KR20200066217A - 샤워 헤드 및 가스 처리 장치 - Google Patents

샤워 헤드 및 가스 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200066217A
KR20200066217A KR1020190155563A KR20190155563A KR20200066217A KR 20200066217 A KR20200066217 A KR 20200066217A KR 1020190155563 A KR1020190155563 A KR 1020190155563A KR 20190155563 A KR20190155563 A KR 20190155563A KR 20200066217 A KR20200066217 A KR 20200066217A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
corrosion
gas
substrate
shower head
diffusion space
Prior art date
Application number
KR1020190155563A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102279535B1 (ko
Inventor
다카유키 다나카
마사키 스기야마
다카하루 시마무라
다카시 오모리
마사토 미나미
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20200066217A publication Critical patent/KR20200066217A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102279535B1 publication Critical patent/KR102279535B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244Gas supply means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67126Apparatus for sealing, encapsulating, glassing, decapsulating or the like
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68721Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge clamping, e.g. clamping ring
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334Etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

본 발명은 고부식성의 처리 가스를 이용하여도 부식을 억제할 수 있는 샤워 헤드 및 가스 처리 장치를 제공한다. 기판에 가스 처리를 가하는 가스 처리 장치에서, 기판이 배치되는 챔버 내에 부식성의 처리 가스를 공급하는 샤워 헤드로서, 베이스 부재와, 처리 가스를 토출하는 복수의 가스 토출 구멍을 갖는 샤워 플레이트와, 베이스 부재와 샤워 플레이트 사이의 일부에 마련되며, 처리 가스가 도입되고, 복수의 가스 토출 구멍과 연통하는 가스 확산 공간을 구비하며, 베이스 부재 및 샤워 플레이트는 기재가 금속으로 구성되며, 베이스 부재의 가스 확산 공간에 면한 부분 및 샤워 플레이트의 가스 확산 공간 및 가스 토출 구멍에 면한 부분은 내식성 금속재 또는 내식성 피막으로 덮여 있다.

Description

샤워 헤드 및 가스 처리 장치{SHOWER HEAD AND GAS PROCESSING APPARATUS}
본 개시는 샤워 헤드 및 가스 처리 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD) 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD) 제조 공정에 있어서는 직사각형 형상의 유리 기판의 소정의 막에 플라즈마 에칭 등의 플라즈마 처리를 실행하는 공정이 존재한다. 이와 같은 플라즈마 처리 장치로서는, 고진공도로 고밀도의 플라즈마를 얻을 수 있다는 큰 이점을 갖는 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma: ICP) 처리 장치가 주목받고 있다.
종래의 유도 결합 플라즈마 처리 장치는 고주파 안테나와 처리실 사이에 피처리 기판에 대응한 직사각형 형상의 유전체창이 개재되어 있지만, 기판의 대형화에 따라서, 최근 금속창을 이용한 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 제안되어 있다(특허문헌 1). 특허문헌 1에서는 직사각형 형상의 금속창을 분할하고, 분할된 금속창끼리를 절연하는 것에 의해, 처리실의 천장벽을 구성하고, 금속창을 구성하는 복수의 분할편으로 가스를 토출하는 샤워 헤드의 기능을 갖게 하며, 처리 가스를 챔버 내에 도입한다. 이와 같은 장치에 의해 플라즈마 에칭을 실행하는 경우에는, Cl2 가스와 같은 부식성이 높은 가스가 이용된다.
일본 특허 공개 제 2016-225018 호 공보
본 개시는 고부식성의 처리 가스를 이용하여도 부식을 억제할 수 있는 샤워 헤드 및 가스 처리 장치를 제공한다.
본 개시된 일 태양에 따른 샤워 헤드는, 기판에 가스 처리를 실시하는 가스 처리 장치에서, 기판이 배치되는 챔버 내에 부식성의 처리 가스를 공급하는 샤워 헤드로서, 베이스 부재와, 처리 가스를 토출하는 복수의 가스 토출 구멍을 갖는 샤워 플레이트와, 상기 베이스 부재와 상기 샤워 플레이트 사이의 일부에 마련되며, 상기 처리 가스가 도입되고, 상기 복수의 가스 토출 구멍과 연통하는 가스 확산 공간을 구비하며, 상기 베이스 부재 및 상기 샤워 플레이트는 기재가 금속으로 구성되며, 상기 베이스 부재의 상기 가스 확산 공간에 면한 부분 및 상기 샤워 플레이트의 상기 가스 확산 공간 및 상기 가스 토출 구멍에 면한 부분은 내식성 금속재 또는 내식성 피막으로 덮여 있다.
본 개시에 의하면, 고부식성의 처리 가스를 이용하여도 부식을 억제할 수 있는 샤워 헤드 및 가스 처리 장치가 제공된다.
도 1은 일 실시형태에 따른 샤워 헤드가 적용된 플라즈마 처리 장치의 일 예를 도시하는 단면도이다.
도 2는 샤워 헤드의 제 1 예를 도시하는 단면도이다.
도 3은 샤워 헤드의 제 2 예를 도시하는 단면도이다.
도 4는 샤워 헤드의 제 3 예를 도시하는 단면도이다.
도 5는 샤워 헤드의 제 4 예를 도시하는 단면도이다.
도 6은 샤워 헤드의 제 5 예를 도시하는 단면도이다.
도 7은 샤워 헤드의 제 6 예를 도시하는 단면도이다.
도 8은 샤워 헤드의 제 7 예를 도시하는 단면도이다.
도 9는 샤워 헤드의 제 8 예를 도시하는 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시형태에 대해서 설명한다.
<플라즈마 처리 장치>
최초에, 일 실시형태에 따른 샤워 헤드가 적용된 플라즈마 처리 장치에 대해서 설명한다. 도 1은 일 실시형태에 따른 샤워 헤드가 적용된 플라즈마 처리 장치의 일 예를 도시하는 단면도이다.
도 1에 도시하는 플라즈마 처리 장치는 유도 결합 플라즈마 처리 장치로서 구성되며, 직사각형 기판, 예를 들면, FPD용 유리 기판 위에 박막 트랜지스터를 형성할 때의 금속막의 에칭에 매우 바람직하게 이용할 수 있다.
이 유도 결합 플라즈마 처리 장치는 도전성 재료, 예를 들면, 내벽면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 이루어지는 사각통 형상의 기밀한 본체 용기(1)를 갖는다. 이 본체 용기(1)는 분해 가능하게 조립되어 있으며, 접지선(1a)에 의해 전기적으로 접지되어 있다.
본체 용기(1)는 본체 용기(1)와 절연되어 형성된 직사각형 형상의 샤워 헤드(2)에 의해 상하로 구획되어 있으며, 상측이 안테나실을 구획형성하는 안테나 용기(3)로 되어 있으며, 하측이 처리실을 구획형성하는 챔버(처리 용기)(4)로 되어 있다. 샤워 헤드(2)는 금속창으로서 기능하며, 챔버(4)의 천장벽을 구성한다.
안테나 용기(3)의 측벽(3a)과 챔버(4)의 측벽(4a) 사이에는 본체 용기(1)의 내측으로 돌출되는 지지 선반(5) 및 지지 비임(6)이 마련되어 있다. 지지 선반(5) 및 지지 비임(6)은 도전성 재료, 바람직하게는 알루미늄 등의 금속으로 구성된다. 샤워 헤드(2)는 절연 부재(7)를 거쳐서 복수로 분할되어 구성되어 있다. 그리고, 복수로 분할된 샤워 헤드(2)의 분할 부분은 절연 부재(7)를 거쳐서 지지 선반(5) 및 지지 비임(6)에 지지된다. 지지 비임(6)은 복수 개의 서스펜더(도시하지 않음)에 의해 본체 용기(1)의 천장에 매달린 상태로 되어 있다. 또한, 지지 비임(6)을 마련하는 대신에, 샤워 헤드(2)를 복수 개의 서스펜더(도시하지 않음)에 의해 본체 용기(1)의 천장으로부터 매달도록 하여도 좋다.
금속창으로 이뤄진 샤워 헤드(2)의 각 분할부(50)는 후술하는 바와 같이, 기재가 비자성체의 금속으로 구성되며, 베이스 부재(52)와, 복수의 가스 토출 구멍(54)을 갖는 샤워 플레이트(53)와, 베이스 부재(52)와 샤워 플레이트(53) 사이의 일부에 마련된 상자형의 가스 확산 공간(51)을 갖고 있다. 베이스 부재(52)의 중앙부에 오목부를 가지며, 베이스 부재(52)의 오목부의 외측 부분과 샤워 플레이트(53)가 나사 고정되고, 베이스 부재(52)의 오목부와 샤워 플레이트(53)에 둘러싸인 영역이 가스 확산 공간(51)이 된다. 가스 확산 공간(51)에는 처리 가스 공급 기구(20)로부터 가스 공급관(21)을 거쳐서 처리 가스가 도입된다. 가스 확산 공간(51)은 복수의 가스 토출 구멍(54)과 연통되며, 가스 확산 공간(51)으로부터 복수의 가스 토출 구멍(54)을 거쳐서 처리 가스가 토출된다.
샤워 헤드(2) 위의 안테나 용기(3) 내에는 샤워 헤드(2)의 챔버(4)측과는 반대측의 면에 면하도록 고주파 안테나(13)가 배치되어 있다. 고주파 안테나(13)는 도전성 재료, 예를 들면 구리 등으로 이루어지며, 절연 부재로 이루어지는 스페이서(도시하지 않음)에 의해 샤워 헤드(2)로부터 이격되어 배치되어 있으며, 직사각형 형상의 샤워 헤드(2)에 대응하는 면 내에서, 예를 들면 소용돌이 형상으로 형성된다. 또한, 환상으로 형성되어 있어도 좋으며, 안테나선은 1개라도 복수 개라도 좋다.
고주파 안테나(13)에는, 급전선(16), 정합기(17)를 거쳐서 제 1 고주파 전원(18)이 접속되어 있다. 그리고, 플라즈마 처리를 실시할 동안, 고주파 안테나(13)에 제 1 고주파 전원(18)으로부터 연장되는 급전선(16)을 거쳐서, 예를 들면 13.56㎒의 고주파 전력이 공급된다. 이에 의해, 후술하는 바와 같이 금속창으로서 기능하는 샤워 헤드(2)에 야기되는 루프 전류를 거쳐서, 챔버(4) 내에 유도 전계가 형성된다. 그리고, 이 유도 전계에 의해, 챔버(4) 내의 샤워 헤드(2) 바로 아래의 플라즈마 생성 공간(S)에 있어서, 샤워 헤드(2)로부터 공급된 처리 가스가 플라즈마화되어, 유도 결합 플라즈마가 생성된다. 즉, 고주파 안테나(13) 및 제 1 고주파 전원(18)이 플라즈마 생성 기구로서 기능한다.
챔버(4) 내의 저부에는, 샤워 헤드(2)를 사이에 두고 고주파 안테나(13)와 대향하도록 피처리 기판으로서, 직사각형 형상의 FPD용 유리 기판(이하, 간단히 기판이라 기재함)(G)을 탑재하기 위한 탑재대(23)가 절연체 부재(24)를 거쳐서 고정되어 있다. 탑재대(23)는 도전성 재료, 예를 들면 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되어 있다. 탑재대(23)에 탑재된 기판(G)은 정전 척(도시하지 않음)에 의해 흡착 보지된다.
탑재대(23)의 상부 주연부에는 절연성의 실드 링(25a)이 마련되고, 탑재대(23)의 둘레면에는 절연 링(25b)이 마련되어 있다. 탑재대(23)에는 기판(G)의 반입·반출을 위한 리프터 핀(26)이 본체 용기(1)의 저벽, 절연체 부재(24)를 거쳐서 관통 삽입되어 있다. 리프터 핀(26)은 본체 용기(1) 외부에 마련된 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 승강 구동하여 기판(G)의 반입·반출을 실행하도록 되어 있다.
본체 용기(1) 외부에는 정합기(28) 및 제 2 고주파 전원(29)이 마련되어 있으며, 탑재대(23)에는 급전선(28a)에 의해 정합기(28)를 거쳐서 제 2 고주파 전원(29)이 접속되어 있다. 이 제 2 고주파 전원(29)은 플라즈마 처리 중에 바이어스용의 고주파 전력, 예를 들면 주파수가 3.2㎒의 고주파 전력을 탑재대(23)에 인가한다. 이 바이어스용의 고주파 전력에 의해 생성된 셀프 바이어스에 의해, 챔버(4) 내에 생성된 플라즈마 내의 이온이 효과적으로 기판(G)에 인입된다.
또한, 탑재대(23) 내에는 기판(G)의 온도를 제어하기 위해, 히터 등의 가열 수단이나 냉매 유로 등으로 이루어지는 온도 제어 기구와, 온도 센서가 마련되어 있다(모두 도시하지 않음). 이들 기구나 부재에 대한 배관이나 배선은 모두 본체 용기(1)의 저면 및 절연체 부재(24)에 마련된 개구부(1b)를 통하여 본체 용기(1) 외부로 도출된다.
챔버(4)의 측벽(4a)에는 기판(G)을 반입·반출하기 위한 반입·반출구(27a) 및 그것을 개폐하는 게이트 밸브(27)가 마련되어 있다. 또한, 챔버(4)의 저부에는, 배기관(31)을 거쳐서 진공 펌프 등을 포함하는 배기 장치(30)가 접속된다. 이 배기 장치(30)에 의해, 챔버(4) 내가 배기되어, 플라즈마 처리 중, 챔버(4) 내가 소정의 진공 분위기(예를 들면 1.33㎩)로 설정, 유지된다.
탑재대(23)에 탑재된 기판(G)의 이면측에는 냉각 공간(도시하지 않음)이 형성되어 있으며, 일정한 압력의 열 전달용 가스로서 He 가스를 공급하기 위한 He 가스 유로(41)가 마련되어 있다. 이와 같이 기판(G)의 이면측에 열 전달용 가스를 공급하는 것에 의해, 진공하에서 기판(G)의 플라즈마 처리에 의한 온도 상승이나 온도 변화를 억제할 수 있도록 되어 있다.
이 유도 결합 플라즈마 처리 장치는 또한 제어부(100)를 갖고 있다. 제어부(100)는 컴퓨터로 이루어지며, 플라즈마 처리 장치의 각 구성부를 제어하는 CPU로 이루어지는 주 제어부와, 입력 장치와, 출력 장치와, 표시 장치와, 기억 장치를 갖고 있다. 기억 장치에는 플라즈마 처리 장치에서 실행되는 각종 처리의 파라미터가 기억되어 있으며, 또한 플라즈마 처리 장치에서 실행되는 처리를 제어하기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 격납된 기억 매체가 세트되도록 되어 있다. 주 제어부는 기억 매체에 기억되어 있는 소정의 처리 레시피를 호출하고, 그 처리 레시피에 근거하여 플라즈마 처리 장치에 소정의 처리를 실행시키도록 제어한다.
<샤워 헤드>
다음에, 일 실시형태에 따른 샤워 헤드(2)에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.
유도 결합 플라즈마는 고주파 안테나에 고주파 전류가 흐르는 것에 의해, 그 주위에 자계가 발생하고, 그 자계에 의해 야기되는 유도 전계를 이용하여 고주파 방전을 일으켜, 그에 의해 생성하는 플라즈마이다. 챔버(4)의 천장벽으로서 1매의 금속창을 이용하는 경우, 면 내에서 둘레방향으로 주회되도록 마련된 고주파 안테나(13)에서는 와전류 및 자계가 금속창의 이면측, 즉 챔버(4)측에 도달하지 않기 때문에, 플라즈마가 생성되지 않는다. 이 때문에, 본 실시형태에서는 고주파 안테나(13)에 흐르는 고주파 전류에 의해서 생기는 자계 및 와전류가 챔버(4)측에 도달하도록 금속창으로서 기능하는 샤워 헤드(2)를 절연 부재(7)로 복수로 분할된 구조로 한다.
샤워 헤드(2)의 분할부(50)는 베이스 부재(52)의 기재 및 샤워 플레이트(53)의 기재가 비자성의 금속으로 구성되며, 적어도 베이스 부재(52)의 기재는 예를 들면 알루미늄(또는 알루미늄 함유 합금)으로 구성되어 있다. 베이스 부재(52)와 샤워 플레이트(53)의 사이는 시일 부재(도 1에서는 도시하지 않음)로 시일되어 있다.
샤워 헤드(2)의 처리 가스에 접촉하는 부분, 즉, 분할부(50)의 베이스 부재(52)의 가스 확산 공간(51)에 면한 부분 및 샤워 플레이트(53)의 가스 확산 공간(51) 및 가스 토출 구멍(54)에 면한 부분은 가스 확산 공간(51)에 도입되는 처리 가스와 접촉하여도 부식되지 않을 정도의 내식성을 구비하는 내식성 금속재 또는 내식성 피막으로 덮여 있다. 또한, 시일 부재는 처리 가스가 베이스 부재(52)의 기재 및 샤워 플레이트(53)의 기재에 직접 접촉하지 않도록 마련되어 있다.
이하에 샤워 헤드(2)(분할부(50)) 중 몇 가지의 구체적인 예에 대해서 설명한다.
[제 1 예]
도 2는 샤워 헤드(2)(분할부(50))의 제 1 예를 도시하는 단면도이다. 본 예에서는 베이스 부재(52)의 기재(61) 및 샤워 플레이트(53)의 기재(71)는 모두 알루미늄제이다. 알루미늄재로서는 표면이 양극 산화 처리된 것을 이용하는 것이 바람직하다.
베이스 부재(52)는 가스 확산 공간(51)에 면한 부분에, 기재(61)를 덮도록 마련된, 내식성 금속으로 구성된 커버 부재(62)를 갖고 있다. 커버 부재(62)는 가스 확산 공간(51)을 따른 상자형 형상을 이루고 있다. 커버 부재(62)를 구성하는 내식성 금속으로서는 스테인리스 강이나 하스텔로이 등의 니켈기 합금 등, 니켈 함유 금속이 매우 바람직하다. 티탄 등의 다른 내식성 금속을 이용할 수도 있다.
샤워 플레이트(53)는 가스 토출 구멍(54)에 면한 부분에 마련된 복수의 슬리브(72)와, 가스 확산 공간(51)에 면한 부분에 마련된 내식성 피막(73)과, 플라즈마 생성 공간(S)에 면한 부분에 마련된 내플라즈마성 피막(74)을 갖고 있다.
슬리브(72)는 기재(71)에 끼워지며, 가스 토출 구멍(54)을 규정한다. 슬리브(72)는 내식성 금속 또는 세라믹스로 이루어진다. 내식성 금속으로서는, 스테인리스 강이나 하스텔로이 등의 니켈기 합금 등, 니켈 함유 금속이 매우 바람직하다. 티탄 등의 다른 내식성 금속을 이용할 수도 있다. 세라믹스로서는, 알루미나, 석영 등을 이용할 수 있다.
가스 토출 구멍(54)은 가스 확산 공간(51)측의 대경부와, 플라즈마 생성 공간(S)측의 소경부를 갖고 있다. 플라즈마 생성 공간(S)측을 소경부로 한 것은 플라즈마 생성 공간(S)으로부터 플라즈마가 가스 토출 구멍(54)의 안쪽에 인입되는 것을 방지하기 위해서이다.
내식성 피막(73)은 처리 가스에 대해서 내식성을 갖는 재료로 이루어진다. 내식성 피막(73)으로서는 세라믹스 용사 피막이나 테플론(등록상표) 코트가 바람직하며, 알루미나(Al2O3) 용사 피막이 특히 바람직하다. 용사 피막으로서는, 함침재를 함침시킨 것이 보다 바람직하며, 함침재로서는 아크릴 수지, 에폭시 수지, 또는 실리콘 수지 등의 합성 수지가 이용된다.
내플라즈마성 피막(74)은 플라즈마 공간(S)에 생성되는 처리 가스의 플라즈마에 대한 내구성을 갖는 재료로 이루어진다. 내플라즈마성 피막(74)으로서는 세라믹스 용사 피막이 바람직하며, 내플라즈마성이 높은 산화이트륨(Y2O3) 용사 피막 또는 Y-Al-Si-O계 혼합 용사 피막(산화이트륨, 알루미나 및 실리카(또는 질화 규소)의 혼합 용사 피막) 등의 이트륨 함유 산화물 용사 피막이 보다 바람직하다. 용사 피막으로서는 함침재를 함침시킨 것이 보다 바람직하며, 함침재로서는, 아크릴 수지, 에폭시 수지 또는 실리콘 수지 등의 합성 수지가 이용된다.
베이스 부재(52)의 기재(61)와 샤워 플레이트(53)의 기재(71)는 가스 확산 공간(51)의 외측에서 접촉하도록 나사 고정에 의해 고정되어 있으며, 그 접촉부의 내측에는 양자 간을 시일하도록 시일 부재(81)가 마련되어 있다. 커버 부재(62)의 단부에 샤워 플레이트(53)의 표면에 접촉하지 않는 상태로 절곡된 절곡부(62a)를 갖고, 절곡부(62a)는 링형상의 시일 부재(81)를 가압하도록 접촉한 상태로 마련되어 있다. 절곡부(62a)의 선단부는 베이스 부재(52)의 표면에 접촉되어 있다. 절곡부(62a)에 의해, 시일 부재(81)가 보지된다. 또한, 시일 부재(81)는 내식성 피막(73)에 접촉되어 있다. 이에 의해, 부식성의 처리 가스가 기재(61) 및 기재(71)의 가스 확산 공간(51)의 외측 부분에 도달하는 것이 저지된다. 커버 부재(62)는 장착 부재(82)에 의해, 기재(61)에 장착되어 있다. 장착 부재(82)와 커버 부재(62) 사이에는 시일 부재(89)가 마련되어, 부식성의 처리 가스가 기재(61)에 도달하는 것이 저지된다. 또한, 커버 부재(62)는 샤워 플레이트(53)의 표면에 접촉하는 일이 없이 간극을 마련한 상태로 절곡되어 있다. 이 때문에, 샤워 헤드(2)에 루프 전류가 야기되었을 때에, 커버 부재(62)와 기재(71) 사이에 국소 방전이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 열팽창차 등에 의해 커버 부재(62)와 샤워 플레이트(53)의 마찰에 수반하는 파티클의 발생이 억제된다.
이와 같이, 비교적 간이한 구성으로 가스 확산 공간(51) 및 가스 토출 구멍(54)에 면하고 있는 가스접촉 부분을 모두 내식성 재료로 덮을 수 있어서, 기존의 샤워 헤드(2)의 구조를 크게 변화시키지 않고, 부식성의 처리 가스에 대한 샤워 헤드(2)의 부식을 유효하게 억제할 수 있다. 또한, 시일 부재(81)에 의해 시일되어 있는 것에 의해, 부식성의 처리 가스가 베이스 부재(52)의 기재(61) 및 샤워 플레이트(53)의 기재(71)에 달하는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 시일 부재(81)는 부식성의 처리 가스에 대해서 내식성이 있는 불소 고무 등이 이용되어 있으므로, 시일 부재(81)의 부식도 억제된다.
[제 2 예]
도 3은 샤워 헤드(2)(분할부(50))의 제 2 예를 도시하는 단면도이다. 본 예에 있어서는 기본 구조는 제 1 예와 동일하다. 본 예에서는 시일 부재(81)가 커버 부재(62)가 아니며 링형상을 이루는 내식성 고정 부재(83)로 보지·고정되어 있는 점이 제 1 예와는 상이하다. 내식성 고정 부재(83)는 PTFE(polytetrafluoroethylene)와 같은 절연성의 내식성 수지로 이루어지며, 고정 부재(84)로 고정되어 있다. 고정 부재(84)는 커버 부재(62)와 함께 장착 부재(82)에 의해 기재(61)에 장착되어 있다. 장착 부재(82)와 커버 부재(62) 사이에는 시일 부재(89)가 마련되어, 부식성의 처리 가스가 기재(61)에 도달하는 것이 저지된다. 또한, 본 예에서도 시일 부재(81)는 커버 부재(62) 및 내식성 피막(73)에 접촉되어 있다. 이 때문에, 본 예도 제 1 예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 베이스 부재(52)와 샤워 플레이트(53) 사이에 마련한 시일 부재(81)를 절연성의 내식성 수지로 이루어지는 내식성 고정 부재(83)로 보지하고 있으므로, 내식성 고정 부재(83)와 샤워 플레이트(53) 사이에서 방전이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
[제 3 예]
도 4는 샤워 헤드(2)(분할부(50))의 제 3 예를 도시하는 단면도이다. 본 예에서는 샤워 플레이트(53)는 제 1 예와 마찬가지로 기재(71)와, 복수의 슬리브(72)와, 내식성 피막(73)과, 내플라즈마성 피막(74)을 갖고 있다.
한편, 베이스 부재(52)는 기재(61)의 가스 확산 공간(51) 상면측의 면을 덮도록 형성된 내식성 피막(63)과, 기재(61)의 가스 확산 공간(51) 측면측의 면을 덮도록 마련된, 내식성 금속으로 이루어지는 링형상 부재(64)를 갖고 있다.
내식성 피막(63)으로서는, 상술의 내식성 피막(73)과 마찬가지로 세라믹스 용사 피막이나 테플론(등록상표) 코트가 바람직하며, 알루미나 용사 피막이 특히 바람직하다. 용사 피막으로서는 함침재를 함침시킨 것이 보다 바람직하며, 함침재로서는 아크릴 수지, 에폭시 수지 또는 실리콘 수지 등의 합성 수지가 이용된다.
링형상 부재(64)는 내식성 금속으로 이루어진다. 내식성 금속으로서는 스테인리스 강이나 하스텔로이 등의 니켈기 합금 등, 니켈 함유 금속이 매우 바람직하다. 티탄 등의 다른 내식성 금속을 이용할 수도 있다.
링형상 부재(64)의 상면 및 하면에는 링형상의 홈이 형성되어 있으며, 이들 홈에는 각각 시일 부재(85 및 86)가 끼워져 있다. 시일 부재(85 및 86)는 각각 베이스 부재(52)의 내식성 피막(63)이 형성된 면 및 샤워 플레이트(53)의 내식성 피막(73)이 형성된 면에 밀착되도록 되어 있다. 베이스 부재(52)의 기재(61)와 샤워 플레이트(53)의 기재(71)는 나사 고정에 의해 고정되어 있으며, 베이스 부재(52)와 링형상 부재(64) 사이 및 링형상 부재(64)와 샤워 플레이트(53) 사이는 시일 부재(85 및 86)에 의해 시일된다.
이와 같이, 본 예에 있어서도, 비교적 간이한 구성으로 가스 확산 공간(51) 및 가스 토출 구멍(54)에 면하고 있는 가스접촉 부분을 모두 내식성 재료로 덮을 수 있어서, 기존의 샤워 헤드(2)의 구조를 크게 변화시키지 않고, 부식성의 처리 가스에 대한 샤워 헤드(2)의 부식을 유효하게 억제할 수 있다. 또한, 시일 부재(85 및 86)는 내식성 금속으로 형성된 링형상 부재(64), 내식성 피막(63, 73)에 밀착되어 있으므로, 링형상 부재(64)와의 간극으로부터 기재(61) 및 기재(71)에 부식성의 처리 가스가 도달하는 것도 저지된다. 또한, 시일 부재(85 및 86)는 부식성의 처리 가스에 대해서 내식성이 있는 불소 고무 등이 이용되고 있으므로, 처리 가스에 의한 부식도 억제된다.
[제 4 예]
도 5는 샤워 헤드(2)(분할부(50))의 제 4 예를 도시하는 단면도이다. 본 예에 있어서는 기본 구조는 제 3 예와 동일하지만, 기재(61)의 가스 확산 공간(51) 상면측의 면에 제 3 예의 내식성 피막(63) 대신에 커버 부재(62)와 마찬가지의 내식성 금속으로 이루어지는 커버 부재(65)를 마련한 점이 상이하다. 커버 부재(65)는 장착 부재(82)로 기재(61)에 장착되어 있다. 장착 부재(82)와 커버 부재(65) 사이에는 시일 부재(89)가 마련되어, 부식성의 처리 가스가 기재(61)에 도달하는 것이 저지된다.
본 예에서는 제 3 예와 거의 마찬가지로, 가스 확산 공간(51) 및 가스 토출 구멍(54)에 면하고 있는 가스접촉 부분이 모두 내식성 재료로 덮여 있으며, 제 3 예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
[제 5 예]
도 6은 샤워 헤드(2)(분할부(50))의 제 5 예를 도시하는 단면도이다. 본 예에 있어서는 제 4 예의 커버 부재(65)와 링형상 부재(64)를 일체로 한 일체 부재(66)를 마련한 것이며, 그 이외는 제 4 예와 마찬가지이다. 일체 부재(66)는 도 4의 예와 마찬가지로, 장착 부재(82)로 기재(61)에 장착되어 있다. 장착 부재(82)와 일체 부재(66) 사이에는 시일 부재(89)가 마련되어, 부식성의 처리 가스가 기재(61)에 도달하는 것이 저지된다.
따라서, 제 4 예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 이외, 제 4 예에서 존재하는 커버 부재(65)와 링형상 부재(64)의 간극으로부터 처리 가스가 베이스 부재(52)의 기재(61)측으로 누출될 우려를 없앨 수 있다.
[제 6 예]
도 7은 샤워 헤드(2)(분할부(50))의 제 6 예를 도시하는 단면도이다. 본 예에서는 샤워 플레이트(53)는 제 1 예와 마찬가지로, 기재(71)와, 복수의 슬리브(72)와, 내식성 피막(73)과, 내플라즈마성 피막(74)을 갖고 있다.
한편, 베이스 부재(52)는 기재(61)의 가스 확산 공간(51)에 면한 부분의 전면에 내식성 피막(67)을 갖고 있다. 내식성 피막(67)으로서는 상술의 내식성 피막(73)과 마찬가지로, 세라믹스 용사 피막이나 테플론(등록상표) 코트가 바람직하며, 알루미나 용사 피막이 특히 바람직하다. 용사 피막으로서는 함침재를 함침시킨 것이 보다 바람직하며, 함침재로서는 아크릴 수지, 에폭시 수지 또는 실리콘 수지 등의 합성 수지가 이용된다.
또한, 베이스 부재(52)의 기재(61)의 하면의 가스 확산 공간(51)의 외측 부분에는 링형상 홈(52a)이 형성되어 있다. 내식성 피막(67)은 기재(61)의 하면을 따라서 가스 확산 공간(51)의 외측으로 연장되며, 링형상 홈(52a) 내에도 형성되어 있다. 또한, 샤워 플레이트(53)의 내식성 피막(73)은 기재(71)의 상면을 따라서 가스 확산 공간의 외측의 링형상 홈(52a)에 대응하는 부분까지 연장되어 있다.
베이스 부재(52)의 기재(61)와 샤워 플레이트(53)의 기재(71)는 링형상 홈(52a) 내에 링형상의 시일 부재(87)가 삽입된 상태에서 나사 고정된다. 시일 부재(87)로서 부식성의 처리 가스에 대해서 내식성이 있는 불소 고무 등을 이용할 수 있다.
이와 같이, 본 예에 있어서도, 비교적 간이한 구성으로 가스 확산 공간(51) 및 가스 토출 구멍(54)에 면하고 있는 가스접촉 부분을 모두 내식성 재료로 덮을 수 있어서, 기존의 샤워 헤드(2)의 구조를 크게 변화시키지 않고, 부식성의 처리 가스에 대한 샤워 헤드(2)의 부식을 유효하게 억제할 수 있다. 또한, 베이스 부재(52)와 샤워 플레이트(53)의 이음매 부분은 내식성 피막(67 및 73)의 사이에 시일 부재(87)가 개재되어 있으므로, 부식성의 처리 가스에 의한 부식을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
[제 7 예]
도 8은 샤워 헤드(2)(분할부(50))의 제 7 예를 도시하는 단면도이다. 본 예에서는 베이스 부재(52)는 제 6 예와 마찬가지로, 기재(61)의 가스 확산 공간(51)에 면한 부분의 전면에 내식성 피막(67)을 갖고 있다. 내식성 피막(67)은 기재(61)의 하면을 따라서 가스 확산 공간(51)의 외측으로 연장되어 있다. 단, 가스 확산 공간(51)의 주연부에 경사가 마련되어 있는 점 및 링형상의 홈이 형성되어 있지 않은 점이 제 6 예와는 상이하다.
한편, 샤워 플레이트(53)는 내식성 금속으로 이루어지는 기재(75)를 가지며, 기재(75)의 플라즈마 생성 공간(S)에 면한 부분에는 내플라즈마성 피막(74)이 형성되어 있다. 가스 토출 구멍(54)은 기재(75)에 직접 형성되어 있다. 기재(75)는 가스 확산 공간(51) 및 가스 토출 구멍(54)에 노출되어 있다. 기재(75)를 구성하는 내식성 금속으로서는, 스테인리스 강이나 하스텔로이 등의 니켈기 합금 등, 니켈 함유 금속이 매우 바람직하다. 티탄 등의 다른 내식성 금속을 이용할 수도 있다. 샤워 플레이트(53)의 상면의 가스 확산 공간(51)보다 외측 부분에는 링형상 홈(53a)이 형성되어 있다. 또한, 베이스 부재(52)의 내식성 피막(67)은 링형상 홈(53a)보다 외측으로 연장되어 있다.
베이스 부재(52)의 기재(61)와 샤워 플레이트(53)의 기재(75)는 링형상 홈(53a) 내에 링형상의 시일 부재(88)가 삽입된 상태에서 나사 고정된다. 시일 부재(88)로서 부식성의 처리 가스에 대해서 내식성이 있는 불소 고무 등을 이용할 수 있다.
베이스 부재(52)는 체적이 크기 때문에, 중량 제한 등에 의해 스테인리스 강 등의 내식성 금속을 이용하는 것이 곤란하지만, 샤워 플레이트(53)는 체적이 작기 때문에, 본 예와 같이 내플라즈마성 피막(74)을 제외하는 부분 전체를 스테인리스강 등의 내식성 금속으로 구성하는 것이 가능하다.
이와 같이, 본 예에 있어서도, 비교적 간이한 구성으로 가스 확산 공간(51) 및 가스 토출 구멍(54)에 면하고 있는 가스접촉 부분을 모두 내식성 재료로 덮을 수 있어서, 기존의 샤워 헤드(2)의 구조를 크게 변화시키지 않고, 부식성의 처리 가스에 대한 샤워 헤드(2)의 부식을 유효하게 억제할 수 있다. 또한, 베이스 부재(52)와 샤워 플레이트(53)의 이음매의 부분은 내식성 피막(67) 및 내식성 금속으로 이루어지는 기재(75)에 의해 시일되어 있으며, 또한 이들 사이에 시일 부재(88)가 개재되어 있으므로, 부식성의 처리 가스에 의한 부식을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 가스 확산 공간(51)의 주연부에 경사가 마련되는 것에 의해, 가스 확산 공간(51)의 측면이 완만해지므로(단면에서 보았을 때에 둔각), 예를 들면 용사에 의해 내식성 피막(67)을 형성할 때에, 용사재 입자의 부착 밀도가 높은 치밀한 막을 형성할 수 있다.
[제 8 예]
도 9는 샤워 헤드(2)(분할부(50))의 제 8 예를 도시하는 단면도이다. 본 예에 있어서는 기본 구조는 제 7 예와 동일하다. 본 예에 있어서는, 베이스 부재(52)에 있어서, 기재(61)의 가스 확산 공간(51)에 면한 부분의 전면에 내식성 피막(67) 대신에 내식성 금속으로 이루어지는 커버 부재(68)를 마련한 점만이 제 7 예와 상이하다. 내식성 금속으로서는, 스테인리스 강이나 하스텔로이 등의 니켈기 합금 등 니켈 함유 금속이 매우 바람직하다. 티탄 등의 다른 내식성 금속을 이용할 수도 있다. 또한, 커버 부재(68)는 장착 부재(82)에 의해 기재(61)에 장착되어 있다. 장착 부재(82)와 커버 부재(68) 사이에는 시일 부재(89)가 마련되어, 부식성의 처리 가스가 기재(61)에 도달하는 것이 저지된다.
본 예에 있어서는 제 7 예의 내식성 피막(67)이 내식성 금속으로 이루어지는 커버 부재(68)로 치환되었을 뿐이므로, 제 7 예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
<플라즈마 처리 장치의 동작>
다음에, 이상과 같이 구성되는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 이용하여 기판(G)에 대해서 플라즈마 처리, 예를 들면 플라즈마 에칭 처리를 실시할 때의 처리 동작에 대해서 설명한다.
우선, 게이트 밸브(27)를 개방으로 한 상태에서 반입·반출구(27a)로부터 반송 기구(도시하지 않음)에 의해 소정의 막이 형성된 기판(G)을 챔버(4) 내에 반입하고, 탑재대(23)의 탑재면에 탑재한다. 이어서, 정전 척(도시하지 않음)에 의해 기판(G)을 탑재대(23) 위에 고정한다. 그리고, 배기 장치(30)에 의해 챔버(4) 내를 진공 배기하면서, 압력 제어 밸브(도시하지 않음)에 의해, 챔버(4) 내를 예를 들면 0.66~26.6㎩ 정도의 압력 분위기로 유지한다. 이 상태에서, 처리 가스 공급 기구(20)로부터 가스 공급관(21)을 거쳐서 처리 가스를 금속창의 기능을 갖는 샤워 헤드(2)에 공급하여, 샤워 헤드(2)로부터 챔버(4) 내에 처리 가스를 샤워형상으로 토출시킨다.
또한, 이 때 기판(G)의 이면측의 냉각 공간에는 기판(G)의 온도 상승이나 온도 변화를 회피하기 위해서, He 가스 유로(41)를 거쳐서, 열 전달용 가스로서 He 가스를 공급한다.
이어서, 제 1 고주파 전원(18)으로부터 예를 들면 1㎒ 이상 27㎒ 이하의 고주파를 고주파 안테나(13)에 인가하고, 이에 의해 금속창으로서 기능하는 샤워 헤드(2)를 거쳐서 챔버(4) 내에 균일한 유도 전계를 생성한다. 이와 같이 하여 생성된 유도 전계에 의해, 챔버(4) 내에서 처리 가스가 플라즈마화되어, 고밀도의 유도 결합 플라즈마가 생성된다. 이 플라즈마에 의해, 기판(G)에 대해서 플라즈마 에칭 처리가 실행된다.
처리 가스로서는 종래부터 불소계나 염소계 등의 부식성 가스가 이용되고 있지만, 최근에는 처리 장치의 고온화 등에 의해, 처리 가스의 부식성이 보다 높아지고 있다. 이와 같은 고부식성의 처리 가스를 이용하는 경우에는 특히 플라즈마 공간(S)보다 상류 부분의 플라즈마화되기 전의 단계의 가스접촉 부분에 대해서도 충분한 부식 대책을 실행하는 필요성이 있는 것이 판명되었다.
특허문헌 1에는 처리 가스가 공급되는 샤워 헤드(2) 내부에 있어서의 부식 방지 대책에 대해서는 기재되어 있지 않다.
그래서, 본 실시형태에서는 샤워 헤드(2)(분할부(50))의 처리 가스에 접촉하는 부분, 즉, 베이스 부재(52)의 가스 확산 공간(51)에 면한 부분 및 샤워 플레이트(53)의 가스 확산 공간(51) 및 가스 토출 구멍(54)에 면한 부분을 내식성 금속재 또는 내식성 피막으로 덮는다. 이에 의해, 비교적 간이한 구성으로 금속제의 샤워 헤드의 가스접촉 부분의 부식을 억제할 수 있다.
구체적으로는, 상술한 제 1 내지 제 8 예에 나타내는 바와 같이, 베이스 부재(52)의 가스 확산 공간(51)에 면한 부분에 스테인리스 강 등의 내식성 금속으로 이루어지는 커버 부재(62), 세라믹스 용사 피막과 같은 내식성 피막(63, 67), 내식성 금속으로 이루어지는 링형상 부재(64)를 이용한다. 또한, 샤워 플레이트(53)의 가스 확산 공간(51)에 면한 부분에 내식성 피막(73)을 마련하고, 가스 토출 구멍(54)에 면한 부분에 내식성 금속 또는 세라믹스로 이루어지는 슬리브(72)를 마련하거나, 또한 샤워 플레이트(53)의 기재(71) 자체를 내식성 금속으로 구성한다. 이에 의해, 샤워 헤드(2)의 고부식성의 처리 가스에 의한 부식을 유효하게 억제할 수 있다.
또한, 베이스 부재(52)의 기재(61) 및 샤워 플레이트(53)의 기재(71) 사이는 내식성 금속이나 내식성 피막으로 시일되고, 또한 시일 부재(81, 85, 86, 87, 88)로 시일되어 있으므로, 처리 가스가 부식의 가능성이 있는 금속부에 도달하는 것이 저지된다.
내식성 피막으로서는, 세라믹스 용사 피막이나 테플론(등록상표) 코트가 바람직하다. 특히, Cl2 가스 등의 할로겐계의 고부식성의 처리 가스를 이용하는 경우에는 알루미나 용사 피막이 바람직하다. 또한, 용사 피막은 함침재가 함침된 것이 바람직하다. 함침재를 함침시키는 것에 의해, 용사 피막의 기공이 봉공(封孔)되어, 고부식성의 처리 가스에 의한 부식을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 함침재로서는 아크릴 수지, 에폭시 수지 또는 실리콘 수지 등의 합성 수지가 이용된다. 이들 수지는 주제(主劑)와 경화제의 재료를 선택하는 것에 의해, 충전성이나 내식성을 양호하게 할 수 있어서, 봉공에 의한 부식 억제 효과를 보다 높일 수 있다.
또한, 샤워 플레이트(53)의 플라즈마 공간(S)에 접하는 면에는 처리 가스의 플라즈마에 대해서 내플라즈마성을 갖는 내플라즈마성 피막(74)으로 덮여 있으므로, 처리 가스의 플라즈마에 대한 내성도 높다. 내플라즈마성 피막(74)으로서, 세라믹스 용사 피막, 특히, 산화이트륨(Y2O3) 용사 피막 또는 Y-Al-Si-O계 혼합 용사 피막(산화이트륨, 알루미나 및 실리카(또는 질화 규소)의 혼합 용사 피막) 등의 이트륨 함유 산화물 용사 피막이 보다 바람직하며, 보다 높은 내플라즈마성을 얻을 수 있다. 또한, 한층 높은 내플라즈마성을 얻는 관점에서, 용사 피막은 함침재를 함침시켜 봉공한 것이 보다 바람직하다. 이 경우에도, 함침재로서는 충전성이나 내플라즈마성을 양호하게 할 수 있는 아크릴 수지, 에폭시 수지 또는 실리콘 수지 등의 합성 수지가 이용된다.
<다른 적용>
이상, 실시형태에 대해서 설명했지만, 금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 고려되어야 한다. 상기의 실시형태는 첨부된 특허 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하는 일이 없이 여러 가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 이용한 예를 나타냈지만 이에 한정되지 않으며, 기재가 금속의 샤워 헤드이면, 용량 결합 플라즈마 처리 장치 등의 다른 플라즈마 처리 장치라도 좋으며, 플라즈마를 이용하지 않는 가스 처리라도 좋다. 또한, 베이스 부재의 기재 및 샤워 플레이트의 기재를 비자성의 금속으로 구성했지만, 유도 결합 플라즈마 처리 장치 이외이면, 비자성 금속으로 한정되지 않는다.
또한, 상기 실시형태에서는 에칭 장치를 예를 들어 설명했지만, 그에 한정되지 않으며, 애싱이나 CVD 등의 부식성이 높은 가스를 이용하는 가스 처리 장치이면 적용 가능하다.
1: 본체 용기 2: 샤워 헤드
3: 안테나 용기 4: 챔버
5: 지지 선반 6: 지지대 비임
7: 절연 부재 13: 고주파 안테나
18: 제 1 고주파 전원 20: 처리 가스 공급 기구
50: 분할부 51: 가스 확산 공간
52: 베이스 부재 53: 샤워 플레이트
54: 가스 토출 구멍 61: 기재
62, 65, 68: 커버 부재 66: 일체 부재
63, 67: 내식성 피막 64: 링형상 부재
71, 75: 기재 72: 슬리브
73: 내식성 피막 74: 내플라즈마성 피막
81, 85, 86, 87, 88, 89: 시일 부재 G: 기판

Claims (19)

  1. 기판에 가스 처리를 실시하는 가스 처리 장치에서, 기판이 배치되는 챔버 내에 부식성의 처리 가스를 공급하는 샤워 헤드에 있어서,
    베이스 부재와,
    처리 가스를 토출하는 복수의 가스 토출 구멍을 갖는 샤워 플레이트와,
    상기 베이스 부재와 상기 샤워 플레이트 사이의 일부에 마련되며, 상기 처리 가스가 도입되고, 상기 복수의 가스 토출 구멍과 연통하는 가스 확산 공간을 구비하며,
    상기 베이스 부재 및 상기 샤워 플레이트는 기재가 금속으로 구성되며,
    상기 베이스 부재의 상기 가스 확산 공간에 면한 부분 및 상기 샤워 플레이트의 상기 가스 확산 공간 및 상기 가스 토출 구멍에 면한 부분은 내식성 금속재 또는 내식성 피막으로 덮여 있는
    샤워 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내식성 금속재는 니켈 함유 금속으로 구성되어 있는
    샤워 헤드.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 니켈 함유 금속은 스테인리스 강 또는 니켈기 합금인
    샤워 헤드.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 내식성 피막은 세라믹스 용사 피막인
    샤워 헤드.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 세라믹스 용사 피막은 알루미나 용사 피막인
    샤워 헤드.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 세라믹스 용사 피막은 합성 수지로 이루어지는 봉공재(封孔材)로 봉공되어 있는
    샤워 헤드.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 부재는 알루미늄 또는 알루미늄 함유 합금으로 구성된 기재와, 상기 가스 확산 공간에 면한 부분에 상기 기재를 덮도록 마련된, 상기 내식성 금속재로 구성된 커버 부재를 갖는
    샤워 헤드.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 베이스 부재 및 상기 샤워 플레이트의, 상기 가스 확산 공간보다 외측의 부분이, 접촉하며 시일 부재로 시일된 상태로 고정되어 있으며, 상기 커버 부재의 단부에는, 상기 샤워 플레이트의 표면에 접촉되지 않는 상태로 절곡된 절곡부가 형성되며, 상기 시일 부재는 상기 샤워 플레이트의 상기 내식성 피막 또는 내식성재에 접촉하며, 또한 상기 절곡부에 의해 가압된 상태로 보지되는
    샤워 헤드.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 베이스 부재 및 상기 샤워 플레이트의, 상기 가스 확산 공간보다 외측의 부분이, 접촉하며 시일 부재로 시일된 상태로 고정되어 있으며, 상기 시일 부재는 상기 커버 부재 및 상기 샤워 플레이트의 상기 내식성 피막 또는 상기 내식성 금속재에 접촉하며, 또한 상기 가스 확산 공간의 단부에 마련된 링형상의 내식성 수지에 의해 보지되어 있는
    샤워 헤드.
  10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 부재는 알루미늄 또는 알루미늄 함유 합금으로 구성되며, 상기 가스 확산 공간에 대응하는 오목부를 갖는 기재와, 상기 기재의 상기 가스 확산 공간의 상면측의 면을 덮도록 형성된 내식성 피막과, 상기 기재의 상기 가스 확산 공간의 측면측의 면을 덮도록 마련된, 내식성 금속으로 구성된 링형상 부재를 갖는
    샤워 헤드.
  11. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 부재는 알루미늄 또는 알루미늄 함유 합금으로 구성되며, 상기 가스 확산 공간에 대응하는 오목부를 갖는 기재와, 상기 기재의 상기 가스 확산 공간의 상면측의 면을 덮도록 형성된 상기 내식성 금속재로 구성된 커버 부재와, 상기 기재의 상기 가스 확산 공간의 측면측의 면을 덮도록 마련된, 내식성 금속으로 구성된 링형상 부재를 갖는
    샤워 헤드.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 커버 부재와 상기 링형상 부재는 일체로 형성되어 있는
    샤워 헤드.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 링형상 부재와 상기 베이스 부재 사이 및 상기 링형상 부재와 상기 샤워 플레이트 사이에 마련된 시일 부재를 추가로 갖는
    샤워 헤드.
  14. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 부재의 상기 가스 확산 공간에 면한 부분은 내식성 피막으로 덮여 있으며,
    상기 샤워 플레이트의 상기 가스 확산 공간에 면한 부분은 내식성 피막으로 덮여 있으며,
    상기 베이스 부재측의 상기 내식성 피막과, 상기 샤워 플레이트측의 내식성 피막은 상기 가스 확산 공간보다 외측의 부분으로 연장되며, 이들이 서로 접촉하지 않는 상태이며, 상기 가스 확산 공간보다 외측의 부분에 상기 베이스 부재측의 상기 내식성 피막과 상기 샤워 플레이트측의 내식성 피막 사이에 형성된 시일 부재를 갖는
    샤워 헤드.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샤워 플레이트는 알루미늄 또는 알루미늄 함유 합금으로 구성된 기재와, 상기 가스 확산 공간에 면한 부분에 상기 기재를 덮도록 마련된 내식성 피막과, 상기 기재에 끼워져, 상기 복수의 가스 토출 구멍을 덮도록 마련된 복수의 슬리브를 갖는
    샤워 헤드.
  16. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샤워 플레이트는 내식성 금속재로 구성된 기재를 구비하며, 상기 기재는 상기 가스 확산 공간 및 상기 가스 토출 구멍에 노출되어 있는
    샤워 헤드.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 베이스 부재는 알루미늄 또는 알루미늄 함유 합금으로 구성된 기재와, 상기 가스 확산 공간에 면한 부분에 상기 기재를 덮도록 마련된, 상기 내식성 금속재로 구성된 커버 부재 또는 내식성 피막을 구비하고, 상기 커버 부재 또는 상기 내식성 피막은 상기 가스 확산 공간보다 외측으로 연장되며, 상기 샤워 플레이트의 상기 기재와, 상기 가스 확산 공간보다 외측 부분의 상기 커버 부재 또는 상기 내식성 피막 사이에 시일 부재가 개재되어 있는
    샤워 헤드.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 처리 장치는 상기 챔버 내에 처리 가스의 플라즈마를 생성하여 플라즈마 처리를 실행하는 플라즈마 처리 장치이며, 상기 샤워 플레이트는 상기 플라즈마가 접촉하는 면에 형성된 내플라즈마성 피막을 갖는
    샤워 헤드.
  19. 기판에 가스 처리를 실시하는 가스 처리 장치에 있어서,
    기판을 수용하는 챔버와,
    상기 챔버 내에서 기판을 탑재하는 탑재대와,
    상기 챔버 내에 상기 탑재대와 대향하도록 마련되며, 플라즈마를 생성하기 위한 부식성의 처리 가스를 상기 챔버 내에 공급하는 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 기재된 샤워 헤드를 구비하는
    가스 처리 장치.
KR1020190155563A 2018-11-30 2019-11-28 샤워 헤드 및 가스 처리 장치 KR102279535B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018224855A JP7126431B2 (ja) 2018-11-30 2018-11-30 シャワーヘッドおよびガス処理装置
JPJP-P-2018-224855 2018-11-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200066217A true KR20200066217A (ko) 2020-06-09
KR102279535B1 KR102279535B1 (ko) 2021-07-19

Family

ID=70909022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190155563A KR102279535B1 (ko) 2018-11-30 2019-11-28 샤워 헤드 및 가스 처리 장치

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7126431B2 (ko)
KR (1) KR102279535B1 (ko)
CN (1) CN111261485B (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116209784A (zh) * 2020-09-17 2023-06-02 朗姆研究公司 用于高温工艺的具有独立面板的混合式喷头
TW202232564A (zh) * 2020-10-15 2022-08-16 日商東京威力科創股份有限公司 緊固構造、電漿處理裝置以及緊固方法
US20220254660A1 (en) * 2021-02-05 2022-08-11 Linco Technology Co., Ltd. Substrate processing apparatus
JP7494244B2 (ja) 2021-06-02 2024-06-03 東京エレクトロン株式会社 シャワーヘッド、電極ユニット、ガス供給ユニット、基板処理装置及び基板処理システム

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0910577A (ja) * 1995-06-26 1997-01-14 Ulvac Japan Ltd 真空装置用構造材料および真空装置用構造部材
JP2971847B2 (ja) * 1997-01-24 1999-11-08 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 高温、腐食性、プラズマ環境下でのクリーニングプロセスのための方法及び装置
KR20120126018A (ko) * 2011-05-10 2012-11-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 생성용 전극 및 플라즈마 처리 장치
JP2014157944A (ja) * 2013-02-15 2014-08-28 Toshiba Corp ガス供給部材及びプラズマ処理装置
JP2016225018A (ja) 2015-05-27 2016-12-28 東京エレクトロン株式会社 ガス処理装置およびそれに用いる多分割シャワーヘッド
KR20170007137A (ko) * 2015-07-10 2017-01-18 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 샤워 헤드

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3378126B2 (ja) * 1995-09-01 2003-02-17 三菱電機株式会社 真空処理装置および半導体装置の製造方法
JP3559920B2 (ja) * 1996-07-29 2004-09-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP4628900B2 (ja) * 2005-08-24 2011-02-09 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
JP2008010579A (ja) * 2006-06-28 2008-01-17 Renesas Technology Corp 半導体装置製造装置
JP2011228343A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 Fujifilm Corp ガス供給電極の製造方法
CN103524044A (zh) * 2012-07-05 2014-01-22 周业投资股份有限公司 蚀刻设备的反应槽装置的上电极
JP6228400B2 (ja) * 2013-07-16 2017-11-08 東京エレクトロン株式会社 誘導結合プラズマ処理装置
CN106340434B (zh) * 2015-07-10 2018-12-14 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置和喷淋头

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0910577A (ja) * 1995-06-26 1997-01-14 Ulvac Japan Ltd 真空装置用構造材料および真空装置用構造部材
JP2971847B2 (ja) * 1997-01-24 1999-11-08 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 高温、腐食性、プラズマ環境下でのクリーニングプロセスのための方法及び装置
KR20120126018A (ko) * 2011-05-10 2012-11-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 생성용 전극 및 플라즈마 처리 장치
JP2014157944A (ja) * 2013-02-15 2014-08-28 Toshiba Corp ガス供給部材及びプラズマ処理装置
JP2016225018A (ja) 2015-05-27 2016-12-28 東京エレクトロン株式会社 ガス処理装置およびそれに用いる多分割シャワーヘッド
KR20170007137A (ko) * 2015-07-10 2017-01-18 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 샤워 헤드

Also Published As

Publication number Publication date
CN111261485B (zh) 2022-12-06
JP7126431B2 (ja) 2022-08-26
CN111261485A (zh) 2020-06-09
TW202034364A (zh) 2020-09-16
KR102279535B1 (ko) 2021-07-19
JP2020088317A (ja) 2020-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102279535B1 (ko) 샤워 헤드 및 가스 처리 장치
KR102073941B1 (ko) 분리 가능한 가스 분배 플레이트를 갖는 샤워헤드
KR20200103556A (ko) 거치대 및 기판 처리 장치
US20210398786A1 (en) Plasma processing apparatus
TWI840450B (zh) 噴淋頭及氣體處理裝置
KR102192597B1 (ko) 플라스마 처리 장치
TWI813699B (zh) 噴氣頭及電漿處理裝置
KR102638030B1 (ko) 플라즈마 처리 장치와 그 제조 방법, 및 플라즈마 처리 방법
KR102423951B1 (ko) 제 1 도전성 부재와 제 2 도전성 부재의 접합 구조체와 접합 방법 및 기판 처리 장치
TWI837393B (zh) 第一導電性構件與第二導電性構件之接合構造與接合方法及基板處理裝置
JP7507663B2 (ja) 締結構造と締結方法、及びプラズマ処理装置
KR102203551B1 (ko) 기판 적재 구조체 및 플라스마 처리 장치
KR20220067504A (ko) 체결 구조와 체결 방법 및 플라즈마 처리 장치
KR20220111661A (ko) 처리 용기와 플라즈마 처리 장치 및 처리 용기의 제조 방법
KR20220081901A (ko) 샤워 헤드의 제조 방법 및 샤워 헤드, 및 플라즈마 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant