JPH11297672A - Shower plate, shower plate peripheral structure, and processor - Google Patents
Shower plate, shower plate peripheral structure, and processorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、シャワープレート、シ
ャワープレートの周辺構造及びプロセス装置に係る。よ
り詳細には、大型基板上への均一なプロセスガス供給が
可能なシャワープレート、シャワープレート周辺構造及
びそれを用いたプロセス装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shower plate, a peripheral structure of the shower plate, and a process apparatus. More specifically, the present invention relates to a shower plate capable of uniformly supplying a process gas onto a large-sized substrate, a shower plate peripheral structure, and a process apparatus using the same.
【０００２】[0002]
【関連する技術】従来、シャワープレート、その周辺構
造については以下のような技術が知られている。 （１）直径０．１μｍ程度の多数の小さな孔（吹出口）
１０４を垂直または斜めにあけたシャワープレート（図
１）をウェーハ直上に設けて、そのシャワープレート１
０２からガスをプロセス空間に供給する技術。 （２）シャワープレート１０２にあけた孔（吹出口）１
０４にガスを送るのに、シャワープレート１０２の上に
１ｍｍ程度のギャップ１０３を空けて隙間板１０１を置
き、シャワープレート１０２と隙間板１０１との間のギ
ャップ１０３に側面からガスを流し込む技術。 （３）マイクロ波プラズマプロセス装置の場合、マイク
ロ波の吸収の少ないセラミックス等の材料を用いた直径
０．５ｍｍ程度の多数の孔をあけ、（２）の技術を用い
たシャワープレートをマイクロ波導入部に設ける技術。2. Related Art Conventionally, the following techniques are known for a shower plate and its peripheral structure. (1) Many small holes of about 0.1 μm in diameter (outlet)
A shower plate (FIG. 1) having a vertical or oblique opening 104 is provided directly above the wafer, and the shower plate 1
Technology for supplying gas from 02 to the process space. (2) Hole (outlet) 1 made in shower plate 102
In order to send the gas to 04, a gap plate 101 is placed with a gap 103 of about 1 mm above the shower plate 102, and gas is poured from the side into the gap 103 between the shower plate 102 and the gap plate 101. (3) In the case of a microwave plasma process apparatus, a large number of holes having a diameter of about 0.5 mm made of a material such as ceramics having a low absorption of microwaves are formed, and a shower plate using the technique of (2) is introduced into the microwave. Technology provided in the department.
【０００３】しかし、上記従来技術には、次のような問
題がある。 １．（１）の技術では、小さい穴加工が可能なＳｉやＡ
ｌなどに材料が限定され、マイクロ波を透過するセラミ
ックスなどには加工ができなかった。例えばアルミナの
板に０．１μｍの孔１０４をあける場合、その深さの限
界は０．２μｍ程度である。また小さな孔の場合、真っ
直ぐにかつ孔１０４の内面を鏡面仕上げしてあけること
が技術的に困難であった。[0003] However, the above prior art has the following problems. 1. In the technology of (1), Si or A capable of processing a small hole is used.
The material was limited to 1 and the like, and processing could not be performed on ceramics that transmit microwaves. For example, when a hole 104 of 0.1 μm is made in an alumina plate, the depth limit is about 0.2 μm. In the case of a small hole, it is technically difficult to make the hole 104 straight and mirror-finish the inner surface of the hole 104.
【０００４】２．（１）の技術では、各孔１０４から等
しくガスが吹き出すように各孔１０４にガスを送るギャ
ップ１０３とプロセス室との間の圧力差を大きくする必
要があるが、そのために孔１０４から勢いよくガスが噴
き出して孔１０４の配列パターンの不均一を生じること
があった。[0004] 2. In the technique (1), it is necessary to increase the pressure difference between the process chamber and the gap 103 that sends the gas to each hole 104 so that the gas is blown out from each hole 104 equally. In some cases, gas was blown out, resulting in an uneven arrangement pattern of the holes 104.
【０００５】３．（２）の技術では、プロセスガス流量
を減らした場合等に、側面のガスを流し込む場所に近い
孔１０４からより多くのガスが吹き出すために、プロセ
ス空間にガスの不均一が生じていた。この傾向は処理す
るウェーハが２００ｍｍ、３００ｍｍと大口径化するに
従い顕著になっている。[0005] 3. In the technique (2), when the flow rate of the process gas is reduced, more gas is blown out from the hole 104 near the side where the gas flows, so that the gas is uneven in the process space. This tendency becomes remarkable as the diameter of the wafer to be processed is increased to 200 mm and 300 mm.
【０００６】４．（３）の技術では、マイクロ波励起の
プラズマがプロセス空間ではなく、シャワープレート１
０２とその上に載せる隙間板１０１との間のガスを広げ
る空間に着火することがあった。[0006] 4. According to the technique (3), the microwave-excited plasma is generated in the shower plate 1 instead of in the process space.
There was a case where the space between the gas spreader 02 and the gap plate 101 placed thereon was ignited.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、材料に関わ
りなく吹出口の形成が容易なシャワープレートを提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a shower plate in which the outlet can be easily formed regardless of the material.
【０００８】マイクロ波励起プラズマ装置に用いた場
合、シャワープレートとその上に載せる隙間板とのギャ
ップにおいてプラズマが着火するのを防ぐことが可能な
シャワープレートを提供することを目的とする。[0008] It is an object of the present invention to provide a shower plate which can prevent ignition of plasma in a gap between a shower plate and a gap plate placed thereon when used in a microwave-excited plasma apparatus.
【０００９】また、吹出口の配列パターンの不均一のな
いシャワープレートの周辺構造を提供することを目的と
する。Another object of the present invention is to provide a shower plate peripheral structure in which the arrangement pattern of the air outlets is not uneven.
【００１０】また、ガス流量を減らした場合にもガスの
吹き出し量のチャンバーの中心軸に対し軸対称性が保つ
ことができるシャワープレート周辺構造を提供すること
を目的とする。It is another object of the present invention to provide a shower plate peripheral structure capable of maintaining axial symmetry with respect to the central axis of the chamber even when the gas flow rate is reduced.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明のシャワープレー
トは、プレートに複数の吹出口を有するシャワープレー
トにおいて、該吹出口は、該プレートに開けられた孔
と、該孔に挿入された該孔よりも小さな径を有する円柱
との間に形成される空間により形成されていることを特
徴とする。According to the present invention, there is provided a shower plate having a plurality of air outlets in a plate, wherein the air outlet comprises a hole formed in the plate, and a hole inserted into the hole. It is characterized by being formed by a space formed between the column and a column having a smaller diameter.
【００１２】本発明では、吹出口は、プレートに開けた
孔自体により構成されるのではなく、孔と孔に挿入され
た円柱との間に形成される空間により構成される。従来
は孔の径は０．１μｍ程度であったが、本発明では、ｍ
ｍのオーダーで孔を開ければよいため、孔開け加工の困
難なセラミックス（誘電体材料）などであっても容易に
加工することが可能である。従って、誘電体材料により
シャワープレートを製造することが可能となり、誘電体
材料からなるシャワープレートをマイクロ波励起プラズ
マ装置に用いれば、シャワープレートとその上に載せる
隙間板とのギャップにおいてプラズマが着火するのを防
ぐことが可能となる。In the present invention, the outlet is not constituted by the hole itself formed in the plate, but is constituted by a space formed between the hole and the cylinder inserted into the hole. Conventionally, the diameter of the hole was about 0.1 μm.
Since holes need only be formed in the order of m, even ceramics (dielectric material) or the like that is difficult to form holes can be easily processed. Therefore, it is possible to manufacture a shower plate with a dielectric material, and when a shower plate made of a dielectric material is used in a microwave-excited plasma device, plasma is ignited in a gap between the shower plate and a gap plate placed thereon. Can be prevented.
【００１３】なお、吹出口をテーパー状にすればガスの
吹出をより均一にすることができる。If the outlet is tapered, the gas can be blown out more uniformly.
【００１４】本発明のシャワープレートは、プレートに
複数の吹出口を有するシャワープレートと、該シャワー
プレートの上方に、シャワープレートとの間でギャップ
を形成して配置された隙間板と、該ギャップ内にプロセ
スガスを導入するためのガス導入路と、を有するシャワ
ープレート周辺構造において、該シャワープレートの側
面に開口する入口と、シャワープレート中央部において
該ギャップ側に開口する出口と、該入口と該出口とに連
通し、該シャワープレート内部に形成された通路とによ
り該ガス導入路が構成されていることを特徴とする。A shower plate according to the present invention comprises: a shower plate having a plurality of outlets in a plate; a gap plate disposed above the shower plate with a gap formed between the shower plate and the shower plate; A gas introducing passage for introducing a process gas into the shower plate peripheral structure, an inlet opening on a side surface of the shower plate, an outlet opening on the gap side at a central portion of the shower plate, the inlet and the inlet, The gas introduction passage is constituted by a passage communicating with the outlet and formed inside the shower plate.
【００１５】本発明のシャワープレート周辺構造は、プ
レートに複数の吹出口を有するシャワープレートと、該
シャワープレートの上方に、シャワープレートとの間で
ギャップを形成して配置された隙間板と、該ギャップ内
にプロセスガスを導入するためのガス導入路と、を有す
るシャワープレート周辺構造において、該隙間板と該シ
ャワープレートとの間にスペーサーを複数個設けたこと
を特徴とする。The peripheral structure of the shower plate according to the present invention comprises: a shower plate having a plurality of outlets in the plate; a gap plate disposed above the shower plate with a gap formed between the shower plate and the shower plate; In a peripheral structure of a shower plate having a gas introduction path for introducing a process gas into a gap, a plurality of spacers are provided between the gap plate and the shower plate.
【００１６】[0016]
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本発明範囲は以下の実施例に限定されるも
のではない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The scope of the present invention is not limited to the following examples.
【００１７】（実施例１）図２に本実施例を示す。本実
施例のシャワープレートは、吹出口２０７は、プレート
２０２に開けられた孔と、孔に挿入された孔よりも小さ
な径を有する円柱２０４との間に形成される空間により
形成されている。(Embodiment 1) FIG. 2 shows this embodiment. In the shower plate of this embodiment, the outlet 207 is formed by a space formed between a hole formed in the plate 202 and a column 204 having a smaller diameter than the hole inserted into the hole.
【００１８】以下本実施例をより詳細に説明する。図２
に示す２００ｍｍウェーハプロセス用のシャワープレー
トを作製した。直径３５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのシャワ
ープレート２０２の中央直径２００ｍｍの範囲に、２０
ｍｍ間隔で孔加工した。直径２．１ｍｍの孔をあけ、孔
の上部は雌ネジ２０６を挿入するため２ｍｍの深さで直
径６ｍｍに広げた。Hereinafter, this embodiment will be described in more detail. FIG.
Was manufactured for 200 mm wafer process. 20 mm in the center diameter of the shower plate 202 having a diameter of 350 mm and a thickness of 20 mm.
Holes were drilled at mm intervals. A hole having a diameter of 2.1 mm was formed, and the upper portion of the hole was expanded to a diameter of 6 mm at a depth of 2 mm to insert the female screw 206.
【００１９】一方、円柱２０４は直径２．０ｍｍとし、
その先端には雄ネジ２０５を形成した。On the other hand, the cylinder 204 has a diameter of 2.0 mm,
A male screw 205 was formed at the tip.
【００２０】円柱２０４を孔に挿入し、雌ネジ２０６で
固定した。なお、雌ネジ２０６には切り欠き２０８が入
れてあり、この切欠２０８をガスの通り道とした。The column 204 was inserted into the hole and fixed with the female screw 206. A notch 208 is formed in the female screw 206, and the notch 208 is used as a gas passage.
【００２１】このシャワープレート２０２の上に１ｍｍ
のギャップ２０３を空けて板２０１を置き、シャワープ
レート側面から導入したガスがこの１ｍｍのギャップ２
０３を広がり各吹出口２０７にガスが供給されるように
した。On the shower plate 202, 1 mm
The plate 201 is placed with a gap 203 in between and the gas introduced from the side surface of the shower plate is
03 was expanded so that gas was supplied to each outlet 207.
【００２２】シャワープレート２０２、円柱２０４、雌
ネジ２０６、および上に載せる隙間板２０１にはアルミ
ニウムを用いた。Aluminum was used for the shower plate 202, the column 204, the female screw 206, and the gap plate 201 to be placed thereon.
【００２３】図５に示す測定系を用いてシャワープレー
トの各吹出口のコンダクタンスを測定した。各吹出口の
入口及び出口にガスラインを固定し、流量コントローラ
ー５０４で一定量の空気を流し、真空ポンプ５０７で排
気した。排気速度はコンダクタンスバルブ５０６で調整
した。The conductance of each outlet of the shower plate was measured using the measuring system shown in FIG. Gas lines were fixed to the inlet and outlet of each outlet, a fixed amount of air was flowed by the flow controller 504, and the air was exhausted by the vacuum pump 507. The pumping speed was adjusted by the conductance valve 506.
【００２４】２つの圧力計５０５の指示する圧力の平均
値を横軸に、そのときの流量及び排気速度から計算され
る孔のコンダクタンスを横軸にとったデータを図６に示
す。図には比較のため、直径０．５ｍｍの孔のデータも
載せた。設計寸法から計算されるコンダクタンスにほぼ
等しいコンダクタンスが得られていることが確認され
た。エッチングプロセスでの典型的なチャンバー圧力２
０ｍＴｏｒｒでのコンダクタンスの吹出口間のばらつき
は、従来の孔で１０％あるのに対し、本発明の構造では
５％とばらつきが小さくなっていることが確認された。FIG. 6 shows data in which the average value of the pressure indicated by the two pressure gauges 505 is plotted on the horizontal axis, and the conductance of the hole calculated from the flow rate and the pumping speed at that time is plotted on the horizontal axis. In the figure, data of a hole having a diameter of 0.5 mm are also shown for comparison. It was confirmed that a conductance approximately equal to the conductance calculated from the design dimensions was obtained. Typical chamber pressure in etching process 2
It was confirmed that the variation of the conductance between the outlets at 0 mTorr was 10% in the conventional hole, but was reduced to 5% in the structure of the present invention.
【００２５】上記実施例では、孔にそれより小さな円柱
を挿入したが、ほぼ同じ直径の円筒の一部分を削るか、
溝を作ってギャップを設けても良い。また孔側の一部分
に溝を設けても良い。ギャップを０．１ｍｍとしたが、
これはプロセス圧力、流量等のプロセス条件に応じて必
要なコンダクタンスになるよう設計すれば良い。材料は
アルミニウムを用いたがこれに限る必要は無く、銅、ス
テンレス鋼、Ｓｉやアルミナ、窒化アルミニウム等のセ
ラミックスを用いても良い。In the above embodiment, a smaller cylinder was inserted into the hole.
A gap may be provided by forming a groove. Further, a groove may be provided on a part of the hole side. Although the gap was 0.1 mm,
This may be designed so that the required conductance is obtained according to process conditions such as process pressure and flow rate. Aluminum was used as the material, but the material is not limited to aluminum, and ceramics such as copper, stainless steel, Si, alumina, and aluminum nitride may be used.
【００２６】（実施例２）本例では、実施例１の加工に
加えて、図３に示すように、吹出口のガス吹き出し口側
に４５度のテーパー構造を持たせた。すなわちシャワー
プレート側はガス吹き出し口側５ｍｍを円錐状に広げ、
挿入する円柱は下側５ｍｍに円錐を付けた形にした。テ
ーパー部の隙間は０．５ｍｍと大き目にし、吹出口３０
７のコンダクタンスは円柱３０４部の隙間０．５ｍｍで
絞るようにした。(Embodiment 2) In this embodiment, in addition to the processing of the embodiment 1, as shown in FIG. 3, the gas outlet side of the air outlet has a taper structure of 45 degrees. That is, the shower plate side expands the gas outlet side 5 mm in a conical shape,
The inserted cylinder had a shape with a cone attached to the lower 5 mm. The gap between the tapered portions is set as large as 0.5 mm.
The conductance of No. 7 was narrowed with a gap of 0.5 mm between the 304 columns.
【００２７】このシャワープレートを図７に示す、２０
０ｍｍウェーハ対応のダイポールリングマグネットを用
いた高周波励起平行平板型マグネトロンエッチング装置
に取り付けて、５０００ｓｃｃｍのアルゴン、四塩化フ
ッ素混合ガスを流し、１３．５６ＭＨｚ、１０００Ｗの
高周波電力をウェーハステージに投入して、２００ｍｍ
口径のシリコン酸化膜付きのウェーハ７０４のエッチン
グを行った。ガスは配管７０２を通してシャワープレー
ト側面から導入した。This shower plate is shown in FIG.
Attached to a high frequency excitation parallel plate type magnetron etching apparatus using a dipole ring magnet corresponding to a 0 mm wafer, an argon / fluorine tetrachloride mixed gas of 5000 sccm was flown, and 13.56 MHz, 1000 W high frequency power was supplied to the wafer stage. 200mm
The wafer 704 having a silicon oxide film having a diameter was etched. Gas was introduced from the side of the shower plate through the pipe 702.
【００２８】高周波電源７０９はブロッキングコンデン
サー７０８を介してウェーハステージに接続した。チャ
ンバー壁７０６の外側にはチャンバーを取り囲むように
ダイポールリングマグネット７０５を設置した。シャワ
ープレートとウェーハの距離が２０ｍｍの場合、図１に
示す従来のシャワープレートでは、孔の配列パターンに
エッチング速度分布が生じたが、本発明の図３に示すシ
ャワープレートを用いた場合はこうした分布は観察され
なかった。The high frequency power supply 709 was connected to the wafer stage via a blocking capacitor 708. A dipole ring magnet 705 was provided outside the chamber wall 706 so as to surround the chamber. When the distance between the shower plate and the wafer is 20 mm, the conventional shower plate shown in FIG. 1 has an etching rate distribution in the arrangement pattern of holes, but when the shower plate of the present invention shown in FIG. Was not observed.
【００２９】（実施例３）図４に本実施例を示す。本実
施例のシャワープレート周辺構造は、プレートに複数の
吹出口（図示せず）を有するシャワープレート４０２
と、シャワープレート４０２の上方に、シャワープレー
ト４０２との間でギャップ４０３を形成して配置された
隙間板４０１と、ギャップ４０３内にプロセスガスを導
入するためのガス導入路と、を有するシャワープレート
周辺構造において、シャワープレート４０２の側面に開
口する入口４０５と、シャワープレート中央部において
ギャップ４０３側に開口する出口４０６と、入口４０５
と出口４０６とに連通し、シャワープレート４０２内部
に形成された通路４０４とによりガス導入路が構成され
ている。(Embodiment 3) FIG. 4 shows this embodiment. The peripheral structure of the shower plate according to the present embodiment includes a shower plate 402 having a plurality of outlets (not shown) in the plate.
Plate having a gap 403 formed between shower plate 402 and shower plate 402, and a gas introduction path for introducing a process gas into gap 403. In the peripheral structure, an inlet 405 opening on the side surface of the shower plate 402, an outlet 406 opening on the gap 403 side in the center of the shower plate, and an inlet 405
A gas introduction passage is formed by the passage 404 formed inside the shower plate 402 and communicating with the outlet 406.
【００３０】以下本実施例をより詳細に説明する。本例
では、実施例２の加工に加えて、シャワープレート４０
２の各吹出口（図示せず）にガスを送るシャワープレー
ト４０２とその上の隙間板４０１板とのギャップ４０３
へのガス供給において、図４に示すようにシャワープレ
ート４０２の側面から中央部に通じる直径３ｍｍの通路
４０４をあけて、シャワープレート４０２の中央からギ
ャップ４０３にガスが供給されるようにした。Hereinafter, this embodiment will be described in more detail. In this example, in addition to the processing of the second embodiment, the shower plate 40
2, a gap 403 between a shower plate 402 for sending gas to each outlet (not shown) and a gap plate 401 thereon.
As shown in FIG. 4, a gas passage 404 having a diameter of 3 mm is provided from the side surface of the shower plate 402 to the central portion thereof to supply gas to the gap 403 from the center of the shower plate 402.
【００３１】このシャワープレートを図７の２００ｍｍ
ウェーハ対応のダイポールリングマグネットを用いた高
周波励起平行平板型マグネトロンエッチング装置に取り
付けて、実施例２に示したのと同じエッチングプロセス
を行った。プロセスガス流量を１００ｓｃｃｍに減らし
た場合、実施例２のシャワープレーとではガス供給口側
からガスが多く吹き出し、その部分のエッチング速度が
高くなった。本例のシャワープレートでは、出口４０６
のある中央部がエッチング速度が高くなったが、分布は
点対称であり、中央部と周囲部とのエッチング速度の差
は、実施例２のシャワープレート４０２での出口４０６
側とその反対側との差と比べて小さくなっていることが
確認された。This shower plate was set to 200 mm in FIG.
The same etching process as that shown in Example 2 was performed by attaching to a high frequency excitation parallel plate type magnetron etching apparatus using a dipole ring magnet corresponding to a wafer. When the flow rate of the process gas was reduced to 100 sccm, a large amount of gas was blown out from the gas supply port side in the shower play of Example 2, and the etching rate in that portion was increased. In the shower plate of this example, the outlet 406
Although the etching rate was higher in the central part with the mark, the distribution was point-symmetric, and the difference in the etching rate between the central part and the peripheral part was due to the outlet 406 in the shower plate 402 of Example 2.
It was confirmed that the difference was smaller than the difference between the side and the opposite side.
【００３２】（実施例４）本例では、実施例３に加え、
さらに図８に示すようにシャワープレートの上部に突起
８０１を吹出口８０３のない部分に設けて、シャワープ
レートの上に板８０４を載せた時にこの突起が隙間板８
０４に当たるためギャップの高さが面内で均一になるよ
うにした。(Embodiment 4) In this embodiment, in addition to Embodiment 3,
Further, as shown in FIG. 8, a projection 801 is provided on the upper part of the shower plate without the outlet 803, and when the plate 804 is placed on the shower plate, the projection is
In order to hit 04, the height of the gap was made uniform in the plane.
【００３３】さらにこのシャワープレートをマイクロ波
プラズマに用いる場合に、そのスペーサーの表面でプラ
ズマが損失するためギャップでのプラズマ着火が起こり
にくいようにした。シャワープレートとその吹出口、お
よびシャワープレートの上に載せる隙間板８０４は、マ
イクロ波をよく透過するアルミナを用いた。シャワープ
レート上部の突起は１ｍｍ角、高さ１ｍｍとした。Further, when this shower plate is used for microwave plasma, plasma is lost at the surface of the spacer, so that plasma ignition in the gap is hardly caused. The shower plate, its outlet, and the gap plate 804 placed on the shower plate were made of alumina that transmits microwaves well. The projection on the upper part of the shower plate was 1 mm square and 1 mm high.
【００３４】このシャワープレートを図９に示すラジア
ルラインスロットアンテナを用いた２．４５ＧＨｚマイ
クロ波励起プラズマ装置のマイクロ波導入部に設置し、
マイクロ波を投入した時にシャワープレートのギャップ
にプラズマが着火するかどうか調べた。マイクロ波は同
軸同波管９０６を通ってラジアルラインスロットアンテ
ナ９０５に供給され、マイクロ波はこのアンテナ９０５
から平面波としてチャンバーに供給される。プラズマ９
０３はシャワープレート９０１とウェーハ９０４の間の
プロセス空間に発生する。This shower plate was placed in the microwave introduction part of a 2.45 GHz microwave excited plasma apparatus using the radial line slot antenna shown in FIG.
It was investigated whether plasma was ignited in the gap of the shower plate when microwaves were applied. The microwave is supplied to the radial line slot antenna 905 through the coaxial waveguide tube 906, and the microwave is supplied to the antenna 905.
Is supplied to the chamber as a plane wave. Plasma 9
03 occurs in a process space between the shower plate 901 and the wafer 904.
【００３５】図１０に、ギャップ内でプラズマが着火す
る最小マイクロ波電力のギャップ圧力依存性を示す。本
例のシャワープレート上部に突起を設けて、上に載せる
隙間板８０４とのスぺーサーとした場合、スペーサーが
無い時と比べてギャップ内でプラズマが着火する電力が
大きくなっていることから、本例の構造がギャップ内で
プラズマを着火しにくくする効果が確認された。FIG. 10 shows the gap pressure dependence of the minimum microwave power at which the plasma is ignited in the gap. In the case where the projection is provided on the upper part of the shower plate of the present example and the spacer is used as a spacer with the gap plate 804 placed thereon, since the power for plasma ignition in the gap is larger than when there is no spacer, It was confirmed that the structure of the present example made it difficult to ignite plasma in the gap.
【００３６】上記実施例ではアルミナを用いたが必ずし
もアルミナを用いる必要はなく、例えば窒化アルミニウ
ムや窒化シリコンを用いても良い。また突起はシャワー
プレートに載せる板に付けてもよいし、スぺーサーを置
いてもよい。また形状は正方形を碁盤の目状に並べたも
のに限らず、螺旋状や同心円と放射線の組み合わせなど
の形状で溝を掘っても構わない。Although alumina is used in the above embodiment, it is not always necessary to use alumina. For example, aluminum nitride or silicon nitride may be used. The projection may be attached to a plate placed on the shower plate, or a spacer may be placed. Further, the shape is not limited to the squares arranged in a grid pattern, and a groove may be dug in a spiral shape or a combination of concentric circles and radiation.
【００３７】[0037]
【発明の効果】本発明によれば次の諸々の効果が達成さ
れる。材料に関わりなく吹出口の形成が容易である。According to the present invention, the following effects can be achieved. The outlet can be easily formed regardless of the material.
【００３８】マイクロ波励起プラズマ装置に用いた場
合、シャワープレートとその上に載せる隙間板とのギャ
ップにおいてプラズマが着火するのを防ぐことが可能で
ある。吹出口の配列パターンの不均一を無くすことがで
きる。When used in a microwave-excited plasma apparatus, it is possible to prevent plasma from igniting in the gap between the shower plate and the gap plate placed thereon. Non-uniformity in the arrangement pattern of the outlets can be eliminated.
【００３９】ガス流量を減らした場合にもガスの吹き出
し量のチャンバーの中心軸に対し軸対称性が保つことが
できる。Even when the gas flow rate is reduced, axial symmetry of the amount of gas blown out with respect to the central axis of the chamber can be maintained.
【図１】従来の真っ直ぐな孔のガス吹き出し口を有する
シャワープレートの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional shower plate having a straight hole gas outlet.
【図２】実施例１に係る、大き目の孔に円柱を挿入した
ガス吹き出し部を有するシャワープレートの断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view of the shower plate according to the first embodiment, which has a gas blowing portion in which a cylinder is inserted into a large hole.
【図３】実施例２に係る、大き目の孔に円柱を挿入した
ガス吹き出し部で吹き出し先端がテーパー状に広がった
構造を有するシャワープレートの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a shower plate according to a second embodiment, having a structure in which a blow-out tip expands in a tapered shape at a gas blow-out portion in which a cylinder is inserted into a large hole.
【図４】実施例３に係る、シャワープレート側面から中
央上部に通じる孔をあけることにより、シャワープレー
トの各孔にガスを送るギャップへガスを導入する部分を
シャワープレートの中央に有するシャワープレートの断
面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a shower plate according to a third embodiment, which has a portion for introducing gas into a gap for sending gas to each hole of the shower plate by making a hole from the side surface of the shower plate to the upper center. It is sectional drawing.
【図５】実施例１に係る、シャワープレートの各孔のコ
ンダクタンスの測定系の概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram of a measurement system of conductance of each hole of the shower plate according to the first embodiment.
【図６】実施例１に係る、シャワープレートの孔のコン
ダクタンスの設計値と実測値の一例を示すグラフであ
る。FIG. 6 is a graph showing an example of a design value and a measured value of the conductance of the hole of the shower plate according to the first embodiment.
【図７】実施例１から３に係る、図１から３を取り付け
ることが可能な、ダイポールリングマグネットを用いた
高周波励起平行平板型マグネトロンエッチング装置の概
念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram of a high-frequency excited parallel plate type magnetron etching apparatus using a dipole ring magnet and capable of attaching FIGS. 1 to 3 according to the first to third embodiments.
【図８】実施例４に係る、シャワープレートの各孔にガ
スを送るギャップ部分を、シャワープレートの上部に縦
横の溝を設けて、その上に別の板を載せることによって
形成したシャワープレートである。FIG. 8 shows a shower plate according to Example 4, which is formed by providing vertical and horizontal grooves in the upper portion of the shower plate and placing another plate on the gap portion for sending gas to each hole of the shower plate. is there.
【図９】実施例４に係る、図８の構造を有するシャワー
プレートを取り付けたラジアルラインスロットアンテナ
を用いたマイクロ波励起プラズマ装置の概念図である。FIG. 9 is a conceptual diagram of a microwave-excited plasma apparatus using a radial line slot antenna to which a shower plate having the structure of FIG.
【図１０】実施例４に係る、図９のプラズマ装置を用い
て測定した、ギャップ内でのプラズマ着火が起こる最小
マイクロ波電力の圧力依存性を示すデータである。10 is data showing the pressure dependence of the minimum microwave power at which plasma ignition occurs in the gap, measured using the plasma apparatus of FIG. 9 according to Example 4. FIG.
１０１、２０１、４０１ 隙間板、 １０２、２０２、４０２ シャワープレート、 １０３、２０３、４０３ ギャップ、 １０４、２０７、３０７ 吹出口、 ２０４、３０４ 円柱、 ２０５ 雄ネジ、 ２０６ 雌ネジ、 ２０８ 切欠、 ４０４ 通路、 ４０５ 入口、 ４０６ 出口、 ５０４ 流量コントローラー、 ５０５ 圧力計、 ５０６ コンダクタンスバルブ、 ５０７ 真空ポンプ、 ７０４ ウェーハ、 ７０２ 配管、 ７０５ ダイポールリングマグネット、 ７０６ チャンバー壁、 ７０８ ブロッキングコンデンサー、 ７０９ 高周波電源、 ８０１ 突起、 ８０３ 吹出口、 ８０４ 隙間板、 ９０１ シャワープレート、 ９０３ プラズマ、 ９０４ ウェーハ、 ９０５ ラジアルラインスロットアンテナ、 ９０６ 同軸同波管。 101, 201, 401 gap plate, 102, 202, 402 shower plate, 103, 203, 403 gap, 104, 207, 307 outlet, 204, 304 cylinder, 205 male screw, 206 female screw, 208 cutout, 404 passage, 405 inlet, 406 outlet, 504 flow controller, 505 pressure gauge, 506 conductance valve, 507 vacuum pump, 704 wafer, 702 piping, 705 dipole ring magnet, 706 chamber wall, 708 blocking condenser, 709 high frequency power supply, 801 protrusion, 803 blowing Exit, 804 gap plate, 901 shower plate, 903 plasma, 904 wafer, 905 radial line slot antenna, 906 coaxial waveguide.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新田 雄久 東京都文京区本郷４丁目１−７ 株式会社 ウルトラクリーンテクノロジー開発研究所 内 (72)発明者 平山 昌樹 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉（無番地) 東北大学内 (72)発明者 森井 明雄 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉（無番地) 東北大学内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yuhisa Nitta 4- 1-7 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo Inside Ultra Clean Technology Development Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Masaki Hirayama Aoba Aramaki Aoba-ku, Sendai, Miyagi Prefecture (No address) Inside Tohoku University (72) Inventor Akio Morii Aoba, Aoba-ku, Aoba-ku, Sendai, Miyagi (No address) Inside Tohoku University
Claims (11)
ープレートにおいて、該吹出口は、該プレートに開けら
れた孔と、該孔に挿入された該孔よりも小さな径を有す
る円柱との間に形成される空間により形成されているこ
とを特徴とするシャワープレート。1. A shower plate having a plurality of outlets in a plate, wherein the outlet is provided between a hole formed in the plate and a cylinder having a smaller diameter than the hole inserted into the hole. A shower plate characterized by being formed by a space formed.
とする請求項１記載のシャワープレート。2. The shower plate according to claim 1, wherein said outlet is tapered.
ることを特徴とする請求項１または２記載のシャワープ
レート。3. The shower plate according to claim 1, wherein the shower plate is made of a dielectric material.
ラズマ装置用であることを特徴とする請求項１乃至３の
いずれか１項記載のシャワープレート。4. The shower plate according to claim 1, wherein the shower plate is for a microwave-excited plasma device.
上面側に開口する出口と、該入口と該出口とを連通し、
内部に形成された通路とからなるガス導入路が形成され
ていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項
記載のシャワープレート。5. An inlet opening on the side surface, an outlet opening on the upper surface side at the center, communicating the inlet with the outlet,
The shower plate according to any one of claims 1 to 4, wherein a gas introduction passage including a passage formed inside is formed.
ープレートと、 該シャワープレートの上方に、シャワープレートとの間
でギャップを形成して配置された隙間板と、 該ギャップ内にプロセスガスを導入するためのガス導入
路と、を有するシャワープレート周辺構造において、 該シャワープレートの側面に開口する入口と、シャワー
プレート中央部において該ギャップ側に開口する出口
と、該入口と該出口とに連通し、該シャワープレート内
部に形成された通路とにより該ガス導入路が構成されて
いることを特徴とするシャワープレート周辺構造。6. A shower plate having a plurality of outlets in a plate, a gap plate formed above the shower plate with a gap formed between the shower plate, and a process gas introduced into the gap. A gas inlet channel for the shower plate, an inlet opening on the side surface of the shower plate, an outlet opening on the gap side at the center of the shower plate, and communicating with the inlet and the outlet. A shower plate peripheral structure, wherein the gas introduction passage is constituted by a passage formed inside the shower plate.
ることを特徴とする請求項６記載のシャワープレート周
辺構造。7. The shower plate peripheral structure according to claim 6, wherein said shower plate is made of a dielectric material.
ープレートと、 該シャワープレートの上方に、シャワープレートとの間
でギャップを形成して配置された隙間板と、 該ギャップ内にプロセスガスを導入するためのガス導入
路と、を有するシャワープレート周辺構造において、 該隙間板と該シャワープレートとの間にスペーサーを複
数個設けたことを特徴とするシャワープレート周辺構
造。8. A shower plate having a plurality of outlets in a plate, a gap plate formed above the shower plate with a gap formed between the shower plate, and a process gas introduced into the gap. And a gas introduction path for performing the above operation, wherein a plurality of spacers are provided between the gap plate and the shower plate.
を高さが同一となるように形成し、該突起をスペーサー
としたことを特徴とする請求項８記載のシャワープレー
ト周辺構造。9. The shower plate peripheral structure according to claim 8, wherein a plurality of protrusions are formed on the upper surface of the shower plate so as to have the same height, and the protrusions are spacers.
シャワープレートを用いたプロセス装置。10. A process apparatus using the shower plate according to claim 1.
ャワープレートを用いたプロセス装置。11. A process apparatus using the shower plate according to claim 6. Description:
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