特許 7590081 シャワーヘッド及び基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】シャワーヘッド及び基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/455 20060101AFI20241119BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20241119BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

C23C16/455

H01L21/31 A

H01L21/205

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021097605

(22)【出願日】2021-06-10

(65)【公開番号】P2022189179

(43)【公開日】2022-12-22

【審査請求日】2023-12-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】堀田 隼史

(72)【発明者】

【氏名】川口 拓哉

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 英亮

(72)【発明者】

【氏名】高木 俊夫

(72)【発明者】

【氏名】掛川 崇

【審査官】▲高▼橋 真由

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００６／０１７４８２７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１６１５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１７５０６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャワープレートと、
ガス流路が設けられ、前記シャワープレートを固定するベース部材と、
前記シャワープレートと前記ベース部材の間に形成されるガス拡散空間のうち、平面視して前記ベース部材の中心を含む円形の中心側領域に配置され、前記ガス流路に接続され、前記ガス流路から供給されたガスを水平方向に前記ガス拡散空間内に吐出する複数の吐出口を有する複数のガス供給コマと、
前記ガス拡散空間のうち、平面視して前記ガス供給コマが配置される前記中心側領域よりも外周側の円環領域に配置される整流板と、を備えるシャワーヘッドであって、
複数の前記ガス供給コマは、同心の複数の円周上に配置され、最外周の円周上に配置される複数の外側ガス供給コマを含み、
前記整流板は、
前記シャワーヘッドの中心から径方向に延びる線から所定角度で傾いて配置される、
シャワーヘッド。

【請求項2】

複数の前記外側ガス供給コマは、前記最外周の円周上に等間隔に配置され、
複数の前記外側ガス供給コマは、前記最外周の円周上に配置される第１外側ガス供給コマと、前記最外周の円周上に配置されるとともに前記第１外側ガス供給コマと一の周方向に隣接して配置される第２外側ガス供給コマと、を有し、
前記整流板は、
前記第１外側ガス供給コマの複数の吐出口のうち、前記第１外側ガス供給コマの中心から前記第２外側ガス供給コマの中心に向かう方向から前記シャワーヘッドの外周側に向かって回転した最初の吐出口の吐出方向と、前記第２外側ガス供給コマの複数の吐出口のうち、前記第２外側ガス供給コマの中心から前記第１外側ガス供給コマの中心に向かう方向から前記シャワーヘッドの外周側に向かって回転した最初の吐出口の吐出方向と、が交差する部分を通る第１整流板を有する、
請求項１に記載のシャワーヘッド。

【請求項3】

前記第１整流板と隣接する前記第１整流板との間に配置される第２整流板を有する、
請求項２に記載のシャワーヘッド。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシャワーヘッドを有する、
基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シャワーヘッド及び基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、前記処理室に設けられ、基板が載置される載置部と、前記載置部に対向して設けられ、中央から外周に向けて末広がりの形状の傾斜面構造を有する天井部と、前記天井部の中央領域に設けられ、前記天井部の周方向に沿ってガス吐出口が形成された複数のガス供給部と、前記複数のガス供給部を下方側から覆うように設けられると共に、前記載置部と対向す面に複数のガス供給口が形成されたシャワーヘッドと、前記処理室内の真空排気を行う排気部と、を備え、前記シャワーヘッドの外縁は、前記載置部に載置された基板の外縁よりも内側に位置していることを特徴とする成膜装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－７０２４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、基板に成膜等の処理を施す基板処理装置において、膜厚の面内分布の改善が求められている。

【0005】

上記課題に対して、一側面では、膜厚の面内分布を改善するシャワーヘッド及び基板処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、一の態様によれば、シャワープレートと、ガス流路が設けられ、前記シャワープレートを固定するベース部材と、前記シャワープレートと前記ベース部材の間に形成されるガス拡散空間のうち、平面視して前記ベース部材の中心を含む円形の中心側領域に配置され、前記ガス流路に接続され、前記ガス流路から供給されたガスを水平方向に前記ガス拡散空間内に吐出する複数の吐出口を有する複数のガス供給コマと、前記ガス拡散空間のうち、平面視して前記ガス供給コマが配置される前記中心側領域よりも外周側の円環領域に配置される整流板と、を備えるシャワーヘッドであって、複数の前記ガス供給コマは、同心の複数の円周上に配置され、最外周の円周上に配置される複数の外側ガス供給コマを含み、前記整流板は、前記シャワーヘッドの中心から径方向に延びる線から所定角度で傾いて配置される、シャワーヘッド。が提供される。

【発明の効果】

【0007】

一の側面によれば、膜厚の面内分布を改善するシャワーヘッド及び基板処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る基板処理装置の断面模式図の一例。

【図2】本実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッドの構造を説明する断面模式図の一例。

【図3】第１実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッドの構造を説明する平面図の一例。

【図4】参考例に係る基板処理装置のシャワーヘッドの構造を説明する平面図の一例。

【図5】面内分布の一例を示す図。

【図6】第２実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッドの構造を説明する平面図の一例。

【図7】面内分布の一例を示す図。

【図8】第３実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッドの構造を説明する平面図の一例。

【図9】第４実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッドの構造を説明する平面図の一例。

【図10】第５実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッドの構造を説明する平面図の一例。

【図11】第６実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッドの構造を説明する平面図の一例。

【図12】第７実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッドの構造を説明する平面図の一例。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0010】

＜基板処理装置＞
本実施形態に係る基板処理装置について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る基板処理装置の断面模式図の一例である。図２は、本実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３の構造を説明する断面模式図の一例である。

【0011】

基板処理装置は、ウェハ等の基板Ｗに対して、原料ガスとしてのＷＣｌ_５ガス及び反応ガスとしてのＨ_２ガスを供給して、基板Ｗの表面に金属膜であるタングステン膜を成膜する装置である。基板処理装置は、例えば、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）装置等により構成される。

【0012】

図１及び図２に示されるように、基板処理装置は、処理容器１、基板載置台（ステージ）２、シャワーヘッド３、排気部４、ガス供給機構５、制御装置６を有する。

【0013】

処理容器１は、アルミニウム等の金属により構成され、略円筒状を有する。処理容器１の側壁には基板Ｗを搬入又は搬出するための搬入出口１１が形成され、搬入出口１１はゲートバルブ１２で開閉可能となっている。処理容器１の本体の上には、断面が矩形状をなす円環状の排気ダクト１３が設けられている。排気ダクト１３には、内周面に沿ってスリット１３ａが形成されている。また、排気ダクト１３の外壁には排気口１３ｂが形成されている。排気ダクト１３の上面には処理容器１の上部開口を塞ぐように天壁１４が設けられている。天壁１４と排気ダクト１３の間はシールリング１５で気密にシールされている。区画部材１６は、基板載置台２（およびカバー部材２２）が後述する処理位置（第１処理位置、第２処理位置）へと上昇した際、処理容器１の内部を上下に区画する。

【0014】

基板載置台２は、処理容器１内で基板Ｗを水平に支持する。基板載置台２は、基板Ｗに対応した大きさの円板状をなし、支持部材２３に支持されている。基板載置台２は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックス材料や、アルミニウムやニッケル基合金等の金属材料で構成されており、内部に基板Ｗを加熱するためのヒータ２１が埋め込まれている。ヒータ２１は、ヒータ電源（図示せず）から給電されて発熱する。そして、基板載置台２の上面の基板載置面近傍に設けられた熱電対（図示せず）の温度信号によりヒータ２１の出力を制御することにより、基板Ｗを所定の温度に制御するようになっている。

【0015】

基板載置台２には、基板載置面の外周領域、及び基板載置台２の側面を覆うようにアルミナ等のセラミックスからなるカバー部材２２が設けられている。

【0016】

支持部材２３は、基板載置台２の底面中央から処理容器１の底壁に形成された孔部を貫通して処理容器１の下方に延び、その下端が昇降機構２４に接続されている。昇降機構２４により基板載置台２が支持部材２３を介して、図１で実線で示す第１処理位置と、図２で実線で示す第２処理位置と、その下方の図１で二点鎖線で示す基板Ｗの搬送が可能な搬送位置との間で昇降可能となっている。また、支持部材２３の処理容器１の下方には、鍔部２５が取り付けられており、処理容器１の底面と鍔部２５の間には、処理容器１内の雰囲気を外気と区画し、基板載置台２の昇降動作にともなって伸縮するベローズ２６が設けられている。

【0017】

処理容器１の底面近傍には、昇降板２７ａから上方に突出するように３本（２本のみ図示）の基板支持ピン２７が設けられている。基板支持ピン２７は、処理容器１の下方に設けられた昇降機構２８により昇降板２７ａを介して昇降可能になっており、搬送位置にある基板載置台２に設けられた貫通孔２ａに挿通されて基板載置台２の上面に対して突没可能となっている。このように基板支持ピン２７を昇降させることにより、基板搬送機構（図示せず）と基板載置台２との間で基板Ｗの受け渡しが行われる。

【0018】

シャワーヘッド３は、処理容器１内に処理ガスをシャワー状に供給する。シャワーヘッド３は、金属製であり、基板載置台２に対向するように設けられている。天壁１４には、シャワーヘッド３（後述するガス供給路３３）と接続するガス供給路３６が設けられている。

【0019】

基板載置台２が処理位置に存在した状態では、シャワーヘッド３（後述するシャワープレート３２）と基板載置台２との間に処理空間３７が形成され、シャワーヘッド３（後述するシャワープレート３２）と基板載置台２のカバー部材２２の上面が近接して環状隙間３８が形成される。

【0020】

排気部４は、処理容器１の内部を排気する。排気部４は、排気ダクト１３の排気口１３ｂに接続された排気配管４１と、ＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ４２と、開閉バルブ４３と、真空ポンプ４４と、を有する。排気配管４１の一端は排気ダクト１３の排気口１３ｂに接続され、他端は真空ポンプ４４の吸入ポートに接続される。排気ダクト１３と真空ポンプ４４との間には、上流側から順に、ＡＰＣバルブ４２、開閉バルブ４３が設けられる。ＡＰＣバルブ４２は、排気経路のコンダクタンスを調整して処理空間３７の圧力を調整する。開閉バルブ４３は、排気配管４１の開閉を切り替える。処理に際して、区画部材１６及び基板載置台２（カバー部材２２）は、処理容器１の内部を、処理空間３７を含む上部空間と、基板載置台２の裏面側の下部空間と、に区画する。これにより、処理空間３７内のガスは、環状隙間３８、スリット１３ａを介して排気ダクト１３の内部の環状空間に至り、排気ダクト１３の排気口１３ｂから排気部４の真空ポンプ４４により排気配管４１を通って排気される。なお、下部空間は、図示しないパージガス供給機構によりパージ雰囲気となっている。このため、処理空間３７のガスは、下部空間には流入しない。

【0021】

ガス供給機構５は、ガス供給路３６に原料ガス、反応ガス、パージガスを供給する。以下の説明において、原料ガスはＷＣｌ_５、反応ガスはＨ_２、パージガスはＮ_２として、説明する。ガス供給路３６に供給されたガスは、シャワーヘッド３から処理空間３７に供給される。

【0022】

制御装置６は、基板処理装置の各部の動作を制御する。制御装置６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を有する。ＣＰＵは、ＲＡＭ等の記憶領域に格納されたレシピに従って、所望の処理を実行する。レシピには、プロセス条件に対する装置の制御情報が設定されている。制御情報は、例えばガス流量、圧力、温度、プロセス時間であってよい。なお、レシピ及び制御装置６が使用するプログラムは、例えばハードディスク、半導体メモリに記憶されてもよい。また、レシピ等は、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所定の位置にセットされ、読み出されるようにしてもよい。

【0023】

制御装置６は、原料ガス供給工程、第１パージガス供給工程、反応ガス供給工程、第２パージガス供給工程を繰り返して、基板Ｗにタングステン膜を成膜する。

【0024】

原料ガス供給工程において、制御装置６は、ガス供給機構５を制御して、処理空間３７に原料ガス（ＷＣｌ_５）を供給する。これにより、基板Ｗの表面に原料ガスが吸着する。

【0025】

第１パージガス供給工程において、制御装置６は、ガス供給機構５を制御して、処理空間３７にパージガス（Ｎ_２）を供給する。これにより、処理空間３７内の余剰の原料ガス等をパージする。

【0026】

反応ガス供給工程において、制御装置６は、ガス供給機構５を制御して、処理空間３７に反応ガス（Ｈ_２）を供給する。これにより、反応ガスと、基板Ｗの表面に吸着された原料ガスと、が反応し、基板Ｗの表面にタングステン膜を成膜する。

【0027】

第２パージガス供給工程において、制御装置６は、ガス供給機構５を制御して、処理空間３７にパージガス（Ｎ_２）を供給する。これにより、処理空間３７内の余剰の反応ガス等をパージする。

【0028】

このように、原料ガス供給工程、第１パージガス供給工程、反応ガス供給工程、第２パージガス供給工程を所定回数繰り返すことにより、基板Ｗにタングステン膜を成膜する。

【0029】

＜シャワーヘッドの構造＞
次に、シャワーヘッド３の構造について、図２を用いて更に説明する。図２は、本実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３の構造を説明する断面模式図の一例である。図３は、第１実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３の構造を説明する平面図の一例である。なお、図２及び図３において、ガスの流れを矢印で示す。

【0030】

シャワーヘッド３は、処理容器１の天壁１４に固定されたベース部材３１と、ベース部材３１の下に接続されたシャワープレート３２と、を有する。ベース部材３１には、上流側がガス供給路３６（図１参照）と接続され、下流側が複数に分岐するガス供給路３３が形成されている。ベース部材３１とシャワープレート３２との間には、ガス拡散空間３４が形成されている。シャワープレート３２の平坦面には、複数のガス吐出孔３５が形成されている。ガス供給路３６(図１参照）から供給されたガスは、ガス供給路３３、ガス拡散空間３４、ガス吐出孔３５を流れ、処理空間３７に供給される。そして、処理空間３７内のガスは環状隙間３８から排気ダクト１３（図１参照）へと排気される。

【0031】

また、ガス拡散空間３４には、ガス供給コマ（ガス供給部材）１００及び整流板２００が設けられている。

【0032】

ガス供給コマ１００は、ガス供給路３３の下端のそれぞれに接続される。ガス供給コマ１００は、中空の円柱形状を有している。ガス供給コマ１００の上方は開口（図示せず）を有し、ガス供給コマ１００の中空空間とガス供給路３３とが連通する。ガス供給コマ１００の底面は、閉塞されている。ガス供給コマ１００の側面（円周面）は、水平方向にガスを吐出する吐出口を複数備えている。これにより、ガス供給路３６(図１参照）から供給されたガスは、ガス供給路３３からガス供給コマ１００に供給され、ガス供給コマ１００の吐出口から水平方向にガス拡散空間３４内に供給される。

【0033】

ここで、図３に示すように、ガス供給コマ１００は、ガス供給コマ１０１と、円周上に等間隔に配置される４つのガス供給コマ１０２～１０５と、円周上に等間隔に配置される８つのガス供給コマ１０６～１１３と、を有している。ガス供給コマ１０１は、シャワーヘッド３の中心（ベース部材３１の中央）に配置される。ガス供給コマ１０２～１０５は、シャワーヘッド３の中心と同心の円周上に等間隔に配置される。ガス供給コマ１０６～１１３は、ガス供給コマ１０２～１０５よりも外側でシャワーヘッド３の中心と同心の円周上に等間隔に配置される。

【0034】

図３において、ガス供給コマ１００（１０１～１１３）のガスの吐出方向を矢印で示す。

【0035】

ガス供給コマ１０１及びガス供給コマ１０２～１０５の吐出口は、周方向において８つ等間隔に設けられている。

【0036】

一方、ガス供給コマ１０６～１１３の吐出口は、周方向において８等分したうちの７つの方向に設けられている。ここで、円環状に配置されるガス供給コマ１０６～１１３は、一方の隣接するガス供給コマの中心に向かう方向に吐出口１０６ａが設けられ、他方の隣接するガス供給コマの中心に向かう方向に吐出口が設けられていない。具体的には、ガス供給コマ１０６において、ガス供給コマ１０６の中心から一方の隣接するガス供給コマ１１３の中心に向かう方向に吐出口が設けられ、ガス供給コマ１０６の中心から他方の隣接するガス供給コマ１０７の中心に向かう方向に吐出口が設けられていない。また、ガス供給コマ１０７において、ガス供給コマ１０７の中心から一方の隣接するガス供給コマ１０６の中心に向かう方向に吐出口１０７ａが設けられ、ガス供給コマ１０７の中心から他方の隣接するガス供給コマ１０８の中心に向かう方向に吐出口が設けられていない。これにより、ガス供給コマ１０６の中心と隣接するガス供給コマ１０７の中心とを結ぶ線上において、ガスが向かい合って流れることを防止し、ガス圧が高くなる領域が生じることを防止することができる。

【0037】

同様に、ガス供給コマ１０８において、ガス供給コマ１０８の中心から一方の隣接するガス供給コマ１０７の中心に向かう方向に吐出口が設けられ、ガス供給コマ１０８の中心から他方の隣接するガス供給コマ１０９の中心に向かう方向に吐出口が設けられていない。ガス供給コマ１０９において、ガス供給コマ１０９の中心から一方の隣接するガス供給コマ１０８の中心に向かう方向に吐出口が設けられ、ガス供給コマ１０９の中心から他方の隣接するガス供給コマ１１０の中心に向かう方向に吐出口が設けられていない。ガス供給コマ１１０において、ガス供給コマ１１０の中心から一方の隣接するガス供給コマ１０９の中心に向かう方向に吐出口が設けられ、ガス供給コマ１１０の中心から他方の隣接するガス供給コマ１１１の中心に向かう方向に吐出口が設けられていない。ガス供給コマ１１１において、ガス供給コマ１１１の中心から一方の隣接するガス供給コマ１１０の中心に向かう方向に吐出口が設けられ、ガス供給コマ１１１の中心から他方の隣接するガス供給コマ１１２の中心に向かう方向に吐出口が設けられていない。ガス供給コマ１１２において、ガス供給コマ１１２の中心から一方の隣接するガス供給コマ１１１の中心に向かう方向に吐出口が設けられ、ガス供給コマ１１２の中心から他方の隣接するガス供給コマ１１３の中心に向かう方向に吐出口が設けられていない。ガス供給コマ１１３において、ガス供給コマ１１３の中心から一方の隣接するガス供給コマ１１２の中心に向かう方向に吐出口が設けられ、ガス供給コマ１１３の中心から他方の隣接するガス供給コマ１０６の中心に向かう方向に吐出口が設けられていない。これにより、ガス供給コマの中心と隣接するガス供給コマの中心とを結ぶ線上において、ガスが向かい合って流れることを防止し、ガス圧が高くなる領域が生じることを防止することができる。

【0038】

整流板２００は、外側の円周上に配置されるガス供給コマ１０６～１１３よりも外周側に配置される。整流板２００は、整流板２０１と、整流板２０２と、を有する。

【0039】

整流板２００は、シャワーヘッド３の中心から放射状に延びる線（径方向に延びる線）（一点鎖線参照）から所定の角度θで傾いて配置される。また、整流板２００は、シャワーヘッド３の中心と同心の第１円３０１（破線参照）と第２円３０２（破線参照）との間の円環領域（外周部）３００内に配置される。なお、第２円３０２は、ガス拡散空間３４の内周壁の位置を示す。

【0040】

ここで、ガス供給コマ１０６において、ガス供給コマ１０６の中心から隣接するガス供給コマ１０７の中心に向かう方向からシャワーヘッド３の外周側に向かって回転した最初の吐出口を吐出口１０６ｂとする。また、ガス供給コマ１０７において、ガス供給コマ１０７の中心から隣接するガス供給コマ１０６の中心に向かう方向から外周側に向かって回転した最初の吐出口を吐出口１０７ｂとする。ガス供給コマ１０６の吐出口１０６ｂから吐出されたガスの吐出方向（二点鎖線参照）とガス供給コマ１０７の吐出口１０７ｂから吐出されたガスの吐出方向（二点鎖線参照）とが交差する部分２０１ａを通過するように整流板２０１が設けられている。また、ガス供給コマ１０６の吐出口１０６ｂから吐出されたガスの吐出方向とガス供給コマ１０７の吐出口１０７ｂから吐出されたガスの吐出方向とが交差する部分２０１ａを起点として、整流板２０１が設けられている。換言すれば、第１円３０１は、ガス供給コマ１０６の吐出口１０６ｂから吐出されたガスの吐出方向（二点鎖線参照）とガス供給コマ１０７の吐出口１０７ｂから吐出されたガスの吐出方向（二点鎖線参照）とが交差する部分２０１ａを通る円である。

【0041】

整流板２０１を設けることにより、ガス供給コマ１０６の吐出口１０６ｂから吐出されたガスとガス供給コマ１０７の吐出口１０７ｂから吐出されたガスとが合流することを抑制し、ガス圧が高くなる領域が生じることを抑制することができる。

【0042】

換言すれば、シャワーヘッド３の周方向にみて、隣接するガス供給コマ１０６とガス供給コマ１０７との間に、第１円３０１側の端部を有する整流板２０１が配置される。同様に、隣接するガス供給コマ１０７とガス供給コマ１０８との間に、第１円３０１側の端部を有する整流板２０１が配置される。隣接するガス供給コマ１０８とガス供給コマ１０９との間に、第１円３０１側の端部を有する整流板２０１が配置される。隣接するガス供給コマ１０９とガス供給コマ１１０との間に、第１円３０１側の端部を有する整流板２０１が配置される。隣接するガス供給コマ１１０とガス供給コマ１１１との間に、第１円３０１側の端部を有する整流板２０１が配置される。隣接するガス供給コマ１１１とガス供給コマ１１２との間に、第１円３０１側の端部を有する整流板２０１が配置される。隣接するガス供給コマ１１２とガス供給コマ１１３との間に、第１円３０１側の端部を有する整流板２０１が配置される。隣接するガス供給コマ１１３とガス供給コマ１０６との間に、第１円３０１側の端部を有する整流板２０１が配置される。

【0043】

また、整流板２０１と隣接する整流板２０１との間には、整流板２０２が設けられている。図３に示す例において、整流板２０１同士の間に整流板２０２が１つ配置されている。なお、整流板２０１同士の間に複数の整流板２０２が配置されていてもよい。整流板２０２を設けることにより、円環領域３００を区画して、ガスの流れの均一性を向上させることができる。

【0044】

ここで、参考例に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ｘの構造について、図４を用いて説明する。図４は、参考例に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ｘの構造を説明する平面図の一例である。

【0045】

参考例に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ｘの構造（図４参照）は、第１実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３の構造（図３参照）と比較して、整流板２００を備えていない点で相違する。その他の構成は同様であり、重複する説明を省略する。

【0046】

シャワーヘッド３Ｘにおいて、隣接するガス供給コマ１００から供給されたガスは、太線矢印に示すように合流する。

【0047】

第１実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３の効果について、参考例に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ｘと対比しつつ説明する。図５は、面内分布の一例を示す図である。

【0048】

ここでは、シャワーヘッド３（図３参照）を有する第１実施形態に係る基板処理装置及びシャワーヘッドＸ３（図４参照）を有する参考例に係る基板処理装置を用いて、基板Ｗにタングステン膜を成膜した。膜厚分布をドットの濃淡で示す。

【0049】

参考例の膜厚分布において、ガス供給コマ１００から吐出されたガスが合流する位置４０１，４０２に、膜厚の厚い領域が生じている。参考例に係る平均膜厚（Ａｖｅ．）は３２．９Å、標準偏差（１σ）は３．４となった。

【0050】

これに対し、第１実施形態の膜厚分布では、整流板２００（２０１，２０２）を設けることにより、ガス供給コマ１００から吐出されたガスが合流する位置における膜厚の増加を抑制している。第１実施形態に係る平均膜厚（Ａｖｅ．）は３１．８Å、標準偏差（１σ）は２．８となった。

【0051】

このように、ガス拡散空間３４に整流板２００を設けることにより、基板Ｗに成膜されるタングステン膜の面内均一性を向上させることができる。

【0052】

なお、基板処理装置のシャワーヘッド３の構造は、図３に示す構造に限られるものではない。

【0053】

図６は、第２実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ａの構造を説明する平面図の一例である。第２実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ａの構造（図６参照）は、整流板２００Ａを有する。整流板２００Ａは、整流板２０１Ａと、整流板２０２Ａと、を有する。整流板２０１Ａは、隣接するガス供給コマ１００の吐出方向が交差する部分を通過するように設けられている。整流板２０２Ａは、隣接する整流板２０１Ａの間に設けられている。整流板２００Ａ（２０１Ａ，２０２Ａ）は、整流板２００（２０１，２０２）と比較して、外周側が短く形成されている。即ち、円環領域３００は、整流板２００Ａが配置される領域と、整流板２００Ａが配置される領域の外周側に円環状の空間領域と、を有する。その他の構成は同様であり、重複する説明を省略する。

【0054】

第２実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ａの効果について、参考例に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ｘと対比しつつ説明する。図７は、面内分布の一例を示す図である。

【0055】

ここでは、シャワーヘッド３Ａ（図６参照）を有する第２実施形態に係る基板処理装置及びシャワーヘッドＸ３（図４参照）を有する参考例に係る基板処理装置を用いて、基板Ｗにタングステン膜を成膜した。膜厚分布をドットの濃淡で示す。

【0056】

参考例の膜厚分布において、ガス供給コマ１００から吐出されたガスが合流する位置４０３，４０４に、膜厚の厚い領域が生じている。参考例に係る平均膜厚（Ａｖｅ．）は３３．６Å、標準偏差（１σ）は３．３となった。

【0057】

これに対し、第２実施形態の膜厚分布では、整流板２００Ａを設けることにより、ガス供給コマ１００から吐出されたガスが合流する位置における膜厚の増加を抑制している。第２実施形態に係る平均膜厚（Ａｖｅ．）は３２．０Å、標準偏差（１σ）は２．９となった。

【0058】

このように、ガス拡散空間３４に整流板２００Ａを設けることにより、基板Ｗに成膜されるタングステン膜の面内均一性を向上させることができる。

【0059】

図８は、第３実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ｂの構造を説明する平面図の一例である。第３実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ｂの構造は、整流板２００Ｂを有する。整流板２００Ｂは、整流板２０１Ｂと、整流板２０２Ｂと、を有する。整流板２０１Ｂは、隣接するガス供給コマ１００の吐出方向が交差する部分を通過するように設けられている。整流板２０２Ｂは、隣接する整流板２０１Ｂの間に設けられている。ここで、整流板２００Ｂ（２０１Ｂ，２０２Ｂ）は、図６に示す整流板２００Ａ（２０１Ａ，２０２Ａ）と比較して、整流板２００Ｂの内周側が交互に短く形成されている。具体的には、整流板２０２Ｂの内周側が、整流板２０２Ａよりも短く形成されている。また、整流板２０２Ｂの内周側が整流板２０１Ｂよりも短く形成されている。整流板２０２Ｂの内周側を短く形成することにより、ガスの流れを調整し、基板Ｗに成膜されるタングステン膜の面内均一性を向上させることができる。

【0060】

図９は、第４実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ｃの構造を説明する平面図の一例である。第４実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ｃの構造は、整流板２００Ｃを有する。整流板２００Ｃは、整流板２０１Ｃと、整流板２０２Ｃと、整流板２０３Ｃと、を有する。整流板２０１Ｃは、隣接するガス供給コマ１００の吐出方向が交差する部分を通過するように設けられている。整流板２０２Ｃは、隣接する整流板２０１Ｃの間に設けられている。整流板２０３Ｃは、シャワーヘッド３の中心と同心の円筒形状に形成され、整流板２０１Ｃ，２０２Ｃよりも外周側に配置される。外周に円筒形状の整流板２０３Ｃを設けることにより、外周部におけるガスの流れを調整し、基板Ｗに成膜されるタングステン膜の面内均一性を向上させることができる。

【0061】

図１０は、第５実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ｄの構造を説明する平面図の一例である。第５実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ｄの構造は、整流板２００Ｄを有する。整流板２００Ｄは、整流板２０１Ｄと、整流板２０２Ｄと、整流板２０３Ｄと、を有する。整流板２０１Ｄは、図９に示す整流板２０１Ｃと比較して、内周側が短く形成されている。また、整流板２０１Ｄの長手方向は、隣接するガス供給コマ１００の吐出方向が交差する部分を通過するように設けられている。整流板２０２Ｄは、隣接する整流板２０１Ｄの間に設けられている。整流板２０３Ｄは、シャワーヘッド３の中心と同心の円筒形状に形成され、整流板２０１Ｄ，２０２Ｄよりも外周側に配置される。整流板２０１Ｄ，２０２Ｄの内周側を短く形成することにより、ガスの流れを調整し、基板Ｗに成膜されるタングステン膜の面内均一性を向上させることができる。

【0062】

図１１は、第６実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ｅの構造を説明する平面図の一例である。第６実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ｅの構造は、整流板２００Ｅを有する。整流板２００Ｅは、整流板２０１Ｅと、整流板２０２Ｅと、整流板２０３Ｅと、整流板２０４Ｅと、を有する。整流板２０１Ｅは、隣接するガス供給コマ１００の吐出方向が交差する部分を通過するように設けられている。整流板２０２Ｅは、隣接する整流板２０１Ｅの間に設けられている。整流板２０３Ｅは、シャワーヘッド３の中心と同心の円筒形状に形成され、整流板２０１Ｅ，２０２Ｅよりも外周側に配置される。整流板２０４Ｅは、整流板２０１Ｅと整流板２０２Ｅとの間、及び／又は、整流板２０１Ｅ，２０２Ｅと整流板２０３Ｅとの間に配置される。これにより、ガスの流れを調整し、基板Ｗに成膜されるタングステン膜の面内均一性を向上させることができる。

【0063】

図１２は、第７実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ｆの構造を説明する平面図の一例である。第７実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッド３Ｆの構造は、整流板２００Ｆを有する。整流板２００Ｆは、整流板２０１Ｆと、整流板２０２Ｆと、整流板２０３Ｆと、を有する。整流板２０１Ｆは、隣接するガス供給コマ１００の吐出方向が交差する部分を通過するように設けられている。整流板２０２Ｆは、隣接する整流板２０１Ｆの間に設けられている。整流板２０３Ｆは、シャワーヘッド３の中心と同心の円筒形状に形成され、整流板２０１Ｆ，２０２Ｆよりも外周側に配置される。整流板２０２Ｆの外周側は、整流板２０３Ｆまで延伸している。これにより、ガスの流れを調整し、基板Ｗに成膜されるタングステン膜の面内均一性を向上させることができる。なお、整流板２０２Ｆの外周側が整流板２０３Ｆまで延伸している場合を例に説明したが、これに限られるものではなく、整流板２０１Ｆの外周側が整流板２０３Ｆまで延伸してもよい。

【0064】

以上に説明したように、ガス拡散空間３４に整流板２００（２００Ａ～２００Ｆ）を設けることによりガス拡散空間３４のガスの流れ調整して、基板Ｗに成膜されるタングステン膜の面内均一性を制御することができる。

【0065】

今回開示された実施形態に係る基板処理装置は、すべての点において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。実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0066】

Ｗ 基板
１ 処理容器
２ 基板載置台（ステージ）
３ シャワーヘッド
４ 排気部
５ ガス供給機構
６ 制御装置
３１ ベース部材
３２ シャワープレート
３３ ガス供給路
３４ ガス拡散空間
３５ ガス吐出孔
３６ ガス供給路
３７ 処理空間
３８ 環状隙間
１００ ガス供給コマ（ガス供給部材）
２００ 整流板
２０１ 整流板（第１整流板）
２０２ 整流板（第２整流板）
３００ 円環領域（外周部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】