JP2021188138A - シャワープレート、基材処理装置、および基材処理方法 - Google Patents
シャワープレート、基材処理装置、および基材処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021188138A JP2021188138A JP2021091168A JP2021091168A JP2021188138A JP 2021188138 A JP2021188138 A JP 2021188138A JP 2021091168 A JP2021091168 A JP 2021091168A JP 2021091168 A JP2021091168 A JP 2021091168A JP 2021188138 A JP2021188138 A JP 2021188138A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shower plate
- main body
- emissivity
- treated portion
- stage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 28
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims abstract description 50
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 50
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 8
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3244—Gas supply means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
-
- 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
- C23C16/458—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 supporting substrates in the reaction chamber
-
- 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
- C23C16/458—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 supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
- C23C16/4586—Elements in the interior of the support, e.g. electrodes, heating or cooling devices
-
- 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
- C23C16/46—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 heating the substrate
-
- 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
- C23C16/56—After-treatment
-
- 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
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
-
- 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
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
- C23C4/11—Oxides
-
- 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
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/18—After-treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3244—Gas supply means
- H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32715—Workpiece holder
- H01J37/32724—Temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
【課題】シャワープレートを提供する。【解決手段】シャワープレートの実施形態は、複数のスルーホールを有する板状導体の本体部を備え、本体部は下面の少なくとも一部に表面処理部が設けられており、表面処理部には表面処理が行われ、それにより、放射率の異なる二つ以上の領域が下面上に存在し、フランジが本体部を囲んでいる。【選択図】図2
Description
シャワープレート、基材処理装置、および基材処理方法に関する例が説明されている。
基材を処理する半導体プロセスでは、プロセス結果における基材の面内均一性を改善する必要がある。プロセス結果における基材の面内均一性を改善するために、ウェーハ温度の面内分布を制御してもよい。例えば、ウェーハステージまたはサセプターを複数のゾーンに分割することにより、ウェーハ温度の面内分布を制御し、ゾーン毎に温度制御を行うことができる。しかし、複数のステージゾーンの温度を変更するための構造が非常に複雑でトラブルが発生しやすく、さらにコストも高くなる。
本明細書に記載のいくつかの例は、上記の問題に対応することができる。本明細書に記載のいくつかの例は、基材温度の面内分布を制御するのに好適なシャワープレート、基材処理装置および基材処理方法を提供することができる。
いくつかの実施形態では、シャワープレートは、複数のスルーホールを有する板状導体の本体部を備え、本体部は下面の少なくとも一部に表面処理部が設けられ、表面処理部には表面処理が行われ、それにより、放射率の異なる二つ以上の領域が下面上に存在し、フランジが本体部を囲んでいる。
シャワープレート、基材処理装置、および基材処理方法について、図面を参照して説明する。同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する場合がある。
図1は基材処理装置の構成例を例示する断面図である。基材処理装置10は、例えば、金属から形成されるチャンバー(反応チャンバー)12を備える。チャンバー12には、シャワープレート14が設けられる。シャワープレート14は、電力、例えばRFパワーが供給される。シャワープレート14は、その中に形成されるスルーホール14aを有する。シャワープレート14は、単一の部品または複数の部品の組み合わせで構成される。一実施形態では、シャワープレート14の材料は、アルミニウム、アルミニウム合金、またはシリコンである。別の実施形態では、シャワープレート14は、任意の導体であってもよい。
チャンバー12では、シャワープレート14に面するサセプター18が設けられる。サセプター18は、例えば接地のためにチャンバー12と電気的に接続することができる。したがって、シャワープレート14およびサセプター18は、平行平板構造を提供する。
シャワープレート14には、ガス供給パイプ22が絶縁構成要素20を介して連結される。ガス供給パイプ22は、シャワープレート14とサセプター18との間にガスを供給する。絶縁構成要素20は、シャワープレート14をガス供給パイプ22から電気的に分離するために絶縁体から形成される。
チャンバー12の側面上に、ガス排出部24が設けられる。ガス排出部24は、基材処理に使用されたガスを排出するために設けられる。したがって、真空ポンプは、ガス排出部24に連結することができる。
シャワープレート14とチャンバー12との間に、排気ダクト30が設けられる。排気ダクト30は、例えば、セラミックで形成される。排気ダクト30は、Oリング34を介してチャンバー12に取り付けられる。Oリング34は、排気ダクト30の重量によって好適な程度に圧縮される。シャワープレート14は、Oリング32を介して排気ダクト30に取り付けられる。Oリング32は、シャワープレート14の重量によって好適な程度に圧縮される。
さらに、流量制御リング(FCR)36は、排気ダクト30から一定の間隔で設けられている。FCR36は、Oリング38を介してチャンバー12に取り付けられる。Oリング38は、FCR36の重量によって好適な程度に圧縮される。
一実施形態では、排気ダクト30は、GND電位を有するチャンバー12から電力が供給されるシャワープレート14を電気的に絶縁している。この目的のために、排気ダクト30は絶縁体で形成されている。排気ダクト30およびFCR36は、基材処理等に使用されたガスを、シャワープレート14とサセプター18との間からガス排出部24に導く。したがって、一実施形態では、排気ダクト30およびFCR36は、平面図でサセプター18を取り囲むように環状に形成され、ガスをガス排出部24に導く。
図2は、シャワープレート14およびサセプター18の構成例を例示する断面図である。シャワープレート14は、本体部14Aおよびフランジ14Bを備える。本体部14Aは、複数のスルーホール14aを有する板状導体である。図2の実施形態では、本体部14Aは、サセプター18の真上に配置され、X1の幅を有する。本体部14Aの下面14bの少なくとも一部には、表面処理された表面処理部40が設けられている。表面処理部40は、図2の実施形態では、下面14bの一部上の酸化膜である。この酸化膜は、例えば陽極酸化によって本体部14Aを酸化することによって形成されることができる。酸化膜は、例えば、Al2O3またはSiO2である。一実施形態では、表面処理部40を構成する酸化膜の厚さは、50μm未満である。別の実施形態では、酸化膜の厚さは、1μm以下である。表面処理部40は、スルーホール14aを閉じることなく、本体部14Aの下面14bの少なくとも一部上に設けられる。
下面14bの一部上に表面処理部40がある。下面14bでは、それに応じて、表面処理部40および本体部14Aの両方が露出している。すなわち、異なる放射率を有する二つの領域が、下面14b上に存在する。この実施形態では、表面処理部40の放射率は、本体部14Aの放射率よりも高い。放射率が高いほど熱は多く吸収され、放射率が低いほど熱は吸収されにくくなる。
別の実施形態では、異なる放射率を有する三つ以上の領域が下面14b上に設けられることができる。例えば、表面処理部として、厚さの異なる二つ以上の酸化皮膜を設けることができる。より具体的には、第一の酸化膜、第一酸化膜よりも厚い第二の酸化膜、および本体部14Aが下面14b上に露出しており、それにより異なる放射率を有する三つの領域を設けることができる。
フランジ14Bは、本体部14Aを囲む。一実施形態では、本体部14Aと一体的に形成されるフランジ14Bは、本体部14Aを取り囲むリング状の導体である。フランジ14Bを使用して、シャワープレート14を固定することができる。
サセプター18は、ステージ18A、ステージ18Aを支持するシャフト18B、およびステージ18Aを加熱するヒーター19を備える。ステージ18Aは、下面14bに面する。一実施形態では、シャフト18Bは、例えば、モータによって、図2の両矢印方向に移動することができる。ヒーター19として、ステージを加熱するために構成される任意のヒーターを採用することができる。ヒーター19は、ステージ18Aに埋め込まれてもよく、またはステージ18Aの下部もしくは側部に配置されてもよい。
図3は、シャワープレート14の底面図である。一実施形態では、スルーホール14aは、第一のスルーホール14a’および第二のスルーホール14a”を備える。第一のスルーホール14a’および第二のスルーホール14a”は、異なるガスを基材に供給するために設けられる。実施形態では、表面処理部40は、下面14bの中心に形成される。
図4は、別の実施形態による表面処理部を示す断面図である。図4は、表面処理部として設けられる粗面60を例示する。粗面60は、表面処理部の周辺と比較して、増加した表面粗さを示す。この実施形態では、粗面60の表面粗さは、シャワープレート14の元の表面粗さよりも大きい表面粗さを有する。粗面60は、例えば、ブラスト処理によって形成されることができる。下面14bの表面粗さが大きいほど、表面積が大きくなる。したがって、表面粗さを増加させることにより、放射率を向上させることができる。
別の実施形態では、下面14bには、表面粗さの程度が異なる三つ以上の領域が設けられ、それにより、放射率の異なる三つ以上の領域を設けることができる。
図5は、さらに別の実施形態における表面処理部を示す断面図である。図5は、表面処理部として設けられるコーティング70を例示する。コーティング70の材料は、本体部14Aの材料とは異なる。コーティング70は、スルーホール14aを閉鎖することなく設けられる。一実施形態では、コーティング70の材料は、例えば、Y2O3またはYF3である。テフロン(登録商標)はまた、コーティング70として設けられることができる。一実施形態では、コーティング70の放射率は、アルミニウムを含む本体部14Aの放射率よりも高い。別の実施形態では、コーティングの材料は、本体部14Aの材料とは異なる任意の材料とすることができる。例えば、コーティングは、溶射またはCVDによって形成されることができる。コーティングの厚さは、自由に決定され、例えば、50μm未満または1μm以下とすることができる。
本体部の材料とは異なる材料のコーティングが表面処理部として設けられる場合、異なる厚さを有する二つ以上のコーティングが設けられてもよい。例えば、第一のコーティング、および第一のコーティングよりも厚くなるように、第一のコーティングとは異なる領域に形成される第二のコーティングが設けられることができる。この場合、異なる放射率を有する三つの領域は、下面14b上に設けられることができる。
表面処理部の一例として、酸化物膜、粗面、およびコーティングが記載されているが、別の例では、別の実施形態の表面処理部が設けられることができる。
図6A〜6Hは、表面処理部の配置例を例示する底面図である。図6Aは、下面14bの中心に表面処理部40を円形に設ける実施形態を例示する図である。図6Bは、下面14b上にリング形状に表面処理部40を設ける実施形態を例示する図である。図6Cは、特定のセクターを除くほとんどの下面14b上に表面処理部40を設ける実施形態を例示する図である。図6Dは、下面14b上に扇形に表面処理部40を設ける実施形態を例示する図である。図6Eは、下面14bの外側のエッジに沿って環状に表面処理部40を設ける実施形態を例示する図である。図6Fは、下面14bの外側のエッジに沿って断続的に表面処理部40を設ける実施形態を例示する図である。図6Gは、表面処理部40として第一の部分40aおよび第二の部分40bを設ける実施形態を例示する図である。第一の部分40aおよび第二の部分40bの両方が表面処理を受けているが、それらの放射率は異なる。この例では、第二の部分40bの放射率は、第一の部分40aの放射率よりも高い。第一の部分40aおよび第二の部分40bの放射率は、本体部14Aの放射率よりも高い。したがって、図6Gの例では、放射率が異なる三つの領域が設けられている。図6Hは、下面14b上全体に表面処理部40を設ける実施形態を例示する図である。表面処理部40は、異なる放射率を有する第一の部分40aおよび第二の部分40bを備える。第二の部分40bの放射率は第一の部分40aの放射率よりも高く、第一の部分40aの放射率は本体部14Aの放射率よりも高い。図6A〜6Hは単なる例示であり、表面処理部は下面14b上のどこにでも形成されることができる。
図7は、基材処置方法の実施形態を例示する。この基材処理方法では、最初に、基材50がステージ18A上に配置される。基材50は、基材処理装置で処理される。シャワープレート14の下面14bは、ステージおよび基材50に面している。基材50は、例えば、ウェーハである。基材50は、表面処理部40の直下に配置される直下部50aと、本体部14Aの表面処理部40以外の部分の直下に配置される非直下部50bおよび50cと、を備える。
次に、例えば、ステージ18Aがヒーター19により400℃以上に加熱される間に、基材50をプラズマ処理する。一実施形態では、スルーホール14aを介してステージ18A上にガスを供給しながら、シャワープレート14に高周波電力を供給することによって、基材50にプラズマ処理を行う。このとき、下面14bの少なくとも一部上には、表面処理された表面処理部40が存在するため、下面14bには、放射率の異なるあと二つの領域が存在する。これにより、基材50の冷却度は、基材50の面積に応じて異なる。具体的には、基材50の直下部50aは、放射率が高い表面処理部40に面しているため、熱は容易に放散される。一方、基材50の非直下部50bおよび50cは、放射率が低い本体部14Aに面しているため、熱を放散させることが困難である。図7では、実線の矢印は、直下部50aからの熱放散量が多いことを示し、破線の矢印は、非直下部50bおよび50cからの熱放散量が少ないことを示す。したがって、この実施形態では、シャワープレート14の寄与に関する限り、熱は、直下部50aにおいて容易に放散され、熱は、非直下部50bおよび50cにおいて放散することは困難である。したがって、表面処理部を設けることにより、基材温度分布を制御することができる。上記のようなこのようなプロセスは、例えば、高温プラズマ処理として提供されることができる。
一実施形態では、ステージ18Aおよびシャワープレート14の平行平板構造では、基材の中心は、基材の外側のエッジよりも温度が高くなる傾向がある。したがって、基材の中心直上に放射率の高い表面処理部を設けることにより、表面処理部を設けない場合よりも基材の温度を均一に近づけることができる。
別の実施形態では、基材に意図的に温度差を設けるプロセスを採用してもよい。この場合、意図される温度差を得るために、表面処理部の形状を調整することができる。
つまり、表面処理部は、各放射率に対してシャワープレートの下面を複数のゾーンに分割して、基材から放散される熱が平面内で制御されるように設けられる。表面処理部40は、表面処理部の材料または形状に応じて、下面14b上の表面処理部以外の領域よりも高い放射率または低い放射率を有する。表面処理部は、シャワープレートの下面を処理することによって容易に設けられることができるため、コスト優位性をもたらす。
図8は、表面処理によって基材温度が調整されることを示すグラフである。円は、Al製のシャワープレートが使用される場合の基材温度の面内分布の例を示す。矩形は、Al製の別のシャワープレートが使用される場合の基材温度の面内分布の例を示す。このシャワープレートは、その上全体に酸化膜が形成されており、さらに、その上全体にブラスト処理が行われている。これらの実施形態では、同じプロセスが採用されている。具体的には、Arは3slmでチャンバー内に供給され、チャンバー内圧力は600Paに設定され、ステージとシャワープレートとの隙間は14.5mmに設定され、サセプター、シャワープレート、およびチャンバー壁面の温度は、それぞれ650℃、240℃、および160℃に設定される。図8によると、酸化膜と粗面の組み合わせを備える表面処理部を設けることにより、基材温度を下げることができることが分かる。
図9は、基材温度が表面処理によって調整されることを示す別のグラフである。図9に、三つの異なるシャワープレートを使用することにより基材に処理を行った場合の直径300mmの基材の温度分布を示す。円で示すデータは、Al製のシャワープレートを使用した場合の基材温度の面内分布の例を示す。菱形で示すデータは、Al製の別のシャワープレートを使用した場合の基材温度の面内分布の例を示す。このシャワープレートは、その下面の中心に、直径150mmの領域にブラスト処理によって形成される粗面を有する。矩形で示すデータは、Al製の別のシャワープレートを使用した場合の基材温度の面内分布の例を示す。このシャワープレートは、その下面の中心に、直径150mmの領域に形成される酸化膜およびさらにブラスト処理により形成される粗面を有する。実施形態のいずれかにおいて、Al材料は、シャワープレートの下面の外側のエッジ側に露出する。図9の全てのデータは、シミュレーションによって得られた。
図9によれば、粗面を形成することによって基材温度を下げることができ、酸化膜上に粗面を形成することによって基材温度をさらに下げることができることが分かる。円で示されるAl製シャワープレートの放射率は0.1であり、Alの粗面の放射率は0.2であり、酸化膜の粗面の放射率は0.3である。
図10は、基材からシャワープレートに加えられる輻射熱の量を示すグラフである。図10の結果は、シミュレーションによって得られた。円で示されるデータは、表面全体でアルミニウムが露出しているシャワープレートに関連して得られるデータを示す。アルミニウムの放射率を0.1と仮定する。三角形で示されるデータは、表面全体が酸化膜(AlOx)で覆われているシャワープレートに関連して得られるデータを示す。酸化物膜の放射率を0.2と仮定する。図10によると、特に基材温度が400℃以上の高温領域では、基材からシャワープレートへの輻射熱量の差がより大きくなる。換言すると、表面処理部を設けることによる基材の温度低下の効果は、基材温度が高いほどより顕著である。
Claims (12)
- 複数のスルーホールを有する板状導体の本体部であって、該本体部の下面の少なくとも一部に表面処理部が設けられており、前記表面処理部に表面処理が行われているにより放射率の異なる二つ以上の領域が前記下面上に存在する、本体部と、
前記本体部を囲むフランジと、を備えるシャワープレート。 - 前記表面処理部が酸化物膜である、請求項1に記載のシャワープレート。
- 前記表面処理部が、異なる厚さを有する二つ以上の酸化物膜を備える、請求項1に記載のシャワープレート。
- 前記酸化物膜の厚さが50μm未満である、請求項2に記載のシャワープレート。
- 前記酸化物膜の厚さが1μm以下である、請求項2に記載のシャワープレート。
- 前記表面処理部が粗面を有し、前記表面処理部の表面粗さが前記表面処理部の周辺と比較して大きい、請求項1に記載のシャワープレート。
- 前記表面処理部が、前記本体部の材料とは異なる材料のコーティングである、請求項1に記載のシャワープレート。
- 前記表面処理部が、前記本体部の材料とは異なる材料の異なる厚さを有する二つ以上のコーティングを備える、請求項1に記載のシャワープレート。
- 前記コーティングの材料がY2O3またはYF3を含む、請求項7に記載のシャワープレート。
- 請求項1から9のいずれか一項に記載のシャワープレートと、
ステージおよびヒーターを備えるサセプターであって、前記ステージは下面に面し、前記ヒーターは前記ステージを加熱するように構成されている、サセプターと、を備える基材処理装置。 - 基材をステージ上に配置することと、
前記ステージを400℃以上に加熱しながら、シャワープレートの本体部の下面を前記ステージに向けて前記基材にプラズマ処理を行うことと、を含み、
表面処理部が前記下面の少なくとも一部上に設けられ、前記表面処理部に表面処理されることにより放射率の異なる二つ以上の領域が前記下面上に存在する、基材処理方法。 - 前記表面処理部は、前記下面上の前記表面処理部以外の領域よりも高い放射率を有する、請求項11に記載の基材処理方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US202063034392P | 2020-06-03 | 2020-06-03 | |
US63/034,392 | 2020-06-03 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021188138A true JP2021188138A (ja) | 2021-12-13 |
Family
ID=78787369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021091168A Pending JP2021188138A (ja) | 2020-06-03 | 2021-05-31 | シャワープレート、基材処理装置、および基材処理方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210384033A1 (ja) |
JP (1) | JP2021188138A (ja) |
KR (1) | KR20210150978A (ja) |
CN (1) | CN113764251A (ja) |
TW (1) | TW202147492A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20230282454A1 (en) * | 2022-03-02 | 2023-09-07 | Applied Materials, Inc. | Thermal shield for processing chamber |
Family Cites Families (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3620369C1 (de) * | 1986-06-18 | 1987-05-07 | Rosorius Gerhard | Thermisch lesbare Flaechenkennzeichnungsanordnung und Verfahren sowie Vorrichtung zu deren Temperaturaktivierung |
GB9411911D0 (en) * | 1994-06-14 | 1994-08-03 | Swan Thomas & Co Ltd | Improvements in or relating to chemical vapour deposition |
US6090210A (en) * | 1996-07-24 | 2000-07-18 | Applied Materials, Inc. | Multi-zone gas flow control in a process chamber |
US6206972B1 (en) * | 1999-07-08 | 2001-03-27 | Genus, Inc. | Method and apparatus for providing uniform gas delivery to substrates in CVD and PECVD processes |
JP3946641B2 (ja) * | 2001-01-22 | 2007-07-18 | 東京エレクトロン株式会社 | 処理装置 |
JP4306403B2 (ja) * | 2003-10-23 | 2009-08-05 | 東京エレクトロン株式会社 | シャワーヘッド構造及びこれを用いた成膜装置 |
US7666323B2 (en) * | 2004-06-09 | 2010-02-23 | Veeco Instruments Inc. | System and method for increasing the emissivity of a material |
ATE424037T1 (de) * | 2005-07-20 | 2009-03-15 | Zeiss Carl Sms Gmbh | Teilchenstrahlbelichtungssystem und vorrichtung zur strahlbeeinflussung |
JP5558807B2 (ja) * | 2007-03-22 | 2014-07-23 | 株式会社東芝 | 真空成膜装置用部品及び真空成膜装置 |
KR101064210B1 (ko) * | 2009-06-01 | 2011-09-14 | 한국생산기술연구원 | 막증착 진공장비용 샤워헤드 |
DE102011056589A1 (de) * | 2011-07-12 | 2013-01-17 | Aixtron Se | Gaseinlassorgan eines CVD-Reaktors |
US20130164948A1 (en) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Intermolecular, Inc. | Methods for improving wafer temperature uniformity |
US9164388B2 (en) * | 2012-04-10 | 2015-10-20 | Kla-Tencor Corporation | Temperature control in EUV reticle inspection tool |
JP6199619B2 (ja) * | 2013-06-13 | 2017-09-20 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 気相成長装置 |
US9914999B2 (en) * | 2015-04-28 | 2018-03-13 | Applied Materials, Inc. | Oxidized showerhead and process kit parts and methods of using same |
US9850573B1 (en) * | 2016-06-23 | 2017-12-26 | Applied Materials, Inc. | Non-line of sight deposition of erbium based plasma resistant ceramic coating |
US11694911B2 (en) * | 2016-12-20 | 2023-07-04 | Lam Research Corporation | Systems and methods for metastable activated radical selective strip and etch using dual plenum showerhead |
US10186400B2 (en) * | 2017-01-20 | 2019-01-22 | Applied Materials, Inc. | Multi-layer plasma resistant coating by atomic layer deposition |
US10755900B2 (en) * | 2017-05-10 | 2020-08-25 | Applied Materials, Inc. | Multi-layer plasma erosion protection for chamber components |
US10626499B2 (en) * | 2017-07-28 | 2020-04-21 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Deposition device structure |
CN111066133B (zh) * | 2017-08-11 | 2023-08-22 | 应用材料公司 | 用于改善热化学气相沉积(cvd)均匀性的设备和方法 |
KR20200094781A (ko) * | 2017-12-04 | 2020-08-07 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 부분적으로 양극산화된 샤워헤드 |
US11149350B2 (en) * | 2018-01-10 | 2021-10-19 | Asm Ip Holding B.V. | Shower plate structure for supplying carrier and dry gas |
US11062887B2 (en) * | 2018-09-17 | 2021-07-13 | Applied Materials, Inc. | High temperature RF heater pedestals |
CN109881162A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-06-14 | 芮瑛 | 一种基于等离子喷涂技术的溅射用靶材制备工艺 |
JP7159074B2 (ja) * | 2019-02-08 | 2022-10-24 | キオクシア株式会社 | ガス供給部材、プラズマ処理装置、及びコーティング膜の形成方法 |
CN113692455B (zh) * | 2019-04-16 | 2022-09-02 | 昭和电工株式会社 | 氟化物皮膜形成用铝合金构件和具有氟化物皮膜的铝合金构件 |
US20210032750A1 (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Deposition apparatus and method of forming metal oxide layer using the same |
US20210123143A1 (en) * | 2019-10-23 | 2021-04-29 | Applied Materials, Inc. | Hafnium aluminum oxide coatings deposited by atomic layer deposition |
US11515129B2 (en) * | 2019-12-03 | 2022-11-29 | Applied Materials, Inc. | Radiation shield modification for improving substrate temperature uniformity |
US20230023764A1 (en) * | 2019-12-17 | 2023-01-26 | Applied Materials, Inc. | Surface profiling and texturing of chamber components |
US20220093373A1 (en) * | 2020-09-21 | 2022-03-24 | Applied Materials, Inc. | Method for residue non-uniformity modulation |
KR20220045708A (ko) * | 2020-10-06 | 2022-04-13 | (주)포인트엔지니어링 | 증착 장비용 가스분사부재 및 이를 구비하는 증착 장비 |
US20220375727A1 (en) * | 2021-05-19 | 2022-11-24 | Applied Materials, Inc. | Method to improve wafer edge uniformity |
-
2021
- 2021-05-27 TW TW110119146A patent/TW202147492A/zh unknown
- 2021-05-27 KR KR1020210068049A patent/KR20210150978A/ko active Search and Examination
- 2021-05-31 US US17/334,797 patent/US20210384033A1/en active Pending
- 2021-05-31 JP JP2021091168A patent/JP2021188138A/ja active Pending
- 2021-06-03 CN CN202110618588.7A patent/CN113764251A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20210150978A (ko) | 2021-12-13 |
US20210384033A1 (en) | 2021-12-09 |
CN113764251A (zh) | 2021-12-07 |
TW202147492A (zh) | 2021-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11476095B2 (en) | Electrostatic chuck and plasma processing apparatus | |
TWI835453B (zh) | 用於電漿處理中之均勻性控制的漸縮上電極 | |
TWI651798B (zh) | 載置台及電漿處理裝置 | |
TW201929084A (zh) | 支持組件及支持組件之組裝方法 | |
JP4869610B2 (ja) | 基板保持部材及び基板処理装置 | |
US6549393B2 (en) | Semiconductor wafer processing apparatus and method | |
TWI675434B (zh) | 合併式蓋環 | |
US20120037314A1 (en) | Substrate processing apparatus and side wall component | |
US11380526B2 (en) | Stage and plasma processing apparatus | |
JP2010157559A (ja) | プラズマ処置装置 | |
KR101898079B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치 | |
JP2022511063A (ja) | 温度の影響を受けやすいプロセスのための改善された熱的結合を有する静電チャック | |
JP2021188138A (ja) | シャワープレート、基材処理装置、および基材処理方法 | |
JP7078752B2 (ja) | 真空処理装置 | |
KR102585041B1 (ko) | 플라스마 처리 장치 | |
TW202032715A (zh) | 載置台及基板處理裝置 | |
TWI781338B (zh) | 真空處理裝置 | |
KR102203551B1 (ko) | 기판 적재 구조체 및 플라스마 처리 장치 | |
JP7182916B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP7204564B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
TW202114024A (zh) | 載置台及基板處理裝置 | |
JP2021034565A (ja) | 載置台及び基板処理装置 | |
JP7290413B2 (ja) | 真空処理装置 | |
KR20240061128A (ko) | 기판 처리 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240517 |