良を引き起こす虞がある。
【０００４】
また、従来の基板処理装置は、反応ガスを分配するシャワーヘッドだけで反応ガスプラズマの均一な移動及び分布が行われないが故に、反応ガスプラズマが基板の全体に亘って均一に分布されずに一箇所に偏ってしまい、その結果、基板に蒸着またはエッチングされる膜が均一な膜厚を有さなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】大韓民国登録特許第１０−０８８０７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、プラズマを基板の全体に亘って均一に分配して基板処理の均一度を向上させることができる基板処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施の形態に係る基板処理装置は、基板処理空間を提供するチャンバと、チャンバに工程ガスを供給する工程ガス供給ラインと、周縁部に工程ガスが噴射される噴射孔が形成された第１の拡散板と、該第１の拡散板と向かい合って位置し、基板を支持する基板支持台と、第１の拡散板と基板支持台との間に配設され、複数の分配孔が形成された第２の拡散板と、第１の拡散板と第２の拡散板との間の空間にプラズマを形成するプラズマ発生部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、基板処理装置は、第２の拡散板の周縁と接続され、複数のガス誘導孔が形成された側壁部材をさらに備える。
【０００９】
また、好ましくは、第２の拡散板は、位置ごとに異なる分配孔の有効面積密度を有する。
【００１０】
さらに、好ましくは、第２の拡散板は、中央部の方が周縁部と比べて、分配孔の有効面積密度が大きい。
【００１１】
さらにまた、好ましくは、基板処理装置は、分配孔に嵌め込んで第２の拡散板の開放面積を調節する嵌込体をさらに備える。
【００１２】
さらにまた、好ましくは、嵌込体は、中心部が貫通された貫通孔を備える。
【００１３】
さらにまた、好ましくは、第２の拡散板は、複数の多段構造に形成され、各段の分配孔は、 互いに隣り合う段の間で位置が異なる。
【００１４】
さらにまた、好ましくは、基板処理装置は、第１の拡散板と第２の拡散板との間の間隔を調節する位置調整部をさらに備える。
【００１５】
さらにまた、好ましくは、基板処理装置は、チャンバの内壁と隣り合って基板支持台の周りに沿って対称となるように位置し、多段からなる複数の排気ポートをさらに備える。
【００１６】
さらにまた、好ましくは、基板処理装置は、基板支持台の周りに沿って基板支持台の周縁部から延びる遮断リングをさらに備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一実施の形態に係る基板処理装置は、工程ガスを分配する第１の拡散板及びプラズマを分配する第２の拡散板を用いてプラズマの均一な分布を図る。これにより、エッチング、蒸着などの基板処理を基板の全体に亘って均一に行うことができる。
【００１８】
また、プラズマの形成に際して、第２の拡散板を用いて基板がプラズマに直接に曝されることを防ぐことができるので、チャンバ内のアーク（Ａｒｃ）の発生、イオンの衝突、またはイオンの注入などにより、基板及び該基板に形成された回路素子に損傷を与えてしまうという問題を解消することができる。これにより、基板及び該基板に形成された回路素子の工程不良を極力抑えることができる。加えて、第２の拡散板を接地して、プラズマで電荷を帯びたイオン及び電子をろ過することにより、中性の反応種のみを基板の上に流入させることができるので、電荷を帯びたイオン及び電子が基板及び該基板の周りに及ぼす悪影響を極力抑えることができる。なお、プラズマにより基板及び該基板の周りが損傷されることを防ぐことができる。
【００１９】
一方、第２の拡散板の分配孔に嵌め込まれる嵌込体を用いて、分配孔の有効面積密度を簡単に調節することができる。これにより、たとえ工程条件が変わったとしても、簡単に中性の反応種（またはプラズマ）の均一な分布を図ることができる。なお、第２の拡散板を多段構造に形成して中性の反応種（またはプラズマ）の流れを制御することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る基板処理装置を示す断面図。
【図２】本発明の一実施の形態に係る第２の拡散板の平面図。
【図３】本発明の一実施の形態に係る側壁部材の斜視図。
【図４】本発明の一実施の形態に係る第２の拡散板及び側壁部材の組合せ斜視図。
【図５】本発明の一実施の形態に係る、大きい分配孔が形成された第２の拡散板の平面図。
【図６】本発明の一実施の形態に係る、小さい分配孔が形成された第２の拡散板の平面図。
【図７】本発明の一実施の形態に係る、中央部が大きい分配孔及び周縁部が小さい分配孔が形成された第２の拡散板の平面図。
【図８】本発明の一実施の形態に係る第２の拡散板の分配孔に嵌め込まれる嵌込体を示す図。
【図９】本発明の一実施の形態に係る分配孔の位置のみが異なる多段の第２の拡散板を示す断面図。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る分配孔の位置及び大きさがともに異なる多段の第２の拡散板を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態に係る基板処理装置について詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。本発明の実施形態に係る基板処理装置について説明するに当たって、同じ構成要素に対しては同じ参照符号を附し、本発明の実施形態に係る基板処理装置について正確に説明するために図中の構成要素の大きさが部分的に誇張されていてもよく、図中、同じ参照符号は、同じ構成要素を示す。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置を示す断面図である。
【００２３】
図１を参照すると、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置は、基板処理空間を提供するチャンバ１１０と、該チャンバ１１０に工程ガスを供給する工程ガス供給ライン１２０と、周縁部に工程ガスが噴射される噴射孔１３１が形成された第１の拡散板１３０と、該第１の拡散板１３０と向かい合って位置し、基板１０を支持する基板支持台１４０と、第１の拡散板１３０と基板支持台１４０との間に配設され、複数の分配孔１５１が形成された第２の拡散板１５０と、第１の拡散板１３０と第２の拡散板１５０との間の空間にプラズマ１６４を形成するプラズマ発生部１６０とを備えていてもよい。
【００２４】
チャンバ１１０は、基板１０の処理が行われる空間を提供し、チャンバ１１０の内部に真空を形成してもよく、効率が良い基板の処理のためにチャンバ１１０の内部にプラズマを形成してもよい。また、チャンバ１１０は、ガスの排気のための排気手段２１０を備えていてもよく、例えば、チャンバ１１０の下側に排気手段２１０が形成されてもよい。なお、チャンバ１１０は、金属、セラミック、ガラス、ポリマー及び合成物をはじめとする種々の材質により製造されてもよく、チャンバ１１０の形状としては、矩形状、ドーム状、またはシリンダ状などが挙げられる。
【００２５】
工程ガス供給ライン１２０は、工程ガス供給源（図示せず）からチャンバ１１０に工程ガスを供給する。工程ガスとしては、エッチングガス及び薄膜蒸着用原料ガスなどが挙げられる。ここで、工程ガス供給ライン１２０は、エッチング工程に際してはエッチングガスを供給し、薄膜蒸着工程に際しては薄膜蒸着用原料ガスを供給してもよく、基板処理の目的に応じて好適な工程ガスを供給してもよい。エッチングガスとしては、３フッ化窒素（ＮＦ３）、アンモニア（ＮＨ３）などの自然酸化膜エッチングガスが挙げられ、薄膜蒸着用原料ガスとしては、モノシラン（ＳｉＨ４）、ホスフィン（ＰＨ３）などのシリコン蒸着ガスが挙げられるが、蒸着薄膜の種類に応じて好適に選択可能である。なお、工程ガスとして、エッチングガスまたは薄膜蒸着用原料ガスとともに水素（Ｈ２）、窒素（Ｎ２）またはアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスが供給されてもよい。
【００２６】
第１の拡散板１３０は、工程ガスを分配し、周縁部に工程ガスが噴射される噴射孔１３１が形成されてもよい。このような第１の拡散板１３０を介して工程ガスが分配されて噴射されるため、基板１０の上に均一に工程ガスが達する。工程ガスの均一な分配のために、工程ガス供給ライン１２０がチャンバ１１０の中央部に位置してもよい。この場合、噴射孔１３１が中央部に位置すると、工程ガス供給ライン１２０と連通される中央部から他の部分よりも工程ガスが多量に噴射されて、基板１０の上に達する工程ガスが位置に応じて不均一となるので、工程ガスによる基板処理も位置に応じて不均一となる。しかしながら、本発明の一実施の形態のように、周縁部に噴射孔１３１が形成されると、工程ガス供給ライン１２０と連通されず、工程ガスが迂回されて周縁に均一に分配された後に噴射されるので、基板１０の上に均一に工程ガスが達する。一方、噴射孔１３１の正確な位置、噴射方向、及び数などは、工程条件に応じて、チャンバ１１０内に均一な工程ガスの流れを形成するために適宜定めればよい。
【００２７】
基板支持台１４０は、第１の拡散板１３０と向かい合って位置し、基板１０を支持する。基板支持台１４０は、基板１０を支持するために、チャンバ１１０の内側の下部に配置されてもよく、基板１０が基板支持台１４０の上に支持され、基板１０が静電気力により保持されるように、帯電可能な静電チャックなどを備えていてもよい。
【００２８】
第２の拡散板１５０は、第１の拡散板１３０と基板支持台１４０との間に配設されてもよく、複数の分配孔１５１が形成されてもよい。第１の拡散板１３０のみを使用しても、チャンバ１１０内に均一な工程ガスの流れを形成することはできる。しかしながら、第１の拡散板１３０のみを使用すると、第１の拡散板１３０と基板１０との間の距離により工程ガス（またはプラズマ）の流れが排気手段２１０による排気方向に偏ってしまい、基板１０の上に工程ガス（またはプラズマ）が均一に分布されない。しかしながら、第２の拡散板１５０を併用すると、工程ガス（またはプラズマ）の流れを制御することができ、基板１０の上に工程ガス（またはプラズマ）が均一に分布される。
【００２９】
また、第２の拡散板１５０は、接地されたり電圧が印加されたりすることにより、プラズマで電荷を帯びたイオン及び電子をろ過してもよい。すなわち、プラズマが第２の拡散板１５０を経ると、イオン及び電子が遮断されて中性の反応種のみが基板１０上で反応されるようにしてもよい。第２の拡散板１５０は、プラズマが少なくとも一回、第２の拡散板１５０にぶつかった後に基板１０の上に達するようにしてもよい。また、プラズマが接地（または他の極性の電圧が印加）された第２の拡散板１５０にぶつかる場合、大きなエネルギーを有するイオン及び電子が第２の拡散板１５０に吸収されてもよい。これにより、電荷を帯びたイオン及び電子が基板１０及び該基板１０の周りに及ぼす悪影響を極力抑えることができる。さらに、単に中性の反応種にのみ基板１０または該基板１０上の薄膜が反応することにより、本発明に係る基板処理装置を長期に亘って使用しても、チャンバ１１０の内部の周辺部が使用可能であり、基板１０の表面に与えられる損傷もない。一方、第２の拡散板１５０は、プラズマの光も遮断可能であるが、プラズマの光が第２の拡散板１５０にぶつかって透過できなくなる。なお、第２の拡散板１５０は、２次電極を加えることなく、チャンバ１１０との接触により接地されてもよい。
【００３０】
さらに、第２の拡散板１５０は、プラズマの形成に際して、基板１０がプラズマに直接に曝されることを防ぐことができるので、チャンバ１１０内のアーク（Ａｒｃ）の発生、イオンの衝突、及びイオンの注入などにより、基板１０及び該基板１０に形成された回路素子に損傷を与えるという問題を解決することもできる。これにより、基板処理工程に伴う基板１０及び該基板１０に形成された回路素子の工程不良を極力抑えることもできる。
【００３１】
プラズマ発生部１６０は、第１の拡散板１３０と第２の拡散板１５０との間の空間にプラズマ１６４を形成してもよい。プラズマ発生部１６０は、工程ガスを励起させてプラズマ１６４を形成し、放電管１６２及び該放電管１６２を取り囲むように設けられたアンテナ１６１（または誘導結合コイル）を備えていてもよい。放電管１６２は、サファイア、クォーツ、またはセラミックなどの材質により作製されてもよく、所定のドーム状（または筒状）に形成されてもよい。放電管１６２は、チャンバ１１０の内部の上側に配設されてもよく、上側部分は工程ガス供給ライン１２０と接続されてもよく、下側部分には第２の拡散板１５０及びプラズマ１６４の形成空間（すなわち、第１の拡散板１３０と第２の拡散板１５０との間の空間）を設けてもよい。ここで、放電管１６２の上側と第１の拡散板１３０との間の空間に工程ガスが分配され、第１の拡散板１３０の噴射孔１３１を介して工程ガスが噴射されてもよい。アンテナ１６１は、チャンバ１１０の内部で放電管１６２を取り囲むように配設されてもよく、電源部１６３から電源を供給されて放電管１６２内の工程ガスを励起して、プラズマ１６４を形成してもよい。一方、チャンバ１１０の内部空間に電極を配設し、配設された電極に電源を供給してプラズマを形成してもよい。
【００３２】
本発明に係る基板処理装置は、第１の拡散板１３０を介してチャンバ１１０の中央部に位置する工程ガス供給ライン１２０を迂回して噴射孔１３１を介して工程ガスを均一に噴射してもよい。また、第１の拡散板１３０と第２の拡散板１５０との間の空間において工程ガスが広く拡散されてもよく、第２の拡散板１５０の分配孔１５１を介して中性の反応種のみを基板１０の上に均一に流入させてもよい。このため、本発明に係る基板処理装置は、基板１０の全体に亘って均一に基板の処理を行うことができる。第１の拡散板１３０及び第２の拡散板１５０は、それぞれガス（例えば、工程ガス、プラズマ及び反応種など）の流れに影響を及ぼし、その結果、中性の反応種を基板１０の上に均一に分布させることができる。
【００３３】
図２は、本発明の一実施の形態に係る第２の拡散板の平面図であり、図３は、本発明の一実施の形態に係る側壁部材の斜視図であり、図４は、本発明の一実施の形態に係る第２の拡散板及び側壁部材の組合せ斜視図である。
【００３４】
図２から図４を参照すると、本発明の基板処理装置は、第２の拡散板１５０の周縁部と接続され、複数のガス誘導孔１７１が形成された側壁部材１７０をさらに備えていてもよい。側壁部材１７０は、第２の拡散板１５０と係合されてもよく、第２の拡散板１５０を通過した中性の反応種が基板１０上で反応可能な空間を提供してもよい。側壁部材１７０が存在しない場合、排気手段２１０による排気に起因して反応種が基板１０上で十分に反応されずに排気されてしまう。しかしながら、側壁部材１７０が存在する場合、反応種の流れを制御することができ、これにより、反応種を基板１０上で十分に反応させることができる。側壁部材１７０には複数のガス誘導孔１７１が形成されている。これにより、排気手段２１０の吸入（またはポンピング）によるガスの流れをガス誘導孔１７１の大きさ、位置及び数に応じて調節することができ、これにより、反応種の流れを制御することができる。これにより、プラズマ１６４の形成空間でもガスの流れが調節可能である。また、排気手段２１０の吸入（またはポンピング）によりガス状態の工程（例えば、エッチングまたは蒸着）副産物をガス誘導孔１７１に排気可能である。さらに、ガス誘導孔１７１の大きさ、位置及び数に応じて、反応種の移動速度及び排気速度を調節してもよい。反応種は、第２の拡散板１５０の分配孔１５１を通過して基板１０の上で反応し、側壁部材１７０のガス誘導孔１７１を介して基板１０の上に達した反応種の流れを制御することができる。このため、反応種の移動速度を調節することもでき、反応種が基板１０の上に留まって基板１０の上で十分に反応可能な時間を提供することができる。一方、第２の拡散板１５０及び側壁部材１７０は、一体に形成されてもよい。
【００３５】
図５は本発明の一実施の形態に係る、大きい分配孔が形成された第２の拡散板の平面図であり、図６は本発明の一実施の形態に係る、小さい分配孔が形成された第２の拡散板の平面図であり、図７は本発明の一実施の形態に係る、中央部が大きい分配孔及び周縁部が小さい分配孔が形成された第２の拡散板の平面図である。図５から図７は本発明の一実施の形態に係る第２の拡散板の変形例を示す。
【００３６】
図５から図７を参照すると、第２の拡散板１５０は、位置ごとに異なる分配孔１５１の有効面積密度を有する。ここで、有効面積密度とは、単位面積当たりの分配孔１５１の総面積のことをいい、換言すると、第２の拡散板１５０の単位面積当たりの開放面積（すなわち分配孔による開放面積）を意味する。第２の拡散板１５０の全体に亘って、図５に示すように大きい分配孔１５１ａを形成してもよいが、分配孔１５１ａが大き過ぎると、反応種の流れが排気手段２１０による排気方向に偏ってしまい、基板１０の上に反応種が均一に分布されなくなる虞がある。また、第２の拡散板１５０の全体に亘って、図６に示すように小さい分配孔１５１ｂを形成してもよいが、分配孔１５１ｂが小さ過ぎると、反応種の移動速度が下がって工程時間が長引いてしまうことが懸念される。さらに、第２の拡散板１５０の全体に亘って同じ大きさの分配孔１５１が形成されると、周縁部に形成された第１の拡散板１３０の噴射孔１３１の位置及び該周縁部に配設された排気手段２１０による排気方向に起因して、基板１０の上に反応種が基板１０の中央部よりも基板１０の周縁部の方にさらに多く供給されて均一に分布されなくなる虞がある。しかしながら、位置ごとに分配孔１５１の大きさを異ならせたり、分配孔１５１の密度を異ならせたりすることにより、基板１０の上に反応種を均一に分布させることができる。このため、第２の拡散板１５０は、位置ごとに分配孔１５１の大きさを異ならせたり、分配孔１５１の密度を異ならせたりすることにより、位置ごとに異なる分配孔１５１の有効面積密度を有する。例えば、第２の拡散板１５０の中央部に位置する分配孔１５１の孔径を周縁部に位置する分配孔１５１の孔径よりも大きくしたり、分配孔１５１の孔径を中心位置との距離に応じて漸進的に変化させたりしてもよい。
【００３７】
一方、第２の拡散板１５０は、中央部の方が周縁部よりも、分配孔１５１の有効面積密度が大きくてもよい。例えば、図７に示すように、中央部の分配孔１５１ａの方を周縁部の分配孔１５１ｂよりも大きくして、中央部の方が周縁部と比べて、分配孔１５１の有効面積密度が大きくなるようにしてもよい。この場合、第２の拡散板１５０の中央部に流入する反応種を増大させることができるので、基板１０の上に反応種を均一に分布させることができる。一般に、第１の拡散板１３０の噴射孔１３１が周縁部に位置し、排気手段２１０による排気方向も周縁方向であるため、ガスの流れが周縁に偏ってしまう。これにより、第２の拡散板１５０の中央部では、反応種が基板１０の上に達する量が少ないため、基板１０の中央部で反応が起き難い。この理由から、第２の拡散板１５０の中央部に形成された分配孔１５１ａの有効面積密度を第２の拡散板１５０の周縁部に形成された分配孔１５１ｂの有効面積密度よりも大きくすれば、第２の拡散板１５０の中央部に流入する反応種の流入量を増大させることができる。これにより、基板１０の上に反応種を均一に分布させることができる。
【００３８】
図８は本発明の一実施の形態に係る第２の拡散板の分配孔に嵌め込まれる嵌込体を示す図である。
【００３９】
図８を参照すると、本発明の基板処理装置は、分配孔１５１に嵌め込んで第２の拡散板１５０の開放面積を調節する嵌込体２２０をさらに備えていてもよい。嵌込体２２０は、栓状に形成されてもよく、嵌込体２２０ａを分配孔１５１に嵌め込む閉塞処理をしてもよい。この場合は、分配孔１５１の配置構造を変更するために、第２の拡散板１５０を再び形成する必要がなく、嵌込体２２０ａを嵌め込むだけでも簡易に分配孔１５１の配置構造を変更することができるので、位置ごとに異なる分配孔１５１の有効面積密度を持たせることができる。これにより、嵌込体２２０ａを嵌め込むだけで、反応種の流れを簡単に調節することができる。
【００４０】
嵌込体２２０ｂは、中心部が貫通された貫通孔２２１を備えていてもよい。貫通孔２２１が形成された嵌込体２２０ｂを分配孔１５１に嵌め込むと、分配孔１５１の大きさを調節することができ、微細な反応種の流れを調節することもできる。これにより、チャンバ１１０の条件及びポンピング速度などの工程条件に伴う微細な違いを嵌込体２２０ｂの嵌込みを通じて、分配孔１５１の大きさを調節することにより、基板１０の上に反応種をさらに均一に分布させることができる。なお、貫通孔２２１は様々な大きさに形成されてもよく、様々な大きさの貫通孔２２１を用いてさらに微細な反応種の流れを調節することができる。
【００４１】
一方、閉塞されている嵌込体２２０ａ及び貫通孔２２１が形成された嵌込体２２０ｂは併用してもよく、この場合、さらに精度良く反応種の流れを調節することができる。
【００４２】
図９は本発明の一実施の形態に係る分配孔の位置のみが異なる多段の第２の拡散板を示す断面図であり、図１０は本発明の一実施の形態に係る分配孔の位置及び大きさが両方とも異なる多段の第２の拡散板を示す断面図である。図９及び図１０は本発明の一実施の形態に係る第２の拡散板の多段構造を説明するための概念図である。
【００４３】
図９及び図１０を参照すると、第２の拡散板１５０は、複数の多段構造に形成されてもよく、各段の分配孔１５１は、 互いに隣り合う段の間で位置が異なっていてもよい。互いに隣り合う段の分配孔１５１は、図９に示すように位置のみ異なっていてもよく、図１０に示すように位置及び大きさが両方とも異なっていてもよく、位置は同じであり、大きさのみが異なっていてもよい。この場合、複数枚の第２の拡散板１５０で反応種の流れを制御することができるが、基板１０の位置に応じて達する反応種の量及び反応種の移動（または流入）速度を調節することができる。一方で、第２の拡散板１５０と基板１０との間の距離が短い場合、反応種の流入速度が上がり、反応種が基板１０の上で反応可能な時間も短くなって分配孔１５１が形成された位置及び分配孔１５１が形成されていない位置における基板処理の均一度の違いが生じてしまう。このため、第２の拡散板１５０を複数の多段構造に形成すれば、たとえ第２の拡散板１５０と基板１０との間の距離が短い場合であっても、反応種の流れにボトルネックを与えて反応種の流入速度を下げ、反応種を効率良く分配することにより、反応種を基板１０の上に均一に分布させることができる。
【００４４】
本発明の基板処理装置は、第１の拡散板１３０と第２の拡散板１５０との間の間隔を調節する位置調整部（図示せず）をさらに備えていてもよい。位置調整部は、第２の拡散板１５０の位置を調整して、第１の拡散板１３０と第２の拡散板１５０との間の間隔を調節してもよい。第１の拡散板１３０と第２の拡散板１５０との間の間隔を調節すれば、プラズマ１６４の形成空間を調節することができ、工程ガスが広く拡散されるのに十分な空間を提供することができる。また、第１の拡散板１３０と第２の拡散板１５０との間の空間に工程ガスが均一に分布される第１の拡散板１３０と第２の拡散板１５０との間の間隔であるとき、プラズマ１６４を形成することができる。さらに、第２の拡散板１５０の位置を調整して、基板１０と第２の拡散板１５０との間の間隔を調節してもよく、第２の拡散板１５０の位置に応じて、第１の拡散板１３０と第２の拡散板１５０との間の間隔も調節される。基板１０と第２の拡散板１５０との間の間隔が狭くなるほど、エッチングなどの基板処理がより均一に行われ、基板の処理率（例えばエッチング率）がさらに高くなる。加えて、エッチング工程では、選択比（例えば、自然酸化膜及び窒化膜のエッチング比）もさらに高くなる。一方で、基板１０と第２の拡散板１５０との間の間隔が約５０ｍｍ以下である場合、分配孔１５１の直径が１０ｍｍ以上であるときには、基板１０の表面をエッチングした後に基板１０の表面に薄膜を蒸着すると、第２の拡散板１５０の分配孔１５１の配置の状況に応じたフィルムカラーが視認されてしまうという不都合が生じる。しかしながら、基板１０と第２の拡散板１５０との間の間隔が約５０ｍｍ以下であれば、分配孔１５１の直径を１０ｍｍよりも小さくすることにより、このような不都合を解消することができる。このとき、第２の拡散板１５０を多段構造に形成して反応種の流れにボトルネックを与えることにより、さらに均一なエッチング、蒸着などの基板処理を施すこともできる。フィルムカラーは、エッチングが均一に行われない結果、基板１０の表面が平らではないことや、蒸着される薄膜の膜厚が均一ではないことに起因して発生する現象であり、分配孔１５１の直径が１０ｍｍよりも小さくなると、反応種の流れが均一になってフィルムカラーを防ぐことができる。
【００４５】
本発明の基板処理装置は、チャンバ１１０の内壁に隣り合い且つ基板支持台１４０の周りに沿って対称となるように位置し、多段からなる複数の排気ポート１８０をさらに備えていてもよい。排気ポート１８０は多段からなるが、基板支持台１４０の周りに沿って対称となるように複数の排気ポート１８０が形成された排気ポート板１８１が多段に構成されてなる。各段の排気ポート１８０の大きさ及び形状を変化させてガスの流れを調節することができ、基板１０の上に反応種を均一に分布させることができる。このような排気ポート１８０によりチャンバ１１０内に真空度を保つことができ、且つ、反応種の流れが基板１０の全体に亘って均一になるように調節することができ、工程副産物を排気することができる。排気ポート板１８１は、環状の板状部材１８１ａに形成されてもよく、該環状の板状部材から折れ曲がる側壁を備えていてもよい。側壁の長さは短くてもよく（１８１ｂ）、長くてもよい（１８１ｃ）。側壁は、排気の流れを導いてもよく、排気ポート１８０に排気される排ガスが他の個所に漏れ出ることを防ぎ、排気手段２１０に排気され易いように排気の流れを導いてもよい。一方で、最上段の排気ポート板１８１ａは側壁部材１７０と接続されてもよく、排気ポート板１８１ａ及び側壁部材１７０が接続されて、ガス誘導孔１７１に排気される排ガスが他の個所に漏れ出ることなく、排気ポート１８０に排気され易い。
【００４６】
本発明の基板処理装置は、基板支持台１４０の周りに沿って基板支持台１４０の周縁部から延びる遮断リング１９０をさらに備えていてもよい。遮断リング１９０は、基板１０が移動するときに安定的に基板支持台１４０に支持されるように基板１０を導いてもよい。また、遮断リング１９０は、基板支持台１４０と側壁部材１７０との間の隙間を狭めることにより、排気手段２１０による排気に起因して反応種が基板１０の上で反応されずに排気されることを極力抑えることができる。すなわち、反応種が第２の拡散板１５０の分配孔１５１を通過して基板１０の上で反応し、側壁部材１７０のガス誘導孔１７１を介して排気ポート１８０に排気されるように反応種の流れを制御してもよい。さらに、排気ポート板１８１ａの側壁の代わりの役割を担って、排気ポート１８０ａに排気される排ガスが他の個所に漏れ出ることを極力抑え、排気手段２１０に排気され易いように排気の流れを導いてもよい。すなわち、エッチング、蒸着などの工程副産物を含む排ガスの排気経路を側壁部材１７０のガス誘導孔１７１を通過して排気ポート１８０を介して排気手段２１０に排ガスが排気され易いように導いてもよい。
【００４７】
本発明に係る基板処理装置は、第１の拡散板１３０及び第２の拡散板１５０はそれぞれガス（例えば、工程ガス、プラズマ及び反応種など）の流れに影響を及ぼして、結果的に、中性の反応種を基板１０の上に均一に分布させることができる。また、側壁部材１７０、排気ポート１８０などを用いて、さらに精度よい基板の処理を施すことができる。このように、本発明の基板処理装置は、様々な構成要素を用いてガスの流れを調節して、基板１０の全体に亘って均一にエッチング、蒸着などの基板の処理を施すことができ、構成要素の構造を変化させて、さらに均一な基板の処理を施すことができる。
【００４８】
このように、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置は、工程ガスを分配する第１の拡散板及びプラズマを分配する第２の拡散板を用いて、プラズマの均一な分布を図ることができる。これにより、エッチング、蒸着などの基板の処理を基板の全体に亘って均一に施すことができる。また、プラズマの形成に際して、第２の拡散板を用いて基板がプラズマに直接に曝されることを防ぐことができるので、チャンバ内のアーク（Ａｒｃ）の発生、イオンの衝突、またはイオンの注入などにより、基板及び該基板に形成された回路素子に損傷を与えてしまうという問題を解消することができる。これにより、基板及び該基板に形成された回路素子の工程不良を極力抑えることができる。加えて、第２の拡散板を接地して、プラズマで電荷を帯びたイオン及び電子をろ過することにより、中性の反応種のみを基板の上に流入させることができるので、電荷を帯びたイオン及び電子が基板及び該基板の周りに及ぼす悪影響を極力抑えることができる。なお、プラズマにより基板及び該基板の周りが損傷されることを防ぐことができる。一方、第２の拡散板の分配孔に嵌め込まれる嵌込体を用いて、分配孔の有効面積密度を簡単に調節することができる。これにより、たとえ工程条件が変わっても、中性の反応種（またはプラズマ）の均一な分布を容易に得ることができる。なお、第２の拡散板を多段構造に形成して、中性の反応種の流れを制御することもできる。さらに、各段の排気ポートの大きさ及び形状を変化させて、ガスの流れを調節することもでき、基板の上に反応種を均一に分布させることもできる。このような排気ポートによりチャンバ内に真空度を保つことができ、且つ、反応種の流れが基板の全体に亘って均一になるように調節することができ、工程副産物を排気することもできる。
【００４９】
以上、本発明の好適な実施の形態について図示及び説明したが、本発明は、上記の実施の形態に何等限定されるものではなく、特許請求の範囲において請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、これより様々な変形例及び均等な他の実施の形態が採用可能であるという点が理解できる筈である。よって、本発明の真の技術的な保護範囲は、下記の特許請求の範囲により定められるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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