KR20080111138A - 샤워 플레이트 및 그 제조 방법, 그리고 그 샤워 플레이트를 이용한 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법 및, 전자 장치의 제조 방법 - Google Patents

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KR20080111138A
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
고쿠리츠 다이가쿠 호진 도호쿠 다이가쿠
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Abstract

플라즈마의 역류의 발생, 또는 세로 구멍 부분에서의 플라즈마 여기용 가스의 착화를 보다 완전하게 방지할 수 있고, 효율이 좋은 플라즈마 여기가 가능한 샤워 플레이트를 제공한다. 플라즈마 처리 장치의 처리실(102)에 배치되어, 처리실(102)에 플라즈마를 발생시키기 위해 플라즈마 여기용 가스를 방출하는 샤워 플레이트(105)에 있어서, 플라즈마 여기용 가스의 방출 경로가 되는 세로 구멍(112)에, 가스 유통 방향으로 연이어 통하는 기공을 갖는 다공질 가스 유통체(114)를 장착했다. 다공질 가스 유통체(114)의 연이어 통하는 기공에 의해 형성된 가스 유통 경로에 있어서의 애로(narrow path)의 기공경(pore diameter)을 10㎛ 이하로 했다.
플라즈마, 다공질, 기공, 샤워 플레이트

Description

샤워 플레이트 및 그 제조 방법, 그리고 그 샤워 플레이트를 이용한 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법 및, 전자 장치의 제조 방법 {SHOWER PLATE, METHOD FOR MANUFACTURING THE SHOWER PLATE, PLASMA PROCESSING APPARATUS USING THE SHOWER PLATE, PLASMA PROCESSING METHOD AND ELECTRONIC DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 플라즈마 처리 장치, 특히 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 사용하는 샤워 플레이트 및 그 제조 방법, 그리고 그 샤워 플레이트를 이용한 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법 및, 전자 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
플라즈마 처리 공정 및 플라즈마 처리 장치는, 최근 소위 딥 서브미크론(deep submicron) 소자 혹은 딥 서브쿼터 미크론(deep sub-quarter micron) 소자로 불리는 0.1㎛, 혹은 그 이하의 게이트 길이를 갖는 초미세화 반도체 장치의 제조나, 액정 표시 장치를 포함하는 고해상도 평면 표시 장치의 제조에 있어서, 불가결한 기술이다.
반도체 장치나 액정 표시 장치의 제조에 사용되는 플라즈마 처리 장치로서는, 종래부터 다양한 플라즈마의 여기(excitation) 방식이 사용되고 있지만, 특히 평행 평판형 고주파 여기 플라즈마 처리 장치 혹은 유도 결합형 플라즈마 처리 장 치가 일반적이다. 그러나 이들 종래의 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 형성이 불균일하여, 전자(電子) 밀도가 높은 영역이 한정되어 있기 때문에 큰 처리 속도, 즉 스루풋(through-put)으로 피(被)처리 기판 전면(全面)에 걸쳐 균일한 프로세스를 행하는 것이 곤란한 문제점을 갖고 있다. 이 문제는, 특히 대경(大徑)의 기판을 처리하는 경우에 심각해진다. 게다가 이들 종래의 플라즈마 처리 장치에서는, 전자 온도가 높기 때문에 피처리 기판 상에 형성되는 반도체 소자에 대미지(damage)가 생기고, 또한 처리실 벽의 스퍼터링에 의한 금속 오염이 큰 것 등, 몇몇 본질적인 문제를 갖고 있다. 이 때문에, 종래의 플라즈마 처리 장치에서는, 반도체 장치나 액정 표시 장치의 더한층의 미세화 및 더한층의 생산성의 향상에 대한 엄격한 요구를 충족시키는 것이 곤란해지고 있다.
이에 대하여, 종래부터 직류 자장(磁場)을 이용하지 않고 마이크로파 전계에 의해 여기된 고밀도 플라즈마를 사용하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치가 제안되고 있다. 예를 들면, 균일한 마이크로파를 발생하도록 배열된 다수의 슬롯을 갖는 평면 형상의 안테나(레이디얼 라인 슬롯 안테나(radial line slot antenna))로부터 처리실 내로 마이크로파를 방사하고, 이 마이크로파 전계에 의해 처리실 내의 가스를 전리(電離)하여 플라즈마를 여기시키는 구성의 플라즈마 처리 장치가 제안되고 있다(예를 들면 특허 문헌 1을 참조). 이러한 수법으로 여기된 마이크로파 플라즈마에서는 안테나 바로 아래의 넓은 영역에 걸쳐 높은 플라즈마 밀도를 실현할 수 있어, 단시간에 균일한 플라즈마 처리를 행하는 것이 가능하다. 게다가 이러한 수법으로 형성된 마이크로파 플라즈마에서는 마이크로파에 의해 플라즈마를 여기하기 때문에 전자 온도가 낮고, 피처리 기판의 대미지나 금속 오염을 회피할 수 있다. 또한 대(大) 면적 기판 상에도 균일한 플라즈마를 용이하게 여기할 수 있기 때문에, 대구경(大口徑) 반도체 기판을 사용한 반도체 장치의 제조 공정이나 대형 액정 표시 장치의 제조에도 용이하게 대응할 수 있다.
이들 플라즈마 처리 장치에 있어서는, 통상, 처리실 내로 플라즈마 여기용 가스를 균일하게 공급하기 위해, 가스 방출 경로로서 복수의 세로 구멍(vertical hole)을 구비한 샤워 플레이트가 사용되고 있다. 그러나, 샤워 플레이트의 사용에 의해, 샤워 플레이트 바로 아래에 형성된 플라즈마가 샤워 플레이트의 세로 구멍으로 역류하는 일이 있다. 세로 구멍으로 플라즈마가 역류하면, 이상(異常) 방전이나 가스의 퇴적이 발생하여, 플라즈마를 여기하기 위한 마이크로파의 전송 효율이나 수율의 열화가 발생해 버린다는 문제가 있다.
이 플라즈마의 세로 구멍으로의 역류를 방지하기 위한 수단으로서, 샤워 플레이트의 구조의 개량이 많이 제안되고 있다.
예를 들면, 특허 문헌 2에는, 세로 구멍 선단(先端)의 가스방출공의 공경(孔徑)을 샤워 플레이트의 바로 아래에 형성되는 플라즈마의 시스(sheath) 두께의 2배보다 작게 하는 것이 유효한 것이 개시되어 있다. 그러나, 가스방출공의 공경을 작게 하는 것만으로는, 플라즈마의 역류를 방지하는 수단으로서는 불충분하다. 특히, 대미지를 저감하고 처리 속도를 높일 목적으로, 플라즈마 밀도를 종래의 1012 ㎝-3 정도에서 1013㎝-3 정도로 높이려고 하면, 플라즈마의 역류가 현저해져, 가스방 출공의 공경의 제어만으로는 플라즈마의 역류를 방지할 수는 없다. 또한, 미세한 공경의 가스방출공을 샤워 플레이트 본체에 구멍 가공에 의해 형성하는 것은 곤란하여, 가공성의 문제도 있다.
또한, 특허 문헌 3에는, 통기성의 다공질 세라믹스 소결체(sintered body)로 이루어지는 샤워 플레이트를 사용하는 것도 제안되고 있다. 이것은, 다공질 세라믹스 소결체를 구성하는 다수의 기공(氣孔)의 벽에 의해 플라즈마의 역류를 방지하고자 하는 것이다.
그러나, 이 상온·상압에서 소결(sintering)된 일반적인 다공질 세라믹스 소결체로 이루어지는 샤워 플레이트는, 그 기공경(pore diameter)이 수㎛에서 수십㎛ 정도의 크기까지 편차가 크고, 또한 최대 결정 입자경이 20㎛ 정도로 크고 조직이 균일하지 않기 때문에, 표면 평탄성이 나쁘고, 또한, 플라즈마에 접하는 면을 다공질 세라믹스 소결체로 하면, 실효 표면적이 증가해 버려, 플라즈마의 전자·이온의 재결합이 증가해 버리고, 플라즈마 여기의 전력 효율이 나쁘다는 문제점이 있다. 여기에서, 상기 특허 문헌 3에는, 샤워 플레이트 전체를 다공질 세라믹스 소결체로 구성하는 대신에, 치밀한 알루미나로 이루어지는 샤워 플레이트에 가스 방출용의 개구부를 형성하고, 이 개구부에 상온·상압에서 소결된 일반적인 다공질 세라믹스 소결체를 장착하고, 이 다공질 세라믹스 소결체를 통하여 가스를 방출하는 구조도 개시되어 있다. 그러나, 이 구조에 있어서도, 상온·상압에서 소결된 일반적인 다공질 세라믹스 소결체를 사용하기 때문에, 표면 평탄성의 열악함으로 인해 발생하는 상기의 문제점은 해소되지 않는다.
또한, 본원 출원인은, 앞서, 특허 문헌 4에 있어서, 샤워 플레이트의 구조면에서가 아니라 가스방출공의 직경 치수의 조정에 의한 플라즈마의 역류를 방지하기 위한 수단을 제안했다. 즉, 가스방출공의 직경 치수를 0.1∼0.3㎜ 미만으로 하고, 게다가, 그 직경 치수 공차(公差)를 ±0.002㎜ 이내의 정밀도로 함으로써, 플라즈마의 역류를 방지함과 아울러, 가스의 방출량의 불균일을 없앤 것이다.
그런데, 이 샤워 플레이트를, 플라즈마 밀도를 1013㎝-3로 높인 조건에서 실제로 마이크로파 플라즈마 처리 장치에서 사용한 바, 도21 에 나타내는 바와 같이, 샤워 플레이트 본체(600)와 커버 플레이트(601)와의 사이에 형성된 플라즈마 여기용 가스를 충전하는 공간(602)과 그것에 연이어 통하는 세로 구멍(603)으로 플라즈마가 역류했기 때문이거나, 혹은 공간(602)과 세로 구멍(603)의 부분에서 플라즈마 여기용 가스에 착화했기 때문이라고도 생각되는 엷은 갈색의 변색 부분이 보였다.
[특허 문헌 1] 일본공개특허공보 평9-63793호
[특허 문헌 2] 일본공개특허공보 2005-33167호
[특허 문헌 3] 일본공개특허공보 2004-39972호
[특허 문헌 4] 국제공개 제06/112392호 팸플릿
(발명이 해결하고자 하는 과제)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 플라즈마의 역류의 발생, 또는 세로 구멍 부분에서의 플라즈마 여기용 가스의 착화를 보다 완전하게 방지할 수 있고, 효율이 좋은 플라즈마 여기가 가능한 샤워 플레이트를 제공하는 것에 있다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명은, 플라즈마 처리 장치 내에 플라즈마를 발생시키기 위해 플라즈마 여기용 가스를 방출하는 샤워 플레이트에 있어서, 플라즈마 여기용 가스의 방출 경로가 되는 세로 구멍에, 가스 유통 방향으로 연이어 통하는(communicating) 기공을 갖는 다공질 가스 유통체 및 적절히 복수의 가스방출공을 갖는 세라믹스 부재를 장착하고, 또한 그 다공질 가스 유통체의 연이어 통하는 기공에 의해 형성된 가스 유통 경로에 있어서의 애로(narrow path)인 기공경을 10㎛ 이하로 함으로써, 플라즈마의 역류를 방지함과 아울러, 플라즈마 여기용 가스를 플라즈마 처리 장치 내로 불균일 없이 방출하여, 균일한 플라즈마를 생성하는 것을 가능하게 했다.
또한, 가스방출공의 길이를 플라즈마 처리 장치 내에 있어서의 전자의 평균 자유 행정(行程)보다 길게 함으로써, 플라즈마의 역류를 극적으로 저감하는 것을 가능하게 했다.
또한 나아가서는, 샤워 플레이트에 뚫은 세로 구멍의 가스 도입측의 모서리부에 모따기 가공을 행함으로써, 상기 모서리부에서의 마이크로파의 전계 집중에 수반하는 방전, 나아가서는 플라즈마 여기용 가스의 착화 현상을 방지하는 것을 가능하게 했다.
전술한 바와 같이 다공질 가스 유통체의 애로의 기공경을 10㎛ 이하로 함으로써, 플라즈마 밀도를 1013㎝-3 정도로 높였다고 하더라도 플라즈마의 역류를 방지하는 것이 가능해진다. 즉, 이 다공질 가스 유통체에 있어서는, 연이어 통하는 기공에 의해 가스의 유통성이 확보되어 있기는 하지만, 그 가스 유통 경로는 지그재그 형상으로 구부리고, 게다가 10㎛ 이하, 바람직하게는 5㎛ 이하의 애로가 개재되어 있다. 이에 대하여, 플라즈마를 구성하는 전자나 이온은 직진성을 갖고 있기 때문에, 플라즈마가 다공질 가스 유통체로 역류해 왔다고 하더라도, 대부분이 기공의 벽에 충돌하고, 나아가서는 기공의 10㎛ 이하의 애로부에서 플라즈마의 전부가 충돌하여, 그 이상의 역류가 저지된다.
여기에서, 샤워 플레이트에, 가스 유통 방향으로 연이어 통하는 기공을 갖는 다공질 가스 유통체로서 통기성의 다공질 세라믹스 소결체를 사용하는 것 자체는, 상기 특허 문헌 3에 개시되어 있다. 그러나, 특허 문헌 3에서 사용되는 일반적인 다공질 세라믹스 소결체는, 최대 결정 입자경이 20㎛ 이상이며, 연이어 통하는 기공에 의해 형성된 가스 유통 경로에 있어서의 애로의 기공경이 족히 10㎛를 넘기 때문에, 플라즈마 밀도를 1013㎝-3 정도로 높인 조건하에서는 플라즈마의 역류를 완전히 방지할 수는 없다. 또한, 전술한 바와 같이, 결정 입자경이 비교적 큰 일반적인 다공질 세라믹스 소결체에서는 표면 평탄성이 나쁘고, 그 실효 표면적의 많음에 기인하여, 플라즈마의 전자·이온의 재결합이 증가해 버려, 플라즈마 여기의 전력 효율이 나빠진다는 문제점이 있다.
이에 대하여, 본 발명에서는, 플라즈마 밀도를 1013㎝-3 으로 높인 경우의 플라즈마의 시스 두께 0.01㎜의 2배(20㎛)에 대하여, 전술한 바와 같이 애로의 기공경을 10㎛ 이하로 함으로써, 확실하게 플라즈마의 역류를 방지함과 아울러, 후술하는 바와 같이, 결정 입자경이 미세하고, 게다가 고순도의 세라믹스 소결체로 이루어지는 다공질 가스 유통체를 사용함으로써, 표면 평탄성을 향상시킬 수 있어, 플라즈마의 전자·이온의 재결합의 증가에 의한 플라즈마 여기의 전력 효율 악화의 문제를 해소할 수 있다.
즉, 다공질 가스 유통체로서는, 유전 손실(dielectric loss)을 크게 하는 불순물을 포함하지 않는 고순도이고, 게다가 미세 결정 조직을 갖는 세라믹스 소결체로 이루어지는 통기성의 다공질 세라믹스 소결체가 유전 손실, 강도 등의 점에서 우수하여, 예를 들면, 고순도 알루미나 및 미량의 입자 성장 억제제나 Y2O3 및 멀라이트(mullite) 등을 배합한 알루미나계 소결체, AlN 소결체, SiO2 소결체, 멀라이트 소결체, SiN4 소결체, SiAlON 소결체 등을 들 수 있다. 그 기공경의 크기는, 샤워 플레이트의 바로 아래에 형성되는 플라즈마의 시스 두께의 2배보다 작게 하는 것이 바람직하다. 또한, 결정 입자경이 미세하고 조직이 균일하며 불균일이 없는 것이 바람직하다. 특히, 다공질 가스 유통체로서는, 알루미나계 세라믹스로 이루어지는 다공질 세라믹스 소결체의 유전 손실이 1×10-3 이하, 보다 바람직하게는 5×10-4 이하이며, 게다가 최대 결정 입자경이 15㎛ 이하, 보다 바람직하게는 10㎛ 이하이고, 게다가 평균 결정 입자경이 10㎛ 이하, 보다 바람직하게는 5㎛ 이하이며, 나아가서는 기공률이 20∼75％의 범위이고, 평균 기공경이 10㎛ 이하이고 그리고 최대 기공경이 75㎛ 이하이며, 가스 유통 경로의 애로의 기공경이 10㎛ 이하인 재료를 이용한다. 나아가서는, 다공질 세라믹스 소결체의 강도(굽힘 강도)를 30MPa 이상으로 함으로써, 기공 부분을 제외한 연삭 가공면의 면조도(Ra)를 1.5㎛ 이하로 하는 것이 가능한 점에서, 종래의 다공질 세라믹스 소결체의 표면 평탄성의 열악이나 실효 표면적의 증대에 수반되는 폐해를 해소할 수 있다. 전술한 바와 같은 제 특성을 갖는 다공질 세라믹스 소결체는, 일 예로서 99.9％ 이상의 고순도 Al2O3 미(微)분말로부터 비교적 용이하게 제조할 수 있다. 이러한 다공질 세라믹스 소결체를 사용함으로써, 보다 확실하게 플라즈마의 역류를 방지할 수 있다.
이러한 다공질 가스 유통체는, 세로 구멍의 가스 방출측에 형성한 가스방출공의 가스 도입측, 혹은 세로 구멍의 선단부에 배치할 수 있다.
여기에서, 다공질 가스 유통체를 가스방출공의 가스 도입측에 형성하면, 다공질 가스 유통체가 플라즈마와 직접적으로 접하는 일은 없고, 또한, 샤워 플레이트 하면의 평탄도를 저해하는 일도 없기 때문에, 플라즈마의 전자·이온의 재결합의 증가에 의한 플라즈마 여기의 전력 효율 악화의 문제를 해소할 수 있다. 플라즈마 여기용 가스가, 가스방출공에 도입되기 전에 다공질 가스 유통체에 도입됨으로써, 각 세로 구멍마다의 플라즈마 여기용 가스의 압력, 유속 등의 제 특성이 균일화된다. 그리고, 그 후, 복수의 가스방출공으로부터 방출되기 때문에, 각 가스방출공마다의 플라즈마 여기용 가스 유량이 불균일 없이 일정하며, 샤워 플레이트의 넓은 면으로부터 균일한 상태로 플라즈마 처리 장치 내로 방출된다. 따라서, 샤워 플레이트 바로 아래에 균일한 플라즈마를 효율적으로 생성할 수 있다. 바꿔 말하면, 가스방출공의 가스 도입측에, 플라즈마 여기용 가스의 압력, 유속 등의 제 특성을 균일화시키는 버퍼 효과(완충 효과)를 갖는 다공질 가스 유통체를 배치함으로써, 가스방출공으로부터 방출하는 가스의 유속 및 유량의 불균일을 없애어, 생성하는 플라즈마의 균일화를 도모할 수 있다. 그리고, 전술한 바와 같이 샤워 플레이트 바로 아래에 균일한 플라즈마를 효율적으로 생성할 수 있다는 이점을 가지면서, 가스방출공의 가스 도입측에 배치된 미세 결정 조직을 갖는 세라믹스 소결체로 이루어지는 다공질 가스 유통체에 의해, 세로 구멍의 가스 도입측에 플라즈마가 역류하는 것을 방지할 수 있다.
다공질 가스 유통체를 가스방출공의 가스 도입측에 배치하는 경우, 다공질 가스 유통체의 가스 도입측에는, 가스방출공보다도 공경이 큰 가스통과공을 연속하여 형성하는 것이 바람직하다. 이 가스통과공은, 예를 들면 샤워 플레이트에 형성한 가로 구멍으로 이루어지는 플라즈마 여기용 가스의 도입 경로로부터, 플라즈마 여기용 가스를 다공질 가스 유통체측으로 유도하기 위한 경로가 되며, 그 공경을 가스방출공의 공경보다도 크게 함으로써, 플라즈마 여기용 가스를 용이하게 다공질 가스 유통체측으로 유도할 수 있어, 전체로서의 가스 도통률을 높일 수 있다. 또한, 가스의 유체 저항을 저감할 수 있기 때문에, 압력 손실이 적고, 가스의 공급 압력을 약간 낮게 설정할 수 있어, 에너지 절약이 된다.
본 발명에 있어서는, 다공질 가스 유통체를 세로 구멍의 적어도 선단부에 장착하도록 할 수도 있다. 이와 같이, 다공질 가스 유통체를 세로 구멍의 적어도 선단부에 장착하면, 플라즈마 여기용 가스가 다공질 가스 유통체의 전면(全面)으로부터 방출되기 때문에, 방출되는 플라즈마 여기용 가스의 압력, 유속 등의 제 특성이 균일화된다. 이에 따라, 플라즈마 여기용 가스가 불균일 없이 균일하게 방출되어, 샤워 플레이트 바로 아래에 난류(亂流) 현상이 없는 균일한 플라즈마를 생성하는 것이 가능해진다.
또한 이 경우, 다공질 가스 유통체의 형상은, 그 상면 및 하면이, 플라즈마 처리 장치 내를 향하여 평행 평면이어도 좋지만, 모두 볼록 곡면 형상 또는 오목 곡면 형상으로 만곡한 형상, 바꿔 말하면 볼록 형상 구 껍데기 또는 오목 형상 구 껍데기의 형상으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 만곡한 형상으로 함으로써, 사용시의 열팽창·수축에 의한 응력을 변형(휨)에 의해 흡수할 수 있어, 다공질 가스 유통체 및 그것을 장착한 샤워 플레이트의 균열 등을 방지할 수 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치 내를 향하여 볼록 곡면 형상으로 한 경우에는, 플라즈마 여기용 가스를 보다 광범위하게 방출할 수 있기 때문에, 보다 균일한 플라즈마를 생성하는 것이 가능해진다.
또한, 다공질 가스 유통체의 상면 및 하면을 제외한 외주(outer circumference)를, 치밀질(high dense) 세라믹스층으로 형성해도 좋다. 다공질 가스 유통체는 샤워 플레이트의 세로 구멍에 장착할 때에, 그 외주가 허물어져 입자가 탈락할 우려가 있기 때문에 주의를 요하지만, 그 외주를 치밀질 세라믹스층으로 함으로써, 외주가 허물어지기 어려워져 작업성이 향상함과 아울러, 입자 탈락에 의한 오염(컨태미네이션(contamination))을 방지하는 것이 가능해진다.
이러한 다공질 가스 유통체는, 샤워 플레이트의 세로 구멍의 선단부에 끼워맞춤 또는 소결 결합에 의해 장착할 수 있다. 다공질 가스 유통체와 샤워 플레이트를 모두 소결체의 상태에서 끼워맞춤시키는 경우에는, 다공질 가스 유통체의 외(外)치수는, 샤워 플레이트의 세로 구멍의 내(內)치수에 대하여 0∼-0.002㎜의 치수로 하여 수축 끼워맞춤(shrinkage fitting), 냉각 끼워맞춤(cooling fitting) 또는, 눌러 끼워맞춤에 의해 끼워맞춘다.
혹은, 소결한 샤워 플레이트의 세로 구멍 내에, 외주면에 내열성의 세라믹스용 접착제를 도포한 다공질 가스 유통체를 장입(裝入) 후, 400℃ 이상의 온도에서 소성함으로써, 강고히 접착한 상태로 장착할 수도 있다.
또한, 다공질 가스 유통체와 샤워 플레이트를 모두 소결 전의 단계에서 장착하고, 그 후 동시에 소결할 수도 있다. 즉, 다공질 가스 유통체에 대해서는, 다공질 가스 유통체의 원료 분말을 성형하여 소정 형상으로 가공한 분말 성형체, 그 탈지체 또는, 가(假)소결체 혹은 소결체의 단계에서, 샤워 플레이트에 대해서는, 샤워 플레이트의 원료 분말을 성형하여 세로 구멍을 가공 형성한 그린체(green body), 그 탈지체 또는, 가소결체의 단계에서, 다공질 가스 유통체를 샤워 플레이트의 세로 구멍에 장착하고, 그 후 동시에 소결한다. 이 경우, 동시 소결시의 각 부재의 수축률이 거의 동일하며, 적어도 다공질 가스 유통체에 조이는 힘이 작용하도록, 성형 조건 혹은 그 후의 탈지, 가소결의 조건을 조정한다. 이와 같이, 소결 전의 단계에서 장착하고, 그 후 동시에 소결함으로써, 다공질 가스 유통체를 샤워 플레이트의 세로 구멍에 확실하게 고정하는 것이 가능해진다.
또한 본 발명에서는, 복수의 가스방출공이 뚫린 세라믹스 부재를 샤워 플레이트에 뚫은 세로 구멍에 장착하는 구성으로 할 수도 있다. 즉, 가스방출공을 샤워 플레이트와는 별체(別體)의 세라믹스 부재에 형성하고, 이 세라믹스 부재를 샤워 플레이트에 뚫은 세로 구멍에 장착한다. 이러한 구성으로 함으로써, 샤워 플레이트에 구멍 가공에 의해 가스방출공을 형성하는 경우에 비하여, 미세하고 긴 가스방출공을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 가스방출공을 뚫은 세라믹스 부재는, 사출 성형이나 압출 성형 혹은 특수한 주조(鑄造) 성형 등에 의해 형성할 수 있다. 가스방출공의 치수로서는, 그 공경을 샤워 플레이트의 바로 아래에 형성되는 플라즈마의 시스 두께의 2배 이하로 하고, 그리고 그 길이를 처리실에 있어서의 전자의 평균 자유 행정보다 크게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 미세하고 긴 가스방출공을 형성함으로써, 그 가스 도입측에 형성한 다공질 가스 유통체의 효과와 서로 작용하여 보다 확실하게 플라즈마의 역류를 방지할 수 있다.
각 세로 구멍에 전술한 바와 같은 가스방출공을 형성한 부재를 장착하는 구체적 형태로서는, 각 세로 구멍의 가스 방출측을 상기 부재로 막도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 세로 구멍의 가스 방출측을 가스 도입측보다도 좁게 하여, 상기 부재를 당해 좁은 부분에 형성함과 아울러 가스 도입측에도 연재(extend)시키는 것이 바람직하다. 또한, 세로 구멍의 가스 도입측에, 상기 부재의 가스방출공에 접하도록 다공질 가스 유통체를 배치할 수도 있다. 이러한 구성에 있어서, 가스방출공의 길이는 플라즈마 처리 장치 내의 전자의 평균 자유 행정보다 길게 하고, 그 공경은 샤워 플레이트의 바로 아래에 형성되는 플라즈마의 시스 두께의 2배 이하로 하고, 다공질 가스 유통체의 기공의 공경은 샤워 플레이트의 바로 아래에 형성되는 플라즈마의 시스 두께 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한 추가로, 플라즈마 여기용 가스의 가스 유로 부분이 되는 샤워 플레이트의 세로 구멍 부분에 있어서는, 가스 도입측의 모서리부에 마이크로파의 전계가 집중하기 때문에, 상기 모서리부에 모따기 가공을 행함으로써 전계 집중을 막아, 플라즈마의 자기(自己) 발생, 즉 플라즈마 여기용 가스의 착화 현상을 방지할 수 있다.
그리고, 전술한 본 발명의 샤워 플레이트를 이용하여, 플라즈마 여기용 가스를 플라즈마 처리 장치 내에 공급하고, 공급된 플라즈마 여기용 가스를 마이크로파로 여기하여 플라즈마를 발생시키고, 당해 플라즈마를 이용하여 산화, 질화, 산질화, CVD, 에칭, 플라즈마 조사 등을 기판에 처리할 수 있다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 샤워 플레이트의 플라즈마 여기용 가스의 방출 경로가 되는 세로 구멍에 플라즈마가 역류하는 것을 방지할 수 있고, 샤워 플레이트 내부에서의 이상 방전이나 가스의 퇴적의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 플라즈마를 여기하기 위한 마이크로파의 전송 효율이나 수율의 열화를 방지할 수 있다.
또한, 플라즈마에 접하는 면의 평탄도를 저해하는 일이 없고, 게다가 플라즈마 여기용 가스를 불균일 없이 균일하게 방출할 수 있기 때문에, 균일하며 효율이 좋은 플라즈마 여기가 가능해진다.
도1 은 본 발명의 제1 실시예를 나타낸다.
도2 는 도1 에 나타낸 샤워 플레이트의 상면에서 본 가로 구멍과 세로 구멍의 배치를 나타낸다.
도3 은 도1 에 나타낸 샤워 플레이트의 가로 구멍과 세로 구멍의 배치를 나타낸다.
도4 는 도1 에 나타낸 샤워 플레이트의 세로 구멍의 상세를 나타낸다.
도5 는 본 발명의 제2 실시예를 나타낸다.
도6 은 도5 에 나타낸 샤워 플레이트와 커버 플레이트의 배치를 나타낸다.
도7 은 도5 에 나타낸 샤워 플레이트의 세로 구멍의 상세를 나타낸다.
도8 은 도5 에 나타낸 샤워 플레이트의 세로 구멍에 장착하는 세라믹스 부재의 바람직한 이상적인 구조를 나타낸다.
도9 는 도7 에 나타낸 샤워 플레이트의 세로 구멍에 다공질 세라믹스 소결체를 형성한 예를 나타낸다.
도10 은 본 발명의 제3 실시예를 나타낸다.
도11 은 도10 에 나타낸 샤워 플레이트의 세로 구멍의 상세를 나타낸다.
도12 는 본 발명의 제4 실시예를 나타낸다.
도13 은 도12 에 나타낸 샤워 플레이트의 상면에서 본 가로 구멍과 세로 구멍의 배치를 나타낸다.
도14 는 도12 에 나타낸 샤워 플레이트의 가로 구멍과 세로 구멍의 배치를 나타낸다.
도15 는 도12 에 나타낸 샤워 플레이트의 세로 구멍의 상세를 나타낸다.
도16 은 샤워 플레이트의 세로 구멍 선단부에 장착한 다공질 세라믹스 소결체의 가스 도입측에, 가스유통공을 갖는 세라믹스 부재 또는 다른 다공질 세라믹스 소결체를 형성한 예를 나타낸다.
도17 은 다공질 세라믹스 소결체의 다른 장착예를 나타낸다.
도18 은 본 발명의 제5 실시예를 나타낸다.
도19 는 도18 에 나타낸 샤워 플레이트와 커버 플레이트의 배치를 나타낸다.
도20 은 도18 에 나타낸 샤워 플레이트의 세로 구멍의 상세를 나타낸다.
도21 은 종래의 샤워 플레이트를 나타낸다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
101 : 배기 포트
102 : 처리실
103 : 피(被)처리 기판
104 : 지지대
105 : 샤워 플레이트
106 : 시일(seal)용의 Ｏ링
107 : 벽면
108 : 시일용의 Ｏ링
109 : 링 형상 공간
110 : 가스 도입 포트
111 : 가로 구멍(horizontal hole)
112 : 세로 구멍(vertical hole)
112a : 제1 세로 구멍
112b : 제2 세로 구멍
113 : 세라믹스 부재
113a : 가스 방출공
114 : 다공질 세라믹스 소결체(다공질 가스 유통체)
115 : 슬롯판
116 : 지파판(遲波板)
117 : 동축 도파관
118 : 금속판
119 : 냉각용 유로
120 : 하단 샤워 플레이트
120a : 가스 유로
120b : 노즐
120c : 개구부
121 : 프로세스 가스 공급 포트
122 : RF 전원
200 : 세로 구멍
200a : 제1 세로 구멍
200b : 제2 세로 구멍
201 : 샤워 플레이트
202 : 커버 플레이트
203 : 시일용의 Ｏ링
204 : 가스공급공
205 : 공간
206 : 세라믹스 부재
206a : 가스방출공
207 : 다공질 세라믹스 소결체(다공질 가스 유통체)
208 : 모따기 가공
300 : 세로 구멍
300a : 가스방출공
300b : 구멍
301 : 샤워 플레이트
302 : 다공질 세라믹스 소결체(다공질 가스 유통체)
303 : 모따기 가공
400 : 샤워 플레이트
401 : 가로 구멍
402 : 세로 구멍
402a : 제1 세로 구멍
402b : 제2 세로 구멍
403 : 다공질 세라믹스 소결체(다공질 가스 유통체)
404 : 세라믹스 부재
404a : 가스유통공
500 : 세로 구멍
501 : 샤워 플레이트
502 : 다공질 세라믹스 소결체(다공질 가스 유통체)
502a : 치밀질 세라믹스층
502b : 다공질부
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
이하, 실시예에 기초하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
(실시예 1)
도1 에, 본 발명의 제1 실시예를 나타낸다. 도1 을 참조하면, 마이크로파 플라즈마 처리 장치가 나타나 있다. 도시된 마이크로파 플라즈마 처리 장치는 복수의 배기 포트(101)를 통하여 배기되는 처리실(102)을 갖고, 처리실(102) 중에는 피(被)처리 기판(103)을 지지하는 지지대(104)가 배치되어 있다. 처리실(102)을 균일하게 배기하기 위해, 처리실(102)은 지지대(104)의 주위에 링 형상의 공간을 규정하고 있으며, 복수의 배기 포트(101)는 공간에 연이어 통하도록 등간격으로, 즉, 피처리 기판(103)에 대하여 축대칭으로 배열되어 있다. 이 배기 포트(101)의 배열에 의해, 처리실(102)을 배기 포트(101)로부터 균일하게 배기할 수 있다.
처리실(102)의 상부에는, 지지대(104) 상의 피처리 기판(103)에 대응하는 위치에, 처리실(102)의 외벽의 일부로서, 직경이 408㎜, 비(比)유전율이 9.8이며, 그리고 저(低)마이크로파 유전 손실(유전 손실이 1×10-3 이하, 보다 바람직하게는 5×10-4 이하)인 유전체의 알루미나로 이루어지는 샤워 플레이트(105)가, 시일(seal)용의 Ｏ링(106)을 통하여 부착되어 있다. 또한, 처리실(102)을 구성하는 벽면(107)에 있어서, 샤워 플레이트(105)의 측면에 대응하는 위치에, 2개의 시일용의 Ｏ링(108)과 샤워 플레이트(105)의 측면에 의해 둘러싸인 링 형상 공간(109)이 형성되어 있다. 링 형상 공간(109)은 플라즈마 여기용 가스를 도입하는 가스 도입 포트(110)와 연이어 통하고 있다.
한편, 샤워 플레이트(105)의 측면에는 가로 방향으로 직경 1㎜의 다수의 가로 구멍(111)이 샤워 플레이트(105)의 중심 방향을 향하여 뚫려 있다. 동시에, 이 가로 구멍(111)과 연이어 통하도록 다수(230개)의 세로 구멍(112)이 처리실(102)로 연이어 통하여 뚫려 있다.
도2 는, 샤워 플레이트(105)의 상면에서 본 가로 구멍(111)과 세로 구멍(112)의 배치를 나타낸다. 도3 은, 가로 구멍(111)과 세로 구멍(112)의 배치를 나타내는 사시 개략도이다. 또한, 도4 는, 세로 구멍(112)의 상세를 나타낸다. 세로 구멍(112)은, 처리실(102)측에 형성된 직경 10㎜, 깊이 10㎜의 제1 세로 구멍(112a)과, 또한 그 끝(가스 도입측)에 형성된 직경 1㎜의 제2 세로 구멍(112b)으로 이루어지며, 가로 구멍(111)으로 연이어 통하고 있다. 또한, 제1 세로 구 멍(112a)에는, 처리실(102)측에서 보아 알루미나 압출 성형품으로 이루어지는, 복수의 직경 50㎛의 가스방출공(113a)이 뚫린 높이 5㎜의 세라믹스 부재(113)와, 직경 10㎜, 높이 5㎜의 원기둥 형상의, 가스 유통 방향으로 연이어 통하는 기공을 갖는 다공질 세라믹스 소결체(114)가 순서대로 장착되어 있다.
여기에서, 다공질 세라믹스 소결체(114)의 가스 도입측의 제2 세로 구멍(112b)이 본원의 청구항 5에서 말하는 「가스통과공」에 대응한다.
도1 을 참조하여 플라즈마 여기용 가스의 처리실로의 도입 방법을 나타낸다. 가스 도입 포트(110)로부터 도입된 플라즈마 여기용 가스는, 링 형상 공간(109)으로 도입되고, 나아가서는 가로 구멍(111), 세로 구멍(112)을 통하여, 최종적으로는 세로 구멍(112)의 선단 부분에 형성된 가스방출공(113a)으로부터 처리실(102)로 도입된다.
샤워 플레이트(105)의 상면에는, 마이크로파를 방사하기 위한, 슬릿이 다수 뚫린 레이디얼 라인 슬롯 안테나의 슬롯판(115), 마이크로파를 지름 방향으로 전파시키기 위한 지파판(遲波板; 116) 및, 마이크로파를 안테나에 도입하기 위한 동축 도파관(117)이 설치되어 있다. 또한, 지파판(116)은, 슬롯판(115)과 금속판(118)에 의해 끼워져 있다. 금속판(118)에는 냉각용 유로(119)가 형성되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 슬롯판(115)으로부터 방사된 마이크로파에 의해, 샤워 플레이트(105)로부터 공급된 플라즈마 여기용 가스를 전리시킴으로써, 샤워 플레이트(105)의 바로 아래 수㎜의 영역에서 고밀도 플라즈마가 생성된다. 생성된 플라즈마는 확산에 의해 피처리 기판(103)에 도달한다. 샤워 플레이트(105)로부터 는, 플라즈마 여기용 가스의 이외에, 적극적으로 라디칼(radical)을 생성시키는 가스로서, 산소 가스나 암모니아 가스를 도입해도 좋다.
도시된 플라즈마 처리 장치에서는, 처리실(102) 중, 샤워 플레이트(105)와 피처리 기판(103)과의 사이에 알루미늄이나 스테인리스 등의 도체로 이루어지는 하단(下段) 샤워 플레이트(120)가 배치되어 있다. 이 하단 샤워 플레이트(120)는, 프로세스 가스 공급 포트(121)로부터 공급되는 프로세스 가스를 처리실(102) 내의 피처리 기판(103)에 도입하기 위한 복수의 가스 유로(120a)를 구비하고, 프로세스 가스는 가스 유로(120a)의 피처리 기판(103)에 대응하는 면에 형성된 다수의 노즐(120b)에 의해, 하단 샤워 플레이트(120)와 피처리 기판(103)과의 사이의 공간으로 방출된다. 여기에서 프로세스 가스로서는, 플라즈마 화학기상증착 (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) 프로세스의 경우, 실리콘계의 박막 형성을 행하는 경우는 실란 가스나 디실란 가스, 저(低)유전율막을 형성하는 경우는 C5F8 가스가 도입된다. 또한 프로세스 가스로서 유기 금속 가스를 도입한 CVD도 가능하다. 또한, 반응성 이온 에칭(Reactive Ion Etching, RIE) 프로세스의 경우, 실리콘 산화막 에칭의 경우는 C5F8 가스와 산소 가스, 금속막이나 실리콘의 에칭의 경우는 염소 가스나 HBr 가스가 도입된다. 에칭할 때에 이온 에너지가 필요한 경우에는 상기 지지대(104) 내부에 설치된 전극에 RF 전원(122)을 콘덴서를 통하여 접속하여, RF 전력을 인가함으로써 자기(自己) 바이어스 전압을 피처리 기판(103) 상에 발생시킨다. 흘리는 프로세스 가스의 가스 종류는 상기에 한정되는 일 없이, 프로세스에 따라 흘리는 가스, 압력을 설정한다.
하단 샤워 플레이트(120)에는, 인접하는 가스 유로(120a)끼리의 사이에, 하단 샤워 플레이트(120)의 상부에서 마이크로파에 의해 여기된 플라즈마를 피처리 기판(103)과 하단 샤워 플레이트(120)와의 사이의 공간에 확산에 의해 효율 좋게 통과시킬 수 있는 크기의 개구부(120c)가 형성되어 있다.
또한, 고밀도 플라즈마에 쐬여짐으로써 샤워 플레이트(105)로 흘러들어가는 열류(熱流)는, 슬롯판(115), 지파판(116) 및, 금속판(118)을 통하여 냉각용 유로(119)로 흘려지고 있는 물 등의 냉매에 의해 열이 배출된다.
도4 를 참조하면, 본 실시예에 있어서의 알루미나 재료로 이루어지는 원기둥 형상의 세라믹스 부재(113)에 뚫린 복수의 가스방출공(113a)은, 직경 50㎛로 하고 있다. 이 수치는, 1012㎝-3의 고밀도 플라즈마의 시스 두께인 40㎛의 2배보다는 작지만, 1013㎝-3의 고밀도 플라즈마의 시스 두께인 10㎛의 2배보다는 크다.
여기에서, 세라믹스 부재(113)는, 99.95％ 이상의 고순도 Al2O3로 이루어지는 유전 손실이 1×10-3 이하의 재료로 형성했다.
또한, 플라즈마에 접하고 있는 물체 표면에 형성되는 시스의 두께(d)는 다음 식으로 주어진다.
Figure 112008078850594-PCT00001
여기에서, V0은 플라즈마와 물체의 전위차(단위는 V), Te는 전자 온도(단위는 eV)이며, λD는 다음식에서 주어지는 디바이 길이(debye length)이다.
Figure 112008078850594-PCT00002
여기에서, ε0은 진공의 투자율(透磁率), k는 볼츠만 상수(Boltzmann constant), ne는 플라즈마의 전자 밀도이다.
표1 에 나타내는 대로, 플라즈마의 전자 밀도가 상승하면 디바이 길이는 감소하기 때문에, 플라즈마의 역류를 막는다는 관점에서는, 가스방출공(113a)의 공경은 보다 작은 것이 바람직하다고 말할 수 있다.
Figure 112008078850594-PCT00003
또한, 가스방출공(113a)의 길이를 전자가 산란되기까지의 평균 거리인 평균 자유 행정보다 길게 함으로써, 플라즈마의 역류를 극적으로 저감하는 것이 가능해진다. 표2 에, 전자의 평균 자유 행정을 나타낸다. 평균 자유 행정은 압력에 반비례하고, 0.1Torr일 때에 4㎜로 되어 있다. 실제로 가스방출공(113a)의 가스 도입측은 압력이 높기 때문에 평균 자유 행정은 4㎜보다도 짧아지지만, 본 실시예에 있어서는, 50㎛ 지름의 가스방출공(113a)의 길이를 5㎜로 하여, 평균 자유 행정보다도 긴 값으로 하고 있다.
Figure 112008078850594-PCT00004
단, 평균 자유 행정은 어디까지나 평균 거리이기 때문에, 통계적으로 보면 더욱 긴 거리를 산란되지 않고 나아가는 전자가 있다. 따라서, 본 발명의 일 형태에서는, 가스방출공(113a)의 가스 도입측에 가스 유통 방향으로 연이어 통하는 기공을 갖는 다공질 세라믹스 소결체(114)를 설치한다.
기공경의 크기는, 기공의 안으로 플라즈마가 역류하여, 제2 세로 구멍(112b)에서의 이상(異常) 방전을 억제하기 위해, 샤워 플레이트(105) 바로 아래에 형성되는 고밀도 플라즈마의 시스 두께의 2배 이하, 바람직하게는 시스 두께 이하인 것이 바람직하다. 본 실시예에 있어서의 다공질 세라믹스 소결체(114)의 기공, 즉 가스 유통 경로의 애로(narrow path)는 10㎛ 이하로서, 1013㎝-3의 고밀도 플라즈마의 시스 두께인 10㎛와 동일한 정도 이하이다. 이와 같이 함으로써, 1013㎝-3의 고밀도 플라즈마에 대해서도, 본 샤워 플레이트를 이용할 수 있다.
이상의 구성을 갖는 샤워 플레이트(105)에 의해, 세로 구멍(112)의 가스 도입측에 플라즈마가 역류하는 것을 방지할 수 있고, 샤워 플레이트(105) 내부에서의 이상 방전이나 가스의 퇴적의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 플라즈마를 여기하기 위한 마이크로파의 전송 효율이나 수율의 열화를 방지할 수 있게 되었다. 또한, 플라즈마에 접하는 면의 평탄도를 저해하는 일이 없어, 효율이 좋은 플라즈마 여기가 가능해졌다. 덧붙여, 가스방출공(113a)은, 샤워 플레이트(105)와는 별체의 세라믹스 부재(113)에 압출 성형법 등에 의해 형성되기 때문에, 샤워 플레이트에 구멍 가공에 의해 가스방출공을 형성하는 경우에 비하여, 직경이 0.1㎜ 이하의 미세하고 긴 가스방출공을 용이하게 형성할 수 있게 되었다.
또한, 피처리 기판(103)에 균일하게 플라즈마 여기용 가스 공급을 행하고, 또한 하단 샤워 플레이트(120)로부터 노즐(120b)을 통하여 프로세스 가스를 피처리 기판(103)으로 방출하도록 한 결과, 하단 샤워 플레이트(120)에 형성된 노즐(120b)로부터 피처리 기판(103)으로 향하는 프로세스 가스의 흐름이 균일하게 형성되어, 프로세스 가스가 샤워 플레이트(105)의 상부로 되돌아오는 성분이 적어졌다. 결과적으로, 고밀도 플라즈마에 쐬여지는 것에 의한 과잉 해리(解離)에 의한 프로세스 가스 분자의 분해가 감소하고, 그리고 프로세스 가스가 퇴적성 가스여도 샤워 플레이트(105)로의 퇴적에 의한 마이크로파 도입 효율의 열화 등이 일어나기 어려워졌기 때문에, 클리닝 시간의 단축과, 프로세스 안정성과 재현성을 높여 생산성을 향상시킴과 아울러, 고품질의 기판 처리가 가능해졌다.
또한, 제1 세로 구멍(112a) 및 제2 세로 구멍(112b)의 개수, 직경 및, 길이, 세라믹스 부재(113)에 뚫려지는 가스방출공(113a)의 개수, 직경 및, 길이 등은, 본 실시예의 수치에 한정되는 일은 없다.
(실시예 2)
도5 에, 본 발명의 제2 실시예를 나타낸다. 도5 를 참조하면, 마이크로파 플라즈마 처리 장치가 나타나 있다. 제1 실시예와 중복되는 부분은 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
본 실시예에 있어서는, 처리실(102)의 상부에는, 지지대(104) 상의 피처리 기판(103)에 대응하는 위치에, 처리실(102)의 외벽의 일부로서, 비(比)유전율이 9.8이고, 그리고 저(低)마이크로파 유전 손실(유전 손실이 1×10-4 이하)인 유전체의 알루미나로 이루어지며, 다수(230개)의 개구부, 즉 세로 구멍(200)이 형성된 판 형상의 샤워 플레이트(201)가, 시일용의 Ｏ링(106)을 통하여 부착되어 있다. 또한, 처리실(102)에는, 샤워 플레이트(201)의 상면측, 즉, 샤워 플레이트(201)에 대하여 지지대(104)와는 반대측에, 알루미나로 이루어지는 커버 플레이트(202)가, 다른 시일용의 Ｏ링(203)을 통하여 부착되어 있다.
도6 은, 샤워 플레이트(201)와 커버 플레이트(202)의 배치를 나타내는 사시 개략도이다. 도5 및 도6 을 참조하면, 샤워 플레이트(201) 상면과, 커버 플레이트(202)와의 사이에는, 플라즈마 여기용 가스 공급 포트(110)로부터, 샤워 플레이트(201) 내에 뚫린 연이어 통하는 가스공급공(204)을 통하여 공급된 플라즈마 여기용 가스를 충전하는 공간(205)이 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 커버 플레이트(202)에 있어서, 커버 플레이트(202)의 샤워 플레이트(201)측의 면의, 세로 구멍(200) 및 가스공급공(204)에 대응하는 위치에 각각이 이어지듯이 홈이 형성되어, 샤워 플레이트(201)와 커버 플레이트(202)의 사이에 공간(205)이 형성된다. 즉, 세로 구멍(200)은 공간(205)에 연이어 통하도록 배치되어 있다.
도7 에, 세로 구멍(200)의 상세를 나타낸다. 도7 에 있어서 (a)는 단면도, (b)는 저면도(底面圖)이다. 세로 구멍(200)은, 처리실(102)측으로부터, 직경 5㎜, 높이 2㎜의 제1 세로 구멍(200a)과, 직경 10 내지 20㎜, 높이 8 내지 20㎜의 제2 세로 구멍(200b)으로 이루어지며, 제1 세로 구멍(200a)과 제2 세로 구멍(200b)의 일부에는, 알루미나로 이루어지는 6개의 직경 50㎛, 길이 8㎜의 가스방출공(206a)이 형성된 원기둥 형상의 세라믹스 부재(206)가 장착되어 있다. 또한, 세로 구멍(200)의 가스 도입측의 모서리부에는, 마이크로파의 전계가 집중하여 방전이 일어나, 플라즈마 여기용 가스에 착화하여 플라즈마가 자기(自己) 발생하는 것을 방지하기 위해, 모따기 가공(208)이 행해져 있다. 이 모따기 가공은, C모따기, 보다 바람직하게는 R모따기 가공으로 하고, C모따기 후에 그 모서리부를 R모따기 가공할 수도 있다.
이상의 구성을 갖는 샤워 플레이트(201)에 의해, 세로 구멍(200)의 가스 도입측으로 플라즈마가 역류하는 것을 방지할 수 있었고, 게다가 세로 구멍(200)의 가스 도입측 모서리부에서의 플라즈마 여기용 가스가 착화하는 현상도 없어졌다.
도8 에는 세라믹스 부재(206)의 바람직한 이상적인 구조를 나타낸다. 동(同) 도면 (a)는 단면도, (b)는 저면도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 세라믹스 부재(206)에 형성하는 가스방출공(206a)의 공경은 2∼5㎛ 정도, 그 간격은 10∼20㎛ 정도가 바람직하다.
나아가서는, 플라즈마의 역류를 확실하게 막기 위해, 도9 에 나타내는 바와 같이, 도7 과 동일한 치수의 세라믹스 부재(206)의 가스 도입측에, 세라믹스 부재(206)에 형성한 가스방출공(206a)에 접하도록, 가스 유통 방향으로 연이어 통하는 기공을 갖는 다공질 세라믹스 소결체(207)를 형성해도 좋다. 여기에서, 다공질 세라믹스 소결체(207)의 가스 도입측의 제2 세로 구멍(200b)의 공간 부분이 본원의 청구항 5에서 말하는 「가스통과공」에 대응한다.
또한, 본 실시예의 도9 에 나타내는 다공질 세라믹스 소결체(207)로서는, 순도가 99.95％ 이상의 Al2O3 재료이고, 평균 결정 입자경이 1㎛이며, 굽힘 강도가 100MPa이고, 게다가 평균 기공경이 3㎛이며 기공률이 45％이고 두께가 4㎜인 재료를 이용했다.
본 실시예에 있어서도, 제1 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 제1 세로 구멍(200a) 및 제2 세로 구멍(200b)의 개수, 직경 및, 길이, 세라믹스 부재(206)에 뚫려지는 가스방출공(206a)의 개수, 직경 및 길이 등은, 본 실시예의 수치에 한정되는 일은 없다.
(실시예 3)
도10 에, 본 발명의 제3 실시예를 나타낸다. 도10 을 참조하면, 마이크로파 플라즈마 처리 장치가 나타나 있다. 제1 및 제2 실시예와 중복되는 부분은 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다. 본 실시예에 있어서의 샤워 플레이트(301)의 세로 구멍(300)은, 도11 과 같은 구조를 하고 있다. 즉, 플라즈마가 여기되는 처리실(102)측에는, 직경 0.05㎜, 길이 0.5㎜의 가스방출공(300a)이 뚫려 있으며, 가스방출공(300a)의 가스 도입측은 직경 1㎜의 구멍(300b)에 접속되어 있다. 또한, 구멍(300b)의 가스 도입측의 모서리부에는, 마이크로파의 전계 집중을 피하기 위해, 모따기 가공(303)이 행해져 있다. 그리고, 직경 1㎜의 구멍(300b)의 저부(底部)에, 높이 5㎜의 원기둥 형상의, 가스 유통 방향으로 연이어 통하는 기공을 갖는 다공질 세라믹스 소결체(302)가 장착되어 있다. 본 실시예에 있어서 가스방출공(300a)은, 알루미나로 이루어지는 샤워 플레이트에 직접 뚫기 때문에, 길이 1㎜ 이상으로 하는 것이 곤란하며, 전자의 평균 자유 행정보다도 짧기 때문에, 전자가 역류하여, 결과적으로 공간(205) 및 세로 구멍(300)에서 플라즈마가 착화됨과 아울러 착화 현상이 계속 유지되는 경우가 있다. 이것을 막기 위해, 가스방출공(300a)의 가스 도입측에 제2 실시예에 이용한 것과 동일한 재료 특성의 다공질 세라믹스 소결체(302)를 형성하고 있다.
본 실시예에 있어서도, 제1 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 세로 구멍(300), 가스방출공(300a) 및, 구멍(300b)의 개수, 직경 및, 길이 등은, 본 실시예의 수치에 한정되는 일은 없다.
(실시예 4)
도12 에, 본 발명의 제4 실시예를 나타낸다. 도12 를 참조하면, 마이크로파 플라즈마 처리 장치가 나타나 있다. 제1 내지 제3 실시예와 중복되는 부분은 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다.
샤워 플레이트(400)의 측면에는 가로 방향으로 직경 1㎜의 다수의 가로 구멍(401)이 샤워 플레이트(400)의 중심 방향을 향하여 뚫려 있다. 동시에, 이 가로 구멍(401)과 연이어 통하도록 다수(230개)의 세로 구멍(402)이 처리실(102)로 연이어 통하여 뚫려 있다.
도13 은, 샤워 플레이트(400)의 상면에서 본 가로 구멍(401)과 세로 구멍(402)의 배치를 나타낸다. 도14 는, 가로 구멍(401)과 세로 구멍(402)의 배치를 나타내는 사시 개략도이다. 또한, 도15 는, 세로 구멍(402)의 상세를 나타낸다. 세로 구멍(402)의 길이는 8∼21㎜ 정도, 직경은 3㎜ 이하(바람직하게는 1㎜ 이하)이며, 그 선단부에, 높이 2∼6㎜ 정도의 원기둥 형상이고 가스 유통 방향으로 연이어 통하는 기공을 갖는 다공질 세라믹스 소결체(403)가 장착되어 있다. 다공질 세라믹스 소결체는 알루미나계 재료로 이루어지며, 연이어 통하는 기공에 의해 형성된 가스 유통 경로에 있어서의 애로의 기공경이 10㎛ 이하, 유전 손실이 1×10-3 이하, 평균 결정 입자경이 10㎛ 이하, 기공률이 20∼75％, 평균 기공경이 10㎛ 이하, 최대 기공경이 75㎛ 이하, 굽힘 강도가 30MPa 이상인 것을 이용한다.
이 다공질 세라믹스 소결체(403)를 장착한 샤워 플레이트(400)의 제조예를 이하에 나타낸다.
(제조예 1)
평균 분말 입자경이 0.6㎛이고 순도가 99.99％인 Al2O3 분말에 3 질량％의 왁스를 배합하여 얻은 평균 입자경 70㎛의 분무 조립(造粒) 분체(粉體)를 프레스 성형한 후, 외경, 두께, 가로 구멍 및, 세로 구멍 등을 소정 치수로 성형 가공한 그린체를 소결하여 상대 밀도가 98％인 샤워 플레이트용 소결 소재를 얻었다.
한편, 다공질 세라믹스 소결체에 대해서는, 상기 분무 조립 분체를 분체의 상태에서 800℃에서 소성하여 가소결 분체를 얻은 후, 상기 샤워 플레이트용의 Al2O3 분말을 3 질량％ 첨가 혼합해 프레스 성형하여 얻은 그린체(green body)를 소결함으로써, 연이어 통하는 기공에 의해 형성된 가스 유통 경로에 있어서의 애로의 기공경이 2㎛, 유전 손실이 2.5×10-4, 평균 결정 입자경이 1.5㎛, 최대 결정 입자경이 3㎛, 기공률이 40％, 평균 기공경이 3㎛, 최대 기공경이 5㎛, 굽힘 강도가 300MPa의 다공질 세라믹스 소결체용 재료를 얻었다.
상기 샤워 플레이트용 소결 소재의 세로 구멍의 내경을 3.0±0.001㎜가 되도록 마무리 가공하고, 상기 다공질 세라믹스 소결체용 재료의 두께를 6㎜가 되도록 가공함과 아울러 외경 치수를 3.0∼3.0-0.003㎜로 마무리 가공한 후, 초음파 세정을 행하여, 도15 에 나타내는 바와 같이 세로 구멍(402)에 다공질 세라믹스 소결체(403)를 눌러 끼워맞춤에 의해 끼워맞췄다. 또한, 끼워맞춤 간극이 너무 작아서 눌러 끼워맞춤이 곤란한 경우는, 샤워 플레이트를 50∼100℃ 정도로 가열해 두면 눌러 끼워맞춤이 용이해진다.
(제조예 2)
상기 제조예 1에서 얻은 것과 동일한 분무 조립 분체를 78∼147MPa의 각종 압력으로 프레스 성형한 후, 외경, 두께, 가로 구멍 및, 세로 구멍 등을 소정 치수로 성형 가공한 샤워 플레이트용 그린체를 준비했다.
한편, 다공질 세라믹스 소결체용 재료로서는, 상기 제조예 1과 동일한 그린체를 얻어, 이것을 소정 형상으로 가공한 분말 성형체와, 이것을 450℃에서 소성한 탈지체와, 추가로 600℃에서 소성한 가소결체를 준비했다.
또한, 상기 샤워 플레이트용 그린체는, 프레스 성형 압력에 따라 소결 수축률이 다르며, 덧붙여 말하면 78MPa의 경우는 소결 수축률이 19％이고, 147MPa의 경우는 16.2％이다. 또한, 다공질 세라믹스 소결체용 재료는, 기공률이나 기공경을 설정 변경할 때마다 소결 수축률이 변화하고, 또한 프레스 성형 압력에 의해서도 소결 수축률이 변화하기 때문에, 다공질 세라믹스 소결체의 특성 설정을 할 때마다 미리 소결 수축률을 조사해 둔다.
전술한 샤워 플레이트용 그린체의 소결 수축률과 동등 내지 근소하게 작은 소결 수축률을 갖는 다공질 세라믹스 소결체의 분말 성형체, 탈지체 또는 가(假)소결체를 세로 구멍에 장착한 후, 동시에 소결했다. 이에 따라, 상호 간에 소결 결합력이 생기기 때문에 강고한 장착 고정이 확보된다.
(제조예 3)
상기 제조예 1 및 제조예 2와 동일한 샤워 플레이트용 그린체를 450℃에서 소성하여 탈지체를 얻었다. 또한, 이 탈지체의 소결 수축률은 그린체의 수축률과 동일하다.
또한, 샤워 플레이트용 그린체를 600∼1000℃에서 소성(가소결)하여 가소결체를 얻었다. 가소결체의 경우는, 가소결 단계에서 약간의 소결 수축이 발생하기 때문에, 가소결체를 본(本)소결 할 때의 잔여의 소결 수축률은 가소결 온도가 높아질수록 작아진다.
한편, 상기 제조예 1 및 제조예 2와 동일한 제법으로 얻은 다공질 세라믹스 소결체용 재료는, 분무 조립 분체를 가소결한 분체를 사용하고 있기 때문에, 샤워 플레이트용 그린체보다 소결 수축률이 약간 작고, 샤워 플레이트용 그린체의 가소결체와 소결 수축률이 근사하여, 소결 수축률이 동등한 샤워 플레이트용 재료와 다공질 세라믹스 소결체용 재료를 선정하는 데에는 매우 알맞다.
이 제조예에서도 상기 제조예 2와 동일하게, 샤워 플레이트용 재료와, 그 세로 구멍에 장착한 다공질 세라믹스 소결체용 재료를 동시에 소결함으로써, 상호 간에 소결 결합력이 생기기 때문에 강고한 장착 고정이 확보된다.
또한 추가로, 제조예 2에서 준비한 샤워 플레이트용 그린체의 소결 수축률로부터 세로 구멍의 소결 후의 치수를 산출해 두고, 다공질 세라믹스 재료의 그린체, 탈지체, 가소결체의 소결 후의 치수 및 소결체의 치수가, 상기 세로 구멍의 소결 후의 산출 치수보다도 약간(1∼50㎛ 정도) 큰 다공질 세라믹스 재료를, 상기 그린체의 세로 구멍에 세트하여 동시 소결함으로써, 상호 간에 소결 결합력이 생겨, 연속한 결정 조직을 갖는 강고한 장착 고정을 달성할 수 있다.
또한, 샤워 플레이트의 세로 구멍에 장착하는 세라믹스 부재(113, 206, 404)도, 상기 제조예 1∼3에서 설명한 방법과 동일한 방법에 의해, 샤워 플레이트와 동시 소결하여 소정의 위치에 장착할 수 있다.
전술한 바와 같이, 플라즈마의 전자 밀도가 상승하면 디바이 길이는 감소하기 때문에, 플라즈마의 역류를 막는다는 관점에서, 다공질 세라믹스 소결체(403)의 공경은 보다 작은 것이 바람직하다고 할 수 있다. 구체적으로, 평균 기공경의 크기는, 플라즈마의 시스 두께의 2배 이하, 바람직하게는 시스 두께 이하인 것이 바람직하다. 또한, 다공질 세라믹스 소결체(403)의 기공, 즉 가스 유통 경로의 애로는 10㎛ 이하로서, 1013㎝-3의 고밀도 플라즈마의 시스 두께인 10㎛와 동일한 정도 이하이다. 이와 같이 함으로써, 1013㎝-3의 고밀도 플라즈마에 대해서도, 본 샤워 플레이트를 이용할 수 있다.
이상의 구성을 갖는 샤워 플레이트(400)를 사용함으로써, 그 세로 구멍(402)의 가스 도입측에 플라즈마가 역류하는 것을 방지할 수 있고, 샤워 플레이트(400) 내부에서의 이상 방전이나 가스의 퇴적의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 플라즈마를 여기하기 위한 마이크로파의 전송 효율이나 수율의 열화를 방지할 수 있게 되었다.
여기에서, 적어도, 단일 세로 구멍에 장착한 다공질 가스 유통체로부터 방출되는 플라즈마 여기용 가스가, 국부적인 고르지 못함이 없이 전면(全面)으로부터, 될 수 있는 한 균일한 유속, 유량으로 되도록 하기 위해, 기공경 및 통기율이 작은 범위 내의 다공질 가스 유통체를 이용하는 경우는, 방출되는 플라즈마 여기용 가스의 유량을 확보하기 위해, 다공질 가스 유통체의 두께를 2∼3㎜ 정도로 얇게 하는 경우가 있다. 이러한 얇은 다공질 가스 유통체를 이용하는 경우나, 평균 기공경과 애로의 기공경이 큰 다공질 가스 유통체를 이용하는 경우에, 플라즈마의 역류를 보다 확실하게 방지하기 위해, 도16(a) 에 나타내는 바와 같이, 복수의 가스유통공(404a)이 뚫린 세라믹스 부재(404)를, 다공질 세라믹스 소결체(403)의 가스 도입측에 접하도록 형성해도 좋다. 세라믹스 부재(404)는, 99.95％ 이상의 고순도 알루미나(유전 손실이 1×10-3 이하)의 압출 성형품이며, 가스유통공(404a)의 공경은 직경 50㎛로 하고 있다. 이 수치는, 1012㎝-3의 고밀도 플라즈마의 시스 두께인 40㎛의 2배도다는 작지만, 1013㎝-3의 고밀도 플라즈마의 시스 두께인 10㎛의 2배보다는 크다. 또한, 가스유통공(404a)의 길이는 5㎜로 하고 있다.
이 가스유통공(404a)의 길이는, 전자가 산란되기까지의 평균 거리인 평균 자유 행정보다 길게 하는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 평균 자유 행정은 압력에 반비례하고, 0.1Torr일 때에 4㎜가 된다. 실제로는 가스유통공(404a)의 가스 도입측은 압력이 높기 때문에 평균 자유 행정은 4㎜보다도 짧아지지만, 본 실시예에 있어서는, 가스유통공(404a)의 길이를 5㎜로 하여, 평균 자유 행정보다도 긴 값으로 하고 있다.
또한, 도16(b) 에 나타내는 바와 같이, 상기 세라믹스 부재(404) 대신에 다공질 세라믹스 소결체(403)의 가스 도입측에, 다른 다공질 세라믹스 소결체(403a)를 형성함으로써 플라즈마의 역류를 확실하게 방지할 수도 있다. 이 경우, 플라즈마 여기용 가스의 압력 손실을 작게 하기 위해, 가스 도입측의 다공질 세라믹스 소결체(403a)로서는, 가스 방출측의 다공질 세라믹스 소결체(403)보다도 기공률 및 기공경이 큰 것을 사용한다(예를 들면 평균 기공경: 10∼30㎛, 기공률: 50∼75％).
도17 은, 다공질 세라믹스 소결체(403)의 다른 장착예를 나타낸다.
도17(a) 의 예는, 제1 세로 구멍(402a)의 선단에 대경(大徑)의 제2 세로 구멍(402b)을 형성하고, 그 제2 세로 구멍(402b)을 다공질 세라믹스 소결체(403)의 장착부로 하여, 거기에 다공질 세라믹스 소결체(403)를 장착한 것이다. 또한, 도17(a) 의 예에서는, 다공질 세라믹스 소결체(403)의 가스 도입측에 도16(a) 에서 설명한 것과 동일한 가스유통공(404a)이 뚫린 세라믹스 부재(404)를 형성하고 있다. 이에 따라, 플라즈마의 역류를 보다 확실하게 방지할 수도 있다. 또한, 세라믹스 부재(404)를 대신하여, 도16(b) 의 예와 동일하게, 다공질 세라믹스 소결체(403)의 가스 도입측에 다른 다공질 세라믹스 소결체를 형성해도 좋다.
도17(b) 의 예는, 제2 세로 구멍(402b)에 장착하는 다공질 세라믹스 소결체(403)의 형상을, 그 상면 및 하면이 처리실(102)을 향하여 모두 오목 곡면 형상으로 만곡한 형상으로 한 것이다. 또한, 도17(c) 의 예는, 제1 세로 구멍(402a)의 선단에 형성한 대경의 제2 세로 구멍(402b)에 장착하는 다공질 세라믹스 소결체(403)의 형상을, 그 상면 및 하면이 처리실(102)을 향하여 모두 볼록 곡면 형상으로 만곡한 형상으로 한 것이다. 여기에서, 다공질 세라믹스 소결체(403)는, 그 하단(下端)이 샤워 플레이트(400)의 하면으로부터 돌출하지 않도록 장착되어 있다. 도17(b) 및 도17(c) 와 같이 만곡한 형상의 다공질 세라믹스 소결체(403)를 사용함으로써, 샤워 플레이트(400)의 사용시의 열팽창·수축에 의한 응력을 변형(휨)에 의해 흡수할 수 있어, 다공질 세라믹스 소결체(403) 및 그것을 장착한 샤워 플레이트(400)의 균열 등을 방지할 수 있다. 또한, 도17(c) 와 같이, 처리실(102)을 향하여 볼록 곡면 형상으로 한 경우에는, 플라즈마 여기용 가스를 보다 광범위하게 방출할 수 있기 때문에, 보다 균일한 플라즈마를 생성하는 것이 가능해진다. 또한, 도17(b) 및 도17(c) 의 예에 있어서도, 다공질 세라믹스 소결체(403)의 가스 도입측에, 복수의 가스유통공이 뚫린 세라믹스 부재 또는 다른 다공질 세라믹스 소결체를 형성해도 좋다.
이상의 실시예에 있어서, 세로 구멍(402)의 개수, 직경 및 길이 등은, 본 실시예의 수치에 한정되는 일은 없다.
(실시예 5)
도18 에, 본 발명의 제5 실시예를 나타낸다. 도18 을 참조하면, 마이크로파 플라즈마 처리 장치가 나타나 있다. 제1 내지 제4 실시예와 중복되는 부분은 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
본 실시예에 있어서, 처리실(102)의 상부에는, 지지대(104) 상의 피처리 기판(103)에 대응하는 위치에, 처리실(102)의 외벽의 일부로서, 비(比)유전률이 9.8이고, 그리고 저(低)마이크로파 유전 손실(유전 손실이 1×10-4 이하)인 유전체의 알루미나로 이루어지며, 다수(230개)의 개구부, 즉 세로 구멍(500)이 형성된 판 형상의 샤워 플레이트(501)가, 시일용의 Ｏ링(106)을 통하여 부착되어 있다. 또한, 처리실(102)에는, 샤워 플레이트(501)의 상면측, 즉, 샤워 플레이트(501)에 대하여 지지대(104)와는 반대측에, 알루미나로 이루어지는 커버 플레이트(202)가, 다른 시일용의 Ｏ링(203)을 통하여 부착되어 있다.
도19 는, 샤워 플레이트(501)와 커버 플레이트(202)의 배치를 나타내는 사시 개략도이다. 도18 및 도19 를 참조하면, 샤워 플레이트(501) 상면과, 커버 플레이트(202)와의 사이에는, 플라즈마 여기용 가스 공급 포트(110)로부터, 샤워 플레이트(501) 내로 뚫린 연이어 통하는 가스공급공(204)을 통하여 공급된 플라즈마 여기용 가스를 충전하는 공간(205)이 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 커버 플레이트(202)에 있어서, 커버 플레이트(202)의 샤워 플레이트(501)측의 면의, 세로 구멍(500) 및 가스공급공(204)에 대응하는 위치에 각각이 이어지도록 홈이 형성되어, 샤워 플레이트(501)와 커버 플레이트(202)의 사이에 공간(205)이 형성된다. 즉, 세로 구멍(500)은 공간(205)에 연이어 통하도록 배치되어 있다.
도20 은, 세로 구멍(500)의 상세를 나타낸다. 세로 구멍(500)은, 처리실(102)측으로부터, 직경 8㎜, 높이 3㎜의 제1 세로 구멍(500a)과, 직경 10㎜, 높이 7㎜의 제2 세로 구멍(500b)으로 이루어지며, 제1 세로 구멍(500a)과 제2 세로 구멍(500b)의 전체에, 가스 유통 방향으로 연이어 통하는 기공을 갖는 다공질 세라믹스 소결체(502)가 끼워맞춤에 의해 장착되어 있다. 다공질 세라믹스 소결체(502)는, 그 상면 및 하면을 제외한 외주가 치밀질 세라믹스층(502a)으로 형성되어 있으며, 내부가 다공질부(502b)로 되어 있다. 다공질부(502b)의 구성은, 제4 실시예의 다공질 세라믹스 소결체(403)와 동일하다. 치밀질 세라믹스층(502a)은, 샤워 플레이트(501)와 동등한 특성을 갖고 있으며, 구체적으로는, 유전 손실이 1×10-3 이하, Al2O3 순도가 99.95％ 이상이고 상대 밀도가 98％ 이상의 재료로 형성했다.
이러한 외주에 치밀질 세라믹스층(502a)을 갖는 다공질 세라믹스 소결체(502)는, 예를 들면 이하의 방법에 의해 제조할 수 있다.
즉, 다공질 가스 유통체용으로 조정한 분말을 원통 형상 고무틀에 충전하여 냉간 정수압 프레스(CIP: Cold Isostatic Press) 성형한 후, 외주를 가공한 원기둥 형상의 성형체를, 상기 고무틀보다도 한 사이즈 큰 원통 형상 고무틀의 중심에 세트하고, 그 외측에 치밀질 세라믹스용의 조정 분말을 충전하여, 재차 CIP 성형하여 얻은 성형체를 소정 온도에서 소결함으로써, 2중 구조의 다공질 가스 유통체를 얻을 수 있다. 또한, 중심부의 다공질 재료부와 외주의 치밀질 재료부의 소결 수축이 동일하게 되도록, 각각의 CIP 성형 조건을 설정하는 것이 중요하다.
본 실시예에 있어서도, 제4 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 제1 세로 구멍(500a) 및 제2 세로 구멍(500b)의 개수, 직경 및, 길이 등은, 본 실시예의 수치에 한정되는 일은 없다.
본 발명의 샤워 플레이트는, 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 이외에, 평행 평판형 고주파 여기 플라즈마 처리 장치, 유도 결합형 플라즈마 처리 장치 등, 각종의 플라즈마 처리 장치에 이용 가능하다.

Claims (26)

  1. 플라즈마 처리 장치에 배치되어, 상기 플라즈마 처리 장치 내에 플라즈마를 발생시키기 위해 플라즈마 여기(excitation)용 가스를 방출하는 샤워 플레이트에 있어서, 플라즈마 여기용 가스의 방출 경로가 되는 세로 구멍에, 가스 유통 방향으로 연이어 통하는(communicating) 기공을 갖는 다공질 가스 유통체를 장착하고, 상기 다공질 가스 유통체의 연이어 통하는 기공에 의해 형성된 가스 유통 경로에 있어서의 애로(narrow path)인 기공경(pore diameter)이 10㎛ 이하인 샤워 플레이트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다공질 가스 유통체가 알루미나계 재료로 이루어지며, 유전 손실(dielectric loss)이 1×10-3 이하, 평균 결정 입자경이 10㎛ 이하, 기공률이 20∼75％의 범위, 평균 기공경이 10㎛ 이하, 최대 기공경이 75㎛ 이하, 굽힘 강도가 30MPa 이상인 샤워 플레이트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 세로 구멍의 가스 방출측에 가스방출공이 형성되어 있으며, 상기 다공질 가스 유통체가 상기 가스방출공의 가스 도입측에 배치되어 있는 샤워 플레이트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가스방출공의 공경이 샤워 플레이트의 바로 아래에 형성되는 플라즈마의 시스(sheath) 두께의 2배 이하인 샤워 플레이트.
  5. 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다공질 가스 유통체의 가스 도입측에, 상기 가스방출공보다도 공경이 큰 가스통과공을 연속하여 형성한 샤워 플레이트.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 가스방출공이 뚫린 세라믹스 부재를 샤워 플레이트에 뚫은 세로 구멍에 장착하여 이루어지는 샤워 플레이트.
  7. 플라즈마 처리 장치에 배치되어, 상기 플라즈마 처리 장치 내에 플라즈마를 발생시키기 위해 플라즈마 여기용 가스를 방출하는 복수의 가스방출공을 구비한 샤워 플레이트에 있어서, 가스방출공의 길이가 상기 플라즈마 처리 장치 내에 있어서의 전자(電子)의 평균 자유 행정보다도 긴 샤워 플레이트.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    가스방출공이 샤워 플레이트에 뚫은 세로 구멍의 가스 방출측에 형성되어 있으며, 상기 세로 구멍의 가스 도입측의 모서리부에 모따기 가공을 행한 샤워 플레 이트.
  9. 플라즈마 처리 장치용의 샤워 플레이트로서, 복수의 세로 구멍을 구비하고, 각 세로 구멍의 가스 방출측은 복수의 가스방출공을 형성한 부재로 막히고, 각 가스방출공의 길이가 상기 플라즈마 처리 장치 내의 전자의 평균 자유 행정보다도 긴 샤워 플레이트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 세로 구멍의 상기 가스 방출측은 가스 도입측보다도 좁고, 상기 부재는 상기 좁은 부분에 형성됨과 아울러 가스 도입측에도 연재(extend)하고 있는 샤워 플레이트.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 부재는 세라믹스의 압출 성형품인 샤워 플레이트.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 가스방출공에 접하도록 상기 세로 구멍의 가스 도입측에, 가스 유통 방향으로 연이어 통하는 기공을 갖는 다공질 가스 유통체를 배치한 샤워 플레이트.
  13. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스방출공의 공경이 샤워 플레이트의 바로 아래에 형성되는 플라즈마의 시스 두께의 2배 이하인 샤워 플레이트.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 다공질 가스 유통체의 기공의 공경이 샤워 플레이트의 바로 아래에 형성되는 플라즈마의 시스 두께 이하인 샤워 플레이트.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 다공질 가스 유통체가, 상기 세로 구멍의 적어도 선단부에, 끼워맞춤 또는 소결(sintering) 결합함으로써 장착되어 있는 샤워 플레이트.
  16. 제15항에 있어서,
    다공질 가스 유통체의 상면 및 하면이, 상기 플라즈마 처리 장치 내를 향하여, 모두 볼록 곡면 형상 또는 오목 곡면 형상으로 만곡하고 있는 샤워 플레이트.
  17. 제15항에 있어서,
    다공질 가스 유통체의 상면 및 하면을 제외한 외주(outer circumference)가, 치밀질(high dense) 세라믹스층으로 형성되어 있는 샤워 플레이트.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    다공질 가스 유통체의 가스 도입측의 세로 구멍에, 가스유통공을 뚫은 세라믹스 부재 또는 상기 다공질 가스 유통체보다도 기공률이 큰 다른 다공질 가스 유통체를 장착한 샤워 플레이트.
  19. 제1항에 기재된 샤워 플레이트를 제조하는 샤워 플레이트의 제조 방법에 있어서, 샤워 플레이트의 세로 구멍의 내(內)치수에 대하여 0∼-0.002㎜의 외(外)치수를 갖는 다공질 가스 유통체를 끼워맞춤에 의해 장착하는 샤워 플레이트의 제조 방법.
  20. 제1항에 기재된 샤워 플레이트를 제조하는 샤워 플레이트의 제조 방법에 있어서, 다공질 가스 유통체의 원료 분말을 성형하여 소정 형상으로 가공한 분말 성형체, 그 탈지체 또는 가(假)소결체를, 샤워 플레이트의 원료 분말을 성형하여 세로 구멍을 가공 형성한 그린체(green body)의 세로 구멍에 장착 후, 상기 그린체와 동시에 소결하는 샤워 플레이트의 제조 방법.
  21. 제1항에 기재된 샤워 플레이트를 제조하는 샤워 플레이트의 제조 방법에 있어서, 다공질 가스 유통체의 원료 분말을 성형하여 소정 형상으로 가공한 분말 성형체, 그 탈지체 또는 가소결체를, 샤워 플레이트의 원료 분말을 성형하여 세로 구멍을 가공 형성한 그린체의 탈지체의 세로 구멍에 장착 후, 상기 그린체의 탈지체 와 동시에 소결하는 샤워 플레이트의 제조 방법.
  22. 제1항에 기재된 샤워 플레이트를 제조하는 샤워 플레이트의 제조 방법에 있어서, 다공질 가스 유통체의 원료 분말을 성형하여 소정 형상으로 가공한 분말 성형체, 그 탈지체 또는 가소결체를, 샤워 플레이트의 원료 분말을 성형하여 세로 구멍을 가공 형성한 그린체의 가소결체의 세로 구멍에 장착 후, 상기 그린체의 가소결체와 동시에 소결하는 샤워 플레이트의 제조 방법.
  23. 원료 분말을 성형하여 세로 구멍을 가공 형성한 샤워 플레이트의 그린체, 탈지체 또는 가소결체의 상기 세로 구멍에, 복수의 가스방출공 또는 가스유통공을 갖는 세라믹스 부재의 그린체, 탈지체, 가소결체 또는, 소결체를 장입(裝入) 후, 동시에 소결하는 샤워 플레이트의 제조 방법.
  24. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 샤워 플레이트를 배치한 플라즈마 처리 장치.
  25. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 샤워 플레이트를 이용하여 플라즈마 여기용 가스를 플라즈마 처리 장치 내에 공급하고, 공급된 플라즈마 여기용 가스를 마이크로파로 여기하여 플라즈마를 발생시키고, 상기 플라즈마를 이용하여 산화, 질화, 산질화, CVD, 에칭, 또는 플라즈마 조사를 기판에 대하여 행하는 플라 즈마 처리 방법.
  26. 제25항에 기재된 플라즈마 처리 방법에 의해 기판을 처리하는 공정을 포함하는 전자 장치의 제조 방법.
KR1020087027932A 2006-06-13 2007-06-13 샤워 플레이트 및 그 제조 방법, 그리고 그 샤워 플레이트를 이용한 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법 및, 전자 장치의 제조 방법 KR101130111B1 (ko)

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Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080254220A1 (en) * 2006-01-20 2008-10-16 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JP2008047869A (ja) * 2006-06-13 2008-02-28 Hokuriku Seikei Kogyo Kk シャワープレート及びその製造方法、並びにそのシャワープレートを用いたプラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び電子装置の製造方法
JP5004271B2 (ja) * 2006-09-29 2012-08-22 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ処理装置、誘電体窓の製造方法およびマイクロ波プラズマ処理方法
JP5010234B2 (ja) 2006-10-23 2012-08-29 北陸成型工業株式会社 ガス放出孔部材を一体焼結したシャワープレートおよびその製造方法
US9157152B2 (en) * 2007-03-29 2015-10-13 Tokyo Electron Limited Vapor deposition system
US8673080B2 (en) 2007-10-16 2014-03-18 Novellus Systems, Inc. Temperature controlled showerhead
JP4590597B2 (ja) * 2008-03-12 2010-12-01 国立大学法人東北大学 シャワープレートの製造方法
DE102008024486B4 (de) * 2008-05-21 2011-12-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Plasmastempel, Plasmabehandlungsvorrichtung, Verfahren zur Plasmabehandlung und Herstellungsverfahren für einen Plasmastempel
CN102177274B (zh) * 2008-10-08 2014-08-06 Abcd技术有限公司 汽相沉积系统
TWI414628B (zh) * 2009-01-09 2013-11-11 Ulvac Inc 電漿處理裝置及電漿ｃｖｄ成膜方法
JP5674328B2 (ja) 2010-03-16 2015-02-25 東京エレクトロン株式会社 電極及びプラズマ処理装置
US8223592B2 (en) * 2010-06-11 2012-07-17 Graber Curtis E Omni-directional acoustic radiator with radial waveguides for submersible multi-transducer array
US10658161B2 (en) * 2010-10-15 2020-05-19 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for reducing particle defects in plasma etch chambers
US20140010708A1 (en) * 2010-11-09 2014-01-09 Makoto Miyamoto Plasma generator, and plasma generating method
KR101937115B1 (ko) 2011-03-04 2019-01-09 노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드 하이브리드 세라믹 샤워헤드
US9111731B2 (en) * 2011-11-29 2015-08-18 Lam Research Corporation Gas feed insert in a plasma processing chamber and methods therefor
TWI497589B (zh) * 2012-12-17 2015-08-21 Global Material Science Co Ltd 乾蝕刻反應室腔體之上電極及其製造方法
US9536710B2 (en) * 2013-02-25 2017-01-03 Applied Materials, Inc. Tunable gas delivery assembly with internal diffuser and angular injection
JP2015211099A (ja) * 2014-04-25 2015-11-24 京セラ株式会社 真空チャック部材および真空チャック部材の製造方法。
US10741365B2 (en) * 2014-05-05 2020-08-11 Lam Research Corporation Low volume showerhead with porous baffle
US10378107B2 (en) 2015-05-22 2019-08-13 Lam Research Corporation Low volume showerhead with faceplate holes for improved flow uniformity
US10023959B2 (en) 2015-05-26 2018-07-17 Lam Research Corporation Anti-transient showerhead
WO2017062087A1 (en) 2015-10-08 2017-04-13 Applied Materials, Inc. Showerhead with reduced backside plasma ignition
US11694911B2 (en) * 2016-12-20 2023-07-04 Lam Research Corporation Systems and methods for metastable activated radical selective strip and etch using dual plenum showerhead
US10755900B2 (en) * 2017-05-10 2020-08-25 Applied Materials, Inc. Multi-layer plasma erosion protection for chamber components
US10953416B2 (en) * 2018-02-13 2021-03-23 Yung-Chieh Tan Liquid saving device
CN110307539A (zh) * 2018-03-20 2019-10-08 河南神玖复合材料有限公司 防气体涡流燃烧装置
US10903096B2 (en) * 2018-04-06 2021-01-26 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. System and apparatus for process chamber window cooling
US11189502B2 (en) * 2018-04-08 2021-11-30 Applied Materials, Inc. Showerhead with interlaced gas feed and removal and methods of use
JP7224175B2 (ja) * 2018-12-26 2023-02-17 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及び方法
CN109939618A (zh) * 2019-03-26 2019-06-28 沈阳拓荆科技有限公司 喷淋结构及化学源供给系统
US11881384B2 (en) * 2019-09-27 2024-01-23 Applied Materials, Inc. Monolithic modular microwave source with integrated process gas distribution
KR20210041354A (ko) 2019-10-07 2021-04-15 삼성전자주식회사 가스 공급 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
WO2024064319A1 (en) * 2022-09-23 2024-03-28 Lam Research Corporation Gas distribution port insert and apparatus including the same

Family Cites Families (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3594011A (en) * 1968-08-04 1971-07-20 Federal Mogul Corp Composite wear-resistant articles such as face seals
JPS5671575A (en) * 1979-11-13 1981-06-15 Toyoda Mach Works Ltd Production of side plate
CH640571A5 (fr) * 1981-03-06 1984-01-13 Battelle Memorial Institute Procede et dispositif pour deposer sur un substrat une couche de matiere minerale.
SU954106A1 (ru) * 1981-04-21 1982-08-30 Московский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.С.Орджоникидзе Пневматическа форсунка
EP0440093B1 (en) * 1990-01-26 1994-12-14 Isuzu Motors Limited Cast product having ceramics as insert and method of making same
US5962085A (en) * 1991-02-25 1999-10-05 Symetrix Corporation Misted precursor deposition apparatus and method with improved mist and mist flow
US5439524A (en) * 1993-04-05 1995-08-08 Vlsi Technology, Inc. Plasma processing apparatus
AU3708495A (en) * 1994-08-01 1996-03-04 Franz Hehmann Selected processing for non-equilibrium light alloys and products
JPH0963793A (ja) 1995-08-25 1997-03-07 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
US5595602A (en) * 1995-08-14 1997-01-21 Motorola, Inc. Diffuser for uniform gas distribution in semiconductor processing and method for using the same
US6391690B2 (en) * 1995-12-14 2002-05-21 Seiko Epson Corporation Thin film semiconductor device and method for producing the same
US6108189A (en) * 1996-04-26 2000-08-22 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having improved gas conduits
US5996528A (en) * 1996-07-02 1999-12-07 Novellus Systems, Inc. Method and apparatus for flowing gases into a manifold at high potential
US20020011215A1 (en) * 1997-12-12 2002-01-31 Goushu Tei Plasma treatment apparatus and method of manufacturing optical parts using the same
JPH11274087A (ja) * 1998-03-25 1999-10-08 Toshiba Corp シャワープレート
US6182603B1 (en) * 1998-07-13 2001-02-06 Applied Komatsu Technology, Inc. Surface-treated shower head for use in a substrate processing chamber
JP3595853B2 (ja) * 1999-03-18 2004-12-02 日本エー・エス・エム株式会社 プラズマｃｖｄ成膜装置
JP3384795B2 (ja) * 1999-05-26 2003-03-10 忠弘 大見 プラズマプロセス装置
US6500299B1 (en) * 1999-07-22 2002-12-31 Applied Materials Inc. Chamber having improved gas feed-through and method
GB9917510D0 (en) * 1999-07-27 1999-09-29 Federal Mogul Sintered Prod Sintered steel material
JP4222707B2 (ja) * 2000-03-24 2009-02-12 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及び方法、ガス供給リング及び誘電体
US6502530B1 (en) * 2000-04-26 2003-01-07 Unaxis Balzers Aktiengesellschaft Design of gas injection for the electrode in a capacitively coupled RF plasma reactor
US6890861B1 (en) * 2000-06-30 2005-05-10 Lam Research Corporation Semiconductor processing equipment having improved particle performance
US6905079B2 (en) * 2000-09-08 2005-06-14 Tokyo Electron Limited Shower head structure and cleaning method thereof
US6797639B2 (en) * 2000-11-01 2004-09-28 Applied Materials Inc. Dielectric etch chamber with expanded process window
WO2002049984A1 (fr) * 2000-12-20 2002-06-27 Murata Manufacturing Co.,Ltd. Ceramique transparente, procede de production de celle-ci et element optique
US6581275B2 (en) * 2001-01-22 2003-06-24 Applied Materials Inc. Fabricating an electrostatic chuck having plasma resistant gas conduits
JP2002299240A (ja) * 2001-03-28 2002-10-11 Tadahiro Omi プラズマ処理装置
JP2002343788A (ja) * 2001-05-21 2002-11-29 Toshiba Ceramics Co Ltd プラズマ処理装置のガスインレット部材
JP2003045809A (ja) * 2001-07-31 2003-02-14 Toshiba Ceramics Co Ltd シャワープレート
JP3904886B2 (ja) * 2001-10-26 2007-04-11 京セラ株式会社 シャワープレート
US6793733B2 (en) * 2002-01-25 2004-09-21 Applied Materials Inc. Gas distribution showerhead
JP4338355B2 (ja) * 2002-05-10 2009-10-07 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP2003338492A (ja) * 2002-05-21 2003-11-28 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP4540926B2 (ja) * 2002-07-05 2010-09-08 忠弘 大見 プラズマ処理装置
JP2004083362A (ja) * 2002-08-28 2004-03-18 Toshiba Ceramics Co Ltd フッ化物セラミックス焼結体及びその製造方法
US7431965B2 (en) * 2002-11-01 2008-10-07 Honda Motor Co., Ltd. Continuous growth of single-wall carbon nanotubes using chemical vapor deposition
JP2004228426A (ja) * 2003-01-24 2004-08-12 Mitsubishi Materials Corp プラズマ処理装置用シャワープレートおよびその製造方法
US20040261712A1 (en) * 2003-04-25 2004-12-30 Daisuke Hayashi Plasma processing apparatus
JP4280555B2 (ja) * 2003-05-30 2009-06-17 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR20060011887A (ko) * 2003-05-30 2006-02-03 에비자 테크놀로지, 인크. 가스 분산 시스템
JP4502639B2 (ja) * 2003-06-19 2010-07-14 財団法人国際科学振興財団 シャワープレート、プラズマ処理装置、及び、製品の製造方法
WO2005067022A1 (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Tadahiro Ohmi シャワープレート、プラズマ処理装置、及び製品の製造方法
US8074599B2 (en) * 2004-05-12 2011-12-13 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control by gas diffuser curvature
JP2006186306A (ja) * 2004-09-30 2006-07-13 Toshiba Ceramics Co Ltd ガス拡散プレートおよびその製造方法
KR20080014778A (ko) * 2005-04-18 2008-02-14 호쿠리쿠세이케고교 가부시키가이샤 샤워 플레이트 및 그 제조 방법
US7718030B2 (en) * 2005-09-23 2010-05-18 Tokyo Electron Limited Method and system for controlling radical distribution
US7638003B2 (en) * 2006-01-12 2009-12-29 Asm Japan K.K. Semiconductor processing apparatus with lift pin structure
JP5068458B2 (ja) * 2006-01-18 2012-11-07 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US20080254220A1 (en) * 2006-01-20 2008-10-16 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JP4915985B2 (ja) * 2006-02-06 2012-04-11 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2008047869A (ja) * 2006-06-13 2008-02-28 Hokuriku Seikei Kogyo Kk シャワープレート及びその製造方法、並びにそのシャワープレートを用いたプラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び電子装置の製造方法
JP5069427B2 (ja) * 2006-06-13 2012-11-07 北陸成型工業株式会社 シャワープレート、並びにそれを用いたプラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び電子装置の製造方法
JP5463536B2 (ja) * 2006-07-20 2014-04-09 北陸成型工業株式会社 シャワープレート及びその製造方法、並びにそのシャワープレートを用いたプラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び電子装置の製造方法
US20070062223A1 (en) * 2006-10-16 2007-03-22 Sterlite Optical Technologies Ltd Optical fiber having reduced polarization mode dispersion (PMD) and method for producing the same
JP5010234B2 (ja) * 2006-10-23 2012-08-29 北陸成型工業株式会社 ガス放出孔部材を一体焼結したシャワープレートおよびその製造方法
JP5252613B2 (ja) * 2006-12-25 2013-07-31 国立大学法人東北大学 イオン注入装置およびイオン注入方法
US20080202814A1 (en) * 2007-02-23 2008-08-28 Lyons Nicholas J Earth-boring tools and cutter assemblies having a cutting element co-sintered with a cone structure, methods of using the same
JP5058727B2 (ja) * 2007-09-06 2012-10-24 東京エレクトロン株式会社 天板構造及びこれを用いたプラズマ処理装置
US20090226614A1 (en) * 2008-03-04 2009-09-10 Tokyo Electron Limited Porous gas heating device for a vapor deposition system
JP4590597B2 (ja) * 2008-03-12 2010-12-01 国立大学法人東北大学 シャワープレートの製造方法
JP5396745B2 (ja) * 2008-05-23 2014-01-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

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