JPH05179426A - 環状ガス吹き出し機構およびガス混合装置 - Google Patents
環状ガス吹き出し機構およびガス混合装置Info
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- JPH05179426A JPH05179426A JP35809991A JP35809991A JPH05179426A JP H05179426 A JPH05179426 A JP H05179426A JP 35809991 A JP35809991 A JP 35809991A JP 35809991 A JP35809991 A JP 35809991A JP H05179426 A JPH05179426 A JP H05179426A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＣＶＤ装置などに使用するガス吹き出し機構
について、ガス吹き出し孔の均一性を改善でき、ガス吹
き出し孔の配置密度の最適化を容易にし、メンテナンス
性を良好にする。 【構成】 環状ガス吹き出し機構１４は、正方形の環状
本体１８の対向する２辺にそれぞれガス導入口１６を形
成してある。ガス導入口１６から導入されたガスはガス
分散板２２のガス吹き出し孔３０から出ていく。ガス導
入口１６に近い対向する２枚のガス分散板２２ａにはガ
ス吹き出し孔３０を３個形成してあり、ガス導入口１６
から離れた対向する２枚のガス分散板２２ｂにはガス吹
き出し孔３０を６個形成してある。これにより、ガス吹
き出し分布の均一性を良好にしている。これらのガス分
散板２２は、ねじによって環状本体１８に着脱可能に取
り付けてある。
について、ガス吹き出し孔の均一性を改善でき、ガス吹
き出し孔の配置密度の最適化を容易にし、メンテナンス
性を良好にする。 【構成】 環状ガス吹き出し機構１４は、正方形の環状
本体１８の対向する２辺にそれぞれガス導入口１６を形
成してある。ガス導入口１６から導入されたガスはガス
分散板２２のガス吹き出し孔３０から出ていく。ガス導
入口１６に近い対向する２枚のガス分散板２２ａにはガ
ス吹き出し孔３０を３個形成してあり、ガス導入口１６
から離れた対向する２枚のガス分散板２２ｂにはガス吹
き出し孔３０を６個形成してある。これにより、ガス吹
き出し分布の均一性を良好にしている。これらのガス分
散板２２は、ねじによって環状本体１８に着脱可能に取
り付けてある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜形成や基板の表面処
理を行う真空処理装置のためのガス吹き出し機構および
ガス混合装置に関するものである。
理を行う真空処理装置のためのガス吹き出し機構および
ガス混合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】薄膜形成や基板表面処理を行う真空処理
装置において、真空室の内部にプロセスガスを導入する
際に、基板近傍でのガスの濃度の不均一性が処理速度の
不均一性をもたらす。この不均一性を解消するために、
多数の孔を有するガス分散板を用いてシャワ−状に基板
面に均一にガスを吹き出す場合が多い。プロセスガスが
１種類の場合は、図５に示すような平面状ガス吹き出し
機構を用いれば均一なガス吹き出しを得ることは困難な
ことではない。この平面状ガス吹き出し機構２は、２段
構成の平面状ガス分散板３、４を備えており、１方向に
シャワ−状にガスを吹き出すことができる。プロセスガ
スが２種類以上必要とされ、しかもそれらを均一に基板
に供給しなければならない場合には、図５の平面状ガス
吹き出し機構２の導入口５に同時に複数のガスを導入す
ればよく、分散板によりそれらは充分混合されて均一に
基板に供給される。
装置において、真空室の内部にプロセスガスを導入する
際に、基板近傍でのガスの濃度の不均一性が処理速度の
不均一性をもたらす。この不均一性を解消するために、
多数の孔を有するガス分散板を用いてシャワ−状に基板
面に均一にガスを吹き出す場合が多い。プロセスガスが
１種類の場合は、図５に示すような平面状ガス吹き出し
機構を用いれば均一なガス吹き出しを得ることは困難な
ことではない。この平面状ガス吹き出し機構２は、２段
構成の平面状ガス分散板３、４を備えており、１方向に
シャワ−状にガスを吹き出すことができる。プロセスガ
スが２種類以上必要とされ、しかもそれらを均一に基板
に供給しなければならない場合には、図５の平面状ガス
吹き出し機構２の導入口５に同時に複数のガスを導入す
ればよく、分散板によりそれらは充分混合されて均一に
基板に供給される。
【０００３】しかし、導入する複数のガスが非常に反応
性が強い場合は、それらが基板に到達する前に好ましく
ない反応を生じて基板上での所望の反応が妨げられる場
合が生じる。一例として、ＴＥＯＳ（テトラエチルオル
ソシリケ−ト）を原料として、これをオゾン（Ｏ3）を
用いて酸化することにより、ＳｉＯ2膜を堆積させるＣ
ＶＤ法を取り上げる。図６（Ａ）は従来のＣＶＤ装置の
概略正面断面図である。ＣＶＤ原料のＴＥＯＳ６は図５
に示したようなガス分散板を有する平面状ガス吹き出し
機構２によって、加熱された基板８にシャワ−状に供給
される。一方、もう１つの反応ガスであるオゾン１０は
基板８のすぐ近くから環状ガス吹き出し機構１２によっ
て基板８に供給される。図６（Ｂ）は、環状ガス吹き出
し機構１２の平面図である。この環状ガス吹き出し機構
１２は、２箇所からガスを導入して、円環の内側に多数
設けられた約０．３ｍｍ程度の孔径の小孔からガスを均
一に吹き出させるものである。このように２種類のガス
を別々に供給する目的は、基板に到達する前の気相中で
の互いの反応をできるだけ少なくして、ＴＥＯＳを基板
に効率良く供給することにより堆積速度を増加させるこ
とにある。
性が強い場合は、それらが基板に到達する前に好ましく
ない反応を生じて基板上での所望の反応が妨げられる場
合が生じる。一例として、ＴＥＯＳ（テトラエチルオル
ソシリケ−ト）を原料として、これをオゾン（Ｏ3）を
用いて酸化することにより、ＳｉＯ2膜を堆積させるＣ
ＶＤ法を取り上げる。図６（Ａ）は従来のＣＶＤ装置の
概略正面断面図である。ＣＶＤ原料のＴＥＯＳ６は図５
に示したようなガス分散板を有する平面状ガス吹き出し
機構２によって、加熱された基板８にシャワ−状に供給
される。一方、もう１つの反応ガスであるオゾン１０は
基板８のすぐ近くから環状ガス吹き出し機構１２によっ
て基板８に供給される。図６（Ｂ）は、環状ガス吹き出
し機構１２の平面図である。この環状ガス吹き出し機構
１２は、２箇所からガスを導入して、円環の内側に多数
設けられた約０．３ｍｍ程度の孔径の小孔からガスを均
一に吹き出させるものである。このように２種類のガス
を別々に供給する目的は、基板に到達する前の気相中で
の互いの反応をできるだけ少なくして、ＴＥＯＳを基板
に効率良く供給することにより堆積速度を増加させるこ
とにある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６
（Ｂ）に示すような環状ガス吹き出し機構を用いた場
合、次のような不具合があった。この環状ガス吹き出し
機構では、吹き出し孔の径やガス流量を適切に設定しな
いと均一な吹き出しが得られない。すなわち、孔径が適
切な大きさよりも大きい場合、ガスの吹き出しはどうし
ても２箇所の導入口近傍に偏る傾向がある。これを防ぐ
ためには孔径をできるだけ小さくしてやればよい。しか
し、ガス流量が１０００ｓｃｃｍ以下の条件では均一な
吹き出しを得るための孔径は約０．３ｍｍと非常に小さ
くする必要があり、図６（Ｂ）のような円環の内面側に
多数の小さな孔を加工することは非常に困難である。ま
た、この場合にはコンダクタンスが小さいため、ガスの
噴出速度が増大して基板近傍で乱流を形成する可能性が
ある。このような現象は、良好な膜質や膜厚の均一性を
得るためには好ましくない。さらに、孔が小さいために
目詰まりを生じ易く、たびたび孔を開けなおす必要が生
じる。また、プロセス上、ガスの流量を変化させる必要
がある場合、ガスの流量に依存して吹き出しの分布も変
化し、その結果、膜厚や膜質の均一性も変化するという
欠点があった。
（Ｂ）に示すような環状ガス吹き出し機構を用いた場
合、次のような不具合があった。この環状ガス吹き出し
機構では、吹き出し孔の径やガス流量を適切に設定しな
いと均一な吹き出しが得られない。すなわち、孔径が適
切な大きさよりも大きい場合、ガスの吹き出しはどうし
ても２箇所の導入口近傍に偏る傾向がある。これを防ぐ
ためには孔径をできるだけ小さくしてやればよい。しか
し、ガス流量が１０００ｓｃｃｍ以下の条件では均一な
吹き出しを得るための孔径は約０．３ｍｍと非常に小さ
くする必要があり、図６（Ｂ）のような円環の内面側に
多数の小さな孔を加工することは非常に困難である。ま
た、この場合にはコンダクタンスが小さいため、ガスの
噴出速度が増大して基板近傍で乱流を形成する可能性が
ある。このような現象は、良好な膜質や膜厚の均一性を
得るためには好ましくない。さらに、孔が小さいために
目詰まりを生じ易く、たびたび孔を開けなおす必要が生
じる。また、プロセス上、ガスの流量を変化させる必要
がある場合、ガスの流量に依存して吹き出しの分布も変
化し、その結果、膜厚や膜質の均一性も変化するという
欠点があった。
【０００５】このような不具合の防止策としては、図５
に示したような平面状ガス分散板を有するシャワ−状の
吹き出し機構を複数個設置してもよいが、それぞれから
吹き出したガス同士の混合がうまく行なえないことや、
吹き出し口から基板までの距離が増大して基板に到達す
る前に気相中で好ましくない反応が促進されるといった
新たな不具合が生じる。また、別の防止策として、多少
大きめの吹き出し孔を開けて、一方で、孔の配置密度を
場所によって最適化することも考えられるが、実際にこ
れを実行することは多大の労力と時間を費やし、非常に
困難な作業である。
に示したような平面状ガス分散板を有するシャワ−状の
吹き出し機構を複数個設置してもよいが、それぞれから
吹き出したガス同士の混合がうまく行なえないことや、
吹き出し口から基板までの距離が増大して基板に到達す
る前に気相中で好ましくない反応が促進されるといった
新たな不具合が生じる。また、別の防止策として、多少
大きめの吹き出し孔を開けて、一方で、孔の配置密度を
場所によって最適化することも考えられるが、実際にこ
れを実行することは多大の労力と時間を費やし、非常に
困難な作業である。
【０００６】
【発明の目的】本発明の目的は、ガス吹き出しの均一性
に優れ、ガス吹き出し孔の配置密度の最適化が容易で、
メンテナンス性に優れたガス吹き出し機構およびガス混
合装置を提供することにある。
に優れ、ガス吹き出し孔の配置密度の最適化が容易で、
メンテナンス性に優れたガス吹き出し機構およびガス混
合装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明の環状ガス吹
き出し機構は、ガス導入口と、導入されたガスが流れる
ための環状のガス流路と、複数のガス吹き出し孔が形成
されたガス分散部とからなるガス吹き出し機構におい
て、前記ガス分散部が着脱可能なガス分散板であること
を特徴としている。
き出し機構は、ガス導入口と、導入されたガスが流れる
ための環状のガス流路と、複数のガス吹き出し孔が形成
されたガス分散部とからなるガス吹き出し機構におい
て、前記ガス分散部が着脱可能なガス分散板であること
を特徴としている。
【０００８】第２の発明の環状ガス吹き出し機構は、第
１の発明において、前記ガス分散板が環状のガス流路の
内面側に取り付けられることを特徴としている。
１の発明において、前記ガス分散板が環状のガス流路の
内面側に取り付けられることを特徴としている。
【０００９】第３の発明のガス混合装置は、複数のガス
吹き出し孔を備える平面状のガス分散板から１方向にガ
スを吹き出す形式の平面状ガス吹き出し機構と、第２の
発明の環状ガス吹出し機構とを組み合わせて、平面状ガ
ス吹き出し機構から吹き出たガスが環状ガス吹き出し機
構の内側を通過するように両吹き出し機構を配置したこ
とを特徴としている。
吹き出し孔を備える平面状のガス分散板から１方向にガ
スを吹き出す形式の平面状ガス吹き出し機構と、第２の
発明の環状ガス吹出し機構とを組み合わせて、平面状ガ
ス吹き出し機構から吹き出たガスが環状ガス吹き出し機
構の内側を通過するように両吹き出し機構を配置したこ
とを特徴としている。
【００１０】第４の発明のガス混合装置は、第３の発明
における環状ガス吹き出し機構に温度制御装置を設けた
ことを特徴としている。
における環状ガス吹き出し機構に温度制御装置を設けた
ことを特徴としている。
【００１１】
【作用】ガス分散板を着脱可能にしたために、吹き出し
の均一性を確保するための孔位置の最適化は、分散板を
交換することにより容易に行うことができる。また、所
望のプロセスに対応していくつかの分散板を用意すれ
ば、分散板の交換により最適のプロセスを選択できる。
さらに孔の目詰まりが生じた場合、ガス分散板のみを取
り外して孔を開け直すことができるので、吹き出し機構
本体は交換が不要となり、短時間で効率良くメンテナン
スを行うことができる。
の均一性を確保するための孔位置の最適化は、分散板を
交換することにより容易に行うことができる。また、所
望のプロセスに対応していくつかの分散板を用意すれ
ば、分散板の交換により最適のプロセスを選択できる。
さらに孔の目詰まりが生じた場合、ガス分散板のみを取
り外して孔を開け直すことができるので、吹き出し機構
本体は交換が不要となり、短時間で効率良くメンテナン
スを行うことができる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の環状ガス吹き出し機構の一実
施例の斜視図である。図２はその垂直断面図である。こ
の環状ガス吹き出し機構１４は、正方形の環状本体１８
の対向する２辺にそれぞれガス導入口１６を形成したも
のである。環状本体１８の大きさは約１００ｍｍ×１０
０ｍｍである。図２に示すように、環状本体１８の内部
には分散板２０、２２で区切られた二つの環状通路２
４、２６がある。ガス導入口１６から導入されたガス
は、１段目の環状通路２４の中を環状に流れると共に１
段目のガス分散板２０のガス吹き出し孔２８から２段目
の環状通路２６に吹き出す。２段目の環状通路２６に入
ったガスは、この環状通路２６の中を環状に流れると共
に、２段目のガス分散板２２のガス吹き出し孔３０から
環状本体１８の内側に向かって吹き出す。このように２
段に設置されたガス分散板により、均一なガス吹き出し
が得られる。
施例の斜視図である。図２はその垂直断面図である。こ
の環状ガス吹き出し機構１４は、正方形の環状本体１８
の対向する２辺にそれぞれガス導入口１６を形成したも
のである。環状本体１８の大きさは約１００ｍｍ×１０
０ｍｍである。図２に示すように、環状本体１８の内部
には分散板２０、２２で区切られた二つの環状通路２
４、２６がある。ガス導入口１６から導入されたガス
は、１段目の環状通路２４の中を環状に流れると共に１
段目のガス分散板２０のガス吹き出し孔２８から２段目
の環状通路２６に吹き出す。２段目の環状通路２６に入
ったガスは、この環状通路２６の中を環状に流れると共
に、２段目のガス分散板２２のガス吹き出し孔３０から
環状本体１８の内側に向かって吹き出す。このように２
段に設置されたガス分散板により、均一なガス吹き出し
が得られる。
【００１３】図１に示すように、２段目のガス分散板２
２は合計で４枚取り付けられている。ガス吹き出しの偏
りをなくすためには、ガス導入口１６からの距離に応じ
て、ガス分散板に設けたガス吹き出し孔の大きさや配置
密度を変更することが必要である。この実施例では、ガ
ス吹き出し孔２８、３０の内径は１ｍｍに統一する一方
で、配置密度の方を変更してある。すなわち、２段目の
ガス分散板２２については、ガス導入口１６に近い対向
する２枚のガス分散板２２ａにはガス吹き出し孔３０を
３個形成してあり、ガス導入口１６から離れた対向する
２枚のガス分散板２２ｂにはガス吹き出し孔３０を６個
形成してある。また、１段目のガス分散板２０について
は、ガス導入口１６に近い２枚のガス分散板にはガス吹
き出し孔２８を２個形成してあり、ガス導入口１６から
離れた２枚のガス分散板にはガス吹き出し孔２８を３個
形成してある。
２は合計で４枚取り付けられている。ガス吹き出しの偏
りをなくすためには、ガス導入口１６からの距離に応じ
て、ガス分散板に設けたガス吹き出し孔の大きさや配置
密度を変更することが必要である。この実施例では、ガ
ス吹き出し孔２８、３０の内径は１ｍｍに統一する一方
で、配置密度の方を変更してある。すなわち、２段目の
ガス分散板２２については、ガス導入口１６に近い対向
する２枚のガス分散板２２ａにはガス吹き出し孔３０を
３個形成してあり、ガス導入口１６から離れた対向する
２枚のガス分散板２２ｂにはガス吹き出し孔３０を６個
形成してある。また、１段目のガス分散板２０について
は、ガス導入口１６に近い２枚のガス分散板にはガス吹
き出し孔２８を２個形成してあり、ガス導入口１６から
離れた２枚のガス分散板にはガス吹き出し孔２８を３個
形成してある。
【００１４】図３は環状本体１８の拡大垂直断面図であ
る。１段目のガス分散板２０と２段目のガス分散板２２
は、ねじ３２によって環状本体１８の内面側から着脱可
能に取り付けられている。ガス分散板２０、２２と環状
本体１８との封止性は、両者間の間隙がガス吹き出し孔
２８、３０の孔径より十分小さければ特に問題となるこ
とはない。したがって、ガス分散板２０、２２の取り付
けはねじ止めで十分である。ガス吹き出し孔２８、３０
の配置位置や配置密度を変更する場合には、ガス分散板
２０、２２を取り外して別の種類のものに付け替えれば
よい。また、ガス吹き出し孔２８、３０の目詰まりが生
じるなどしてメンテナンスが必要になった場合でも、ガ
ス分散板２０、２２だけを取り外して必要な処置を施す
ことができる。
る。１段目のガス分散板２０と２段目のガス分散板２２
は、ねじ３２によって環状本体１８の内面側から着脱可
能に取り付けられている。ガス分散板２０、２２と環状
本体１８との封止性は、両者間の間隙がガス吹き出し孔
２８、３０の孔径より十分小さければ特に問題となるこ
とはない。したがって、ガス分散板２０、２２の取り付
けはねじ止めで十分である。ガス吹き出し孔２８、３０
の配置位置や配置密度を変更する場合には、ガス分散板
２０、２２を取り外して別の種類のものに付け替えれば
よい。また、ガス吹き出し孔２８、３０の目詰まりが生
じるなどしてメンテナンスが必要になった場合でも、ガ
ス分散板２０、２２だけを取り外して必要な処置を施す
ことができる。
【００１５】図４は、図１に示す環状ガス吹き出し機構
１４を用いたＣＶＤ装置の正面断面図である。この装置
は、オゾンとＴＥＯＳを用いてＳｉＯ2膜を減圧ＣＶＤ
により作成するための装置である。反応室３４は、図示
していない真空ポンプにより矢印３６の方向に排気され
る。ガスの流れに偏りを生じないように排気ポ−ト３８
は反応室３４の上部の対称な位置４箇所に設置してあ
る。反応室３４の下部にはバルブ４０を介してＴＥＯＳ
容器４２を接続してある。ＴＥＯＳ容器４２にはキャリ
アガスとしてＡｒガスが矢印４４の方向から導入され、
気化したＴＥＯＳとともに反応室３４に導かれる。反応
室３４内には平面状ガス吹き出し機構４６が設置してあ
り、２段に設置された平面状ガス分散板４８によりＴＥ
ＯＳガスは基板５０に均一に供給される。さらに、平面
状ガス吹き出し機構４６にはヒ−タ５２が巻かれてお
り、このヒ−タ５２はＴＥＯＳガスが基板５０に到達す
る前にＴＥＯＳガスを予備的に加熱する役割を果たして
いる。この予備加熱によりＴＥＯＳガスは非常に反応が
起こり易い状態に変化する。基板ホルダ−５３の内部に
は基板加熱ヒ−タ５４があり、このヒ−タ５４によって
基板５０は３５０℃に加熱されている。
１４を用いたＣＶＤ装置の正面断面図である。この装置
は、オゾンとＴＥＯＳを用いてＳｉＯ2膜を減圧ＣＶＤ
により作成するための装置である。反応室３４は、図示
していない真空ポンプにより矢印３６の方向に排気され
る。ガスの流れに偏りを生じないように排気ポ−ト３８
は反応室３４の上部の対称な位置４箇所に設置してあ
る。反応室３４の下部にはバルブ４０を介してＴＥＯＳ
容器４２を接続してある。ＴＥＯＳ容器４２にはキャリ
アガスとしてＡｒガスが矢印４４の方向から導入され、
気化したＴＥＯＳとともに反応室３４に導かれる。反応
室３４内には平面状ガス吹き出し機構４６が設置してあ
り、２段に設置された平面状ガス分散板４８によりＴＥ
ＯＳガスは基板５０に均一に供給される。さらに、平面
状ガス吹き出し機構４６にはヒ−タ５２が巻かれてお
り、このヒ−タ５２はＴＥＯＳガスが基板５０に到達す
る前にＴＥＯＳガスを予備的に加熱する役割を果たして
いる。この予備加熱によりＴＥＯＳガスは非常に反応が
起こり易い状態に変化する。基板ホルダ−５３の内部に
は基板加熱ヒ−タ５４があり、このヒ−タ５４によって
基板５０は３５０℃に加熱されている。
【００１６】一方、もうひとつの反応ガスであるオゾン
はオゾン発生器５６から供給される。純酸素ガスをオゾ
ン発生器５６に供給することによって、約５％程度の濃
度のオゾンを含む酸素ガスが得られる。オゾンと酸素の
混合ガスはオゾン発生器５６から出た後、均等に２つに
分流されてから反応室３４内に入り、環状ガス吹き出し
機構１４の２つのガス導入口に導入される。これによ
り、オゾンも均一に基板５０に供給される。
はオゾン発生器５６から供給される。純酸素ガスをオゾ
ン発生器５６に供給することによって、約５％程度の濃
度のオゾンを含む酸素ガスが得られる。オゾンと酸素の
混合ガスはオゾン発生器５６から出た後、均等に２つに
分流されてから反応室３４内に入り、環状ガス吹き出し
機構１４の２つのガス導入口に導入される。これによ
り、オゾンも均一に基板５０に供給される。
【００１７】こうして、ＴＥＯＳとオゾンは別々の経路
を経て基板５０の前面空間に供給され、熱せられた基板
５０上で反応してＳｉＯ2膜が堆積する。この実施例で
はさらに、環状ガス吹き出し機構１４に温度制御装置を
設置してある。温水循環ポンプ５８から送られてきた約
９０℃の温水は、熱交換器６０を介して、環状ガス吹き
出し機構１４の温度を一定に保っている。このような温
度制御装置を設置した理由は次の通りである。反応ガス
のひとつであるオゾンは高温、特に１００℃以上の温度
では分解が激しい。環状ガス吹き出し機構１４は、約３
５０℃に保温された基板ホルダ−５３からの熱放射を受
けるので、上記の温度制御装置がない場合にはオゾンは
環状ガス吹き出し機構１４の内部で分解し易く、効率良
く基板に到達しない。したがって、環状ガス吹き出し機
構１４をある程度冷却する必要がある。反対に、環状ガ
ス吹き出し機構１４を冷却し過ぎると、もともと液体で
あったＴＥＯＳが、熱交換器６０や環状ガス吹き出し機
構１４で冷却されて、この部分で結露するという問題が
生じる。約９０℃という温水の温度は、ＴＥＯＳが結露
せず、しかもオゾンがそれほど分解しない温度として選
択されたものである。
を経て基板５０の前面空間に供給され、熱せられた基板
５０上で反応してＳｉＯ2膜が堆積する。この実施例で
はさらに、環状ガス吹き出し機構１４に温度制御装置を
設置してある。温水循環ポンプ５８から送られてきた約
９０℃の温水は、熱交換器６０を介して、環状ガス吹き
出し機構１４の温度を一定に保っている。このような温
度制御装置を設置した理由は次の通りである。反応ガス
のひとつであるオゾンは高温、特に１００℃以上の温度
では分解が激しい。環状ガス吹き出し機構１４は、約３
５０℃に保温された基板ホルダ−５３からの熱放射を受
けるので、上記の温度制御装置がない場合にはオゾンは
環状ガス吹き出し機構１４の内部で分解し易く、効率良
く基板に到達しない。したがって、環状ガス吹き出し機
構１４をある程度冷却する必要がある。反対に、環状ガ
ス吹き出し機構１４を冷却し過ぎると、もともと液体で
あったＴＥＯＳが、熱交換器６０や環状ガス吹き出し機
構１４で冷却されて、この部分で結露するという問題が
生じる。約９０℃という温水の温度は、ＴＥＯＳが結露
せず、しかもオゾンがそれほど分解しない温度として選
択されたものである。
【００１８】次に、図４の装置を用いてＳｉＯ2膜を堆
積させる手順を示す。基板５０を基板ホルダ−５３に取
り付ける。反応室３４内を高真空に排気した後、基板ホ
ルダ−５３を約３５０℃に加熱する。また、温水循環ポ
ンプ５８を作動させ、環状ガス吹き出し機構１４の温度
を約９０℃に設定する。さらに、平面状ガス吹き出し機
構４６の温度をヒ−タ５２により約５００℃に加熱す
る。ＴＥＯＳ容器４２はＴＥＯＳが蒸発しやすいように
約４０℃に保温しておく。反応室３４内が高真空に達
し、各部の温度が定常状態に達したら、キャリアガスで
あるＡｒを５０ｓｃｃｍ程度ＴＥＯＳ容器４２に流して
ＴＥＯＳのバブリングを開始する。同時に、バルブ４０
を開くことにより、ＴＥＯＳガスを反応室３４に導入す
る。一方、オゾン発生器５６を動作させない状態で約１
０００ｓｃｃｍの流量の酸素ガスを環状ガス吹き出し機
構１４に流して、基板５０に酸素ガスを供給する。反応
室３４内の圧力は、図示していない圧力計と圧力制御機
構により約５０〜２００Ｔｏｒｒ程度の任意の値に一定
に保たれる。この状態ではＴＥＯＳと酸素が反応しない
ので膜は堆積しない。次に、オゾン発生器５６を動作さ
せると成膜が開始する。成膜を開始して一定時間経過し
たら、全てのガスを停止して、反応室３４内を再び高真
空に排気した後、膜が堆積した基板５０を取り出す。
積させる手順を示す。基板５０を基板ホルダ−５３に取
り付ける。反応室３４内を高真空に排気した後、基板ホ
ルダ−５３を約３５０℃に加熱する。また、温水循環ポ
ンプ５８を作動させ、環状ガス吹き出し機構１４の温度
を約９０℃に設定する。さらに、平面状ガス吹き出し機
構４６の温度をヒ−タ５２により約５００℃に加熱す
る。ＴＥＯＳ容器４２はＴＥＯＳが蒸発しやすいように
約４０℃に保温しておく。反応室３４内が高真空に達
し、各部の温度が定常状態に達したら、キャリアガスで
あるＡｒを５０ｓｃｃｍ程度ＴＥＯＳ容器４２に流して
ＴＥＯＳのバブリングを開始する。同時に、バルブ４０
を開くことにより、ＴＥＯＳガスを反応室３４に導入す
る。一方、オゾン発生器５６を動作させない状態で約１
０００ｓｃｃｍの流量の酸素ガスを環状ガス吹き出し機
構１４に流して、基板５０に酸素ガスを供給する。反応
室３４内の圧力は、図示していない圧力計と圧力制御機
構により約５０〜２００Ｔｏｒｒ程度の任意の値に一定
に保たれる。この状態ではＴＥＯＳと酸素が反応しない
ので膜は堆積しない。次に、オゾン発生器５６を動作さ
せると成膜が開始する。成膜を開始して一定時間経過し
たら、全てのガスを停止して、反応室３４内を再び高真
空に排気した後、膜が堆積した基板５０を取り出す。
【００１９】次に、環状ガス吹き出し機構１４のガス分
散板の孔位置の最適化を図った経過を示す。図１から図
３に示した環状ガス吹き出し機構１４では、ガス導入口
１６を２箇所に設置してあるので、すべてのガス分散板
に同一の配置密度でガス吹き出し孔を設けたのではガス
吹き出しの偏りが生ずることが予想された。そこでまず
初めに、ガス分散板のガス吹き出し孔の数を次のように
した。１段目のガス分散板２０については、ガス導入口
１６に近い分散板で３個、ガス導入口から離れた分散板
で４個とした。また、２段目のガス分散板２２について
は、ガス導入口１６に近い分散板で４個、ガス導入口か
ら離れた分散板で６個とした。孔径はすべて１ｍｍであ
る。このような環状ガス吹き出し機構を用いて実際にＳ
ｉＯ2膜の成膜を行なったところ、ガス導入口近傍で膜
厚が不均一になる現象が観測された。すなわち、ガス導
入口に近い位置では膜厚が小さいが、そこから離れるに
したがって膜厚は急に増加し、基板中央部で再び減少す
る。ガス導入口に近い位置で膜厚が小さい原因はガスの
流速が大きすぎるためと思われるが、いずれにせよ、こ
のような現象はオゾンガスの吹き出しの不均一性に基づ
いている。そこで、ガス分散板のガス吹き出し孔の数を
上述の実施例のように変更したところ、膜厚分布の均一
性は良好であった。いうまでもなく、この変更はガス分
散板のみであり、環状ガス吹き出し機構本体はそのまま
である。
散板の孔位置の最適化を図った経過を示す。図１から図
３に示した環状ガス吹き出し機構１４では、ガス導入口
１６を２箇所に設置してあるので、すべてのガス分散板
に同一の配置密度でガス吹き出し孔を設けたのではガス
吹き出しの偏りが生ずることが予想された。そこでまず
初めに、ガス分散板のガス吹き出し孔の数を次のように
した。１段目のガス分散板２０については、ガス導入口
１６に近い分散板で３個、ガス導入口から離れた分散板
で４個とした。また、２段目のガス分散板２２について
は、ガス導入口１６に近い分散板で４個、ガス導入口か
ら離れた分散板で６個とした。孔径はすべて１ｍｍであ
る。このような環状ガス吹き出し機構を用いて実際にＳ
ｉＯ2膜の成膜を行なったところ、ガス導入口近傍で膜
厚が不均一になる現象が観測された。すなわち、ガス導
入口に近い位置では膜厚が小さいが、そこから離れるに
したがって膜厚は急に増加し、基板中央部で再び減少す
る。ガス導入口に近い位置で膜厚が小さい原因はガスの
流速が大きすぎるためと思われるが、いずれにせよ、こ
のような現象はオゾンガスの吹き出しの不均一性に基づ
いている。そこで、ガス分散板のガス吹き出し孔の数を
上述の実施例のように変更したところ、膜厚分布の均一
性は良好であった。いうまでもなく、この変更はガス分
散板のみであり、環状ガス吹き出し機構本体はそのまま
である。
【００２０】以上述べたように、本実施例の環状ガス吹
き出し機構を使用することにより、基板内で膜厚分布の
良好なＳｉＯ2膜の堆積が可能となった。これは環状ガ
ス吹き出し機構からのオゾンの吹き出し分布が均一であ
ることを反映したものである。しかも、ガス吹き出し孔
の径が１ｍｍと、従来の０．３ｍｍに比べて大きいた
め、孔の目詰まりが生じにくく、非常に長期（約３か月
以上）にわたってメンテナンスが不要であった。
き出し機構を使用することにより、基板内で膜厚分布の
良好なＳｉＯ2膜の堆積が可能となった。これは環状ガ
ス吹き出し機構からのオゾンの吹き出し分布が均一であ
ることを反映したものである。しかも、ガス吹き出し孔
の径が１ｍｍと、従来の０．３ｍｍに比べて大きいた
め、孔の目詰まりが生じにくく、非常に長期（約３か月
以上）にわたってメンテナンスが不要であった。
【００２１】なお、本実施例では環状ガス吹き出し機構
の形状を正方形としたが、その他の矩形や多角形、ある
いは円環状にすることもでき、環状であればその形状は
任意である。また、ガス分散板の段数も２段以外の任意
の段数にすることができる。さらに、本明細書ではＣＶ
Ｄの例をあげて説明を行ったが、ドライエッチングな
ど、真空室内でガスを利用した表面処理プロセスにはす
べて本発明を適用可能である。
の形状を正方形としたが、その他の矩形や多角形、ある
いは円環状にすることもでき、環状であればその形状は
任意である。また、ガス分散板の段数も２段以外の任意
の段数にすることができる。さらに、本明細書ではＣＶ
Ｄの例をあげて説明を行ったが、ドライエッチングな
ど、真空室内でガスを利用した表面処理プロセスにはす
べて本発明を適用可能である。
【００２２】
【発明の効果】本発明は、ガス分散板を着脱可能にした
ために、ガス分散板の交換によりプロセスに応じて最適
なガス吹き出し孔の配置を選択することができて、吹き
出しの均一性を確保できる。また、ガス吹き出し孔の配
置を最適化できるのでガス吹き出し孔を比較的大きくす
ることができ、長期間にわたってガス吹き出し孔の目詰
まりがしにくい。目詰まりが生じた場合には、ガス分散
板のみを取り外して孔を開け直すことができるので、吹
き出し機構本体は交換が不要となり、短時間で効率良く
メンテナンスを行うことができる。
ために、ガス分散板の交換によりプロセスに応じて最適
なガス吹き出し孔の配置を選択することができて、吹き
出しの均一性を確保できる。また、ガス吹き出し孔の配
置を最適化できるのでガス吹き出し孔を比較的大きくす
ることができ、長期間にわたってガス吹き出し孔の目詰
まりがしにくい。目詰まりが生じた場合には、ガス分散
板のみを取り外して孔を開け直すことができるので、吹
き出し機構本体は交換が不要となり、短時間で効率良く
メンテナンスを行うことができる。
【図１】本発明の環状ガス吹き出し機構の一実施例の斜
視図である。
視図である。
【図２】図１の環状ガス吹き出し機構の垂直断面図であ
る。
る。
【図３】図１の環状ガス吹き出し機構の環状本体の拡大
垂直断面図である。
垂直断面図である。
【図４】図１の環状ガス吹き出し機構を利用したＣＶＤ
装置の正面断面図である。
装置の正面断面図である。
【図５】従来の平面状ガス吹き出し機構の正面断面図で
ある。
ある。
【図６】ガス吹き出し機構を備えた従来のＣＶＤ装置の
概略正面断面図と従来の環状ガス吹き出し機構の平面図
である。
概略正面断面図と従来の環状ガス吹き出し機構の平面図
である。
１４ 環状ガス吹き出し機構 １６ ガス導入口 １８ 環状本体 ２０、２２ ガス分散板 ２４、２６ 環状流路 ２８、３０ ガス吹き出し孔 ３２ ねじ ４６ 平面状ガス吹き出し機構 ６０ 熱交換器
Claims (4)
- 【請求項１】 ガス導入口と、導入されたガスが流れる
ための環状のガス流路と、複数のガス吹き出し孔が形成
されたガス分散部とからなるガス吹き出し機構におい
て、前記ガス分散部が着脱可能なガス分散板であること
を特徴とする環状ガス吹き出し機構。 - 【請求項２】 前記ガス分散板が環状のガス流路の内面
側に取り付けられることを特徴とする請求項１記載の環
状ガス吹出し機構。 - 【請求項３】 複数のガス吹き出し孔を備える平面状の
ガス分散板から１方向にガスを吹き出す形式の平面状ガ
ス吹き出し機構と、請求項２記載の環状ガス吹出し機構
とを組み合わせて、平面状ガス吹き出し機構から吹き出
たガスが環状ガス吹き出し機構の内側を通過するように
両吹き出し機構を配置したことを特徴とするガス混合装
置。 - 【請求項４】 環状ガス吹き出し機構に温度制御装置を
設けたことを特徴とする請求項３記載のガス混合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35809991A JPH05179426A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 環状ガス吹き出し機構およびガス混合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35809991A JPH05179426A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 環状ガス吹き出し機構およびガス混合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05179426A true JPH05179426A (ja) | 1993-07-20 |
Family
ID=18457539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35809991A Pending JPH05179426A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 環状ガス吹き出し機構およびガス混合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05179426A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7105059B2 (en) * | 2002-07-15 | 2006-09-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Reaction apparatus for atomic layer deposition |
| KR100982987B1 (ko) * | 2008-04-18 | 2010-09-17 | 삼성엘이디 주식회사 | 화학 기상 증착 장치 |
| US8663432B2 (en) | 2008-02-13 | 2014-03-04 | Shibaura Mechatronics Corporation | Magnetron sputtering apparatus and magnetron sputtering method |
| CN107048636A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-08-18 | 胡月霞 | 一种多重空气雨伞 |
| US11772058B2 (en) | 2019-10-18 | 2023-10-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited | Gas mixing system for semiconductor fabrication |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP35809991A patent/JPH05179426A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7105059B2 (en) * | 2002-07-15 | 2006-09-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Reaction apparatus for atomic layer deposition |
| US8663432B2 (en) | 2008-02-13 | 2014-03-04 | Shibaura Mechatronics Corporation | Magnetron sputtering apparatus and magnetron sputtering method |
| KR100982987B1 (ko) * | 2008-04-18 | 2010-09-17 | 삼성엘이디 주식회사 | 화학 기상 증착 장치 |
| CN107048636A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-08-18 | 胡月霞 | 一种多重空气雨伞 |
| US11772058B2 (en) | 2019-10-18 | 2023-10-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited | Gas mixing system for semiconductor fabrication |
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