(57)【要約】  基板処理装置は、チャンバと、載置台と、シャワーヘッドとを備える。シャワーヘッドは、第１のベース部材と、第２のベース部材と、シャワープレートと、複数の伝熱部材とを有する。第１のベース部材は、第１の円筒壁と、第２の円筒壁と、第１の上部壁とを含む。第２のベース部材は、第３の円筒壁と、第４の円筒壁と、第２の上部壁とを含む。シャワープレートは、複数の貫通穴を有し、第２の円筒壁の下端および第４の円筒壁の下端に固定されている。それぞれの伝熱部材は、第１の上部壁と第２の上部壁との間に配置され、第１の上部壁の下面と第２の上部壁の上面とに接している。
2019235282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、
前記チャンバ内に配置され、被処理基板が載置される載置台と、
前記載置台に対向する位置に配置され、前記チャンバ内にガスを供給するシャワーヘッドと
を備え、
前記シャワーヘッドは、第１のベース部材と、第２のベース部材と、シャワープレートと、複数の伝熱部材とを有し、
前記第１のベース部材は、
円筒状の第１の円筒壁と、
前記第１の円筒壁と同軸の円筒状であり、かつ、前記第１の円筒壁よりも直径が大きい第２の円筒壁と、
前記第１の円筒壁の下端と前記第２の円筒壁の上端とを接続する第１の上部壁と
を含み、
前記第２のベース部材は、
前記第１の円筒壁と同軸の円筒状であり、かつ、前記第１の円筒壁よりも直径が小さく、かつ、前記第１の円筒壁で囲まれる空間内に配置されている第３の円筒壁と、
前記第１の円筒壁と同軸の円筒状であり、かつ、前記第３の円筒壁よりも直径が大きく、かつ、前記第２の円筒壁よりも直径が小さく、かつ、前記第２の円筒壁で囲まれる空間内に配置されている第４の円筒壁と、
前記第１の上部壁の下方に配置され、前記第３の円筒壁の下端と前記第４の円筒壁の上端とを接続する第２の上部壁と
を有し、
前記シャワープレートは、
複数の貫通穴を有し、前記第２の円筒壁の下端および前記第４の円筒壁の下端に配置され、
それぞれの前記伝熱部材は、
前記第１の上部壁と前記第２の上部壁との間に配置され、前記第１の上部壁の下面と前記第２の上部壁の上面とに接していることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
複数の前記伝熱部材は、
前記第１の円筒壁の軸を中心とする円の円周方向において、前記第１の上部壁と前記第２の上部壁との間に等間隔で配置されている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】
前記シャワーヘッドの上部に設けられた、前記シャワーヘッドの温度の分布を調整する温度調整部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記シャワーヘッドは、導体により構成され、
前記基板処理装置は、
前記シャワーヘッドに高周波電力を供給することにより、前記シャワーヘッドから前記チャンバ内に供給されたガスのプラズマを生成するプラズマ生成部と、
導体により構成され、前記シャワーヘッドを覆うように前記シャワーヘッドの上方に設けられ、接地されたシールドカバーと
を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記第２の円筒壁の側面は、前記チャンバの内側壁に対して露出しており、
前記第１のベース部材と前記第２のベース部材との間に供給されたガスは、
前記シャワープレートが有する複数の前記貫通穴を介して、前記載置台に載置された前記被処理基板の領域の外側の領域に吐出されることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記第４の円筒壁の下端と前記第２の円筒壁の下端との間の前記シャワープレートの下面には、誘電体で形成されたカバー部材が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
第１のベース部材と、第２のベース部材と、シャワープレートと、複数の伝熱部材とを備え、
前記第１のベース部材は、
円筒状の第１の円筒壁と、
前記第１の円筒壁と同軸の円筒状であり、かつ、前記第１の円筒壁よりも直径が大きい第２の円筒壁と、
前記第１の円筒壁の下端と前記第２の円筒壁の上端とを接続する第１の上部壁と
を有し、
前記第２のベース部材は、
前記第１の円筒壁と同軸の円筒状であり、かつ、前記第１の円筒壁よりも直径が小さく、かつ、前記第１の円筒壁で囲まれる空間内に配置されている第３の円筒壁と、
前記第１の円筒壁と同軸の円筒状であり、かつ、前記第３の円筒壁よりも直径が大きく、かつ、前記第２の円筒壁よりも直径が小さく、かつ、前記第２の円筒壁で囲まれる空間内に配置されている第４の円筒壁と、
前記第１の上部壁の下方に配置され、前記第３の円筒壁の下端と前記第４の円筒壁の上端とを接続する第２の上部壁と
を有し、
前記シャワープレートは、
複数の貫通穴を有し、前記第２の円筒壁の下端と前記第４の円筒壁の下端に配置され、
それぞれの前記伝熱部材は、
前記第１の上部壁と前記第２の上部壁との間に配置され、前記第１の上部壁の下面と前記第２の上部壁の上面とに接していることを特徴とするシャワーヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の種々の側面および実施形態は、基板処理装置およびシャワーヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程では、半導体ウエハ等の基板に対して成膜処理等の処理が行われる。成膜方法としては、例えばＡＬＤ（Atomic  Layer  Deposition）法等がある。ＡＬＤ法により成膜を行う成膜装置では、成膜対象の基板を加熱しつつ、反応室内への前駆体の供給、基板のパージというサイクルを繰り返すことで、原子層を基板表面に一層ずつ堆積させ、所望の膜を基板上に形成する。このような成膜装置では、基板が載置される載置台と、載置台に載置された基板に処理ガスを供給するガス供給部とが処理容器内において対向しており、ガス供給部からはシャワー状に処理ガスが供給される（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
上述のガス供給部は、シャワーヘッド等と呼ばれ、処理ガスの導入ポートと、最下部に形成されたガス供給孔と、を有する。また、シャワーヘッドは、導入ポートとガス供給孔との間に、ガスを水平方向に拡散させるための拡散空間を有する。【０００４】
特許文献１のシャワーヘッドは、拡散空間が３つに分割され、互いに隣接する拡散空間は隔壁により隔てられており、拡散空間それぞれに対してガス供給孔が設けられている。このシャワーヘッドは、各拡散空間に供給する処理ガスの供給量を個別に調節することによって、基板に対する処理ガスの供給量を制御し、均一の厚さに成膜できるものである。【０００５】
なお、特許文献１のシャワーヘッドにおいて、中央の拡散空間は平面視円板状に形成され、最も外側の拡散空間は平面視環状に形成され、両拡散空間の間に位置する中間の拡散空間も平面視環状に形成されている。また、このシャワーヘッドでは、平面視環状の拡散空間と平面視で重なる位置に、平面視円状の処理ガスの導入ポートが複数形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０２１８３１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、シャワーヘッド内に設けられた拡散空間では、拡散空間を挟んで上部の部材と下部の部材とが離れている。上部の部材と下部の部材とは、拡散空間内を流れる処理ガスを介して多少の熱の移動はあるものの、拡散空間内を流れる処理ガスの熱の伝達率は、拡散空間を画する隔壁の熱の伝達率よりも低い。そのため、拡散空間の上部の部材の温度の分布を制御しても、拡散空間の下部の部材の温度の分布を所望の分布とすることが難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一側面は、基板処理装置であって、チャンバと、チャンバ内に配置され、被処理基板が載置される載置台と、載置台に対向する位置に配置され、チャンバ内にガスを供給するシャワーヘッドとを備える。シャワーヘッドは、第１のベース部材と、第２のベース部材と、シャワープレートと、複数の伝熱部材とを有する。第１のベース部材は、第１の円筒壁と、第２の円筒壁と、第１の上部壁とを含む。第１の円筒壁は、円筒状の形状を有する。第２の円筒壁は、第１の円筒壁と同軸の円筒状であり、かつ、第１の円筒壁よりも直径が大きい。第１の上部壁は、第１の円筒壁の下端と第２の円筒壁の上端とを接続する。第２のベース部材は、第３の円筒壁と、第４の円筒壁と、第２の上部壁とを含む。第３の円筒壁は、第１の円筒壁と同軸の円筒状であり、かつ、第１の円筒壁よりも直径が小さく、かつ、第１の円筒壁で囲まれる空間内に配置されている。第４の円筒壁は、第１の円筒壁と同軸の円筒状であり、かつ、第３の円筒壁よりも直径が大きく、かつ、第２の円筒壁よりも直径が小さく、かつ、第２の円筒壁で囲まれる空間内に配置されている。第２の上部壁は、第１の上部壁の下方に配置され、第３の円筒壁の下端と第４の円筒壁の上端とを接続する。シャワープレートは、複数の貫通穴を有し、第２の円筒壁の下端および第４の円筒壁の下端に固定されている。それぞれの伝熱部材は、第１の上部壁と第２の上部壁との間に配置され、第１の上部壁の下面と第２の上部壁の上面とに接している。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の種々の側面および実施形態によれば、シャワーヘッドの温度分布を精度よく制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本開示の第１の実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態におけるシャワーヘッドの一例を示す拡大断面図である。
【図３】図３は、第１のベース部材の一例を示す断面図である。
【図４】図４は、第１のベース部材の一例を示す上面図である。
【図５】図５は、第１のベース部材の一例を示す底面図である。
【図６】図６は、第２のベース部材の一例を示す断面図である。
【図７】図７は、第２のベース部材の一例を示す上面図である。
【図８】図８は、第２のベース部材の一例を示す底面図である。
【図９】図９は、第３のベース部材の一例を示す断面図である。
【図１０】図１０は、第３のベース部材の一例を示す上面図である。
【図１１】図１１は、第３のベース部材の一例を示す底面図である。
【図１２】図１２は、本開示の第２の実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す概略断面図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態におけるシャワーヘッドの一例を示す拡大断面図である。
【図１４】図１４は、第３の実施形態におけるシャワーヘッドの一例を示す拡大断面図である。
【図１５】図１５は、プロセス実行時における載置台の位置の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、クリーニング実行時における載置台の位置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、開示される基板処理装置およびシャワーヘッドの実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示される基板処理装置およびシャワーヘッドが限定されるものではない。
【００１２】
（第１の実施形態）
［プラズマ処理装置１の構造］
図１は、本開示の第１の実施形態におけるプラズマ処理装置１の一例を示す概略断面図である。本実施形態におけるプラズマ処理装置１は、ＣＣＰ（容量結合型プラズマ）処理装置である。プラズマ処理装置１は、基板処理装置の一例である。本実施形態におけるプラズマ処理装置１は、被処理基板の一例である半導体ウエハＷ（以下、ウエハＷと記載する）に、ＡＬＤ法によりＳｉＯ2膜の成膜処理を行う。具体的には、プラズマ処理装置１は、プラズマエンハンスドＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）によりＳｉＯ2膜をウエハＷに形成する。
【００１３】
プラズマ処理装置１は、有底で上方が開口した略円筒状のチャンバ１０を備える。チャンバ１０は、例えばアルミニウムやニッケル等の金属材料により形成されており、接地線１２により接地されている。チャンバ１０の内壁は、例えば表面に耐プラズマ性の材料からなる溶射被膜が形成されたライナ（図示せず）により覆われている。チャンバ１０内には、ウエハＷを載置する載置台１１が設けられている。
【００１４】
載置台１１は、例えばアルミニウムやニッケル等の金属材料により形成されている。載置台１１の下面は、導電性材料により形成された支持部材１３により支持されている。支持部材１３は、昇降機構１４によって上下に昇降可能となっている。昇降機構１４は、支持部材１３を昇降させることにより、載置台１１を昇降させることができる。
【００１５】
載置台１１の周囲には、絶縁性または誘電性の材料により構成されたカバー部材１３０で覆われている。載置台１１は、支持部材１３および昇降機構１４を介してチャンバ１０に電気的に接地されている。載置台１１は、上部電極として機能する後述のシャワーヘッド３０と対をなす下部電極として機能する。なお、下部電極の構成としては、本実施の形態の内容に限定されるものではなく、例えば載置台１１内に金属メッシュ等の導電性部材が埋め込まれた絶縁性または誘電性の部材の構成であってもよい。
【００１６】
載置台１１には、ヒータ２０が内蔵されており、載置台１１に載置されるウエハＷを所定の温度に加熱することができる。また、載置台１１には、その上面部に配置された絶縁性または誘電性の層の内部に電極（図示せず）が埋め込まれている。当該電極に供給された直流電圧によって載置台１１に発生した静電気力により、載置台１１に載置されたウエハＷが載置台１１の上面に吸着保持される。
【００１７】
チャンバ１０の側壁には、ウエハＷを搬入および搬出するための開口１５が形成されており、開口１５は、ゲートバルブ１６によって開閉可能となっている。載置台１１の下方であってチャンバ１０の内側には、支持ピン（図示せず）が複数設けられており、載置台１１には支持ピンが挿通される挿通孔（図示せず）が形成されている。これにより、載置台１１をウエハＷの搬出入位置まで降下させた際に、載置台１１の挿通孔を貫通した支持ピンの上端部でウエハＷを受け、そのウエハＷをチャンバ１０の開口１５から侵入する搬送アーム（図示せず）との間で受け渡すことができる。
【００１８】
載置台１１の上方であってチャンバ１０の内側には、シャワーヘッド３０が設けられている。シャワーヘッド３０は、載置台１１に対して略平行になるように配置されている。換言すれば、シャワーヘッド３０は、載置台１１に載置されたウエハＷに対向するように配置されている。チャンバ１０内の空間において、載置台１１上に載置されたウエハＷとシャワーヘッド３０との間の空間を、特に処理空間Ｓと記載する。シャワーヘッド３０は、例えばアルミニウムやニッケル等の導電性の金属により形成されている。
【００１９】
シャワーヘッド３０は、石英等の誘電体によって形成された絶縁部材４０に支持されている。絶縁部材４０は、絶縁部材４０の外方に向けて突出する係止部４１によってチャンバ１０の上部に支持されている。これにより、シャワーヘッド３０は、絶縁部材４０を介してチャンバ１０に支持される。
【００２０】
シャワーヘッド３０は、第１のベース部材３２、第２のベース部材３３、第３のベース部材３４、およびシャワープレート３５を有する。第１のベース部材３２、第２のベース部材３３、および第３のベース部材３４は、平面視において円形状であり、中心が軸Ｘとなるように配置されている。シャワープレート３５は、第１のベース部材３２、第２のベース部材３３、および第３のベース部材３４の下端に設けられている。シャワープレート３５には、複数の貫通穴が形成されている。第１のベース部材３２と第２のベース部材３３との間、第２のベース部材３３と第３のベース部材３４との間、および第３のベース部材３４内には、シャワーヘッド３０のガス導入部３１を介して、ガス供給機構６０から処理ガスが供給される。第１のベース部材３２と第２のベース部材３３との間、第２のベース部材３３と第３のベース部材３４との間、および第３のベース部材３４内にそれぞれ供給された処理ガスは、シャワープレート３５のそれぞれの貫通穴から処理空間Ｓ内にシャワー状に供給される。
【００２１】
ガス供給機構６０は、原料ガスを供給するガス供給源６２、反応ガスを供給するガス供給源６３、および不活性ガスを供給するガス供給源６４を有する。ＳｉＯ2膜を成膜する際の原料ガスとしては、例えば、ＢＤＥＡＳ（ビスジエチルアミノシラン）ガスが用いられる。ＳｉＯ2膜を成膜する際の反応ガスとしては、例えば、Ｏ2（酸素）ガスが用いられる。不活性ガスとしては、例えばＡｒ（アルゴン）ガスが用いられる。また、ガス供給機構６０は、バルブや流量制御器等を含む供給調整部６５を有する。供給調整部６５は、ガス種、ガスの混合比、ガスの流量等の処理ガスの供給条件を調整する。
【００２２】
供給調整部６５によって供給条件が調整されたガスは、配管６１ａ、配管６１ｂ、および配管６１ｃを介して、シャワーヘッド３０のガス導入部３１に供給される。配管６１ａは、第１のベース部材３２と第２のベース部材３３との間の空間に接続されており、配管６１ｂは、第２のベース部材３３と第３のベース部材３４との間の空間に接続されており、配管６１ｃは、第３のベース部材３４内の空間に接続されている。供給調整部６５は、配管６１ａ、配管６１ｂ、および配管６１ｃを介してシャワーヘッド３０に供給されるそれぞれのガスの供給条件を独立に調整することができる。
【００２３】
シャワーヘッド３０には、整合器７１を介して高周波電源７０が電気的に接続されている。高周波電源７０は、例えば１００ｋＨｚ〜１００ＭＨｚから選択される任意の周波数の高周波電力を発生させる。整合器７１は、チャンバ１０内にプラズマが生成されているときに、高周波電源７０の出力インピーダンスとシャワーヘッド３０の入力インピーダンスとが見かけ上一致するように作用する。整合器７１とシャワーヘッド３０とを接続する配線は、導体のシールドカバーによって覆われている。高周波電源７０は、プラズマ生成部の一例である。
【００２４】
絶縁部材４０の上面には、金属で構成されたシールドカバー５０がシャワーヘッド３０を覆うように設けられている。シールドカバー５０は、チャンバ１０に電気的に接続されており、チャンバ１０を介して接地されている。シールドカバー５０により、シャワーヘッド３０からチャンバ１０の外部へ放射される不要な高周波電力が抑制される。
【００２５】
シールドカバー５０の上面には、温度調整部５１および温度センサ５３が設けられており、温度調整部５１および温度センサ５３は断熱材５２によって覆われている。温度センサ５３は、例えば光ファイバ温度計等であり、シャワーヘッド３０の温度を測定する。温度調整部５１は、温度センサ５３によって測定されたシャワーヘッド３０の温度に基づいて、シャワーヘッド３０の温度分布が所定の温度分布となるように、シャワーヘッド３０を加熱または冷却する。本実施形態において、温度調整部５１は、シャワーヘッド３０の温度分布が所定の温度分布となるようにシャワーヘッド３０を加熱する。これにより、成膜処理によってシャワーヘッド３０の下面に付着する反応副生成物、いわゆるデポを抑制することができると共に、ウエハＷに対するプロセスの均一性を向上させることができる。
【００２６】
絶縁部材４０の外周とチャンバ１０の側面との間には、排気空間８３が形成されている。また、チャンバ１０の側面には、排気管８１が接続されている。排気管８１には、圧力調整バルブ８２を介して、真空ポンプ等を含む排気装置８０が接続されている。排気装置８０によって、排気空間８３、排気管８１、および圧力調整バルブ８２を介して、チャンバ１０内のガスが排気される。圧力調整バルブ８２は、排気装置８０による排気量を調節することにより、チャンバ１０内の圧力を調整する。
【００２７】
上記のように構成されたプラズマ処理装置１は、制御装置１００によって、その動作が統括的に制御される。制御装置１００は、プロセッサ、メモリ、および入出力インターフェイスを有する。メモリには、プロセッサによって実行されるプログラム、および、各処理の条件等を含むレシピ等が格納されている。プロセッサは、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）等により実現される。プロセッサは、メモリから読み出したプログラムを実行し、メモリ内に記憶されたレシピ等に基づいて、入出力インターフェイスを介してプラズマ処理装置１の各部を制御する。プロセッサは、例えば、昇降機構１４、ヒータ２０、温度調整部５１、供給調整部６５、高周波電源７０、整合器７１、排気装置８０、および圧力調整バルブ８２等を制御する。
【００２８】
なお、メモリ内のプログラム等は、例えばハードディスク、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルデスク、またはメモリーカード等のコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体から読み出されてメモリ内に格納されてもよい。また、メモリ内のプログラム等は、通信回線を介して、他の装置から取得されてメモリ内に格納されてもよい。
【００２９】
次に、プラズマ処理装置１によって行われる、ウエハＷへのＳｉＯ2膜の成膜処理について説明する。成膜処理にあたっては、先ず、昇降機構１４によって載置台１１が開口１５の位置よりも下に下げられ、ゲートバルブ１６が開けられる。そして、搬送アーム（図示せず）によってチャンバ１０内にウエハＷが搬入され、載置台１１上に載置され、載置台１１上に吸着保持される。そして、ゲートバルブ１６が閉じられ、昇降機構１４によって載置台１１が図１に示された位置まで上昇する。なお、チャンバ１０内へのウエハＷの搬入はロードロックチャンバ等を用いて真空状態で行われる。
【００３０】
次に、ヒータ２０によりウエハＷが所定の温度に制御され、温度調整部５１によりシャワーヘッド３０が所定の温度に制御される。ウエハＷの温度は、例えば５０〜１００℃となるように調整され、シャワーヘッド３０の温度は、例えば１００℃以上となるように調整される。
【００３１】
また、ガス供給機構６０から、Ｏ2ガスおよびＡｒガスがそれぞれ所定の流量でシャワーヘッド３０に供給されると共に、排気装置８０によってチャンバ１０内のガスが排気される。シャワーヘッド３０に供給されたガスは、シャワーヘッド３０内を、軸Ｘを中心として周方向へ拡散し、シャワープレート３５の貫通穴からチャンバ１０内にシャワー状に供給される。供給調整部６５は、Ｏ2ガスの流量を、概ね１００〜１００００ｓｃｃｍに調整し、Ａｒガスの流量を、概ね１００〜５０００ｓｃｃｍに調整する。また、チャンバ１０内の圧力が例えば５０Ｐａ〜１３００Ｐａとなるように、排気装置８０の排気量および圧力調整バルブ８２の開度が制御される。
【００３２】
ウエハＷの温度やチャンバ１０内の圧力等が安定した段階で、ガス供給機構６０から、上述のＯ2ガス等に加えてＢＤＥＡＳガスが所定の流量で所定の期間に亘ってチャンバ１０内に供給される。供給調整部６５は、ＢＤＥＡＳガスの流量を、概ね５〜２００ｓｃｃｍに調整する。これにより、ウエハＷにＢＤＥＡＳガスの分子が吸着する（吸着工程）。本実施形態において、吸着工程は、概ね０．０５〜１秒間実施される。
【００３３】
ＢＤＥＡＳガスの吸着工程の後、ＢＤＥＡＳガスの供給を停止し、ウエハＷの表面をＯ2ガスおよびＡｒガスによってパージする（第１のパージ工程）。これにより、ウエハＷの表面に余分に吸着したＢＤＥＡＳの分子が除去される。そして、高周波電源７０によりシャワーヘッド３０に高周波電力を印加することにより、チャンバ１０内に供給されたＯ2ガスおよびＡｒガスがプラズマ化される。そして、プラズマにより活性化された酸素イオンや酸素ラジカルがウエハＷに供給される。これにより、ウエハＷに吸着されたＢＤＥＡＳの分子が酸化されてＳｉＯ2分子が形成される（反応工程）。本実施形態において、反応工程は、概ね０．２〜０．５秒間実施される。
【００３４】
その後、高周波電力の印加を停止して、ウエハＷの表面をＯ2ガスおよびＡｒガスによってパージする（第２のパージ工程）。これにより、ウエハＷの表面に余分に生成されたＳｉＯ2の分子が除去される。以降、吸着工程、第１のパージ工程、反応工程、および第２のパージ工程を、この順番で繰り返すことによってウエハＷに所望の膜厚のＳｉＯ2膜が形成される。ウエハＷに所望の膜厚のＳｉＯ2膜が形成された後、チャンバ１０からウエハＷが搬出される。そして、チャンバ１０内に新たなウエハＷが搬入され、上記の一連の処理が繰り返される。
【００３５】
［シャワーヘッド３０の構造］
次に、シャワーヘッド３０の構造の詳細について説明する。図２は、第１の実施形態におけるシャワーヘッド３０の一例を示す拡大断面図である。
【００３６】
シャワーヘッド３０は、例えば図２に示されるように、第１のベース部材３２、第２のベース部材３３、第３のベース部材３４、およびシャワープレート３５を有する。第２のベース部材３３は、第１のベース部材３２とシャワープレート３５とで囲まれる空間内に配置され、第３のベース部材３４は、第２のベース部材３３とシャワープレート３５とで囲まれる空間内に配置されている。第１のベース部材３２は、ネジ３６ａによってシャワープレート３５に固定されており、第２のベース部材３３は、ネジ３６ｂによってシャワープレート３５に固定されており、第３のベース部材３４は、ネジ３６ｃによってシャワープレート３５に固定されている。ネジ３６ａ、ネジ３６ｂ、およびネジ３６ｃは、例えばステンレス等のニッケル合金やチタン等の熱伝導率の高い材料により構成されることが好ましい。
【００３７】
ガス導入部３１は、ガス導入ポート３１ａ〜３１ｃを含む。ガス導入ポート３１ａは、配管６１ａを介して供給調整部６５から供給されたガスを、第１のベース部材３２と第２のベース部材３３との間に形成された空間内に供給する。第１のベース部材３２と第２のベース部材３３との間に形成された空間内に供給されたガスは、軸Ｘを中心とする円の周方向に拡散しながら、軸Ｘから離れる方向へ流れる。そして、第１のベース部材３２と第２のベース部材３３との間に形成された空間内を拡散したガスは、第１のベース部材３２と第２のベース部材３３とシャワープレート３５との間に形成された空間３５ａ内をさらに拡散する。そして、空間３５ａ内を拡散したガスは、シャワープレート３５に形成された複数の貫通穴３５ｄを介して、処理空間Ｓ内にシャワー状に供給される。空間３５ａ内を拡散したガスは、載置台１１に載置されたウエハＷの領域のうち最外周の領域Ｒ３に供給される。
【００３８】
ガス導入ポート３１ｂは、配管６１ｂを介して供給調整部６５から供給されたガスを、第２のベース部材３３と第３のベース部材３４との間に形成された空間内に供給する。第２のベース部材３３と第３のベース部材３４との間に形成された空間内に供給されたガスは、軸Ｘを中心とする円の周方向に拡散しながら、軸Ｘから離れる方向へ流れる。そして、第２のベース部材３３と第３のベース部材３４との間に形成された空間内を拡散したガスは、第２のベース部材３３と第３のベース部材３４とシャワープレート３５との間に形成された空間３５ｂ内をさらに拡散する。そして、空間３５ｂ内を拡散したガスは、シャワープレート３５に形成された複数の貫通穴３５ｄを介して、処理空間Ｓ内にシャワー状に供給される。空間３５ｂ内を拡散したガスは、載置台１１に載置されたウエハＷの領域のうちウエハＷの中央付近の領域Ｒ１と最外周の領域Ｒ３との間の領域Ｒ２に供給される。
【００３９】
ガス導入ポート３１ｃは、配管６１ｃを介して供給調整部６５から供給されたガスを、第３のベース部材３４内に形成された空間内に供給する。第３のベース部材３４の空間内に供給されたガスは、軸Ｘに沿ってシャワープレート３５の方向へ流れる。そして、軸Ｘに沿ってシャワープレート３５の方向へ流れたガスは、第３のベース部材３４とシャワープレート３５との間に形成された空間３５ｃ内を、軸Ｘを中心とする円の周方向にさらに拡散する。そして、空間３５ｃ内を拡散したガスは、シャワープレート３５に形成された複数の貫通穴３５ｄを介して、処理空間Ｓ内にシャワー状に供給される。空間３５ｃ内を拡散したガスは、載置台１１に載置されたウエハＷの領域のうちウエハＷの中央付近の領域Ｒ１に供給される。
【００４０】
ここで、シャワーヘッド３０が有する第１のベース部材３２、第２のベース部材３３、および第３のベース部材３４の形状について、さらに詳しく説明する。
【００４１】
［第１のベース部材３２の構造］
図３は、第１のベース部材３２の一例を示す断面図である。図４は、第１のベース部材３２の一例を示す上面図である。図５は、第１のベース部材３２の一例を示す底面図である。
【００４２】
第１のベース部材３２は、例えば図３に示されるように、円筒壁３２０、円筒壁３２１、および上部壁３２２を有する。円筒壁３２０は第１の円筒壁の一例であり、円筒壁３２１は第２の円筒壁の一例であり、上部壁３２２は、第１の上部壁の一例である。
【００４３】
円筒壁３２０は、中空の円筒状である。円筒壁３２０の中心軸を軸Ｘ１と定義する。円筒壁３２１は、円筒壁３２０と同軸の円筒状である。また、軸Ｘ１に交差する断面において、円筒壁３２１の直径は、円筒壁３２０の直径よりも大きい。上部壁３２２は、軸Ｘ１を中心とする略円板状であり、円筒壁３２０の下端と円筒壁３２１の上端とを接続する。即ち、円筒壁３２０は、上部壁３２２の軸Ｘ１付近から軸Ｘ１に沿って第１の方向へ延伸しており、円筒壁３２１は、上部壁３２２の外周部から軸Ｘ１に沿って第１の方向と逆の方向へ延伸している。
【００４４】
円筒壁３２１には、複数のネジ穴３２３が形成されている。複数のネジ穴３２３は、例えば図４および図５に示されるように、軸Ｘ１を中心とする円周上に等間隔で配置されている。第１のベース部材３２は、それぞれのネジ穴３２３に挿入されたネジ３６ａによってシャワープレート３５に固定される。これにより、温度調整部５１から第１のベース部材３２に伝達された熱が、第１のベース部材３２とシャワープレート３５とを固定するネジ３６ａ、および、シャワープレート３５と接触している円筒壁３２１の下端を介してシャワープレート３５に伝達される。
【００４５】
［第２のベース部材３３の構造］
図６は、第２のベース部材３３の一例を示す断面図である。図７は、第２のベース部材３３の一例を示す上面図である。図８は、第２のベース部材３３の一例を示す底面図である。
【００４６】
第２のベース部材３３は、例えば図６に示されるように、円筒壁３３０、円筒壁３３１、および上部壁３３２を有する。円筒壁３３０は第３の円筒壁の一例であり、円筒壁３３１は第４の円筒壁の一例であり、上部壁３３２は、第２の上部壁の一例である。
【００４７】
円筒壁３３０は、中空の円筒状である。円筒壁３３０の中心軸を軸Ｘ２と定義する。軸Ｘ２に交差する断面における円筒壁３３０の直径は、軸Ｘ１に交差する断面における第１のベース部材３２の円筒壁３２０の直径よりも小さい。シャワーヘッド３０として組み立てられる場合、円筒壁３３０は、第２のベース部材３３の軸Ｘ２と第１のベース部材３２の軸Ｘ１とが一致するように、円筒壁３２０で囲まれる空間内に配置される。即ち、シャワーヘッド３０として組み立てられた状態において、第２のベース部材３３の円筒壁３３０の軸Ｘ２と、第１のベース部材３２の円筒壁３２０の軸Ｘ１とは、一致している。
【００４８】
円筒壁３３１は、円筒壁３３０と同軸の円筒状である。また、軸Ｘ２に交差する断面において、円筒壁３３１の直径は、円筒壁３３０の直径よりも大きい。上部壁３３２は、軸Ｘ２を中心とする略円板状であり、円筒壁３３０の下端と円筒壁３３１の上端とを接続する。即ち、円筒壁３３０は、上部壁３３２の軸Ｘ２付近から軸Ｘ２に沿って第２の方向へ延伸しており、円筒壁３３１は、上部壁３３２の外周部から軸Ｘ２に沿って第２の方向と逆の方向へ延伸している。
【００４９】
上部壁３３２には、複数のネジ穴３３３が形成されている。複数のネジ穴３３３は、例えば図７および図８に示されるように、軸Ｘ２を中心とする円周上に等間隔で配置されている。それぞれのネジ穴３３３において、上部壁３３２の円筒壁３３０側の面には、円筒状のリブ３３４ａがネジ穴３３３を囲むように設けられている。また、それぞれのネジ穴３３３において、上部壁３３２の円筒壁３３１側の面には、円筒状のリブ３３４ｂがネジ穴３３３を囲むように設けられている。
【００５０】
また、上部壁３３２の円筒壁３３０側の面には複数の突起部３３５ａが設けられており、上部壁３３２の円筒壁３３１側の面には複数の突起部３３５ｂが設けられている。複数の突起部３３５ａおよび３３５ｂは、例えば図７および図８に示されるように、軸Ｘ２を中心とする円周上に等間隔で配置されている。
【００５１】
本実施形態において、軸Ｘ２の方向から見た場合のそれぞれの突起部３３５ａおよび３３５ｂの形状は、略円形状である。これにより、第１のベース部材３２と第２のベース部材３３との間の空間に供給されたガスの流れが突起部３３５ａによって妨げられることを防止することができる。同様に、第２のベース部材３３と第３のベース部材３４との間の空間に供給されたガスの流れが突起部３３５ｂによって妨げられることを防止することができる。なお、軸Ｘ２の方向から見た場合の突起部３３５ａおよび３３５ｂの形状は、ガスの流れを妨げない形状であれば、楕円形や板状の形状であってもよい。ただし、突起部３３５ａおよび３３５ｂの形状として楕円形や板状の形状が採用される場合、突起部３３５ａおよび３３５ｂは、長手方向が軸Ｘ２から離れる方向に沿う向きとなるように配置されることが好ましい。
【００５２】
リブ３３４ａおよび突起部３３５ａは、シャワーヘッド３０として組み立てられた場合、例えば図２に示されるように、第１のベース部材３２の上部壁３２２の下面に接触する。リブ３３４ａおよび突起部３３５ａの材料としては、例えばアルミニウムやニッケル等、シャワーヘッド３０の材料と同様の材料が用いられる。これにより、第１のベース部材３２の熱がリブ３３４ａおよび突起部３３５ａを介して第２のベース部材３３に効率よく伝達される。また、突起部３３５ｂは、シャワーヘッド３０として組み立てられた場合、例えば図２に示されるように、第３のベース部材３４に接触する。これにより、第２のベース部材３３の熱は、突起部３３５ｂを介して第３のベース部材３４に効率よく伝達される。リブ３３４ａ、突起部３３５ａ、および突起部３３５ｂは、伝熱部材の一例である。
【００５３】
［第３のベース部材３４の構造］
図９は、第３のベース部材３４の一例を示す断面図である。図１０は、第３のベース部材３４の一例を示す上面図である。図１１は、第３のベース部材３４の一例を示す底面図である。
【００５４】
第３のベース部材３４は、例えば図９に示されるように、円筒壁３４０、円筒壁３４１、および上部壁３４２を有する。円筒壁３４０は、中空の円筒状である。円筒壁３４０の中心軸を軸Ｘ３と定義する。軸Ｘ３に交差する断面における円筒壁３４０の直径は、軸Ｘ２に交差する断面における第２のベース部材３３の円筒壁３３０の直径よりも小さい。シャワーヘッド３０として組み立てられる場合、第３のベース部材３４は、第３のベース部材３４の軸Ｘ３と第２のベース部材３３の軸Ｘ２とが一致するように、円筒壁３３０で囲まれる空間内に配置される。即ち、シャワーヘッド３０として組み立てられた状態において、第３のベース部材３４の円筒壁３４０の軸Ｘ３と、第２のベース部材３３の円筒壁３３０の軸Ｘ２と、第１のベース部材３２の円筒壁３２０の軸Ｘ１とは、一致している。
【００５５】
円筒壁３４１は、円筒壁３４０と同軸の円筒状である。また、軸Ｘ３に交差する断面において、円筒壁３４１の直径は、円筒壁３４０の直径よりも大きい。上部壁３４２は、軸Ｘ３を中心とする略円板状であり、円筒壁３４０の下端と円筒壁３４１の上端とを接続する。即ち、円筒壁３４０は、上部壁３４２の軸Ｘ３付近から軸Ｘ３に沿って第３の方向へ延伸しており、円筒壁３４１は、上部壁３４２の外周部から軸Ｘ３に沿って第３の方向と逆の方向へ延伸している。
【００５６】
上部壁３４２には、複数のネジ穴３４３が形成されている。複数のネジ穴３４３は、例えば図１０および図１１に示されるように、軸Ｘ３を中心とする円周上に等間隔で配置されている。それぞれのネジ穴３４３において、上部壁３４２の円筒壁３４０側の面には、円筒状のリブ３４４ａがネジ穴３４３を囲むように設けられている。また、それぞれのネジ穴３４３において、上部壁３４２の円筒壁３４１側の面には、円筒状のリブ３４４ｂがネジ穴３４３を囲むように設けられている。
【００５７】
シャワーヘッド３０として組み立てられた場合、例えば図２に示されるように、第２のベース部材３３の突起部３３５ｂが第３のベース部材３４の上部壁３４２の上面に接触する。また、シャワーヘッド３０として組み立てられた場合、例えば図２に示されるように、第３のベース部材３４のリブ３４４ａが第２のベース部材３３の上部壁３３２の下面に接触する。これにより、第２のベース部材３３の熱が突起部３３５ｂおよびリブ３４４ａを介して第３のベース部材３４に効率よく伝達される。また、シャワーヘッド３０として組み立てられた場合、例えば図２に示されるように、リブ３４４ｂは、シャワープレート３５に接触する。これにより、第３のベース部材３４の熱は、リブ３４４ｂを介してシャワープレート３５に効率よく伝達される。
【００５８】
ここで、第１のベース部材３２と第２のベース部材３３との間、および、第２のベース部材３３と第３のベース部材３４との間には、ガス供給機構６０から供給されたガスを拡散させるための空間が形成される。そのため、第２のベース部材３３にリブ３３４ａおよび突起部３３５ａが設けられていない場合、第１のベース部材３２の熱は、第２のベース部材３３には直接伝達されない。また、第２のベース部材３３にリブ３３４ｂが設けられておらず、かつ、第３のベース部材３４にリブ３４４ａが設けられていない場合、第２のベース部材３３の熱は、第３のベース部材３４には直接伝達されない。そのため、温度調整部５１によって第１のベース部材３２の温度分布を制御したとしても、シャワープレート３５を所望の温度分布に制御することは難しい。
【００５９】
これに対し、本実施形態のシャワーヘッド３０では、第２のベース部材３３にリブ３３４ａおよび突起部３３５ａが設けられているため、第１のベース部材３２の熱が、リブ３３４ａおよび突起部３３５ａを介して第２のベース部材３３に直接伝達される。また、本実施形態のシャワーヘッド３０では、第２のベース部材３３に突起部３３５ｂが設けられているため、第２のベース部材３３の熱は、第３のベース部材３４に直接伝達される。さらに、本実施形態のシャワーヘッド３０では、第３のベース部材３４にリブ３４４ａが設けられているため、第２のベース部材３３の熱は、第３のベース部材３４にさらに効率よく伝達される。これにより、温度調整部５１によって制御された第１のベース部材３２の温度分布に応じて、シャワープレート３５を所望の温度分布に制御することが可能となる。
【００６０】
なお、空間３５ａの幅Ｄ１（図２参照）は、ウエハＷを面内で均一に処理するためには薄い方が好ましい。ただし、薄すぎると、ウエハＷに対する処理の均一性が低下する。本実施形態において、空間３５ａの幅Ｄ１は、例えば２〜７ｍｍの範囲内の幅であることが好ましい。なお、空間３５ａの幅Ｄ１は、例えば２ｍｍであることがより好ましい。空間３５ｂおよび空間３５ｃの幅についても同様である。
【００６１】
また、第１のベース部材３２の円筒壁３２１と第２のベース部材３３の円筒壁３３１との間の空間の幅Ｄ２（図２参照）は、ウエハＷに対する処理の均一性を高めるには、所定の厚さより薄い方が好ましい。本実施形態において、幅Ｄ２は、例えば６ｍｍ以下の幅であることが好ましい。第２のベース部材３３の円筒壁３３１と第３のベース部材３４の円筒壁３４１との間の空間の幅についても同様である。
【００６２】
第１のベース部材３２の上部壁３２２と第２のベース部材３３の上部壁３３２との間の空間の幅Ｄ３（図２参照）は、ウエハＷに対する処理の均一性を高めるには、薄い方が好ましい。本実施形態において、幅Ｄ３は、例えば１．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内の幅であることが好ましい。なお、幅Ｄ３は、例えば２ｍｍであることがより好ましい。第２のベース部材３３の上部壁３３２と第３のベース部材３４の上部壁３４２との間の空間の幅についても同様である。
【００６３】
第２のベース部材３３の上部壁３３２の厚さＤ４（図２参照）は、シャワーヘッド３０の装置としての大きさを抑えるためには薄い方が好ましい。第３のベース部材３４の上部壁３４２の厚さについても同様である。第３のベース部材３４の円筒壁３４１の厚さＤ５（図２参照）は、ウエハＷに対する処理の均一性を高めるには、薄い方が好ましい。
【００６４】
以上、第１の実施形態について説明した。本実施形態のプラズマ処理装置１は、チャンバ１０と、チャンバ１０内に配置され、ウエハＷが載置される載置台１１と、載置台１１に対向する位置に配置され、チャンバ１０内にガスを供給するシャワーヘッド３０とを備える。シャワーヘッド３０は、第１のベース部材３２と、第２のベース部材３３と、シャワープレート３５と、複数の突起部３３５ａとを有する。第１のベース部材３２は、円筒壁３２０と、円筒壁３２１と、上部壁３２２とを含む。円筒壁３２０は、円筒状の形状を有する。円筒壁３２１は、円筒壁３２０と同軸の円筒状であり、かつ、円筒壁３２０よりも直径が大きい。上部壁３２２は、円筒壁３２０の下端と円筒壁３２１の上端とを接続する。第２のベース部材３３は、円筒壁３３０と、円筒壁３３１と、上部壁３３２とを含む。円筒壁３３０は、円筒壁３２０と同軸の円筒状であり、かつ、円筒壁３２０よりも直径が小さく、かつ、円筒壁３２０で囲まれる空間内に配置されている。円筒壁３３１は、円筒壁３２０と同軸の円筒状であり、かつ、円筒壁３３０よりも直径が大きく、かつ、円筒壁３２１よりも直径が小さく、かつ、円筒壁３２１で囲まれる空間内に配置されている。上部壁３３２は、上部壁３２２の下方に配置され、円筒壁３３０の下端と円筒壁３３１の上端とを接続する。シャワープレート３５は、複数の貫通穴３５ｄを有し、円筒壁３２１の下端および円筒壁３３１の下端に配置されている。それぞれの突起部３３５ａは、上部壁３２２と上部壁３３２との間に配置され、上部壁３２２の下面と上部壁３３２の上面とに接している。これにより、シャワーヘッド３０の温度分布を精度よく制御することが可能となる。
【００６５】
また、上記した実施形態において、複数の突起部３３５ａは、円筒壁３２０の軸Ｘを中心とする円の円周方向において、上部壁３２２と上部壁３３２との間に等間隔で配置されている。これにより、上部壁３２２と上部壁３３２との間のガスの流れの偏りを抑制することができる。
【００６６】
また、上記した実施形態において、シャワーヘッド３０の上部には、シャワーヘッド３０の温度の分布を制御する温度調整部５１が設けられている。これにより、シャワーヘッド３０の温度分布を精度よく制御することができる。
【００６７】
また、上記した実施形態において、シャワーヘッド３０は、導体により構成される。また、上記した実施形態において、プラズマ処理装置１は、高周波電源７０およびシールドカバー５０を備える。高周波電源７０は、シャワーヘッド３０に高周波電力を供給することにより、シャワーヘッド３０からチャンバ１０内に供給されたガスのプラズマを生成する。シールドカバー５０は、導体により構成され、シャワーヘッド３０を覆うようにシャワーヘッド３０の上方に設けられ、接地される。これにより、シャワーヘッド３０からチャンバ１０の外部へ放射される不要な高周波電力が遮断される。
【００６８】
（第２の実施形態）
［プラズマ処理装置１の構造］
図１２は、本開示の第２の実施形態におけるプラズマ処理装置１の一例を示す概略断面図である。なお、図１２において、図１と同一の符号が付された構成は、以下に説明する点を除き、図１において説明された構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。本実施形態におけるプラズマ処理装置１では、第３のベース部材３４内に供給されたガスと、第２のベース部材３３と第３のベース部材３４との間に供給されたガスがウエハＷの領域に供給される。一方、本実施形態におけるプラズマ処理装置１では、第１のベース部材３２と第２のベース部材３３との間に供給されたガスがウエハＷの領域の外側の領域に供給される。
【００６９】
［シャワーヘッド３０の構造］
図１３は、第２の実施形態におけるシャワーヘッド３０の一例を示す拡大断面図である。なお、図１３において、図２と同一の符号が付された構成は、以下に説明する点を除き、図２において説明された構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。本実施形態において、第１のベース部材３２と第２のベース部材３３との間に供給されたガスは、例えば図１３に示されるように、貫通穴３５ｄを介して、ウエハＷの領域の外側の領域である領域Ｒ３に供給される。また、本実施形態では、シャワーヘッド３０の側面が、絶縁部材４０に覆われておらず、チャンバ１０の排気空間８３に対して第１のベース部材３２およびシャワープレート３５の側面が露出している。そのため、高周波電源７０からシャワーヘッド３０に印加され第１のベース部材３２の表面を伝搬した高周波電力の一部は、第１のベース部材３２の側面およびシャワープレート３５の側面から排気空間８３へ放射される。
【００７０】
また、シャワープレート３５の貫通穴３５ｄからチャンバ１０内に供給されたガスは、排気空間８３を通過して排気管８１から排気される。そのため、シャワープレート３５の貫通穴３５ｄから供給されたガスは、排気空間８３内を通過する際、シャワーヘッド３０の側面から排気空間８３内に放射された高周波電力によってプラズマ化される。そして、プラズマに含まれる活性種によって、排気空間８３内においてチャンバ１０の表面に付着した反応副生成物、いわゆるデポが除去される。
【００７１】
本実施形態におけるプラズマ処理装置１では、成膜処理が行われる場合、領域Ｒ１および領域Ｒ２に、吸着工程、第１のパージ工程、反応工程、および第２のパージ工程のそれぞれの工程において、所定のガスが供給される。一方、本実施形態におけるプラズマ処理装置１では、成膜処理が行われる場合、領域Ｒ３には、領域Ｒ３の上方の貫通穴３５ｄから、例えばＡｒガス等の不活性ガスが供給されるか、または、ガスの供給が行われない。また、チャンバ１０内のデポを除去するクリーニング工程では、領域Ｒ３の上方の貫通穴３５ｄから領域Ｒ３にクリーニング用のガスが供給される。クリーニング用のガスとしては、例えばＣｌＦ3ガスやＮＦ3ガス等が用いられる。
【００７２】
なお、クリーニング工程では、領域Ｒ１および領域Ｒ２から領域Ｒ３へのガスの流れを発生させるために、領域Ｒ１および領域Ｒ２には、例えばＡｒガス等の不活性ガスが供給されてもよい。これにより、クリーニングによって排気空間８３から除去されたパーティクルが領域Ｒ１および領域Ｒ２に侵入することを防止することができる。また、クリーニング工程においては、載置台１１を保護するために、ウエハＷが配置される位置に、ダミーウエハが載置されてもよい。また、クリーニング工程では、排気空間８３内のデポを除去することが目的であるため、排気空間８３内でプラズマが生成されればよい。そのため、領域Ｒ１〜Ｒ３においてプラズマが発生しないようにガスの流量、チャンバ１０内の圧力、および高周波電力の大きさ等が調整されることが好ましい。また、領域Ｒ１〜Ｒ３においてプラズマが発生しないようにするために、シャワーヘッド３０の対向電極となる載置台１１を降下させてもよい。なお、載置台１１をシャワーヘッド３０から遠ざけることにより、チャンバ１０の壁面と上部電極であるシャワーヘッド３０とがカップリングしやすくなるという効果も得られる。
【００７３】
以上、第２の実施形態について説明した。本実施形態のプラズマ処理装置１では、第１のベース部材３２の円筒壁３２１の側面は、チャンバ１０の内側壁に対して露出している。また、第１のベース部材３２と第２のベース部材３３との間に供給されたガスは、シャワープレート３５が有する複数の貫通穴３５ｄを介して、載置台１１に載置されたウエハＷの領域の外側の領域に吐出される。これにより、同じ構成のプラズマ処理装置１を用いて、成膜処理とチャンバ１０の側壁のクリーニングとを実行することができる。
【００７４】
（第３の実施形態）
［シャワーヘッド３０の構造］
図１４は、第３の実施形態におけるシャワーヘッド３０の一例を示す拡大断面図である。なお、図１４において、図２または図１３と同一の符号が付された構成は、以下に説明する点を除き、図２または図１３において説明された構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。また、プラズマ処理装置１の全体構成については、以下に説明する点を除き、図１２を用いて説明した第２の実施形態におけるプラズマ処理装置１と同様であるため、説明を省略する。
【００７５】
本実施形態では、例えば図１４に示されるように、第１のベース部材３２と第２のベース部材３３との間のガスが供給される領域Ｒ３におけるシャワープレート３５の下面にカバー部材３７が設けられる点が、第２の実施形態とは異なる。カバー部材３７は、例えば石英等の誘電体で形成される。
【００７６】
本実施形態におけるプラズマ処理装置１では、領域Ｒ３におけるシャワープレート３５の下面にカバー部材３７が設けられることにより、シャワープレート３５の下面から領域Ｒ３に放射される高周波電力を抑制することができる。これにより、領域Ｒ３におけるプラズマの発生を抑制することができ、クリーニング工程において、領域Ｒ３に配置されているカバー部材１３０等の部材が受けるダメージを抑制することができる。
【００７７】
なお、本実施形態におけるプラズマ処理装置１では、成膜処理が行われる場合、例えば図１５に示されるように、昇降機構１４によって載置台１１がシャワーヘッド３０に近い位置に上昇する。そして、処理空間Ｓにおいてプラズマが発生しやすい条件となるように、ガスの流量、チャンバ１０内の圧力、および高周波電力の大きさ等が調整される。また、本実施形態におけるプラズマ処理装置１では、チャンバ１０内のクリーニングが行われる場合、例えば図１６に示されるように、昇降機構１４によって載置台１１がシャワーヘッド３０から離れた位置に下降させてもよい。そして、処理空間Ｓにおいてプラズマが発生し難く、かつ、排気空間８３においてプラズマが発生しやすい条件となるように、ガスの流量、チャンバ１０内の圧力、および高周波電力の大きさ等が調整される。なお、チャンバ１０内のクリーニングが行われる場合、載置台１１上には、載置台１１を保護するためにダミーウエハが載置されてもよい。
【００７８】
以上、第３の実施形態について説明した。本実施形態のプラズマ処理装置１では、円筒壁３３１の下端と円筒壁３２１の下端との間のシャワープレート３５の下面には、誘電体で形成されたカバー部材３７が設けられている。これにより、円筒壁３３１の下端と円筒壁３２１の下端との間の領域に対応するシャワープレート３５の下方の領域Ｒ３に放射される高周波電力が抑制される。これにより、チャンバ１０内のクリーニングが行われる際に、領域Ｒ３に位置する部材へのダメージを抑制することができる。
【００７９】
［その他］
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００８０】
例えば、上記した各実施形態では、基板処理装置としてプラズマ処理装置１を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。例えば、ガスを用いてウエハＷに対して処理を行う装置であって、ガスをウエハＷに供給するシャワーヘッド３０の温度分布の制御を行う装置であれば、プラズマを用いない装置に対しても、開示の技術を適用することができる。
【００８１】
また、上記した各実施形態では、プラズマの発生方式として容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。例えば、ガスを用いてウエハＷに対して処理を行う装置であって、ガスをウエハＷに供給するシャワーヘッド３０の温度分布の制御を行うプラズマ処理装置においても、開示の技術を適用することができる。
【００８２】
また、上記した各実施形態において、突起部３３５ａおよび３３５ｂは、第２のベース部材３３の上部壁３３２に設けられるが、開示の技術はこれに限られない。例えば、突起部３３５ａは、第１のベース部材３２の上部壁３２２の下面に設けられてもよく、突起部３３５ｂは、第３のベース部材３４の上部壁３４２の上面に設けられていてもよい。
【００８３】
また、上記した各実施形態において、突起部３３５ａおよび３３５ｂは、第２のベース部材３３の上部壁３３２に、上部壁３３２と一体に形成されているが、開示の技術はこれに限られない。例えば、突起部３３５ａおよび３３５ｂは、第２のベース部材３３とは別の部材として構成され、第２のベース部材３３に取り付けられてもよい。
【００８４】
また、上記した第３の実施形態では、領域Ｒ３においてシャワープレート３５から下方にガスが供給されるが、開示の技術はこれに限られない。例えば、領域Ｒ３に対応するシャワープレート３５の位置には貫通穴３５ｄを設けず、第１のベース部材３２の外周部の側面、または、シャワープレート３５の外周部の側面に、複数の貫通穴３５ｄが設けられてもよい。あるいは、第１のベース部材３２とシャワープレート３５との接合部の側面に、複数の貫通穴３５ｄが設けられてもよい。これにより、第１のベース部材３２とシャワープレート３５との間に供給されたガスは、領域Ｒ３ではなく、排気空間８３へ向けて吐出される。これにより、クリーニング工程において、排気空間８３内にプラズマが生成されやすい条件を作りやすくなり、排気空間８３内のデポを効率よく除去することができる。
【００８５】
また、上記した各実施形態において、シャワーヘッド３０は、３つのベース部材を有するが、開示の技術はこれに限られず、シャワーヘッド３０は、２つのベース部材を有していてもよく、４つ以上のベース部材を有していてもよい。
【００８６】
また、上記した各実施形態において、各ベース部材の上部壁とシャワープレート３５とは平行となるように配置されているが、開示の技術はこれに限られない。例えば、各ベース部材の上部壁は、軸Ｘから離れるに従って高さが高くなる、あるいは、高さが低くなるように傾斜していてもよい。
【００８７】
なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
Ｗ  ウエハ
１  プラズマ処理装置
１０  チャンバ
１１  載置台
２０  ヒータ
３０  シャワーヘッド
３２  第１のベース部材
３２０  円筒壁
３２１  円筒壁
３２２  上部壁
３２３  ネジ穴
３３  第２のベース部材
３３０  円筒壁
３３１  円筒壁
３３２  上部壁
３３３  ネジ穴
３３４ａ、３３４ｂ  リブ
３３５ａ、３３５ｂ  突起部
３４  第３のベース部材
３４０  円筒壁
３４１  円筒壁
３４２  上部壁
３４３  ネジ穴
３４４ａ、３４４ｂ  リブ
３５  シャワープレート
３７  カバー部材
５０  シールドカバー
５１  温度調整部
７０  高周波電源
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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