JP2012060101A - ガス供給部材、プラズマ処理装置およびイットリア含有膜の形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一つの実施形態によれば、ガス供給部材41は、第1の径を有するガス流路421と、ガス流路421の一方の端部に接続され、ガス供給部材41のガス流の下流側の面41Aに設けられる吐出口422と、を有するガス供給路42を備える。吐出口422を構成する面の少なくとも一部の面は曲面によって構成される。また、吐出口422を構成する面上と、ガス供給部材41の下流側の面41A上とにイットリア含有膜50を備える。
【選択図】図7
Description
第1の実施形態では、プラズマの暴露に対して耐性を有する膜をプラズマ処理装置の内壁に適用した場合を例に挙げて説明する。図1は、第1の実施形態によるプラズマ処理装置の構成の一例を模式的に示す断面図である。ここでは、プラズマ処理装置10として、RIE装置を例示している。プラズマ処理装置10は、気密に構成されたたとえばアルミニウム製のチャンバ11を有している。このチャンバ11は接地されている。
図6は、第2の実施形態によるシャワーヘッドの吐出口付近の様子を模式的に示す断面図である。ここでは、母材であるシャワーヘッド41のガス流路421の吐出口422が角度の異なる複数の面で構成されている点が第1の実施形態の場合と異なる。第2の実施形態でも、保護膜50は、ガス供給部材であるシャワーヘッド41の吐出口422付近と下流側の面に形成される。このような構造の保護膜50では、角部44に集中する応力が緩和される。第2の実施形態では、保護膜50で被覆されている領域に存在する角部44での膜厚d2をそれ以外での膜厚d1よりも厚くした場合、更に応力が緩和されるためクラックが入りづらい構造となる。ここで、膜厚d1,d2は、シャワーヘッド41上の各位置における法線方向の保護膜50の厚さである。具体的には、角部44でない部分での膜厚d1は10〜100μm程度の厚さであり、角部44付近での膜厚d2は、d1より1〜2倍程厚い10〜200μm程度の厚さであるのが望ましい。
図7は、第3の実施形態を模式的に示す断面図である。図6に示した第2の実施形態では、母材であるシャワーヘッド41の吐出口422を形成する面とガス流の下流側の面(下面)がそれぞれ曲面ではなく、それぞれの面が所定の角度で接続されて角部44を有しているが、図7に示した第3の実施形態では、母材であるシャワーヘッド41のガス流路421を形成する面とシャワーヘッド41の下流側の面41Aとが滑らかな曲面によって接続される場合を示している。ここで、ガス流路421との接続部から離れるにしたがって吐出口422の開口径が増大し、シャワーヘッド41の下流側の面41Aでの開口径が第1の径よりも大きい第2の径となるテーパ形状を有するように、吐出口422を構成する曲面が構成される。図7の例では、吐出口422を構成する面のすべてが曲面によって構成される場合が示されているが、これに限定されるものではなく、少なくとも吐出口422を形成する面とシャワーヘッド41の下流側の面41Aとの接続部付近(図6の角部44に対応する領域)で曲面を有していればよい。なお、シャワーヘッド41の下流側の面41Aは、吐出口422から吐出されるガスがプラズマ化される際に、プラズマが生成される領域に面するシャワーヘッド41を構成する面である。また、図7におけるシャワーヘッド41の吐出口422を形成する曲面における曲率半径は、100〜500μm程度であることが望ましい。
図8は、第4の実施形態によるシャワーヘッドの吐出口付近の様子を模式的に示す断面図である。第4の実施形態は、第3の実施形態と略同様の構造を有するが、第3の実施形態では、吐出口422上の保護膜50の膜厚が一定であるのに対し、第4の実施形態では、吐出口422の中央付近に向かうにつれて、保護膜50の膜厚が徐々に薄くなり、ガス流路421の側面にイットリア膜が形成されない点が第3の実施形態と異なる。このような構造の保護膜50では、第2の実施形態よりも更に角部43に集中する応力が緩和されるため、第2の実施形態よりもクラックが入りづらい構造となる。曲面部分の膜厚は10〜100μm程度に連続的に変化するのが望ましい。図8におけるシャワーヘッド41の曲面における曲率半径は、図7と同様に100〜500μm程度であることが望ましい。
Claims (12)
- 第1の径を有するガス流路と、前記ガス流路の一方の端部に接続され、ガス供給部材のガス流の下流側の面に設けられる吐出口と、を有するガス供給路を備える前記ガス供給部材において、
前記吐出口を構成する面の少なくとも一部の面は曲面によって構成され、
前記吐出口を構成する面上と、前記ガス供給部材の前記下流側の面上とにイットリア含有膜を備えることを特徴とするガス供給部材。 - 前記曲面は、前記吐出口を構成する面と前記ガス供給部材の前記下流側の面との接続部付近に形成されることを特徴とする請求項1に記載のガス供給部材。
- 前記イットリア含有膜は、前記吐出口を構成する面上で略同じ膜厚であることを特徴とする請求項1または2に記載のガス供給部材。
- 前記イットリア含有膜は、前記吐出口付近の前記ガス流路を構成する面にも形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のガス供給部材。
- 前記イットリア含有膜の厚さは、前記ガス流路と前記吐出口との境界付近に向かうにつれて薄くなることを特徴とする請求項1に記載のガス供給部材。
- 前記イットリア含有膜は、前記ガス流路には形成されないことを特徴とする請求項4に記載のガス供給部材。
- 前記吐出口は、前記ガス流路の一方の端部から離れるにしたがって開口径が増大し、前記ガス供給部材の前記下流側の面での開口径が前記第1の径よりも大きい第2の径となるように前記吐出口を構成する曲面が構成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載のガス供給部材。
- 前記ガス供給部材の前記下流側の面は、前記吐出口から吐出されるガスがプラズマ化される際に、前記プラズマが生成される領域に面する前記ガス供給部材を構成する面であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載のガス供給部材。
- チャンバ内に、処理対象を保持する処理対象保持手段と、前記処理対象保持手段に前記吐出口が対向するように配置される請求項1〜8のいずれか1つに記載の前記ガス供給部材と、前記チャンバ内に導入されたガスをプラズマ化するプラズマ生成手段と、を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
- 第1の径を有するガス流路と、前記ガス流路の一方の端部に接続され、前記端部から、前記第1の径よりも大きい第2の径となるように開口径が増大し、ガス供給部材のガス流の下流側の面に設けられる吐出口と、を有するガス供給路を備え、前記吐出口を構成する面の少なくとも一部の面は曲面によって構成される前記ガス供給部材にイットリア含有膜を形成するイットリア含有膜の形成方法において、
前記ガス供給部材の前記下流側の面上と、前記吐出口を構成する面上と、前記ガス流路の前記吐出口側付近の内面上とに前記イットリア含有膜を形成することを特徴とするイットリア含有膜の形成方法。 - 第1の径を有するガス流路と、前記ガス流路の一方の端部に接続され、前記端部から、前記第1の径よりも大きい第2の径となるように開口径が増大し、ガス供給部材のガス流の下流側の面に設けられる吐出口と、を有するガス供給路を備え、前記吐出口を構成する面の少なくとも一部の面は曲面によって構成される前記ガス供給部材にイットリア含有膜を形成するイットリア含有膜の形成方法において、
前記ガス供給部材の前記ガス流路を栓部材で塞いだ後、前記ガス供給部材の前記下流側の面上と、前記吐出口を構成する面上と、前記栓部材上と、にイットリア含有膜を形成し、前記ガス流路の前記栓部材を除去することを特徴とするイットリア含有膜の形成方法。 - 前記イットリア含有膜を溶射法、CVD法、エアロゾルデポジション法、コールドスプレー法、ガスデポジション法、静電微粒子衝撃コーティング法、または衝撃焼結法によって形成することを特徴とする請求項10または11に記載のイットリア含有膜の形成方法。
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