【手続補正書】
【提出日】平成21年8月26日(2009.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
しかしながら、上記従来の技術では、次の点について十分な考慮がなされていなかった。すなわち、半導体ウエハの面上でのガスの濃度の分布の大小を大きくするために、このウエハの設置箇所の近傍からガス導入する従来技術の場合、処理室の側面や試料台外面等の処理室内側表面上に処理用ガスを導入するための導入口を設ける必要がある。この導入口の形状によっては、処理室内における処理用ガスの各成分の分布は軸対称から大きく離れた分布となり、処理室内のプラズマ密度の軸対称性が達成できず、処理の均一性を大きく損なってしまうという問題があった。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
真空側ブロック１０２は、平面形状が略多角形状（本実施例では５角形状）の真空搬送容器１０４の側壁面の周囲に、内部が減圧されその内部に試料が搬送され処理される処理室を有する真空容器を備えた４つの処理ユニット１０３と、真空搬送容器１０４と大気側ブロック１０１との間に配置され試料を大気側と真空側との間でやりとりする２つのロック室１０５を備えている。この真空側ブロック１０２は減圧されて高い真空度の圧力に維持可能な処理ユニットである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
この後、筐体１０６内側のバルブが開放されてロック室１０５内と筐体１０６内の大気搬送室とが連通され、大気側搬送ロボット１０９によりロック室１０５から元のカセットに試料が搬送されてカセット内の元の位置に戻される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
真空容器壁部材２０５内には、この真空容器壁２０５内側壁面により構成される略円筒形状の処理室２１７が配置されている。また、処理室２１７内には、その上面に処理対象の基板状の試料Ｗが載せられる略円筒形状の試料台２０８が、処理室２１７の中心と略同心に配置されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
処理室２１７内部の空間は真空容器壁２０５下部に接続された排気装置である真空ポンプ２０９により、処理室２１７下部の試料台２０８の直下方に配置された真空容器壁部材２０５の開口から排気され高い真空度に維持される（図上矢印）。特に、本実施の例では、真空ポンプ２０９の入口である真空容器壁部材２０５の下部の開口は、試料台２０８と略同心に配置されており、処理室２１７内のガスや処理に伴って生成された生成物等の粒子は、試料台２０８の外周を通り試料台２０８下方の空間をとおって処理室２１７について同心状に排気される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
試料Ｗとして半導体ウエハをエッチング処理する際には、試料Ｗの外周側の領域で中央側と比べてシリコンを含む反応生成物の濃度が低くなることや、試料Ｗ表面の外周側と中央側の領域で温度が異なること等により、試料Ｗの半径方向の処理に不均一が生じる虞がある。そこで、本実施例では前記第１の混合ガスと第２の混合ガスのガス種、ガス流量を各々独立に調整し、ウエハ面上のガス濃度分布を制御することで、前記のような要因による半径方向での処理性能の不均一性を打ち消し、ウエハ半径方向での処理性能の均一化を図ることが出来る構造としている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
本実施例では、ガス拡散リング２０４に設けられたガス導入孔３０２は、試料台２０８の中心について略対称に周方向に離散的に複数箇所配置されており、ガス導入孔３０２の位置で軸対称性が崩れる形状を有しているが、ガス拡散リング２０４はプラズマに直接には面しない位置に配置することで、ガス導入孔３０２が試料Ｗ表面の処理の対称性について悪影響を及ぼしにくい構成としている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
一方で、加工のコストや形状の問題が小さくなるガス導入孔３０２の形状とした場合には、この複数のガス導入孔３０２の間での流量に大きな差が生じてしまい、このまま処理室２１７内に第２の混合ガスを導入した場合には、試料Ｗ上で、特に周方向について、ガスの密度やプラズマ、反応生成物の分布等に不均一が生じてしまう。これを解決するために、本実施例では、上記のように、ガス拡散リング２０４の内側にリングカバー２０３を配置し、これらの間の隙間３０３を介して、処理室２１７内へ処理用ガスを導入する構成としたものである。本実施例では、ガス導入孔３０２の径または高さの値よりも隙間３０３の大きさが大きくなるように構成されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
高圧のガス通路３０１内から低圧の隙間３０３’に導入された第２の混合ガスは、隙間３０３’から下方の隙間３０３へ流れ、低圧にされる隙間３０３を流れてさらに拡散しつつ、隙間３０３の処理室２１７内側壁の出口であるガス導入スリット３０３”から処理室２１７へ流入する。これにより、ガス導入孔３０２から隙間３０３’へ導入されたガスが十分に均一な流量速度にされて処理室２１７へ供給されるので、処理室２１７上部の側壁からは内側に向かって周方向についてより均一な第２の混合ガスの流量が得られる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
これらの図において、ガス拡散リング２０４は、上下に複数（２つ）の部材が組み合わされ、両者の間が気密に接続されることで内部の空間がガス通路３０１として構成される。図５（ａ）では、リング状の上部材５０１と縦断面が凹字状でリング形状を有する下部材５０２とが、その内周側、外周側の壁面部分の上面で接続する構成である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
上述の通り、貫通孔５０３の径は、凹み部５０５の幅や深さと比べて十分に小さくされて、第２の混合ガスが導入された際に、ガス通路３０１全体にこのガスが充満して複数のガス導入孔３０２からのガスの流量速度の差が小さくなるように構成されている。また、図示していないが、上部材５０１と下部材５０２とが接続される、下部材５０２の内周側及び外周側の壁部分の上端には両者のリング状の形状に合わせて耐蝕性高いＯリング等のシール部材が配置されて、両者の間をシールしている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
図５（ｂ）は、図５（ａ）の場合と同様に、上部材５０６が内側に凹み部５０５を有して１つのガス供給管３０４に連結された部材５０７上に載せられて接続される構成を備えている。図５（ａ）の例との相違は、下部材５０７の内周側壁の部材の上端面に周方向に複数の凸部５０８が配置されており、この凸部５０８の上面が上部材５０６と当接して上部材５０６との間でスリット５０９が形成される点である。下部材５０７の内側壁の上端面は、下部材５０７の下端部から略同じ高さで構成され、周方向について均等な複数の箇所に凸部５０８が配置されている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
下側壁部材６０２の上端部は処理室２１７の内側壁面を構成し、隙間６０３を構成する部分は、上方に向かって内側に傾斜したテーパ状の形状を備えている。すなわち、その内外方向の厚さが上方に向かうにつれて小さくなる形状となって対向して隙間を構成する上側壁部材６０１の厚さも上方に向かうにつれて大きくなる形状となっている。本変形例においても、ガス拡散リング２０４に導入された第２の混合ガスが内側側壁から隙間６０３を通り、拡散しつつ処理室２１７へ流入することで、試料Ｗの外周側から処理室２１７内に導入されるガスの量の均一性が向上し、試料Ｗ上の処理の均一性が向上する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
本図において、本変形例の処理室２１７は、実施例１と同様に同心状の形状を有し、プラズマが形成される試料台２０８’上方の放電空間とその下方の空間とでその径が異なり、下方の空間の径が大きくなる構成である。すなわち、真空容器壁部材２０５の上部が処理室２１７の中心側に突出して厚さが大きくなった突出部７０１を有し、この突出部７０１の処理室２１７の側を覆ってリングカバー２０３が配置されている。さらに、突出部７０１とリングカバー２０３とで構成される隙間３０３の下端の開口３０３”は、試料台２０８’外周側であって放電空間下方の処理室２１７の径が大きくなった空間７０２に近接して配置されている。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
本変形例において、処理室２１７内のガスや粒子は、大きくされた空間７０２から試料台２０８’下方の空間へ向かって流れやすくされ、排気の効率が向上されている。また、隙間３０３”から処理室２１７に導入された第２の混合ガスは、試料台２０８’上の試料Ｗに対して突出した位置に配置され、処理の均一性をより向上させるとともに、試料Ｗ表面の外周側部分の処理に局所的に影響を与えることができる。本例は、処理室２１７の内側壁面が段差を有する構成となっているが、処理室２１７内側壁面が下側に向かってなだらかに末広がり（縦断面が台形状）の形状を備えたものであっても良い。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
本変形例に係る処理ユニットでは、処理室２１７内に形成されるプラズマが、高周波電源９１１からの電力が供給される電極を有する処理室２１７内の試料台２０８と真空容器の上蓋を構成し試料台２０８上方でこれに対向して配置され接地電位にされる上部電極９０１との間の電界により形成される。また、試料台２０８内の電極には、図２に示す実施例と同様に高周波バイアス電源２１３と連結されてバイアス電位を試料Ｗ表面に形成するための高周波電力が供給される。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
また、上部電極の下方で処理室２１７に面してプラズマと接する面には、ガス拡散板１１０６が配置されて貫通孔１１０７を通り第１の混合ガスが導入される。このガス拡散板１１０６は純度の高いシリコンのように半導体を用いても良く高周波電力に対して導体として作用する材料で構成されている。このガス拡散板１１０６は、処理室２１７の天井面を構成して試料Ｗの径と同じかそれ以上の範囲を覆っており、試料台２０８とこのガス拡散板１１０６との間の空間に形成されるプラズマに面する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
上部電極１１０１からの電界により、供給された第１及び第２の混合ガスが励起されてプラズマ化され、試料Ｗのエッチング処理が行われる。処理に伴って生成された反応生成物やプラズマ中の粒子は、試料台２０８外周側の処理室２１７空間を通って下方に移動して、真空容器下方に配置された真空ポンプ２０９の入口である真空容器の開口から排出される。処理室２１７及び試料台２０８、真空ポンプ入口は同心状に配置されており、処理室２１７内のプラズマやガス、生成物の分布がこの中心について軸対称となり、試料Ｗの処理が試料Ｗの中心についてその周方向に不均一が抑制される構成となっている。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
石英等の誘電体製のリングカバー１１０３は、処理室２１７の上部外周側端部で、誘電体リング１１１５の処理室２１７側下面および接地された真空容器壁部材２０５の側壁部上端の処理室２１７側内壁面を覆って配置されている。リングカバー１１０３は、本変形例では、上下複数（２つ）の部材を組み合わせて構成され、上側のリングカバー１１０３’は誘電体リング１１１５と連結され、下側のリングカバー１１０３”は、真空容器壁部材２０５の内側壁面と係合して連結されている。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
また、蓋部材１２０１の中心部には、処理室２１７内に処理用ガスを供給するためのガス供給ユニット１２０４が蓋部材１２０１に嵌め込まれて配置されている。つまり、蓋部材１２０１の中心部の孔の内側にガス供給ユニット１２０４が配置され、下方の処理室２１７内部と上方の外部とに面している。このガス供給ユニット１２０４は、第１の混合ガスを処理室２１７内に導入するため中心部にガス導入孔１２０７を備えている。さらに、ガス導入孔１２０７の周囲の略全周にわたって蓋部材１２０１と間に均一な大きさの隙間１２０３が配置され、この隙間１２０３から第２の混合ガスが処理室２１７内に導入される。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
ガス導入孔１２０７と同軸の中心について軸対称の形状を備えたガス供給ユニット１２０４の外周側壁と、このガス供給ユニット１２０４が嵌め込まれた蓋部材１２０１との間に形成され、図に示されるように、下方に向かうにつれて中心軸から外側に向かって広がった末広がりの形状、いわば逆さまの漏斗形状を備えている。このため、上方のリング状の空間に充満した第２の混合ガスは隙間１２０３を通って分散され、処理室２１７に面したリング状の開口から試料Ｗまたは処理室２１７の外周側に向かって流出する。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
【図１】本発明の第１の実施例に係る真空処理装置の全体的構成の概略を示す図である。
【図２】図１に示す実施例の処理ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。
【図３】図２に示す処理ユニットのガス拡散リング周りの構成の概略を示す縦断面図である。
【図４】真空容器及びガス拡散リングの構成の概略を示す斜視図である。
【図５】図３に示すガス拡散リングの構成の概略を示す斜視図である。
【図６】図１に示す実施例１の変形例に係る処理ユニットの主要部の構成の概略を示す縦断面図である。
【図７】図１に示す実施例１の別の変形例に係る処理ユニットの主要部の構成の概略を示す縦断面図である。
【図８】本発明の実施例２に係る処理ユニットの主要部の構成の概略を示す縦断面図である。
【図９】図１に示す実施例１の別の変形例に係る処理ユニットの主要部の構成の概略を説明する縦断面図である。
【図１０】図１に示す実施例１の別の変形例に係る処理ユニットの主要部の構成の概略を示す縦断面図である。
【図１１】図１０に示す変形例に係る処理ユニットのガス拡散リング近傍の構成を拡大して示す縦断面図である。
【図１２】本発明の実施例３に係る処理ユニットの主要部の構成の概略を示す縦断面図である。