JP5528773B2 - Shower head, shower head manufacturing method, and shower head regeneration method - Google Patents
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この発明は、プラズマ処理装置で用いられるシャワーヘッドに係り、特に、導電性を有する上部板とプラズマに対する耐食性を有する下部板との積層体からなるシャワーヘッドに関する。
また、この発明は、このようなシャワーヘッドを製造する方法および再生する方法にも関している。
The present invention relates to a shower head used in a plasma processing apparatus, and more particularly to a shower head comprising a laminate of a conductive upper plate and a lower plate having corrosion resistance against plasma.
The present invention also relates to a method for manufacturing and regenerating such a showerhead.
ドライプロセスによる基板の処理において、プラズマを発生させるための反応ガスを基板の上方に供給すると共に電圧を印加することでプラズマを発生させ、プラズマ化した反応ガスが基板上にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置が利用されている。このようなプラズマ処理装置では、気相中で発生したパーティクルおよび基板以外で成長した膜片などがプラズマ処理空間内を浮遊し、プラズマ処理された基板の品質を低下させることが問題となっている。 In processing of a substrate by a dry process, plasma processing is performed in which a reactive gas for generating plasma is supplied above the substrate and a plasma is generated by applying a voltage, and the plasmad reactive gas performs plasma processing on the substrate. The device is being used. In such a plasma processing apparatus, there is a problem in that particles generated in the gas phase and film pieces grown other than the substrate float in the plasma processing space, thereby reducing the quality of the plasma processed substrate. .
プラズマ処理装置で用いられるシャワーヘッドも、パーティクル発生の要因となっている。シャワーヘッド21は、図4に示すように、導電性を有し電極として機能する上部板22とプラズマに対する耐食性を有する下部板23とをロウ材や半田などにより接合した積層体からなり、その上面から下面に貫通した複数の噴出孔24を有する。シャワーヘッド21の上部板22側に供給された反応ガスが複数の噴出孔24から基板に向けて均一に供給されると共に、上部板22に電圧が印加されてプラズマが発生される。このプラズマの発生による温度変化により、図4の矢印で示すように、上部板22と下部板23の熱膨張係数の差に起因して両者の間に摩擦が生じパーティクルが発生する。
The shower head used in the plasma processing apparatus is also a cause of particle generation. As shown in FIG. 4, the
そこで、例えば、特許文献1には、基板の成膜においてその空間内に副生的に生成されるパーティクルや膜片が底面へ降り落ち、反応ガスを排気するガス排気口の近くに集まるような粉飛散防止装置が提案されている。この粉飛散防止装置では、ハニカム状の多孔板により気流を細分化することで、底面に堆積したパーティクルが気流で舞い上がることを抑制している。 Thus, for example, Patent Document 1 discloses that particles or film pieces generated as a by-product in the space during film formation of a substrate fall down to the bottom surface and gather near a gas exhaust port for exhausting a reaction gas. Powder scattering prevention devices have been proposed. In this powder scattering prevention device, the airflow is subdivided by the honeycomb-shaped perforated plate, thereby suppressing the particles accumulated on the bottom surface from flying up with the airflow.
しかしながら、パーティクルの発生を抑制するという根本的な問題は解決されておらず、特に、シャワーヘッドにより発生されるパーティクルは基板の上方で発生するため、基板に付着する前にパーティクルを除去するのは困難であった。 However, the fundamental problem of suppressing the generation of particles has not been solved. In particular, the particles generated by the shower head are generated above the substrate. It was difficult.
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、上部板と下部板との間で生じる摩擦を緩衝し、パーティクルの発生を抑制することができるシャワーヘッドを提供することを目的とする。
また、この発明は、このようなシャワーヘッドを製造する方法および再生する方法を提供することも目的としている。
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and provides a shower head capable of buffering friction generated between an upper plate and a lower plate and suppressing generation of particles. For the purpose.
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing and regenerating such a showerhead.
上記目的を達成するために、本発明に係るシャワーヘッドは、ガス供給源から供給されたガスを複数の噴出孔を介してプラズマ発生空間に噴出すると共に噴出されたガスにプラズマ発生のための電圧を印加する電極として機能するシャワーヘッドであって、導電性を有する上部板と、プラズマに対する耐食性を有する下部板と、ヒドロキシル基を有する含フッ素エチレン性重合体から構成されると共に前記上部板と前記下部板との間に前記上部板と前記下部板の形状が熱膨張により互いに変化するときの摩擦を滑らかな表面で緩衝するように介在して前記上部板と前記下部板とを互いに接合する熱融着シートとを備え、前記上部板、前記下部板および前記熱融着シートは、それぞれ前記複数の噴出孔に対応した複数の貫通孔を有し、前記熱融着シートに形成された複数の貫通孔は、それぞれ前記上部板および前記下部板に形成された複数の貫通孔よりも大きな径を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a shower head according to the present invention ejects a gas supplied from a gas supply source into a plasma generation space through a plurality of ejection holes and generates a voltage for generating plasma in the ejected gas. A shower head that functions as an electrode for applying a gas, comprising an upper plate having conductivity, a lower plate having corrosion resistance against plasma, a fluorine-containing ethylenic polymer having a hydroxyl group, and the upper plate and the Heat that joins the upper plate and the lower plate to each other by interposing between the lower plate and the upper plate and the lower plate so as to buffer friction when the shapes of the upper plate and the lower plate change due to thermal expansion on a smooth surface. and a fusing sheet, the upper plate, the lower plate and the heat-fusible sheet has a plurality of through holes corresponding to the plurality of jetting holes, the heat A plurality of through-holes formed in the sheet is characterized by having a larger diameter than each of said upper plate and a plurality of through-holes formed in the lower plate.
また、本発明に係るシャワーヘッド製造方法は、ガス供給源から供給されたガスを複数の噴出孔を介してプラズマ発生空間に噴出すると共に噴出されたガスにプラズマ発生のための電圧を印加する電極として機能するシャワーヘッドを製造するシャワーヘッド製造方法であって、前記複数の噴出孔に対応した複数の貫通孔を前記上部板および前記下部板にそれぞれ形成すると共に、前記複数の噴出孔に対応し且つ前記上部板および前記下部板に形成された前記複数の貫通孔よりも大きな径を有する複数の貫通孔を熱融着シートに形成し、導電性を有する上部板とプラズマに対する耐食性を有する下部板とをこれらの間にヒドロキシル基を有する含フッ素エチレン性重合体から構成される熱融着シートを前記上部板と前記下部板の形状が熱膨張により互いに変化するときの摩擦を滑らかな表面で緩衝するように介在させ、それぞれに形成された前記複数の貫通孔の位置を一致させて前記上部板、前記熱融着シート、および前記下部板を積層し、前記熱融着シートの熱融着により前記上部板と前記下部板とを互いに接合させることを特徴とする。 The method for manufacturing a showerhead according to the present invention also includes an electrode for injecting a gas supplied from a gas supply source into a plasma generation space through a plurality of injection holes and applying a voltage for generating plasma to the injected gas. A showerhead manufacturing method for manufacturing a showerhead that functions as a plurality of through holes corresponding to the plurality of ejection holes in the upper plate and the lower plate, respectively, and corresponding to the plurality of ejection holes. A plurality of through-holes having a diameter larger than the plurality of through-holes formed in the upper plate and the lower plate are formed in the heat-sealing sheet, and the upper plate having conductivity and the lower plate having corrosion resistance against plasma. preparative shape thermal expansion of the lower plate configured heat-fusible sheet and the upper plate from fluorine-containing ethylenic polymer having hydroxyl groups between them Friction is interposed so as to buffer a smooth surface when changing more mutually, said positions of said plurality of through-holes formed in the respective match the upper plate, the heat-fusible sheet, and the lower plate The upper plate and the lower plate are joined to each other by heat fusion of the heat fusion sheet.
また、本発明に係るシャワーヘッド再生方法は、ガス供給源から供給されたガスを複数の噴出孔を介してプラズマ発生空間に噴出すると共に噴出されたガスにプラズマ発生のための電圧を印加する電極として機能するシャワーヘッドを再生するシャワーヘッド再生方法であって、前記シャワーヘッドは、導電性を有すると共に前記複数の噴出孔に対応した複数の貫通孔を有する上部板と、前記プラズマ発生空間に面するように配置され、前記複数の噴出孔に対応した複数の貫通孔を有する下部板と、ヒドロキシル基を有する含フッ素エチレン性重合体から構成され且つ前記上部板および前記下部板にそれぞれ形成された前記複数の貫通孔よりも大きな径を有する複数の貫通孔を有すると共に前記上部板と前記下部板との間に前記上部板と前記下部板の形状が熱膨張により互いに変化するときの摩擦を滑らかな表面で緩衝するように介在して前記上部板と前記下部板とを互いに接合する熱融着シートとを備え、使用済みの前記シャワーヘッドを加熱して前記熱融着シートを溶融または軟化させ、前記上部板と前記下部板とを互いに分離し、前記上部板および前記下部板のうち一方を新たなものに交換すると共に他方を再利用し、新たな一方の上部板または下部板と再利用する他方の前記上部板または前記下部板とをこれらの間にヒドロキシル基を有する含フッ素エチレン性重合体から構成され且つ前記一方の上部板または前記下部板と前記他方の上部板または下部板にそれぞれ形成された前記複数の貫通孔よりも大きな径を有する複数の貫通孔を有する新たな熱融着シートを前記一方の上部板または下部板と前記他方の上部板または下部板の形状が熱膨張により互いに変化するときの摩擦を滑らかな表面で緩衝するように介在させ、それぞれに形成された前記複数の貫通孔の位置を一致させて前記一方の上部板または下部板、前記熱融着シート、および前記他方の上部板または下部板を積層し、前記新たな熱融着シートの熱融着により新たな前記一方の上部板または下部板と再利用する前記他方の上部板または下部板とを互いに接合することを特徴とする。
ここで、使用済みの前記シャワーヘッドが加熱され前記上部板と前記下部板とに互いに分離された後、再利用される前記他方の上部板または下部板は洗浄により再利用に供され、新たな前記一方の上部板または下部板と接合されてもよい。
Also, the showerhead regeneration method according to the present invention is an electrode for injecting a gas supplied from a gas supply source into a plasma generation space through a plurality of injection holes and applying a voltage for plasma generation to the injected gas. A shower head regeneration method for regenerating a shower head that functions as an upper plate having conductivity and a plurality of through holes corresponding to the plurality of ejection holes, and a surface facing the plasma generation space. A lower plate having a plurality of through holes corresponding to the plurality of ejection holes, and a fluorine-containing ethylenic polymer having a hydroxyl group, and formed on the upper plate and the lower plate, respectively. wherein said upper plate between the plurality of through-holes having a Rutotomoni said upper plate and said lower plate having a larger diameter than said plurality of through-holes And a heat-sealing sheet shape parts plate is interposed joined together and said lower plate and said upper plate so as to buffer frictionally a smooth surface when changing from one another due to thermal expansion, the spent of the The shower head is heated to melt or soften the heat sealing sheet, the upper plate and the lower plate are separated from each other, one of the upper plate and the lower plate is replaced with a new one, and the other is The one upper plate or the lower plate to be reused and the other upper plate or the lower plate to be reused are composed of a fluorine-containing ethylenic polymer having a hydroxyl group therebetween, and the upper portion of the one the new thermal fusion sheet that having a plurality of through holes than the plurality of through holes respectively formed with the plate or the lower plate to the upper plate or lower plate of the other with a larger diameter whereas Positions of the plurality of through holes friction is interposed so as to buffer a smooth surface, is formed in each case the shape of the upper plate or the lower plate and the other of the upper plate or the lower plate are changed each other by thermal expansion The one upper plate or the lower plate, the heat fusion sheet, and the other upper plate or the lower plate are laminated, and a new one upper portion is obtained by heat fusion of the new heat fusion sheet. The plate or the lower plate and the other upper plate or the lower plate to be reused are joined to each other.
Here, after the used shower head is heated and separated from each other into the upper plate and the lower plate, the other upper plate or the lower plate to be reused is reused by cleaning. It may be joined to the one upper plate or the lower plate.
本発明によれば、上部板と下部板との間で生じる摩擦を緩衝し、パーティクルの発生を抑制することができる。 According to the present invention, the friction generated between the upper plate and the lower plate can be buffered and the generation of particles can be suppressed.
以下に、添付の図面に示す好適な実施形態に基づいて、この発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
図1に、本発明の一実施形態に係るシャワーヘッド1を備えたプラズマ処理装置の構成を示す。プラズマ処理装置は、内部を外部から気密に保つ真空チャンバ2を有する。 In FIG. 1, the structure of the plasma processing apparatus provided with the shower head 1 which concerns on one Embodiment of this invention is shown. The plasma processing apparatus has a vacuum chamber 2 that keeps the inside airtight from the outside.
真空チャンバ2内の上面には反応ガスを供給するためのガス供給口3が設置され、真空チャンバ2内の下面には反応ガスを排気するためのガス排気口4が設置されている。ガス供給口3は図示しないガス供給源に接続されており、ガス供給源によりプラズマを発生させるための反応ガスがガス供給口3を介して真空チャンバ2内に供給される。また、ガス排気口4は図示しない減圧装置に接続されており、減圧装置により真空チャンバ2内を所定の真空度にすると共に、反応ガスが供給されても真空チャンバ2内が所定の真空度を維持するよう調節を行う。減圧装置としては、真空ポンプ、クライオコイル等が利用できる。
A
ガス供給口3は、導電性を有する材料で形成されたシャワーヘッド保持部材5と接続されている。シャワーヘッド保持部材5はその内部に中空の空間であるガス供給室6を有し、ガス供給室6にはガス供給口3から反応ガスが供給される。なお、シャワーヘッド保持部材5と真空チャンバ2とは互いに電気的に絶縁されている。
シャワーヘッド保持部材5の下側には、ガス供給室6の下面を覆うようにシャワーヘッド1が取り付けられている。シャワーヘッド1には、その上面から下面に貫通する複数の噴出孔7が形成されており、ガス供給室6から供給される反応ガスが複数の噴出孔7を介してシャワーヘッド1の下方に噴出される。また、シャワーヘッド1は導電性の材料で形成された上部電極を有し、シャワーヘッド1の下方にプラズマ発生空間Pが形成される。
The
The shower head 1 is attached to the lower side of the shower head holding member 5 so as to cover the lower surface of the gas supply chamber 6. The shower head 1 is formed with a plurality of
真空チャンバ2内の下部には、シャワーヘッド1と対向する位置にプラズマ発生空間Pを挟んで、保持台8が設置されている。保持台8の内部には、下部電極と静電チャック用電極が設置されている。下部電極は、シャワーヘッド1の上部電極と平行に設置され、接地されている。これにより、保持台8の下部電極とシャワーヘッド1の上部電極とは、プラズマを発生させるための電極対を形成する。一方、静電チャック用電極は、保持台の上部に設置され、図示しない高圧直流電源から電圧が印加されることによって、保持台8の上面に設置された基板Sとの間で静電力を発生させ、基板Sを保持台8に固定する。なお、保持台8と真空チャンバ2とは互いに電気的に絶縁されている。 In the lower part of the vacuum chamber 2, a holding table 8 is installed with the plasma generation space P sandwiched between the plasma head and the shower head 1. A lower electrode and an electrostatic chuck electrode are installed inside the holding table 8. The lower electrode is installed in parallel with the upper electrode of the showerhead 1 and is grounded. As a result, the lower electrode of the holding table 8 and the upper electrode of the shower head 1 form an electrode pair for generating plasma. On the other hand, the electrostatic chuck electrode is installed on the upper part of the holding table, and generates an electrostatic force with the substrate S installed on the upper surface of the holding table 8 when a voltage is applied from a high voltage DC power source (not shown). Then, the substrate S is fixed to the holding table 8. The holding table 8 and the vacuum chamber 2 are electrically insulated from each other.
シャワーヘッド1の上部電極は、シャワーヘッド保持部材5を介して高周波電源9に接続されている。高周波電源9は、プラズマを発生させるための電力を供給する電源で、プラズマ処理装置に利用されている公知の高周波電源が利用できる。 The upper electrode of the shower head 1 is connected to a high frequency power source 9 via a shower head holding member 5. The high-frequency power source 9 is a power source that supplies power for generating plasma, and a known high-frequency power source used in a plasma processing apparatus can be used.
図2にシャワーヘッド1の構成を示す。シャワーヘッド1は、それぞれ円盤形状を有する上部板10、熱融着シート11、および下部板12の積層体からなる。
上部板10は、導電性を有する材料で形成されてシャワーヘッド保持部材5を介して高周波電源9と接続されており、保持台8の下部電極と対をなす上部電極として機能する。上部板10を形成する導電性を有する材料としては、例えば、シリコン(Si)、金属基複合材料(MMC)、炭化ケイ素(SiC)等が利用できる。上部板10には、シャワーヘッド1に形成される複数の噴出孔7に対応して、上面から下面に貫通する複数の貫通孔13が形成されている。なお、上部板10に形成される複数の貫通孔13の径は、2〜0.5mmであるのが好ましい。
下部板12は、プラズマに対する耐食性を有しパーティクルの発生の少ない材料で形成され、例えば、炭化ケイ素(SiC)、酸化イットリウム(Y2O3)等が利用できる。下部板12には、シャワーヘッド1に形成される複数の噴出孔7に対応して、上面から下面に貫通する複数の貫通孔14が形成されており、その複数の貫通孔14の径は、例えば、0.5mm程度であるのが好ましい。
FIG. 2 shows the configuration of the shower head 1. The shower head 1 is composed of a laminate of an
The
The
熱融着シート11は、上部板10と下部板12との間に介在して両者の摩擦を緩衝し、熱融着により上部板10と下部板12とを互いに接合する含フッ素重合体から形成される。熱融着シート11を形成する含フッ素重合体としては、例えば、特許第3885805号に開示のヒドロキシル基を有する含フッ素エチレン性重合体等が利用できる。熱融着シート11には、シャワーヘッド1に形成される複数の噴出孔7に対応して、上面から下面に貫通する複数の貫通孔15が形成されている。熱融着シート11に形成される複数の貫通孔15の径は、上部板10および下部板12の貫通孔よりも大きい径を有するのが好ましく、例えば、2〜5mmの径を有するのが好ましい。
The heat-sealing
上部板10、熱融着シート11、および下部板12のそれぞれに上述したような複数の貫通孔13,15,14を形成し、これらの貫通孔13,15,14の位置を互いに合わせて上部板10、熱融着シート11、および下部板12を積層し、300〜350℃で10〜20分間の加熱をすることで、熱融着シート11により上部板10と下部板12とを互いに接合することができる。
また、このようにして熱融着されたシャワーヘッド1は、同じように300〜350℃で加熱することで熱融着シート11を溶融または軟化させることにより、上部板10および下部板12から熱融着シート11を取り外すことができる。
このような構成を有するシャワーヘッド1は、図3に示すように、シャワーヘッド1の上部板10を上面にしてガス供給室6の下面を覆うように取り付けられ、上部板10と高周波電源9とがシャワーヘッド保持部材5を介して接続されている。ガス供給源からガス供給室6に供給された反応ガスは、シャワーヘッド1に形成された複数の噴出孔7を介してシャワーヘッド1の下方に噴出される。
A plurality of through
In addition, the shower head 1 heat-sealed in this way is heated from 300 to 350 ° C. in the same manner to melt or soften the heat-sealing
As shown in FIG. 3, the shower head 1 having such a configuration is attached so as to cover the lower surface of the gas supply chamber 6 with the
次に、図1に示したシャワーヘッド1を備えたプラズマ処理装置の動作を説明する。 Next, the operation of the plasma processing apparatus provided with the shower head 1 shown in FIG. 1 will be described.
まず、真空チャンバ2内に設けられたガス供給室6を覆うように、上部板10、熱融着シート11、および下部板12による積層体から構成されるシャワーヘッド1が上部板10を上面にしてシャワーヘッド保持部材5に取り付けられる。また、保持台8には、静電チャックの作用により基板Sが保持される。
続いて、減圧装置によりガス排気口4から真空チャンバ2内の空気が排気され、真空チャンバ2内が所定の真空度になると、反応ガスがガス供給源からガス供給室6に供給される。減圧装置は、真空チャンバ2内の排気を調整し、反応ガスが供給されても真空チャンバ2内が所定の真空度になるよう調節している。
First, the shower head 1 composed of a laminate of an
Subsequently, the air in the vacuum chamber 2 is exhausted from the gas exhaust port 4 by the decompression device, and when the inside of the vacuum chamber 2 reaches a predetermined degree of vacuum, the reaction gas is supplied from the gas supply source to the gas supply chamber 6. The decompression device adjusts the exhaust in the vacuum chamber 2 so that the inside of the vacuum chamber 2 has a predetermined degree of vacuum even when the reaction gas is supplied.
ガス供給室6に供給された反応ガスは、シャワーヘッド1に形成された複数の噴出孔7を介して、シャワーヘッド1と基板Sとの間に噴出される。一方、シャワーヘッド1の上部板10には、シャワーヘッド保持部材5を介して高周波電源9から電圧が印加される。これにより、シャワーヘッド1の上部板10と保持台8の下部電極とで電極対が形成され、これらの間に噴出された反応ガスが励起されプラズマが発生する。
基板Sの表面が、このようにして発生したプラズマに曝され、基板Sにプラズマ処理が施される。
The reaction gas supplied to the gas supply chamber 6 is ejected between the shower head 1 and the substrate S through a plurality of ejection holes 7 formed in the shower head 1. On the other hand, a voltage is applied to the
The surface of the substrate S is exposed to the plasma thus generated, and the substrate S is subjected to plasma treatment.
ここで、プラズマの発生による温度変化により、上部板10と下部板12との熱膨張係数の差に起因して両者の形状が変化するが、熱融着シート11が上部板10と下部板12との摩擦を緩衝することによりパーティクルの発生を抑制することができ、プラズマ処理面の品質を向上させることが可能となる。
Here, due to a temperature change due to the generation of plasma, the shape of the
プラズマ処理が完了すると、次の基板Sを保持台8に保持させ、同様の作業を繰り返す。ここで、シャワーヘッド1の下部板12はプラズマに対する耐食性を有するが、長時間に亘ってプラズマに曝され続けることで下部板12が腐食されるおそれがある。このような場合であっても、剥離可能な熱融着シート11により、腐食された下部板12のみを交換し使用可能な上部板10を再利用してシャワーヘッド1を再生させることができる。
例えば、シャワーヘッド保持部材5からシャワーヘッド1を取り外し、300〜350℃で熱融着シート11が溶融または軟化するまで加熱処理を行い、上部板10と下部板12とを互いに分離する。続いて、腐食された下部板12を新しいものと交換し、洗浄された上部板10、新たな熱融着シート11、および新たな下部板12を積層して、300〜350℃で10〜20分間の加熱処理を行い、熱融着シート11の熱融着により再利用された上部板10と新たな下部板12とを互いに接合してシャワーヘッド1を再生させることができる。
また、シャワーヘッド1の上部板10も反応ガスに長時間に亘って曝され続けることで腐食されるおそれがあるが、このような場合であっても、同様にして、剥離可能な熱融着シート11により、腐食された上部板10のみを交換し使用可能な下部板12を再利用してシャワーヘッド1を再生させることができる。
When the plasma processing is completed, the next substrate S is held on the holding table 8 and the same operation is repeated. Here, the
For example, the shower head 1 is removed from the shower head holding member 5 and heat treatment is performed at 300 to 350 ° C. until the heat-sealing
Further, the
このように、シャワーヘッド1を構成する上部板10または下部板12の一方が腐食されても、使用可能な他方の上部板10または下部板12に付着した熱融着シート11の残骸を洗浄等の簡便な処理を行って取り除くだけで再利用でき、簡単な作業でシャワーヘッド1を再生させることができる。
なお、本実施形態の使用可能な他方の上部板10または下部板12は、洗浄することにより再利用に供されているが、他方の上部板10または下部板12から熱融着シート11などの付着物を除去できればよく、例えば、その表面を掻き取るまたは研磨するなどして再利用に供してもよい。
In this way, even if one of the
The other
再生されたシャワーヘッド1は、真空チャンバ2内のシャワーヘッド保持部材5に取り付けられ、上部板10および下部板12のうち一方が再び腐食されるまで同様に使用される。
The regenerated shower head 1 is attached to the shower head holding member 5 in the vacuum chamber 2 and used in the same manner until one of the
本実施形態のシャワーヘッドによれば、熱融着シート11が上部板10と下部板12との摩擦を緩衝することによりパーティクルの発生を抑制することができ、プラズマ処理された基板Sの品質を向上させることが可能となる。また、シャワーヘッド1を構成する上部板10または下部板12の一方が腐食されても、使用可能な他方の上部板10または下部板12を洗浄等の簡便な処理を行うだけで再利用でき、簡単な作業でシャワーヘッド1を再生させることができる。
According to the shower head of the present embodiment, the heat-
なお、本実施形態において、シャワーヘッドは、上部板、熱融着シート、および下部板のそれぞれに複数の貫通孔を形成し、これらの貫通孔の位置を互いに合わせて熱融着シートにより上部板と下部板とを互いに接合させているが、上部板、熱融着シート、および下部板を積層して熱融着シートにより上部板と下部板とを互いに接合させた後に、その上面から下面に貫通する複数の噴出孔を形成してもよい。 In the present embodiment, the shower head is formed with a plurality of through holes in each of the upper plate, the heat fusion sheet, and the lower plate, and the positions of these through holes are aligned with each other to form the upper plate with the heat fusion sheet. The upper plate and the lower plate are joined to each other. After the upper plate, the heat fusion sheet, and the lower plate are laminated and the upper plate and the lower plate are joined to each other by the heat fusion sheet, the upper plate is changed from the upper surface to the lower surface. You may form the several jet hole which penetrates.
また、本実施形態において、シャワーヘッドは、反応ガスを用いて基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において用いられているが、同じくプラズマを発生させ反応ガスと共に原料ガスを用いて半導体基板上に成膜を行う半導体製造装置に同様に適用することができ、パーティクルの発生を抑制して高品質の膜形成を行うことが可能となる。 In this embodiment, the shower head is used in a plasma processing apparatus that performs plasma processing on a substrate using a reactive gas. However, the shower head is also generated on the semiconductor substrate using a source gas together with the reactive gas. The present invention can be similarly applied to a semiconductor manufacturing apparatus that forms a film, and it is possible to form a high-quality film by suppressing generation of particles.
1,21 シャワーヘッド、2 真空チャンバ、3 ガス供給口、4 ガス排気口、5 シャワーヘッド保持部材、6 ガス供給室、7,24 噴出孔、8 保持台、9 高周波電源、10,22 上部板、11 熱融着シート、12,23 下部板、13,14,15 貫通孔、S 基板、P プラズマ発生空間 1,21 Shower head, 2 Vacuum chamber, 3 Gas supply port, 4 Gas exhaust port, 5 Shower head holding member, 6 Gas supply chamber, 7,24 Ejection hole, 8 Holding stand, 9 High frequency power supply, 10,22 Upper plate , 11 Thermal fusion sheet, 12, 23 Lower plate, 13, 14, 15 Through hole, S substrate, P Plasma generation space
Claims (4)
導電性を有する上部板と、
プラズマに対する耐食性を有する下部板と、
ヒドロキシル基を有する含フッ素エチレン性重合体から構成されると共に前記上部板と前記下部板との間に前記上部板と前記下部板の形状が熱膨張により互いに変化するときの摩擦を滑らかな表面で緩衝するように介在して前記上部板と前記下部板とを互いに接合する熱融着シートと
を備え、
前記上部板、前記下部板および前記熱融着シートは、それぞれ前記複数の噴出孔に対応した複数の貫通孔を有し、前記熱融着シートに形成された複数の貫通孔は、それぞれ前記上部板および前記下部板に形成された複数の貫通孔よりも大きな径を有することを特徴とするシャワーヘッド。 A shower head that functions as an electrode for injecting a gas supplied from a gas supply source into a plasma generation space through a plurality of injection holes and applying a voltage for plasma generation to the injected gas,
A conductive upper plate;
A lower plate having corrosion resistance to plasma;
It is composed of a fluorine-containing ethylenic polymer having a hydroxyl group, and friction between the upper plate and the lower plate when the shape of the upper plate and the lower plate changes from each other due to thermal expansion on a smooth surface. A heat-sealing sheet for interposing the upper plate and the lower plate so as to cushion each other , and
The upper plate, the lower plate, and the heat sealing sheet each have a plurality of through holes corresponding to the plurality of ejection holes, and the plurality of through holes formed in the heat sealing sheet are respectively the upper part. A shower head having a diameter larger than a plurality of through holes formed in the plate and the lower plate .
前記複数の噴出孔に対応した複数の貫通孔を前記上部板および前記下部板にそれぞれ形成すると共に、前記複数の噴出孔に対応し且つ前記上部板および前記下部板に形成された前記複数の貫通孔よりも大きな径を有する複数の貫通孔を熱融着シートに形成し、
導電性を有する上部板とプラズマに対する耐食性を有する下部板とをこれらの間にヒドロキシル基を有する含フッ素エチレン性重合体から構成される熱融着シートを前記上部板と前記下部板の形状が熱膨張により互いに変化するときの摩擦を滑らかな表面で緩衝するように介在させ、それぞれに形成された前記複数の貫通孔の位置を一致させて前記上部板、前記熱融着シート、および前記下部板を積層し、
前記熱融着シートの熱融着により前記上部板と前記下部板とを互いに接合させることを特徴とするシャワーヘッド製造方法。 A shower head manufacturing method for manufacturing a shower head that functions as an electrode for applying a voltage for generating plasma to a gas generated by ejecting a gas supplied from a gas supply source to a plasma generation space through a plurality of ejection holes Because
A plurality of through holes corresponding to the plurality of ejection holes are formed in the upper plate and the lower plate, respectively, and the plurality of penetrations corresponding to the plurality of ejection holes and formed in the upper plate and the lower plate Forming a plurality of through-holes having a diameter larger than the holes in the heat-sealing sheet,
A heat-bonded sheet composed of a fluorine-containing ethylenic polymer having a hydroxyl group between an upper plate having conductivity and a lower plate having corrosion resistance against plasma is formed between the upper plate and the lower plate. The upper plate, the heat-sealing sheet, and the lower plate are arranged such that friction when they change from each other due to expansion is buffered by a smooth surface, and the positions of the plurality of through holes formed in each of them are matched. the laminated,
The method of manufacturing a shower head, wherein the upper plate and the lower plate are joined to each other by heat fusion of the heat-fusion sheet.
前記シャワーヘッドは、
導電性を有すると共に前記複数の噴出孔に対応した複数の貫通孔を有する上部板と、
前記プラズマ発生空間に面するように配置され、前記複数の噴出孔に対応した複数の貫通孔を有する下部板と、
ヒドロキシル基を有する含フッ素エチレン性重合体から構成され且つ前記上部板および前記下部板にそれぞれ形成された前記複数の貫通孔よりも大きな径を有する複数の貫通孔を有すると共に前記上部板と前記下部板との間に前記上部板と前記下部板の形状が熱膨張により互いに変化するときの摩擦を滑らかな表面で緩衝するように介在して前記上部板と前記下部板とを互いに接合する熱融着シートと
を備え、
使用済みの前記シャワーヘッドを加熱して前記熱融着シートを溶融または軟化させ、
前記上部板と前記下部板とを互いに分離し、
前記上部板および前記下部板のうち一方を新たなものに交換すると共に他方を再利用し、
新たな一方の上部板または下部板と再利用する他方の前記上部板または前記下部板とをこれらの間にヒドロキシル基を有する含フッ素エチレン性重合体から構成され且つ前記一方の上部板または前記下部板と前記他方の上部板または下部板にそれぞれ形成された前記複数の貫通孔よりも大きな径を有する複数の貫通孔を有する新たな熱融着シートを前記一方の上部板または下部板と前記他方の上部板または下部板の形状が熱膨張により互いに変化するときの摩擦を滑らかな表面で緩衝するように介在させ、それぞれに形成された前記複数の貫通孔の位置を一致させて前記一方の上部板または下部板、前記熱融着シート、および前記他方の上部板または下部板を積層し、
前記新たな熱融着シートの熱融着により新たな前記一方の上部板または下部板と再利用する前記他方の上部板または下部板とを互いに接合することを特徴とするシャワーヘッド再生方法。 A shower head regeneration method for regenerating a shower head functioning as an electrode for applying a voltage for generating plasma to a gas generated by ejecting a gas supplied from a gas supply source to a plasma generation space through a plurality of ejection holes Because
The shower head is
An upper plate having conductivity and a plurality of through holes corresponding to the plurality of ejection holes ;
A lower plate disposed to face the plasma generation space and having a plurality of through holes corresponding to the plurality of ejection holes ;
And Rutotomoni said upper plate having a plurality of through-holes having a larger diameter than the fluorine-containing ethylenic consists polymer and the upper plate and the plurality of through-holes formed respectively in said lower plate having a hydroxyl group The upper plate and the lower plate are joined to each other by interposing between the lower plate and the upper plate and the lower plate so as to cushion friction when the shapes of the upper plate and the lower plate change from each other due to thermal expansion on a smooth surface. A heat-sealing sheet,
Heating the used shower head to melt or soften the heat-sealing sheet,
Separating the upper plate and the lower plate from each other;
Replace one of the upper plate and the lower plate with a new one and reuse the other,
The other of the upper plate or the lower plate and the fluorine-containing ethylenic is composed of a polymer and an upper plate or the lower portion of the one having a hydroxyl group between these to and reuse new one of the upper plate or the lower plate a plurality of said new thermal fusion sheet that having a through hole one of the upper plate or the lower plate having a larger diameter than said plurality of through-holes formed respectively said the other of the upper plate or the lower plate and plate The other upper plate or the lower plate is interposed so as to buffer the friction when the shape of the other upper plate or the lower plate changes from each other due to thermal expansion with a smooth surface, and the positions of the plurality of through holes formed in the respective ones are matched. Laminating the upper plate or lower plate, the heat fusion sheet, and the other upper plate or lower plate ,
A method of regenerating a showerhead, comprising joining one new upper plate or lower plate and the other upper plate or lower plate to be reused together by heat-sealing the new heat-sealing sheet.
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