JP4775641B2 - Gas introduction device - Google Patents
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Description
本発明は、気密室内にプロセスガスを導入するガス導入装置に関し、特に、表面波によって気密室内のプロセスガスを励起して表面波励起プラズマを生成し、被処理物を処理するプラズマ処理装置の気密室内へのプロセスガスの導入に関する。 The present invention relates to a gas introduction apparatus that introduces a process gas into an airtight chamber, and more particularly to an airtightness of a plasma processing apparatus that generates a surface wave excited plasma by exciting a process gas in the airtight chamber by a surface wave to process an object to be processed. It relates to the introduction of process gas into the room.
表面波プラズマ源は、表面波励起プラズマ(SWP:Surface Wave Plasma)を利用したプラズマ処理装置や高密度プラズマ応用装置に適用される。高密度プラズマ応用装置としては、アッシング装置、ドライエッチング装置、プラズマCVD装置、イオンビームスパッタリング装置、イオンビームエッチング装置、イオンビームアシスト装置、SWPスパッタリング装置、その他のリモートプラズマ源、プラズマ滅菌装置等がある。 The surface wave plasma source is applied to a plasma processing apparatus and high density plasma application apparatus using surface wave plasma (SWP). High density plasma application equipment includes ashing equipment, dry etching equipment, plasma CVD equipment, ion beam sputtering equipment, ion beam etching equipment, ion beam assist equipment, SWP sputtering equipment, other remote plasma sources, plasma sterilization equipment, etc. .
例えば、半導体製造プロセスでは、成膜、エッチング処理、アッシング処理等にプラズマ技術が多く利用されている。また、太陽電池、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等の製造にもプラズマ技術が利用されている。パネルの大型化や大画面化に伴って、大面積の高密度プラズマを均一に生成することが必要である。プラズマ密度を均一とすることで、被処理物全面を均一処理することができる。 For example, in a semiconductor manufacturing process, plasma technology is often used for film formation, etching, ashing, and the like. Plasma technology is also used for manufacturing solar cells, liquid crystal displays, plasma displays, and the like. As panels increase in size and screen, it is necessary to uniformly generate high-density plasma with a large area. By making the plasma density uniform, the entire surface of the object to be processed can be uniformly processed.
大面積の高密度プラズマを生成できるプラズマ処理装置として、表面波励起プラズマ(SWP:Surface Wave Plasma)を利用する装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この装置は、導波管内を伝播するマイクロ波をスロットアンテナから誘電体の窓を通してプラズマ生成室内に導入し、誘電体の窓面に生じた表面波によってプラズマ生成室内のプロセスガスをプラズマ励起する。表面波は誘電体の窓の表面上を速やかに伝播し、誘電体窓の表面積に応じたプラズマ領域が得られる。 An apparatus using surface wave plasma (SWP) is known as a plasma processing apparatus that can generate a large-area high-density plasma (see, for example, Patent Document 1). In this apparatus, a microwave propagating in a waveguide is introduced from a slot antenna into a plasma generation chamber through a dielectric window, and a process gas in the plasma generation chamber is plasma-excited by a surface wave generated on the dielectric window surface. The surface wave quickly propagates on the surface of the dielectric window, and a plasma region corresponding to the surface area of the dielectric window is obtained.
表面波励起プラズマを利用したプラズマ処理装置では、表面波プラズマで生成される高密度プラズマの作用によって、ガスの解離と反応が極めて急激に起こることが知られている。したがって、被処理対象物の面へのガスの均一供給や制御が、被処理面の処理の均一性に大きく影響を与える。 In a plasma processing apparatus using surface wave excitation plasma, it is known that gas dissociation and reaction occur extremely rapidly by the action of high density plasma generated by surface wave plasma. Therefore, the uniform supply and control of the gas to the surface of the object to be processed greatly affects the processing uniformity of the surface to be processed.
プロセスガスを気密室内に均一に供給する方法として、側面に複数の小孔を設けた棒状のガス噴き出し部を用いる構成が考えられる。本発明の発明者は、この構成について検討したところ、ガス噴き出し部の供給側と終端付近では、ガス噴き出し量が不均一となり、被処理面の処理状態が面内で不均一となるという結果が得られた。また、この構成において、ガス供給側の孔径を小径とし、終端側に向かって段階的に孔径を大きくする構成として改善を図ったが、良好な結果は得られなかった。 As a method for uniformly supplying the process gas into the hermetic chamber, a configuration using a rod-like gas ejection portion having a plurality of small holes on the side surface is conceivable. The inventor of the present invention has studied this configuration, and as a result, the gas ejection amount is non-uniform on the supply side and near the end of the gas ejection unit, and the processing state of the surface to be processed is non-uniform in the surface. Obtained. In addition, in this configuration, the hole diameter on the gas supply side was reduced, and the hole diameter was increased stepwise toward the end side, but improvement was not achieved, but good results were not obtained.
そこで、本発明の出願人は、ガス噴き出し部の内部に2枚以上の分散板を設けることでガスを分散噴出させる構成を提案している。 Therefore, the applicant of the present invention has proposed a configuration in which gas is dispersed and ejected by providing two or more dispersion plates inside the gas ejection portion.
図7および図8は提案したガス噴き出し部の構成を説明するための図である。ガス噴き出し部102は、本体103と、2枚の拡散板104,106と、拡散板104と拡散板104と106の間に挟まれるスペーサ105と、噴出板107により構成される。本体103内の第1空間112内に導入されたガスは、はじめに拡散板104に形成されたガス噴出孔108を通ってスペーサ105内の第2空間113内に拡散する。第2空間113内に拡散したガスは、拡散板106に形成されたガス噴出孔109を通り、さらに噴出板107に形成されたガス噴出孔110を通って外部に噴出する。
7 and 8 are diagrams for explaining the configuration of the proposed gas ejection part. The
この構成では、分散板を含む各構成部材間の隙間からガス漏れが生じないように、取り付けボルト111を複数本用いて締結している。
上記提案した拡散板を用いたガス噴き出し部の構成では、複数枚の拡散板を締結部材で固定する構成であるため、拡散板を形成するために薄板部品を加工し、これらに形成した拡散孔を位置合わせしながら、各部材を締結部材でガス漏れが生じないように締結する必要があるため、部品コストの問題の他に、加工作業や組み立て作業等に作業性の点でも問題がある。 In the configuration of the gas ejection portion using the above-described proposed diffusion plate, a plurality of diffusion plates are fixed with fastening members, so that thin plate parts are processed to form the diffusion plate, and the diffusion holes formed in these Since it is necessary to fasten each member with a fastening member so as not to cause gas leakage, there is a problem in terms of workability in processing work and assembly work in addition to the problem of component costs.
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、簡易な構成でガスの均一供給を図ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to solve the above-described conventional problems and to uniformly supply gas with a simple configuration.
本発明のガス導入装置は、表面波によって気密室内のプロセスガスを励起して表面波励起プラズマを生成し、被処理物を処理するプラズマ処理装置において気密室内にプロセスガスを導入するガス導入装置であり、軸方向に複数のガス噴き出し孔を有する少なくとも2本の薄肉管を同軸上に配置して多重構造のガス噴き出し部を構成する。 The gas introduction apparatus of the present invention is a gas introduction apparatus that generates a surface wave excitation plasma by exciting a process gas in an airtight chamber by a surface wave and introduces the process gas into the airtight chamber in a plasma processing apparatus for processing an object to be processed. There are at least two thin-walled tubes coaxially arranged in the axial direction with a plurality of gas ejection holes to constitute a multi-structure gas ejection section.
このガス噴き出し部において、最内殻の薄肉管の管内にプロセスガスを導入し、プロセスガスを、内殻側の薄肉管から外殻側の薄肉管に順に各薄肉管のガス噴き出し孔を通して噴出させ、最外殻の薄肉管から気密室内に導入させる。ガス噴き出し部を、管径を異にする複数の薄肉管を同軸上に配置するという簡易な構成とすることができる。 In this gas ejection part, process gas is introduced into the innermost thin tube, and the process gas is ejected from the inner shell side thin tube to the outer shell side thin tube in order through the gas ejection holes of each thin tube. Introduce into the airtight chamber from the thin-walled tube of the outermost shell. The gas ejection part can have a simple configuration in which a plurality of thin tubes having different tube diameters are arranged coaxially.
複数の薄肉管の少なくとも一方の端部は、カシメ又は溶接により蓋部等に固定して封止することができる。 At least one end portion of the plurality of thin-walled tubes can be fixed and sealed to the lid portion or the like by caulking or welding.
ガス噴き出し部が備える最外殻の薄肉管は、複数のガス噴き出し孔を軸方向に沿って1列配列する構成とする他、複数のガス噴き出し孔を軸方向に沿って複数列配列し、この各配列を周方向において任意の角度で配置する構成とすることができる。 The thin-walled tube of the outermost shell provided in the gas ejection part has a configuration in which a plurality of gas ejection holes are arranged in a line along the axial direction, and a plurality of gas ejection holes are arranged in a line along the axial direction. Each array can be arranged at an arbitrary angle in the circumferential direction.
また、同軸上に配置する複数の薄肉管は、最外殻に配置する防着管と、この防着管の内殻側に配置する少なくとも1つのガス噴き出し管とを有する構成とすることができ、防着管は、内周面において、ガス噴き出し管のうちで最も外側のガス噴き出し管の外周面と接し、このガス噴き出し管を覆うことができる。 Further, the plurality of thin-walled tubes arranged on the same axis can be configured to include a deposition tube disposed on the outermost shell and at least one gas ejection tube disposed on the inner shell side of the deposition tube. The anti-adhesion tube is in contact with the outer peripheral surface of the outermost gas ejection tube among the gas ejection tubes on the inner circumferential surface, and can cover the gas ejection tube.
ここで、防着管は、孔の直径が1.0mm〜2.0mmの範囲のガス噴き出し孔を有し、管厚は1.5mm〜3.0mmの範囲とすることができる。 Here, the deposition preventing tube has a gas ejection hole with a hole diameter in the range of 1.0 mm to 2.0 mm, and the tube thickness can be in the range of 1.5 mm to 3.0 mm.
また、防着管の内殻側に配置するガス噴き出し管は、互いに向かい合うガス噴き出し管が備えるガス噴き出し孔の位置を互いにずれた位置とすることができ、この構成とすることによって、内側から噴出したガスを管間の空間部分で拡散させ、この拡散したガスをさらに外側のガス噴き出し管に拡散することができる。 In addition, the gas ejection pipes arranged on the inner shell side of the deposition preventing pipe can be arranged so that the positions of the gas ejection holes provided in the gas ejection pipes facing each other are shifted from each other. The diffused gas can be diffused in the space portion between the tubes, and the diffused gas can be further diffused to the outer gas ejection tube.
最外殻に配置する防着管に対して、この防着管の内殻側に配置するガス噴き出し管は、管厚tと孔径dの比率s=t/dは1.5〜3.4の範囲とし、孔径dは0.3mm以上とする。 With respect to the deposition tube disposed on the outermost shell, the gas ejection tube disposed on the inner shell side of this deposition tube has a ratio s = t / d of the tube thickness t to the hole diameter d of 1.5 to 3.4. And the hole diameter d is 0.3 mm or more.
ガス導入装置へのガスの導入は、ガス噴き出し部の最内殻の薄肉管の一方の管端、あるいは、両方の管端から行うことができる。 The introduction of the gas into the gas introduction device can be performed from one end of the innermost thin-walled tube of the gas outlet or from both ends.
また、複数のガス噴き出し部にプロセスガスを導入するガスマニホルドを備える構成とすることができ、ガスマニホルドとガス噴き出し管とをメタルガスケットを介して接合することができる。 Moreover, it can be set as the structure provided with the gas manifold which introduces process gas in a some gas ejection part, and a gas manifold and a gas ejection pipe | tube can be joined via a metal gasket.
本発明によれば、複数のガス噴き出し管を多重構造とすることによって、多数の締結用のボルトを用いることなく、簡易な構造によってガス漏れを低減し、ガスの均一な供給を図ることができる。 According to the present invention, by providing a plurality of gas ejection pipes with a multiple structure, gas leakage can be reduced with a simple structure and a uniform gas supply can be achieved without using a large number of fastening bolts. .
また、本発明の実施の態様によれば、ガス噴き出し管の外側を防着管で覆うことによって、最外殻のガス噴き出し管のメンテナンス頻度を低減させることができる。 According to the embodiment of the present invention, the maintenance frequency of the outermost gas ejection pipe can be reduced by covering the outer side of the gas ejection pipe with the deposition prevention pipe.
本発明の実施の態様によれば、防着管に覆われる内部のガス噴き出し部の孔径を0.3mm以上、孔径に対する管厚のアスペクト比を1.5〜3.4程度することで、加工の容易性と生成物の付着による孔詰まりを抑制することができる。 According to the embodiment of the present invention, the hole diameter of the internal gas ejection portion covered by the deposition preventing tube is 0.3 mm or more, and the aspect ratio of the tube thickness to the hole diameter is about 1.5 to 3.4. And clogging of holes due to the adhesion of the product can be suppressed.
本発明の実施の態様によれば、ガス噴き出し部の管の両端部からガスを供給することによって、ガス供給側と終端ガスとのガス供給の不均一を改善することができる。 According to the embodiment of the present invention, by supplying the gas from both ends of the pipe of the gas ejection part, it is possible to improve the gas supply non-uniformity between the gas supply side and the terminal gas.
本発明の実施の態様によれば、防着管のガス噴き出し孔の径を1.0mm〜2.0mmの範囲とし、管厚を1.5mm〜3.0mmとすることで、ローディング効果を利用してガス噴き出し管への生成物の生成を低減し、ガス噴き出し孔の目詰まりを無くすことができる。 According to the embodiment of the present invention, the loading effect is utilized by setting the diameter of the gas ejection hole of the deposition preventing tube to a range of 1.0 mm to 2.0 mm and the tube thickness of 1.5 mm to 3.0 mm. As a result, the production of products in the gas ejection pipe can be reduced, and clogging of the gas ejection holes can be eliminated.
本発明の実施の態様によれば、複数本のガス噴き出し管を設けることによって、大面積の被処理物の均一な処理が可能となる。また、被処理物の面積に合わせて、ガス噴き出し部の配置と数量を調整することができる。 According to the embodiment of the present invention, by providing a plurality of gas ejection pipes, it is possible to uniformly treat a large-area workpiece. Further, the arrangement and quantity of the gas ejection parts can be adjusted according to the area of the object to be processed.
本発明の実施の態様によれば、複数のガス噴き出し管をマニホールドに設置することによって、ガス噴き出し管の保守が容易となる。 According to the embodiment of the present invention, maintenance of the gas ejection pipe is facilitated by installing a plurality of gas ejection pipes in the manifold.
本発明の実施の態様によれば、マニホールドとガス噴き出し管の接続をメタルガスケットを使用して行い、これによって高温時における使用を可能とすることができる。 According to the embodiment of the present invention, the manifold and the gas ejection pipe are connected using the metal gasket, thereby enabling use at a high temperature.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明のガス導入装置1をプラズマ処理装置50に設けたときの構成例を示している。プラズマ処理装置50は、プロセスチャンバ51を備える。プロセスチャンバ51内には、基板等の処理対象物を支持する基板ステージ52が設けられ、図示しない排気装置によって真空排気されると共に、図示しないガス源から、本発明のガス導入装置1によってプロセスガスが導入される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration example when the
また、プロセスチャンバ21には、マイクロ波導波管11から導入したマイクロ波によって表面波を生成し、この表面波によって導入したプロセスガスを励起させてプラズマを生成する表面波プラズマ源10が設けられる。
Further, the
表面波プラズマ源10は、マイクロ波導波管2と、誘電体板13を備え、マイクロ波導波管2の磁界面を構成する底面には、マイクロ波を誘電体板13へ導く複数のスロットアンテナ12が形成されている。この表面波プラズマ源1は、プラズマ装置20が備えるプロセスチャンバ21内にマイクロ波を導入し、このマイクロ波で形成した表面波によってプロセスガスを励起してプラズマを発生させる。
The surface
マイクロ波導波管2の内部を伝播するマイクロ波は、スロットアンテナ12を通過して、誘電体板12に入射し、誘電体板12の表面を表面波として伝播し、この表面波のエネルギーによってプラズマが生成する。
The microwave propagating through the inside of the
プロセスチャンバ51には、本発明のガス導入装置1を構成するガス噴き出し部と真空排気口が設けられている。ガス導入装置1からは、O2,SiH4,H2,N2,SF6,Cl2,Ar,He等のプロセスガスが導入される。プロセスガスを導入しながら真空排気口から排気することによって、プロセスチャンバ51内の圧力を通常、0.1〜50Pa程度に保持する。このような減圧雰囲気で、プロセスガスは表面波エネルギーにより励起され、プラズマが生成する。このとき、プロセスチャンバ51内の基板ステージ52上に基板等の被処理物を配置することによって、成膜、エッチング、アッシング等の処理が行われる。
The
マイクロ波導波管2には、図示しないマイクロ波出力部からマイクロ波が導入される。マイクロ波出力部は、高圧電源とマイクロ波発振器を有し、例えば周波数2.45GHzのマイクロ波Mを発振する。導入されたマイクロ波はマイクロ波導波管2の内部を伝播して定在波を形成する。なお、マイクロ波導波管2の寸法は、例えば、磁界面の幅を109.2mm、電界面の幅を54.6mmとし、長さはTE10の定在波伝送モードを安定させるのに必要な寸法とすることができる。
Microwaves are introduced into the
また、誘電体板12は、例えば、石英、アルミナ、ジルコニア、パイレックス(登録商標)ガラス、テフロン(登録商標)等の誘電性材料から製造される。また、プロセスチャンバ51の容器本体は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の非磁性金属で形成することができる。
The
図1において、本発明のガス導入装置1は、図示しないガス源からプロセスガスをプロセスチャンバ51内にプロセスガスを供給するガス噴き出し部2を備える。ガス噴き出し部2は、複数のガス噴き出し部2a,2bを備える。ガス噴き出し部2aは、プロセスチャンバ51内に対して一方向にのみプロセスガスを噴出する第1のガス噴き出し部2aと、プロセスチャンバ51内に対して少なくとも2つの方向にプロセスガスを噴出する第2のガス噴き出し部2bを備える。
In FIG. 1, a
なお、図1において、L1の寸法は130mm程度とし、L2の寸法は200mm〜300nm程度とすることができる。 In FIG. 1, the dimension of L1 can be about 130 mm, and the dimension of L2 can be about 200 mm to 300 nm.
以下、ガス噴き出し部2aについて図2の断面図を用いて説明し、ガス噴き出し部2bについて図3の断面図を用いて説明する。また、図4は、ガス噴き出し部2aおよび2bの断面図である。
Hereinafter, the
はじめに、図2および図4(a)を用いて第1のガス噴き出し部2aの構成例について説明する。図2において、第1のガス噴き出し部2aは、複数の管状部材を同軸状に組み合わせることで構成され、複数の噴き出し管(21,22)と、この噴き出し管の外周を覆う防着管23を備える。なお、ここでは、複数の噴き出し管(21,22)として2つの噴き出し管の例を示しているが、2つの限らず、3つ以上としてもよい。
First, the structural example of the 1st
第1の噴き出し管21は最も軸心側に配置され、接続部31およびガス導入部32を通してガス源(図示していない)からガスの供給を受ける。第1の噴き出し管21の外殻には、第2の噴き出し管22が第1の噴き出し管21と同軸上に配置される。さらに、この第2の噴き出し管22の外殻には、第1の噴き出し管21と第2の噴き出し管22と同軸上であって、第2の噴き出し管22の外周面と接して防着管23が配置される。
The
図4(a)において、第1の噴き出し管21は、その管壁部分に形成された複数のガス導出孔24が軸方向に沿って1列配置される。これらの複数のガス導出孔24は、第1の噴き出し管21の内部の第1空間27と、第1の噴き出し管21の外側の管壁部分と第2の噴き出し管22の内側の管壁部分とによって挟まれる第2空間28の2つの空間を連通する。また、第2の噴き出し管22の外側の管壁部分に接して、防着管23の内側の管壁部分が設けられ、第2の噴き出し管22の管壁に形成されたガス導出孔25と防着管23に管壁に形成されたガス噴き出し管孔26とを一致させて配置する。
In FIG. 4A, the
なお、第1の噴き出し管21のガス導出孔24の配置位置と、第2の噴き出し管22のガス導出孔25の配置位置とは、軸芯の周方向に対して角度を異ならせて配置する。ガス導出孔24の配置位置とガス導出孔25の配置位置の配置角度をずらせることによって、第1の噴き出し管21のガス導出孔24から噴き出したガスが、ガス導出孔25の管から直接に噴き出さずに、第2空間28で拡散した後に、ガス導出孔25およびガス噴き出し管孔26を介して外部(例えば、プロセスチャンバ)に噴き出させることができる。
The arrangement position of the
なお、図4(a)では、第1の噴き出し管21のガス導出孔24と、第2の噴き出し管22のガス導出孔25との配置位置を軸芯に対して180°の角度位置としているが、ガス導出孔24から導入されたガスが第1空間27内において十分な均一性が得られたと見なされる程度に拡散した後にガス導出孔25に到達するのであれば、他の角度位置であってもよい。
In FIG. 4A, the arrangement positions of the
ここで、噴き出し管(21,22)が備える孔径は例えば0.3mm以上とし、また、噴き出し管(21,22)の管厚tと孔径dとの比率sは(=t/d)は1.5〜3.4程度が適当である。また、防着管23のガス噴き出し孔26の孔径は1.0mm〜2.0mmの範囲が適当であり、管厚は1.5mm〜3.0mmが適当である。
Here, the hole diameter of the ejection pipe (21, 22) is, for example, 0.3 mm or more, and the ratio s between the pipe thickness t and the hole diameter d of the ejection pipe (21, 22) is (= t / d) is 1. About 5 to 3.4 is appropriate. The hole diameter of the
また、最外殻に配置される噴き出し管(ここでは、第2の噴き出し管22)の外周を覆う防着管23は、プロセスチャンバ51内においてプラズマで生成された生成物と直接に接触し、内部において覆っている噴き出し管(21,22)に生成物が付着することを防いでいる。これは、防着管23が有する孔径や管厚の寸法を上記範囲とすることによって、生成物の内部への侵入を抑制するローディング効果を利用することができるためである。
In addition, the
この構成によって、防着管23のガス噴き出し管孔26から、十分な均一性を有して拡散されたガスを噴き出すことができると共に、多重構造の内側部に配置した噴き出し管(21,22)への生成物の侵入および付着を防ぐことができる。
With this configuration, the gas diffused with sufficient uniformity can be ejected from the gas
本発明のガス導入装置において、防着管23には生成物が付着するが、多重構造の内側部に配置した噴き出し管(21,22)には生成物は防着しないため、防着管23のみを交換あるいはクリーニングすることによって、防着した生成物を除去することができる。
In the gas introduction device of the present invention, the product adheres to the
第1の噴き出し管21、第2の噴き出し管22、および防着管23の各管部材を同軸状に配置するために、各管の端部を接続部31、ガス導入部32、およびふた33によって支持する。第1の噴き出し管21は、その一方の端部を接続部31の端部の外周部分に取り付け、他方の端部をふた33に設けた突出部に取り付ける。また、第2の噴き出し管22は、その一方の端部を接続部32の端部の外周部分に取り付け、他方の端部をふた33の外周部分に取り付ける。また、防着管23は、その内周面を第2の噴き出し管22の外周面に接した状態とし、一方の端部を接続部32の外側端部のネジ等によって固定することで取り付ける。
In order to arrange the pipe members of the
次に、図3および図4(b)を用いて第2のガス噴き出し部2bの構成例について説明する。図3において、第2のガス噴き出し部2bについても、前記した第1のガス噴き出し部2aと同様に、複数の管状部材を同軸状に組み合わせることで構成され、複数の噴き出し管(21,22)と、この噴き出し管の外周を覆う防着管23を備える。なお、ここでは、複数の噴き出し管(21,22)として2つの噴き出し管の例を示しているが、2つの限らず、3つ以上としてもよい。
Next, the structural example of the 2nd
第1の噴き出し管21は最も軸心側に配置され、接続部31およびガス導入部32を通してガス源(図示していない)からガスの供給を受ける。第1の噴き出し管21の外殻には、第2の噴き出し管22が第1の噴き出し管21と同軸上に配置される。さらに、この第2の噴き出し管22の外殻には、第1の噴き出し管21と第2の噴き出し管22と同軸上であって、第2の噴き出し管22の外周面と接して防着管23が配置される。
The
図4(b)において、第1の噴き出し管21は、その管壁部分に形成された複数のガス導出孔24が軸方向に沿って1列配置される。これらの複数のガス導出孔24は、第1の噴き出し管21の内部の第1空間27と、第1の噴き出し管21の外側の管壁部分と第2の噴き出し管22の内側の管壁部分とによって挟まれる第2空間28の2つの空間を連通する。
In FIG. 4B, the
また、第2の噴き出し管22は、その管壁部分に形成された複数のガス導出孔25が軸方向に沿って、異なる角度位置に2列配置される。さらに、第2の噴き出し管22の外側の管壁部分に接して、防着管23の内側の管壁部分が設けられ、第2の噴き出し管22の管壁に形成された2列のガス導出孔25と、防着管23に管壁に形成された2列のガス噴き出し管孔26とを一致させて配置する。
The
なお、第1の噴き出し管21のガス導出孔24の配置位置と、第2の噴き出し管22のガス導出孔25の配置位置とは、軸芯の周方向に対して角度を異ならせて配置する。ガス導出孔24の配置位置とガス導出孔25の配置位置の配置角度をずらせることによって、第1の噴き出し管21のガス導出孔24から噴き出したガスが、ガス導出孔25の管から直接に噴き出さずに、第2空間28で拡散した後に、ガス導出孔25およびガス噴き出し管孔26を介して外部(例えば、プロセスチャンバ)に噴き出させることができる。
The arrangement position of the
また、第2の噴き出し管22が備えるガス導出孔25は、複数列(ここでは2列)とすることによって、ガスの噴き出し方向を複数方向とすることができる。
Further, the gas outlet holes 25 provided in the
なお、図4(b)では、第1の噴き出し管21のガス導出孔24と、第2の噴き出し管22のガス導出孔25との配置位置を軸芯に対して90°の角度位置としているが、ガス導出孔24から導入されたガスが第1空間27内において十分な均一性が得られたと見なされる程度に拡散した後にガス導出孔25に到達するのであれば、他の角度位置であってもよい。
In FIG. 4B, the arrangement positions of the gas outlet holes 24 of the
この第2のガス噴き出し部2bにおいても、噴き出し管(21,22)の孔径や管厚tと孔径dとの比率sの数値例、防着管の孔径や管厚の数値例は、前記した第1のガス噴き出し部2aの例と同様とすることができる。
Also in the second
また、防着管の作用や、各管部材の取り付けについても、前記した第1のガス噴き出し部2aの例と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
Further, since the action of the deposition preventing pipe and the attachment of each pipe member can be the same as those in the example of the first
次に、本発明のガス導入装置のプロセスチャンバ内の構成について図5、図6を用いて説明する。本発明のガス導入装置1はプロセスチャンバ51内において複数配置することができ、これによって、大面積の被処理物に対して均一な処理を行うことができる他に、被処理物の面積にあわせて、ガス噴き出し部の配置や数量の増減を自在とすることができる。
Next, the configuration in the process chamber of the gas introducing device of the present invention will be described with reference to FIGS. A plurality of the
プロセスチャンバ51内にはマニホールド41が設置され、このマニホールド41には、接続部42を介して複数のガス噴き出し部2が接続される。なお、図5では、マニホールド41を通してガス種2のガスが導入されて噴き出し部2から噴き出される他、表面波プラズマ源(SWP源)側からもガス種1のガスをプロセスチャンバ51内に導入することができる。
A manifold 41 is installed in the
図6(a)はマニホールドに接続されるガス噴き出し部の一構成例である。この構成例では、1つのマニホールド41に対して複数のガス噴き出し部2a〜2cが接続される。この構成によれば、複数のガス噴き出し部2a〜2cは、マニホールド41に接続された一方の側からガスの供給を受ける。
FIG. 6A is a configuration example of a gas ejection part connected to the manifold. In this configuration example, a plurality of
また、図6(b)はマニホールドに接続されるガス噴き出し部の他の構成例である。この構成例では、2つのマニホールド41a,41bに対して複数のガス噴き出し部2a〜2cが接続される。この構成によれば、複数のガス噴き出し部2a〜2cは、マニホールド41に接続された両方の側からガスの供給を受けることができる。
FIG. 6B shows another configuration example of the gas ejection part connected to the manifold. In this configuration example, a plurality of
なお、接続部42は、スエッジロック、VCR、コンフラット等のメタルガスケットを使用することができ、これによって高温時の使用が可能となる。
In addition, the
なお、表面波励起プラズマを利用してCVD装置によってシリコン窒化膜を成膜する場合には、上記したガス種1として窒素、アルゴン、水素を導入し、ガス種2としてシランおよびアンモニアを導入する。ガス種1およびガス種2のガスの導入比率は適宜選択することができる。また、プロセス圧力は、例えば1Pa〜100Paの範囲とすることができる。
When a silicon nitride film is formed by a CVD apparatus using surface wave excitation plasma, nitrogen, argon, and hydrogen are introduced as the
また、各ガス噴き出し部のそれじれにマスフローコントローラを設け、導入流量を独立して制御することができ、これによればさらにガス導入の均一性を高めることができる。 In addition, a mass flow controller is provided at each of the gas ejection portions, and the introduction flow rate can be controlled independently. According to this, the uniformity of gas introduction can be further improved.
また、プロセスチャンバの排気は、ターボ分子ポンプを主排気ポンプとしてコンダクタンス制御を行うことができる。 Further, the exhaust of the process chamber can be controlled by conductance control using a turbo molecular pump as a main exhaust pump.
本発明の表面波プラズマ源は、表面波励起プラズマ(SWP:Surface Wave Plasma)を利用したプラズマ処理装置や高密度プラズマ応用装置に適用される。高密度プラズマ応用装置としては、アッシング装置、ドライエッチング装置、プラズマCVD装置、イオンビームスパッタリング装置、イオンビームエッチング装置、イオンビームアシスト装置、SWPスパッタリング装置、その他のリモートプラズマ源、プラズマ滅菌装置などに適用することができる。 The surface wave plasma source of the present invention is applied to a plasma processing apparatus and high-density plasma application apparatus using surface wave plasma (SWP). High-density plasma application equipment is applicable to ashing equipment, dry etching equipment, plasma CVD equipment, ion beam sputtering equipment, ion beam etching equipment, ion beam assist equipment, SWP sputtering equipment, other remote plasma sources, plasma sterilization equipment, etc. can do.
1…ガス導入装置、2…ガス噴出部、2a…第1ガス噴出部、2b…第2ガス噴出部、10…表面プラズマ源、11…マイクロ波導入管、12…スロットアンテナ、13…誘導体板、14…Oリング、21…第1噴出し管、22…第2噴出し管、23…防着管、24…ガス導出孔、25…ガス導出孔、26…ガス噴出し孔、27…第1空間、28…第2空間、31…接続部、32…ガス導入部、33…ふた、41,41a,41b…マニホールド、42…接続部、50…プラズマ処理装置、51…プロセスチャンバ、52…基板ステージ、102…ガス噴出し部、103…本体、104…拡散板、105…スぺーサ、106…拡散板、107…噴出板、108…ガス噴出し孔、109…ガス噴出し孔、110…ガス噴出し孔、111…取り付けボルト、112…第1空間、113…第2空間。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
軸方向に複数のガス噴き出し孔を有する少なくとも2本の薄肉管を同軸上に配置して多重構造のガス噴き出し部を構成し、
前記ガス噴き出し部を複数備え、
気密室の側壁側に配置するガス噴き出し部の最外殻の薄肉管は、複数のガス噴き出し孔を軸方向に沿って1列配列し、
気密室の内側に配置するガス噴き出し部の最外殻の薄肉管は、複数のガス噴き出し孔を軸方向に沿って複数配列し、前記各配列は周方向において任意の角度で配置し、
当該ガス噴き出し部は、最内殻の薄肉管の管内に導入したプロセスガスを、各薄肉管のガス噴き出し孔を通して内殻側の薄肉管から外殻側の薄肉管に順に噴出させ、最外殻の薄肉管から気密室内に導入させることを特徴とする、ガス導入装置。 A gas introduction device for exciting a process gas in an airtight chamber by surface waves to generate surface wave excited plasma and introducing the process gas into the airtight chamber in a plasma processing apparatus for processing an object to be processed.
A multi-structure gas ejection portion is configured by coaxially arranging at least two thin-walled tubes having a plurality of gas ejection holes in the axial direction;
A plurality of the gas ejection parts are provided,
The thin-walled tube of the outermost shell of the gas ejection part arranged on the side wall side of the hermetic chamber has a plurality of gas ejection holes arranged in a line along the axial direction,
The thin-walled tube of the outermost shell of the gas ejection part arranged inside the hermetic chamber has a plurality of gas ejection holes arranged along the axial direction, and each arrangement is arranged at an arbitrary angle in the circumferential direction,
The gas ejection part sequentially ejects the process gas introduced into the thin-walled tube of the innermost shell from the thin-walled tube on the inner shell side to the thin-walled tube on the outer shell side through the gas ejection holes of each thin-walled tube. A gas introducing device characterized in that it is introduced into an airtight chamber from a thin-walled tube.
軸方向に複数のガス噴き出し孔を有する少なくとも2本の薄肉管を同軸上に配置して多重構造のガス噴き出し部を構成し、
前記同軸上に配置する複数の薄肉管は、
最外殻に配置する防着管と、当該防着管の内殻側に配置する少なくとも1つのガス噴き出し管とを有し、
前記防着管は、内周面において、前記ガス噴き出し管のうちで最も外側のガス噴き出し管の外周面と接し、このガス噴き出し管を覆い、
当該ガス噴き出し部は、最内殻の薄肉管の管内に導入したプロセスガスを、各薄肉管のガス噴き出し孔を通して内殻側の薄肉管から外殻側の薄肉管に順に噴出させ、最外殻の薄肉管から気密室内に導入させることを特徴とする、ガス導入装置。 A gas introduction device for exciting a process gas in an airtight chamber by surface waves to generate surface wave excited plasma and introducing the process gas into the airtight chamber in a plasma processing apparatus for processing an object to be processed.
A multi-structure gas ejection portion is configured by coaxially arranging at least two thin-walled tubes having a plurality of gas ejection holes in the axial direction;
The plurality of thin-walled tubes arranged on the same axis are:
A deposition tube disposed on the outermost shell, and at least one gas ejection tube disposed on the inner shell side of the deposition tube;
The adhesion preventing pipe is in contact with the outer peripheral surface of the outermost gas ejection pipe among the gas ejection pipes on the inner circumferential surface, and covers the gas ejection pipe,
The gas ejection part sequentially ejects the process gas introduced into the thin-walled tube of the innermost shell from the thin-walled tube on the inner shell side to the thin-walled tube on the outer shell side through the gas ejection holes of each thin-walled tube. A gas introducing device characterized in that it is introduced into an airtight chamber from a thin-walled tube.
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US20020134507A1 (en) * | 1999-12-22 | 2002-09-26 | Silicon Valley Group, Thermal Systems Llc | Gas delivery metering tube |
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