JP5157101B2 - Gas supply apparatus and substrate processing apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、例えば基板に対して所定の成膜処理を行うために、基板に対向する多数のガス供給孔から処理ガスを処理容器内に供給するガス供給装置、及びこのガス供給装置を用いた基板処理装置に関する。   The present invention uses, for example, a gas supply device that supplies a processing gas into a processing container from a large number of gas supply holes facing the substrate in order to perform a predetermined film forming process on the substrate, and the gas supply device. The present invention relates to a substrate processing apparatus.

半導体製造プロセスの一つに成膜処理があり、このプロセスは通常真空雰囲気下で処理ガスを例えばプラズマ化あるいは熱分解することで活性化し、基板表面上に活性種あるいは反応生成物を堆積させることにより行われる。そして成膜処理の中には、複数種類のガスを反応させて成膜するプロセスがあり、このプロセスとしては、Ti、Cu、Taなどの金属、またはTiN、TiSi、WSiなどの金属化合物、あるいはSiN、SiO2などの絶縁膜といった薄膜の形成を挙げることができる。   One of the semiconductor manufacturing processes is a film forming process, and this process is usually activated by, for example, plasmaizing or thermally decomposing a processing gas in a vacuum atmosphere to deposit active species or reaction products on the substrate surface. Is done. In the film formation process, there is a process of forming a film by reacting a plurality of types of gases. As this process, a metal such as Ti, Cu, or Ta, a metal compound such as TiN, TiSi, or WSi, or The formation of a thin film such as an insulating film such as SiN or SiO 2 can be mentioned.

このような成膜処理を行うための装置は、真空チャンバをなす処理容器内に基板を載置するための載置台が配置されると共に処理容器にガス供給装置が設けられ、更にガスにエネルギーを与えるための手段である加熱装置やプラズマ発生手段などが組み合わせて設けられている。ガス供給装置は一般にガスシャワーヘッドと呼ばれ、処理容器の天井部に形成された開口部を塞ぐようにかつ前記載置台と対向するように設けられている。ガス供給装置のより具体的な構造については、扁平な円柱体内にガスの拡散空間が形成されていて、多数のガス供給孔が形成されたシャワープレートが下面に配置され、外部から処理ガスが拡散空間に流れ込み、前記ガス供給孔から処理空間に吹き出されるように構成されている。   An apparatus for performing such a film forming process includes a mounting table for mounting a substrate in a processing container forming a vacuum chamber, a gas supply device provided in the processing container, and energy to the gas. A heating device, plasma generating means, and the like, which are means for giving, are provided in combination. The gas supply device is generally called a gas shower head, and is provided so as to close an opening formed in the ceiling portion of the processing container and to face the mounting table. As for a more specific structure of the gas supply device, a gas diffusion space is formed in a flat cylindrical body, a shower plate having a large number of gas supply holes is arranged on the lower surface, and processing gas diffuses from the outside. The gas flows into the space and is blown out from the gas supply hole to the processing space.

シャワープレートは、基板上にガスを均一に供給できるように単位面積当たりのガス供給孔の数が揃えられている。そしてガス供給孔の配列パターンとしては、図10に示すように縦横にマトリックス状に配列したパターンや図11に示すように同心円上に等間隔に配列したパターンが知られており、これら配列パターンは、夫々特許文献1及び特許文献2に記載されている。図10、11中、1はシャワープレート、11はガス供給孔である。なお300mmウエハで用いられる実際のシャワープレートにおいては、ガス供給孔の口径はもっと小さく、孔数、同心円の数はもっと多い。   The shower plate has a uniform number of gas supply holes per unit area so that gas can be uniformly supplied onto the substrate. As an arrangement pattern of the gas supply holes, a pattern arranged in a matrix form vertically and horizontally as shown in FIG. 10 and a pattern arranged at equal intervals on concentric circles as shown in FIG. 11 are known. Are described in Patent Document 1 and Patent Document 2, respectively. 10 and 11, 1 is a shower plate and 11 is a gas supply hole. In an actual shower plate used for a 300 mm wafer, the diameter of the gas supply holes is smaller, and the number of holes and the number of concentric circles are larger.

ところでTiCl4、H2及びArの混合ガスを用いて半導体ウエハ(以下ウエハという)上にTiを成膜するプロセスについて、ウエハ上におけるパーティクルの評価を行っていたところ、あるプロセス条件において図12に示すようにウエハW上にパーティクル12が過剰に付着する領域が十文字に形成されることが分かった。この十文字のパーティクル付着パターンP(実際にはパーティクルが密集しているが、便宜上斜線で示してある)は、シャワープレート1から処理雰囲気内に流入するガスの流速を大きくしていったときにある流速以上になると発生し、その発生ポイントは、全体のガス流量が多い程、流速が大きい方にずれている。言い換えれば、ガス流量を少なくすると、小さな流速であっても十文字のパーティクル付着パターンが発生するということになる。   Incidentally, in the process of forming a Ti film on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) using a mixed gas of TiCl4, H2 and Ar, particles on the wafer were evaluated. As shown in FIG. In addition, it has been found that a region where particles 12 are excessively adhered on the wafer W is formed in a cross shape. This cross-shaped particle adhesion pattern P (actually dense particles are shown by hatching for convenience) is when the flow velocity of the gas flowing from the shower plate 1 into the processing atmosphere is increased. It occurs when the flow rate is exceeded, and the generation point shifts to the higher flow rate as the overall gas flow rate increases. In other words, if the gas flow rate is reduced, a cross-shaped particle adhesion pattern is generated even at a low flow rate.

この理由について種々検討をしたところ、ウエハの中心部から外周部に向かうガス流の周方向の流速分布に関連していることを突き止めた。即ち、この種の成膜装置は処理容器の下部にて排気しているため、ウエハ表面におけるガスの流れは中心部から外周部に向かう流れが支配的であり、従来のシャワープレートにおいては、このガス流の流速が極端に遅い領域が存在する。例えばガス供給孔11がマトリックス状に配列されたシャワープレート1については、図13に枠で囲って示すようにシャワープレート1の中心部から外周部に向けてつまり半径方向にガス供給孔11が平行に直線的に並ぶ領域が存在する。   As a result of various studies on this reason, it was found that the gas flow from the central part of the wafer toward the outer peripheral part is related to the flow velocity distribution in the circumferential direction. That is, since this type of film forming apparatus exhausts at the lower part of the processing container, the gas flow on the wafer surface is dominant from the central part toward the outer peripheral part. There is a region where the gas flow velocity is extremely slow. For example, for the shower plate 1 in which the gas supply holes 11 are arranged in a matrix, the gas supply holes 11 are parallel from the center of the shower plate 1 toward the outer periphery, that is, in the radial direction, as shown in FIG. There are regions that are lined up in a straight line.

図13では、この領域を1個所だけ示してあるが、シャワープレート1上にはこの領域は中心部から90度ずつずれて4方向に伸び、全体として十文字状になっている。この枠内の領域に着目すると、マクロ的な表現をすると、ウエハW側においては枠内に対向する部位にはガスが吹き付けられないので、ウエハWの中心部Cから外周に向かう当該部位のガス流Aの流速は、その両隣のガス流の流速よりも極端に遅くなっている。このように速い流速の領域と遅い流速の領域とが隣り合うと、その境界部で乱流が発生し、その結果生成物の堆積が異常に起こり、言い換えるとTiが異常成長する。このように局部的に異常成長した部分は、他の領域から見ればパーティクルの集合領域であり、この部位を含むチップに対して電気的特性に悪影響を及ぼすことになる。そしてシャワープレート1から吹き出すガス流の流速が速いほど、境界部での乱流の発生の程度が大きく、このため十文字のパーティクル付着パターンPが発生しやすいことが直感的に理解され、このことは実験結果と整合する。   In FIG. 13, only one region is shown. However, on the shower plate 1, this region is shifted 90 degrees from the center and extends in four directions, and has a cross shape as a whole. Focusing on the area within the frame, if expressed in a macro manner, gas is not blown to the part facing the inside of the frame on the wafer W side, so the gas at the part toward the outer periphery from the center C of the wafer W The flow velocity of the flow A is extremely slower than the flow velocity of the gas flow on both sides. When a region having a high flow velocity and a region having a low flow velocity are adjacent to each other, turbulent flow is generated at the boundary portion, and as a result, product deposition occurs abnormally, in other words, Ti grows abnormally. Thus, the locally abnormally grown portion is an aggregate region of particles when viewed from other regions, and adversely affects the electrical characteristics of the chip including this region. It is intuitively understood that the faster the flow rate of the gas flow blown out from the shower plate 1, the greater the degree of turbulent flow at the boundary, and the more likely the cross-shaped particle adhesion pattern P is likely to occur. Consistent with experimental results.

上述の現象は、同心円上にガス供給孔を等間隔に配列した場合にも起こることは容易に想像がつく。即ち、この場合においてもシャワープレート1の中心部から外周部に向けてガス供給孔11が平行に直線的に並ぶ領域が十文字に存在するからである。   It can be easily imagined that the above phenomenon occurs even when the gas supply holes are arranged at equal intervals on the concentric circles. That is, even in this case, there are ten regions in which the gas supply holes 11 are arranged in parallel and linearly from the center portion of the shower plate 1 toward the outer peripheral portion.

このように従来のシャワープレートにおいては、プロセス条件によって十文字のパーティクル付着パターンPが発生するため、プロセス条件の設定の自由度が制限されるという課題がある。例えばスループットの向上のためにガス流量を大きく設定することができないなどの不利益がある。
なお特許文献1及び特許文献2にはこのような着眼は全くなく、これら文献に記載されたシャワープレートは、単位面積当たりのガス供給孔数を揃えかつ設計が容易であるという観点から採用されたものである。
As described above, in the conventional shower plate, since the cross-shaped particle adhesion pattern P is generated depending on the process condition, there is a problem that the degree of freedom in setting the process condition is limited. For example, there is a disadvantage that the gas flow rate cannot be set large in order to improve the throughput.
Patent Document 1 and Patent Document 2 do not have such attention at all, and the shower plate described in these documents is adopted from the viewpoint that the number of gas supply holes per unit area is uniform and the design is easy. Is.

特開平5−152218号公報:図4Japanese Patent Laid-Open No. 5-152218: FIG. 特開2004−76023号公報:図22、段落0100JP 2004-76023 A: FIG. 22, paragraph 0100

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、処理容器内に処理ガスを供給するガス供給装置において、基板の中心部から外周部に向かうガス流について周方向の間の流速分布を従来に比べて揃えることで、パーティクルの発生を抑え、しかもプロセス条件の自由度を広げることのできるシャワープレート及びこのシャワープレートを用いた基板処理装置を提供することにある。   The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide a gas supply device for supplying a processing gas into a processing container, in a circumferential direction with respect to a gas flow from the central portion of the substrate toward the outer peripheral portion. It is an object of the present invention to provide a shower plate and a substrate processing apparatus using the shower plate that can suppress the generation of particles and expand the degree of freedom of process conditions.

本発明は、基板を載置する載置台が設けられた処理容器内に処理ガスを供給するために前記載置台に対向するように配置され、多数のガス供給孔が穿設されたシャワープレートを備えたガス供給装置において、
前記ガス供給孔は、多数の同心円上に各同心円毎に等間隔で周方向に配列されると共に互いに内外に隣接する同心円上のガス供給孔については外側の同心円のガス供給孔の数の方が多くなるように配列され、
前記ガス供給孔の配列パターンは、
イ) 最外周及び最内周を除く任意の同心円について、その同心円上のガス供給孔と、内側に隣り合う同心円及び外側に隣り合う同心円の各直近のガス供給孔と、が同心円の半径上に並ばないように構成され
ロ) 各同心円上に並ぶガス供給孔のうちの一つのガス供給孔同士を同心円の半径上に並ぶように一旦配列し、これら半径上に並ぶガス供給孔が同心円の中心から伸びる代数スパイラル曲線に沿って並ぶように、周方向の配列ピッチが等間隔のまま配列し直すことにより形成された配列パターンと同じ配列パターンであることを特徴とする。
またガス供給孔の配列パターンは、単位面積当たり(例えば2cm×2cmの正方形領域)のガス供給孔の数が揃っていることが好ましい。
The present invention provides a shower plate that is arranged to face a mounting table in order to supply processing gas into a processing container provided with a mounting table on which a substrate is mounted, and has a large number of gas supply holes. In the gas supply device provided,
The gas supply holes are arranged circumferentially at equal intervals on a number of concentric circles, and the number of concentric gas supply holes on the outer and outer concentric circles is equal to the number of concentric gas supply holes on the outer side. Arranged to increase ,
The arrangement pattern of the gas supply holes is:
B) For any concentric circle except the outermost and innermost circumferences, the gas supply holes on the concentric circles and the gas supply holes immediately adjacent to the concentric circles adjacent to the inside and the concentric circles adjacent to the outside are on the radius of the concentric circles. Configured not to line up,
B) Arrange one gas supply hole among the gas supply holes arranged on each concentric circle so as to be arranged on the radius of the concentric circle, and form an algebraic spiral curve in which the gas supply holes arranged on the radius extend from the center of the concentric circle. The arrangement pattern is the same as the arrangement pattern formed by rearranging the arrangement pitches in the circumferential direction at equal intervals so as to be arranged along the line .
The gas supply hole arrangement pattern preferably has the same number of gas supply holes per unit area (for example, a square area of 2 cm × 2 cm).

本発明は、基板処理装置例えば成膜装置としても成り立ち、この装置は、気密な処理容器と、この処理容器内に設けられ、基板を載置するための載置台と、処理容器内のガスを排気する排気手段と、本発明のガス供給装置と、を備え、ガス供給装置から供給される処理ガスにより載置台上の基板を処理することを特徴とする。   The present invention can also be used as a substrate processing apparatus, for example, a film forming apparatus. This apparatus is provided with an airtight processing container, a mounting table provided in the processing container, and a gas in the processing container. An exhaust means for exhausting the gas supply apparatus according to the present invention is provided, and the substrate on the mounting table is processed with a processing gas supplied from the gas supply apparatus.

本発明では、シャワープレートのガス供給孔を多数の同心円上に配列し、ガス供給孔の配列パターンは、同心円上のガス供給孔と内側に隣り合う同心円及び外側に隣り合う同心円の各直近のガス供給孔とが同心円の半径上に並ばないようにガス供給孔の配列パターンが設定されている。このため同心円の半径方向に伸びる、ガス供給孔が含まれない帯状のいわばデッドスペースが形成されないため、同心円の中心部からシャワープレートの外周部に向かうガス流の流速について、極端に流速が遅くなる領域の形成が抑えられる。この結果、既述の十文字のパーティクル付着パターンのように基板の中心部から見て特定の方向に伸びる領域に異常なプロセスが行われるという不具合を防止することができる。そして従来においてもプロセス条件を調整すればこうした不具合を回避できるが、本発明ではプロセス条件の制限が緩和されるので、プロセス条件の設定の自由度が広がり、例えばスループットを向上させるためにガス流量を多くするなどの条件設定を行うことができる。   In the present invention, the gas supply holes of the shower plate are arranged on a number of concentric circles, and the gas supply hole arrangement pattern is such that the gas supply holes on the concentric circles are adjacent to the concentric circles adjacent to the inside and the concentric circles adjacent to the outside. The arrangement pattern of the gas supply holes is set so that the supply holes are not aligned on the radius of the concentric circle. For this reason, a strip-like so-called dead space extending in the radial direction of the concentric circles and not including the gas supply holes is not formed, so the flow rate of the gas flow from the center of the concentric circles toward the outer periphery of the shower plate is extremely slow. Formation of the region is suppressed. As a result, it is possible to prevent a problem that an abnormal process is performed in a region extending in a specific direction when viewed from the center of the substrate, like the above-described cross-shaped particle adhesion pattern. Conventionally, such a problem can be avoided by adjusting the process conditions. However, in the present invention, the restriction of the process conditions is relaxed, so that the degree of freedom in setting the process conditions is widened. It is possible to set conditions such as increasing the number.

本発明のガス供給装置をプラズマCVDにより成膜を行うための成膜装置に組み込んだ実施の形態について説明する。先ず成膜装置の全体構成について、図1の概略図に基づいて構成の概略を説明しておく。図1において2は例えばアルミニウムからなる真空チャンバである処理容器であり、この処理容器2は、上側が大径の円筒部2aでその下側に小径の円筒部2bが連設されたいわばキノコ形状に形成され、その内壁を加熱するための図示しない加熱機構が設けられている。処理容器2内には、基板である例えば半導体ウエハ(以下ウエハという)Wを水平に載置するための基板載置台をなすステージ21が設けられ、このステージ21は、小径部2bの底部に支持部材22を介して支持されている。   An embodiment in which the gas supply apparatus of the present invention is incorporated in a film forming apparatus for forming a film by plasma CVD will be described. First, the general configuration of the film forming apparatus will be described based on the schematic diagram of FIG. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a processing vessel which is a vacuum chamber made of, for example, aluminum. The processing vessel 2 has a so-called mushroom shape in which a cylindrical portion 2a having a large diameter on the upper side and a cylindrical portion 2b having a small diameter on the lower side are continuously provided. And a heating mechanism (not shown) for heating the inner wall is provided. In the processing container 2, a stage 21 is provided as a substrate mounting table for horizontally mounting, for example, a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) W, which is a substrate, and this stage 21 is supported on the bottom of the small diameter portion 2b. It is supported via the member 22.

ステージ21内にはウエハWの温調手段をなす図示しないヒータ及び後述する下部電極となる図示しない導電部材が設けられている。また必要に応じてウエハWを静電吸着するための図示しない静電チャックが設けられる。更にステージ21には、ウエハWを保持して昇降させるための例えば3本の支持ピン23がステージ21の表面に対して突没自在に設けられ、この支持ピン23は、支持部材24を介して処理容器2の外の昇降機構25に接続されている。処理容器2の底部には排気管26の一端側が接続され、この排気管26の他端側には真空排気手段である真空ポンプ27が接続されている。また処理容器2の大径部2aの側壁には、ゲートバルブ28により開閉される搬送口29が形成されている。   In the stage 21, a heater (not shown) that forms a temperature adjusting means for the wafer W and a conductive member (not shown) that becomes a lower electrode described later are provided. An electrostatic chuck (not shown) for electrostatically adsorbing the wafer W is provided as necessary. Further, the stage 21 is provided with, for example, three support pins 23 for holding and lifting the wafer W so as to be able to protrude and retract with respect to the surface of the stage 21. It is connected to an elevating mechanism 25 outside the processing container 2. One end of an exhaust pipe 26 is connected to the bottom of the processing container 2, and a vacuum pump 27, which is a vacuum exhaust means, is connected to the other end of the exhaust pipe 26. A transfer port 29 that is opened and closed by a gate valve 28 is formed on the side wall of the large diameter portion 2 a of the processing container 2.

更に処理容器2の天井部には開口部31が形成され、この開口部31を塞ぐようにかつステージ21に対向するように本発明のガス供給装置であるガスシャワーヘッド4が設けられている。ここでガスシャワーヘッド4及びステージ21は夫々上部電極及び下部電極を兼用しており、ガスシャワーヘッド4は整合器32を介して高周波電源部33に接続されると共に、下部電極であるステージ21は接地されている。なお図1では配線図は略解的に記載してあるが、実際にはステージ21は処理容器2に電気的に接続され、処理容器2の上部から図示しないマッチングボックスを介して接地され、高周波の導電路が処理空間を包み込むようになっている。   Furthermore, an opening 31 is formed in the ceiling of the processing container 2, and a gas shower head 4 that is a gas supply device of the present invention is provided so as to close the opening 31 and face the stage 21. Here, the gas shower head 4 and the stage 21 also serve as an upper electrode and a lower electrode, respectively. The gas shower head 4 is connected to the high-frequency power supply unit 33 through the matching unit 32, and the stage 21 serving as the lower electrode is Grounded. In FIG. 1, the wiring diagram is shown in a simplified manner. Actually, however, the stage 21 is electrically connected to the processing container 2 and grounded from above the processing container 2 through a matching box (not shown). A conductive path surrounds the processing space.

ガスシャワーヘッド4は、図2に示すように、処理容器1の上部の開口部を塞ぐ扁平な有底筒状体からなるベース部材41と、このベース部材41の底面部の下方側に設けられたシャワープレート5と、を備えている。ベース部材41は処理容器1内の真空雰囲気と大気雰囲気とを仕切る役割もあることから、上端周縁部のフランジ部42と処理容器1の開口部の周縁部43とがリング状の樹脂シール部材であるOリング44により気密に接合されている。   As shown in FIG. 2, the gas shower head 4 is provided on the lower side of the bottom portion of the base member 41 and a base member 41 made of a flat bottomed cylindrical body that closes the upper opening of the processing container 1. Shower plate 5. Since the base member 41 also has a role of partitioning the vacuum atmosphere and the atmospheric atmosphere in the processing container 1, the flange portion 42 at the upper peripheral edge and the peripheral edge 43 of the opening of the processing container 1 are ring-shaped resin seal members. The O-ring 44 is airtightly joined.

またベース部材41の中央部には、2本のガス供給管61及び62が接続されており、これらガス供給管61及び62のガスが夫々分離されたシャワープレート5のガス供給孔7(7a)及び7(7b)から噴出するように構成されている。即ち、シャワープレート5の上には、一方のガス供給管61に連通する空間63が形成された拡散プレート64が積層されると共に、この拡散プレート64の上方は、他方のガス供給管62に連通しかつ前記空間63とは区画された空間65として形成されている。そして一方のガス供給孔7(7a)は前記空間63に連通し、他方のガス供給孔7(7b)は前記空間65に連通している。なおこのシャワープレート6に関しては後で詳述する。   Further, two gas supply pipes 61 and 62 are connected to the central portion of the base member 41, and the gas supply holes 7 (7a) of the shower plate 5 from which the gases of the gas supply pipes 61 and 62 are separated, respectively. And 7 (7b). That is, a diffusion plate 64 having a space 63 communicating with one gas supply pipe 61 is laminated on the shower plate 5, and the upper side of the diffusion plate 64 communicates with the other gas supply pipe 62. In addition, the space 63 is formed as a partitioned space 65. One gas supply hole 7 (7a) communicates with the space 63, and the other gas supply hole 7 (7b) communicates with the space 65. The shower plate 6 will be described in detail later.

前記一方のガス供給管61は、図1に示すように例えばTiCl4ガス源102、Arガス源103及びClF3ガス源104に接続されているまた他方のガス供給管62は、例えばH2ガス源106及びNH3ガス源107に接続されている。なお鎖線で囲んだ108で示す部分は、各ガス供給路に設けられたバルブやマスフローコントローラなどのガス供給機器の群である。   The one gas supply pipe 61 is connected to, for example, a TiCl4 gas source 102, an Ar gas source 103, and a ClF3 gas source 104 as shown in FIG. 1, and the other gas supply pipe 62 is connected to, for example, an H2 gas source 106 and An NH3 gas source 107 is connected. Note that a portion indicated by 108 surrounded by a chain line is a group of gas supply devices such as valves and mass flow controllers provided in each gas supply path.

次ぎにシャワープレート5について詳述する。この例のシャワープレート5は、300mmウエハに対して使用するものであり、図3及び図4に示すように円形のプレート本体50の中心を中心とする19個の同心円51に沿って夫々等間隔でガス供給孔7が穿設され、更に同心円の中心(シャワープレート5の中心)にガス供給孔7が穿設されている。ガス供給孔7は、互いに異なるガスが吹き出すガス供給孔7a、7bが含まれるが、これらガス供給孔7a、7bは周方向に交互に配置されており、以下の説明ではこれらをまとめてガス供給孔7として述べることとする。ガス供給孔7の口径は例えば1mmである。19個の同心円51において、最外周の同心円51の半径は163mmであり、各同心円互いの間隔は等間隔に設定されている。各同心円51のガス供給孔7の個数については、内側から順に8、12、18、24、30、36、42、48、54、60、66、72、78、84、90、96、102、108、114である。   Next, the shower plate 5 will be described in detail. The shower plate 5 in this example is used for a 300 mm wafer, and is equally spaced along 19 concentric circles 51 centering on the center of a circular plate body 50 as shown in FIGS. The gas supply hole 7 is drilled, and the gas supply hole 7 is drilled at the center of the concentric circle (the center of the shower plate 5). The gas supply holes 7 include gas supply holes 7a and 7b through which different gases blow out, but these gas supply holes 7a and 7b are alternately arranged in the circumferential direction. It will be described as hole 7. The diameter of the gas supply hole 7 is 1 mm, for example. In the 19 concentric circles 51, the radius of the outermost concentric circle 51 is 163 mm, and the intervals between the concentric circles are set to be equal. About the number of gas supply holes 7 of each concentric circle 51, 8, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 60, 66, 72, 78, 84, 90, 96, 102, from the inside. 108 and 114.

このガス供給孔7の配列パターンの設計手法については、先ず各同心円51の一のガス供給孔7同士を同心円51の半径上に並ぶように一旦配列し、次いで図5に示すようにこれら半径上に並ぶガス供給孔7が同心円51の中心から伸びる代数スパイラル曲線Sに沿って並ぶように、周方向の配列ピッチが等間隔のまま配列し直すことにより形成することができる。
代数スパイラル曲線Sはr=aθ で表されるアルキメデススパイラル曲線であり、r、θは、同心円51の中心をゼロ点とする極座標における距離及び基準方向からの角度であり、aは変数である。
Regarding the design method of the arrangement pattern of the gas supply holes 7, first, the gas supply holes 7 of the concentric circles 51 are once arranged so as to be aligned on the radii of the concentric circles 51, and then, as shown in FIG. Can be formed by rearranging the arrangement pitches in the circumferential direction at equal intervals so that the gas supply holes 7 arranged in a row are arranged along the algebraic spiral curve S extending from the center of the concentric circle 51.
The algebraic spiral curve S is an Archimedean spiral curve represented by r = aθ, where r and θ are distances in polar coordinates and the angle from the reference direction with the center of the concentric circle 51 as the zero point, and a is a variable.

各同心円51におけるガス供給孔7の配列ピッチ及びこの代数スパイラル曲線Sの設定については、同心円51の半径方向に伸びる微少領域におけるガス供給孔7の配列密度を、各方向の間で揃うようにして行う。即ち、図6に示すように同心円51の中心Cを含まないが、最内周の同心円51と最外周の同心円51とを含む、帯状領域(細長い長方形領域)Lを周方向に1度刻みで回転させ、各角度位置における帯状領域Lの中のガス供給孔7の数を計測し、その数の分布を取得する。図7は帯状領域Lを1度から90度に至るまで回転させて取得したガス供給孔数の分布であり、帯状領域Lの幅2dのdは角度分解能に相当し、少なくとも幅2dが配列ピッチ以下になるよう例えば4mmに設定する。図7に示すように、各角度位置におけるガス供給孔7の数は15個〜20個に収まっている。   Regarding the arrangement pitch of the gas supply holes 7 in each concentric circle 51 and the setting of the algebraic spiral curve S, the arrangement density of the gas supply holes 7 in the minute region extending in the radial direction of the concentric circle 51 is made uniform between the respective directions. Do. That is, as shown in FIG. 6, a band-like region (elongated rectangular region) L that does not include the center C of the concentric circle 51 but includes the innermost concentric circle 51 and the outermost concentric circle 51 in the circumferential direction. The number of gas supply holes 7 in the belt-like region L at each angular position is measured, and the distribution of the number is acquired. FIG. 7 shows the distribution of the number of gas supply holes obtained by rotating the belt-like region L from 1 degree to 90 degrees. The width 2d of the belt-like region L corresponds to the angular resolution, and at least the width 2d is the arrangement pitch. For example, it is set to 4 mm so as to be below. As shown in FIG. 7, the number of the gas supply holes 7 at each angular position is within 15-20.

またガス供給孔7は、単位面積当たりのガス供給孔7の数が揃うように配列されている。この単位面積当たりとは、最外周の同心円51内の領域を例えば2cm×2cmの正方形の升目に分割した場合(最外周の同心円51に接する領域は除く)、各分割領域の間でガス供給孔7の数が揃っているということであり、この例では、各分割領域内の孔数の最小値は5個であり、最大値は7個である。   The gas supply holes 7 are arranged so that the number of the gas supply holes 7 per unit area is uniform. Per unit area means that when the region in the outermost concentric circle 51 is divided into squares of 2 cm × 2 cm, for example (excluding the region in contact with the outermost concentric circle 51), the gas supply holes between the divided regions In this example, the minimum value of the number of holes in each divided region is five, and the maximum value is seven.

図1の成膜装置におけるウエハWの処理について述べる。先ず基板であるウエハWが図示しない搬送アームによりゲートバルブ28を開とした搬送口29を介して処理容器2内に搬入され、支持ピン23との協働作用によりステージ21上に受け渡される。ゲートバルブ28を閉じた後、ガス供給源102、103から第1のガスであるTiCl4ガス及びArガスの混合ガスがガス供給管61を介してガスシャワーヘッド4に送られ、またガス供給源106から第2のガスであるH2ガスがガス供給管62を介してガスシャワーヘッド4に送られる。そしてシャワープレート5のガス供給孔7(7a)、(7b)から第1のガスと第2のガスとが別々に処理雰囲気に供給される。   The processing of the wafer W in the film forming apparatus of FIG. 1 will be described. First, a wafer W, which is a substrate, is loaded into the processing container 2 through a transfer port 29 with the gate valve 28 opened by a transfer arm (not shown), and is transferred onto the stage 21 by a cooperative action with the support pins 23. After the gate valve 28 is closed, a mixed gas of TiCl 4 gas and Ar gas, which is the first gas, is sent from the gas supply sources 102 and 103 to the gas shower head 4 through the gas supply pipe 61, and the gas supply source 106 H 2 gas as the second gas is sent to the gas shower head 4 through the gas supply pipe 62. Then, the first gas and the second gas are separately supplied to the processing atmosphere from the gas supply holes 7 (7a) and (7b) of the shower plate 5.

一方真空ポンプ27により処理容器2内を真空排気し、排気管26に設けられた図示しない圧力調整バルブを調整して処理容器2内の圧力を設定圧力にすると共に、高周波電源部33から上部電極であるガスシャワーヘッド4と下部電極であるステージ21との間に高周波電力を供給して、処理ガスつまり第1のガス及び第2のガスをプラズマ化し、TiCl4をH2により還元してウエハWの表面にTi膜を成膜する。このとき反応副生成物であるHClは未反応ガスとともに排気される。   On the other hand, the inside of the processing vessel 2 is evacuated by the vacuum pump 27, and a pressure adjusting valve (not shown) provided in the exhaust pipe 26 is adjusted to set the pressure in the processing vessel 2 to a set pressure. The high-frequency power is supplied between the gas shower head 4 and the stage 21 which is the lower electrode, the processing gas, that is, the first gas and the second gas are turned into plasma, and TiCl4 is reduced by H2 to reduce the wafer W. A Ti film is formed on the surface. At this time, the reaction by-product HCl is exhausted together with the unreacted gas.

なおTi膜の成膜に続いてTi膜を窒化しTiN膜を成膜する場合もあり、その場合には、第1のガスであるTiCl4ガスと第2のガスであるH2ガスの供給を停止すると共にNH3(アンモニア)ガスの供給を開始する。このときにおいても高周波電力が処理空間に供給され、ウエハW上に既に形成されているTi薄膜の表面がNH3の活性種により窒化される。窒化終了後、高周波電力の供給とNH3ガスの供給とを停止し、その後ウエハWを既述の搬入動作と逆の動作で処理容器2から搬出する。   In some cases, the Ti film is nitrided to form the TiN film following the Ti film formation. In this case, the supply of the TiCl4 gas as the first gas and the H2 gas as the second gas is stopped. At the same time, the supply of NH3 (ammonia) gas is started. Also at this time, high-frequency power is supplied to the processing space, and the surface of the Ti thin film already formed on the wafer W is nitrided by NH3 active species. After the nitridation is completed, the supply of high frequency power and the supply of NH3 gas are stopped, and then the wafer W is unloaded from the processing container 2 by an operation reverse to the above-described loading operation.

上述のシャワープレート5の効果について述べる。従来のシャワープレートは単位面積当たりのガス供給孔の数しか着目されていなかったが、上述実施の形態のシャワープレート5においては、ウエハW上では中心部から外周に向かうガス流が支配的であり、半径方向(図10から明らかなように概ね半径方向も含む)のガス流の流速が極端に遅くなる領域の発生とガス供給孔7の配列パターンとの関連に着目し、シャワープレート5の中心部から見て各方向におけるガス流の流速が概ね揃うように工夫されている。   The effect of the shower plate 5 will be described. The conventional shower plate has focused only on the number of gas supply holes per unit area, but in the shower plate 5 of the above-described embodiment, the gas flow from the center to the outer periphery is dominant on the wafer W. Focusing on the relationship between the occurrence of a region in which the flow velocity of the gas flow in the radial direction (generally including the radial direction as apparent from FIG. 10) becomes extremely slow and the arrangement pattern of the gas supply holes 7, It is devised so that the flow velocity of the gas flow in each direction is almost uniform as seen from the section.

具体的には、多数の同心円51上にガス供給孔7の数を配列し、各同心円51毎にガス供給孔7を等間隔で配列する。このように等間隔とするのは、ガス供給孔7の数を単位面積当たりで揃えるためである。そして背景技術の欄にて図12に示した帯状の空白領域をなくすためには、最外周及び最内周を除く任意の同心円51について、その同心円51上のガス供給孔7と、内側に隣り合う同心円51及び外側に隣り合う同心円51の各直近のガス供給孔7と、が同心円51の半径上に並ばないように、つまり互いに隣り合う同心円51において3つのガス供給孔7が半径上にならばないように設計すればよい。このような配列パターンを得るために、この実施の形態では既述のようにスパイラル曲線を用いて各同心円51のガス供給孔7をずらしている。   Specifically, the number of gas supply holes 7 is arranged on a large number of concentric circles 51, and the gas supply holes 7 are arranged at equal intervals for each concentric circle 51. The reason why the intervals are equal is to make the number of the gas supply holes 7 uniform per unit area. In order to eliminate the strip-shaped blank area shown in FIG. 12 in the background art column, an arbitrary concentric circle 51 excluding the outermost and innermost circumferences is adjacent to the gas supply hole 7 on the concentric circle 51 and inside. The concentric circle 51 and the adjacent gas supply holes 7 of the concentric circles 51 adjacent to each other on the outside do not line up on the radius of the concentric circle 51, that is, in the concentric circles 51 adjacent to each other, the three gas supply holes 7 should be on the radius. Design so that it does not. In order to obtain such an arrangement pattern, in this embodiment, the gas supply holes 7 of the concentric circles 51 are shifted using a spiral curve as described above.

図8は、図6に示した帯状領域Lを周方向に1度刻みで回転させ、帯状領域L中における同心円51の中心部から外周に向かう流速を各角度位置毎に計算し、これにより得られた周方向の流速分布を示すものである。具体的にはシャワープレートを半径170mm、120mm、60mm、40mmの4つの円によって同心円状に3つに分割しa、b、cは夫々これらの分割領域における流速分布を示している。流速分布については、前記3つの分割領域のそれぞれに存在するガス供給孔7の数から単位面積あたりの流量を求め、各流量と、対応する角度の帯状領域のガス供給孔7の数と、から各角度領域(帯状領域L)における流速を計算した。   FIG. 8 is obtained by rotating the belt-like region L shown in FIG. 6 in the circumferential direction by 1 degree and calculating the flow velocity from the central part of the concentric circle 51 in the belt-like region L toward the outer periphery for each angular position. It shows the flow velocity distribution in the circumferential direction. Specifically, the shower plate is divided into three concentric circles by four circles having radii of 170 mm, 120 mm, 60 mm, and 40 mm, and a, b, and c indicate flow velocity distributions in these divided regions, respectively. For the flow velocity distribution, the flow rate per unit area is determined from the number of gas supply holes 7 existing in each of the three divided regions, and the flow rate and the number of gas supply holes 7 in the band-like region at the corresponding angle are obtained from The flow velocity in each angular region (band-like region L) was calculated.

この流速分布は、図7に示すガス供給孔の数の分布に対応しており、各方向の流速が揃っていることが分かる。図9はウエハW上における面内の流速分布を計算し、色分けして求めたものを白黒画像でコピーしたものであり、図9(a)は上述実施の形態のシャワープレート5を用いた場合、図9(b)は、ガス供給孔をマトリックス状に配列したシャワープレート(図10参照)を用いた場合の結果である。この結果から分かるように従来のシャワープレートにおいては、流速の極端に小さい領域が十文字状に形成されており、背景技術の欄で述べたようにウエハW上の十文字のパーティクル付着パターンに対応している。従って十文字のパーティクル付着パターンの原因は、流速分布の結果を介してシャワープレートのガス供給孔の配列パターンに対応していることが理解できる。   This flow velocity distribution corresponds to the distribution of the number of gas supply holes shown in FIG. 7, and it can be seen that the flow velocity in each direction is uniform. FIG. 9 shows a flow velocity distribution in the plane on the wafer W, which is obtained by color coding and copied as a black and white image. FIG. 9A shows the case where the shower plate 5 of the above-described embodiment is used. FIG. 9B shows the results when a shower plate (see FIG. 10) in which the gas supply holes are arranged in a matrix is used. As can be seen from this result, in the conventional shower plate, the region where the flow velocity is extremely small is formed in a cross shape, and corresponds to the cross-shaped particle adhesion pattern on the wafer W as described in the background art section. Yes. Therefore, it can be understood that the cause of the cross-shaped particle adhesion pattern corresponds to the arrangement pattern of the gas supply holes of the shower plate through the result of the flow velocity distribution.

一方、上述実施の形態のシャワープレート5においては、周方向の流速は概ね揃っており、極端に流速が遅い領域も見られないことから、十文字のパーティクル付着パターンの発生は解消される。このためプロセス条件の制限が緩和されるので、プロセス条件の設定の自由度が広がり、例えばスループットを向上させるためにガス流量を多くするなどの条件設定を行うことができる。   On the other hand, in the shower plate 5 of the above-described embodiment, the circumferential flow velocity is almost uniform, and an extremely slow flow velocity region is not seen, so the occurrence of the crossed particle adhesion pattern is eliminated. For this reason, the restriction on the process condition is relaxed, so that the degree of freedom in setting the process condition is widened. For example, the condition can be set such as increasing the gas flow rate in order to improve the throughput.

なお上述のガスシャワーヘッド4は、第1のガスと第2のガスとを別々に処理容器2内に供給するタイプのポストミックスタイプであるが、予め両ガスを混合してから処理雰囲気に供給するプリミックスタイプのものにも適用できる。   The above-described gas shower head 4 is a post-mix type in which the first gas and the second gas are separately supplied into the processing container 2, but the two gases are mixed in advance and then supplied to the processing atmosphere. It can be applied to the premix type.

また本発明は、Tiの成膜に限られるものではなく、半導体製造プロセスで行われる高温下の成膜処理などのガス処理を行う場合、例えばW、Cu、Ta、Ru、Hfなどの金属、またはTiN、TiSi、WSiなどの金属化合物、あるいはSiN、SiO2などの絶縁膜といった薄膜の形成などに適用できる。更に本発明のガスシャワーヘッドを適用した基板処理装置としては、プラズマCVD装置に限らず熱CVD装置、エッチング装置、アッシング装置、スパッタ装置、アニール装置などにも適用することができる。   Further, the present invention is not limited to Ti film formation, and when performing gas treatment such as film formation under high temperature performed in a semiconductor manufacturing process, for example, metals such as W, Cu, Ta, Ru, Hf, Alternatively, it can be applied to the formation of a thin film such as a metal compound such as TiN, TiSi, or WSi, or an insulating film such as SiN or SiO2. Furthermore, the substrate processing apparatus to which the gas showerhead of the present invention is applied is not limited to a plasma CVD apparatus, and can be applied to a thermal CVD apparatus, an etching apparatus, an ashing apparatus, a sputtering apparatus, an annealing apparatus, and the like.

本発明の実施の形態に係るガス供給装置を組み込んだ成膜装置を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the film-forming apparatus incorporating the gas supply apparatus which concerns on embodiment of this invention. 上記の実施の形態に係るガス供給装置を詳細に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the gas supply apparatus which concerns on said embodiment in detail. 上記の実施の形態に係るガス供給装置におけるシャワープレートのガス供給孔の配列パターンを示す平面図である。It is a top view which shows the arrangement pattern of the gas supply hole of the shower plate in the gas supply apparatus which concerns on said embodiment. シャワープレートのガス供給孔の配列パターンの一部を拡大して示す平面図である。It is a top view which expands and shows a part of arrangement pattern of the gas supply hole of a shower plate. シャワープレートのガス供給孔の配列パターンの形成方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the formation method of the arrangement pattern of the gas supply hole of a shower plate. シャワープレートの周方向について、1度刻みのガス供給孔の数の分布を得るための手法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the method for obtaining the distribution of the number of the gas supply holes of 1 degree | times about the circumferential direction of a shower plate. シャワープレートの周方向について、1度刻みのガス供給孔の数の分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows distribution of the number of the gas supply holes of 1 degree | times for the circumferential direction of a shower plate. シャワープレートの周方向について、1度刻みの流速の分布のシミュレーション結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the simulation result of the distribution of the flow rate of 1 degree | times for the circumferential direction of a shower plate. シャワープレートについて、周方向の流速の分布のシミュレーション結果を示す説明図であるIt is explanatory drawing which shows the simulation result of distribution of the flow velocity of the circumferential direction about a shower plate. 従来のシャワープレートのガス供給孔の配列パターンを示す平面図である。It is a top view which shows the arrangement pattern of the gas supply hole of the conventional shower plate. 従来のシャワープレートのガス供給孔の配列パターンを示す平面図である。It is a top view which shows the arrangement pattern of the gas supply hole of the conventional shower plate. 従来のシャワープレートを使用した場合における半導体ウエハ上のパーティクル分布を示す平面図である。It is a top view which shows the particle distribution on the semiconductor wafer in the case of using the conventional shower plate. 従来のシャワープレートにおけるパーティクル発生の推定要因を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the estimation factor of the particle generation in the conventional shower plate.

符号の説明Explanation of symbols

2 処理容器
21 ステージ(基板載置台)
31 開口部
4 ガスシャワーヘッド(ガス供給装置)
5 シャワープレート
51 同心円
61、62 ガス供給管
7、7a、7b ガス供給孔
W 半導体ウエハ
S 代数スパイラル曲線
2 Processing container 21 stage (substrate mounting table)
31 Opening 4 Gas Shower Head (Gas Supply Device)
5 Shower plate 51 Concentric circles 61, 62 Gas supply pipes 7, 7a, 7b Gas supply holes W Semiconductor wafer S Algebraic spiral curve

Claims (2)

基板を載置する載置台が設けられた処理容器内に処理ガスを供給するために前記載置台に対向するように配置され、多数のガス供給孔が穿設されたシャワープレートを備えたガス供給装置において、
前記ガス供給孔は、多数の同心円上に各同心円毎に等間隔で周方向に配列されると共に互いに内外に隣接する同心円上のガス供給孔については外側の同心円のガス供給孔の数の方が多くなるように配列され、
前記ガス供給孔の配列パターンは、
イ) 最外周及び最内周を除く任意の同心円について、その同心円上のガス供給孔と、内側に隣り合う同心円及び外側に隣り合う同心円の各直近のガス供給孔と、が同心円の半径上に並ばないように構成され
ロ) 各同心円上に並ぶガス供給孔のうちの一つのガス供給孔同士を同心円の半径上に並ぶように一旦配列し、これら半径上に並ぶガス供給孔が同心円の中心から伸びる代数スパイラル曲線に沿って並ぶように、周方向の配列ピッチが等間隔のまま配列し直すことにより形成された配列パターンと同じ配列パターンであることを特徴とするガス供給装置。
Gas supply provided with a shower plate which is arranged to face the mounting table in order to supply processing gas into a processing container provided with a mounting table on which a substrate is mounted, and which has a large number of gas supply holes. In the device
The gas supply holes are arranged circumferentially at equal intervals on a number of concentric circles, and the number of concentric gas supply holes on the outer and outer concentric circles is equal to the number of concentric gas supply holes on the outer side. Arranged to increase ,
The arrangement pattern of the gas supply holes is:
B) For any concentric circle except the outermost and innermost circumferences, the gas supply holes on the concentric circles and the gas supply holes immediately adjacent to the concentric circles adjacent to the inside and the concentric circles adjacent to the outside are on the radius of the concentric circles. Configured not to line up,
B) Arrange one gas supply hole among the gas supply holes arranged on each concentric circle so as to be arranged on the radius of the concentric circle, and form an algebraic spiral curve in which the gas supply holes arranged on the radius extend from the center of the concentric circle. A gas supply device characterized in that the arrangement pattern is the same as the arrangement pattern formed by rearranging the arrangement pitches in the circumferential direction so that the arrangement pitches are arranged at equal intervals so as to be arranged along .
気密な処理容器と、この処理容器内に設けられ、基板を載置するための載置台と、処理容器内のガスを排気する排気手段と、請求項1に記載のガス供給装置と、を備え、ガス供給装置から供給される処理ガスにより載置台上の基板を処理することを特徴とする基板処理装置。 An airtight processing container, a mounting table provided in the processing container for mounting a substrate, an exhaust means for exhausting gas in the processing container, and the gas supply device according to claim 1. A substrate processing apparatus for processing a substrate on a mounting table with a processing gas supplied from a gas supply apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8291857B2 (en) * 2008-07-03 2012-10-23 Applied Materials, Inc. Apparatuses and methods for atomic layer deposition
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KR101625078B1 (en) * 2009-09-02 2016-05-27 주식회사 원익아이피에스 Gas injecting device and Substrate processing apparatus using the same
JP2013048227A (en) * 2011-07-25 2013-03-07 Tokyo Electron Ltd Shower head device and deposition device
WO2013070438A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-16 Applied Materials, Inc. Precursor distribution features for improved deposition uniformity
KR102156390B1 (en) 2016-05-20 2020-09-16 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Gas distribution showerhead for semiconductor processing
CN113383109A (en) * 2019-02-01 2021-09-10 朗姆研究公司 Showerhead for deposition tool having multiple plenums and gas distribution chamber

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3194017B2 (en) * 1991-11-28 2001-07-30 東京エレクトロン株式会社 Processing equipment
JP3414018B2 (en) * 1994-12-28 2003-06-09 日産自動車株式会社 Substrate surface treatment equipment
JP4008644B2 (en) * 2000-06-14 2007-11-14 株式会社日立国際電気 Semiconductor manufacturing equipment
JP2002299255A (en) * 2001-03-30 2002-10-11 Hitachi Kokusai Electric Inc Semiconductor manufacturing device
JP2002299256A (en) * 2001-03-30 2002-10-11 Hitachi Kokusai Electric Inc Semiconductor manufacturing device
JP4079212B2 (en) * 2001-04-17 2008-04-23 東京エレクトロン株式会社 Coating film forming apparatus and spin chuck
US6818852B2 (en) * 2001-06-20 2004-11-16 Tadahiro Ohmi Microwave plasma processing device, plasma processing method, and microwave radiating member
JP3913646B2 (en) * 2002-08-30 2007-05-09 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing equipment

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