JP4381588B2

JP4381588B2 - Processing equipment with heating

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Publication number: JP4381588B2
Application number: JP2000325659A
Authority: JP
Inventors: 弘二郎長岡; 久明栗原; 雅之田中; 栄中塚; 穂高石塚
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Sony Corp
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Sony Corp
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2020-10-25
Also published as: JP2002129338A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体装置の製造において半導体ウエーハを所要の温度に加熱させて各種処理、例えばタングステン（Ｗ）等の金属膜をＣＶＤ（化学的気相成長）によって成膜するＣＶＤ装置等に適用して好適な熱処理を伴う処理装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体集積回路等の半導体装置の製造において用いられる例えば半導体ウエーハに金属膜例えばタングステン金属を成膜するＣＶＤ処理装置にあっては、半導体ウエーハが大径化され、しかも半導体素子の微細化に伴い、半導体ウエーハの周縁部の無効領域を除く全域において均一に目的とする成膜が行いやすい枚葉式による処理装置が用いられる。
【０００３】
このような枚葉式処理装置においては、その処理を行うチャンバー内に、１枚の被処理体、例えば半導体ウエーハが配置され、この被処理体を加熱する手段が設けられる。
一方、被処理体に対向して、この被処理体に全面的に均一に処理ガスを接触させるようにガス供給を行うためのシャワーヘッドが、被処理体の配置面に対向して配置される。
【０００４】
図７は、そのシャワーヘッド部１の、概略断面図を示す。このシャワーヘッド部１は、チャンバー（図示せず）の天井部に貫通するように設けられるシャワーヘッド本体２を有して成る。このシャワーヘッド本体２は、被処理体（図示せず）に向かって開口する開口部３を有する中空部４を有し、この中空部４に、外部から処理ガスを供給するガス供給口５が設けられる。
シャワーヘッド本体２の開口部３には、多数の透孔６が穿設されたシャワーヘッド蓋体７が取着され、処理ガスがこれら透孔６を通じて噴出されて被処理体の全域に渡って送給されるようになされる。
【０００５】
このシャワーヘッド部１においては、目的とする処理が、安定して行われるように、冷却手段が設けられる。この冷却手段は、例えばシャワーヘッド本体２に設けた流体循環路８が設けられ、例えば冷水、温水等を循環させる構成とされる。
【０００６】
ところが、このシャワーヘッド部１において、そのシャワーヘッド蓋体７は、チャンバー内の被処理体の配置部すなわち加熱部に対向配置されることから、このシャワーヘッド蓋体７は、加熱部からの輻射熱によって温度上昇し、シャワーヘッド蓋体７が熱膨張する。すなわち、シャワーヘッド蓋体７に、加熱部の加熱状態、停止状態の繰り返しに応じて熱膨張、収縮が繰り返される。このため、シャワーヘッド蓋体７をシャワーヘッド本体２に密着させた状態で取着させる場合、シャワーヘッド蓋体７の膨張、収縮に応じて、シャワーヘッド本体２との間に擦れが生じ、ごみ発生を来す。
【０００７】
そこで、通常、図８に示すようにシャワーヘッド蓋体７のシャワーヘッド本体２への取着部の概略断面図を示すように、シャワーヘッド蓋体７をシャワーヘッド本体にボルト９によって取り付ける構造において、シャワーヘッド蓋体７に穿設したボルト挿通孔１１に、この挿通孔１１とボルト９との間に、ボルト９の頭部１０と衝合する小径部１３を有するカラー１２を挿入し、その小径部の長さを選定することによって、シャワーヘッド蓋体７とシャワーヘッド本体２との間に例えば０．１５ｍｍ〜０．２２ｍｍ程度の所要の間隙１４が生じるようにして、両者が直接接触して擦れ合うことを回避するようにしている。
【０００８】
ところが、このような構成とする場合、シャワーヘッド蓋体７のシャワーヘッド本体２との熱的結合が低下することによって、シャワーヘッド蓋体７が、上述した加熱部からの輻射熱による温度上昇が生じやすくなって、被処理体への供給ガスの温度が不安定になるとか、例えばＣＶＤ成膜処理を行う場合において、このシャワーヘッド蓋体７の温度上昇によって、このシャワーヘッド蓋体７にＣＶＤ成膜が生じてしまい、この成膜処理の繰り返し作業において、シャワーヘッド蓋体に生じた成膜が剥離して、いわゆるパーティクルの発生を来し、これが被処理体に付着して特性の低下、歩留りの低下を来す原因となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、シャワーヘッド本体に対して熱的に密にシャワーヘッド蓋体を結合させて安定化を図り、しかも両者間の擦れによるゴミの発生を回避することができるようにして、パーティクルの発生、したがって、目的とする製品における特性の低下、歩留りの低下を回避するようにした熱処理を伴う処理装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被処理体に対する処理を行うチャンバー内に、少なくとも被処理体の配置部と、この被処理体に対する加熱手段とが配置され、上記チャンバーの上記被処理体の配置面との対向部にシャワーヘッド部が配置される加熱を伴う処理装置であって、そのシャワーヘッド部は、シャワーヘッド本体とシャワーヘッド蓋体とを有して成る。
【００１１】
シャワーヘッド本体は、被処理体の配置面との対向部に貫通して配置され、チャンバー内に開口する中空部を有する構成とされる。
シャワーヘッド蓋体は、多数の透孔が穿設され、このシャワーヘッド蓋体は、シャワーヘッド本体の開口部の端面に肉薄、具体的には、シャワーヘッド本体や、シャワーヘッド蓋体に比して充分薄いスペーサ部材を介して熱的に密に取着される構成とするものである。
【００１２】
このように、本発明においては、シャワーヘッド蓋体をシャワーヘッド本体に直接取着する構成を回避して、スペーサ部材を介在させて取り付ける構造とするものであり、このような構成とすることによって、シャワーヘッド蓋体をシャワーヘッド本体に直接取着する構成とする場合に比し、両者間の擦れによるゴミすなわちパーティクルの発生を効果的に回避できた。これは、シャワーヘッド蓋体とシャワーヘッド本体といういわばバルク同士の直接的接触を回避したことによって、これら大型構造部同士の擦れによる場合は、ゴミが発生し易くなるに比し、これらに比し肉薄、すなわち形状変化が生じ易い柔軟性に富むスペーサ部材を介在させた場合、シャワーヘッド本体の端面とシャワーヘッド蓋体との擦れが緩和されてゴミの発生が抑制されるものと考えられる。
そして、この場合、シャワーヘッド本体の端面と、シャワーヘッド蓋体との間は、スペーサ部材の介在によって従来構造における間隙の介在を回避したことから、両者の熱的結合は密となり、シャワーヘッド蓋体を、シャワーヘッド本体と同程度の所要の一定温度に保持でき、安定した目的とした処理がなされ、かつ例えばシャワーヘッド蓋体に成膜が生じるなども回避することができるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明による熱処理を伴う処理装置の一実施形態を説明する。この実施形態においては、被処理体として半導体ウエーハに対する金属成膜例えばタングステン成膜を行うＣＶＤ装置に適用し得るもので、図１は、この本発明装置の一例の概略断面図を示すものであるが、本発明は、この実施形態およびこの例に限定されるものではない。
【００１４】
本発明装置においては、チャンバー２１が設けられる。
このチャンバー２１内には、被処理体２２この例では半導体ウエーハが、例えば水平面に配置される配置部２３（いわゆるサセプタ）と、被処理体２２を加熱する加熱手段２４とが設けられる。
【００１５】
また、チャンバー２１の、被処理体２２の配置面との対向部、すなわちこの例では、チャンバー２１の天井部に、シャワーヘッド部２５が配置される。
シャワーヘッド部２５は、シャワーヘッド本体２６とシャワーヘッド蓋体２７とを有して成る。
シャワーヘッド本体２６は、被処理体２２の配置面との対向部に貫通して配置され、チャンバー２１内に開口する中空部２８を有する構成とされる。
シャワーヘッド蓋体２７は、ガス噴出孔となる例えば直径１ｍｍ程度の多数の透孔２９が穿設された板状体より成り、このシャワーヘッド蓋体２７は、シャワーヘッド本体２６の中空部２８のチャンバー２１内に対する開口部の端面に、スペーサ部材３０を介して熱的に密に取着される。
【００１６】
チャンバー２１は、例えば表面がアルマイト処理されたアルミニウム（Ａｌ）等より成る例えば円筒状、あるいは箱状に構成される。
チャンバー２１の天井部には、開口３１が形成され、この開口３１にシャワーヘッド部２５のシャワーヘッド本体２６が嵌合装着される。
シャワーヘッド本体２６は、中空部２８を有する例えば厚さ３０ｍｍ程度のＡｌより成る中空体によって構成され、この中空部２８の上端に、ガス供給口３２が形成される。
また、シャワーヘッド本体２６には、チャンバー２１の開口３１の周辺外面に突出するフランジ部３３が形成され、このフランジ部３３と、チャンバー２１の開口３１の周辺外面との間に、例えばリング状の板状のスペーサ３４が介在させて気密性を保持する。
【００１７】
また、シャワーヘッド本体２６には、温度制御手段３５が形成される。この温度制御手段３５は、例えばシャワーヘッド本体２６の中空部２８の周囲の筒状部に、流体循環路を有し、これに所要の温度制御がなされた流体例えば例えば５０℃とされた水を循環させてシャワーヘッド本体２６を所定の温度に保持するようになされる。
【００１８】
シャワーヘッド本体２６の中空部２８内には、後述するように、ガス供給口３２から供給されるガスをシャワーヘッド蓋体２７の全域に向かって均一に拡散させる多数の拡散孔３６が形成された拡散板３７が配置される。
【００１９】
シャワーヘッド本体２６の開口端面に対し、上述したようにシャワーヘッド蓋体２７が着脱自在に取着される。
このシャワーヘッド蓋体２７は、シャワーヘッド本体２６と同一材料の、例えばＡｌによって構成される。
シャワーヘッド蓋体２７の取着は、図２にその要部の断面図を示し、図３にその分解断面図を示すように、ねじどめ機構によって着脱可能に取着する。例えば中間部に大径部４１が形成された止めねじ部材３８を、図４にシャワーヘッド部２５のチャンバー２１の内側からみた正面図を示すように、シャワーヘッド部２５の中心軸に対して等角間隔を保持して複数、例えば４ヵ所に形成したねじ穴４０にそれぞれ止めネジ部材３８を、その各大径部４１と、シャワーヘッド本体２６のシャワーヘッド蓋体２７の配置側の端面３９との間にスペーサ部材３０をそれぞれ挟み込んで螺入する。
【００２０】
この止めねじ部材３８は、シャワーヘッド本体２６やシャワーヘッド蓋体２７を構成するＡｌより硬く耐蝕性にすぐれた金属例えばニッケルクロム合金、例えばインコネル、ハステロイ（いずれも商品名）によって構成される。
【００２１】
スペーサ部材３０は、シャワーヘッド本体２６とシャワーヘッド蓋体２７とにその熱膨張が近似ないしは一致する材料、この例では、シャワーヘッド本体２６とシャワーヘッド蓋体２７がそれぞれＡｌによって構成されることからＡｌ薄板によって構成する。
このスペーサ部材３０は、例えば図５にその一例の平面図を示すように、止めねじ部材３８を挿通する透孔４２が中心部に穿設され、各辺が２ｃｍ、厚さ１００μｍの薄板によって構成することができる。
そして、この透孔４２の内径は、上述したように止めねじ部材３８の先端部を挿通することができ、しかも大径部４１を挿通し得ない大きさに選定される。
【００２２】
一方、各ねじ穴４０に対応して、シャワーヘッド蓋体２７に止めねじ部材３８を挿通する貫通孔４３が穿設される。
この貫通孔４３の、シャワーヘッド本体２６側の端部に、貫通孔４３の中心軸に向かって突出形成されたフランジ部４４が、シャワーヘッド蓋体２７と一体に形成される。
【００２３】
そして、各貫通孔４３内において、それぞれ止めねじ部材３８にナット４５を、このナット４５とフランジ部４４との間に座金４６およびスプリングワッシャ４７を介して螺合して締めつける。
このようにして、スペーサ部材３０を、シャワーヘッド本体２６の端面３９とこれに対向するシャワーヘッド蓋体２７との間に挟み込んで、このスペーサ部材３０によってシャワーヘッド本体２６の端面３９とシャワーヘッド蓋体２７との間を、密着して熱的に密に結合する。
【００２４】
貫通孔４３のフランジ部４４は、その厚さを、シャワーヘッド蓋体２７の中心側の一半部で肉厚にし、これとは反対側の外周側の一半部で肉薄に形成することによってこの外周側においてスペーサ部材３０とフランジ部４４との間に間隙４８を形成することができる。
【００２５】
また、シャワーヘッド蓋体２７の外周部には、シャワーヘッド本体２６の外周面に対向する周壁面４９が形成された構成とすることができる。
【００２６】
また、チャンバー２１内に、図１に示すように、例えばチャンバー２１の底部より起立させた支柱５０上に、例えば断面Ｌ字状の保持部材５１を介して被処理体２２としての半導体ウエハＷを載置する載置台を有する被処理体の配置部２３が設けられる。
これら支柱５０および保持部材５１は、熱線透過性の材料、例えば石英により構成され、また、配置部２３の載置台は、例えばカーボン素材、アルミ化合物等により構成される。
【００２７】
配置部２３の載置台の下方には、複数本、例えば３本のリフタピン５２が、載置台の中心軸に対して等角間隔を保持して配置される。これらリフタピン５２はリフタピン支持部材５３の先端に配置されて、配置部２３に向かって上方へ起立させて設けられる。
これらリフタピン支持部材５３は、操作杆５４に連結される。この操作杆５４は、配置部２３の載置台の被処理体２２の配置面に対してほぼ直交する方向に延長してチャンバー２１の底部を貫通するように、かつその軸方向に移動可能に構成される。そして、この操作杆５４の軸方向移動によって、リフタピン５２が、配置部２３の載置台に穿設したリフタピン５２の貫通孔５５通じて載置台の上面に対して進退昇降することができるようになされる。
操作杆５４のチャンバー２１の底部からの導出部は、チャンバー２１の内部の気密状態を保持するために伸縮可能なベローズ５６を介して、操作杆５４の軸方向移動を行うアクチュエータ５７に接続される。
【００２８】
一方、配置部２３の載置台の周縁部には、被処理体２２例えば半導体ウエーハ周縁部を保持して、このウエーハを載置台に向かって押圧固定するリング状の例えばセラミックより成るクランプリング５８が設けられる。
このクランプリング５８は、保持部材５１を遊嵌状態で貫通した支持杆５９を介してリフタピン支持部材５３に連結されており、リフタピン５２と一体的に移行すなわち昇降するようになされる。
【００２９】
支持杆５９には、保持部材５１とリフタピン支持部材５３との間において、例えばコイルばね６０が介設されて、クランプリング５８およびリフタピン５２に係わる操作杆５４の、図においては、降下を助成するようになすと共に、被処理体２２のクランプリング５８によるクランプ動作を弾性的に確実に行うことができるようにする。
また、これらのリフタピン５２、リフタピン支持部材５３および保持部材５１についても石英等の熱線透過材によって構成される。
【００３０】
更に、被処理体２２の配置部２３の直下のチャンバー２１の底部には、加熱手段２４が配置される加熱室６１が設けられる。この加熱室６１には、熱線透過材料の例えば石英板によって構成される透過窓６２が気密的に設けられこの透過窓を通じて被処理体２２が加熱するようになされる。
【００３１】
加熱手段２４は、例えば複数の加熱ランプによって構成され、これら加熱ランプが、反射鏡を兼ねる回転台６３上に配置される。
この回転台６３は、回転モータ６４により回転駆動するようになされ、加熱手段２４の加熱ランプからの熱線が、透過窓６１を透過し、配置部下面を照射してこれを加熱することができるようになされている。
【００３２】
一方、被処理体の配置部２３、すなわち被処理体２２の載置台の外周部には、複数の整流孔６５を有するリング状の整流板６６が、支持コラム６７によって支持されて設けらる。
整流板６６の内周部には、クランプリング５８の外周部と接触するように配置され、シャワーヘッド部２５からの供給ガスが被処理体２２の配置部２３より後方（下方）に流れることを阻止するリング状の例えば石英より成るアタッチメント６８が設けられる。
【００３３】
また、整流板６６の下方の底部には排気口６９が設けられ、この排気口６９には図示しない真空ポンプに接続された排気路７０が連結されて、チャンバー２１内を所定の真空度に維持し得るようになされる。
更に、チャンバー２１の側壁には、ゲートバルブ７１を介して被処理体２２を搬出入するロードロック室７２が連結される。
【００３４】
次に、上述の構成による処理装置による処理動作について説明する。
被処理体２２に対する処理作業、例えば半導体ウエーハによる被処理体２２に対する処理、例えばタングステン成膜を行う場合、例えば１ロット２５枚のウエーハに関し、それぞれチャンバー２１を有する複数台例えば３台の処理装置（図示せず）によって毎葉処理を順次行う方法が採られる。この場合、処理がなされない状態にある処理装置においても、加熱手段２４における加熱ランプは通電動作状態に保持されている。
【００３５】
まず、ゲートバルブ７１を開いてロードロック室７２から、図示しない搬送アームによりチャンバー２１内に被処理体２２の例えば半導体ウエーハを搬入し、アクチュエータ５７の動作によって操作杆５４を、上昇移行してリフタピン５２を押し上げて、このリフタピン５２上に被処理体２２を載せる。
次に、リフタピン５２を、操作杆５４の移行によって降下させ、被処理体２２を配置部２３の載置台上に載置する。このときこの操作杆５４の移行によってクランプリング５８が降下し、被処理体２２の外周部をこのクランプリング５８と配置部２３の載置台との間にクランプして被処理体２２をその載置台上に固定する。
【００３６】
この状態で、加熱手段２４の加熱ランプにより被処理体２２の例えば上述した半導体ウエーハを所定の温度に加熱維持しつつ、所要の処理ガスを、シャワーヘッド部２５によってチャンバー２１内に導入し、所定の熱処理を行なう。
このとき、チャンバー２１内の雰囲気は真空排気され、所定のプロセス圧力に維持されている。
シャワーヘッド部２５においては、ガス供給口３２から導入された処理ガスが、シャワーヘッド本体２６の拡散板３７の拡散孔３６を通過しつつ拡散され、最終的にシャワーヘッド蓋体２７に設けた多数の透孔２９からガス噴出がなされ、被処理体２２のウエーハの表面に均一に供給され、被処理体２２に対する処理、例えばブランケットタングステン成膜がなされる。
【００３７】
この成膜処理において、最初の被処理体２２に対する処理を行う状態では、それ以前において、すなわちチャンバー２１がフリーの状態では、加熱手段２４における加熱ランプが動作状態のままにあることから、その輻射熱が、シャワーヘッド蓋体２７に照射され、シャワーヘッド蓋体２７は温度上昇する。
しかしながら、本発明構成によれば、このシャワーヘッド蓋体２７は、上述したように、例えば４個のスペーサ部材３０の介在によって、２００ｍｍ²程度以上の面積をもってシャワーヘッド本体２６と熱的に密に結合していることから、温度制御手段３５によって冷却されているシャワーヘッド本体２６によって所定の温度に保持されることになって、例えば９０℃以下の状態とすることができた。
【００３８】
このように９０℃以下の温度では、上述した例えばタングステンのＣＶＤ成膜は発生しないことから、供給口３２からタングステン成膜ガスを供給して、シャワーヘッド蓋体２７からガス噴出を行っても、すなわちこのシャワーヘッド蓋体２７にタングステン成膜ガスが接触しても、このシャワーヘッド蓋体２７にタングステン成膜が生じることがない。
【００３９】
図６は、本発明装置と、従来装置におけるシャワーヘッド蓋体２７の温度変化を示したもので、本発明装置においては、第１枚目の被処理体２２に対する処理を開始する時点でのシャワーヘッド蓋体２７における温度は、プロット点ａ₁で示すように、９０℃以下の８８℃程度の低い温度となった。そして、被処理体に対する処理枚数が増えるにつれ、温度制御の働きと被処理体における輻射熱の吸収によってシャワーヘッド蓋体における温度は、低下するが、その温度低下は、処理枚数が５枚に及んだときの温度（プロット点ａ₂）と、更に上述した１ロットの１／３以上の１０枚目に及んだときの温度（プロット点ａ₃）とに殆ど差がなく、８０℃程度で安定している。すなわち、本発明装置によるときは、シャワーヘッド蓋体温度は低くでき、しかも被処理体の枚数に対する依存性は、小さい。
【００４０】
これに対して、シャワーヘッド本体２６とシャワーヘッド蓋体２７との間に、スペーサ部材３０を介在させない構成、すなわち従来構造として、シャワーヘッド本体２６とシャワーヘッド蓋体２７との間に０．１５から０．２２ｍｍ程度の隙間が存在している場合、図６に示すように、第１枚目の被処理体２２に対する処理を開始する時点でのシャワーヘッド蓋体における温度は、プロット点ｂ₁で示すように、１２０℃にも及び、そして、被処理体に対する処理枚数が増えるにつれ、著しく温度が低下し、その温度は、処理枚数が５枚に及んだときのプロット点ｂ₂）、１０枚目に及んだときの温度のプロット点ｂ₃で示すように、９５℃程度にも低下した。
【００４１】
このように、従来構造によるときは、シャワーヘッド蓋体温度が高められることによって、このシャワーヘッド蓋体に対しても例えばタングステン成膜処理と同時に、タングステン成膜が発生し、これが剥離することによってパーティクル発生原因となり、被処理体における成膜の膜質低下を来すとか、製造された半導体装置における特性低下、信頼性の低下、歩留りの低下を来す。更に、その温度変化が著しいことから、目的とする処理が不安定となり、同様に、特性低下、信頼性の低下、歩留りの低下を来す。
【００４２】
これに比し、本発明装置によるときは、シャワーヘッド蓋体における温度の低減化を図ることができることによって、この蓋体に、例えばタングステン成膜処理おいて、シャワーヘッド蓋体における成膜を回避できるので、上述したパーティクルの発生の回避、これに基く成膜の膜質低下を来すとか、製造された例えば半導体装置における特性低下、信頼性の低下、歩留りの低下を効果的に回避でき、更に、その温度変化の縮小が図られたことにより、安定した処理がなされこれによって特性安定化、信頼性の向上、歩留りの向上を図ることができるものである。
【００４３】
尚、上述した例では、ランプ加熱による成膜装置を例にとって説明したが、このような装置例に限定されず、枚葉式の熱処理装置においてシャワーヘッド構造を採用する加熱を伴う処理装置ならばどのような装置にも適用することができ、更に、プラズマ処理装置にも適用できるのは勿論である。また、被処理体としては、半導体ウエハに限定されず、ＬＣＤ（液晶表示）基板、ガラス基板等にも適用できる。
【００４４】
また、上述した例では、１つのスペーサ部材３０が、その一半部において、シャワーヘッド本体２６とシャワーヘッド蓋体２７との間に介在させた構成とした場合で、この場合、４個のスペーサ部材３０の総和で、２００ｍｍ²の面積をもって接触させた構造とした場合であるが、連続して全体的にリング状としてその面積を３００ｍｍ²とした場合、図６で説明したプロット点ａ₁の温度を、８３℃に、また、１０枚目のプロット点ａ₃は７９℃となり、低温化と温度変化量の縮小化を図ることができ、上述したと同様の効果が得られた。
【００４５】
また、本発明装置においては、シャワーヘッド蓋体２７をシャワーヘッド本体２６に直接取着する構成を回避して、肉薄のスペーサ部材３０を介在させて取り付ける構造としたことによって、上述したシャワーヘッド蓋体２７からのパーティクルの発生の回避と同時に、従来構造におけるシャワーヘッド蓋体をシャワーヘッド本体に直接取着する構成とする場合に比し、両者の擦れによるゴミすなわちパーティクルの発生を効果的に回避できるものである。
【００４６】
【発明の効果】
上述したように、本発明装置は、熱処理を伴う処理装置において、シャワーヘッド蓋体とシャワーヘッド本体との間に、スペーサ部材を介在させたことにより、両者間の熱的結合を高めたことにより、シャワーヘッド蓋体の温度の設定の安定化を図ることができることから、被処理体に対する処理の安定化を図ることができ、更に、被処理体に対する処理と共に、望まないシャワーヘッド蓋体に対しても同様の処理が進行することを回避できることから、シャワーヘッド蓋体の保全、清掃等が容易となり、その清掃回数、交換回数の減少を図ることができ、被処理体の処理の安定化、すなわち歩留りの向上が図られ、更に、シャワーヘッド本体とシャワーヘッド蓋体との間に肉薄のスペーサ部材を介在させたことによって前述したように、シャワーヘッド本体とシャワーヘッド蓋体との間の擦れを回避でき、この擦れによるごみすなわちパーティクルの発生を回避できることから、信頼性の向上、歩留りの向上等を図ることができたことによって、コストの低減化を図ることができるなど、工業的に大きな利益をもたらす効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一例の概略断面図である。
【図２】本発明装置の一例の要部の概略断面図である。
【図３】本発明装置の一例のシャワーヘッド本体とシャワーヘッド蓋体の分解状態の要部の概略断面図である。
【図４】本発明装置の一例のシャワーヘッド部の内面側からみた正面図である。
【図５】本発明装置の一例のスペーサ部材平面図である。
【図６】本発明装置と従来装置の処理枚数の依存性を示す図である。
【図７】従来装置のシャワーヘッド部の概略断面図である。
【図８】従来装置のシャワーヘッド部要部の概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・シャワーヘッド部、２・・・シャワーヘッド本体、３・・・開口部、４・・・中空部、５・・・ガス供給口、６・・・透孔、７・・・シャワーヘッド蓋体、８・・・流体循環路、９・・・ボルト、１０・・・ボルト頂部、１１・・・ボルト挿通孔、１２・・・カラー、１３・・・小径部、１４・・・間隙、２１・・・チャンバー、２２・・・被処理体、２３・・・被処理体の配置部、２４・・・加熱手段、２５・・・シャワーヘッド部、２６・・・シャワーヘッド本体、２７・・・シャワーヘッド蓋体、２８・・・中空体、２９・・・透孔、３０・・・スペーサ部材、３０・・・開口、３２・・・ガス供給口、３３・・・フランジ部、３４・・・スペーサ、３５・・・温度制御手段、３６・・・拡散孔、３７・・・拡散板、３８・・・止めねじ部材、３９・・・端面、４０・・・ねじ穴、４１・・・大径部、４２・・・透孔、４３・・・貫通孔、４４・・・フランジ部、４５・・・ナット、４６・・・座金、４７・・・スプリングワッシャー、４８・・・間隙、４９・・・周壁面、５０・・・支柱、５１・・・保持部材、５２・・・リフタピン、５３・・・リフタピン支持部材、５４・・・操作杆、５５・・・リフタピン貫通孔、５６・・・ベローズ、５７・・・アクチュエータ、５８・・・クランプリング、５９・・・支持杆、６０・・・コイル、６１・・・加熱室、６２・・・透過窓、６３・・・回転台、６４・・・回転モ１タ、６５・・・整流孔、６６・・・整流板、６７・・・支持コラム、６８・・・アタッチメント、６９・・・排気口、７０・・・排気路、７１・・・ゲートバルブ、７２・・・ロードロック室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is applied to, for example, a CVD apparatus that heats a semiconductor wafer to a required temperature in the manufacture of a semiconductor device and forms a metal film such as tungsten (W) by CVD (chemical vapor deposition). Thus, the present invention relates to a processing apparatus with suitable heat treatment.
[0002]
[Prior art]
For example, in a CVD processing apparatus for forming a metal film such as tungsten metal on a semiconductor wafer used in the manufacture of a semiconductor device such as a semiconductor integrated circuit, the diameter of the semiconductor wafer is increased and the semiconductor elements are miniaturized. In addition, a single wafer processing apparatus that facilitates uniform film formation over the entire region excluding the ineffective region at the peripheral edge of the semiconductor wafer is used.
[0003]
In such a single wafer processing apparatus, one object to be processed, for example, a semiconductor wafer, is disposed in a chamber for performing the processing, and means for heating the object to be processed is provided.
On the other hand, a shower head for supplying a gas so as to bring the processing gas into contact with the entire surface of the object to be processed is disposed opposite to the object to be processed. .
[0004]
FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of the shower head unit 1. The shower head unit 1 includes a shower head main body 2 provided so as to penetrate through a ceiling portion of a chamber (not shown). The shower head body 2 has a hollow portion 4 having an opening 3 that opens toward an object to be processed (not shown), and a gas supply port 5 for supplying a processing gas from the outside to the hollow portion 4. Provided.
A shower head lid body 7 having a large number of through holes 6 is attached to the opening 3 of the shower head main body 2, and a processing gas is ejected through the through holes 6 to cover the entire area of the object to be processed. It is made to be sent.
[0005]
In the shower head unit 1, a cooling unit is provided so that a target process can be stably performed. For example, the cooling means is provided with a fluid circulation path 8 provided in the shower head body 2 and circulates, for example, cold water or hot water.
[0006]
However, in the shower head unit 1, the shower head lid body 7 is disposed to face the arrangement portion of the object to be processed in the chamber, that is, the heating portion, so that the shower head lid body 7 is radiated heat from the heating portion. As a result, the temperature rises and the shower head lid 7 is thermally expanded. That is, the thermal expansion and contraction of the shower head lid body 7 are repeated according to the repeated heating and stopping states of the heating unit. For this reason, when the shower head lid 7 is attached to the shower head main body 2 in close contact with the shower head main body 2, the shower head lid 7 is rubbed with the shower head main body 2 according to the expansion and contraction of the shower head lid 7. Occurrence occurs.
[0007]
Therefore, normally, as shown in FIG. 8, in a structure in which the shower head lid body 7 is attached to the shower head body with bolts 9 as shown in a schematic cross-sectional view of the attachment portion of the shower head lid body 7 to the shower head body 2. A collar 12 having a small-diameter portion 13 that abuts the head 10 of the bolt 9 is inserted between the insertion hole 11 and the bolt 9 into the bolt insertion hole 11 formed in the shower head lid body 7. By selecting the length of the small diameter portion, a necessary gap 14 of, for example, about 0.15 mm to 0.22 mm is formed between the shower head lid body 7 and the shower head main body 2, and both are in direct contact with each other. To avoid rubbing.
[0008]
However, in the case of such a configuration, the thermal coupling between the shower head lid body 7 and the shower head main body 2 is lowered, so that the shower head lid body 7 rises in temperature due to the radiant heat from the heating unit described above. For example, when the temperature of the supply gas to the object to be processed becomes unstable, or when the CVD film forming process is performed, for example, the temperature of the shower head lid 7 increases, and the CVD is performed on the shower head lid 7. In the repetitive operation of this film forming process, the film formed on the shower head lid peels off, and so-called particles are generated, which adhere to the object to be processed, resulting in deterioration of characteristics and yield. It will cause a drop in.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the present invention, the shower head lid is thermally and tightly coupled to the shower head body for stabilization, and the generation of dust due to rubbing between the two can be avoided, so that The present invention provides a processing apparatus with heat treatment that avoids the occurrence of the deterioration of the characteristics and the decrease of the yield in the target product.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, at least an arrangement portion of the object to be processed and a heating unit for the object to be processed are arranged in a chamber for performing the process on the object to be processed, and a portion of the chamber facing the arrangement surface of the object to be processed In the processing apparatus with heating, the shower head unit is provided with a shower head body and a shower head lid.
[0011]
The shower head body is arranged to penetrate through the portion facing the arrangement surface of the object to be processed and to have a hollow portion that opens into the chamber.
The shower head lid body has a large number of through holes, and the shower head lid body is thin on the end face of the opening of the shower head body. Specifically, the shower head lid body is smaller than the shower head body or the shower head lid body. In addition, it is configured to be thermally and closely attached via a sufficiently thin spacer member.
[0012]
As described above, in the present invention, the structure in which the shower head lid is directly attached to the shower head body is avoided and the spacer member is interposed, and the structure is attached. As compared with the case where the shower head lid is directly attached to the shower head body, the generation of dust, that is, particles due to rubbing between the two can be effectively avoided. This is because the so-called bulkhead between the shower head lid and the shower head body avoids direct contact between the bulks, and in the case of rubbing between these large-sized structures, the dust is more likely to be generated. When a thin spacer, that is, a flexible spacer member that easily changes its shape, is interposed, it is considered that the rubbing between the end face of the shower head body and the shower head lid body is alleviated and the generation of dust is suppressed.
In this case, the gap between the end face of the shower head body and the shower head lid is avoided by the spacer member, so that the thermal coupling between the two is close and the shower head lid is The body can be maintained at a required constant temperature similar to that of the shower head main body, can be stably processed, and for example, film formation on the shower head lid can be avoided.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a processing apparatus with heat treatment according to the present invention will be described. In this embodiment, the present invention can be applied to a CVD apparatus for forming a metal film such as a tungsten film on a semiconductor wafer as an object to be processed. FIG. 1 shows a schematic sectional view of an example of the apparatus of the present invention. However, the present invention is not limited to this embodiment and this example.
[0014]
In the apparatus of the present invention, a chamber 21 is provided.
In this chamber 21, an object to be processed 22, in this example, a semiconductor wafer is provided with an arrangement part 23 (so-called susceptor) arranged on a horizontal plane, and a heating means 24 for heating the object to be processed 22.
[0015]
Moreover, the shower head part 25 is arrange | positioned in the opposing part with the arrangement | positioning surface of the to-be-processed object 22 of the chamber 21, ie, the ceiling part of the chamber 21, in this example.
The shower head unit 25 includes a shower head main body 26 and a shower head lid body 27.
The shower head main body 26 is arranged to penetrate through a portion facing the arrangement surface of the object 22 to be processed and has a hollow portion 28 that opens into the chamber 21.
The shower head lid body 27 is formed of a plate-like body having a large number of through holes 29 having a diameter of, for example, about 1 mm, which serve as gas ejection holes. The shower head lid body 27 is formed of the hollow portion 28 of the shower head body 26. It is thermally and densely attached to the end face of the opening with respect to the inside of the chamber 21 through the spacer member 30.
[0016]
The chamber 21 is configured, for example, in a cylindrical shape or a box shape made of, for example, aluminum (Al) whose surface is anodized.
An opening 31 is formed in the ceiling portion of the chamber 21, and the shower head main body 26 of the shower head portion 25 is fitted and attached to the opening 31.
The shower head main body 26 is configured by a hollow body made of Al having a hollow portion 28 having a thickness of about 30 mm, for example, and a gas supply port 32 is formed at the upper end of the hollow portion 28.
Further, the shower head main body 26 is formed with a flange portion 33 projecting from the outer peripheral surface of the opening 31 of the chamber 21. Between the flange portion 33 and the outer peripheral surface of the opening 31 of the chamber 21, for example, a ring shape is formed. Airtightness is maintained by interposing a plate-like spacer 34.
[0017]
The shower head body 26 is formed with temperature control means 35. The temperature control means 35 has, for example, a fluid circulation path in a cylindrical portion around the hollow portion 28 of the shower head body 26, and a fluid having a required temperature control, for example, water set to 50 ° C., for example. The shower head main body 26 is kept at a predetermined temperature by being circulated.
[0018]
In the hollow portion 28 of the shower head main body 26, as will be described later, a number of diffusion holes 36 for uniformly diffusing the gas supplied from the gas supply port 32 toward the entire area of the shower head lid 27 are formed. A diffusion plate 37 is disposed.
[0019]
As described above, the shower head lid 27 is detachably attached to the opening end surface of the shower head main body 26.
The shower head lid 27 is made of the same material as the shower head main body 26, for example, Al.
The shower head cover 27 is attached in a detachable manner by a screwing mechanism as shown in FIG. For example, as shown in a front view of the set screw member 38 having the large-diameter portion 41 formed in the intermediate portion as viewed from the inside of the chamber 21 of the shower head portion 25 in FIG. A set screw member 38 is respectively provided in a plurality of, for example, four screw holes 40 having angular intervals, each large diameter portion 41, and an end surface 39 of the shower head main body 26 on the arrangement side of the shower head lid 27. The spacer members 30 are sandwiched between and inserted into each other.
[0020]
The set screw member 38 is made of a metal harder than Al constituting the shower head main body 26 or the shower head lid body 27 and having excellent corrosion resistance, such as a nickel chrome alloy, such as Inconel or Hastelloy (both are trade names).
[0021]
The spacer member 30 is made of a material whose thermal expansion approximates or matches that of the shower head body 26 and the shower head lid body 27. In this example, the shower head body 26 and the shower head lid body 27 are each made of Al. It is composed of an Al thin plate.
For example, as shown in a plan view of the spacer member 30 in FIG. 5, the spacer member 30 is formed by a thin plate having a through hole 42 through which a set screw member 38 is inserted and having a side of 2 cm and a thickness of 100 μm. can do.
The inner diameter of the through hole 42 is selected so that the tip of the set screw member 38 can be inserted as described above and the large diameter portion 41 cannot be inserted.
[0022]
On the other hand, corresponding to each screw hole 40, a through hole 43 through which the set screw member 38 is inserted is formed in the shower head lid body 27.
At the end of the through hole 43 on the shower head main body 26 side, a flange portion 44 that protrudes toward the central axis of the through hole 43 is formed integrally with the shower head lid 27.
[0023]
In each through-hole 43, a nut 45 is screwed to the set screw member 38 and screwed between the nut 45 and the flange portion 44 via a washer 46 and a spring washer 47.
In this way, the spacer member 30 is sandwiched between the end face 39 of the shower head body 26 and the shower head lid 27 facing the end face 39, and the end face 39 of the shower head body 26 and the shower head lid are covered by the spacer member 30. The body 27 is in close contact and thermally tightly coupled.
[0024]
The flange portion 44 of the through-hole 43 has a thickness that is thick at one half of the center side of the shower head lid 27 and is thin at one half of the outer peripheral side on the opposite side. On the side, a gap 48 can be formed between the spacer member 30 and the flange portion 44.
[0025]
Further, a peripheral wall surface 49 facing the outer peripheral surface of the shower head main body 26 can be formed on the outer peripheral portion of the shower head lid body 27.
[0026]
Further, as shown in FIG. 1, for example, a semiconductor wafer W as an object to be processed 22 is placed on a support column 50 erected from the bottom of the chamber 21 via a holding member 51 having an L-shaped cross section, for example. An arrangement portion 23 for an object to be processed having a mounting table is provided.
The support column 50 and the holding member 51 are made of a heat ray transmissive material, such as quartz, and the mounting table of the placement unit 23 is made of, for example, a carbon material, an aluminum compound, or the like.
[0027]
A plurality of, for example, three lifter pins 52 are arranged below the placement table of the placement unit 23 while maintaining equiangular intervals with respect to the central axis of the placement table. These lifter pins 52 are arranged at the tip of the lifter pin support member 53 and are provided to stand upward toward the arrangement part 23.
These lifter pin support members 53 are connected to the operating rod 54. The operation rod 54 is configured to extend in a direction substantially perpendicular to the arrangement surface of the target object 22 of the mounting table of the arrangement unit 23 so as to pass through the bottom of the chamber 21 and to be movable in the axial direction thereof. Is done. The lifter pin 52 can be moved up and down with respect to the upper surface of the mounting table through the through-hole 55 of the lifter pin 52 drilled in the mounting table of the placement portion 23 by the axial movement of the operating rod 54. The
A lead-out portion of the operating rod 54 from the bottom of the chamber 21 is connected to an actuator 57 that moves the operating rod 54 in the axial direction via a bellows 56 that can be expanded and contracted to maintain an airtight state inside the chamber 21. .
[0028]
On the other hand, a clamp ring 58 made of, for example, a ring is provided at the peripheral portion of the mounting table of the placement unit 23 to hold the processing object 22 such as a semiconductor wafer peripheral portion and press and fix the wafer toward the mounting table. Provided.
The clamp ring 58 is connected to the lifter pin support member 53 via a support rod 59 that penetrates the holding member 51 in a loosely fitted state, and moves together with the lifter pin 52, that is, moves up and down.
[0029]
The support rod 59 is provided with, for example, a coil spring 60 between the holding member 51 and the lifter pin support member 53 to assist the lowering of the operation rod 54 related to the clamp ring 58 and the lifter pin 52 in the drawing. In addition, the clamping operation of the workpiece 22 by the clamp ring 58 can be performed elastically and reliably.
The lifter pins 52, the lifter pin support member 53, and the holding member 51 are also made of a heat ray transmitting material such as quartz.
[0030]
Furthermore, a heating chamber 61 in which the heating means 24 is arranged is provided at the bottom of the chamber 21 immediately below the arrangement portion 23 of the object 22 to be processed. The heating chamber 61 is airtightly provided with a transmission window 62 made of, for example, a quartz plate made of a heat ray transmitting material, and the workpiece 22 is heated through the transmission window.
[0031]
The heating means 24 is composed of, for example, a plurality of heating lamps, and these heating lamps are arranged on a turntable 63 that also serves as a reflecting mirror.
The turntable 63 is rotated by a rotary motor 64 so that the heat rays from the heating lamp of the heating means 24 can pass through the transmission window 61 and irradiate the lower surface of the arrangement portion to heat it. Has been made.
[0032]
On the other hand, a ring-shaped rectifying plate 66 having a plurality of rectifying holes 65 is supported and provided by a support column 67 on the arrangement portion 23 of the object to be processed, that is, on the outer periphery of the mounting table of the object 22 to be processed.
It is arranged on the inner peripheral part of the current plate 66 so as to be in contact with the outer peripheral part of the clamp ring 58, and the supply gas from the shower head part 25 flows backward (downward) from the arrangement part 23 of the object 22 to be processed. A ring-shaped attachment 68 made of, for example, quartz is provided.
[0033]
Further, an exhaust port 69 is provided at the bottom of the rectifying plate 66, and an exhaust path 70 connected to a vacuum pump (not shown) is connected to the exhaust port 69 to maintain the inside of the chamber 21 at a predetermined degree of vacuum. To be able to.
Further, a load lock chamber 72 for carrying the workpiece 22 in and out is connected to the side wall of the chamber 21 through a gate valve 71.
[0034]
Next, the processing operation by the processing apparatus having the above-described configuration will be described.
When performing processing operations on the target object 22, for example, processing on the target object 22 with a semiconductor wafer, for example, tungsten film formation, for example, for a lot of 25 wafers, for example, a plurality of, for example, three processing apparatuses each having a chamber 21 ( (Not shown), a method of sequentially performing the leaf processing is adopted. In this case, the heating lamp in the heating means 24 is kept in the energized operation state even in the processing apparatus in a state where the processing is not performed.
[0035]
First, the gate valve 71 is opened, and, for example, the semiconductor wafer of the workpiece 22 is carried into the chamber 21 from the load lock chamber 72 by a transfer arm (not shown). 52 is pushed up, and the workpiece 22 is placed on the lifter pin 52.
Next, the lifter pin 52 is lowered by the movement of the operation rod 54, and the object 22 is placed on the placement table of the placement unit 23. At this time, the clamp ring 58 is lowered by the movement of the operating rod 54, the outer peripheral portion of the object 22 is clamped between the clamp ring 58 and the mounting table of the disposing unit 23, and the object 22 is mounted on the mounting table. Secure on top.
[0036]
In this state, a required processing gas is introduced into the chamber 21 by the shower head unit 25 while maintaining, for example, the above-described semiconductor wafer of the object 22 to be heated at a predetermined temperature by the heating lamp of the heating unit 24, The heat treatment is performed.
At this time, the atmosphere in the chamber 21 is evacuated and maintained at a predetermined process pressure.
In the shower head unit 25, the processing gas introduced from the gas supply port 32 is diffused while passing through the diffusion holes 36 of the diffusion plate 37 of the shower head main body 26, and finally a large number provided in the shower head lid 27. The gas is ejected from the through-holes 29, and is uniformly supplied to the surface of the wafer of the object 22 to be processed. For example, a blanket tungsten film is formed on the object 22 to be processed.
[0037]
In this film forming process, in the state in which the first object 22 is processed, the heating lamp in the heating means 24 remains in the operating state before that, that is, when the chamber 21 is free. However, the shower head lid 27 is irradiated and the temperature of the shower head lid 27 rises.
However, according to the configuration of the present invention, as described above, the shower head lid body 27 is 200 mm by the interposition of the four spacer members 30, for example. ² Since it is thermally and tightly coupled with the shower head body 26 with an area of about a certain extent, it is maintained at a predetermined temperature by the shower head body 26 cooled by the temperature control means 35, for example, 90 It was able to be in the state below ℃.
[0038]
Thus, at a temperature of 90 ° C. or lower, for example, the above-described CVD film formation of tungsten does not occur. Therefore, even if the tungsten film formation gas is supplied from the supply port 32 and the gas is ejected from the shower head lid 27, That is, even if the tungsten film forming gas comes into contact with the shower head lid body 27, no tungsten film is formed on the shower head lid body 27.
[0039]
FIG. 6 shows the temperature change of the shower head lid body 27 in the apparatus of the present invention and the conventional apparatus. In the apparatus of the present invention, the shower at the time when the processing on the first object 22 is started. The temperature at the head lid 27 is plotted at a plot point a. ₁ As shown in the graph, the temperature was as low as 88 ° C. of 90 ° C. or less. As the number of processed sheets increases, the temperature of the shower head lid decreases due to the temperature control function and the absorption of radiant heat in the processed objects. However, the temperature decrease reaches five sheets. Temperature (plot point a ₂ ), And the temperature (plot point a) when the tenth sheet of 1/3 or more of the above-mentioned one lot is reached _Three ) And is stable at about 80 ° C. That is, when using the apparatus of the present invention, the shower head lid temperature can be lowered and the dependence on the number of objects to be processed is small.
[0040]
On the other hand, a configuration in which the spacer member 30 is not interposed between the shower head body 26 and the shower head lid body 27, that is, as a conventional structure, 0.15 between the shower head body 26 and the shower head lid body 27. If a gap of about 0.22 mm exists from the point of view, the temperature at the shower head lid at the time of starting the process on the first object 22 to be processed, as shown in FIG. ₁ As shown in FIG. 4, the temperature drops to 120 ° C., and as the number of processed sheets increases, the temperature decreases remarkably, and the temperature is the plot point b when the number of processed sheets reaches five. ₂ ) Temperature plot point b when the 10th sheet is reached _Three As shown in FIG.
[0041]
Thus, when the conventional structure is used, the temperature of the shower head lid is raised, and for example, tungsten film is formed on the shower head lid at the same time as the tungsten film is formed. It causes generation of particles, resulting in deterioration in film quality of a film to be processed, and deterioration in characteristics, reliability, and yield in a manufactured semiconductor device. Further, since the temperature change is remarkable, the target processing becomes unstable, and similarly, the characteristics, reliability, and yield are lowered.
[0042]
In contrast, when the apparatus of the present invention is used, the temperature of the shower head lid can be reduced, so that film deposition on the shower head lid can be avoided on this lid, for example, in a tungsten film deposition process. Therefore, it is possible to effectively avoid the above-mentioned generation of particles, resulting in film quality deterioration of film formation based on this, or deterioration in characteristics, reliability, and yield in manufactured semiconductor devices, for example. Since the temperature change is reduced, stable processing is performed, thereby stabilizing characteristics, improving reliability, and improving yield.
[0043]
In the above-described example, the film heating apparatus using lamp heating has been described as an example. However, the present invention is not limited to such an apparatus example, and any processing apparatus that employs a showerhead structure in a single wafer heat treatment apparatus may be used. Needless to say, the present invention can be applied to any apparatus, and can also be applied to a plasma processing apparatus. Further, the object to be processed is not limited to a semiconductor wafer, but can be applied to an LCD (liquid crystal display) substrate, a glass substrate, and the like.
[0044]
Further, in the above-described example, one spacer member 30 is configured to be interposed between the shower head main body 26 and the shower head lid body 27 in one half, and in this case, four spacer members 30 Total of 30 and 200mm ² In the case of a structure in which contact is made with an area of 300 mm, the area is continuously made into a ring shape and the area is 300 mm. ² In this case, the plot point a described in FIG. ₁ Is set to 83 ° C. and the tenth plot point a _Three The temperature was 79 ° C., and it was possible to reduce the temperature and the amount of temperature change, and the same effects as described above were obtained.
[0045]
Further, in the device of the present invention, the above-described shower head lid is formed by avoiding the configuration in which the shower head lid 27 is directly attached to the shower head main body 26 and attached with the thin spacer member 30 interposed therebetween. At the same time as avoiding the generation of particles from the body 27, the generation of dust, that is, particles due to rubbing between the two can be effectively avoided as compared with the case where the shower head lid in the conventional structure is directly attached to the shower head body. It can be done.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, the apparatus according to the present invention is a processing apparatus that involves heat treatment, by interposing a spacer member between the shower head lid and the shower head main body, thereby increasing the thermal coupling between the two. Since it is possible to stabilize the temperature setting of the shower head lid body, it is possible to stabilize the process on the object to be processed, and to the unwanted shower head lid body together with the process on the object to be processed. However, since the same process can be avoided, the maintenance and cleaning of the shower head lid can be facilitated, and the number of cleanings and replacements can be reduced. In other words, the yield is improved, and a thin spacer member is interposed between the shower head body and the shower head lid as described above. Reduces costs by preventing rubbing between the warhead body and the shower head lid, and avoiding the generation of dust or particles due to this rubbing, thereby improving reliability and yield. It has the effect of bringing about significant industrial profits, such as being able to be made easier.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of the device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view of an essential part of an example of the device of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a disassembled state of a shower head main body and a shower head lid body of an example of the device of the present invention.
FIG. 4 is a front view of an example of the apparatus of the present invention as viewed from the inner surface side of a shower head portion.
FIG. 5 is a plan view of a spacer member as an example of the device of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing the dependence of the number of processed sheets of the apparatus of the present invention and the conventional apparatus.
FIG. 7 is a schematic sectional view of a shower head portion of a conventional device.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a main part of a shower head portion of a conventional device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shower head part, 2 ... Shower head main body, 3 ... Opening part, 4 ... Hollow part, 5 ... Gas supply port, 6 ... Through-hole, 7 ... Shower Head lid, 8 ... fluid circulation path, 9 ... bolt, 10 ... bolt top, 11 ... bolt insertion hole, 12 ... collar, 13 ... small diameter part, 14 ... Gap, 21 ... Chamber, 22 ... Object to be processed, 23 ... Arrangement part of object to be processed, 24 ... Heating means, 25 ... Shower head part, 26 ... Main body of shower head, 27 ... Shower head lid, 28 ... Hollow body, 29 ... Through hole, 30 ... Spacer member, 30 ... Opening, 32 ... Gas supply port, 33 ... Flange 34 ... Spacer, 35 ... Temperature control means, 36 ... Diffusion hole, 37 ... Diffusion plate, 38 ... Set screw member, 39 ... end face, 40 ... screw hole, 41 ... large diameter part, 42 ... through hole, 43 ... through hole, 44 ... flange part, 45 ... Nut, 46 ... washer, 47 ... spring washer, 48 ... gap, 49 ... peripheral wall surface, 50 ... strut, 51 ... holding member, 52 ... lifter pin, 53 ... -Lifter pin support member, 54 ... Operating rod, 55 ... Lifter pin through hole, 56 ... Bellows, 57 ... Actuator, 58 ... Clamp ring, 59 ... Support rod, 60 ... Coil, 61 ... heating chamber, 62 ... transmission window, 63 ... turntable, 64 ... rotating motor, 65 ... rectifying hole, 66 ... rectifying plate, 67 ... Support column, 68 ... attachment, 69 ... exhaust port, 70 ... exhaust path, 71 ... gate valve, 72 ... load lock chamber

Claims

A treatment with heating in which an arrangement part of the object to be treated and a heating means for the object to be treated are arranged in the chamber, and a shower head part is arranged in a part of the chamber facing the arrangement surface of the object to be treated. A device,
The shower head unit has a shower head body and a shower head lid,
The shower head body is arranged to penetrate through a portion facing the arrangement surface of the object to be processed, and has a hollow portion that opens into the chamber.
The shower head lid body has a large number of through holes and is attached to the opening portion of the shower head body. The shower head lid body has an end surface of the opening portion of the shower head body at an outer peripheral edge thereof. A heat treatment apparatus characterized in that it is configured to be thermally and densely attached through a thin spacer member.

2. The processing apparatus with heat treatment according to claim 1, wherein the shower head body is provided with temperature control means.

The processing apparatus with heating according to claim 1, wherein the spacer member is formed of a thin film body.

The processing apparatus with heat treatment according to claim 1, wherein the spacer member is made of a material having a thermal expansion coefficient close to that of the shower head lid and the shower head body.

2. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the shower head body, the shower head lid, and the spacer are all made of aluminum.