JPH1171679A - シャワーヘッド - Google Patents

シャワーヘッド

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JPH1171679A
JPH1171679A JP10166931A JP16693198A JPH1171679A JP H1171679 A JPH1171679 A JP H1171679A JP 10166931 A JP10166931 A JP 10166931A JP 16693198 A JP16693198 A JP 16693198A JP H1171679 A JPH1171679 A JP H1171679A
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JP
Japan
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outlet
storage chamber
shower head
gas
baffle
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JP10166931A
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Stephen Carter
カーター ステファン
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Trikon Equipments Ltd
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Trikon Equipments Ltd
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45565—Shower nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のシャワーヘッドの問題点、即ちガスケ
ットを出口板内の開口まで正確に適合させる必要性、出
口板とガスケットとの間で密封するための一定の圧力の
必要性、アルミニウム製の出口板の欠点、シャワーヘッ
ド内部でのプラズマ点火による損傷、またはプラズマ活
動による汚染等の問題点を解決する。 【解決手段】 シャワーヘッド１８は、裏張り板２０を
含むケーシング１９と、第一と第二そらせ板２１，２２
と、出口板２３とから成る。そらせ板２１，２２は、ケ
ーシング１９によって定まる容積を貯留室２４，２５，
２６に分割する。ガス供給管２７は貯留室２４にガスを
供給し、ガス供給管２７は貯留室２５にガスを供給し、
かつ別のガス供給管２９は貯留室２６にガスを供給す
る。出口板２３は開口３１の列を有し、かつ各そらせ板
２１，２２は各開口３１への管を有する。管と出口は一
緒に同心であるが、それぞれの貯留室に対して分離した
出口の境界を定める。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は反応器室へガスを放
出するためのシャワーヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマエッチング、化学蒸着、および
プラズマ強化蒸着のような多くの目的では、反応器室の
全体にわたって比較的一様に反応器室内へ二つ以上のガ
スまたは蒸気を導入することが望ましい。これは一般に
シャワーヘッドとして知られる装置によって得られ、か
つ典型的には、これらは容積の境界を定めかつ多数の開
口の境界を定める出口板を持つケーシングから成る。し
かし、若干の工程では、二つ以上のガスまたは蒸気を放
出するが、これらは反応器室へ入るまで混合されないよ
うに放出されることが必要である。これはしばしば、シ
ャワーヘッドケーシングによって定まる容積を越えて延
びて、それぞれの側面上に第一と第二貯留室の境界を定
めるそらせ板によって得られる。第一貯留室はそらせ板
の出口側面上にあり、かつ本質的には一連の管の間に定
められ、これらの管はそらせ板から下向きに突出して、
出口板内の開口とともに（そらせ板の他の側面上で）第
二貯留室と連通する。開口付きのゴムガスケットは出口
板と管端との間に備えられて、第一貯留室から管によっ
て定まる通路を密封する。管がゴムガスケットを固定す
る場合、ガスはガスケット内の開口と、出口板内で同列
に並んだ開口とを通過する。ガスケット内の他の開口は
第一貯留室を出口板内のこれらの関連する開口と連通さ
せるために使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この設計は多数の問題
を発生する。まず、ガスケットは出口板内の開口まで正
確に適合しなければならず、かつ出口板とガスケットと
の間で密封を維持するためには一定の圧力が必要であ
る。好ましく、出口板は、多くの工程上の理由から好適
なアルミニウムで製造されるが、アルミニウムは比較的
柔軟であり、かつシャワーヘッドの寸法が加工されるべ
きウエハーの寸法の増大と一緒に増大するにつれて、良
好な密封を維持するのが次第に困難化している。締め具
を使用してこれらの問題を克服する試みは出口板の連続
する表面を分断し、かつ汚染、微粒子発生、および工程
の一様性の欠如の主要な原因となる。さらに、時とし
て、プラズマはシャワーヘッドの空洞の内部で点火して
ガスケットへ損傷をもたらすことがあり、かつプラズマ
活動はシャワーヘッド内部で何らかの鉄系の締め具と反
応して汚染をもたらすことがある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、容積の境界を
定めるケーシングを含み、かつ多数の開口と容積を越え
て延びるそらせ板との境界を定め、このそらせ板のそれ
ぞれの側面上に第一と第二貯留室の境界を定める出口板
を有し、第一貯留室はそらせ板の出口側にあり、かつそ
らせ板はそれぞれの開口と連通するように第一貯留室を
通過する突出管を有する、反応器室へ混合されないガス
または蒸気を放出するためのシャワーヘッドにおいて、
管がそれぞれの開口とともに、第一貯留室への周囲出口
の境界を定めるように第一貯留室内へ突出することを特
徴とするシャワーヘッドにある。
【０００５】
【発明の実施の形態】好ましく、第一貯留室は周囲出口
と直接に連通する。
【０００６】さらに、シャワーヘッドは、ケーシングま
たはそれの延長とともに第三貯留室の境界を定めるよう
に第一そらせ板から第二貯留室の他の側面上に配置され
る別のそらせ板を含み、該別のそらせ板はさらに、第一
管セットのそれぞれの管を通して延びて別の出口を形成
する別の管を有する。
【０００７】好ましく、管出口と周囲出口の面積はほぼ
等しく、かつ各出口グループの出口は同心である。
【０００８】実際には、原則として、多数のそらせ板は
多数の貯留室の境界を定めるように使用され、かつ各場
合にこれらの管は中間のそらせ板の管を通して下向きに
延びることが理解される。明らかに、受け入れ可能な寸
法の出口をまだ備えながら適応可能な管の数は制限され
るが、正確な制限は出口板とそのなかの開口の寸法に依
存する。
【０００９】発明の範囲を規定したが、それは上に述べ
た、または以下の説明の特徴のいかなる創造的組み合わ
せをも含むものと理解すべきである。
【００１０】発明は種々の方法で実施され、かつ以下に
特別な態様を添付図面に関係する例によって述べる。
【００１１】
【実施例】プラズマ反応器室１０は、チャンバ１１と、
加工物支台１２と、真空ポンプ出口１３と、シャワーヘ
ッド１４と、第一と第二ガス供給管１５，１６と、プラ
ズマ点火用電極として作用してシャワーヘッド１４へ接
続される高周波出力源１７とから成る。
【００１２】シャワーヘッド１４は本質的に本明細書へ
のプレアンブルで述べられるようなもので、混合されな
い状態で供給管１５，１６が供給するガスをチャンバ１
１へ放出する。プラズマを点火し、かつ所望の工程を支
台１２上に支えられるウエハ上で実施する。
【００１３】図２を参照して、本発明のシャワーヘッド
１８は、裏張り板２０を含むケーシング１９と、第一と
第二そらせ板２１，２２と、出口板２３とから成る。そ
らせ板２１，２２は、ケーシング１９によって定まる容
積を貯留室２４，２５，２６に分割する。ガス供給管２
７は貯留室２４にガスを供給し、ガス供給管２８は貯留
室２５にガスを供給し、かつ別のガス供給管２９は貯留
室２６にガスを供給する。
【００１４】出口板２３はそれの正面３０を横切る開口
列を有し、この開口３１の一つを図示する。
【００１５】各そらせ板２１，２２は各開口３１に対し
て管を有する。そらせ板２１からの管３２はそらせ板２
２からの管３３を通して下降し、かつこれらの管はそれ
ぞれ、開口３１内へ、またはそれの領域内へ突出する結
果、外側管３３は開口３１とともに周囲出口３４の境界
を定める。
【００１６】この構成の結果は、それぞれ、かつ分離し
て貯留室２６，２５，２４に接続されるそれぞれの同心
出口３４，３５，３６である。このように入口２７，２
８，２９へ供給されるガスは、正面３０を越えて、かつ
チャンバ１１内へのこれらの導入に先行して、混合され
ない状態でチャンバ１１内へ放出される。
【００１７】図から分かるように、そらせ板２１，２２
は、Ｏリング３７から３９を用いて裏張り板２０と出口
板２３との間に挿入されるだけである。
【００１８】
【発明の効果】新しい設計には多数の重要な利点があ
る。まず、それによってゴムガスケットの必要性および
構成と組立の困難、ならびに上述のような使用の困難が
除去される。次に、もはやそのガスケットとの密封を用
意する必要はないから、開口板３０の柔軟性はもはや重
要な問題とならない。さらに、その設計は二つ以上のガ
スを混合可能にし、かつそらせ板の供給管を有すること
によって各種の構成を素早く作り上げることができる。
このように、たとえば、異なる管寸法とともに異なるそ
らせ板を選択して、出口３４，３５，３６の相対寸法を
変化させることができ、従って、ガス圧が等しいなら、
ガスの相対的流速を定めることができる。同心管の使用
はとくに便利であるが、好適な密封がガスを混合させず
にこのような管に中間そらせ板を通過可能にするなら、
管を並べて利用することが実現可能である。
【００１９】図３から５までは、シャワーヘッドの二つ
のガス・バーションでの使用に好適なそらせ板の実際の
構造を説明する。管３２の構造を詳細に図解説明する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術のシャワーヘッドを有するプラズマ
反応器室の略図である。
【図２】本発明によりつくられるシャワーヘッドの部分
横断面図である。
【図３】シャワーヘッドの”二つのガス”バーションで
使用されるそらせ板の下からの図である。
【図４】図３の板を通る横断面図である。
【図５】図４のＡ部の拡大詳細図である。
【符号の説明】
１０ プラズマ反応器室 １１ チャンバ １２ 加工物支台 １３ 真空ポンプ出口 １４ 従来の技術のシャワーヘッド １５、１６ 第一と第二ガス供給管 １７ 高周波出力源 １８ 本発明のシャワーヘッド １９ ケーシング ２０ 裏張り板 ２１、２２ 第一と第二そらせ板 ２３ 出口板 ２４、２５、２６ 貯留室 ２７、 ２８、２９ ガス供給管 ３０ 正面 ３１ 開口 ３２ 管 ３３ 外側管 ３４、３５、３６ 同心出口 ３７、 ３８、３９ Ｏリング

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 容積の境界を定めるケーシングを含み、
    かつ多数の開口と容積を越えて延びるそらせ板(baffle
    plate)との境界を定め、このそらせ板のそれぞれの側面
    上に第一と第二の貯留室(plenum)の境界を定める出口板
    を有し、第一貯留室はそらせ板の出口側にあり、かつそ
    らせ板はそれぞれの開口と連通するように第一貯留室を
    通過する突出管を有する、反応器室へ混合されないガス
    または蒸気を放出するためのシャワーヘッドにおいて、
    管がそれぞれの開口とともに、第一貯留室への周囲出口
    の境界を定めるように第一貯留室内へ突出することを特
    徴とするシャワーヘッド。
  2. 【請求項２】 第一貯留室が周囲出口と直接に連通して
    いることを特徴とする請求項１に記載のシャワーヘッ
    ド。
  3. 【請求項３】 ケーシングまたはそれの延長部とともに
    第三貯留室の境界を定めるように第一そらせ板から第二
    貯留室の他の側面上に配置される別のそらせ板を含み、
    該別のそらせ板はさらに、第一管セットのそれぞれの管
    を通して延びて、別の出口を形成する別の管を有するこ
    とを特徴とする請求項１または２に記載のシャワーヘッ
    ド。
  4. 【請求項４】 管出口と周囲出口の面積がほぼ等しいこ
    とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかひとつに記
    載のシャワーヘッド。
  5. 【請求項５】 各出口グループの出口が同心であること
    を特徴とする請求項１ないし４のいずれかひとつに記載
    のシャワーヘッド。
JP10166931A 1997-06-16 1998-06-15 シャワーヘッド Pending JPH1171679A (ja)

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GB9712400.2 1997-06-16
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