DD271776A1 - DEVICE FOR GAS SUPPLY AND REMOVAL FOR THE GAS PHASE PROCESSING OF WORKPIECES - Google Patents
DEVICE FOR GAS SUPPLY AND REMOVAL FOR THE GAS PHASE PROCESSING OF WORKPIECES Download PDFInfo
- Publication number
- DD271776A1 DD271776A1 DD31544788A DD31544788A DD271776A1 DD 271776 A1 DD271776 A1 DD 271776A1 DD 31544788 A DD31544788 A DD 31544788A DD 31544788 A DD31544788 A DD 31544788A DD 271776 A1 DD271776 A1 DD 271776A1
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- gas
- gas supply
- opening
- base body
- process gas
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C16/45574—Nozzles for more than one gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- 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
- C23C16/45572—Cooled nozzles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C16/50—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 using electric discharges
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gaszufuehrung und -ableitung fuer CVD-Prozesse, insbesondere zur Zufuehrung von Prozessgas in einen Reaktionsraum zur plasmagestuetzten Abscheidung von Werkstoffen auf die Oberflaeche von Halbleitersubstraten sowie dessen Ableitung aus dem Reaktionsraum. Die Vorrichtung ermoeglicht die Zufuehrung und Ableitung von Prozessgas durch eine Anzahl von in einem Grundkoerper angeordneten Systemen von Kanuelen und Ausnehmungen, durch die einerseits das Prozessgas fein verteilt auf eine dem Grundkoerper in kurzem Abstand gegenueber angeordnete Halbleiterscheibe gefuehrt und unmittelbar nach der Reaktion durch die mit den Kanuelen korrespondierenden Ausnehmungen andererseits abgesaugt wird. Die Vorteile der Vorrichtung ergeben sich insbesondere in einer homogenen Schichtverteilung sowie in einer Verbesserung der Sauberkeit in der Prozesskammer.The invention relates to a device for gas supply and discharge for CVD processes, in particular for the supply of process gas in a reaction chamber for plasma-assisted deposition of materials on the surface of semiconductor substrates and its derivation from the reaction space. The device allows the supply and discharge of process gas through a number of arranged in a basic body systems of Kanuelen and recesses, guided by the one hand, the process gas finely distributed to the basic body in a short distance opposite arranged semiconductor wafer and immediately after the reaction by the with the Canals corresponding recesses on the other hand is sucked. The advantages of the device result in particular in a homogeneous layer distribution and in an improvement of the cleanliness in the process chamber.
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gaszuführung und -ableitung für die Gasphasenbearbeitung von Werkstücken, insbesondere zur Zuführung von Prozeßgas in einen Reaktionsraum zur Gasphasenbearbeitung von Halbleitersubstraten sowie zur Ableitung von verbrachtem Prozeßgas aus dem Reaktionsraum. Die Vorrichtung ist für die Herstellung mikroelektronischer Bauelemente einsetzbar.The invention relates to a device for gas supply and discharge for the gas phase processing of workpieces, in particular for the supply of process gas in a reaction space for gas phase processing of semiconductor substrates and for the derivation of spent process gas from the reaction space. The device can be used for the production of microelectronic components.
Die Gasphasenbearbeitung von Halbleitersubstraten erfolgt überwiegend in geeigneten Reaktoren, in denen unter andeiem exakte Bedingungen für die Zuführung von Prozeßgasen sowie deren Ableitung aus dem Reaktor nach der Reaktion der Prozeßgase mit den Halbleitersubstraten hergestellt werden müssen. In zunehmendem Maße werden diese Reaktoren für die individuelle Substratbearbeitung ausgelegt, bei der die Halbleitersubstrate auch einzeln in einem derartigen Reaktor der direkten Einwirkung dem entsprechenden Prozeßgas ausgesetzt werden. Die Gaszuführung erfolgt zu diesem Zweck überwiegend so, daß die zu bearbeitende Subsjtratoberfläche mit einer definierten Menge an frischem Prozeßgas gleichmäßig versorgt wird, die nach der Reaktion als verbrauchtes Prozeßgas mit Anteilen von anderen Reaktionsprodukten ebenso gleichmäßig aus dem Substratbereich und möglichst auf dem kürzesten Weg aus dem Reaktor entfernt werden muß. Erforderlich bei derartigen Bearbeitungsprozessen ist des weiteren, daß das Prozeßgas gleichmäßig über die gesamte zu bearbeitende Substratoberfläche verteilt werden muß, um beispielsweise unterschiedliche Schichtdicken zu vermeiden und Verunreinigungen der Substratoberfläche weitgehend auszuschließen.The gas phase processing of semiconductor substrates takes place predominantly in suitable reactors in which exact conditions for the supply of process gases and their discharge from the reactor after the reaction of the process gases with the semiconductor substrates must be produced. Increasingly, these reactors are designed for individual substrate processing in which the semiconductor substrates are also exposed individually in such a reactor to the direct action of the corresponding process gas. The gas supply is carried out for this purpose predominantly so that the subjacent surface to be processed is uniformly supplied with a defined amount of fresh process gas, which after the reaction as spent process gas with proportions of other reaction products equally equally from the substrate area and possible on the shortest path from the Reactor must be removed. A further requirement in such machining processes is that the process gas must be distributed uniformly over the entire substrate surface to be processed in order, for example, to avoid different layer thicknesses and to largely exclude impurities from the substrate surface.
Zur Gaszuführung !si eine Lösung bekannt, mit der eine vertikale Anströmung der Substratoberfläche realisiert wird. Dazu ist eine dem Substrat gegenüberliegende Gasbrause eingesetzt, bei der das Reaktionsgas durch eine Zuführung in einen sich ganzflächig über die gesamte Austrittsfläche erstreckenden Füllhohlraum eintritt, durch eine Anzahl sehr kleiner Bohrungen in den Reaktionsraum ausströmt und auf das Substrat direkt auftrifft. Die Gase strömen danach über das Substrat radial zu dessen Peripherie und werden dort oder zentral hinter dem Substrat abgesaugt.For gas supply! Si known a solution with which a vertical flow of the substrate surface is realized. For this purpose, a gas shower opposite the substrate is used, in which the reaction gas enters through a feed in a over the entire surface over the entire exit surface extending filling cavity, flows through a number of very small holes in the reaction chamber and impinges directly on the substrate. The gases then flow over the substrate radially to the periphery thereof and are exhausted there or centrally behind the substrate.
Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß die im Zentrum und die an der Peripherie der Substrate liegenden Flächenbereiche unterschiedlich mit Reaktionsgas versorgt bzw. von verbrauchtem Reaktionsgas entsorgt werden, wodurch eine inhomogeneThe disadvantage of this solution is that the lying in the center and at the periphery of the substrates surface areas are supplied differently with reaction gas or disposed of spent reaction gas, creating an inhomogeneous
Substratbearbeitung erfolgt. Des weiteren hat der großflächige Füllhohlraum bei der Anwendung plasmachemlscher Prozesse das Brennen parasitärer Hohlkatodenentladungen zur Folge, so daß diese Variante der Gaszuführung nur in einem sehr eingeschränkten Bereich von Arbeitsparametern einsetzbar ist. Ebenso ist eine zusätzliche Kühlung der Gasaustrittestellen zur Vermeidung vorzeitiger Reaktionen des Reaktionsgases außerhalb des unmittelbaren Substratraumes bei einer derartigen Lösung nur schwer realisierbar.Substrate processing takes place. Furthermore, when using plasma-intensive processes, the large-area filling cavity results in the burning of parasitic hollow-cathode discharges, so that this variant of the gas supply can only be used in a very limited range of operating parameters. Likewise, additional cooling of the gas outlet points to avoid premature reactions of the reaction gas outside the immediate substrate space in such a solution is difficult to achieve.
In einer anderen Lösung wird die Gaszufuhr zu einem zu bearbeitenden Substrat durch eine diesem gegenüberliegende Elektrode derart realisiert, daß in der Elektrode sowohl Bohrungen für die Ga&zufuhr, als auch separat neben diesen Bohrungen für die Absaugung des verbrauchten Prozeßgasee angeordnet sind. Bei dieser Lösung ist ebenfalls nach dem Zünden eines Plasmas zwischen der Elektrode und dem Substrat eine intensive Hohlkatodenentladung vorhanden, die in den notwendigerweise lelativ großen Absaugbohrungen brennt. Dadurch wird wiederum der mögliche Bereich der Betriebsparameter sehr stark eingeschränkt oder die vorzeitig eintretende Reaktion der Prozeßg ase außerhalb des Substratbereiches beeinträchtigt die Qualität der Substratbearbeitung.In another solution, the gas supply to a substrate to be processed by an opposite electrode is realized such that in the electrode both holes for the Ga & feed, as well as separately adjacent to these holes for the extraction of the spent process gases are arranged. In this solution, an intense hollow cathode discharge is also present after the ignition of a plasma between the electrode and the substrate, which burns in the necessarily lelatively large suction holes. As a result, in turn, the possible range of operating parameters is very severely limited or the prematurely occurring reaction of the process gases outside the substrate region impairs the quality of the substrate processing.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine homogene Prozeßgasverteilung auf der Oberfläche von Halbleitersubstraten zur qualitativ hochwertigen Substratbearbeitung in Verbindung mit der Ableitung des verbrauchten Prozeßgases zu erzielen.The object of the invention is to achieve a homogeneous process gas distribution on the surface of semiconductor substrates for high-quality substrate processing in connection with the discharge of the spent process gas.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kühlbare Vorrichtung zur Gaszuführung und -ableitung zu schaffen, die es ermöglicht, alle Oberflächenbereiche eines in einem Reaktor zu bearbeitenden Halbleitersubstrates gleichmäßig mit frischem Reaktionsgas zu beaufschlagen und verbrauchtes Reaktionsgas ebenso gleichmäßig von der Substratoberfläche und auf kürzestem Weg aus dem Reaktor abzuleiten.The invention has for its object to provide a coolable device for gas supply and discharge, which makes it possible to uniformly apply all the surface regions of a semiconductor substrate to be processed in a reactor with fresh reaction gas and consumed reaction gas just as uniformly from the substrate surface and by the shortest route derive from the reactor.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Grundkörper einer fJächenförmigen Gasverteilung Mittel zur Gaszuführung und -ableitung sowie zur Kühlung angeordnet sind, wobei die Gaszuführung und -ableitung aus einem in der Oberfläche des Grundkörpers enthaltenen System von in Ausnehmungen axial-symmetrisch angeordneten Kanülen besteht. Die Kanülen sind zur Gaszuführung mit einem im Grundkörper über eine Ringnut und Verbindungen sowie radial angeordnete Bohrungen mit einer oder mehreren Prozeßgaszuführungsleitungen verbunden. Andererseits sind die Ausnehmungen über ein zweites abstandsweise zu dem ersten angeordneten System radialer Bohrungen und einen diese Bohrungen zusammenfassenden Absaugkanal mit einer Absaugeinrichtung verbunden.According to the invention the object is achieved in that in the base body of a fJächenförmigen gas distribution means for gas supply and discharge and cooling are arranged, the gas supply and discharge consists of a system contained in the surface of the body of axially-symmetrically arranged in recesses cannulas. The cannulas are connected to the gas supply with a basic body via an annular groove and connections and radially arranged bores with one or more process gas supply lines. On the other hand, the recesses are connected to a suction device via a second spacer system, which is arranged at a distance from the first system, and a suction channel which comprises these bores.
Des weiteren sind im der Gasaustrittsfläche gegenüberliegenden Bereich des Grundkörpers ein Kühlkanal vorhanden, der seinerseits Anschlüsse zum Zu- und Abfluß eines Kühlmediums aufweist.Furthermore, in the gas outlet surface opposite region of the body, a cooling channel is present, which in turn has connections to the inlet and outlet of a cooling medium.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb der Ausnehmungen ein zweites Rohr oder Rohrstück axial-symmetrisch vorgesehen, dessen Durchmesser größer als der der Kanüle Ist. Die freie öffnung dieses Rohres oder Rohrstückes, die einen Ringspalt bildet, schließt mit der Oberfläche des Grundkörpers ab, die andere öffnung ist mit einem dritten System von radial im Grundkörper angeordneten Bohrungen über eine weitere, ringförmig ausgebildete und die Bohrungen verbindende Gasverteilung mit einer Prozeßgaszuführungsleitung verbunden. Die Fläche der freien öffnung des Rohres oder Rohrstückes ist gegenüber der Fläche der Öffnung der Kanülen gleich oder um einen dofinierten Betrag größer gewählt. Vorteilhaft ist es, wenn das Verhältnis der ebenfalls als Ringspalt ausgebildeten Fläche der Ausnehmungen für die Ableitung des verbrauchten Prozeßgases zur Fläche der freien öffnungen der Kanülen bzw. zur Fläche der freien öffnungen der Kanülon und der Rohre oder Rohrstücke größer als 1 ist.In one embodiment of the invention, a second tube or pipe section is provided axially symmetrically within the recesses, the diameter of which is greater than that of the cannula. The free opening of this tube or pipe section, which forms an annular gap, terminates with the surface of the main body, the other opening is connected to a third system of bores arranged radially in the main body via a further annularly formed and the gas distribution connecting the bores with a process gas supply line , The area of the free opening of the pipe or pipe section is equal to or greater than the dofinierten amount compared to the area of the opening of the cannulas. It is advantageous if the ratio of the area of the recesses for the discharge of the spent process gas to the area of the free openings of the cannulas or to the area of the free openings of the cannula and of the tubes or tube sections is also greater than 1.
Die Beaufschlagung der Prozeßgaszuführungsleitungen mit einem für einen Bearbeitungsvorgang im Reaktor vorgesehenen Prozeßgas mit einem definierten Druck bewirkt, daß das Prozeßgas, wenn nur Ausnehmungen mit Kanülen vorhanden sii.d, über die Ringnut und die Verteilungen in das erste System radialer Bohrungen gelangt und von dort durch die Kanülen auf die Oberfläche eines dem Grundkörper gegenüber in definiertem Abstand angeordneten Halbleitersubstrates geführt wird. Gleichzeitig mit der Beaufschlagt.^ mit Frischgas wird die dem Reaktor zugehörige Absaugeinrichtung in Betrieb gesetzt oder befindet sich zur Erzielung eines definierten Arbeitsdruckes in Betrieb, wodurch das durch die Reaktion mit der Substratoberfläche verbrauchte Prozeßgas jeweils im unmittelbaren Bereich der Gaszuführung durch die Ringspalte abgesaugt wird. Durch die große Anzahl der Kanülen und Ausnehmmengen erfolgt eine gleichmäßige Gasverteilung und entsprechend gleichmäßige Bearbeitung der Substratoberfläche.The application of a defined pressure to the process gas supply lines with a process gas intended for a processing operation in the reactor causes the process gas, if only recesses with needles sii.d, to pass through the annular groove and the distributions into the first system of radial bores and from there the cannulas are guided onto the surface of a semiconductor substrate arranged at a defined distance from the base body. Simultaneously with the acted upon ^ with fresh gas, the reactor associated with the suction device is put into operation or is to achieve a defined working pressure in operation, whereby the consumed by the reaction with the substrate surface process gas is sucked in each case in the immediate region of the gas supply through the annular gaps. Due to the large number of cannulas and Ausnehmmengen a uniform gas distribution and correspondingly uniform processing of the substrate surface.
Bei einem zusätzlichen Einsatz der Rohre oder Rohrstücke in die Ausnehmungen und deren Verbindung mit einem zweiten Gaszuführungssystem ist es möglich, unterschiedliche Prozeß-ase bis vor den Reaktionsraum getrennt zu führen und erst unmittelbar vor der Reaktion derselben an der Substratoberfläche zu vermischen.With an additional use of the tubes or pipe sections in the recesses and their connection to a second gas supply system, it is possible to separate different process ase to separate the reaction space and to mix only immediately before the reaction of the same at the substrate surface.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels und anhand dreier Zeichnungen näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and with reference to three drawings. In the accompanying drawings show:
-ableitungsbohrungen und Fig. 3: eine Detaildarstellung der Ausnehmung gem. Fig. 2 mit Kanüle und Rohr oder Rohrstück.-deritungsbohrungen and Fig. 3: a detailed representation of the recess according to. Fig. 2 with cannula and tube or pipe section.
Gemäß der Fig. 1 besteht die Vorrichtung zur Qaszuführung und -ableitung für CVD-Prozesse aus einem Grundkörper 1, der im wesentlichen in seiner Größe eines nicht dargestellten und zu bearbeitenden Halbleitersubstrates entspricht. In dem Grundkörper 1 ist Im zeichnungsgemäß oberen Teil ein erstes System von im wesentlichen gleichmäßig verteilten und radial angeordneten Bohrungen 3 eingebracht, die ihrerseits mehrere senkrecht zu deren Achse vorgesehene Ausnehmungen 6 aufweisen, die eine Verbindung von der Oberfläche des Grundkörpers 1 mit den Bohrungen 3 ergeben. An der Peripherie des Grundkörpers 1 ist in der Höhe der Öffnungen der Bohrungen 3 ringförmig ein Absaugkanal 8 vorgesehen, der mit einer nicht dargestellten Absaugeinrichtung Ober entsprechende Verbindungselemente und Medienleitungen in Wirkverbindunp steht. In einem Abstand unterhalb des ersten Systems von radialer, bohrungen 3 ist gemäß der Zeichnung zu diesem kongruent im Grundkörper 1 ein zweites System von radial angeordneten Bohrungen 2 angeordnet, deren öffnungen an der Peripherie des Grundkörpers 1 mittels geeigneter Verschlußeinrichtungen 4 abgedichtet sind.According to FIG. 1, the device for Qaszuführung and derivation for CVD processes consists of a base body 1, which corresponds substantially in size to a semiconductor substrate, not shown, and to be processed. In the basic body 1, a first system of essentially uniformly distributed and radially arranged bores 3 is provided in the upper part according to the drawing, which in turn has a plurality of recesses 6 provided perpendicular to its axis, which provide a connection from the surface of the main body 1 to the bores 3 , At the periphery of the base body 1, a suction channel 8 is annularly provided in the height of the openings of the bores 3, which is in Wirkverbindunp with a suction device not shown above corresponding connecting elements and media lines. At a distance below the first system of radial bores 3, a second system of radially arranged holes 2 is arranged according to the drawing for this congruent in the base body 1, whose openings are sealed at the periphery of the base body 1 by means of suitable closure means 4.
Das zeichnungsgemSß untere System radialer Bohrungen 2 ist ebenfalls mit der Oberfläche des Grundkörpers 1 verbunden, wozu die Ausnehmungen 6 in ihrer axialen Richtung mit einem gegenüber diesen einen geringeren Durchmesser aufweisenden Bohrungen 5.3 derart verlängert sind, daß ein freier Durchgang von den Bohrungen 2 zur Oberfläche des Grundkörpers 1 entsteht.The drawing according to the lower system of radial bores 2 is also connected to the surface of the base body 1, to which the recesses 6 are extended in their axial direction with respect to these a smaller diameter having bores 5.3 such that a free passage from the holes 2 to the surface of the Body 1 is created.
In den Bohrungen 5.3 sind Kanülen 5 mediendicht eingesetzt, wobei deren Öffnung 5.2 im Bereich der radialen Bohrungen 2 angeordnet ist, wehrend die zeichnungsgemäß obere Öffnung 5.1 der Kanülen ü mit der Oberfläche des Grundkörpers 1 abschließt und so die Ausnehmungen 6 ringspaltförmig ausbildet.In the holes 5.3 needles 5 are media-tight, with the opening 5.2 is disposed in the radial bores 2, while the above-mentioned top opening 5.1 of the cannulas ü concludes with the surface of the base body 1 and so the recesses 6 ringpaltförmig forms.
Das zeichnungsgemlß untere System von radialen Bohrungen 2 ist des weiteren mit einer oder mehreren Gaszuführungsleitungen 7 verbunden, wozu an der zeichnungsgemäß unteren Fläche des Gehäuses 1 entsprechende Anschlußstellen vorgesehen sind, die mit wenigstens einem nach außen mediendicht verschlossenen, ringförmig ausgebildeten Kanal 12 verbunden sind, der seinerseits Verbindungen 13 zum unteren System radialer Bohrungen 2 in mindestens der Anzahl aufweist, die der Anzahl der radialen Bohrungen 2 entspricht. Weiterhin sind im unteren Bereich des Grundkörpers 1 Kühlkanäle 9 vorgesehen, die mit einem Kühlmedienzufluß 10 bzw. -abfluß 11 verbunden sind.The Zeichnungsgemlß lower system of radial bores 2 is further connected to one or more gas supply lines 7, for which on the underside of the housing according to the drawing 1 corresponding connection points are provided, which are connected to at least one medium-sealed medium-sealed, annular channel 12, the in turn has connections 13 to the lower system radial holes 2 in at least the number corresponding to the number of radial holes 2. Furthermore, 1 cooling channels 9 are provided in the lower region of the base body, which are connected to a Kühlmedienzufluß 10 and -flow 11.
In der Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung der Anordnung der Kanülen 5 innerhalb der Systeme der radialen Bohrungen 2; 3 mit den Verbindungen 13 abgebildet.In Fig. 2 is an enlarged view of the arrangement of the cannulas 5 within the systems of the radial bores 2; 3 with the connections 13 shown.
Der lichte Durchmesser d, der Kanülen 5 ist vorzugsweise 0,7 mm, der Außendurchmesser d2 ist vorzugsweise 1 mm gewählt, der Durchmesser d3 beträgt 2,5 mm.The clear diameter d of the cannulas 5 is preferably 0.7 mm, the outer diameter d 2 is preferably 1 mm, the diameter d 3 is 2.5 mm.
Die Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltung der Lösung gemäß Fig. 2, wobei ein Rohr oder Rohrstück 14 in der Ausnehmung 6 axialsymmetrisch angeordnet ist. Die Austrittsöffnung 14.1 des Rohres oder Rohrstückes 14 schließt plan mit der Oberfläche des Grundkörpers 1 ab, während die zeichnungsgemäß untere Öffnung 14.2 mit einem dritten System von im Grundkörper 1 angeordneten radialen Bohrungen 15 mediendirht verbunden ist, die ihrerseits wiederum an der Peripherie des Grundkörpers mittels eines Gasverteilungskanales 16 zusammengefaßt und mit einer Prozeßgaszuführungsleitung 17 verbunden sind.' Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Durchmesser der Kanülen 5 und der Ausnehmungen 6 so gewählt werden können, daß parasitäre Hohl'otodenentladungen vermieden und trotzdem große Absaugquerschnitte realisiert werden können. Der Durchmesser der Absaugungen β ist ein für parasitäre Entladungen in einem vorgegebenen Arbeitsdruckbereich entscheidender Parameter. Durch die konzentrische Anordnunq der Kanülen 6 wird der kritische ParameterFig. 3 shows an embodiment of the solution according to FIG. 2, wherein a pipe or pipe section 14 is arranged axially symmetrically in the recess 6. The outlet opening 14.1 of the pipe or pipe section 14 is flush with the surface of the base body 1, while the bottom opening according to the drawing 14.2 mediendirht is connected to a third system arranged in the base body 1 radial holes 15, which in turn at the periphery of the body by means of a Gas distribution channel 16 summarized and connected to a process gas supply line 17. ' The advantage of the device according to the invention is that the diameter of the cannulas 5 and the recesses 6 can be chosen so that parasitic Hohl'otodenentladungen avoided and still large Absaugquerschnitte can be realized. The diameter of the suction β is a decisive parameter for parasitic discharges in a given working pressure range. The concentric arrangement of the cannulas 6 becomes the critical parameter
auf den Wert —^-—— reduziert. Dadurch ist eine Erweiterung des Arbeitsdruckbereiches ohne parasitäre Entladungen in denreduced to the value - ^ ---. This is an extension of the working pressure range without parasitic discharges in the
Ausnehmungen 6 möglich. Für eine Vielzahl von Prozessen wird dadurch das optimale Prinzip der dezentralen gleichmäßigen Prozeßgasversorgung und Abgasabsaugung überhaupt erst einsetzbar.Recesses 6 possible. For a large number of processes, the optimal principle of decentralized, uniform process gas supply and exhaust gas extraction can be used in the first place.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß dadurch, daß unmittelbar um den Ort der Gaszuführung die Abgasabsaugung kreisringförmig angeordnet ist, die Möglichkeit besteht, durch Regelung der Intensität der Gaseinspeisung und der Abgasabsaugung die Härte des Auftreffens der Prozeßgasstrahlen auf dem Substrat eingestellt werden kann. Wenn dadurch der Umkehrpunkt der Strömung aus den Gaskanülen zu den Absaugringspalten in die Nähe der Substratoberfläche gelegt wird, entsteht dort eine Strahlverbreiterung und ein weiches Auftreffen der Prozeßgase auf die Substratoberfläche, wodurch eine einstellbare homogene Substratbearbeitung bewirkt wird.Another advantage of the device according to the invention is that the fact that the exhaust gas is arranged directly in the annular ring around the location of the gas supply, it is possible to adjust the hardness of the impact of the process gas jets on the substrate by controlling the intensity of the gas supply and the Abgasabsaugung , If this places the point of inversion of the flow from the gas cannulae to the suction ring gaps in the vicinity of the substrate surface, there arises a beam broadening and a soft impact of the process gases on the substrate surface, whereby an adjustable homogeneous substrate processing is effected.
FOr den Betrieb der Vorrichtu;, j ist es des weiteren von Vorteil, daß das Gas auf seinem Weg vom Verlassen der Kanülen bis zum Wiedereintritt in die Absaugringspalte nur einen kurzen Weg zurückzulegen hat und mit keinem anderen Reaktorbauteil — wieIt is also advantageous for the operation of the device that the gas has only a short distance to travel on its way from leaving the cannulae until re-entry into the suction-gap, and with no other reactor component - such as
z. B. dessen Wänden — in Berührung kommt.z. B. whose walls - comes into contact.
Damit ist eine Verschmutzung des Reaktors mit Reaktionsnebenprodukten weitgehend zurückgedrängt und die verfügbare Betriebszeit zwischen zwei Reinigungszyklen erhöht sich wesentlich.Thus, contamination of the reactor with reaction by-products is largely suppressed and the available operating time between two cleaning cycles increases significantly.
Schließlich besteht ein Vorteil der erfindunjisgemäßen Vorrichtung darin, daß dadurch, daß die Gaszu- und -abführung zu bzw. von den Kanülen bzw. Ringspalten nicht dwh großräumige, die Wärmeleitung behindernde Füllhohlräume, sondern durch radial verlaufende Bohrungen erfolgt, eine sehr effektive Kühlung der dem Substrat zugewandten Oberfläche der Vorrichtung— auch bei Anordnung der Kühlkanäle auf der entgegengesetzten Seite der Vorrichtung — erreicht wird.Finally, an advantage of erfindunjisgemäßen device is that the fact that the gas supply and -abführung to or from the needles or annular gaps dwh large-scale, the heat conduction obstructing Füllhohlräume, but by radially extending bores, a very effective cooling of the Substrate-facing surface of the device - even with the arrangement of the cooling channels on the opposite side of the device - is achieved.
Claims (3)
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD31544788A DD271776A1 (en) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | DEVICE FOR GAS SUPPLY AND REMOVAL FOR THE GAS PHASE PROCESSING OF WORKPIECES |
| DE19893909161 DE3909161A1 (en) | 1988-05-06 | 1989-03-21 | DEVICE FOR GAS SUPPLY AND DISCHARGE FOR THE GAS PHASE MACHINING OF WORKPIECES |
| FR8905397A FR2631164B3 (en) | 1988-05-06 | 1989-04-24 | GAS SUPPLY AND BYPASS DEVICE FOR GAS PHASE TREATMENT OF PARTS |
| JP11228289A JPH0230127A (en) | 1988-05-06 | 1989-05-02 | Apparatus for introducing and exhaustng gas for processing work in gas atmosphere |
| GB8910236A GB2219311B (en) | 1988-05-06 | 1989-05-04 | Apparatus for use in introducing gas into a reaction chamber and discharging gas from the chamber for the gas-phase processing of workpieces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD31544788A DD271776A1 (en) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | DEVICE FOR GAS SUPPLY AND REMOVAL FOR THE GAS PHASE PROCESSING OF WORKPIECES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD271776A1 true DD271776A1 (en) | 1989-09-13 |
Family
ID=5598988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD31544788A DD271776A1 (en) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | DEVICE FOR GAS SUPPLY AND REMOVAL FOR THE GAS PHASE PROCESSING OF WORKPIECES |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0230127A (en) |
| DD (1) | DD271776A1 (en) |
| DE (1) | DE3909161A1 (en) |
| FR (1) | FR2631164B3 (en) |
| GB (1) | GB2219311B (en) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4006411C2 (en) * | 1990-03-01 | 1997-05-28 | Leybold Ag | Device for applying thin layers on a substrate |
| CA2060917A1 (en) * | 1991-03-12 | 1992-09-13 | Milam Pender | Plasma enhanced chemical vapor deposition device |
| US5647911A (en) * | 1993-12-14 | 1997-07-15 | Sony Corporation | Gas diffuser plate assembly and RF electrode |
| GB9411911D0 (en) * | 1994-06-14 | 1994-08-03 | Swan Thomas & Co Ltd | Improvements in or relating to chemical vapour deposition |
| FR2727693A1 (en) * | 1994-12-06 | 1996-06-07 | Centre Nat Rech Scient | REACTOR FOR THE DEPOSITION OF THIN LAYERS IN STEAM PHASE (CVD) |
| JP3380091B2 (en) * | 1995-06-09 | 2003-02-24 | 株式会社荏原製作所 | Reactive gas injection head and thin film vapor phase growth apparatus |
| US5614026A (en) * | 1996-03-29 | 1997-03-25 | Lam Research Corporation | Showerhead for uniform distribution of process gas |
| GB9712400D0 (en) * | 1997-06-16 | 1997-08-13 | Trikon Equip Ltd | Shower head |
| US20090095221A1 (en) * | 2007-10-16 | 2009-04-16 | Alexander Tam | Multi-gas concentric injection showerhead |
| KR100936059B1 (en) * | 2009-07-20 | 2010-01-08 | (주)네오세라 | Gas injector producing method for semiconductor wafer deposition equipments and gas injector |
| US20110256692A1 (en) | 2010-04-14 | 2011-10-20 | Applied Materials, Inc. | Multiple precursor concentric delivery showerhead |
| TWI534291B (en) | 2011-03-18 | 2016-05-21 | 應用材料股份有限公司 | Showerhead assembly |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3757733A (en) * | 1971-10-27 | 1973-09-11 | Texas Instruments Inc | Radial flow reactor |
| US4209357A (en) * | 1979-05-18 | 1980-06-24 | Tegal Corporation | Plasma reactor apparatus |
-
1988
- 1988-05-06 DD DD31544788A patent/DD271776A1/en not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-03-21 DE DE19893909161 patent/DE3909161A1/en not_active Withdrawn
- 1989-04-24 FR FR8905397A patent/FR2631164B3/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-05-02 JP JP11228289A patent/JPH0230127A/en active Pending
- 1989-05-04 GB GB8910236A patent/GB2219311B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0230127A (en) | 1990-01-31 |
| GB2219311A (en) | 1989-12-06 |
| FR2631164B3 (en) | 1990-04-27 |
| GB8910236D0 (en) | 1989-06-21 |
| GB2219311B (en) | 1992-04-08 |
| FR2631164A3 (en) | 1989-11-10 |
| DE3909161A1 (en) | 1989-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE4011933C1 (en) | ||
| DE69728982T2 (en) | GAS SUPPLY SYSTEM FOR TREATMENT USING A LOADED PARTICLE BEAM | |
| DE4241932C2 (en) | Method and device for controlling the gas flow in CVD processes | |
| DE69730349T2 (en) | ROTATING AND SHIFTABLE SPRAY NOZZLE | |
| DE69827732T2 (en) | Spatially uniform gas supply device and pump arrangement for large wafer diameter | |
| DE69909893T2 (en) | Tool for non-contact mounting of plate-shaped substrates | |
| DE3102174A1 (en) | PLASMA ACTION DEVICE FOR TREATING SEMICONDUCTORS AND THE LIKE | |
| DD271776A1 (en) | DEVICE FOR GAS SUPPLY AND REMOVAL FOR THE GAS PHASE PROCESSING OF WORKPIECES | |
| EP1020894A2 (en) | Device for etching a disk-like object | |
| DE102008036642A1 (en) | Spray head and CVD apparatus having this | |
| DE3216465A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR GAS GUIDING FOR LP CVD PROCESSES IN A TUBE REACTOR | |
| DE10392996T5 (en) | Shower head improvements | |
| DE3523509A1 (en) | METHOD FOR MIXING HIGHLY ACTIVE CHEMICALS AND DEVICE FOR APPLYING PROCESSING CHEMICALS TO SUBSTRATE SURFACES | |
| WO2003038144A1 (en) | Method and device for depositing especially crystalline layers onto especially crystalline substrates | |
| DE10239875A1 (en) | Method and device for large-area coating of substrates under atmospheric pressure conditions | |
| DE102018130139A1 (en) | Gas inlet device for a CVD reactor | |
| DE1183600B (en) | Method and device for cleaning parts of the surface of a semiconductor body of semiconductor components by means of a liquid jet | |
| WO1998028085A1 (en) | Device for aerosol production | |
| EP0953205A1 (en) | Substrate treatment device | |
| EP0034706B1 (en) | Process and apparatus for ion etching or for plasma c.v.d. | |
| EP1145290A1 (en) | Device and method for processing substrates | |
| DE112010003657B4 (en) | etcher | |
| DE10392235T5 (en) | Apparatus for plasma processing | |
| EP0038447A1 (en) | Apparatus for partially electroplating conductive surfaces or surfaces rendered conductive | |
| DE10203146A1 (en) | Chuck arrangement of an etching device for preventing by-products |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |