JPH10147879A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プラズマ発生域にシャワー板より反応ガスを供
給するプラズマ処理装置に於いて、加工工数が少なく製
作費が安価で而も絶縁被膜が堆積した場合でも放電特性
の変化が少ないシャワー板とする。 【解決手段】プラズマ発生域にシャワー板２５より反応
ガスを供給するプラズマ処理装置に於いて、シャワー板
が複数のシャワープレート２７，２８，２９，３０，３
１により構成され、各シャワープレート間にスリット孔
３３，３４，３５，３６を形成し、微細な多数の反応ガ
ス供給用の孔の代わりにスリット孔とすることで加工工
数の低減を図った。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置の１
つであるプラズマ処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラズマ処理工程の１つにウェーハ、ガ
ラス基板等の被処理基板の表面に所定の成膜を行うＣＶ
Ｄ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ）成膜工程があり、該成膜工程はプラズマＣＶＤ装
置により行われる。

【０００３】図６に於いてＣＶＤ成膜工程を行う従来の
プラズマＣＶＤ装置について説明する。

【０００４】外槽１及び蓋２により気密な処理室３が画
成され、該処理室３に内槽４と前記蓋２とで反応室５が
画成されている。前記外槽１には図示しないゲートバル
ブが設けられ、図示しない外部搬送装置により被処理基
板の搬入搬出が可能となっている。又、前記内槽４は前
記蓋２に固着された上壁部６と該上壁部６に連続し反応
室５の下部を画成する内槽下部７から成り、該内槽下部
７は後述する下電極１６と共に昇降可能となっている。

【０００５】前記蓋２の前記反応室５に臨接する反応室
天井部には上電極８が絶縁材９を介して設けられ、該上
電極８には高周波電源２０が接続されている。前記上電
極８には上部ヒータ１０が埋設され、前記上電極８には
図示しない反応ガス供給源と接続された反応ガス導入管
１１が接続されている。前記上電極８の下側には反応ガ
ス貯留室１２を画成するシャワー板１３が設けられてい
る。図４、図５で示す様に、該シャワー板１３は例え
ば、４００×５００mmの矩形形状であり、孔径が０．５
〜１．０mmのシャワー孔１４が１０〜２０mmピッチで多
数（１００〜１０００）穿設されている。又、前記シャ
ワー板１３はアルミを材料としている。

【０００６】前記反応ガス導入管１１は前記反応ガス貯
留室１２に連通し、該反応ガス貯留室１２と前記反応室
５とは前記シャワー孔１４を介して連通しており、前記
反応ガス導入管１１から導入されたガスは前記反応ガス
貯留室１２を経て前記シャワー孔１４より前記反応室５
に分散して流入する様になっている。

【０００７】前記上電極８に対峙して前記下電極１６が
設けられ、該下電極１６には下部ヒータ１７が埋設さ
れ、前記下電極１６の上側には基板載置台１８が設けら
れている。前記反応室５には前記外槽１を気密に貫通す
る排気管１９が連通しており、該排気管１９は図示しな
い排気装置に接続されている。

【０００８】前記内槽下部７を降下させ、前記反応室５
を開放した状態で、図示しないゲート弁を開き、図示し
ない外部搬送装置により前記基板載置台１８に被処理基
板２２を載置し、前記内槽下部７を上昇させ、前記反応
室５を閉塞し、前記図示しないゲート弁を閉じる。

【０００９】前記反応ガス導入管１１により反応ガスを
導入する。該反応ガスは一旦前記反応ガス貯留室１２に
流入し、整流されて、前記シャワー孔１４より前記反応
室５に均等に分散して流入する。前記上電極８と前記下
電極１６間に高周波電力を印加し、反応ガスを電離して
プラズマを生成し、前記被処理基板２２の表面に所定の
薄膜を生成する。反応後のガスは前記排気管１９より排
気される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記シャワー板１３は
非常に多数のシャワー孔１４を穿設して製作される為、
加工費用が蒿むという問題がある。又、被処理基板２２
に成膜処理を行うと絶縁性の反応副生成物がシャワー板
１３に付着し膜が堆積するが、シャワー板１３はアルミ
材料である為、絶縁被膜が生成されると放電特性が変化
するという問題を有している。従って、現在では所要稼
働時間毎に、或は定期的にシャワー板１３の絶縁被膜を
除去するクリーニング処理が行われている。このクリー
ニング処理を行っている間はプラズマ処理装置を休止し
なければならないので稼働率が低下するという問題があ
った。

【００１１】本発明は斯かる実情に鑑み、加工工数が少
なく製作費が安価で而も絶縁被膜が堆積した場合でも放
電特性の変化が少ないシャワー板を具備したプラズマ処
理装置を提供しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、プラズマ発生
域にシャワー板より反応ガスを供給するプラズマ処理装
置に於いて、前記シャワー板が複数のシャワープレート
により構成され、各シャワープレート間にスリット孔を
形成したプラズマ処理装置に係り、又前記スリット孔を
傾斜させたプラズマ処理装置に係り、更に又前記シャワ
ープレートがセラミック材料から成るプラズマ処理装置
に係るものであり、プラズマ発生域にはスリット孔を通
って反応ガスが供給され、又スリット孔が傾斜している
ことでスリット孔内での放電が防止され、又セラミック
材であることから反応副生成物の絶縁物が付着しても放
電特性は変化しない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００１４】図１〜図３は本実施の形態の特にシャワー
板２５を示しており、プラズマ処理装置全体の構成は図
６で示したものと同様であるので省略してある。

【００１５】額状の枠体２６にはアルミナ（ＡｌＯ₃ ）
製のシャワープレート２７，２８，２９，３０，３１が
嵌込まれており、中央のシャワープレート２７に対して
シャワープレート２８，２９及びシャワープレート３
０，３１がそれぞれ対称に配設される。

【００１６】前記シャワープレート２７，２８，２９，
３０，３１の外形はそれぞれ矩形形状をしており、前記
枠体２６に幅方向に掛渡り、前記シャワープレート２
７，２８，２９，３０，３１の幅端部が前記枠体２６に
係合している。

【００１７】前記シャワープレート２７の両側面は対称
的に傾斜し、断面形状は逆台形形状となっている。又、
前記シャワープレート２８の両側面は同方向に傾斜し、
断面形状は平行四辺形であり、両側面は前記シャワープ
レート２７の一側面（図２中左側面）と平行になってお
り、シャワープレート２７側に臨接する側面は両端部を
除き僅かに後退している。而して、前記シャワープレー
ト２７と前記シャワープレート２８との間には所要の間
隙、例えば０．３mmの間隙の反応ガス流出用のスリット
孔３３が形成される。

【００１８】前記シャワープレート２９は前記シャワー
プレート２８と対称な形状であり、前記シャワープレー
ト２９と前記シャワープレート２７間に反応ガス流出用
のスリット孔３４が形成される。前記シャワープレート
３０は前記シャワープレート２８に臨接する側面のみが
シャワープレート２８の側面と平行に傾斜しており、前
記シャワープレート３０の側面の両端部を除く部分が後
退して形成され、前記シャワープレート２８との間に反
応ガス流出用のスリット孔３５が形成される。前記シャ
ワープレート３１は前記シャワープレート３０と対称な
形状であり、前記シャワープレート２９との間に反応ガ
ス流出用のスリット孔３６が形成される。

【００１９】被処理基板を処理する場合、反応ガスは前
記スリット孔３３，３４，３５，３６より反応室内に流
入する。

【００２０】前記した様に各スリット孔は傾斜している
が、この傾斜は流出元側のスリット孔口と流出先側のス
リット孔口が重合しない様にし、スリット孔内での放電
を防止する為である。従って前記シャワープレートの板
厚に応じてスリット孔の傾斜が変化し、或は反応ガスの
流入状態を均一にする為、中心側のスリット孔から周辺
側に向かって順次倒れた傾斜面とする等、反応ガスの流
入条件、シャワープレートの構造上の条件により適宜変
更が可能であることは勿論である。更に又、シャワープ
レートの枚数を多くすることでスリット孔の数を多くで
き、或はシャワープレート側面に形成する突部を両端部
だけでなく中央にも形成すれば、スリット孔は２以上に
分割することができる。又、スリット孔の間隙は反応ガ
スの供給状態に合わせて変更してもよく、例えば反応ガ
スの消耗量の多い中央部に対応して中心側のスリット孔
の間隙を大きくする等である。

【００２１】上述した様に、スリット孔は側面を切削等
所要の手段で僅かに後退させるだけの加工であるので、
小さな孔を多数穿設することと比較すると加工が易し
く、且短時間で行える。この為、シャワー板製作コスト
が大幅に低下する。

【００２２】更に、シャワープレートの材質はアルミナ
であるので絶縁物が堆積しても放電特性が殆ど変化しな
いので、クリーニング作業を実施する間隔は大幅に延長
することができ、保守性が向上されると共にプラズマ処
理装置の停止時間が短くなり、稼働率が向上する。

【００２３】次に、クリーニング作業は前記シャワープ
レートを個別に洗浄することができ、スリット孔は分解
により内部が露出するので洗浄が容易であり、又シャワ
ープレートが小片であることと相俟って洗浄の作業性が
向上すると共に洗浄時間が短縮する。

【００２４】尚、前記シャワー板に使用する絶縁材はア
ルミナに限るものではない。窒化アルミ、石英等の使用
も可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、シャワ
ー板の反応ガス流出孔が多数の小孔でなくスリット孔で
あるので加工が容易であり、加工費が減少し、又セラミ
ック材料の使用が可能となり、絶縁被膜が堆積しても放
電特性に変化がなく品質の安定した製品を製造でき、更
にシャワー板洗浄時にはシャワープレートの小片に分解
して洗浄することができ作業性が向上する等の優れた効
果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るシャワー板を示す平
面図である。

【図２】同前断面図である。

【図３】同前底面図である。

【図４】従来例に係るシャワー板の平面図である。

【図５】該シャワー板の断面図である。

【図６】従来のプラズマＣＶＤ装置の概略断面図であ
る。

【符号の説明】

２５ シャワー板 ２７ シャワープレート ２８ シャワープレート ２９ シャワープレート ３０ シャワープレート ３１ シャワープレート ３３ スリット孔 ３４ スリット孔 ３５ スリット孔 ３６ スリット孔

フロントページの続き (72)発明者 巻口 一誠 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラズマ発生域にシャワー板より反応ガ
   スを供給するプラズマ処理装置に於いて、前記シャワー
   板が複数のシャワープレートにより構成され、各シャワ
   ープレート間にスリット孔を形成したことを特徴とする
   プラズマ処理装置。
2. 【請求項２】 前記スリット孔を傾斜させた請求項１の
   プラズマ処理装置。
3. 【請求項３】 前記シャワープレートがセラミック材料
   から成る請求項１のプラズマ処理装置。