KR100753695B1 - 샤워 헤드 구조 및 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 진공배기 가능한 처리용기내의 탑재대의 상면에 대향하도록 마련된 샤워헤드부와, 상기 처리용기내에 처리가스를 분사하기 위해서 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 복수의 가스분사구멍과, 상기 탑재대의 상면에 대향하도록 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 온도관측용 관통공과, 상기 온도관측용 관통공의 상단부를 기밀하게 밀봉하는 투명관측창과, 상기 투명관측창의 상면측에 마련된 방사온도계와, 상기 온도관측용 관통공에 연통하여, 상기 투명관측창에의 막의 부착을 방지하는 부착방지가스를 상기 온도관측용 관통공내에 공급하기 위한 부착방지가스 공급통로를 구비하고, 상기 부착방지가스 공급통로는, 상기 투명관측창을 향해서 상기 부착방지가스를 분사하는 분사노즐부를 거쳐서, 상기 온도관측용 관통공에 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 샤워헤드구조이다.

Description

샤워 헤드 구조 및 처리 장치{SHOWER HEAD STRUCTURE AND TREATING DEVICE}
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 피 처리체에 예컨대 금속 산화막 등의 성막 처리나 에칭 처리 등의 열처리를 행하기 위한 샤워헤드 구조 및 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 소망하는 반도체 장치를 제조하기 위해서는, 반도체 웨이퍼에 성막 처리나 패턴 에칭 처리 등의 열처리가 되풀이하여 행하여진다. 최근, 반도체 장치의 고밀도화 및 고집적화에 따라, 열처리의 사양이 엄격하게 되어 오고 있다. 예컨대 장치중의 캐패시터의 절연막이나 게이트 절연막과 같이 매우 얇은 산화막 등에 대하여도, 더욱 박막화가 요구되고, 이것과 동시에, 더욱 높은 절연성이 요구되고 있다.
이들 절연막으로서, 실리콘 산화막이나 질화실리콘막 등이 이용되고 있다. 최근에 있어서는, 보다 절연특성이 양호한 재료로서, 금속 산화막, 예컨대 산화탄탈(Ta2O5) 등이 이용되는 경향에 있다(예컨대 일본국 특허공개 평성2-283022호 공 보). 금속 산화막은, 산화막 환산막으로서 얇더라도, 신뢰성이 높은 절연성을 발휘한다.
특성이 양호한 금속 산화막을 형성하기 위해서는, 성막중의 반도체 웨이퍼의 온도를 정밀도 좋게 제어하는 것이 요망된다. 예컨대 탄탈 산화막을 형성하는 경우를 예로 들어 설명한다. 우선, 반도체 웨이퍼가 성막 장치내에 반입된다. 상기 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 성막용의 원료로서 탄탈의 금속알콕시드(Ta(OC2H5)5)가 이용된다. 이 금속알콕시드(Ta(OC2H5)5)는, 질소 가스 등으로 버블링되면서, 성막 장치내에 공급된다. 한편, 반도체 웨이퍼는, 예컨대 450℃ 정도의 프로세스 온도로 유지된다. 그리고, 진공분위기하에서의 CVD(Chemical Vapor Depositio)에 의해, 탄탈 산화막(Ta2O5)가 반도체 웨이퍼상에 적층된다.
다른 막종류로서는, 복수의 금속원소를 포함한 산화막 이른바 다원계 금속산화물 박막이, 강유전성을 갖고 있기 때문에, 불휘발성 메모리로서 사용되고 있다. 다원계 금속산화물 박막의 대표예로서는, 예컨대 PZT막(Pb, Zr, Ti의 산화물막)이 알려져 있다.
금속산화막이나 복합금속재료막 등을 성막하는 때에, 웨이퍼의 온도관리를 행하는 것이 바람직하다. 종래 장치에 있어서는, 웨이퍼를 탑재하는 탑재대(서셉터)에, 온도검출수단으로서 열전쌍이 마련되어 있고, 웨이퍼의 온도가 간접적으로 검출되게 되어 있다. 이 검출값에 근거하여, 가열램프나 가열히터 등의 가열수단의 출력이 제어되어, 웨이퍼 온도가 제어되도록 되어 있다.
그런데, 상기 열전쌍은, 상술한 바와 같이, 직접적으로는 탑재대의 온도를 검출하고 있다. 따라서, 실제의 웨이퍼 온도와 검출온도와의 사이에, 어느 정도의 온도차가 발생하고 있었다.
그래서, 열전쌍 대신에 방사온도계를 이용하여 웨이퍼온도를 측정하는 것이, 예컨대 일본국 특허공개 평성8-264472호 공보, 일본국 특허공개 평성11-45859호 공보, 일본국 특허공개 평성5-152208호 공보 등에 개시되어 있다. 방사온도계는, 측정대상물의 특정 파장대역의 방사휘도로부터 측정대상물의 온도를 측정하는 온도계이다. 방사온도계에 의하면, 웨이퍼 온도를 비접촉으로 직접적으로 정확히 측정할 수 있다.
그런데, 웨이퍼로부터의 특정 파장대역의 빛을 취입하기 위한 방사온도계의 광검출자의 입사면에 여분인 박막이 부착하면, 이 박막에 의해 빛이 흡수되어 버려, 방사온도계는 정확한 웨이퍼 온도를 측정할 수 없게 된다. 따라서, 웨이퍼에 대한 성막처리중에 처리공간에 노출되는 광검출자의 입사면(혹은, 입사면과 처리공간을 구획하는 투명유리판 등의 표면)에 불필요한 박막이 부착되는 것을 방지할 목적으로서, 방사온도계가 장착되는 관측구멍내에 불활성가스가 공급되어 성막가스가 퍼지되는 것이 바람직하다.
그러나, 상기 박막의 부착을 방지하기 위한 불활성가스가 처리공간내에 유입하면, 예컨대 금속산화막을 형성하는 데 필요한 소스 가스(예컨대 펜트에트키시탄탈이나 PZT용 원료가스)의 분압이 저하한다. 그 결과, 불활성가스가 유입한 부분의 막두께가 변화하여, 즉, 웨이퍼면내에서의 막두께의 균일성이 열화해 버린다. 또 한, 불활성 가스의 사용량도 꽤 대량이 된다고 하는 문제도 있다.
본 발명은, 이상과 같은 문제점에 착안하여, 이것을 유효히 해결하도록 창안된 것이다.
본 발명의 목적은, 피 처리체의 온도를 측정하기 위해서 방사온도계를 사용한 경우에, 적은 양의 퍼지용의 불활성 가스에 의해, 막두께의 면내균일성을 저하시키는 일없이 방사온도계의 성능을 유지하는 것이 가능한 샤워헤드 구조 및 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 진공배기 가능한 처리용기내의 탑재대의 상면에 대향하도록 마련된 샤워헤드부와, 상기 처리용기내에 처리 가스를 분사하기 위해서 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 복수의 가스분사 구멍과, 상기 탑재대의 상면에 대향하도록 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 온도관측용 관통공과, 상기 온도관측용 관통공의 상단부를 기밀하게 밀봉하는 투명관측창과, 상기 투명관측창의 상면측에 마련된 방사온도계와, 상기 온도관측용관통공에 연통하여, 상기 투명관측창에의 막의 부착을 방지하는 부착방지가스를 상기 온도관측용 관통공내에 공급하기 위한 부착방지가스 공급통로를 구비하고, 상기 부착방지가스 공급통로는, 상기 투명관측창을 향해서 상기 부착방지가스를 분사하는 분사노즐부를 거쳐서, 상기 온도관측용 관통공에 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 샤워헤드 구조이다.
본 발명에 의하면, 부착방지가스가 분사노즐부를 거쳐서 투명관측창을 향해서 직접적으로 분사되기 때문에, 부착방지가스의 유량이 소량이더라도, 투명관측창의 표면에 처리가스가 접촉하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 투명관측창의 표면에 피 처리체의 온도측정이나 관측의 방해로 되는 불필요한 막이 부착하는 것이 방지되는 한편, 부착방지가스가 피 처리체에 대한 처리에 악영향을 미치는 것이 현저히 억제될 수 있다. 예컨대, 피 처리체의 표면에 박막을 형성하는 처리의 경우에는, 막두께의 면내균일성을 높게 유지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 분사노즐부는, 상기 샤워헤드부를 천공함으로써 형성된 부착방지 가스용 분사 구멍으로 구성되어 있고, 상기 투명관측창은, 상기 부착방지가스용 분사구멍의 선단부의 연장방향으로 배치되어 있다.
또는, 바람직하게는, 상기 분사노즐부는, 상기 온도관측용 관통공내에 마련된 투명재료의 가스분사관으로 구성되어 있고, 상기 투명관측창은, 상기 가스분사관의 선단부의 연장방향으로 배치되어 있다. 이 경우, 바람직하게는, 상기 가스분사관은, 석영유리제이다.
또한, 본 발명은, 진공배기 가능한 처리용기내의 탑재대의 상면에 대향하도록 마련된 샤워헤드부와, 상기 처리용기내에 처리가스를 분사하기 위해서 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 복수의 가스분사구멍과, 상기 탑재대의 상면에 대향하도록 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 온도관측용 관통공과, 상기 온도관측용 관통공의 상단부를 기밀하게 밀봉하는 투명관측창과, 상기 투명관측창의 상면측에 마련된 방사온도계와, 상기 온도관측용 관통공에 연통하여, 상기 투명관측창에의 막의 부착을 방지하는 부착방지가스를 상기 온도관측용 관통공내에 공급하기 위한 부착방지가스 공급통로를 구비하여, 상기 부착방지가스 공급통로는, 상기 온도관측용관통공의 상단부를 둘러싸는 환상의 가스확산홈을 거쳐서, 상기 온도관측용 관통공에 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 샤워헤드구조이다.
본 발명에 의하면, 부착방지가스가 가스확산홈에 의해서 확산되어 투명관측창과 접촉하기 때문에, 부착방지가스의 유량이 소량이더라도, 투명관측창의 표면에 처리가스가 접촉하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 투명관측창의 표면에 피 처리체의 온도측정이나 관측의 방해로 되는 불필요한 막이 부착되는 것이 방지되는 한편, 부착방지가스가 피 처리체에 대한 처리에 악영향을 미치는 것이 현저히 억제될 수 있다. 예컨대, 피 처리체의 표면에 박막을 형성하는 처리의 경우에는, 막두께의 면내균일성을 높게 유지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 가스확산홈은, 상기 투명관측창측이 개구하고 있어, 상기 가스확산홈내의 가스는 상기 투명관측창과 접촉하게 되어 있다. 이 경우, 보다 바람직하게는, 상기 가스확산홈은, 내측 둑을 거쳐서, 내주측의 전체에서 상기 온도관측용 관통공에 연통하고 있다.
또한, 본 발명은, 진공배기 가능한 처리용기내의 탑재대의 상면에 대향하도록 마련된 샤워헤드부와, 상기 처리용기내에 처리가스를 분사하기 위해서 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 복수의 가스분사구멍과, 상기 탑재대의 상면에 대향하도록 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 온도관측용 관통공과, 상기 온도관측용 관통공의 상단부를 기밀하게 밀봉하는 투명관측창과, 상기 투명관측창의 상면측에 마련된 방사온도계와, 상기 온도관측용 관통공에 연통하여, 상기 투명관측창에의 막의 부착을 방지하는 부착방지가스를 상기 온도관측용 관통공내에 공급하기 위한 부착방지가스 공급통로를 구비하고, 상기 온도관측용 관통공의, 상기 부착방지가스 공급통로와의 연통부에 대한 하방측에, 가스의 역류를 방지하기 위한 투명재료의 가스흐름 방지판이 설치되는 것을 특징으로 하는 샤워헤드 구조이다.
본 발명에 의하면, 온도관측용 관통공과 부착방지가스 공급통로와의 연통부에 대한 하방측에 가스흐름 방지판이 마련됨으로써, 부착방지가스의 유량이 소량이더라도, 투명관측창의 표면에 처리가스가 접촉하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 투명관측창의 표면에 피 처리체의 온도측정이나 관측의 방해로 되는 불필요한 막이 부착하는 것이 방지되는 한편, 부착방지가스가 피 처리체에 대한 처리에 악영향을 미치는 것이 현저히 억제될 수 있다. 예컨대, 피 처리체의 표면에 박막을 형성하는 처리의 경우에는, 막두께의 면내균일성을 높게 유지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 가스흐름 방지판에는, 복수의 미세한 가스분사 구멍이 형성되어 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 가스흐름 방지판은, 석영유리제이다.
또한, 본 발명은, 진공배기 가능한 처리용기내의 탑재대의 상면에 대향하도록 마련된 샤워헤드부와, 상기 처리용기내에 처리 가스를 분사하기 위해서 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 복수의 가스분사 구멍과, 상기 탑재대의 상면에 대향하 도록 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 온도관측용 관통공과, 상기 온도관측용 관통공의 상단부를 기밀하게 밀봉하는 투명관측창과, 상기 투명관측창의 상면측에 마련된 방사온도계와, 상기 온도관측용 관통공에 연통하여, 상기 투명관측창에의 막의 부착을 방지하는 부착방지가스를 상기 온도관측용 관통공내에 공급하기 위한 부착방지가스 공급통로와, 상기 온도관측용 관통공에 연통하여, 상기 부착방지 가스 공급통로로부터 해당 온도관측용 관통공내에 공급된 상기 부착방지가스를 배출하기 위한 가스배출통로를 구비한 것을 특징으로 하는 샤워헤드 구조이다.
본 발명에 의하면, 부착방지가스 공급통로로부터 온도관측용 관통공내에 공급되는 부착방지가스를 배출하기 위한 가스배출통로가 마련됨으로써, 부착방지가스의 유량이 소량이더라도 투명관측창의 표면에 처리가스가 접촉하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 한편, 부착방지가스가 온도관측용 관통공을 거쳐서 피 처리체에 대한 처리에 악영향을 미치는 것이 현저히 억제될 수 있다. 예컨대, 피 처리체의 표면에 박막을 형성하는 처리의 경우에는, 막두께의 면내균일성을 높게 유지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 부착방지가스 공급통로의 상기 온도관측용 관통공에 연통하는 부분과, 상기 가스배출통로의 상기 온도관측용 관통공에 연통하는 부분은, 일직선상에 정렬되어 있다. 이 경우, 바람직하게는, 상기 부착방지가스 공급통로의 상기 온도관측용 관통공에 연통하는 부분과 상기 온도관측용 관통공이 이루는 각도, 및, 상기 가스배출통로의 상기 온도관측용 관통공에 연통하는 부분과 상기 온도관측용 관통공이 이루는 각도는, 각각, 45 ~ 90도 이다.
혹은, 상기 온도관측용 관통공의 내벽에, 상기 부착방지가스 공급통로롭터 공급되는 상기 부착방지가스의 흐름 방향을 변화시켜 해당 부착방지가스를 상기 가스배출통로로 안내하는 가스안내 오목부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가스배출통로는, 상기 부착방지가스를, 상기 처리용기내의 상기 탑재대의 외측의 영역을 향해서 배출하도록 되어 있는 것이 바람직하다.
혹은, 상기 가스배출통로는, 상기 부착방지가스를, 상기 처리용기의 외부의 배기통로를 향해서 배출하도록 되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 온도관측용 관통공의 상기 부착방지가스 공급통로와의 연통부에 대한 상방측에, 상기 부착방지가스를 해당 온도관측용 관통공내에 공급하기 위한 제 2 부착방지가스 공급통로가 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 제 2 부착방지가스공급통로로부터 상기 온도관측용 관통공내에 공급되는 상기 부착방지가스의 유량은, 상기 부착방지가스 공급통로로부터 상기 온도관측용 관통공내에 공급되는 상기 부착방지가스의 유량보다도 적은 것이 바람직하다.
상기 부착방지가스는, 예컨대, 불활성가스이다. 혹은, 상기 부착방지가스는, 상기 처리가스를 구성하는 가스이다.
또한, 본 발명은, 진공배기 가능한 처리용기와, 상기 처리용기내에 마련되고, 처리될 피 처리체가 탑재되는 탑재대와, 상기 피 처리체를 가열하기위한 가열수단과, 상기한 어느 하나의 특징을 갖는 샤워헤드 구조와, 상기 샤워헤드 구조의 방사온도계의 계측값에 근거하여 상기 가열 수단을 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 처리 장치이다.
도 1은, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 샤워헤드 구조를 갖춘 처리 장치를 나타내는 단면구성도이다.
도 2는, 도 1의 샤워헤드 구조의 일부를 나타내는 확대단면도이다.
도 3은, 샤워헤드 구조의 제 2 실시예의 일부를 나타내는 확대단면도이다.
도 4는, 샤워 헤드 구조의 제 3 실시예의 일부를 나타내는 확대단면도이다.
도 5는, 도 4의 가스확산홈을 나타내는 사시도이다.
도 6은, 도 4의 가스확산홈을 나타내는 평면도이다.
도 7은, 샤워헤드 구조의 제 4 실시예의 일부를 나타내는 확대단면도이다.
도 8은, 도 7의 가스역류 방지판을 나타내는 확대 평면도이다.
도 9는, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 샤워헤드 구조를 갖춘 처리 장치를 나타내는 단면구성도이다.
도 10은, 도 9의 샤워헤드 구조의 일부를 나타내는 확대단면도이다.
도 11은, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 샤워헤드 구조를 갖춘 처리 장치를 나타내는 단면구성도이다.
도 12는, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 샤워헤드 구조를 갖춘 처리 장치를 나타내는 단면구성도이다.
도 13은, 본 발명의 제 8 실시예에 따른 샤워헤드 구조를 갖춘 처리 장치를 나타내는 단면구성도이다.
도 14는, 본 발명의 제 9 실시예에 따른 샤워헤드 구조를 갖춘 처리 장치를 나타내는 단면구성도이다.
도 15는, 샤워헤드 구조의 제 10 실시예의 일부를 나타내는 부분확대 종단면 도이다.
도 16은, 샤워헤드구조의 제 11 실시예의 부분확대 횡단면도이다.
이하에, 본 발명에 따른 샤워헤드구조 및 처리장치의 실시예를 첨부도면에 근거하여 상술한다.
<제 1 실시예>
도 1은, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 샤워헤드구조를 갖춘 처리장치를 나타내는 단면구성도이고, 도 2는, 도 1의 샤워헤드구조의 일부를 나타내는 확대단면도이다. 여기서는, 열처리로서, 금속산화막인 PZT 막을 CVD에 의해 성막하는 경우를 예로 들어 설명한다.
처리장치(2)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 예컨대 알루미늄제의 통체형상의 처리용기(4)를 갖고 있다. 이 처리용기(4)의 바닥부(6)에는, 배기구(8)가 설치된다. 처리용기(4)내는, 배기구(8)를 거쳐서 진공배기 가능하게 되어 있다. 이 처리용기(4)의 천장부에는, O 링 등의 밀봉 부재(10)를 거쳐서, 샤워헤드구조(12)가 설치되어 있다. 샤워헤드구조(12)의 하면의 가스분사면(14)에는, 다수의 가스분사구멍(16A, 16B)이 마련된다. 이에 따라, 각종의 처리가스가, 다수의 가스분사구멍(16A, 16B)으로부터 처리용기(4)내의 처리공간(S)을 향해서 분사되도록 되어 있다.
처리용기(4)내에는, 처리용기(4)의 바닥부(6)로부터 기립하는 원통형의 리플 렉터(18)가 설치된다. 리플렉터(18)의 외주측에는, 마찬가지로 원통체형상의 예컨대 알루미늄제의 지지통(20)이, 리플렉터(18)와 동심원형상으로 설치된다.
지지통(20)의 상단부에는, 예컨대 알루미늄제의 원형링형상의 부착 부재(22)가 부착 고정되어 있다. 또한, 원형링형상의 부착 부재(22)의 내주측에는, 이것보다도 작은 반경을 갖는 원형링형상으로 성형된 유지 부재(24)가 설치된다. 유지 부재(24)는, 후술하는 가열 램프로부터 방사되는 열선을 효과적으로 차단하도록, 열전도성이 낮고 또한 착색된 재료로 형성되어 있다. 그리고, 유지 부재(24)의 내측 주연부가, 예컨대 SiC제의 탑재대(26)의 주연부와 직접접촉하여 해당 탑재대(2)를 지지하고 있다. 그리고, 이 탑재대(26)상에, 피 처리체인 반도체 웨이퍼(W)가 탑재되도록 되어 있다.
탑재대(26)의 하방에는, 복수개 예컨대 3개의 L자형상의 리프터핀(28)(도시예에서는 2개만을 도시)가 상방으로 기립하도록 설치된다. 각 리프터핀(28)의 베이스부는, 리플렉터(18)에 형성된 세로길이 삽입통과 구멍(도시하지 않음)을 외측으로 상하 이동 가능하게 관통하여, 링부재(30)에 공통으로 접속되어 있다. 링부재(30)는, 처리용기(4)의 바닥부(6)를 관통하는 밀어올림 막대(32)에 의해 상하이동 가능하게 되어 있다. 이에 따라, 상기 리프터핀(28)의 선단이 탑재대(26)에 마련된 관통리프터핀 구멍(34)에 삽입 통과되어, 웨이퍼(W)를 들어 올릴 수 있도록 되어 있다.
밀어올림 막대(32)의 하방부와 용기 바닥부(6)의 하면과의 사이에는, 처리용기(4) 내부의 기밀 상태를 유지하기 위해서, 신축 가능한 벨로우즈(36)가 개설되어 있다. 밀어올림 막대(32)의 하단은, 액츄에이터(38)에 접속되어 있다.
처리용기(4)의 바닥부의 주연부에 마련된 배기구(8)에는, 배기통로(40)가 접속되어 있다. 이 배기통로(40)에는, 버터플라이 밸브와 같은 압력조정밸브(42) 및진공 펌프(44)가 순차 개설되어 있다. 이에 따라, 처리용기(4) 내가 압력조정되면서 진공배기될 수 있도록 되어 있다. 또한, 처리용기(4)의 측벽에는, 웨이퍼를 반출입할 때에 개폐되는 게이트밸브(46)가 설치된다.
탑재대(26)의 바로 아래의 용기 바닥부(6)에는, 대구경의 바닥부 개구가 마련된다. 이 바닥부 개구에는, 석영 등의 열선투과재료로 이루어지는 투과창(48)이, O 링 등의 밀봉 부재(50)을 거쳐서 기밀하게 설치된다. 투과창(48)의 하방에는, 해당 투과창(48)을 둘러싸도록, 상자형의 가열실(52)이 설치된다. 이 가열실(52)내에서는, 가열 수단으로서 예컨대 복수의 가열램프(54)가, 반사경도 겸하는 회전대(56)에 장착되어 있다. 이 회전대(56)는, 회전축을 거쳐서, 가열실(52)의 바닥부에 마련된 회전모터(58)에 의해 회전된다. 이 가열램프(54)로부터 방출되는 열선은, 투과창(48)을 투과하여, 얇은 탑재대(26)의 하면을 조사한다. 이에 따라, 탑재대(24)가 가열되고, 또한 이 탑재대(26)상의 웨이퍼(W)가 간접적으로 가열될 수 있도록 되어 있다.
한편, 처리용기(4)의 천장부에 마련된 샤워헤드 구조(12)는, 탑재대(26)의 상면의 대략 전면에 대향하고 있다. 이에 따라, 탑재대(26)와 샤워헤드구조(12)와의 사이에 처리공간(S)이 형성되어 있다. 샤워헤드구조(12)는, 천장판(60)과, 천장판(60)의 중앙에 부착된 샤워헤드부(62)를 구비하고 있다. 샤워헤드부(62)는, 천공가공 등이 적절히 실시된 복수의 판형상의 알루미늄 블록 등을 기밀하게 적절히 조합하여 접합함으로써, 형성되어 있다.
샤워헤드부(62)내에는, 원료가스용 헤드공간(64A)과, 어시스트가스용 헤드공간(64B)이 독립적으로 형성되어 있다. 원료가스용 헤드공간(64A)에는, 원료가스로서, 예컨대 아르곤등의 불활성가스로 이루어지는 캐리어가스로 기화된 기화상태의 복합금속재료, 예컨대 PZT용 원료가스가 유량제어 가능하게 도입되도록 되어 있다. 또한, 어시스트가스용 헤드공간(64B)에는, 성막반응을 행하기 위한 어시스트가스로서, 여기서는 산화가스인 NO2가 유량제어 가능하게 도입되도록 되어 있다. 그리고, 상기 가스분사구멍(16A, 16B)은, 상기 원료가스용 헤드공간(64A)에 연통되는 원료가스 분사구멍(16A)과, 어시스트가스용 헤드공간(64B)에 연통되는 어시스트가스 분사구멍(16B)의 2개의 군으로 나누어져 있다. 성막시에는, 양 가스분사구멍(16A, 16B)으로부터 분출되는 원료가스 및 어시스트가스(NO2)가 처리공간(S)내에서 혼합되도록(이른바 포스트 믹스) 되어 있다.
또한, 샤워헤드부(62)의 측벽에는, 원료가스의 액화 및 분해를 방지하기 위해서, 해당 측벽을 예컨대 150 ~ 250℃ 정도로 가열하기 위한 가열히터(66)가 설치된다. 또한, 처리용기(4)의 측벽에도, 원료가스의 액화 및 열분해를 방지하기 위해서, 해당 벽면을 예컨대 150 ~ 250℃ 정도로 가열하기 위한 가열히터(68)가 설치되어 있다.
샤워헤드부(62)에는, 상하방향(대략 연직방향)으로 관통하는 온도관측용 관 통공(72)이 마련된다. 온도관측용 관통공(72)의 하단부의 개구(72A)는, 탑재대(26)상의 웨이퍼(W)의 표면에 대하여, 대략 직각인 방향으로 면하도록 되어 있다. 온도관측용 관통공(72)의 위치는, 상기 샤워헤드부(62)의 대략 중심위치라도 좋고, 혹은, 중심으로부터 어느 정도의 거리만큼 반경방향으로 시프트된(편심된) 위치라도 좋다. 본 실시예의 온도관측용 관통공(72)의 내경 D1(도 2 참조)는, 13 mm 정도이다. 또한, 온도관측용 관통공(72)의 내부는, 원료가스용 헤드공간(64A) 및 어시스트 가스용 헤드공간(64B)에 대해서는, 기밀하게 분리 구획되어 있다.
온도관측용 관통공(72)의 상단부의 개구에는, O 링 등의 내열성의 밀봉 부재(74)을 거쳐서, 내열성의 투명재료로 이루어지는 투명관측창(76)이 기밀하게 장착 고정되어 있다. 웨이퍼(W)의 표면으로부터의 열선은, 투명관측창(76)을 투과할 수 있게 되어 있다. 투명관측창(76)은, 예컨대 투명한 석영유리로 이루어진다. 이 투명관측창(76)의 외측에, 방사온도계(70)가 장착 고정되어 있다. 방사온도계(70)는, 웨이퍼(W)의 표면으로부터의 열선을 검출함으로써, 웨이퍼(W)의 온도를 검출할 수 있게 되어 있다. 방사온도계(70)의 검출값은, 예컨대 마이크로 컴퓨터 등으로 이루어지는 온도 제어부(78)에 입력되도록 되어 있다. 온도 제어부(78)는, 상기 검출값에 근거하여, 가열램프(54)에의 투입 전력을 제어하는 등하여 웨이퍼(W)의 온도를 콘트롤하도록 되어 있다.
또한, 샤워헤드부(62)에는, 그 측쪽으로부터 온도관측용 관통공(72)내로 퍼지용의 불활성 가스, 예컨대 Ar 가스를 유량 제어하면서 공급하기 위한 부착방지가스 공급통로(80)가, 예컨대 천공가공함으로써 형성되어 있다. 그리고, 부착방지 가스 공급통로(80)의 선단부에, 투명관측창(76)의 내측면(76A)을 향해서 Ar 가스를 분사하기 위한 분사노즐부(82)가 설치된다. 본 실시예의 경우에는, 분사노즐부(82)는, 샤워헤드부(62)를 부착방지가스 공급통로(80)의 선단부로부터 투명관측창(76)의 부착부의 근방까지 경사 방향으로 천공가공하여 형성된 소내경의 퍼지용 분사 구멍(84)으로 구성되어 있다. 퍼지용 분사 구멍(84)의 연장 방향으로, 투명관측창(76)이 위치하고 있다. 이 경우, 부착방지가스 공급통로(80)의 내경 D2는, 6~9mm 정도이며, 분사노즐부(82)의 내경 D3는, 2 ~ 3mm 정도로 꽤 좁다. 이에 따라, Ar 가스의 유량이 어느 정도 적더라도, 분사되는 Ar 가스의 유속은 어느 정도 이상으로 유지될 수 있다.
다음에, 이상과 같이 구성된 처리 장치을 이용하여 행하여지는 처리 방법에 대하여 설명한다.
우선, 진공 상태로 유지된 처리용기(4)내에, 도시하지 않은 트랜스퍼 챔버나 로드록실측에 있어서 개방된 게이트밸브(46)를 거쳐서, 미처리의 반도체 웨이퍼(W)가 반입된다. 리프터핀(28)을 상하 이동시킴으로써, 이 웨이퍼(W)가 탑재대(26)상에 탑재된다. 그리고, 처리용기(4)내가 진공배기되어 소정의 프로세스압력이 유지되면서, 가열램프(54)가 구동되어 반도체 웨이퍼(W)가 소정의 온도까지 승온되어 유지된다. 한편, 샤워헤드구조(12)의 샤워헤드부(62)로부터 원료가스와 NO2 가스가 처리공간(S)에 공급된다. 이에 따라, 금속산화막의 성막처리가 행하여진다.
이 경우, 예컨대 PZT 성막용 용액원료는, Ar 가스를 이용하여 기화기에 의해 기화된 원료가스로서 공급된다. 이 공급계는, 원료가스의 재액화 방지를 위해 소정의 온도, 예컨대 200℃ 정도로 예열되어 있는 것이 바람직하다. 샤워헤드부(62)의 원료가스용 헤드공간(64A)에 흘러들어 온 원료가스는, 가스분사면(14)에 마련된 원료가스분사구멍(16A)을 거쳐서 처리공간(S)내에 공급된다.
한편, 샤워헤드부(62)의 어시스트가스용 헤드공간(64B)에 공급된 NO2 가스는, 가스분사면(14)에 마련된 어시스트가스 분사구멍(16B)을 거쳐서 처리공간(S)내에 공급된다.
이렇게 하여 처리공간(S)내에 분출된 원료가스 및 NO2 가스는, 해당 처리공간(S)내에서 혼합되어 반응하여, 웨이퍼 표면에 예컨대 PZT 막을 퇴적시킨다.
이 때의 웨이퍼 온도는, 400~650℃의 범위내, 예컨대 500?? 정도이다. 한편, 샤워헤드부(62)의 표면온도는, 예컨대 200℃ 정도이다.
여기서, 웨이퍼(W)의 표면으로부터의 빛이, 샤워헤드부(62)에 마련된 온도관측용 관통공(72)내를 통과하고, 또한 투명관측창(76)을 투과하여, 방사온도계(70)에 의해 검출된다. 이에 따라, 방사온도계(70)는 웨이퍼 온도를 측정한다. 방사온도계(70)로 측정된 웨이퍼 온도는, 온도제어부(78)에 입력된다. 이 입력된 웨이퍼온도에 근거하여, 온도제어부(78)는, 가열램프(54)의 출력을 제어함으로써, 웨이퍼 온도가 소정의 값으로 유지되도록 콘트롤한다.
이러한 상황하에 있어서, 처리공간(S)에 도입되는 원료가스나 NO2 가스는, 온도관측용 관통공(72)내를 상방으로 역확산하여 투명관측창(76)의 하면에 불필요 한 불투명한 막을 부착시켜, 방사온도계(70)에 의한 웨이퍼온도의 검출값을 부정확하게 할 우려가 있다. 그러나, 본 실시예의 경우에는, 투명관측창(76)의 하면에 불활성 가스로서 Ar 가스가 분사되고 있기 때문에, 해당 하면에 불필요한 막이 부착되는 것이 방지될 수 있다. 즉, 샤워 헤드부(62)에 형성된 부착방지가스 공급통로(80)에, 불활성 가스로서 예컨대 Ar 가스가 유량 제어되면서 공급되고, 해당 Ar 가스는 부착방지가스 공급통로(80)의 선단부에 마련된 분사노즐부(82)로부터 투명관측창(76)의 하면을 향해서 분사되기 때문에, 온도관측용 관통공(72)내를 역확산하여 상승하여 오는 원료 가스 등이 투명관측창(76)의 하면에 도달하는 것이 저지된다. 이것에 의해서, 해당 하면에 정확한 온도 검출의 방해로 되는 불필요한 막이 부착되는 것이 방지될 수 있다. 여기서, 투명관측창(76)의 하면에 분사된 Ar 가스는, 온도관측용 관통공(72)내를 유하하여, 해당 관통공(72)내를 역확산하여 오는 원료 가스를 하방향으로 밀어 흘러가게 하면서 하단의 개구(72A)로부터 처리공간(S)으로 유출한다.
이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 퍼지용의 Ar 가스가 직접적으로 투명관측창(76)의 하면에 분사되기 때문에, 종래 장치의 경우와 비교하여, 공급되는 Ar 가스의 유량이 매우 적게 된다. 예컨대, 종래 장치의 경우에는 불필요한 막의 부착을 방지하기 위해서 100sccm 정도의 많은 유량이 필요했지만, 본 실시예의 경우에는 3 ~ 100sccm 정도의 유량으로 충분한 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 퍼지용의 Ar 가스가 온도관측용 관통공(72)의 하단의 개구(72A)로부터 처리공간(S)에 유출하더라도, 해당 Ar 가스가 웨이퍼(W)의 표면의 막두께에 부분적으로 악영향을 부 여하는 일이 없어, 처리의 면내균일성 즉 막두께의 면내균일성을 열화시키는 일이 없다.
<제 2 실시예>
다음에, 본 발명의 제 2 실시예에 대하여 설명한다.
도 3은, 샤워헤드 구조의 제 2 실시예의 일부를 나타내는 확대단면도이다.
또한, 도 3에 있어서, 도 2 중의 구성 부분과 동일 부분에 대해서는, 동일 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
도 2에 나타내는 제 1 실시예의 경우에는, 부착방지가스 공급통로(80)의 선단부의 분사노즐부(82)는, 퍼지용 분사구멍(84)을 천공가공함으로써 형성되었다. 한편, 도 3에 나타내는 제 2 실시예의 경우에는, 분사노즐부(82)가, 내열성의 투명재료로 이루어지는 가스분사관(90)에 의해서 형성되어 있다. 구체적으로는, 가스분사관(90)은, 예컨대 투명한 가는 석영유리관을 예컨대 대략 L자형상으로 굴곡 성형하여 구성되어 있고, 부착방지가스 공급통로(80)의 선단부에 연통하도록 장착되어 있다. 가스분사관(90)의 선단은, 온도관측용 관통공(72)내에서, 투명관측창(76)의 방향을 향하고 있다. 이 경우, 분사노즐부(82)(가스분사관(90))의 내경 D4는, 앞의 제 1 실시예의 퍼지용 분사구멍(84)의 내경 D3와 대략 동일하게(2 ~ 3 mm 정도) 설정되어 있다. 또한, 분사노즐부(82)의 선단과 투명관측창(76)과의 사이의 거리 L1은, 불필요막의 부착방지효율을 고려하면, 될 수 있는 한 가까운 쪽이 바람직하고, 예컨대 3 ~ 13 mm 정도로 설정된다.
제 2 실시예의 경우에도, 반도체 웨이퍼(W)에 대한 열처리시에, 앞의 제 1 실시예의 경우와 동일한 유량, 예컨대 3 ~ 100 sccm 정도의 퍼지용의 불활성가스, 예컨대 Ar가스를 가스분사관(90)으로부터 투명관측창(76)의 하면에 직접적으로 분사함으로써, 제 1 실시예와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다. 즉, 퍼지용의 Ar 가스의 유량이 종래 장치의 경우보다도 적더라도, 투명관측창(76)의 하면에 불필요한 막이 부착되는 일이 없고, 더구나, 웨이퍼 표면의 처리의 면내균일성, 예컨대 막두께의 면내균일성을 열화시키는 일도 없다.
특히, 제 2 실시예와 같이, 투명관측창(76)의 하면에, 투명관측창(76)에 수직인 방향으로 퍼지용의 Ar 가스를 분사함으로써, 해당 표면에 불필요한 막이 부착하는 것을 보다 일층 방지할 수 있다.
<제 3 실시예>
다음에, 본 발명의 제 3 실시예에 대하여 설명한다.
도 4는, 샤워헤드구조의 제 3 실시예의 일부를 나타내는 확대단면도이고, 도 5는, 도 4의 가스확산홈을 나타내는 사시도이고, 도 6은, 도 4의 가스확산홈을 나타내는 평면도이다. 또한, 도 4에 있어서, 도 2 및 도 3 중의 구성부분과 동일부분 에 대해서는, 동일부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
도 4에 나타내는 제 3 실시예의 경우에는, 온도관측용 관통공(72)의 상단부에, 그 반경을 확대하도록 원형링형상의 가스확산홈(96)이 형성되어 있다. 이 가스확산홈(96)의 전체를 기밀하게 막도록, 투명관측창(76)이 부착 고정되어 있다. 그리고, 부착방지가스 공급통로(80)의 선단부와 가스확산홈(96)의 바닥부에 형성된 구멍(96A)와가, 내경이 가는 가스구멍(98O에 의해 연통되어 고 있다. 이에 의해, 부착방지가스 공급통로(80)에 공급되는 Ar 가스가, 가스 구멍(98)을 거쳐서, 가스확산홈(96)내로 흐르도록 되어 있다. 가스확산홈(96)의 단면은, 오목부 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 가스확산홈(96)의 내측벽은, 투명관측창(76)의 하면으로부터 약간의 거리만큼 이격되도록 마련된 링형상의 내측 둑(100)으로서 형성되어 있다.
이에 따라, 가스확산홈(96)내에 공급되는 불활성 가스는, 가스확산홈(96)의 둘레 방향으로 확산하면서, 내측 둑(100)을 타고 넘어 온도관측용 관통공(72)내로 흘러 들어 가도록 되어 있다. 내측 둑(100)의 상단과 투명관측창(76)의 하면과의사이의 거리 L2은, 온도관측용 관통공(72)의 직경 D1가 13mm인 경우, 예컨대 1 ~ 5mm 정도의 범위내로 설정된다. 또한, 이 직경 D1가 커짐에 따라서, 거리 L2도 커지도록 하여도 좋다.
제 3 실시예의 경우도, 반도체 웨이퍼에 대한 열처리시에, 앞의 제 1 및 제 2 실시예의 경우와 동일한 유량, 예컨대 3 ~ 100sccm정도의 퍼지용의 불활성 가스, 예컨대 Ar 가스를 가스확산홈(96)을 거쳐서 투명관측창(76)의 하면에 접촉시킴으로써, 앞의 제 1 및 제 2 실시예와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 즉, 부착방지가스 공급통로(80)로부터 가스 구멍(98)을 거쳐서 가스확산홈(96)내로 공급되는 Ar 가스는, 가스확산홈(96)내를 그 둘레 방향으로 (투명관측창(76)의 주연부를 따라) 확산하면서, 내측 둑(100)을 타고 넘어, 온도관측용 관통공(72)내로 흘러 들어 가 게 된다. 여기서, Ar 가스가 내측 둑(100)을 타고 넘을 시에, 해당 Ar 가스는 투명관측창(76)의 하면과 접촉한다. 이에 따라, 해당 하면에 원료 가스 등이 접촉하는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 퍼지용의 Ar 가스의 유량이 종래 장치의 경우보다도 적더라도, 투명관측창(76)의 하면에 불필요한 막이 부착하는 일이 없고, 더구나, 웨이퍼 표면의 처리의 면내균일성, 예컨대 막두께의 면내균일성을 열화시키는 일이 없다.
<제 4 실시예>
다음에, 본 발명의 제 4 실시예에 대하여 설명한다.
도 7은, 샤워 헤드 구조의 제 4 실시예의 일부를 나타내는 확대단면도이고 도 8은, 도 7의 가스역류 방지판을 나타내는 확대 평면도이다. 또한, 도 7에 있어서, 도 2 ~ 도 4 중의 구성 부분과 동일 부분에 대해서는, 동일 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
도 7에 나타내는 제 4 실시예의 경우에는, 부착방지가스 공급통로(80)의 가스출구(80A)가 온도관측용 관통공(72)에 개구하고 있고, 가스출구(80A)보다도 하류측의 온도관측용 관통공(72)의 도중에 가스역류 방지판(104)이 설치된다.
구체적으로는, 온도관측용 관통공(72)의 상단부에, 직경을 넓혀 단차부형상으로 이루어진 확산실(106)이 설치된다. 확산실(106)의 상단을 밀폐하도록, 투명관측창(76)이 기밀하게 설치된다. 그리고, 확산실(106)의 측벽에, 부착방지가스 공급통로(80)의 가스출구(80A)가 형성되어 있다. 이에 따라, 불활성가스는 확산실 (106)내로 도입될 수 있도록 되어 있다. 그리고, 가스출구(80A)의 하류측인 확산실(106)의 바닥부(단차부)(108)에, 온도관측용 관통공(72)의 단면을 덮도록 하여 가스역류 방지판(104)이 설치된다. 가스역류 방지판(104)은, 웨이퍼(W)로부터의 열선을 투과할 수 있도록, 내열성의 투명재료, 예컨대 석영유리로 이루어진다. 가스역류 방지판(104)의 전체면에 걸쳐, 상하방향으로 관통하는 복수의 미세 가스분사구멍(110)이, 예컨대 천공가공에 의해서 형성되어 있다. 이에 따라, 원료가스 등은 가스역류 방지판(104)보다 상방으로 역확산할 수 없도록 되어 있다. 이 경우, 가스역류 방지판(104)의 두께는 2 ~ 3 mm 정도이며, 도 8에 도시하는 바와 같이, 각 미세 가스분사구멍(110)은 대략 면내균일하게 마련되고, 그 내경 D5는 0.5 ~ 2 mm 정도, 미세 가스분사구멍(110) 간의 피치 L4은 2 ~ 6 mm 정도이며, 그 개구율은 0.6 ~ 60%의 범위내로 설정되어 있다. 이에 따라, 확산실(106)내에 도입된 불활성가스는, 어느 정도이상의 속도로, 가스역류 방지판(104)의 미세 가스분사구멍(110)으로부터 하방으로 분출될 수 있도록 되어 있다. 또한, 가스역류 방지판(104)은, 온도관측용 관통공(72)의 더욱 하류측(도 7중에 있어 하방향)에 마련되더라도 좋다.
제 4 실시예의 경우도, 반도체웨이퍼(W)에 대한 열처리시에, 앞의 제 1 내지제 3 실시예의 경우와 동일한 유량, 예컨대 3 ~ 100 sccm 정도의 퍼지용의 불활성가스를 흘림으로써, 앞의 제 1 내지 제 3 실시예와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다. 즉, 부착방지가스 공급통로(80)을 거쳐서 확산실(106)내로 공급된 불활성가스예컨대 Ar 가스는, 확산실(106)내에서 확산하면서, 가스역류 방지판(104)의 전체면 에 마련된 다수의 미세 가스분사구멍(110)을 통하여 샤워형상으로 하방을 향해 흐르고, 온도관측용 관통공(72)내를 유하하여 가게 된다. 따라서, 원료 가스 등이 역확산하여 상승하여 가는 것을 방지할 수 있고, 특히, 원료 가스 등이 가스역류 방지판(104)보다도 상방으로 침입하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 미세 가스분사 구멍(110)은 가스역류 방지판(104)의 전체면에 걸쳐 적절한 피치로 균일하게 분산되어 마련되고 있고, 각 미세 가스분사 구멍(110)으로부터 유하하는 Ar 가스의 기세에 의해서 원료 가스 등이 하방향으로 밀려 흘러가게 되기 때문에, 원료 가스 등이 가스역류 방지판(104)의 하면에 접촉하는 것이 방지되어, 해당 하면에 열선투과율을 저하시키는 원인으로 되는 불필요한 막이 부착하는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 퍼지용의 Ar 가스의 유량이 종래 장치의 경우보다도 적더라도, 투명관측창(76)의 하면에 불필요한 막이 부착하는 일이 없고, 더구나, 웨이퍼 표면의 처리의 면내균일성, 예컨대 막두께의 면내균일성을 열화시키는 일이 없다.
<제 5 실시예>
다음에, 본 발명의 제 5 실시예에 대하여 설명한다.
도 9는, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 샤워헤드 구조를 갖춘 처리 장치를 나타내는 단면구성도이고, 도 10는, 도 9의 샤워헤드 구조의 일부를 나타내는 확대단면도이다. 또한, 여기서는, 앞의 도 1 ~ 도 8 중에 나타내는 구성 부분과 동일 부분에 대해서는, 동일 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
앞서 설명한 제 1 내지 제 4 실시예에 있어서는, 온도관측용 관통공(72)내로 도입된 불활성 가스는, 하단부의 개구(72A)(도 1 참조)로부터 웨이퍼(W)상의 처리공간(S)으로 배출되고 있다. 그러나, 본 실시예에 있어서는, 온도관측용 관통공(72)내에 도입된 불활성 가스가, 웨이퍼상의 처리공간(S)으로는 배출되지 않게 되어 있다.
즉, 도 9 및 도 10에 나타내는 제 5 실시예에서는, 부착방지가스 공급통로(80)는, 온도관측용 관통공(72)의 구획벽에 형성된 가스출구(80A)(도 7 참조)를 거쳐서, 온도관측용 관통공(72)과 연통하고 있다. 또한, 온도관측용 관통공(72)을 구획하는 구획벽에, 가스출구(80A)로부터 공급되는 불활성 가스를 배출하기 위한 유출구(112A)가 형성되어 있다. 이 유출구(112A)로부터, 배출되는 불활성 가스를 안내하는 가스배기통로(112)가 상기 샤워헤드부(62)내에 형성되어 있다. 도 9에 도시된 경우에는, 가스배기통로(112)는 샤워헤드부(62)내에서 절곡되도록 형성되어 있다. 가스배기통로(112)의 가스출구(112B)는, 샤워헤드부(62)의 하부측벽에 마련된다. 이에 따라, 불활성가스는 가스출구(112B)를 거쳐서 처리용기(4)내로 배출되도록 되어 있다. 이 경우, 가스출구(112B)의 근방의 가스배기통로(112)의 연장방향, 즉, 불활성가스의 분출방향은, 해당 불활성가스의 분출력에 의해서 웨이퍼 표면의 막두께가 악영향을 받는 것을 방지하기 위해서, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 외측을 향하 도록 설정되어 있다.
이 경우, 온도관측용 관통공(72)에 개구하는 부분에 있어서, 부착방지가스 공급통로(80)와 가스배기통로(112)는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 직선상을 따르도록 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 부착방지가스 공급통로(80)로부터 온 도관측용 관통공(72)내로 공급된 불활성가스는, 그 상태로 가스배기통로(112)측으로 배출될 수 있다. 즉, 온도관측용 관통공(72)의 단면방향으로 불활성가스의 에어커튼이 형성된다. 이에 따라, 원료가스 등이 투명관측창(76)측으로 침입하는 것이 방지될 수 있다.
온도관측용 관통공(72)을 따라 불활성가스가 극력 흐르지 않도록 하기 위해서는, 부착방지가스 공급통로(80)와 가스배기통로(112)가 상술한 바와 같이 일직선상으로 배치되는 것에 부가하여, 통로(80 및 112)와 온도관측용 관통공(72)이 이루는 각도 θ1이 45도 ~ 90도의 범위내인 것이 바람직하다. 특히, 도 10에 도시하는 바와 같이, 각도 θ1이 90도로 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 온도관측용 관통공(72)을 따라 불활성가스가 극력 흐르지 않도록 하기 위해서는, 부착방지가스 공급통로(80)의 내경과 가스배기통로(112)의 내경이 대략 동일하게 설정되고, 또한, 해당 내경이 온도관측용 관통공(72)의 내경과 대략 동일하게, 예컨대 13 mm 정도로 설정되는 것이 바람직하다.
제 5 실시예의 경우에는, 반도체 웨이퍼(W)에 대한 열처리시에, 부착방지가스 공급통로(80)에 불활성가스, 예컨대 Ar가스를 흘림으로써, 해당 Ar 가스는 가스출구(80A)로부터 온도관측용 관통공(72)을 가로질러 흐르고, 또한 가스출구(80A)에 대향하도록 마련된 유출구(112A)를 거쳐서 가스배기통로(112)내로 흘러들어 간다. 그 후, 해당 Ar 가스는, 가스배기통로(112) 통과하여, 가스출구(112B)(도 9 참조)로부터 처리용기(4)내로 유입한다.
여기서, 도 10 중의 화살표(114)로 나타내는 바와 같이 온도관측용 관통공 (72)내를 상방으로 역확산하여 온 원료 가스 등은, 상기 Ar 가스에 수반되어, 가스배기통로(112)측으로 배출되어 버린다. 이 때문에, 원료 가스 등이 더욱 상방에 위치하는 투명관측창(76)에 도달하는 것이 방지되고, 따라서, 투명관측창(76)의 하면에 열선을 흡수하는 불필요한 막이 부착되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 공급되는 퍼지용의 Ar 가스의 대부분은, 가스배기통로(112)를 거쳐서, 웨이퍼면상의 막두께에 영향을 미치지 않는 영역에 배출된다. 즉, 온도관측용 관통공(72)의 하단의 개구(72A)로부터 처리공간(S)에 유입하는 퍼지용의 Ar 가스의 양을 거의 없게 할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 표면의 처리의 면내균일성, 예컨대 막두께의 면내균일성을 열화시키는 일이 없다.
또한, 제 5 실시예의 경우는, 퍼지용의 Ar 가스의 거의 모두가 가스배기통로(112)를 거쳐서 효율적으로 배기되기 때문에, Ar 가스의 공급량이 종래 장치의 경우보다도 많게 설정되었다고 하더라도, 온도관측용 관통공(72)의 하단의 개구(72A)로부터 처리공간(S)에 유입하는 퍼지용의 Ar 가스의 양을 거의 없게 할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 표면의 처리의 면내균일성, 예컨대 막두께의 면내균일성을 열화시키는 일이 없다.
<제 6 실시예 및 제 7 실시예>
제 5 실시예에서는, 가스배기통로(112)의 가스출구(112B)가 샤워헤드부(62)의 측면에 마련되었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 11에 나타내는 제 6 실시예와 같이, 가스출구(112B)는, 가스분사면(14)의 주연부에, 가스출구(112B) 의 근방의 가스배기통로(112)의 연장 방향이 웨이퍼(W)의 표면의 외측을 향하도록 마련되더라도 좋다. 이 경우도, 가스출구(112B)로부터 방출되는 Ar 가스가, 웨이퍼(W)의 표면의 막두께에 부분적으로 악영향을 미치는 일이 없다.
또는, 도 12에 나타내는 제 7 실시예와 같이, 가스배기통로(112)의 일부를 보조관(116)에 의해서 형성하고, 해당 보조관(116)의 선단인 가스출구(112B)를, 처리용기(4)의 외측의 배기통로(40)의 압력조정밸브(42)의 상류측의 부분에 연통시키더라도 좋다. 이 경우에는, 퍼지용의 불활성 가스가 웨이퍼(W)의 표면의 막두께에 악영향을 미치는 것을 거의 완전히 방지할 수 있다. 또한, 도 11 및 도 12에 있어서는, 도 9에 도시된 제 5 실시예와 동일부분에 대해서는, 각각 동일부호를 부여하고 있다.
<제 8 실시예 및 제 9 실시예>
다음에, 제 8 실시예 및 제 9 실시예에 대하여 설명한다.
제 1 내지 제 7 실시예에서는, 온도관측용 관통공(72)은, 연직방향을 따라서 마련되고 있고, 웨이퍼 표면에 대해서는, 직교하도록 되어 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 13에 도시된 제 8 실시예와 같이, 온도관측용 관통공(72)은, 연직방향으로부터 각도 θ2만큼 경사져 있더라도 좋다. 이 경우에도, 부착방지가스 공급통로(80) 및 가스배기통로(112)가 온도관측용 관통공(72)과 이루는 각도 θ1는, 상술한 바와 같이 45도 ~ 90도의 범위내로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 이 경우에도, 가스출구(112B)의 근방의 가스배기통로(112)의 연 장방향은, 웨이퍼(W)의 표면의 외측을 향하도록 되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 도 14에 도시된 제 9 실시예와 같이, 부착방지가스 공급통로(80) 이외에, 별개로 하나이상(도시예에서는 하나)의 제 2 부착방지가스 공급통로(120)를 마련하여, 복수의 가스공급구(80A, 120A)로부터 각각 유량제어된 불활성가스, 예컨대 Ar 가스를 온도관측용 관통공(72)내로 공급하도록 하여도 좋다. 이 경우, 가스배기통로(112)의 유출구(112A)에 대응하는 가스공급구(80A)보다도 상방(즉 투명관측창(76)에 가까운 측)에 제 2 부착방지가스 공급통로(120)의 가스공급구(120A)가 마련된다. 즉, 제 2 부착방지가스 공급통로(120)가 투명관측창(76)에 가까운 측에 마련된다.
이 경우, 제 2 부착방지가스 공급통로(120)를 거쳐서 흐르는 Ar 가스의 유량은, 부착방지가스 공급통로(80)을 거쳐서 흐르는 Ar 가스의 유량, 예컨대 3 ~ 100sccm보다도 적게, 예컨대 1 ~ 100sccm 정도로 설정된다. 본 실시예에 의하면, 제 2 부착방지가스 공급통로(120)를 거쳐서 공급되는 퍼지용의 불활성가스는, 온도관측용 관통공(72)내를 조금만 유하한 뒤, 부착방지가스 공급통로(80)를 거쳐서 공급되는 불활성가스와 함께, 가스배기통로(112)를 통해 배출된다.
따라서, 원료가스 등이 부착방지가스 공급통로(80)로부터 공급되는 불활성가스에 의해 형성되는 에어커튼을 뚫고 더욱 상방으로 확산하여 가는 경우에 있어서도, 제 2 부착방지가스 공급통로(120)로부터 공급되어 온도관측용 관통공(72)을 유하하여 오는 불활성 가스에 의해서 밀려 돌아온다. 이 때문에, 투명관측창(76)의 하면에 불필요한 막이 부착되는 것을 일층 확실히 방지할 수 있고, 또한, 웨이퍼 (W)의 표면에 형성되는 막두께의 면내균일성도 높게 유지할 수 있다.
또한, 도 13 및 도 14에 있어서는, 샤워헤드부(62)내의 다른 내부 구조의 도시는 생략되어 있다. 또한, 도 14 중에 있어서는, 도 13과 동일한 구성 부분에 있어서는 동일 부호를 부여하고 있다.
<제 10 실시예 및 제 11 실시예>
다음에, 본 발명의 제 10 실시예 및 제 11 실시예에 대하여 설명한다. 도 15는, 본 발명의 샤워헤드 구조의 제 10 실시예의 일부를 나타내는 부분확대 종단면도이고, 도 16은, 본 발명의 샤워헤드 구조의 제 11 실시예의 부분확대 횡단면도이다.
위에서 설명한 제 5 내지 제 9 실시예에서는, 온도관측용 관통공(72)과의 교차 부분(접합 부분)에 있어서, 부착방지가스 공급통로(80)와 가스배기통로(112)는 일직선상으로 배치되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다.
예컨대, 도 15에 나타내는 제 10 실시예와 같이, 부착방지가스 공급통로(80)와 가스배기통로(112)는, 서로 예컨대 상하로 소정의 간격을 두고 평행하게 형성될 수 있다. 그리고, 온도관측용 관통공(72)의 구획벽에, 부착방지 가스 공급통로(80)의 가스 공급구(80A)와 가스배기통로(112)의 유출구(112A)에 대향하도록 대략 반구형상의 가스안내 오목부(124)가 마련될 수 있다. 이 경우, 가스 공급구(80A)로부터 방출되는 퍼지용의 불활성 가스는, 가스안내 오목부(124)를 따라 흐름으로써, 그 흐름 방향이 반전하여, 유출구(112A)를 거쳐서 가스배기통로(112)를 흘러 배출된다.
이 경우에도, 온도관측용 관통공(72)내를 역확산하여 상승하여 가는 원료 가스 등은, 퍼지용의 불활성 가스, 예컨대 Ar 가스에 수반하여 가스배기통로(112)로부터 배출되어 버린다. 이 때문에, 투명관측창(76)(도 15에 도시하지 않음)의 하면에 불필요한 막이 부착하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 온도관측용 관통공(72)에 공급되는 불활성 가스의 대부분은 가스배기통로(112)로부터 배기되어 버려, 해당 불활성가스가 온도관측용 관통공(72)의 하단개구로부터 처리공간에 방출되는 일이 없고, 따라서, 웨이퍼(W)의 표면의 막두께에 부분적으로 악영향을 미치는 일도 없다.
또한, 도 16에 도시된 제 11 실시예의 경우에는, 부착방지가스 공급통로(80)와 가스배기통로(112)가 수평으로 병렬로 마련되어, 온도관측용 관통공(72)의 구획벽에 마련된 곡면을 이용하여 불활성가스의 흐름 방향이 반전되도록 되어 있다. 이 경우에도, 도 15에 도시된 제 10 실시예의 경우와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.
이상, 각 실시예에 대하여 개별적으로 설명했지만, 상기각 실시예는 적절히 조합되어 사용되어도 좋다. 또한, 상기 각 실시예에 있어서 설명한 가스유량이나 각 통로의 내경 등은, 단지 일례를 나타낸 것에 지나가지 않고, 그 수치예에 한정되지 않는 것은 물론이다.
또한, 불활성가스로서는, Ar 가스 외에, 예컨대 N2 가스, He 가스 등도 이용 될 수 있다.
또한 상기 각 실시예에서는, 온도관측용 관통공(72)에 불활성가스가 공급되고 있지만, 사용되는 복수의 성막가스(처리가스) 중의 일부의 성막가스가 공급되더라도 좋다. 또한, 상기 각 실시예에서는, 투명관측창(76)의 근처에서 불활성가스가 공급되고 있지만, 가스분사면(14)의 근처에서 해당 가스가 공급되어도 좋다.
또한, 본 발명에서는, 피 처리체로서 반도체 웨이퍼를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, LCD기판, 유리 기판 등에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 열처리로서 PZT 막의 성막처리를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 다른 막종류의 성막처리의 경우, 혹은, 다른 열처리의 경우에도, 본 발명을 적용할 수 있다.

Claims (21)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 진공배기 가능한 처리용기내의 탑재대의 상면에 대향하도록 마련된 샤워헤드부와,
    상기 처리용기내에 처리가스를 분사하기 위해서 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 복수의 가스분사구멍과,
    상기 탑재대의 상면에 대향하도록 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 온도관측용 관통공과,
    상기 온도관측용 관통공의 상단부를 기밀하게 밀봉하는 투명관측창과,
    상기 투명관측창의 상면측에 마련된 방사온도계와,
    상기 온도관측용 관통공에 연통하여, 상기 투명관측창에의 막의 부착을 방지하는 부착방지가스를 상기 온도관측용 관통공내에 공급하기 위한 부착방지가스 공급통로를 구비하고,
    상기 부착방지가스 공급통로는, 상기 온도관측용 관통공의 상단부를 둘러싸는 환상의 가스확산홈을 거쳐서, 상기 온도관측용 관통공에 연통하고 있는 것을 특징으로 하는
    샤워헤드.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 가스확산홈은, 상기 투명관측창측이 개구하고 있어, 상기 가스확산홈내의 가스는 상기 투명관측창과 접촉하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는
    샤워헤드.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 가스확산홈은, 내측 둑을 거쳐서, 내주측의 전체에서 상기 온도관측용 관통공에 연통하고 있는 것을 특징으로 하는
    샤워헤드.
  8. 진공배기 가능한 처리용기내의 탑재대의 상면에 대향하도록 마련된 샤워헤드부와,
    상기 처리용기내에 처리가스를 분사하기 위해서 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 복수의 가스분사구멍과,
    상기 탑재대의 상면에 대향하도록 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 온도관측용 관통공과,
    상기 온도관측용 관통공의 상단부를 기밀하게 밀봉하는 투명관측창과,
    상기 투명관측창의 상면측에 마련된 방사온도계와,
    상기 온도관측용관통공에 연통하여, 상기 투명관측창에의 막의 부착을 방지하는 부착방지가스를 상기 온도관측용 관통공내에 공급하기 위한 부착방지가스 공급통로를 구비하고,
    상기 온도관측용 관통공의, 상기 부착방지가스 공급통로와의 연통부에 대한 하방측에, 가스의 역류를 방지하기 위한 투명재료의 가스흐름 방지판이 설치되는 것을 특징으로 하는
    샤워헤드.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 가스흐름 방지판에는, 복수가 미세한 가스분사 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    샤워헤드.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 가스흐름 방지판은, 석영유리제인 것을 특징으로 하는
    샤워헤드.
  11. 삭제
  12. 진공배기 가능한 처리용기내의 탑재대의 상면에 대향하도록 마련된 샤워헤드부와,
    상기 처리용기내에 처리가스를 분사하기 위해서 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 복수의 가스분사구멍과,
    상기 탑재대의 상면에 대향하도록 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 온도관측용 관통공과,
    상기 온도관측용 관통공의 상단부를 기밀하게 밀봉하는 투명관측창과,
    상기 투명관측창의 상면측에 마련된 방사온도계와,
    상기 온도관측용관통공에 연통하여, 상기 투명관측창에의 막의 부착을 방지하는 부착방지가스를 상기 온도관측용 관통공내에 공급하기 위한 부착방지가스 공급통로와,
    상기 온도관측용 관통공에 연통하여, 상기 부착방지가스 공급통로로부터 해당 온도관측용 관통공내에 공급된 상기 부착방지가스를 배출하기 위한 가스배출통로를 구비하고,
    상기 부착방지가스 공급통로의 상기 온도관측용 관통공에 연통하는 부분과, 상기 가스배출통로의 상기 온도관측용 관통공에 연통하는 부분은, 일직선상에 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는
    샤워헤드.
  13. 진공배기 가능한 처리용기내의 탑재대의 상면에 대향하도록 마련된 샤워헤드부와,
    상기 처리용기내에 처리가스를 분사하기 위해서 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 복수의 가스분사구멍과,
    상기 탑재대의 상면에 대향하도록 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 온도관측용 관통공과,
    상기 온도관측용 관통공의 상단부를 기밀하게 밀봉하는 투명관측창과,
    상기 투명관측창의 상면측에 마련된 방사온도계와,
    상기 온도관측용관통공에 연통하여, 상기 투명관측창에의 막의 부착을 방지하는 부착방지가스를 상기 온도관측용 관통공내에 공급하기 위한 부착방지가스 공급통로와,
    상기 온도관측용 관통공에 연통하여, 상기 부착방지가스 공급통로로부터 해당 온도관측용 관통공내에 공급된 상기 부착방지가스를 배출하기 위한 가스배출통로를 구비하고,
    상기 부착방지가스 공급통로의 상기 온도관측용 관통공에 연통하는 부분과 상기 온도관측용 관통공이 이루는 각도, 및, 상기 가스배출통로의 상기 온도관측용 관통공에 연통하는 부분과 상기 온도관측용 관통공이 이루는 각도는, 각각, 45∼90도인 것을 특징으로 하는
    샤워헤드.
  14. 진공배기 가능한 처리용기내의 탑재대의 상면에 대향하도록 마련된 샤워헤드부와,
    상기 처리용기내에 처리가스를 분사하기 위해서 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 복수의 가스분사구멍과,
    상기 탑재대의 상면에 대향하도록 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 온도관측용 관통공과,
    상기 온도관측용 관통공의 상단부를 기밀하게 밀봉하는 투명관측창과,
    상기 투명관측창의 상면측에 마련된 방사온도계와,
    상기 온도관측용관통공에 연통하여, 상기 투명관측창에의 막의 부착을 방지하는 부착방지가스를 상기 온도관측용 관통공내에 공급하기 위한 부착방지가스 공급통로와,
    상기 온도관측용 관통공에 연통하여, 상기 부착방지가스 공급통로로부터 해당 온도관측용 관통공내에 공급된 상기 부착방지가스를 배출하기 위한 가스배출통로를 구비하고,
    상기 온도관측용 관통공의 내벽에, 상기 부착방지가스 공급통로로부터 공급되는 상기 부착방지가스의 흐름 방향을 변화시켜 해당 부착방지가스를 상기 가스배출통로로 안내하는 가스안내 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    샤워헤드.
  15. 진공배기 가능한 처리용기내의 탑재대의 상면에 대향하도록 마련된 샤워헤드부와,
    상기 처리용기내에 처리가스를 분사하기 위해서 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 복수의 가스분사구멍과,
    상기 탑재대의 상면에 대향하도록 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 온도관측용 관통공과,
    상기 온도관측용 관통공의 상단부를 기밀하게 밀봉하는 투명관측창과,
    상기 투명관측창의 상면측에 마련된 방사온도계와,
    상기 온도관측용관통공에 연통하여, 상기 투명관측창에의 막의 부착을 방지하는 부착방지가스를 상기 온도관측용 관통공내에 공급하기 위한 부착방지가스 공급통로와,
    상기 온도관측용 관통공에 연통하여, 상기 부착방지가스 공급통로로부터 해당 온도관측용 관통공내에 공급된 상기 부착방지가스를 배출하기 위한 가스배출통로를 구비하고,
    상기 가스배출통로는, 상기 부착방지가스를, 상기 처리용기내의 상기 탑재대의 외측의 영역을 향해서 배출하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는
    샤워헤드.
  16. 진공배기 가능한 처리용기내의 탑재대의 상면에 대향하도록 마련된 샤워헤드부와,
    상기 처리용기내에 처리가스를 분사하기 위해서 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 복수의 가스분사구멍과,
    상기 탑재대의 상면에 대향하도록 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 온도관측용 관통공과,
    상기 온도관측용 관통공의 상단부를 기밀하게 밀봉하는 투명관측창과,
    상기 투명관측창의 상면측에 마련된 방사온도계와,
    상기 온도관측용관통공에 연통하여, 상기 투명관측창에의 막의 부착을 방지하는 부착방지가스를 상기 온도관측용 관통공내에 공급하기 위한 부착방지가스 공급통로와,
    상기 온도관측용 관통공에 연통하여, 상기 부착방지가스 공급통로로부터 해당 온도관측용 관통공내에 공급된 상기 부착방지가스를 배출하기 위한 가스배출통로를 구비하고,
    상기 가스배출통로는, 상기 부착방지가스를, 상기 처리용기의 외부의 배기통로를 향해서 배출하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는
    샤워헤드.
  17. 진공배기 가능한 처리용기내의 탑재대의 상면에 대향하도록 마련된 샤워헤드부와,
    상기 처리용기내에 처리가스를 분사하기 위해서 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 복수의 가스분사구멍과,
    상기 탑재대의 상면에 대향하도록 상기 샤워헤드부의 하면에서 개구하는 온도관측용 관통공과,
    상기 온도관측용 관통공의 상단부를 기밀하게 밀봉하는 투명관측창과,
    상기 투명관측창의 상면측에 마련된 방사온도계와,
    상기 온도관측용관통공에 연통하여, 상기 투명관측창에의 막의 부착을 방지하는 부착방지가스를 상기 온도관측용 관통공내에 공급하기 위한 부착방지가스 공급통로와,
    상기 온도관측용 관통공에 연통하여, 상기 부착방지가스 공급통로로부터 해당 온도관측용 관통공내에 공급된 상기 부착방지가스를 배출하기 위한 가스배출통로를 구비하고,
    상기 온도관측용 관통공의 상기 부착방지가스 공급통로와의 연통부에 대한 상방측에, 상기 부착방지가스를 해당 온도관측용 관통공내에 공급하기 위한 제 2 부착방지가스 공급통로가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    샤워헤드.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제 2 부착방지가스 공급통로로부터 상기 온도관측용 관통공내에 공급되는 상기 부착방지가스의 유량은, 상기 부착방지가스 공급통로로부터 상기 온도관측용관 통공내에 공급되는 상기 부착방지가스의 유량보다도 적게 되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는
    샤워헤드.
  19. 제 5 내지 9 및 12 내지 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부착방지 가스는, 불활성 가스인 것을 특징으로 하는
    샤워헤드.
  20. 제 5 내지 9 및 12 내지 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부착방지 가스는, 상기 처리 가스를 구성하는 가스인 것을 특징으로 하는
    샤워헤드.
  21. 진공배기 가능한 처리용기와,
    상기 처리용기내에 마련되어, 처리해야 할 피 처리체가 탑재되는 탑재대와,
    상기 피 처리체를 가열하기 위한 가열 수단과,
    청구항 5 내지 9 및 12 내지 18 중 어느 한 항에 기재된 샤워헤드와,
    상기 샤워헤드의 방사온도계의 계측값에 근거하여 상기 가열 수단을 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101906355B1 (ko) * 2010-08-16 2018-10-10 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 가스 주입 분배 장치들을 갖는 샤워헤드 조립체

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8454750B1 (en) 2005-04-26 2013-06-04 Novellus Systems, Inc. Multi-station sequential curing of dielectric films
US8137465B1 (en) 2005-04-26 2012-03-20 Novellus Systems, Inc. Single-chamber sequential curing of semiconductor wafers
US8980769B1 (en) 2005-04-26 2015-03-17 Novellus Systems, Inc. Multi-station sequential curing of dielectric films
US8282768B1 (en) 2005-04-26 2012-10-09 Novellus Systems, Inc. Purging of porogen from UV cure chamber
US7648927B2 (en) * 2005-06-21 2010-01-19 Applied Materials, Inc. Method for forming silicon-containing materials during a photoexcitation deposition process
US8398816B1 (en) * 2006-03-28 2013-03-19 Novellus Systems, Inc. Method and apparatuses for reducing porogen accumulation from a UV-cure chamber
US7685965B1 (en) * 2006-01-26 2010-03-30 Lam Research Corporation Apparatus for shielding process chamber port
US20100267231A1 (en) * 2006-10-30 2010-10-21 Van Schravendijk Bart Apparatus for uv damage repair of low k films prior to copper barrier deposition
US20080314311A1 (en) * 2007-06-24 2008-12-25 Burrows Brian H Hvpe showerhead design
US8905124B2 (en) * 2007-06-27 2014-12-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Temperature controlled loadlock chamber
US20090149008A1 (en) * 2007-10-05 2009-06-11 Applied Materials, Inc. Method for depositing group iii/v compounds
US8426778B1 (en) 2007-12-10 2013-04-23 Novellus Systems, Inc. Tunable-illumination reflector optics for UV cure system
JP2010232637A (ja) * 2009-03-04 2010-10-14 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
US8183132B2 (en) * 2009-04-10 2012-05-22 Applied Materials, Inc. Methods for fabricating group III nitride structures with a cluster tool
US8491720B2 (en) * 2009-04-10 2013-07-23 Applied Materials, Inc. HVPE precursor source hardware
WO2010124261A2 (en) * 2009-04-24 2010-10-28 Applied Materials, Inc. Substrate pretreatment for subsequent high temperature group iii depositions
US8110889B2 (en) * 2009-04-28 2012-02-07 Applied Materials, Inc. MOCVD single chamber split process for LED manufacturing
JP2012525718A (ja) * 2009-04-29 2012-10-22 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド ＨＶＰＥにおいてその場プレ−ＧａＮ堆積層を形成する方法
TWI431149B (zh) * 2009-12-24 2014-03-21 Lig Adp Co Ltd 化學氣相沈積設備及其控制方法
KR101141926B1 (ko) * 2010-02-10 2012-05-11 엘아이지에이디피 주식회사 화학기상증착장치의 가스공급유닛 및 이의 제조방법
US20110256692A1 (en) * 2010-04-14 2011-10-20 Applied Materials, Inc. Multiple precursor concentric delivery showerhead
KR101151212B1 (ko) * 2010-04-20 2012-06-15 엘아이지에이디피 주식회사 화학기상증착장치 및 화학기상증착장치의 가스공급유닛
JP5697389B2 (ja) * 2010-09-27 2015-04-08 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング用の電極板及びプラズマエッチング処理装置
KR101249480B1 (ko) * 2011-02-09 2013-04-01 엘아이지에이디피 주식회사 화학기상증착장치 및 이의 가스공급유닛
TWI534291B (zh) 2011-03-18 2016-05-21 應用材料股份有限公司 噴淋頭組件
CN102776487A (zh) * 2011-05-10 2012-11-14 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 半导体加工设备和半导体加工方法
US9303318B2 (en) * 2011-10-20 2016-04-05 Applied Materials, Inc. Multiple complementary gas distribution assemblies
US9162236B2 (en) * 2012-04-26 2015-10-20 Applied Materials, Inc. Proportional and uniform controlled gas flow delivery for dry plasma etch apparatus
US20140116336A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 Applied Materials, Inc. Substrate process chamber exhaust
FR3002242B1 (fr) * 2013-02-21 2015-04-03 Altatech Semiconductor Dispositif de depot chimique en phase vapeur
US9536710B2 (en) * 2013-02-25 2017-01-03 Applied Materials, Inc. Tunable gas delivery assembly with internal diffuser and angular injection
US9028765B2 (en) 2013-08-23 2015-05-12 Lam Research Corporation Exhaust flow spreading baffle-riser to optimize remote plasma window clean
US10515813B2 (en) * 2013-12-10 2019-12-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Mechanisms for etching apparatus and etching-detection method
KR102071501B1 (ko) * 2015-07-07 2020-01-30 주식회사 원익아이피에스 기판 처리 장치
US10388546B2 (en) 2015-11-16 2019-08-20 Lam Research Corporation Apparatus for UV flowable dielectric
JP6667412B2 (ja) * 2016-09-30 2020-03-18 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
US11670490B2 (en) * 2017-09-29 2023-06-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Integrated circuit fabrication system with adjustable gas injector
US10818479B2 (en) * 2017-11-12 2020-10-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Grounding cap module, gas injection device and etching apparatus
US10451542B2 (en) 2017-12-05 2019-10-22 Nanometrics Incorporated Local purge within metrology and inspection systems
JP6815542B2 (ja) * 2020-02-04 2021-01-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
DE102020112569A1 (de) 2020-05-08 2021-11-11 AIXTRON Ltd. Gaseinlassorgan mit einem durch ein Einsatzrohr verlaufenden optischen Pfad

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05152208A (ja) * 1991-11-29 1993-06-18 Fujitsu Ltd 半導体製造装置
JPH1145859A (ja) 1997-07-28 1999-02-16 Fujitsu Ltd エピタキシャル成長装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS586124A (ja) * 1981-07-02 1983-01-13 Toshiba Mach Co Ltd 半導体気相成長装置
DE3148314A1 (de) * 1981-12-07 1983-06-09 Ruhrkohle Ag "vorrichtung zur temperaturmessung von koksofenkammerwaenden"
US5741363A (en) * 1996-03-22 1998-04-21 Advanced Technology Materials, Inc. Interiorly partitioned vapor injector for delivery of source reagent vapor mixtures for chemical vapor deposition
JP2864115B2 (ja) 1996-10-04 1999-03-03 株式会社共栄精工 クランプ装置
TW580735B (en) * 2000-02-21 2004-03-21 Hitachi Ltd Plasma treatment apparatus and treating method of sample material
JP3982402B2 (ja) * 2002-02-28 2007-09-26 東京エレクトロン株式会社 処理装置及び処理方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05152208A (ja) * 1991-11-29 1993-06-18 Fujitsu Ltd 半導体製造装置
JPH1145859A (ja) 1997-07-28 1999-02-16 Fujitsu Ltd エピタキシャル成長装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101906355B1 (ko) * 2010-08-16 2018-10-10 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 가스 주입 분배 장치들을 갖는 샤워헤드 조립체

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Publication number Publication date
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US20100096083A1 (en) 2010-04-22

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