JPH05267176A - 流体拡散ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 ＣＶＤ、ＬＰＣＶＤなどで使用可能な流体拡
散ヘッド１１０の改良であって、拡散流体を通過させる
穿孔板１２４を、ヘッドのハウジングの中央位置に支持
する支持手段を設けた。 【効果】 穿孔板の変形度が少なく、ＣＶＤ処理などに
用いるときも、シリコンウェーハ上に流体が不均一に堆
積することがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は化学的蒸着ヘッドの様
な、流体導入口と流体放出口とを備えた装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路は、シリコンウェーハを用いて
製造される。そのシリコンウェーハの上にトランジスタ
やその他の回路素子を形成する種々の技術を利用して集
積回路が製造される。その処理は多くの工程を含み、そ
の中で物質の層群が選択的に堆積および／またはエッチ
ングされる。一般的に使用される工程の１つは化学的蒸
着法（ＣＶＤ）であり、そこではシリコンウェーハの表
面上に金属または他の物質の非常に薄い層が堆積され
る。減圧化学的蒸着法（ＬＰＣＶＤ）は、化学的蒸着が
真空または部分的な真空下で行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＣＶＤ装置は一般的に
多くのステーションを備え、そこで堆積などの処理が順
次行われる。集積回路には小さいサイズのトレースが要
求されるため、適正かつ一貫したアラインメントと位置
合わせと物質の均一な堆積は、最終製品の品質にとって
重要である。

【０００４】ＣＶＤ装置は、金属などの物質の流体の流
動特性と拡散特性とを細心に制御しなければならない。
シリコンウェーハ技術においては、流体は、通例、流体
拡散ヘッドのチャンバに、導入管の終端にある開口部か
ら導入される。流体はチャンバ内で偏向板に突き当た
り、それによって拡散ヘッド中に分散させられる。分散
された流体は、続いて穿孔板に穿設された多くの孔を通
って拡散ヘッドから放出される。穿孔板の軸は通例導入
管の軸に直交している。

【０００５】拡散ヘッド内とウェーハ表面の温度は、細
心に管理される。例えば、ＬＰＣＶＤ装置としてNovell
us Concept One( カリフォルニア州、サンジョゼ所在の
Nov-ellus Systems, Inc) を使用した場合、ウェーハの
温度は４００℃±８℃に保たれる。温度が過度である
と、穿孔板は変形し、平面形状を失う。穿孔板が変形す
ると、流体拡散ヘッドの拡散特性が変化し、シリコンウ
ェーハ上に流体が不均一に堆積する様になる。変形がひ
どくなると、ウェーハの位置合わせを妨げ、その結果シ
リコンウェーハは流体拡散ヘッドを超えてミスフィード
させられる。これらのいずれが起こっても、集積回路を
不完全にする。

【０００６】流体拡散ヘッドを変形しない様に保つこと
は従来から種々試みられているが、困難でコストがかか
るものであった。例えば、市販されているＬＰＣＶＤ装
置では８基の流体拡散ヘッドが設けられているが、３ケ
月使用すると、変形が生じる。その場合、８基のヘッド
は全て一括して交換しなければならず、コストも１０，
０００米ドルから１２，０００米ドル要する。交換の
間、そのＬＰＣＶＤ装置は操業停止しなければならず、
付随する修理や休止によるコストも生じる。

【０００７】流体拡散ヘッドの耐用期間を伸ばす１つの
試みは、穿孔板を厚くすることである。これによりヘッ
ドの耐用年数は少し延びるが（３ケ月であったのが、４
ケ月から６ケ月に延びる）、それは変形の問題を解決す
るものではなく、流体拡散ヘッドの頻繁な交換による費
用を減じるものでもなかった。

【０００８】この発明による流体拡散ヘッドは、ハウジ
ングにより規定される流体用のチャンバを備え、該チャ
ンバは、流体導入用の開口部とその開口部に対向して流
体放出用の穿孔板とを備える。そのチャンバ内において
該開口部と穿孔板との間に、バッフル板が位置させら
れ、チャンバ内に導入されえ流体を分散させる。チャン
バ内の支持体は前記ハウジングと穿孔板とを構造的に連
結し、過度の温度下においても該穿孔板の変形やタルミ
を防止する。この支持体は例えば、１つまたはそれ以上
のロッド、１個の内壁などである。この支持体は、チャ
ンバ内の流体の流れを実質的に妨げない。

【０００９】特に望ましい実施例において、この流体拡
散ヘッドは化学的蒸着ヘッドである。化学的蒸着ヘッド
は、例えば、減圧、常圧、および高圧の化学的蒸着シス
テムで使用される。この発明によるヘッドを用いた化学
的蒸着は、２０℃以下から１４００℃以上まで、より一
般的には１００℃から６００℃まで、より望ましくは２
００℃から５００℃の範囲で動作する。

【００１０】化学的蒸着システムで拡散される流体は通
例、気体であるが、他の流体（液体など）も使用でき
る。

【００１１】この発明による改良された流体拡散ヘッド
の使用方法も開示される。この発明による改良された流
体拡散ヘッドを備えたＣＶＤ装置も開示される。この発
明による流体拡散ヘッドは、特に集積回路の製造で使用
できる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ためにこの発明は例えば請求項１項に示す如く、流体用
のチャンバを囲むハウジングで、流体を前記チャンバに
導入するための１つの開口部を備える１つの後板、前記
後板に対向し、１つの外縁と、流体を前記チャンバから
放出するための複数個の孔が穿設された１つの穿孔板、
前記後板と前記穿孔板の外縁との間を延びる少なくとも
１個の側板、前記チャンバ内において前記開口部と前記
穿孔板との間に配され、前記チャンバ内に導入された液
体を前記チャンバ中に実質的に均一に拡散させるための
バッフル、を含むハウジング、および前記チャンバ内に
配され、前記穿孔板の少なくとも中央部を前記ハウジン
グの他の部材の１つの連結するための支持手段からなる
如く構成した。

【００１３】

【作用】

【００１４】上記の如く構成したので、穿孔板の平面に
対する変形度を低減することができ、例えばＣＶＤ処理
などに用いるときも、シリコンウェーハ上に流体が不均
一に堆積することがない。

【００１５】

【実施例】この発明は流体拡散ヘッドに関し、より具体
的には減圧化学的蒸着の如き化学的蒸着で使用される流
体拡散ヘッドに関する。

【００１６】公知の流体拡散ヘッド１１０で新品のもの
が図１に示される。導入管１１２は、流体を内部チャン
バ１１４に導入口１１６を介して供給する。流体はチャ
ンバ１１４内に導入口１１６を介して導入されると、バ
ッフル板１１８に接触し、流体拡散ヘッド１１０中を拡
散する。バッフル板１１８は、１個またそれ以上（通例
３個またはそれ以上）のバッフル支持体１２０により定
位置に保持される。

【００１７】チャンバ１１４内の流体は、穿孔板１２４
の外面１２２で均一な流れとなる。かく拡散される流体
は、例えば、ある表面を清掃する、ないしは該流体中の
ある物質をある表面に堆積するのに使用される。

【００１８】この種の流体拡散ヘッドの使用として好適
な分野は、物質の化学的蒸着、例えば集積回路の製造で
ある。しかし、ＣＶＤ装置で使用される高温（例えば、
２００℃から６００℃）により、穿孔板１２４は図２に
示す様に、変形して湾曲した形状を呈する様になる。こ
の変形は、約４００℃の温度で３ケ月から４ケ月で起こ
る。

【００１９】図３ないし図５はこの発明による流体拡散
ヘッドの説明図である。図３は、流体拡散ヘッド２１０
の断面図である。この流体拡散ヘッドは、使用環境下で
十分な強度を備えた金属、高分子化合物、プラスティッ
クなどの１種またはそれ以上の物質から製造される。流
体拡散ヘッドがＣＶＤで使用される望ましい実施例にお
いては、流体拡散ヘッドはアルミニウムから製造され
る。

【００２０】導入管２１２は、流体拡散ヘッド２１０と
一体的に製造しても良く、あるいは流体拡散ヘッド２１
０に導入口２１６で取りつけても良い。もし導入管２１
２が流体拡散ヘッド２１０に取りつけるものとすれば、
それは例えば、圧力ばめ、ネジ止め、接着、ハンダづけ
などの適宜な手段で取りつけられよう。導入管２１２の
内径が、導入口２１６として機能する。

【００２１】バッフル板２１８は、チャンバ２１４内に
導入される流体を分散させる。流体を効果的に分散させ
るものであれば、どの様な障壁でも良い。例えば、フル
イ、プレート、またはスクリーンなどもバッフル板２１
８として機能しよう。

【００２２】バッフル板２１８は、１個またはそれ以上
（通例３個またはそれ以上）のバッフル支持体２２０で
定位置に保持される。このバッフル支持体は、通例、相
互に等間隔をおくと共に、バッフル板の中心から同一距
離をおく様に配置される。バッフル支持体は、いかなる
形状（断面が円形、三角形、方形、矩形、偏心形などの
１本またはそれ以上の柱、１個またはそれ以上の壁）で
あっても良い。バッフル支持体は望ましくは、流体の拡
散を妨げない。望ましくは、バッフル支持体は、チャン
バ２１４中での流体の拡散を容易にする。

【００２３】この発明による流体拡散ヘッドを用いて拡
散される流体は、気体と液体を含む。気体は常態、即
ち、標準の温度と圧力で液体か固体である１つまたはそ
れ以上の物質の気体状の拡散たる蒸気をも含む。この発
明による流体拡散ヘッドの１つの明確かつ好ましい用途
は、集積回路の製造のためにシリコンウェーハに物質を
堆積させる化学的蒸着（ＣＶＤ）である。ＣＶＤ法を用
いて堆積される物質としては例えば、シランを主成分と
した酸化物、ドープした酸化物、オルト珪酸テトラエチ
ル（ＴＥＯＳ）酸化物、窒化物、オキシ窒化物、タング
ステン、紫外線透過窒化物フィルム、二酸化珪素が含ま
れる。低圧ＣＶＤ法は、例えば、特にタングステン、窒
化物、オキシ二窒化物、ＴＥＯＳの堆積に用いられる。

【００２４】チャンバ２１４内の流体は、穿孔板２２４
の外面２２２で均一な流れにされる。穿孔板の正確な組
成とサイズは、用途により相違する。例えば、穿孔板
は、アルミニウム、鋼などから製造されようし、あるい
は高分子化合物やプラスティックなどからも製造されよ
う。ＣＶＤを含む応用分野においては、アルミニウムか
ら製造された穿孔板が、切削特性や製造特性が良く、軽
量で温度特性も良いことから、しばしば使用される。穿
孔板は種々の形状（方形、矩形、たまご形、楕円形、非
対称形など）が使用可能であるが、円形であるのが一般
には望ましい。円形の穿孔板は流体の流れの動特性を最
適にし、それを通る流体の拡散を均一にするのに寄与す
る。

【００２５】穿孔板は一般に、多くの孔が穿設される。
孔群のサイズ、間隔、および配置は、流体拡散ヘッドの
用途先により異なる。穿孔板が円形であるときは、孔群
の配置も円形な配置とするのが望ましいであろう。ある
いは、孔群は格子状や蜂の巣状でも良く、ランダムであ
っても良い。

【００２６】１本またはそれ以上の内部支持体２２６
が、穿孔板２２４を装置の１つまたはそれ以上の板に連
結する。この内部支持体は、穿孔板２２４と後板２２８
（図３、図４、図５）、側板（図６、図７）、あるいは
バッフル板（図８、図９）のどれかとの間を延びる。内
部支持体２２６は、別の部材で両端で連結される様であ
っても良い。あるいは内部支持体は、後板、側板、また
はバッフル板に構造的に連結される穿孔板の延長であっ
ても良い。あるいは内部支持体は、後板、側板（図６、
図７）、又は構造的に穿孔板に連結されているバッフル
板（図８、図９）の延長であっても良い。この内部支持
体２２６は、１つまたはそれ以上のピン、柱体であって
も良い。多くのピンを使用するとき、例えば実施例の場
合には円形に配置された９本のピンを使用する。３本の
ピンを使用する様にしても良い。

【００２７】内部支持体２２６は、穿孔板が平面形状か
ら変形するのを防止する。内部支持体は、穿孔板をその
中心またはその付近で支持する。穿孔板が円形であれ
ば、内部支持体は、中心（図８、図９）、中心付近（図
３、図４、図５）、あるいは外縁から中心に向けて（図
６、図７）連結される。支持体構造の少なくとも幾らか
の部位は、穿孔板の内部の２／３の領域内に位置させら
れる。この様に、半径ｒを備える円形のプレートは、
（２ｒ／３）で囲まれる円内に支持構造を有する。より
具体的には、（ｒ／２）で囲まれる円内に、即ち、穿孔
板の外縁より中心近くに支持構造が設けられる。

【００２８】この流体拡散ヘッドは通例２個またはそれ
以上の部品として製造され、それらは続いてハンダづけ
などで接合される。一般的には後板２２８が１個の部品
の基体となる。バッフル板２１８とバッフル支持体２２
０は、その後板に取りつけられる。穿孔板は、第２の部
品に含まれる。側板２３０は後板を含む最初の部品の一
部としても良く、あるいは穿孔板側の部品としても良
く、あるいは独立した部品としても良い。これらの部品
群は結合される。これらは適宜な手段、例えば圧力ば
め、ネジどめ、接着、ハンダづけなどで結合される。

【００２９】図４は、図３のIV−IV線断面図である。後
板２２８とバッフル板２１８とが示される。同様に示さ
れているのはバッフル支持体２２０の端部であり、そこ
で端部はバッフル板２１８を貫いて止められる。図示断
面図には９本の内部支持体２２６が示されており、それ
らは穿孔板と後板との間を延びる。

【００３０】図５は図３のＶ−Ｖ線断面図である。穿孔
板２２４が、穿孔板と後板との間を延びる前記９本の内
部支持体の断面と共に示されている。

【００３１】図６は別の流体拡散ヘッド３１０を示して
おり、そのヘッドは側板から穿孔板の中心に向かって延
びる内部支持体３２６を備える。図７は、図６の流体拡
散ヘッドのVII −VII 線断面図である。この内部支持体
３２６は、穿孔板３２４を介しての流体の拡散との干渉
を最小限度に止める様に設計される。

【００３２】図８は別の流体拡散ヘッド４１０を示して
おり、それはバッフル板４１８から穿孔板４２４の中心
へと延びる内部支持体４２６を備える。図９は、図８の
流体拡散ヘッドのIX−IX線断面図である。この内部支持
体４２６は、バッフル板４１８とバッフル支持体４２０
と共に、穿孔板４２４を介しての流体の拡散との干渉を
最小限度に止めると共に、後板から穿孔板４２４の中心
への構造的支持手段をなす。

【００３３】図８と図９の構造を変形して、バッフル支
持体をバッフル板を貫通させて穿孔板へと延ばしても良
い。そうすれば、バッフル支持体は、バッフル支持体と
内部支持体としての双方の機能を果たすことができる。

【００３４】図１０は、集積回路の製造のために、この
発明に係る流体拡散ヘッドを１個またはそれ以上使用し
てなるＣＶＤ処理を示すブロック図である。集積回路製
造に関して説明するが、それは説明の便宜のためのみで
あり、この発明による流体拡散ヘッドおよびその製造方
法、ないしはこの発明による流体拡散ヘッドを用いた装
置は、ＣＶＤ、ＬＰＣＶＤなどを含む種々の分野に応用
できることが留意されなければならない。

【００３５】図１０に示す装置は、バッチ処理、セミバ
ッチ処理、ないしは順次処理のいずれであっても良い。
集積回路を製造するとすれば、シリコンウェーハまたは
集積回路半製品（以下『シリコンウェーハ』と総称す
る）が、以下の処理のため、この装置に搭載される。図
示のロードロックは搭載チャンバであり、そこにシリコ
ンウェーハが搭載される。この様な搭載チャンバは公知
である。望ましくは、１個から３個のシリコンウェーハ
のカセットが一度にロードされる。各カセットには、２
５個までのシリコンウェーハが載置されている。シリコ
ンウェーハは、ウェーハ転送機構によって、一度に移動
させられ、処理チャンバに転送される。ウェーハ転送機
構は、種々のものが知られている。

【００３６】処理チャンバは、少なくとも１個の流体拡
散ヘッドを備える。ＣＶＤ処理は、この処理チャンバで
行われる。ＣＶＤないしはＬＰＣＶＤ処理の温度と圧力
の設定、ならびにＣＶＤ処理で用いられる流体は、公知
である。ＣＶＤ処理の温度は、雰囲気温度（約２０℃）
から１４００℃までの間である。流体拡散ヘッドがアル
ミニウム製ならば、温度は通常６６０℃以下、望ましく
は６００℃以下である。多くのＣＶＤ処理の温度は、１
００℃から５００℃である。圧力は、真空ないしは部分
真空から大気圧ないしはそれ以上の間である。圧力の変
化度は、装置により異なる。例えば、ロードロックチャ
ンバは大気圧から５０から１００ミリトールの間で繰り
返されるが、処理チャンバは２．２トールに保たれる。
ＣＶＤ処理の流体は、いろいろ知られている。例えば、
窒化珪素の層を堆積するならば、シラン２００部、窒素
３５００部、アンモニア５０００部（全て容量部）から
なる流体が知られている。

【００３７】全てのシリコンウェーハが処理されると、
別のウェーハ転送機構によってシリコンウェーハは処理
チャンバから取り出され、取り外しチャンバ（ロードロ
ックチャンバ）に送られ、そこで装置から取り出され
る。

【００３８】図１１と図１２は、この発明による流体拡
散ヘッドを使用する別の装置の概略図である。シリコン
ウェーハ６３２ａは、この装置に、ロードロックのとこ
ろで、人手によりあるいは機械的に、搭載される。ウェ
ーハ転送機構（コンベアベルト、アームなど）が、シリ
コンウェーハ６３２ｂを処理チャンバの最初の位置に転
送し、そこでシリコンウェーハ６３２ｃはスピンドルア
ームの上に載置される。

【００３９】望ましくは、処理チャンバにおいては、回
転スピンドルのスピンドルアームによって画成される８
個の位置が用意される。各位置には１個のシリコンウェ
ーハが置かれる。処理チャンバ内のこの各位置には、ス
ピンドルの上にこの発明による流体拡散ヘッドが設けら
れる。スピンドルアームが回転すると、シリコンウェー
ハがそれぞれ各々の流体拡散ヘッドの下に進行させられ
る。前記したNovellusConcept One 装置の場合には８個
の位置が設けられ、うち７個が蒸着処理を行う（８個目
の位置はシリコンウェーハの搭載と取り出し用であ
る）。連続的なバッチ処理では、各シリコンウェーハは
第１位置（シリコンウェーハ６３２ｃ）で搭載／取り出
される。各シリコンウェーハは、図で６３２ｄから６３
２ｊに示す各位置を通って回転させられる。各位置でＣ
ＶＤ処理が行われる。例えば、連続的な処理で１ミクロ
ンの層を堆積すべきときは、約１／７の堆積処理（９０
００から１３０００オングストローム厚さ）が、各位置
で行われる。シリコンウェーハ６３２ｊは続いて第１位
置に戻され、そこで（シリコンウェーハ６３２ｋで示
す）、ウェーハ転送機構を介してオフロードされ、取り
出しチャンバ（シリコンウェーハ６３２ｍで示す）に取
り出される。

【００４０】図１２は、その処理チャンバ内の１つの位
置の拡大側面図である。流体拡散ヘッド６１０が、回転
スピンドル機構の上に設けられる。シリコンウェーハ６
３２はその位置に、回転スピンドル（図示せず）に取り
つけられているスピンドルフォーク６３４によって転送
される。流体拡散ヘッド６１０は、３個の調節自在な支
持手段（図示せず）を介して定位置に吊り下げられる。

【００４１】〔実験例１〕 従来技術のＣＶＤ処理用の流体拡散ヘッド

【００４２】流体拡散ヘッドを製造する。そのヘッドは
２個の部品として製造され、続いてハンダづけで組み立
てられる。そのヘッドは、アルミニウム６０６１からな
る。

【００４３】最初の部品には穿孔板が含まれれる。穿孔
板は円形であって、外径６．９７０インチである。穿孔
パターンは、６層の円形穿孔群からなる蜂の巣状に形成
され、各孔の径は０．０４０インチであって、直径０．
３２５の円の円周に沿って等間隔に配置される。このパ
ターンは、穿孔板を貫通して形成される。穿孔板の厚み
は、０．１００インチである。

【００４４】穿孔板の縁部から、側板が延びる。側板は
穿孔板の平面に直交しており、高さ０．６８０インチで
厚さ０．２０インチである。

【００４５】第２の部品には、後板、バッフル板とバッ
フル支持体、および内部支持体が含まれる。後板は、径
６．９７０インチで、厚さ０．１７０インチである。後
板にはその周縁に細いリップ構造が形成され、そこに圧
力ばめで第１部品の側板が嵌められる。後板の外面の中
心には、導入管を受けるためのニップルばめ構造が設け
られる。導入管は、長さ約６．４２０インチである。導
入管の外径は約０．３７５インチであり、その内径は約
０．３１５インチである。それは事前に圧力ばめによっ
て取りつけられ、その位置でハンダづけされる。

【００４６】後板の中心から半径０．７５０インチの円
の円周に沿って、３個の０．１２６インチ径の孔が穿設
される。バッフル支持体は、その３個の孔に嵌められ
る。バッフル支持体のそれぞれは、長さ約０．３７０イ
ンチで径約０．１２６インチのアルミニウム製のピンか
らなる。バッフル支持体は孔に挿入され、溶接され、外
面側を平坦に切削される。バッフル板は、径約２．００
インチ、厚さ約０．０６２インチのアルミニウム製のプ
レートからなる。バッフル板には、バッフル支持体に対
応する孔が３個穿設される。バッフル支持体はバッフル
板の対応する孔に挿入され、溶接され、外面側が平削り
される。

【００４７】この２個の部品は合わせられ、ハンダづけ
されて一体となる。

【００４８】流体拡散ヘッドの外側には、１個またはそ
れ以上（普通３個）のメネジ付きニップルが取りつけら
れる。これは、ワークピース上で流体拡散ヘッドの高さ
を調節するのに用いられる。

【００４９】〔実験例２〕 この発明による流体拡散ヘッド

【００５０】流体拡散ヘッドを製造する。ヘッドは２つ
の部品として製造され、続いてハンダづけで組み合わさ
れる。ヘッドはアルミニウム６０６１（アルコア）から
なる。

【００５１】最初の部品には、穿孔板が含まれる。穿孔
板は円形で、外径６．９７０インチである。孔群は６層
の円形孔群からなる蜂の巣パターンで、各孔の径は０．
０４０インチで、直径０．３２５の円の円周に沿って等
間隔で配置される。パターンは、穿孔板を貫通して形成
される。穿孔板の厚さは、０．１００インチである。穿
孔板の中心から２．２７６インチ離れた所に、９個の孔
が穿設される。各孔の径は、０．１３０インチである。
この孔は、先に述べた穿孔板に既に穿設されている孔群
のどれとも重複しない位置に穿設される。

【００５２】穿孔板の縁部から、側板が延びる。側板は
穿孔板の平面と直交し、高さ０．６８０インチで、厚さ
０．２０インチである。

【００５３】第２の部品には、後板、バッフル板とバッ
フル支持体、および内部支持体が含まれる。後板は径
６．９７０インチであり、厚さ約０．１７０インチであ
る。その周縁には細いリップ構造が形成され、第１部品
の側板が圧力ばめでそこに嵌めこまれる。導入管を受け
るためのニップルばめ構造が、プレートの外面の中心に
設けられる。導入管は、長さ約６．４２０インチであ
る。導入管の外径は、約０．３７５インチ、内径は約
０．３１５インチである。導入管は予め圧力ばめで取り
つけられ、その位置でハンダづけされる。

【００５４】後板には３個の０．１２６インチ径の孔
が、その中心から約０．７５０インチの円の円周上に等
間隔には穿設される。バッフル支持体が、その孔内に挿
入される。バッフル支持体のそれぞれは、長さ約０．３
７０インチ、径０．１２６インチのアルミニウム製のピ
ンからなる。バッフル支持体は、その孔に挿入され、溶
接され、外側を平削りされる。バッフル板は、径約２．
００インチで、厚さ約０．０６２インチのアルミニウム
製のプレートからなる。バッフル板には、バッフル支持
体に対応する３個の孔が穿設される。バッフル支持体は
バッフル板の対応する孔に挿入され、溶接され、外側を
平削りされる。

【００５５】後板には、その中心から半径２．２７６イ
ンチの円の円周上に等間隔に９個の０．１２６インチ径
の孔が穿設される。内部支持体は、その孔内に挿入され
る。内部支持体はそれぞれ、長さ約０．８５０インチ、
径約０．１２６インチのアルミニウム製のピンからな
る。内部支持体はその孔内に挿入され、溶接され、外側
で平削りされる。内部支持体の自由端は、穿孔板の対応
する孔に挿入され、外側で平削りされる。これは２つの
部品を組み合わせる。この２つの部品はハンダづけされ
て一体となる。

【００５６】流体拡散ヘッドの外側には、１個またはそ
れ以上（通例３個）のメネジ付きのニップルが取りつけ
られる。これは、ワークピース上での流体拡散ヘッドの
高さ調節に使用される。

【００５７】〔実験例３〕 この発明による別の流体拡散ヘッド

【００５８】３個の内部支持体が設けられる点を除い
て、実験例２と異ならない。

【００５９】〔実験例４〕 従来技術の流体拡散ヘッドの使用

【００６０】実験例１による流体拡散ヘッドを８個、前
記したNovellus Concept OneＣＶＤ装置に取りつけた。
装置は製造会社の指示に従って操作した。流体拡散ヘッ
ドの雰囲気温度は約４００℃で、圧力は部分真空であっ
た。４ケ月使用してヘッドを取り出し、変形度をチェッ
クした。各ヘッドの平面からの変形は、測定したところ
０．０３０インチ以上であった。これは許容度を超えて
おり、ヘッドを取り外した。

【００６１】〔実験例５〕 この発明による流体拡散ヘッドの使用

【００６２】実験例２による流体拡散ヘッドを８個、No
vellus Concept OneＣＶＤ装置に取りつけた。装置は製
造会社の指示通りに操作した。流体拡散ヘッドの雰囲気
温度は約４００℃で、圧力は部分真空であった。４ケ月
使用した後、ヘッドを取り出して変形度をチェックし
た。各ヘッドの平面からの変形度は、０．０２０インチ
であった。更に、２年間ほとんど一定した使用を継続
し、ヘッドを取り出して変形度をチェックした。各ヘッ
ドの平面からの変形度は、０．０２０インチであった。

【００６３】〔実験例６〕 この発明による別の流体拡散ヘッドの使用

【００６４】実験例２の代わりに実験例３の流体拡散ヘ
ッドを用いて実験例５の処理を行った。４ケ月後の各ヘ
ッドの平面からの変形は、０．０２０インチであった。
２年間使用した後の変形度も、平面から０．０２０イン
チであった。

【００６５】この発明を上記の如く説明してきたが、こ
の発明の権利範囲と特許請求の範囲から逸脱することな
く、当業者ならば、図示された原理の範囲内で多くの変
形、使用、応用が可能なことが容易に理解できよう。

【００６６】

【発明の効果】請求項１項記載の流体拡散ヘッドは、流
体用のチャンバを囲むハウジングで、流体を前記チャン
バ内に導入するための１つの開口部を備える１つの後
板、前記後板に対向し、１つの外縁と、流体を前記チャ
ンバから放出するための複数個の孔が穿設された１つの
穿孔板、前記後板と前記穿孔板外縁との間を延びる少な
くとも１個の側板、前記チャンバ内において前記開口部
と前記穿孔板との間に配され、前記チャンバ内に導入さ
れた流体を前記チャンバ中に実質的に均一に拡散させる
ためのバッフル、を含むハウジング、および前記チャン
バ内に配され、前記穿孔板の少なくとも中央部を前記ハ
ウジングの他の部材の１つに連結するための支持手段か
らなる如く構成したので、穿孔板の変形度が従来技術に
比して低減し、よってＣＶＤ処理などに用いるときも、
シリコンウェーハ上に流体が不均一に堆積するなどの不
都合が生じることがない。そしてその具体的構成は、請
求項２項から請求項１１項に記載した様にした。

【００６７】請求項１２項記載の化学的蒸着ヘッドは、
あるハウジング内に画成された流体用のチャンバであっ
て、流体の導入のための１つの開口部と該開口部に対向
して流体の放出のための１つの穿孔板とを有するチャン
バ、前記チャンバ内において前記開口部と穿孔板との間
に配され、前記チャンバ内に導入された流体を拡散させ
るバッフル、および前記チャンバ内で前記チャンバハウ
ジングの穿孔板とを構造的に連結する支持手段を備える
如く構成したので、穿孔板の変形度が従来技術に比して
低減し、よってＣＶＤ処理などに用いるときも、シリコ
ンウェーハ上に流体が不均一に堆積するなどの不都合が
ない。そしてその具体的構成は、請求項１３項に記載し
た様にした。

【００６８】請求項１４項記載の流体拡散ヘッドの製造
方法は、流体用のチャンバであって、１つのハウジング
により画成され、流体導入用の１つの開口部、および前
記開口部に対向して設けられた流体拡散用の１つの穿孔
板、とを有するチャンバを設け、および前記チャンバ内
で前記チャンバハウジングを前記穿孔板に構造的に連結
し、前記穿孔板の変形を最小限度に止める支持部材を設
ける如く構成したので、穿孔板の変形度が従来技術に比
して低減し、よってＣＶＤ処理などに用いるときも、シ
リコンウェーハ上に流体が不均一に堆積するなどの不都
合がない。そしてその具体的構成は、請求項１５項に記
載した様にした。

【００６９】請求項１６項記載の化学的蒸着装置は、１
つの化学的蒸着チャンバにシリコンウェーハを送る手
段、１つのハウジングにより画成され、流体導入用の１
つの開口部と該開口部に対向して流体放出用の穿孔板と
を備えた、１つの流体チャンバ、前記流体チャンバ内に
おいて、前記開口部と穿孔板との間に位置させられ、前
記流体チャンバ内に導入される流体を拡散するためのバ
ッフル、および前記流体チャンバ内において、前記流体
チャンバハウジングと前記穿孔板とを前記穿孔板の中心
またはその付近で構造的に連結する１つの支持体、およ
び化学的蒸着ヘッドからシリコンウェーハを転送する手
段を備える如く構成したので、穿孔板の変形度が低減
し、ＣＶＤ処理においてシリコンウェーハ上に流体が不
均一に堆積するなどの不都合が生じることがない。そし
てその具体的構成は、請求項１７項から請求項２０項に
記載した様にした。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術の流体拡散ヘッドで変形していないも
のを示す説明断面図である。

【図２】従来技術の流体拡散ヘッドで変形したものを示
す説明断面図である。

【図３】この発明に係る流体拡散ヘッドの説明断面図で
ある。

【図４】図３のIV−IV線断面図である。

【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】この発明に係る流体拡散ヘッドの別の説明断面
図である。

【図７】図６のVII −VII 線断面図である。

【図８】この発明に係る流体拡散ヘッドの更に別の説明
断面図である。

【図９】図８のIX−IX線断面図である。

【図１０】この発明に係る流体拡散ヘッドを用いたＣＶ
Ｄ処理を示す説明ブロック図である。

【図１１】この発明に係る流体拡散ヘッドを用いたＣＶ
Ｄ処理の説明図である。

【図１２】図１１のＣＶＤ処理で使用するこの発明に係
る流体拡散ヘッドを含む装置を示す説明断面図である。

【符号の説明】

１１０，２１０，３１０，４１０，６１０ 流体拡散ヘ
ッド １１２，２１２ 導入管 １１４，２１４ 内部チャン
バ １１８，２１８，４１８ バッフル板 １２０，２２０，４２０ バッフル支
持体 １２４，２２４，３２４，４２４ 穿孔板 ２２６，３２６，４２６ 内部支持体 ２２８ 後板 ２３０ 側板 ６３２ シリコンウ
ェーハ ６３４ スピンドル
フォーク

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）以下の部材を含む、流体用のチャン
   バを囲むハウジング、(i) 流体を前記チャンバに導入す
   るための１つの開口部を備える１つの後板、(ii) 前記
   後板に対向し、１つの外縁と、流体を前記チャンバから
   放出するための複数個の孔が穿設された１つの穿孔板、
   (iii) 前記後板と前記穿孔板の外縁との間を延びる少な
   くとも１個の側板、(iiii) 前記チャンバ内において前
   記開口部と前記穿孔板との間に配され、前記チャンバ内
   に導入された流体を前記チャンバ中に実質的に均一に拡
   散させるためのバッフル、および （ｂ）前記チャンバ内に配され、前記穿孔板の少なくと
   も中央部を前記ハウジングの他の部材の１つに連結する
   ための支持手段、からなることを特徴とする流体拡散ヘ
   ッド。
2. 【請求項２】 前記支持手段が、前記ハウジングの前記
   穿孔板中央部と後板との間を延びる少なくとも１つの柱
   体であることを特徴とする請求項１項記載の流体拡散ヘ
   ッド。
3. 【請求項３】 前記支持手段が、前記穿孔板中央部のま
   わりに円形状に配置される柱体であることを特徴とする
   請求項２項記載の流体拡散ヘッド。
4. 【請求項４】 前記支持手段が、前記穿孔板中央部と前
   記バッフルとの間を延びる少なくとも１つの柱であるこ
   とを特徴とする請求項１項記載の流体拡散ヘッド。
5. 【請求項５】 前記支持手段が、前記穿孔板中央部と前
   記側板の少なくとも１つとの間を延びる平坦な部材であ
   ることを特徴とする請求項１項記載の流体拡散ヘッド。
6. 【請求項６】 それが化学的蒸着用のヘッドであること
   を特徴とする請求項１項記載の流体拡散ヘッド。
7. 【請求項７】 それが減圧化学的蒸着用のヘッドである
   ことを特徴とする請求項６項記載の流体拡散ヘッド。
8. 【請求項８】 約２００℃から約６００℃までの間の温
   度で使用されることを特徴とする請求項１項記載の流体
   拡散ヘッド。
9. 【請求項９】 前記流体が気体であることを特徴とする
   請求項１項記載の流体拡散ヘッド。
10. 【請求項１０】 前記流体が蒸発物であることを特徴と
    する請求項１項記載の流体拡散ヘッド。
11. 【請求項１１】 前記支持手段が、前記穿孔板中央部の
    ２／３の面積部位を前記ハウジングの他の部材の１つに
    連結することを特徴とする請求項１項記載の流体拡散ヘ
    ッド。
12. 【請求項１２】（ａ）あるハウジング内に画成された流
    体用のチャンバであって、流体の導入のための１つの開
    口部と該開口部に対向して流体の放出のための１つの穿
    孔された穿孔板とを有するチャンバ、 （ｂ）前記チャンバ内において前記開口部と穿孔板との
    間に配され、前記チャンバ内に導入された流体を拡散さ
    せるバッフル、および （ｃ）前記チャンバ内で前記チャンバハウジングと穿孔
    板とを構造的に連結する支持手段、 を備えたことを特徴とする化学的蒸着ヘッド。
13. 【請求項１３】 前記支持手段が、前記チャンバ内で流
    体の流れを実質的に妨げないものであることを特徴とす
    る請求項１２項記載の化学的蒸着ヘッド。
14. 【請求項１４】（ａ）流体用のチャンバであって、１つ
    のハウジングにより画成され、(i)流体導入用の１つの
    開口部、および(ii)前記開口部に対向して設けられた流
    体拡散用の１つの穿孔板、とを有するチャンバを設け、
    および （ｂ）前記チャンバ内で前記チャンバハウジングを前記
    穿孔板に構造的に連結し、前記穿孔板の変形を最小限度
    に止める支持部材を設ける、ことからなる流体拡散ヘッ
    ドの製造方法。
15. 【請求項１５】 更に、前記チャンバ内において前記開
    口部と穿孔板との間に、前記チャンバ内に導入される流
    体を拡散させるバッフルを設けることからなる請求項１
    ４項記載の流体拡散ヘッドの製造方法。
16. 【請求項１６】（ａ）１つの化学的蒸着チャンバにシリ
    コンウェーハを送る手段、 （ｂ）以下からなる、少なくとも１つの流体拡散ヘッド
    を有する化学的蒸着ヘッド、(i) １つのハウジングによ
    り画成され、流体導入用の１つの開口部と該開口部に対
    向して流体放出用の穿孔板とを備えた、１つの流体チャ
    ンバ、(ii) 前記流体チャンバ内において、前記開口部
    と穿孔板との間に位置させられ、前記流体チャンバ内に
    導入される流体を拡散するためのバッフル、および(ii
    i) 前記流体チャンバ内において、前記流体チャンバハ
    ウジングと前記穿孔板とを前記穿孔板の中心またはその
    付近で構造的に連結する１つの支持体、および （ｃ）化学的蒸着ヘッドからシリコンウェーハを転送す
    る手段、を備えたことを特徴とする化学的蒸着装置。
17. 【請求項１７】 更に、シリコンウェーハの搭載と取り
    外しのためのチャンバを備えたことを特徴とする請求項
    １６項記載の装置。
18. 【請求項１８】 前記支持体が少なくとも１本のロッド
    であることを特徴とする請求項１６項記載の装置。
19. 【請求項１９】 前記支持体が１つの内壁であることを
    特徴とする請求項１６項記載の装置。
20. 【請求項２０】 前記化学的蒸着チャンバが更に、複数
    個の流体拡散ヘッドを備えることを特徴とする請求項１
    ６項記載の装置。