JP2000195800A - Surface treatment device - Google Patents

Surface treatment device

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Publication number
JP2000195800A
JP2000195800A JP10366381A JP36638198A JP2000195800A JP 2000195800 A JP2000195800 A JP 2000195800A JP 10366381 A JP10366381 A JP 10366381A JP 36638198 A JP36638198 A JP 36638198A JP 2000195800 A JP2000195800 A JP 2000195800A
Authority
JP
Japan
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space
hole
holes
surface treatment
reaction
Prior art date
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Pending
Application number
JP10366381A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Tanaka
健司 田中
Yoshinori Uemoto
良典 植本
Eisuke Murakawa
栄祐 村川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP10366381A priority Critical patent/JP2000195800A/en
Publication of JP2000195800A publication Critical patent/JP2000195800A/en
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformly feed gas to the surface of the objective such as a silicon wafer. SOLUTION: This surface treatment device is defined into the main body in which inside space is formed, the first space in which reaction gas is fed from outside, and the second space in which a reaction objective is housed, and shower plates, in which a path communicating to the first and the second spaces is provided, and the surface of the reaction objective in treated by a chemical reaction of the reactive gas. In this case, the first and the second members 31 and 32 have a plurality of through holes 31a..., 32a..., and a communicating paths 30a,..., are formed through the intermediate flow path 30a by connecting each through hole 31a of the first member 31 and the through holes 32a of the second member 32.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願発明は、所望の対象物の
表面またはその近傍において起こる化学的あるいは物理
的反応により対象物の表面を酸化し、窒化し、灰化し、
またエッチング処理し、あるいは対象物の表面に金属膜
やポリ酸化シリコン膜などの膜を成長させる、たとえば
CVD装置やエッチング装置などの表面処理装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method of oxidizing, nitriding, ashing, and oxidizing a surface of a target object by a chemical or physical reaction occurring at or near the surface of the desired object.
Also, the present invention relates to a surface treatment apparatus such as a CVD apparatus or an etching apparatus for performing an etching process or growing a film such as a metal film or a polysilicon oxide film on the surface of an object.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より採用されている表面処理装置の
一例を、図6に示すプラズマ装置を例にとって説明す
る。このプラズマ装置Yは、内部空間10を有する装置
本体1と、内部空間10の上部に配置されるアンテナ2
1と、絶縁体23を介して装置本体1に取り付けられて
内部空間10の底部を構成するサセプタ22と、アンテ
ナ21およびサセプタ22の双方に対して一定間隔隔て
て配置されるシャワープレート3と、を備えている。す
なわち、内部空間10は、シャワープレート3によって
アンテナ21側の第1空間11とサセプタ22側の第2
空間12とに区画された恰好とされている。
2. Description of the Related Art An example of a conventional surface treatment apparatus will be described with reference to a plasma apparatus shown in FIG. The plasma device Y includes an apparatus main body 1 having an internal space 10 and an antenna 2 disposed above the internal space 10.
1, a susceptor 22 attached to the apparatus main body 1 via an insulator 23 to form a bottom of the internal space 10, a shower plate 3 arranged at a fixed distance from both the antenna 21 and the susceptor 22, It has. That is, the inner space 10 is divided into the first space 11 on the antenna 21 side and the second space 11 on the susceptor 22 side by the shower plate 3.
The space is divided into a space 12.

【0003】シャワープレート3は、図7に示したよう
な円板状とされ、厚み方向に貫通する複数の貫通孔3
a,…が平面的に分散して形成されている。そして、第
1空間11には、反応性ガスや不活性ガスを含む所定の
ガスが供給されるようになされており、この供給ガスは
シャワープレート3の各貫通孔3aを通過して第2空間
22側に流動するようになされている。また、アンテナ
21からはマイクロ波が放出され、このマイクロ波が第
2空間12内に供給されて第2空間12内でグロー放電
が起こり、これによって第2空間内12の反応性ガスが
電離等されて反応性ガスがプラズマ励起状態とされる。
The shower plate 3 has a disk shape as shown in FIG. 7, and has a plurality of through holes 3 penetrating in the thickness direction.
are formed so as to be dispersed in a plane. A predetermined gas including a reactive gas and an inert gas is supplied to the first space 11, and the supplied gas passes through each through hole 3 a of the shower plate 3 and passes through the second space 11. It is made to flow to the 22 side. In addition, microwaves are emitted from the antenna 21, and the microwaves are supplied into the second space 12, and glow discharge occurs in the second space 12, whereby the reactive gas in the second space 12 is ionized. As a result, the reactive gas is brought into a plasma excited state.

【0004】このような構成のプラズマ装置Yでは、多
数の回路素子が一体的に造り込まれるシリコンウエハな
どの反応対象物4がサセプタ22上に載置されて、その
表面が処理される。第2空間12内においては、マイク
ロ波の供給よるグロー放電によって反応性ガスがプラズ
マ励起されて反応しやすい状態とされており、この状態
の反応性ガスが反応対象物4の表面またはその近傍にお
いて化学的あるいは物理的反応を起こす。この反応によ
って反応対象物4の表面が改質され、表面に酸化膜や窒
化膜、あるいは金属膜やポリ酸化シリコン膜などが成膜
される。
In the plasma apparatus Y having such a configuration, a reaction target 4 such as a silicon wafer on which a large number of circuit elements are integrally formed is placed on the susceptor 22, and the surface thereof is processed. In the second space 12, the reactive gas is plasma-excited by the glow discharge caused by the supply of microwaves, and is in a state where the reactive gas easily reacts. The reactive gas in this state is generated on the surface of the reaction target 4 or in the vicinity thereof. Causes chemical or physical reaction. By this reaction, the surface of the reaction target 4 is modified, and an oxide film, a nitride film, a metal film, a polysilicon oxide film, or the like is formed on the surface.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記したプラズマ装置
に限らず、反応対象物4の表面(その近傍を含む)にお
いて化学的あるいは物理的反応を起こさせて表面を処理
する表面処理装置Yにおいては、反応対象物4の表面全
体に、できるだけ均一にガスを供給する必要がある。さ
もなければ、酸化などの反応が局所的に進行しすぎた
り、逆に反応の進行が遅いスポットが生じるために表面
が均一に処理されず、また形成された膜の厚みを全体的
に一定とすることができなくなる。
The present invention is not limited to the above-described plasma apparatus. In the surface treatment apparatus Y for treating the surface by causing a chemical or physical reaction on the surface of the reaction object 4 (including the vicinity thereof). It is necessary to supply the gas to the entire surface of the reaction object 4 as uniformly as possible. Otherwise, reactions such as oxidation may progress locally too much or, on the contrary, spots where the progress of the reaction may be slow, so that the surface may not be treated uniformly and the thickness of the formed film may be constant throughout. You can't do that.

【0006】とくに、多数の半導体チップを同時に形成
するシリコンウエハ4においては、その表面全体にわた
って多数の回路素子を一体的に造り込む必要があること
から、1つのシリコンウエハ4から得られる個々の半導
体チップを均質化するためには、シリコンウエハ4の表
面全体に均一にガスを供給する必要性が高い。シリコン
ウエハ4の直径は通常8inchであるが、近年において
は、直径が12inchのシリコンウエハ4を用いて半導体
チップを形成することが行われているため、シリコンウ
エハ4の表面全体にガスを均一に供給することの要求が
さらに高まりつつある。
In particular, in the case of a silicon wafer 4 on which a large number of semiconductor chips are simultaneously formed, it is necessary to integrally fabricate a large number of circuit elements over the entire surface thereof. In order to homogenize the chips, it is highly necessary to uniformly supply gas to the entire surface of the silicon wafer 4. Although the diameter of the silicon wafer 4 is usually 8 inches, in recent years, since semiconductor chips have been formed using the silicon wafer 4 having a diameter of 12 inches, the gas is uniformly spread over the entire surface of the silicon wafer 4. The demand for supply is ever increasing.

【0007】上記した構成のプラズマ装置を含め、CV
D装置などの表面処理装置Yにおいては、シャワープレ
ート3に形成する貫通孔3aの径や深さ、その数や配置
などを調整し、これによって第1空間11と第2空間1
2の間の圧力差を調整することによってシリコンウエハ
4などに供給する反応性ガスなどの量的および質的な均
一性を確保しようとしている。シリコンウエハなどの反
応対象物4の表面に均一にガスを供給するためには、多
くの貫通孔3a,…を分散して形成し、しかも各貫通孔
3aの径をなるべく小さく設定する必要がある。これ
は、貫通孔3aの径が大きい場合や、少ない貫通孔3a
が疎に分散形成された場合には、貫通孔3aの周辺にお
けるガス供給状態と貫通孔3aから比較的に離れた部位
のガス供給状態とが大きく異なったものとなり、反応対
象物4の表面に均一にガスを供給することができないか
らである。
[0007] The CV including the plasma device having the above-described configuration includes:
In the surface treatment apparatus Y such as the D apparatus, the diameter and depth of the through-hole 3a formed in the shower plate 3 and the number and arrangement thereof are adjusted, whereby the first space 11 and the second space 1 are adjusted.
The quantitative and qualitative uniformity of the reactive gas supplied to the silicon wafer 4 or the like is to be ensured by adjusting the pressure difference between the two. In order to uniformly supply gas to the surface of the reaction target 4 such as a silicon wafer, it is necessary to form a large number of through holes 3a in a dispersed manner and to set the diameter of each through hole 3a as small as possible. . This is because the diameter of the through hole 3a is large or the through hole 3a is small.
Is sparsely dispersed and formed, the gas supply state around the through-hole 3a and the gas supply state at a portion relatively far from the through-hole 3a greatly differ from each other. This is because the gas cannot be supplied uniformly.

【0008】ところが、シャワープレート3は、絶縁
性、耐熱性および熱伝導性(放熱性)が要求されること
から、アルミナイトライド(AlN)などのセラミック
によって形成されるが、このような材料で形成されたも
のに対して微細な孔を多数形成するのは困難である。た
とえば、直径が12inchのシリコンウエハ4の表面全体
に均一にガスを供給するために、第1空間11と第2空
間12との間の圧力差を所望通りに調整するには、理論
的にはシャワープレート3の板厚を15mmと比較的厚肉
に形成し、これに対して直径が0.2mm以下の貫通孔3
aを分散形成する必要がある。しかしながら、現状の加
工技術では板厚が15mmのセラミックに直径が0.2mm
以下の貫通孔3aを形成することはできない。したがっ
て、貫通孔3aの径を小さくするといった方策では、広
い面積に渡って均一にガスを供給することを達成するの
は困難である。
However, since the shower plate 3 is required to have insulation, heat resistance and heat conductivity (heat dissipation), it is formed of a ceramic such as aluminum nitride (AlN). It is difficult to form many fine holes in the formed one. For example, in order to adjust the pressure difference between the first space 11 and the second space 12 as desired in order to uniformly supply gas to the entire surface of the silicon wafer 4 having a diameter of 12 inches, theoretically, The thickness of the shower plate 3 is relatively thick, 15 mm, whereas the diameter of the through hole 3 is 0.2 mm or less.
a must be dispersedly formed. However, with the current processing technology, a ceramic having a thickness of 15 mm has a diameter of 0.2 mm
The following through holes 3a cannot be formed. Therefore, it is difficult to uniformly supply gas over a wide area by measures such as reducing the diameter of the through hole 3a.

【0009】本願発明は、上記した事情のもとで考え出
されたものであって、シリコンウエハなどの反応対象物
の表面に均一にガスを供給することができる表面処理装
置を提供することをその課題としている。
The present invention has been conceived in view of the above circumstances, and has as its object to provide a surface treatment apparatus capable of uniformly supplying a gas to the surface of a reaction target such as a silicon wafer. That is the subject.

【0010】[0010]

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention employs the following technical means.

【0011】すなわち、本願発明により提供される表面
処理装置は、内部空間が形成された装置本体と、上記内
部空間を、外部から反応性ガスが供給される第1空間と
上記反応対象物が収容される第2空間とに区画するとと
もに、上記第1空間と上記第2空間とを連通する連通路
が形成されたシャワープレートと、を備え、上記第1空
間に供給された上記反応性ガスが上記連通路を通過して
上記第2空間側に流動し、この第2空間内における反応
性ガスの化学的あるいは物理的反応により、上記反応対
象物の表面が処理されるようになされた表面処理装置で
あって、上記シャワープレートは、互いに接合されると
ともに、複数の貫通孔が分散形成された第1部材および
第2部材を有しており、かつ、上記第1部材の各貫通孔
が上記第2部材の適宜の貫通孔とつなげられて上記連通
路が形成されていることを特徴としている。
That is, in the surface treatment apparatus provided by the present invention, the apparatus main body in which the internal space is formed, the internal space, the first space to which a reactive gas is supplied from the outside, and the reaction target are accommodated. And a shower plate formed with a communication passage communicating the first space and the second space, wherein the reactive gas supplied to the first space is provided. A surface treatment that flows through the communication path to the second space side and that the surface of the reaction target is treated by a chemical or physical reaction of a reactive gas in the second space. In the apparatus, the shower plate has a first member and a second member which are joined to each other and in which a plurality of through holes are formed in a dispersed manner, and each through hole of the first member is Of the second member It is linked and Yichun of the through hole is characterized in that the communication passage is formed.

【0012】この表面処理装置では、第1空間に供給さ
れた反応性ガスが第2空間側に流動し、この反応性ガス
が反応対象物の表面またはその近傍において直接酸化反
応や窒化反応などの化学的あるいは物理的反応を起こし
て反応対象物の表面が処理され、あるいは反応対象物の
近傍において生じた反応性ガスの化学反応により生成し
た化合物が反応対象物の表面において成長するなどして
反応対象物の表面が処理されるようになされている。
In this surface treatment apparatus, the reactive gas supplied to the first space flows toward the second space, and this reactive gas is directly oxidized or nitrided on the surface of the reaction object or in the vicinity thereof. The surface of the reaction target is treated by causing a chemical or physical reaction, or the compound generated by the chemical reaction of the reactive gas generated in the vicinity of the reaction target grows on the surface of the reaction target. The surface of the object is adapted to be treated.

【0013】上記構成では、少なくとも2部材によって
シャワープレートが構成されていることから、1部材に
よって構成された従来のシャワープレートのように、比
較的に厚みの大きなものに径の小さい貫通孔を形成する
までもなく、反応対象物へのガスの均一化を確実に達成
することができる。すなわち、比較的に厚みの小さい各
部材(1部材の場合の半分以下)に対して貫通孔をそれ
ぞれ形成し、各部材の貫通孔をつなげて流動抵抗の比較
的に大きな連通路を形成して第1空間と第2区間との間
の圧力差を調整することができる。
In the above configuration, since the shower plate is constituted by at least two members, a through hole having a small diameter is formed in a relatively thick member like a conventional shower plate constituted by one member. Needless to say, uniformization of the gas to the reaction target can be reliably achieved. That is, a through hole is formed for each member having a relatively small thickness (less than half of one member), and a communication passage having a relatively large flow resistance is formed by connecting the through holes of the members. The pressure difference between the first space and the second section can be adjusted.

【0014】また、厚みの大きなシャワープレートにお
いては、反応性ガスが反応することにより副生成物が貫
通孔内に詰まった場合には、これを除去することは困難
である。これに対して本願発明では、上記したように各
部材に形成される個々の貫通孔の深さは小さく、また連
通路全体として流動抵抗を大きくできればよいため、各
部材に形成する貫通孔の径を大きくすることは可能であ
る。したがって、たとえ各部材の貫通孔内に副生成物が
詰まったとしても、1部材によってシャワープレートが
構成された場合と比較して格段に副生成物の除去が容易
となる。
In the case of a shower plate having a large thickness, it is difficult to remove by-products that have clogged in the through holes due to the reaction of the reactive gas. On the other hand, in the present invention, since the depth of each through hole formed in each member as described above is small and the flow resistance as a whole as a whole communication path needs to be large, the diameter of the through hole formed in each member is sufficient. It is possible to increase. Therefore, even if a by-product is clogged in the through-hole of each member, removal of the by-product is significantly easier as compared with the case where the shower plate is constituted by one member.

【0015】なお、第1部材に形成された貫通孔と、第
2部材に形成された貫通孔とは、直接的につなげてもよ
く、また上記第1部材の各貫通孔を、中間流路を介して
上記第2部材の適宜の貫通孔とつなげる構成としてもよ
い。
The through-hole formed in the first member and the through-hole formed in the second member may be directly connected, and each through-hole of the first member may be connected to an intermediate flow passage. It may be configured to be connected to an appropriate through-hole of the second member via the.

【0016】中間流路を介して各部材の貫通孔をつなげ
る構成では、連通路全体としての長さが、中間流路を介
することによって大きくなされており、これによって連
通路としての流動抵抗が大きくなされている。このた
め、各部材の厚みを個々に大きくし、各部材に形成すべ
き貫通孔の径を小さくして連通路の流動抵抗を大きくす
る必要がないため、先に述べた本願発明の効果をさらに
確実に享受することができる。
In the configuration in which the through holes of the respective members are connected via the intermediate flow path, the overall length of the communication path is increased by passing the intermediate flow path, thereby increasing the flow resistance as the communication path. It has been done. For this reason, since it is not necessary to increase the thickness of each member individually and to reduce the diameter of the through hole to be formed in each member to increase the flow resistance of the communication passage, the effect of the present invention described above is further enhanced. You can definitely enjoy it.

【0017】好ましい実施の形態においてはさらに、上
記第1部材または上記第2部材の接合面には、上記各部
材を接合した状態において、一方の部材の各貫通孔と他
方の部材の適宜の貫通孔をつなぐ凹溝が複数形成されて
いる。
In a preferred embodiment, the joint surface of the first member or the second member further includes a through hole of one member and an appropriate through hole of the other member in a state where the members are joined. A plurality of grooves connecting the holes are formed.

【0018】すなわち、上記構成では、各部材が接合さ
れることによって、一方の部材に形成された凹溝が各部
材の貫通孔をつなぐ中間流路を形成している。
That is, in the above configuration, by joining the members, the concave groove formed in one member forms an intermediate flow path connecting the through holes of the members.

【0019】好ましい実施の形態においてはまた、上記
第1部材の複数の貫通孔は、格子状に配列されていると
ともに、上記第2部材の複数の貫通孔は、上記第1部材
の複数の貫通孔と同様な格子状に配列され、かつ、少な
くとも一方の部材においては、4つの貫通孔によって規
定される最小単位格子において対角配置された貫通孔ど
うしが、2つの凹溝によってそれぞれつながれており、
これらの凹溝の交差部が、他方の部材に形成された貫通
孔から臨むようにして各部材どうしが互いに接合されて
いる。
In a preferred embodiment, the plurality of through-holes of the first member are arranged in a lattice, and the plurality of through-holes of the second member are formed of a plurality of through-holes of the first member. The through holes are arranged in the same lattice pattern as the holes, and in at least one member, the through holes arranged diagonally in the minimum unit cell defined by the four through holes are connected by two concave grooves, respectively. ,
Each member is joined to each other such that the intersection of these concave grooves faces the through hole formed in the other member.

【0020】上記構成でも、各部材が接合されることに
よって、一方の部材に形成された凹溝が各部材の貫通孔
をつなぐ中間流路を形成しており、一方の部材の貫通孔
からは4つの凹溝が延び、これらの凹溝が他方の部材の
それぞれ異なる貫通孔につながっている。もちろん、他
方の部材の貫通孔においては、各貫通孔が一方の部材の
異なる4つの貫通孔につながっている。
Also in the above configuration, by joining the members, the concave groove formed in one member forms an intermediate flow path connecting the through holes of the members. Four grooves extend, and these grooves are connected to different through holes of the other member. Of course, in the through holes of the other member, each through hole is connected to four different through holes of one member.

【0021】好ましい実施の形態においてはさらに、上
記第1空間内には、マイクロ波発生源が配置されてお
り、上記シャワープレートを通過して上記第2空間内に
マイクロ波が供給されるようになされている。
In a preferred embodiment, a microwave generation source is further disposed in the first space so that the microwave is supplied to the second space through the shower plate. It has been done.

【0022】上記構成では、第2空間に供給されたマイ
クロ波により、第2空間内の反応性ガスがプラズマ励起
状態とされ、反応対象物の表面またはその近傍において
化学的あるいは物理的反応が起こって反応対象物の表面
が改質され、あるいは膜が成長させられる。このように
して反応性ガスをプラズマ励起する方法では、反応ガス
を高温あるいは高圧にする必要がなく、たとえば200
〜400℃程度の低温で、しかも低圧で処理が行えると
いった利点がある。
In the above configuration, the reactive gas in the second space is brought into a plasma-excited state by the microwave supplied to the second space, and a chemical or physical reaction occurs on or near the surface of the reaction object. Thus, the surface of the reaction target is modified, or a film is grown. In the method of exciting the reactive gas by plasma in this way, it is not necessary to raise the temperature of the reactive gas to high or high pressure.
There is an advantage that processing can be performed at a low temperature of about 400 ° C. and at a low pressure.

【0023】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より
明らかとなろう。
Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態を、図面を参照して具体的に説明する。図1は、本
願発明に係る表面処理装置の一例を表す縦断面図、図2
は、図1の表面処理装置に用いられているシャワープレ
ートの一部を破断した全体斜視図、図3は、図2のシャ
ワープレートの要部を拡大した平面図、図4は、図2の
シャワープレートの要部を拡大した一部破断底面図、図
5は、図3のV−V線に沿う断面図である。なお、これ
らの図において、従来例を説明するために参照した図面
に表されていた部材および要素などと同等なものには同
一の符号を付してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of the surface treatment apparatus according to the present invention, and FIG.
2 is an overall perspective view in which a part of a shower plate used in the surface treatment apparatus in FIG. 1 is cut away, FIG. 3 is a plan view in which a main part of the shower plate in FIG. 2 is enlarged, and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of FIG. In these drawings, members and elements equivalent to those shown in the drawings referred to for explaining the conventional example are denoted by the same reference numerals.

【0025】本願発明に係る表面処理装置Xは、シリコ
ンウエハなどの反応対象物4の表面またはその近傍にお
いて起こる化学的あるいは物理的反応により反応対象物
4の表面を酸化し、窒化し、灰化し、またエッチング処
理し、あるいは反応対象物の表面に金属膜やポリ酸化シ
リコン膜などの膜を成長させる装置である。なお、本実
施形態では、図1に示したようなプラズマ装置を例にと
って説明する。
The surface treatment apparatus X according to the present invention oxidizes, nitrides, and insulates the surface of the reaction object 4 by a chemical or physical reaction occurring on or near the surface of the reaction object 4 such as a silicon wafer. This is an apparatus for performing an etching process or growing a film such as a metal film or a polysilicon oxide film on the surface of a reaction target. In the present embodiment, a description will be given of a plasma apparatus as shown in FIG. 1 as an example.

【0026】上記表面処理装置Xは、図1に示したよう
に上下が開口した内部空間10を有する装置本体1を具
備しており、この装置本体1の上部開口を閉塞するよう
にしてアンテナ21が配置されるとともに下部開口を閉
塞するようにしてサセプタ22が配置されている。内部
空間10内においては、アンテナ21およびサセプタ2
2の双方に対して一定間隔隔ててシャワープレート30
が配置されており、このシャワープレート30によって
内部空間10が第1空間11および第2空間12に区画
された恰好とされている。
As shown in FIG. 1, the surface treatment apparatus X has an apparatus main body 1 having an internal space 10 which is open at the top and bottom, and the antenna 21 is closed so that the upper opening of the apparatus main body 1 is closed. Are arranged, and the susceptor 22 is arranged so as to close the lower opening. In the internal space 10, the antenna 21 and the susceptor 2
2 at a fixed interval to both sides of the shower plate 30
Are arranged, and the interior space 10 is divided into a first space 11 and a second space 12 by the shower plate 30.

【0027】装置本体1は、アルミニウムなどによって
全体が形成されており、図面上は明確には表れていない
が、平面視において三角形状ないし四角形状とされてい
る。装置本体1内に形成された第1空間11は、複数の
供給路11a,…を介して装置外部と連通しており、こ
れらの供給路11a,…から第1空間11内に反応性ガ
スや不活性ガスが供給されるようになされている。上記
したように、サセプタ22は装置本体1の下部開口を閉
塞するようにして配置されているが、このサセプタ22
はアルミナ(Al2 3 )などの絶縁体23を介して装
置本体1に取り付けられている。そして、サセプタ22
には、反応対象物4としてのシリコンウエハなどが載置
され、その表面が処理される。また、装置本体1の隅部
には、下方に突出するようにして内部空間10(とくに
第2空間12)内を減圧するポンプ25,…が取り付け
られている。
The apparatus main body 1 is formed entirely of aluminum or the like, and is not clearly shown in the drawings, but has a triangular or quadrangular shape in plan view. The first space 11 formed in the apparatus main body 1 communicates with the outside of the apparatus through a plurality of supply paths 11a,..., And reactant gas or the like enters the first space 11 from these supply paths 11a,. An inert gas is supplied. As described above, the susceptor 22 is disposed so as to close the lower opening of the apparatus main body 1.
Is attached to the apparatus main body 1 via an insulator 23 such as alumina (Al 2 O 3 ). And the susceptor 22
A silicon wafer or the like as the reaction target 4 is placed on the substrate, and the surface thereof is processed. Further, pumps 25,... Which depressurize the internal space 10 (in particular, the second space 12) are attached to the corners of the apparatus main body 1 so as to protrude downward.

【0028】アンテナ21は、マイクロ波発生源であ
り、アルミニウム製などのアンテナガイド21aと複数
の貫通孔21d,…が分散形成された銅製などのスロッ
ト板21bとの間に石英やアルミナセラミックなどの誘
電体板21cを挟み込んだ構成とされている。アンテナ
21からのマイクロ波は、第1空間11内に放出される
が、スロット板21bには上記したように複数の貫通孔
21d,…が分散形成されていることから、スロット板
21b(アンテナ21)の全体から平面的に均一にマイ
クロ波が放出されるようになされている。
The antenna 21 is a microwave generation source, and a quartz or alumina ceramic or the like is provided between an antenna guide 21a made of aluminum or the like and a slot plate 21b made of copper or the like in which a plurality of through holes 21d,. The configuration is such that the dielectric plate 21c is sandwiched therebetween. The microwave from the antenna 21 is emitted into the first space 11, but since the plurality of through holes 21d,... Are dispersedly formed in the slot plate 21b as described above, the slot plate 21b (the antenna 21) is formed. Microwaves are uniformly emitted from the entirety of the above.

【0029】シャワープレート30は、図2に示したよ
うに第1部材31および第2部材32が互いに接合され
て、たとえば全体として円板状とされている。各部材3
1,32には、複数の貫通孔31a,…32a,…がそ
れぞれ格子状に配列形成されている。第1部材31の接
合面には、図3および図4に示したように4つの貫通孔
31a,…によって規定される最小単位格子(図3およ
び図4において仮想線で囲った単位格子)において対角
配置された貫通孔31a,31aどうしが、2つの凹溝
31b,31bによってそれぞれつながれている。各部
材31,32は、これらの凹溝31b,31bの交差部
分が図4に良く表れているように第2部材32に形成さ
れた貫通孔32aから臨むようにして互いに接合されて
いる。このような接合状態では、図5に良く表れている
ように、第1部材31の凹溝31bが、第1部材31の
各貫通孔31aと第2部材32の適宜の貫通孔32aと
をつなぐ中間流路30aを構成している。すなわち、シ
ャワープレート30には、第1部材31の貫通孔31
a、中間流路30aおよび第2部材32の貫通孔32a
によって、第1空間11と第2空間12とをつなぐ連通
路が形成されている。
The shower plate 30 has a first member 31 and a second member 32 joined to each other as shown in FIG. 2, and has a disk shape, for example. Each member 3
A plurality of through holes 31a,... 32a,. As shown in FIGS. 3 and 4, the joining surface of the first member 31 has a minimum unit lattice defined by four through holes 31a (unit lattice surrounded by phantom lines in FIGS. 3 and 4). The diagonally arranged through holes 31a, 31a are connected by two concave grooves 31b, 31b, respectively. The members 31 and 32 are joined to each other such that the intersections of the concave grooves 31b and 31b face through the through holes 32a formed in the second member 32 as best seen in FIG. In such a joined state, the concave groove 31b of the first member 31 connects each through-hole 31a of the first member 31 and an appropriate through-hole 32a of the second member 32, as best seen in FIG. An intermediate channel 30a is formed. That is, the through hole 31 of the first member 31 is formed in the shower plate 30.
a, the intermediate passage 30a and the through hole 32a of the second member 32
Thereby, a communication path connecting the first space 11 and the second space 12 is formed.

【0030】このように構成された表面処理装置Xで
は、シャワープレート30が配置された内部空間10で
は、第2空間12側がポンプ25,…によって減圧され
ていることから、図5に矢印で示したように第1空間1
1側から第2空間12側に反応性ガスないし不活性ガス
が流動する。すなわち、第1部材31の貫通孔31a、
中間流路30aおよび第2部材32の貫通孔32aから
なる連通路を経て第1空間11から第2空間12にガス
が流動する。一方、アンテナ21からのマイクロ波は第
1空間11内に放出され、シャワープレート30を通過
して第2空間12内に供給される。マイクロ波の供給に
よって第2空間12内ではグロー放電が起こり、このグ
ロー放電によって第2空間内12の反応ガスが電離等さ
れて反応ガスがプラズマ励起状態とされる。そして、サ
セプタ22上に載置されたシリコンウエハなどの反応対
象物4の表面またはその近傍においては、プラズマ励起
状態とされた反応性ガスによって化学的あるいは物理的
反応が起こり、これによって反応対象物4の表面が処理
される。
In the surface treatment apparatus X configured as described above, in the internal space 10 in which the shower plate 30 is disposed, the pressure in the second space 12 is reduced by the pumps 25,. First space 1
A reactive gas or an inert gas flows from the first side to the second space 12 side. That is, the through hole 31a of the first member 31,
The gas flows from the first space 11 to the second space 12 through a communication path including the intermediate flow path 30a and the through hole 32a of the second member 32. On the other hand, the microwave from the antenna 21 is emitted into the first space 11, passes through the shower plate 30, and is supplied into the second space 12. A glow discharge occurs in the second space 12 by the supply of the microwave, and the reaction gas in the second space 12 is ionized by the glow discharge, so that the reaction gas is brought into a plasma excited state. Then, on the surface of the reaction target 4 such as a silicon wafer placed on the susceptor 22 or in the vicinity thereof, a chemical or physical reaction occurs due to the reactive gas in a plasma-excited state. 4 are treated.

【0031】上記構成の表面処理装置Xでは、シャワー
プレート30の連通路を経て第1空間11から第2空間
12にガスが流動するため、第1空間11と第2空間1
2との間の圧力差は、連通路の形態、すなわち各部材3
1,32の貫通孔31a,32aの径や深さばかりでな
く、中間流路30aの形態によっても調整することがで
きる。
In the surface treatment apparatus X having the above structure, the gas flows from the first space 11 to the second space 12 through the communication path of the shower plate 30, so that the first space 11 and the second space 1
2 is in the form of a communication path, ie, each member 3
It can be adjusted not only by the diameters and depths of the through holes 31a and 32a, but also by the form of the intermediate flow path 30a.

【0032】この中間流路30aは、第1部材31の接
合面に、貫通孔31aとつながるようにして形成された
凹溝31bによって構成されていることから、凹溝の断
面積や長さを調整すれば中間流路30aでの流動抵抗の
調整を行うことができる。このような調整は、各部材3
1,32の厚みを調整し、また各部材31,32に形成
すべき貫通孔31a,32aの径を小さくすることに比
べれば、きわめて容易である。
Since the intermediate flow path 30a is formed by a groove 31b formed on the joint surface of the first member 31 so as to be connected to the through hole 31a, the cross-sectional area and length of the groove can be reduced. If adjusted, the flow resistance in the intermediate flow path 30a can be adjusted. Such adjustment is performed by each member 3
This is extremely easy as compared with adjusting the thickness of the through holes 1 and 32 and reducing the diameters of the through holes 31a and 32a to be formed in the members 31 and 32.

【0033】また、中間流路30aによって連通路の流
動抵抗の調整が行えれば、各部材31,32の厚みをそ
れぞれ比較的に小さく設定し、このような部材31,3
2に対して、比較的に径の大きな貫通孔31a,32a
を形成しつつ、反応対象物4に反応性ガスを平面的に均
一に供給することができるようになる。
If the flow resistance of the communication passage can be adjusted by the intermediate flow passage 30a, the thickness of each of the members 31, 32 is set to be relatively small, and such members 31, 3 are set.
2, the through holes 31a, 32a having a relatively large diameter
Is formed, and the reactive gas can be uniformly supplied to the reaction target 4 in a planar manner.

【0034】このような構成では、各部材31,32の
厚みをそれぞれ比較的に小さく設定でき、しかも貫通孔
31a,32aの径を比較的に大きくできることから、
以下のような利点が得られる。第1に、シャワープレー
ト30に形成すべき連通路の流動抵抗を大きくせざるを
得ない場合であっても、貫通孔31a,32a自体の流
動抵抗をさほど大きくすることなく、主として中間流路
30aの流動抵抗の調整により確実に対応することがで
きるようになる。第2に、反応性ガスの反応による副生
成物などが各貫通孔31a,32a内に詰まったとして
も、これを容易に除去することができる。
In such a configuration, the thickness of each of the members 31, 32 can be set relatively small, and the diameter of the through holes 31a, 32a can be made relatively large.
The following advantages are obtained. First, even when the flow resistance of the communication passage to be formed in the shower plate 30 has to be increased, the flow resistance of the through holes 31a and 32a itself is not greatly increased, and the intermediate flow passage 30a is mainly used. The adjustment of the flow resistance can surely respond. Secondly, even if by-products or the like due to the reaction of the reactive gas are clogged in the through holes 31a and 32a, they can be easily removed.

【0035】もちろん、本願発明の技術的範囲は、上述
した実施形態において説明したものには限定されず、種
々に設計変更可能である。たとえば、本実施形態では、
反応性ガスがプラズマ励起される表面反応装置Xについ
て説明したが、アンテナ21やサセプタ22をもたない
構成の表面反応装置Xも本願発明の適用範囲である。
Of course, the technical scope of the present invention is not limited to those described in the above embodiments, and various design changes can be made. For example, in this embodiment,
Although the surface reaction apparatus X in which the reactive gas is plasma-excited has been described, the surface reaction apparatus X having no antenna 21 or susceptor 22 is also applicable to the present invention.

【0036】また、シャワープレート30においては、
第1部材31の各貫通孔31aが第2部材32の適宜の
貫通孔32aと中間流路30aを介してつなげられてい
たが、各部材31,32の貫通孔31a,32aを直接
的につなげた構成であってもよい。
In the shower plate 30,
Each through-hole 31a of the first member 31 is connected to an appropriate through-hole 32a of the second member 32 via the intermediate flow path 30a. However, the through-holes 31a, 32a of each of the members 31, 32 are directly connected. May be adopted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本願発明に係る表面処理装置の一例を表す縦断
面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating an example of a surface treatment apparatus according to the present invention.

【図2】図1の表面処理装置に用いられているシャワー
プレートの一部を破断した全体斜視図である。
FIG. 2 is an overall perspective view in which a part of a shower plate used in the surface treatment apparatus of FIG. 1 is broken.

【図3】図2のシャワープレートの要部を拡大した平面
図である。
FIG. 3 is an enlarged plan view of a main part of the shower plate of FIG. 2;

【図4】図2のシャワープレートの要部を拡大した一部
破断底面図である。
FIG. 4 is a partially cutaway bottom view in which main parts of the shower plate of FIG. 2 are enlarged.

【図5】図3のV−V線に沿う断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along the line VV in FIG. 3;

【図6】従来の表面処理装置の一例であるプラズマ装置
を表す縦断面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view illustrating a plasma apparatus which is an example of a conventional surface treatment apparatus.

【図7】図6の表面処理装置に用いられているシャワー
プレートの一部を破断した全体斜視図である。
7 is an overall perspective view in which a part of a shower plate used in the surface treatment apparatus of FIG. 6 is cut away.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

X 表面処理装置 1 装置本体 4 反応対象物 10 内部空間 11 第1空間(内部空間の) 12 第2空間(内部空間の) 21 アンテナ(電極部としての) 22 電極部 30 シャワープレート 30a 中間流路 31 第1部材(シャワープレートの) 31a 貫通孔(第1部材の) 31b 凹溝(第1部材の) 32 第2部材(シャワープレートの) 32a 貫通孔(第2部材の) X Surface treatment device 1 Device main body 4 Reaction object 10 Internal space 11 First space (of internal space) 12 Second space (of internal space) 21 Antenna (as electrode unit) 22 Electrode unit 30 Shower plate 30a Intermediate flow path 31 first member (of the shower plate) 31a through hole (of the first member) 31b concave groove (of the first member) 32 second member (of the shower plate) 32a through hole (of the second member)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05H 1/46 H01L 21/302 B (72)発明者 村川 栄祐 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株 式会社内 Fターム(参考) 4K030 BA44 EA05 FA02 KA12 4K057 DA20 DB01 DD01 DM29 DM37 5F004 AA01 BA20 BB14 BB28 BB32 BD01 BD04 5F045 AA08 AA09 DP03 EB02 EF05 EH03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H05H 1/46 H01L 21/302 B (72) Inventor Eisuke Murakawa 21 Ryozaki-cho, Niinin, Ukyo-ku, Kyoto ROHM Co., Ltd. Company F term (reference) 4K030 BA44 EA05 FA02 KA12 4K057 DA20 DB01 DD01 DM29 DM37 5F004 AA01 BA20 BB14 BB28 BB32 BD01 BD04 5F045 AA08 AA09 DP03 EB02 EF05 EH03

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部空間が形成された装置本体と、上記
内部空間を、外部から反応性ガスが供給される第1空間
と反応対象物が収容される第2空間とに区画するととも
に、上記第1空間と上記第2空間とを連通する連通路が
形成されたシャワープレートと、を備え、上記第1空間
に供給された上記反応性ガスが上記連通路を通過して上
記第2空間側に流動し、この第2空間内における反応性
ガスの化学的あるいは物理的反応により、上記反応対象
物の表面が処理されるようになされた表面処理装置であ
って、 上記シャワープレートは、互いに接合されるとともに、
複数の貫通孔が分散形成された第1部材および第2部材
を有しており、かつ、 上記第1部材の各貫通孔が上記第2部材の適宜の貫通孔
とつなげられて上記連通路が形成されていることを特徴
とする、表面処理装置。
1. An apparatus main body having an internal space formed therein, and the internal space is partitioned into a first space to which a reactive gas is supplied from the outside and a second space to accommodate a reaction target, and A shower plate formed with a communication passage communicating the first space and the second space, wherein the reactive gas supplied to the first space passes through the communication passage and is connected to the second space. A surface treatment device configured to treat the surface of the reaction target by a chemical or physical reaction of the reactive gas in the second space, wherein the shower plates are joined to each other. As well as
A first member and a second member in which a plurality of through-holes are dispersedly formed, and each through-hole of the first member is connected to an appropriate through-hole of the second member to form the communication passage; A surface treatment device characterized by being formed.
【請求項2】 上記第1部材の各貫通孔は、中間流路を
介して上記第2部材の適宜の貫通孔とつなげられてい
る、請求項1に記載の表面処理装置。
2. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein each through hole of the first member is connected to an appropriate through hole of the second member via an intermediate flow path.
【請求項3】 上記第1部材または上記第2部材の接合
面には、上記各部材を接合した状態において、一方の部
材の各貫通孔と他方の部材の適宜の貫通孔をつなぐ凹溝
が複数形成されている、請求項2に記載の表面処理装
置。
3. A joint groove that connects each through hole of one member and an appropriate through hole of the other member in a state where the above members are joined, on a joint surface of the first member or the second member. The surface treatment device according to claim 2, wherein a plurality of the surface treatment devices are formed.
【請求項4】 上記第1部材の複数の貫通孔は、格子状
に配列されているとともに、上記第2部材の複数の貫通
孔は、上記第1部材の複数の貫通孔と同様な格子状に配
列され、かつ、 少なくとも一方の部材においては、4つの貫通孔によっ
て規定される最小単位格子において対角配置された貫通
孔どうしが、2つの凹溝によってそれぞれつながれてお
り、これらの凹溝の交差部が、他方の部材に形成された
貫通孔から臨むようにして各部材どうしが互いに接合さ
れている、請求項2に記載の表面処理装置。
4. The plurality of through-holes of the first member are arranged in a grid, and the plurality of through-holes of the second member are formed in a grid similar to the plurality of through-holes of the first member. And, in at least one member, through holes arranged diagonally in a minimum unit cell defined by four through holes are connected by two concave grooves, respectively. The surface treatment apparatus according to claim 2, wherein the members are joined to each other such that the intersection portion faces from a through hole formed in the other member.
【請求項5】 上記第1空間内には、マイクロ波発生源
が配置されており、上記シャワープレートを通過して上
記第2空間内にマイクロ波が供給されるようになされて
いる、請求項1ないし4のいずれかに記載の表面処理装
置。
5. The microwave generating source is disposed in the first space, and the microwave is supplied to the second space through the shower plate. 5. The surface treatment apparatus according to any one of 1 to 4.
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