JPH04133429U - semiconductor manufacturing equipment - Google Patents

semiconductor manufacturing equipment

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JPH04133429U JP3999691U JP3999691U JPH04133429U JP H04133429 U JPH04133429 U JP H04133429U JP 3999691 U JP3999691 U JP 3999691U JP 3999691 U JP3999691 U JP 3999691U JP H04133429 U JPH04133429 U JP H04133429U
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純一 平木
一幸 財津
清徳 石田
伸次 馬売
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 半導体製造装置、さらに詳しくは基板に膜を
形成するプラズマCVD装置であって、カソード電極4
内に介装された中間板6により区画されたカソード電極
4の後方側空間をさらに複数の部分空間に区画する仕切
り板が設けられていると共に、それぞれの部分空間にマ
スフローコントローラ7a・7bを介設したガス供給配
管が接続されている。 【効果】 各部分空間の反応ガスの抵抗に応じて、各部
分空間毎に反応ガス流量を調整することができる。した
がって、均一な濃度分布でカソード電極4から反応ガス
を供給することができ、大型サイズの基板に対しても均
一な膜厚分布で膜を形成することができる。
(57) [Summary] [Structure] A semiconductor manufacturing device, more specifically a plasma CVD device for forming a film on a substrate, in which a cathode electrode 4
A partition plate is provided which further divides the rear space of the cathode electrode 4 into a plurality of partial spaces by an intermediate plate 6 interposed therein, and each partial space is connected to a mass flow controller 7a, 7b. The installed gas supply piping is connected. [Effect] The reactant gas flow rate can be adjusted for each subspace according to the resistance of the reactant gas in each subspace. Therefore, the reaction gas can be supplied from the cathode electrode 4 with a uniform concentration distribution, and a film can be formed with a uniform thickness distribution even on a large-sized substrate.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

【0001】0001

【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本考案は、半導体製造装置に関するものであって、さらに詳しくはプラズマC VD装置等の被成膜基板に膜形成を行う半導体製造装置に関するものである。 The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment, and more specifically to plasma C The present invention relates to a semiconductor manufacturing device that forms a film on a substrate to be formed, such as a VD device.

【0002】0002

【従来の技術】[Conventional technology]

従来のプラズマCVD装置における反応室の内部構成の一例を図4に示す。 FIG. 4 shows an example of the internal configuration of a reaction chamber in a conventional plasma CVD apparatus.

【0003】 反応室21内には被成膜基板22が載置されるアノード板(第1電極)23と 、図示しない反応ガス供給源に接続され、反応ガスを反応室21内に放出するカ ソード電極(第2電極)25が対向して設けられている。また、反応室21は、 図示しない真空ポンプに接続されており、この真空ポンプを作動させることによ り反応室21内が排気される。0003 Inside the reaction chamber 21, there is an anode plate (first electrode) 23 on which a substrate 22 to be film-formed is placed. , a cap that is connected to a reaction gas supply source (not shown) and releases the reaction gas into the reaction chamber 21. Sword electrodes (second electrodes) 25 are provided facing each other. In addition, the reaction chamber 21 is It is connected to a vacuum pump (not shown), and by operating this vacuum pump, The inside of the reaction chamber 21 is exhausted.

【0004】 上記カソード電極25は、図5に示すように、アノード板23との対向面に複 数のガス噴出孔(図示せず)が穿設されているカソード板(前壁)26が取付け られ、さらに、複数の連通孔24a…の穿設されている中間板24によって、内 部空間が前後に区画されている。0004 As shown in FIG. A cathode plate (front wall) 26 having several gas ejection holes (not shown) is attached. The intermediate plate 24 is provided with a plurality of communication holes 24a... The space is divided into front and back.

【0005】 上記のような構成のプラズマCVD装置を用いて、均一な膜厚で基板22に膜 を形成するためには、カソード板26の面内においてできるだけ均一に反応ガス を供給することが必要である。[0005] A film is formed on the substrate 22 with a uniform thickness using a plasma CVD apparatus configured as described above. In order to form a reaction gas as uniformly as possible within the plane of the cathode plate 26, It is necessary to supply

【0006】 上記カソード電極25の反応ガス導入口25aは、カソード電極25の後壁の 略中央位置に設けられているため、中間板24の中央部にある連通孔24a…と 周縁部にある連通孔24a…とでは、導入口25までの距離に多少の差が生じて いる。ここで、導入口25aから中間板24までの反応ガスの抵抗をR1、R2 、…、Rxとし、中間板24からカソード板26までの反応ガスの抵抗をRcと すると、導入口25aからカソード板26を出るまでの反応ガスの抵抗はそれぞ れR1+Rc、R2+Rc、…、Rx+Rcとなる。つまり、R1+Rc=R2 +Rc=…=Rx+Rcとなれば、上記カソード板26面内において、反応ガス の供給量を均一にすることができる。[0006] The reaction gas inlet 25a of the cathode electrode 25 is located on the rear wall of the cathode electrode 25. Since it is provided at approximately the center position, it is connected to the communication hole 24a in the center of the intermediate plate 24. There is a slight difference in the distance to the inlet 25 between the communication holes 24a on the periphery. There is. Here, the resistance of the reaction gas from the inlet 25a to the intermediate plate 24 is R1, R2 , ..., Rx, and the resistance of the reaction gas from the intermediate plate 24 to the cathode plate 26 is Rc. Then, the resistance of the reaction gas from the inlet 25a to the time it exits the cathode plate 26 is R1+Rc, R2+Rc, . . . , Rx+Rc. That is, R1+Rc=R2 If +Rc=...=Rx+Rc, the reaction gas is The supply amount can be made uniform.

【0007】 そこで、R1、R2、…、RxをRcに比べて極めて小さな値とすると、R1 +Rc、R2+Rc、…、Rx+Rcにおいて、このR1、R2、…、Rxの値 はほとんど問題ではなく、Rcのみが問題となる。したがって、導入口25aか らカソード板26までのそれぞれの抵抗は、ほぼ均一でカソード板26において 均等な反応ガスの流量を得ることができる。[0007] Therefore, if R1, R2,..., Rx are set to extremely small values compared to Rc, then R1 +Rc, R2+Rc, ..., Rx+Rc, the values of R1, R2, ..., Rx is hardly a problem, only Rc is a problem. Therefore, whether the inlet port 25a The respective resistances from the cathode plate 26 to the cathode plate 26 are approximately uniform. A uniform reaction gas flow rate can be obtained.

【0008】 従来のプラズマCVD装置においては、上記中間板24をカソード電極25内 に介装し、さらに、上記カソード板26に中間板24の連通孔24a…よりも小 さいガス噴出孔を設けることにより、R1、R2、…、RxをRcと比較して極 めて小さな値とし、カソード板26の面内において、ほぼ均一に反応ガスの供給 を行っている。[0008] In the conventional plasma CVD apparatus, the intermediate plate 24 is placed inside the cathode electrode 25. The cathode plate 26 is further provided with a hole smaller than the communication hole 24a of the intermediate plate 24. By providing small gas ejection holes, R1, R2, ..., Rx can be made extremely small compared to Rc. The reaction gas is supplied almost uniformly within the plane of the cathode plate 26. It is carried out.

【0009】[0009]

【考案が解決しようとする課題】[Problem that the idea aims to solve]

近年、基板の大型化が進むにつれて、プラズマCVD装置も大型化への対応が 必要である。しかしながら、大型化に伴って、カソード電極のガス導入口から中 間板の各連通孔までの距離の差が大きくなり、この距離の差により生じる反応ガ スの抵抗の差も増大し、導入口からカソード板までの反応ガスの抵抗に対して、 無視できない値となるため、カソード板面内において均一なガスの供給を得るこ とができず、均一な膜厚で被成膜基板に膜を形成することが困難であるという問 題を生じている In recent years, as substrates have become larger, plasma CVD equipment has also become larger. is necessary. However, as the size increases, the gas inlet of the cathode electrode The difference in distance to each communication hole in the spacer plate becomes large, and the reaction gas caused by this difference in distance increases. The difference in the resistance of the reaction gas from the inlet to the cathode plate also increases. Since this value cannot be ignored, it is difficult to obtain a uniform gas supply within the cathode plate surface. The problem is that it is difficult to form a film with a uniform thickness on the substrate. causing problems

【0010】0010

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

本考案の半導体製造装置は、上記課題を解決するために、反応室内に被成膜基 板が載置される第1電極と、この第1電極に対向する第2電極とが配設され、上 記第2電極は、第1電極に対面すると共に複数のガス噴出孔が穿設された前壁と 、この前壁との間に内部空間を形成して背後を覆う後壁と、上記内部空間を前後 に区画すると共に多数の連通孔の穿設された中間板とから成る半導体製造装置に おいて、上記中間板で区画された後方側空間をさらに複数の部分空間に区画する 仕切り板が上記後方側空間内に設けられると共に、各部分空間にそれぞれ流量制 御手段の介設されたガス供給配管が接続されていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the semiconductor manufacturing equipment of the present invention has a substrate to be deposited in the reaction chamber. A first electrode on which the plate is placed, and a second electrode facing the first electrode are arranged, and the upper The second electrode has a front wall that faces the first electrode and is provided with a plurality of gas ejection holes. , a rear wall that forms an internal space between this front wall and covers the back, and a rear wall that covers the back of the interior space, and For semiconductor manufacturing equipment consisting of an intermediate plate that is divided into sections and has a large number of communication holes. Then, the rear space divided by the intermediate plate is further divided into a plurality of partial spaces. A partition plate is provided in the rear space, and each partial space is provided with a flow rate control. It is characterized in that a gas supply pipe with a control means is connected thereto.

【0011】[0011]

【作用】[Effect]

上記のように、第2電極内の後方側空間に仕切り板を設け、例えば、中間板の ガス供給領域を中央部と周縁部とに分割するように、上記後方側空間を部分空間 に区画した場合においては、それぞれの部分空間毎に設けられている流量調整手 段によって、各部分空間の反応ガスの抵抗に応じてガス流量を調節することがで きる。したがって、従来のように、第2電極の前壁に穿設されている各ガス噴出 孔から噴出される反応ガス流量のバラツキを減少することができ、前壁全面にわ たってほぼ均一な流量で反応ガスを供給することができる。 As mentioned above, a partition plate is provided in the rear space within the second electrode, and for example, a partition plate is provided in the rear space of the second electrode. The rear space is divided into a partial space so as to divide the gas supply area into a central part and a peripheral part. In the case where the space is divided into The stages allow the gas flow rate to be adjusted according to the resistance of the reactant gas in each subspace. Wear. Therefore, as in the conventional case, each gas jet perforated in the front wall of the second electrode It is possible to reduce the variation in the flow rate of the reaction gas ejected from the hole, and the Therefore, the reactant gas can be supplied at a substantially uniform flow rate.

【0012】0012

【実施例】【Example】

本考案の一実施例について図1ないし図2に基づいて説明すれば、以下の通り である。 An embodiment of the present invention will be described as follows based on FIGS. 1 and 2. It is.

【0013】 図1はプラズマCVD装置における反応室1の内部構成を示す模式図であり、 この反応室1内には、被成膜基板2が載置されるアノード板(第1電極)3とこ のアノード板3と対向する位置にカソード電極(第2電極)4とが配置されてい る。カソード電極4には、上記アノード板3に対面すると共に直径0.3mmの複 数のガス噴出孔(図示せず)が所定の間隔で穿設されているカソード板5が前壁 として取付けられている。[0013] FIG. 1 is a schematic diagram showing the internal configuration of a reaction chamber 1 in a plasma CVD apparatus. Inside this reaction chamber 1 is an anode plate (first electrode) 3 on which a substrate 2 to be film-formed is placed. A cathode electrode (second electrode) 4 is arranged at a position facing the anode plate 3. Ru. The cathode electrode 4 has a double electrode with a diameter of 0.3 mm facing the anode plate 3. A cathode plate 5 in which a number of gas ejection holes (not shown) are bored at predetermined intervals is located on the front wall. It is installed as.

【0014】 上記カソード板5とこのカソード板5を背後から覆う後壁とにより形成される カソード電極4の内部空間は、中間板6により前後に区画されており、さらに、 この中間板6により区画された後方側空間は、中間板6のガス供給領域を中央部 と周縁部とに分割するように、仕切り板8によって2つの部分空間に区画されて いる。また、図2に示すように、この中間板6には、直径数mmの複数の中央部 側連通孔6a…及び周縁部側連通孔6b…とが所定の間隔で穿設されている。上 記カソード電極4内で中央部側と周縁部側とに区画されている各部分空間は、そ れぞれ異なるマスフローコントローラ(流量調整手段)7a・7bを介設したガ ス供給配管に接続されている。[0014] It is formed by the cathode plate 5 and a rear wall that covers the cathode plate 5 from behind. The internal space of the cathode electrode 4 is divided into front and rear sections by an intermediate plate 6, and further includes: The rear side space partitioned by this intermediate plate 6 has a gas supply area of the intermediate plate 6 in the center. It is divided into two partial spaces by a partition plate 8 so as to be divided into a peripheral part and a peripheral part. There is. In addition, as shown in FIG. 2, this intermediate plate 6 has a plurality of central portions each having a diameter of several mm. Side communication holes 6a... and peripheral side communication holes 6b... are bored at predetermined intervals. Up Each partial space within the cathode electrode 4 is divided into a central part side and a peripheral part side. Gas flow controllers with different mass flow controllers (flow rate adjustment means) 7a and 7b are installed. connected to the gas supply piping.

【0015】 上記ガス供給配管より供給された反応ガスは、マスフローコントローラ7a・ 7bにより流量調整が行われ、カソード電極4内の中央部側および周縁部側の部 分空間に入り、それぞれ中央部側連通孔6aおよび周縁部側連通孔6bを通って 、カソード板5のガス噴出孔から反応室1内に供給される。また、中間板6の連 通孔6a・6bとカソード板5のガス噴出孔は同一直線上に位置しないように設 けられている。[0015] The reaction gas supplied from the gas supply pipe is supplied to the mass flow controller 7a. The flow rate is adjusted by 7b, and the central part side and the peripheral part side in the cathode electrode 4 are adjusted. enters the divided space and passes through the center side communication hole 6a and the peripheral side communication hole 6b, respectively. , are supplied into the reaction chamber 1 from the gas ejection holes of the cathode plate 5. Also, the series of intermediate plates 6 The through holes 6a and 6b and the gas ejection holes of the cathode plate 5 are designed so that they are not located on the same straight line. I'm being kicked.

【0016】 次に、上記プラズマCVD装置の動作状態を説明する。[0016] Next, the operating state of the plasma CVD apparatus will be explained.

【0017】 上記アノード板3に基板2を載置し、反応室1に接続されている真空ポンプ( 図示せず)を作動させ、反応室1内を排気し真空状態とした後、反応ガスをマス フローコントローラ7a・7bによって所定流量に調整し反応室1内に導入する 。この反応ガスには、例えば、半導体素子の保護膜として窒化シリコン膜を形成 する場合には、SiH4 とNH3 とを混合したガスが用いられる。さらに、アノ ード板3とカソード電極4とに高周波電圧を印加すると、グロー放電によりプラ ズマが発生し、反応ガスが化学的に活性なイオン等に分解され、基板2の表面に おいて反応することにより膜が形成される。The substrate 2 is placed on the anode plate 3 and a vacuum pump (not shown) connected to the reaction chamber 1 is operated to evacuate the reaction chamber 1 to a vacuum state, and then the reaction gas is pumped out. The mass flow controllers 7a and 7b adjust the flow rate to a predetermined value, and the mixture is introduced into the reaction chamber 1. For example, when forming a silicon nitride film as a protective film for a semiconductor element, a mixed gas of SiH 4 and NH 3 is used as the reactive gas. Furthermore, when a high frequency voltage is applied to the anode plate 3 and the cathode electrode 4, plasma is generated by glow discharge, the reaction gas is decomposed into chemically active ions, etc., and the film is formed by reacting on the surface of the substrate 2. It is formed.

【0018】 以上のように、カソード電極4内の後方側空間を中央部と周縁部に区画し、そ れぞれの部分空間にマスフローコントローラ7a・7bを取付けることにより、 個々の部分空間毎にガス流量の調整を行うかとができるため、反応ガスの抵抗の 差によって生じるガス供給量のバラツキを減少させることができる。したがって 、大型サイズの基板に成膜が行われる場合においても、カソード板5面内におい てより均一に反応ガスを供給することができ、均一な膜厚分布で基板2の表面に 膜を形成することができる。[0018] As described above, the rear space inside the cathode electrode 4 is divided into a central part and a peripheral part. By installing mass flow controllers 7a and 7b in each partial space, Since the gas flow rate can be adjusted for each subspace, the resistance of the reaction gas can be reduced. It is possible to reduce variations in the amount of gas supplied due to the difference. therefore , even when film formation is performed on a large-sized substrate, there is The reaction gas can be supplied more uniformly, and the surface of the substrate 2 can be coated with a uniform film thickness distribution. A film can be formed.

【0019】 次に、本考案の他の実施例について、図3に基づいて以下に説明する。尚、前 記の実施例の図面に示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の番号を付 記し、その説明を省略する。[0019] Next, another embodiment of the present invention will be described below based on FIG. 3. In addition, the front Components having the same functions as those shown in the drawings of the embodiment described above are designated by the same numbers. The description will be omitted.

【0020】 図3はプラズマCVD装置における反応室1の内部構成を示す模式図である。[0020] FIG. 3 is a schematic diagram showing the internal configuration of the reaction chamber 1 in the plasma CVD apparatus.

【0021】 反応室1内にアノード板3と対向して配設されているカソード電極14の内部 は、中間板16により区画された後方側空間が仕切り板18によって上部側と下 部側との部分空間に区画されている。この上部側および下部側の部分空間は、そ れぞれ異なるマスフローコントローラ7a・7bを介設してガス供給配管に接続 されている。[0021] Inside of the cathode electrode 14 disposed in the reaction chamber 1 facing the anode plate 3 In this case, the rear space divided by the intermediate plate 16 is divided into upper and lower sides by the partition plate 18. It is divided into two subspaces: one side and one side. These upper and lower subspaces are Connect to the gas supply piping by interposing different mass flow controllers 7a and 7b. has been done.

【0022】 このように、カソード電極14内の後方側空間を上部側と下部側に分割した場 合においても、反応ガスの抵抗に応じて、それぞれの部分空間毎にマスフローコ ントローラ7a・7bによってガス流量の制御を行うことができるため、カソー ド電極14の前面に取付けられているカソード板15の各ガス噴出孔から均一に 反応ガスを噴出することが可能となり、大型の基板に膜形成を行う場合でも、均 一な膜厚で膜を形成することができる。[0022] In this way, if the rear space inside the cathode electrode 14 is divided into an upper side and a lower side, Even in cases where the mass flow control is adjusted for each subspace depending on the resistance of the reaction gas. Since the gas flow rate can be controlled by the controllers 7a and 7b, the cathode Evenly from each gas ejection hole of the cathode plate 15 attached to the front surface of the cathode electrode 14 It is now possible to eject reactive gas, making it possible to form films evenly on large substrates. A film can be formed with a uniform thickness.

【0023】[0023]

【考案の効果】[Effect of the idea]

本考案の半導体製造装置は、以上のように、中間板により区画された第2電極 内部の後方側空間をさらに複数の部分空間に区画する仕切り板が上記後方側空間 内に設けられていると共に、各部分空間にそれぞれ流量調整手段を介設したガス 供給配管が設けられている構成である。 As described above, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention has a second electrode partitioned by an intermediate plate. A partition plate that further divides the internal rear space into multiple subspaces is the rear space. gas flow rate adjustment means provided in each partial space. This is a configuration in which supply piping is provided.

【0024】 それゆえ、第2電極から被成膜基板の載置された第1電極に向かって、均一な 濃度分布で反応ガスを噴出することができる。この結果、大型の基板に対しても 均一な膜厚で膜を形成することができるという効果を奏する。[0024] Therefore, it is possible to uniformly spread the film from the second electrode toward the first electrode on which the film-forming substrate is placed. Reactive gas can be ejected with concentration distribution. As a result, even for large boards This has the effect that a film can be formed with a uniform thickness.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本考案の一実施例におけるプラズマCVD装置
での反応室の内部構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the internal configuration of a reaction chamber in a plasma CVD apparatus in an embodiment of the present invention.

【図2】上記反応室内に設けられたカソード電極内に介
装されている中間板のA−A矢視図である。
FIG. 2 is an AA arrow view of an intermediate plate interposed in a cathode electrode provided in the reaction chamber.

【図3】本考案の他の実施例におけるプラズマCVD装
置の反応室の内部構成を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the internal configuration of a reaction chamber of a plasma CVD apparatus in another embodiment of the present invention.

【図4】従来のプラズマCVD装置における反応室の内
部構成を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the internal configuration of a reaction chamber in a conventional plasma CVD apparatus.

【図5】上記従来のプラズマCVD装置におけるカソー
ド電極を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a cathode electrode in the conventional plasma CVD apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応室 2 基板(被成膜基板) 3 アノード板(第1電極) 4・14 カソード電極(第2電極) 5・15 カソード板(前壁) 6・16 中間板 7a・7b マスフローコントローラ(流量調整手段) 8・18 仕切り板 1 Reaction chamber 2 Substrate (substrate to be film-formed) 3 Anode plate (first electrode) 4.14 Cathode electrode (second electrode) 5.15 Cathode plate (front wall) 6.16 Intermediate plate 7a/7b Mass flow controller (flow rate adjustment means) 8.18 Partition board

フロントページの続き (72)考案者 財津 一幸 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ヤープ株式会社内 (72)考案者 石田 清徳 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ヤープ株式会社内 (72)考案者 馬売 伸次 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ヤープ株式会社内Continuation of front page (72) Creator Kazuyuki Zaitsu 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Inside Yaap Co., Ltd. (72) Creator Kiyotori Ishida 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Inside Yaap Co., Ltd. (72) Creator Shinji Umauri 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Inside Yaap Co., Ltd.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】反応室内に被成膜基板が載置される第1電
極と、この第1電極に対向する第2電極とが配設され、
上記第2電極は、第1電極に対面すると共に複数のガス
噴出孔が穿設された前壁と、この前壁との間に内部空間
を形成して背後を覆う後壁と、上記内部空間を前後に区
画すると共に多数の連通孔の穿設された中間板とから成
る半導体製造装置において、上記中間板で区画された後
方側空間をさらに複数の部分空間に区画する仕切り板が
上記後方側空間内に設けられると共に、各部分空間にそ
れぞれ流量制御手段の介設されたガス供給配管が接続さ
れていることを特徴とする半導体製造装置。
1. A first electrode on which a substrate to be film-formed is placed in a reaction chamber, and a second electrode opposite to the first electrode are disposed,
The second electrode includes a front wall that faces the first electrode and is provided with a plurality of gas ejection holes, a rear wall that forms an internal space between the front wall and covers the back, and a rear wall that covers the back of the internal space. In a semiconductor manufacturing device, the partition plate further divides the rear space partitioned by the intermediate plate into a plurality of partial spaces, and the rear space is partitioned into a plurality of partial spaces. 1. A semiconductor manufacturing apparatus, characterized in that the gas supply pipe is provided in a space and is connected to each partial space with a gas supply pipe provided with a flow rate control means.
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JP2013159798A (en) * 2012-02-02 2013-08-19 Mitsubishi Electric Corp Plasma cvd device

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