JPH11297672A - シャワープレート、シャワープレート周辺構造及びプロセス装置 - Google Patents
シャワープレート、シャワープレート周辺構造及びプロセス装置Info
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- JPH11297672A JPH11297672A JP10097978A JP9797898A JPH11297672A JP H11297672 A JPH11297672 A JP H11297672A JP 10097978 A JP10097978 A JP 10097978A JP 9797898 A JP9797898 A JP 9797898A JP H11297672 A JPH11297672 A JP H11297672A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 材料に関わりなく吹出口の形成が容易なシャ
ワープレートを提供すること。マイクロ波励起プラズマ
装置に用いた場合、シャワープレートとその上に載せる
隙間板とのギャップにおいてプラズマが着火するのを防
ぐことが可能なシャワープレートを提供する。 【解決手段】 吹出口２０７は、プレート２０２に開け
られた孔と、孔に挿入された孔よりも小さな径を有する
円柱２０４との間に形成される空間により形成されてい
ることを特徴とする。
ワープレートを提供すること。マイクロ波励起プラズマ
装置に用いた場合、シャワープレートとその上に載せる
隙間板とのギャップにおいてプラズマが着火するのを防
ぐことが可能なシャワープレートを提供する。 【解決手段】 吹出口２０７は、プレート２０２に開け
られた孔と、孔に挿入された孔よりも小さな径を有する
円柱２０４との間に形成される空間により形成されてい
ることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シャワープレート、シ
ャワープレートの周辺構造及びプロセス装置に係る。よ
り詳細には、大型基板上への均一なプロセスガス供給が
可能なシャワープレート、シャワープレート周辺構造及
びそれを用いたプロセス装置に関する。
ャワープレートの周辺構造及びプロセス装置に係る。よ
り詳細には、大型基板上への均一なプロセスガス供給が
可能なシャワープレート、シャワープレート周辺構造及
びそれを用いたプロセス装置に関する。
【０００２】
【関連する技術】従来、シャワープレート、その周辺構
造については以下のような技術が知られている。 （１）直径０．１μｍ程度の多数の小さな孔（吹出口）
１０４を垂直または斜めにあけたシャワープレート（図
１）をウェーハ直上に設けて、そのシャワープレート１
０２からガスをプロセス空間に供給する技術。 （２）シャワープレート１０２にあけた孔（吹出口）１
０４にガスを送るのに、シャワープレート１０２の上に
１ｍｍ程度のギャップ１０３を空けて隙間板１０１を置
き、シャワープレート１０２と隙間板１０１との間のギ
ャップ１０３に側面からガスを流し込む技術。 （３）マイクロ波プラズマプロセス装置の場合、マイク
ロ波の吸収の少ないセラミックス等の材料を用いた直径
０．５ｍｍ程度の多数の孔をあけ、（２）の技術を用い
たシャワープレートをマイクロ波導入部に設ける技術。
造については以下のような技術が知られている。 （１）直径０．１μｍ程度の多数の小さな孔（吹出口）
１０４を垂直または斜めにあけたシャワープレート（図
１）をウェーハ直上に設けて、そのシャワープレート１
０２からガスをプロセス空間に供給する技術。 （２）シャワープレート１０２にあけた孔（吹出口）１
０４にガスを送るのに、シャワープレート１０２の上に
１ｍｍ程度のギャップ１０３を空けて隙間板１０１を置
き、シャワープレート１０２と隙間板１０１との間のギ
ャップ１０３に側面からガスを流し込む技術。 （３）マイクロ波プラズマプロセス装置の場合、マイク
ロ波の吸収の少ないセラミックス等の材料を用いた直径
０．５ｍｍ程度の多数の孔をあけ、（２）の技術を用い
たシャワープレートをマイクロ波導入部に設ける技術。
【０００３】しかし、上記従来技術には、次のような問
題がある。 １．（１）の技術では、小さい穴加工が可能なＳｉやＡ
ｌなどに材料が限定され、マイクロ波を透過するセラミ
ックスなどには加工ができなかった。例えばアルミナの
板に０．１μｍの孔１０４をあける場合、その深さの限
界は０．２μｍ程度である。また小さな孔の場合、真っ
直ぐにかつ孔１０４の内面を鏡面仕上げしてあけること
が技術的に困難であった。
題がある。 １．（１）の技術では、小さい穴加工が可能なＳｉやＡ
ｌなどに材料が限定され、マイクロ波を透過するセラミ
ックスなどには加工ができなかった。例えばアルミナの
板に０．１μｍの孔１０４をあける場合、その深さの限
界は０．２μｍ程度である。また小さな孔の場合、真っ
直ぐにかつ孔１０４の内面を鏡面仕上げしてあけること
が技術的に困難であった。
【０００４】２．（１）の技術では、各孔１０４から等
しくガスが吹き出すように各孔１０４にガスを送るギャ
ップ１０３とプロセス室との間の圧力差を大きくする必
要があるが、そのために孔１０４から勢いよくガスが噴
き出して孔１０４の配列パターンの不均一を生じること
があった。
しくガスが吹き出すように各孔１０４にガスを送るギャ
ップ１０３とプロセス室との間の圧力差を大きくする必
要があるが、そのために孔１０４から勢いよくガスが噴
き出して孔１０４の配列パターンの不均一を生じること
があった。
【０００５】３．（２）の技術では、プロセスガス流量
を減らした場合等に、側面のガスを流し込む場所に近い
孔１０４からより多くのガスが吹き出すために、プロセ
ス空間にガスの不均一が生じていた。この傾向は処理す
るウェーハが２００ｍｍ、３００ｍｍと大口径化するに
従い顕著になっている。
を減らした場合等に、側面のガスを流し込む場所に近い
孔１０４からより多くのガスが吹き出すために、プロセ
ス空間にガスの不均一が生じていた。この傾向は処理す
るウェーハが２００ｍｍ、３００ｍｍと大口径化するに
従い顕著になっている。
【０００６】４．（３）の技術では、マイクロ波励起の
プラズマがプロセス空間ではなく、シャワープレート１
０２とその上に載せる隙間板１０１との間のガスを広げ
る空間に着火することがあった。
プラズマがプロセス空間ではなく、シャワープレート１
０２とその上に載せる隙間板１０１との間のガスを広げ
る空間に着火することがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、材料に関わ
りなく吹出口の形成が容易なシャワープレートを提供す
ることを目的とする。
りなく吹出口の形成が容易なシャワープレートを提供す
ることを目的とする。
【０００８】マイクロ波励起プラズマ装置に用いた場
合、シャワープレートとその上に載せる隙間板とのギャ
ップにおいてプラズマが着火するのを防ぐことが可能な
シャワープレートを提供することを目的とする。
合、シャワープレートとその上に載せる隙間板とのギャ
ップにおいてプラズマが着火するのを防ぐことが可能な
シャワープレートを提供することを目的とする。
【０００９】また、吹出口の配列パターンの不均一のな
いシャワープレートの周辺構造を提供することを目的と
する。
いシャワープレートの周辺構造を提供することを目的と
する。
【００１０】また、ガス流量を減らした場合にもガスの
吹き出し量のチャンバーの中心軸に対し軸対称性が保つ
ことができるシャワープレート周辺構造を提供すること
を目的とする。
吹き出し量のチャンバーの中心軸に対し軸対称性が保つ
ことができるシャワープレート周辺構造を提供すること
を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のシャワープレー
トは、プレートに複数の吹出口を有するシャワープレー
トにおいて、該吹出口は、該プレートに開けられた孔
と、該孔に挿入された該孔よりも小さな径を有する円柱
との間に形成される空間により形成されていることを特
徴とする。
トは、プレートに複数の吹出口を有するシャワープレー
トにおいて、該吹出口は、該プレートに開けられた孔
と、該孔に挿入された該孔よりも小さな径を有する円柱
との間に形成される空間により形成されていることを特
徴とする。
【００１２】本発明では、吹出口は、プレートに開けた
孔自体により構成されるのではなく、孔と孔に挿入され
た円柱との間に形成される空間により構成される。従来
は孔の径は０．１μｍ程度であったが、本発明では、ｍ
ｍのオーダーで孔を開ければよいため、孔開け加工の困
難なセラミックス（誘電体材料）などであっても容易に
加工することが可能である。従って、誘電体材料により
シャワープレートを製造することが可能となり、誘電体
材料からなるシャワープレートをマイクロ波励起プラズ
マ装置に用いれば、シャワープレートとその上に載せる
隙間板とのギャップにおいてプラズマが着火するのを防
ぐことが可能となる。
孔自体により構成されるのではなく、孔と孔に挿入され
た円柱との間に形成される空間により構成される。従来
は孔の径は０．１μｍ程度であったが、本発明では、ｍ
ｍのオーダーで孔を開ければよいため、孔開け加工の困
難なセラミックス（誘電体材料）などであっても容易に
加工することが可能である。従って、誘電体材料により
シャワープレートを製造することが可能となり、誘電体
材料からなるシャワープレートをマイクロ波励起プラズ
マ装置に用いれば、シャワープレートとその上に載せる
隙間板とのギャップにおいてプラズマが着火するのを防
ぐことが可能となる。
【００１３】なお、吹出口をテーパー状にすればガスの
吹出をより均一にすることができる。
吹出をより均一にすることができる。
【００１４】本発明のシャワープレートは、プレートに
複数の吹出口を有するシャワープレートと、該シャワー
プレートの上方に、シャワープレートとの間でギャップ
を形成して配置された隙間板と、該ギャップ内にプロセ
スガスを導入するためのガス導入路と、を有するシャワ
ープレート周辺構造において、該シャワープレートの側
面に開口する入口と、シャワープレート中央部において
該ギャップ側に開口する出口と、該入口と該出口とに連
通し、該シャワープレート内部に形成された通路とによ
り該ガス導入路が構成されていることを特徴とする。
複数の吹出口を有するシャワープレートと、該シャワー
プレートの上方に、シャワープレートとの間でギャップ
を形成して配置された隙間板と、該ギャップ内にプロセ
スガスを導入するためのガス導入路と、を有するシャワ
ープレート周辺構造において、該シャワープレートの側
面に開口する入口と、シャワープレート中央部において
該ギャップ側に開口する出口と、該入口と該出口とに連
通し、該シャワープレート内部に形成された通路とによ
り該ガス導入路が構成されていることを特徴とする。
【００１５】本発明のシャワープレート周辺構造は、プ
レートに複数の吹出口を有するシャワープレートと、該
シャワープレートの上方に、シャワープレートとの間で
ギャップを形成して配置された隙間板と、該ギャップ内
にプロセスガスを導入するためのガス導入路と、を有す
るシャワープレート周辺構造において、該隙間板と該シ
ャワープレートとの間にスペーサーを複数個設けたこと
を特徴とする。
レートに複数の吹出口を有するシャワープレートと、該
シャワープレートの上方に、シャワープレートとの間で
ギャップを形成して配置された隙間板と、該ギャップ内
にプロセスガスを導入するためのガス導入路と、を有す
るシャワープレート周辺構造において、該隙間板と該シ
ャワープレートとの間にスペーサーを複数個設けたこと
を特徴とする。
【００１６】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本発明範囲は以下の実施例に限定されるも
のではない。
する。なお、本発明範囲は以下の実施例に限定されるも
のではない。
【００１７】（実施例１）図２に本実施例を示す。本実
施例のシャワープレートは、吹出口２０７は、プレート
２０２に開けられた孔と、孔に挿入された孔よりも小さ
な径を有する円柱２０４との間に形成される空間により
形成されている。
施例のシャワープレートは、吹出口２０７は、プレート
２０２に開けられた孔と、孔に挿入された孔よりも小さ
な径を有する円柱２０４との間に形成される空間により
形成されている。
【００１８】以下本実施例をより詳細に説明する。図２
に示す２００ｍｍウェーハプロセス用のシャワープレー
トを作製した。直径３５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのシャワ
ープレート２０２の中央直径２００ｍｍの範囲に、２０
ｍｍ間隔で孔加工した。直径２．１ｍｍの孔をあけ、孔
の上部は雌ネジ２０６を挿入するため２ｍｍの深さで直
径６ｍｍに広げた。
に示す２００ｍｍウェーハプロセス用のシャワープレー
トを作製した。直径３５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのシャワ
ープレート２０２の中央直径２００ｍｍの範囲に、２０
ｍｍ間隔で孔加工した。直径２．１ｍｍの孔をあけ、孔
の上部は雌ネジ２０６を挿入するため２ｍｍの深さで直
径６ｍｍに広げた。
【００１９】一方、円柱２０４は直径２．０ｍｍとし、
その先端には雄ネジ２０５を形成した。
その先端には雄ネジ２０５を形成した。
【００２０】円柱２０４を孔に挿入し、雌ネジ２０６で
固定した。なお、雌ネジ２０６には切り欠き２０８が入
れてあり、この切欠２０８をガスの通り道とした。
固定した。なお、雌ネジ２０６には切り欠き２０８が入
れてあり、この切欠２０８をガスの通り道とした。
【００２１】このシャワープレート２０２の上に１ｍｍ
のギャップ２０３を空けて板２０１を置き、シャワープ
レート側面から導入したガスがこの１ｍｍのギャップ２
０３を広がり各吹出口２０７にガスが供給されるように
した。
のギャップ２０３を空けて板２０１を置き、シャワープ
レート側面から導入したガスがこの１ｍｍのギャップ２
０３を広がり各吹出口２０７にガスが供給されるように
した。
【００２２】シャワープレート２０２、円柱２０４、雌
ネジ２０６、および上に載せる隙間板２０１にはアルミ
ニウムを用いた。
ネジ２０６、および上に載せる隙間板２０１にはアルミ
ニウムを用いた。
【００２３】図５に示す測定系を用いてシャワープレー
トの各吹出口のコンダクタンスを測定した。各吹出口の
入口及び出口にガスラインを固定し、流量コントローラ
ー５０４で一定量の空気を流し、真空ポンプ５０７で排
気した。排気速度はコンダクタンスバルブ５０６で調整
した。
トの各吹出口のコンダクタンスを測定した。各吹出口の
入口及び出口にガスラインを固定し、流量コントローラ
ー５０４で一定量の空気を流し、真空ポンプ５０７で排
気した。排気速度はコンダクタンスバルブ５０６で調整
した。
【００２４】２つの圧力計５０５の指示する圧力の平均
値を横軸に、そのときの流量及び排気速度から計算され
る孔のコンダクタンスを横軸にとったデータを図６に示
す。図には比較のため、直径０．５ｍｍの孔のデータも
載せた。設計寸法から計算されるコンダクタンスにほぼ
等しいコンダクタンスが得られていることが確認され
た。エッチングプロセスでの典型的なチャンバー圧力２
０ｍＴｏｒｒでのコンダクタンスの吹出口間のばらつき
は、従来の孔で１０％あるのに対し、本発明の構造では
５％とばらつきが小さくなっていることが確認された。
値を横軸に、そのときの流量及び排気速度から計算され
る孔のコンダクタンスを横軸にとったデータを図６に示
す。図には比較のため、直径０．５ｍｍの孔のデータも
載せた。設計寸法から計算されるコンダクタンスにほぼ
等しいコンダクタンスが得られていることが確認され
た。エッチングプロセスでの典型的なチャンバー圧力２
０ｍＴｏｒｒでのコンダクタンスの吹出口間のばらつき
は、従来の孔で１０％あるのに対し、本発明の構造では
５％とばらつきが小さくなっていることが確認された。
【００２５】上記実施例では、孔にそれより小さな円柱
を挿入したが、ほぼ同じ直径の円筒の一部分を削るか、
溝を作ってギャップを設けても良い。また孔側の一部分
に溝を設けても良い。ギャップを０．１ｍｍとしたが、
これはプロセス圧力、流量等のプロセス条件に応じて必
要なコンダクタンスになるよう設計すれば良い。材料は
アルミニウムを用いたがこれに限る必要は無く、銅、ス
テンレス鋼、Ｓｉやアルミナ、窒化アルミニウム等のセ
ラミックスを用いても良い。
を挿入したが、ほぼ同じ直径の円筒の一部分を削るか、
溝を作ってギャップを設けても良い。また孔側の一部分
に溝を設けても良い。ギャップを０．１ｍｍとしたが、
これはプロセス圧力、流量等のプロセス条件に応じて必
要なコンダクタンスになるよう設計すれば良い。材料は
アルミニウムを用いたがこれに限る必要は無く、銅、ス
テンレス鋼、Ｓｉやアルミナ、窒化アルミニウム等のセ
ラミックスを用いても良い。
【００２６】（実施例２）本例では、実施例１の加工に
加えて、図３に示すように、吹出口のガス吹き出し口側
に４５度のテーパー構造を持たせた。すなわちシャワー
プレート側はガス吹き出し口側５ｍｍを円錐状に広げ、
挿入する円柱は下側５ｍｍに円錐を付けた形にした。テ
ーパー部の隙間は０．５ｍｍと大き目にし、吹出口３０
７のコンダクタンスは円柱３０４部の隙間０．５ｍｍで
絞るようにした。
加えて、図３に示すように、吹出口のガス吹き出し口側
に４５度のテーパー構造を持たせた。すなわちシャワー
プレート側はガス吹き出し口側５ｍｍを円錐状に広げ、
挿入する円柱は下側５ｍｍに円錐を付けた形にした。テ
ーパー部の隙間は０．５ｍｍと大き目にし、吹出口３０
７のコンダクタンスは円柱３０４部の隙間０．５ｍｍで
絞るようにした。
【００２７】このシャワープレートを図７に示す、２０
０ｍｍウェーハ対応のダイポールリングマグネットを用
いた高周波励起平行平板型マグネトロンエッチング装置
に取り付けて、５０００ｓｃｃｍのアルゴン、四塩化フ
ッ素混合ガスを流し、１３．５６ＭＨｚ、１０００Ｗの
高周波電力をウェーハステージに投入して、２００ｍｍ
口径のシリコン酸化膜付きのウェーハ７０４のエッチン
グを行った。ガスは配管７０２を通してシャワープレー
ト側面から導入した。
０ｍｍウェーハ対応のダイポールリングマグネットを用
いた高周波励起平行平板型マグネトロンエッチング装置
に取り付けて、５０００ｓｃｃｍのアルゴン、四塩化フ
ッ素混合ガスを流し、１３．５６ＭＨｚ、１０００Ｗの
高周波電力をウェーハステージに投入して、２００ｍｍ
口径のシリコン酸化膜付きのウェーハ７０４のエッチン
グを行った。ガスは配管７０２を通してシャワープレー
ト側面から導入した。
【００２８】高周波電源７０９はブロッキングコンデン
サー７０８を介してウェーハステージに接続した。チャ
ンバー壁７０６の外側にはチャンバーを取り囲むように
ダイポールリングマグネット７０５を設置した。シャワ
ープレートとウェーハの距離が２０ｍｍの場合、図１に
示す従来のシャワープレートでは、孔の配列パターンに
エッチング速度分布が生じたが、本発明の図３に示すシ
ャワープレートを用いた場合はこうした分布は観察され
なかった。
サー７０８を介してウェーハステージに接続した。チャ
ンバー壁７０６の外側にはチャンバーを取り囲むように
ダイポールリングマグネット７０５を設置した。シャワ
ープレートとウェーハの距離が２０ｍｍの場合、図１に
示す従来のシャワープレートでは、孔の配列パターンに
エッチング速度分布が生じたが、本発明の図３に示すシ
ャワープレートを用いた場合はこうした分布は観察され
なかった。
【００２９】（実施例３）図４に本実施例を示す。本実
施例のシャワープレート周辺構造は、プレートに複数の
吹出口（図示せず）を有するシャワープレート４０２
と、シャワープレート４０２の上方に、シャワープレー
ト４０２との間でギャップ４０３を形成して配置された
隙間板４０１と、ギャップ４０３内にプロセスガスを導
入するためのガス導入路と、を有するシャワープレート
周辺構造において、シャワープレート４０２の側面に開
口する入口４０５と、シャワープレート中央部において
ギャップ４０３側に開口する出口４０６と、入口４０５
と出口４０６とに連通し、シャワープレート４０２内部
に形成された通路４０４とによりガス導入路が構成され
ている。
施例のシャワープレート周辺構造は、プレートに複数の
吹出口（図示せず）を有するシャワープレート４０２
と、シャワープレート４０２の上方に、シャワープレー
ト４０２との間でギャップ４０３を形成して配置された
隙間板４０１と、ギャップ４０３内にプロセスガスを導
入するためのガス導入路と、を有するシャワープレート
周辺構造において、シャワープレート４０２の側面に開
口する入口４０５と、シャワープレート中央部において
ギャップ４０３側に開口する出口４０６と、入口４０５
と出口４０６とに連通し、シャワープレート４０２内部
に形成された通路４０４とによりガス導入路が構成され
ている。
【００３０】以下本実施例をより詳細に説明する。本例
では、実施例２の加工に加えて、シャワープレート４０
２の各吹出口（図示せず）にガスを送るシャワープレー
ト４０２とその上の隙間板４０１板とのギャップ４０３
へのガス供給において、図４に示すようにシャワープレ
ート４０２の側面から中央部に通じる直径３ｍｍの通路
４０４をあけて、シャワープレート４０２の中央からギ
ャップ４０３にガスが供給されるようにした。
では、実施例２の加工に加えて、シャワープレート４０
２の各吹出口（図示せず）にガスを送るシャワープレー
ト４０２とその上の隙間板４０１板とのギャップ４０３
へのガス供給において、図４に示すようにシャワープレ
ート４０２の側面から中央部に通じる直径３ｍｍの通路
４０４をあけて、シャワープレート４０２の中央からギ
ャップ４０３にガスが供給されるようにした。
【００３１】このシャワープレートを図７の２００ｍｍ
ウェーハ対応のダイポールリングマグネットを用いた高
周波励起平行平板型マグネトロンエッチング装置に取り
付けて、実施例２に示したのと同じエッチングプロセス
を行った。プロセスガス流量を１００ｓｃｃｍに減らし
た場合、実施例２のシャワープレーとではガス供給口側
からガスが多く吹き出し、その部分のエッチング速度が
高くなった。本例のシャワープレートでは、出口４０６
のある中央部がエッチング速度が高くなったが、分布は
点対称であり、中央部と周囲部とのエッチング速度の差
は、実施例２のシャワープレート４０２での出口４０６
側とその反対側との差と比べて小さくなっていることが
確認された。
ウェーハ対応のダイポールリングマグネットを用いた高
周波励起平行平板型マグネトロンエッチング装置に取り
付けて、実施例２に示したのと同じエッチングプロセス
を行った。プロセスガス流量を１００ｓｃｃｍに減らし
た場合、実施例２のシャワープレーとではガス供給口側
からガスが多く吹き出し、その部分のエッチング速度が
高くなった。本例のシャワープレートでは、出口４０６
のある中央部がエッチング速度が高くなったが、分布は
点対称であり、中央部と周囲部とのエッチング速度の差
は、実施例２のシャワープレート４０２での出口４０６
側とその反対側との差と比べて小さくなっていることが
確認された。
【００３２】（実施例４）本例では、実施例３に加え、
さらに図８に示すようにシャワープレートの上部に突起
８０１を吹出口８０３のない部分に設けて、シャワープ
レートの上に板８０４を載せた時にこの突起が隙間板８
０４に当たるためギャップの高さが面内で均一になるよ
うにした。
さらに図８に示すようにシャワープレートの上部に突起
８０１を吹出口８０３のない部分に設けて、シャワープ
レートの上に板８０４を載せた時にこの突起が隙間板８
０４に当たるためギャップの高さが面内で均一になるよ
うにした。
【００３３】さらにこのシャワープレートをマイクロ波
プラズマに用いる場合に、そのスペーサーの表面でプラ
ズマが損失するためギャップでのプラズマ着火が起こり
にくいようにした。シャワープレートとその吹出口、お
よびシャワープレートの上に載せる隙間板８０４は、マ
イクロ波をよく透過するアルミナを用いた。シャワープ
レート上部の突起は１ｍｍ角、高さ１ｍｍとした。
プラズマに用いる場合に、そのスペーサーの表面でプラ
ズマが損失するためギャップでのプラズマ着火が起こり
にくいようにした。シャワープレートとその吹出口、お
よびシャワープレートの上に載せる隙間板８０４は、マ
イクロ波をよく透過するアルミナを用いた。シャワープ
レート上部の突起は１ｍｍ角、高さ１ｍｍとした。
【００３４】このシャワープレートを図９に示すラジア
ルラインスロットアンテナを用いた２．４５ＧＨｚマイ
クロ波励起プラズマ装置のマイクロ波導入部に設置し、
マイクロ波を投入した時にシャワープレートのギャップ
にプラズマが着火するかどうか調べた。マイクロ波は同
軸同波管９０６を通ってラジアルラインスロットアンテ
ナ９０５に供給され、マイクロ波はこのアンテナ９０５
から平面波としてチャンバーに供給される。プラズマ９
０３はシャワープレート９０１とウェーハ９０４の間の
プロセス空間に発生する。
ルラインスロットアンテナを用いた２．４５ＧＨｚマイ
クロ波励起プラズマ装置のマイクロ波導入部に設置し、
マイクロ波を投入した時にシャワープレートのギャップ
にプラズマが着火するかどうか調べた。マイクロ波は同
軸同波管９０６を通ってラジアルラインスロットアンテ
ナ９０５に供給され、マイクロ波はこのアンテナ９０５
から平面波としてチャンバーに供給される。プラズマ９
０３はシャワープレート９０１とウェーハ９０４の間の
プロセス空間に発生する。
【００３５】図１０に、ギャップ内でプラズマが着火す
る最小マイクロ波電力のギャップ圧力依存性を示す。本
例のシャワープレート上部に突起を設けて、上に載せる
隙間板８０４とのスぺーサーとした場合、スペーサーが
無い時と比べてギャップ内でプラズマが着火する電力が
大きくなっていることから、本例の構造がギャップ内で
プラズマを着火しにくくする効果が確認された。
る最小マイクロ波電力のギャップ圧力依存性を示す。本
例のシャワープレート上部に突起を設けて、上に載せる
隙間板８０４とのスぺーサーとした場合、スペーサーが
無い時と比べてギャップ内でプラズマが着火する電力が
大きくなっていることから、本例の構造がギャップ内で
プラズマを着火しにくくする効果が確認された。
【００３６】上記実施例ではアルミナを用いたが必ずし
もアルミナを用いる必要はなく、例えば窒化アルミニウ
ムや窒化シリコンを用いても良い。また突起はシャワー
プレートに載せる板に付けてもよいし、スぺーサーを置
いてもよい。また形状は正方形を碁盤の目状に並べたも
のに限らず、螺旋状や同心円と放射線の組み合わせなど
の形状で溝を掘っても構わない。
もアルミナを用いる必要はなく、例えば窒化アルミニウ
ムや窒化シリコンを用いても良い。また突起はシャワー
プレートに載せる板に付けてもよいし、スぺーサーを置
いてもよい。また形状は正方形を碁盤の目状に並べたも
のに限らず、螺旋状や同心円と放射線の組み合わせなど
の形状で溝を掘っても構わない。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば次の諸々の効果が達成さ
れる。材料に関わりなく吹出口の形成が容易である。
れる。材料に関わりなく吹出口の形成が容易である。
【００３８】マイクロ波励起プラズマ装置に用いた場
合、シャワープレートとその上に載せる隙間板とのギャ
ップにおいてプラズマが着火するのを防ぐことが可能で
ある。吹出口の配列パターンの不均一を無くすことがで
きる。
合、シャワープレートとその上に載せる隙間板とのギャ
ップにおいてプラズマが着火するのを防ぐことが可能で
ある。吹出口の配列パターンの不均一を無くすことがで
きる。
【００３９】ガス流量を減らした場合にもガスの吹き出
し量のチャンバーの中心軸に対し軸対称性が保つことが
できる。
し量のチャンバーの中心軸に対し軸対称性が保つことが
できる。
【図１】従来の真っ直ぐな孔のガス吹き出し口を有する
シャワープレートの断面図である。
シャワープレートの断面図である。
【図２】実施例１に係る、大き目の孔に円柱を挿入した
ガス吹き出し部を有するシャワープレートの断面図であ
る。
ガス吹き出し部を有するシャワープレートの断面図であ
る。
【図３】実施例２に係る、大き目の孔に円柱を挿入した
ガス吹き出し部で吹き出し先端がテーパー状に広がった
構造を有するシャワープレートの断面図である。
ガス吹き出し部で吹き出し先端がテーパー状に広がった
構造を有するシャワープレートの断面図である。
【図４】実施例３に係る、シャワープレート側面から中
央上部に通じる孔をあけることにより、シャワープレー
トの各孔にガスを送るギャップへガスを導入する部分を
シャワープレートの中央に有するシャワープレートの断
面図である。
央上部に通じる孔をあけることにより、シャワープレー
トの各孔にガスを送るギャップへガスを導入する部分を
シャワープレートの中央に有するシャワープレートの断
面図である。
【図５】実施例１に係る、シャワープレートの各孔のコ
ンダクタンスの測定系の概念図である。
ンダクタンスの測定系の概念図である。
【図６】実施例１に係る、シャワープレートの孔のコン
ダクタンスの設計値と実測値の一例を示すグラフであ
る。
ダクタンスの設計値と実測値の一例を示すグラフであ
る。
【図７】実施例１から３に係る、図１から３を取り付け
ることが可能な、ダイポールリングマグネットを用いた
高周波励起平行平板型マグネトロンエッチング装置の概
念図である。
ることが可能な、ダイポールリングマグネットを用いた
高周波励起平行平板型マグネトロンエッチング装置の概
念図である。
【図８】実施例４に係る、シャワープレートの各孔にガ
スを送るギャップ部分を、シャワープレートの上部に縦
横の溝を設けて、その上に別の板を載せることによって
形成したシャワープレートである。
スを送るギャップ部分を、シャワープレートの上部に縦
横の溝を設けて、その上に別の板を載せることによって
形成したシャワープレートである。
【図９】実施例４に係る、図８の構造を有するシャワー
プレートを取り付けたラジアルラインスロットアンテナ
を用いたマイクロ波励起プラズマ装置の概念図である。
プレートを取り付けたラジアルラインスロットアンテナ
を用いたマイクロ波励起プラズマ装置の概念図である。
【図１０】実施例４に係る、図９のプラズマ装置を用い
て測定した、ギャップ内でのプラズマ着火が起こる最小
マイクロ波電力の圧力依存性を示すデータである。
て測定した、ギャップ内でのプラズマ着火が起こる最小
マイクロ波電力の圧力依存性を示すデータである。
１０１、２０１、４０１ 隙間板、 １０２、２０２、４０２ シャワープレート、 １０３、２０３、４０３ ギャップ、 １０４、２０７、３０７ 吹出口、 ２０４、３０４ 円柱、 ２０５ 雄ネジ、 ２０６ 雌ネジ、 ２０８ 切欠、 ４０４ 通路、 ４０５ 入口、 ４０６ 出口、 ５０４ 流量コントローラー、 ５０５ 圧力計、 ５０６ コンダクタンスバルブ、 ５０７ 真空ポンプ、 ７０４ ウェーハ、 ７０２ 配管、 ７０５ ダイポールリングマグネット、 ７０６ チャンバー壁、 ７０８ ブロッキングコンデンサー、 ７０９ 高周波電源、 ８０１ 突起、 ８０３ 吹出口、 ８０４ 隙間板、 ９０１ シャワープレート、 ９０３ プラズマ、 ９０４ ウェーハ、 ９０５ ラジアルラインスロットアンテナ、 ９０６ 同軸同波管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新田 雄久 東京都文京区本郷４丁目１−７ 株式会社 ウルトラクリーンテクノロジー開発研究所 内 (72)発明者 平山 昌樹 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉（無番地) 東北大学内 (72)発明者 森井 明雄 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉（無番地) 東北大学内
Claims (11)
- 【請求項１】 プレートに複数の吹出口を有するシャワ
ープレートにおいて、該吹出口は、該プレートに開けら
れた孔と、該孔に挿入された該孔よりも小さな径を有す
る円柱との間に形成される空間により形成されているこ
とを特徴とするシャワープレート。 - 【請求項２】 該吹出口をテーパー状にしたことを特徴
とする請求項１記載のシャワープレート。 - 【請求項３】 該シャワープレートは誘電体材料からな
ることを特徴とする請求項１または２記載のシャワープ
レート。 - 【請求項４】 該シャワープレートはマイクロ波励起プ
ラズマ装置用であることを特徴とする請求項１乃至３の
いずれか１項記載のシャワープレート。 - 【請求項５】 側面に開口する入口と、中央部において
上面側に開口する出口と、該入口と該出口とを連通し、
内部に形成された通路とからなるガス導入路が形成され
ていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項
記載のシャワープレート。 - 【請求項６】 プレートに複数の吹出口を有するシャワ
ープレートと、 該シャワープレートの上方に、シャワープレートとの間
でギャップを形成して配置された隙間板と、 該ギャップ内にプロセスガスを導入するためのガス導入
路と、を有するシャワープレート周辺構造において、 該シャワープレートの側面に開口する入口と、シャワー
プレート中央部において該ギャップ側に開口する出口
と、該入口と該出口とに連通し、該シャワープレート内
部に形成された通路とにより該ガス導入路が構成されて
いることを特徴とするシャワープレート周辺構造。 - 【請求項７】 該シャワープレートは誘電体材料からな
ることを特徴とする請求項６記載のシャワープレート周
辺構造。 - 【請求項８】 プレートに複数の吹出口を有するシャワ
ープレートと、 該シャワープレートの上方に、シャワープレートとの間
でギャップを形成して配置された隙間板と、 該ギャップ内にプロセスガスを導入するためのガス導入
路と、を有するシャワープレート周辺構造において、 該隙間板と該シャワープレートとの間にスペーサーを複
数個設けたことを特徴とするシャワープレート周辺構
造。 - 【請求項９】 該シャワープレートの上面に複数の突起
を高さが同一となるように形成し、該突起をスペーサー
としたことを特徴とする請求項８記載のシャワープレー
ト周辺構造。 - 【請求項１０】 請求項１乃至５のいずれか１項記載の
シャワープレートを用いたプロセス装置。 - 【請求項１１】 請求項６乃至９いずれか１項記載のシ
ャワープレートを用いたプロセス装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP09797898A JP4124383B2 (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | マイクロ波励起プラズマ装置用のシャワープレート及びマイクロ波励起プラズマ装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09797898A JP4124383B2 (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | マイクロ波励起プラズマ装置用のシャワープレート及びマイクロ波励起プラズマ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297672A true JPH11297672A (ja) | 1999-10-29 |
| JP4124383B2 JP4124383B2 (ja) | 2008-07-23 |
Family
ID=14206761
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09797898A Expired - Fee Related JP4124383B2 (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | マイクロ波励起プラズマ装置用のシャワープレート及びマイクロ波励起プラズマ装置 |
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| JP (1) | JP4124383B2 (ja) |
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- 1998-04-09 JP JP09797898A patent/JP4124383B2/ja not_active Expired - Fee Related
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