本发明专利技术提供一种等离子体处理用簇射极板，是由多个配管形成的等离子体处理用簇射极板（３１），配管（３１Ａ３）由多孔质材料构件（４４）和金属构件（４１）构成，该多孔质材料构件（４４）被沿着配管配置，对于原料气体具有规定的气孔率，朝向外侧呈凸状；该金属构件（４１）与多孔质材料构件（４４）对向配置，与多孔质材料构件（４４）一起形成原料气体流路（４３）。可以实现一种喷嘴构造，使原料气体呈扩散状喷出。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体和半导体相关器件的制造装置，特别涉及可以在等离子体处理装置的处理室中使用的簇射极板及釆用该种簇射极板(shower plate)的等离子体装置。
技术介绍
在半导体及半导体相关器件制造工艺的各个过程中，可以实施分别通 过氧化、氮化、氮氧化作用，或者CVD在基板表面上形成氧化膜、氮化 膜、氮氧化膜的工艺，和通过蚀刻去除这些膜的工艺。在大量制造同一品 种的通用DRAM等的情况下，这些工艺分别通过实施特有工艺的处理装 置进行，但在进行少量、多品种的定制LSI等的生产中，在每个工艺步骤 设置昂贵的处理装置受到成本的制约，因此需要一种处理装置，能够以单 个或少量的该装置实施多个工艺。作为已经公开的能够实施多种工艺的多功能处理装置，采用的是通过 使等离子体激发的氧自由基、氮自由基与基板表面发生反应，形成氧化膜、 氮化膜、氮氧化膜，或者使这些自由基与硅烷(SiH4)气体反应形成氧化 膜、氮化膜的技术。在特开2002-299331号公报(特许文献)中公开了该种装置。根据该 公报，在处理装置的处理腔(处理室)上设有电介质制的上段簇射极板， 和呈格子状排列的下段簇射极板，以及天线。该上段簇射极板大致相同地 将等离子体及自由基生成用的气体喷向处理室的下方；该下段簇射极板， 为了使来自上段簇射极板的等离子体和激发自由基通过的多个开口，将把 反应性气体大致同样地喷射向基板方向的、具有多个开口的配管排列为格 子状；该天线将用于生成等离子体的微波从上段簇射极板上方放射向上段 簇射极板。而且，当使基板氧化形成氧化膜时，从上段簇射极板供给Ar、Kr气体和氧气，通过微波生成等离子体，将被激发的氧自由基暴露在基板 表面上而形成氧化膜。另外，通过等离子体CVD形成氮化膜时，向上段 簇射极板供给Ar、 Kr气体和氨(NH3)气，通过微波生成等离子体，使 被激发的氮自由基和从下段簇射极板喷出的硅烷(SiH4)气体反应，在基 板上形成氮化硅膜(Si3N4)。在反应离子蚀刻中，从上段簇射极板导入Ar、 Kr气体，通过微波产 生等离子体，从下段簇射极板导入反应性气体即CxHy气体，通过向基板 施加偏置电压，可以对基板上的硅氧化膜进行蚀刻。特许文献l:特开2002-299331号公报在现有的等离子体装置中使用的下段簇射极板，具有将配管排列为格 子状的构造，该配管上以规定的间隔配置多个同一形状的喷嘴。在配管内 部形成有相互连接的被供给的原料气体的通路。而且，从喷嘴喷出的原料 气体的流量，由对应喷嘴的出口的喷嘴入口的原料气体的压力决定。只要 各喷嘴入口的原料气体的压力一定，喷嘴的特性就会相同，因此可以在簇 射极板的中心部和周边部，从喷嘴喷出大致均匀的原料气体。然而，在现有的簇射极板中，因为喷嘴的构造，原料气体的流速大， 从数百m/秒到数km/秒，所以难以对处理腔内的气流模式(gas flow pattern) 进行控制。另外，在现有的簇射极板中，喷出的原料气体集中在喷嘴的正下方， 不能向喷嘴正下方的周边范围扩散，因此存在喷出原料气体时使其横向扩 散的难点。另外，下段簇射极板的温度因等离子体中的离子和电子的再结合而上 升，当其形成材料为受热能力差时，会出现机械性劣化、变形，或者即使 是受热能力强的材料，也因为温度上升的不均匀，而出现弯曲和变形等缺 点。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供一种能够降低原料气体的流速，对气 流模式进行控制的等离子体处理装置用簇射极板。本专利技术的其他目的在于，提供一种形成有使原料气体呈空间扩散喷出的喷嘴的等离子体处理装置用簇射极板。本专利技术的另外其他的目的在于，提供一种能够有效控制因等离子体中 的离子与电子的再结合导致簇射极板温度上升的等离子体处理装置用簇 射极板。根据本专利技术，可以获得一种等离子体处理装置用簇射极板，其具有以 在邻接的配管间形成开口部的方式配置多个配管的构造，在所述配管内部 形成有第1气体流路和第2气体流路，该第2流路与所述第1气体流路连 接配置，包含对处理用气体具有透过特性的多孔质材料构件。在所述第2气体流路的截面成为最小的切断面上，所述第2气体流路朝向外侧呈凸形状。优选所述切断面中的所述第2气体流路的厚度在中心部厚，随着朝向周边厚度减少。也可以使中心部的所述第2气体流路中的所述多孔质材料构件的气孔 率，与周边部的所述第2气体流路中的所述多孔质材料构件的气孔率不同。优选在所述配管的内部形成有冷却剂气体的流路。根据本专利技术，可以获得一种等离子体处理装置用簇射极板，其具有以 在邻接的配管间形成开口部的方式配置多个配管的构造，在所述配管内部 形成有第1气体流路和第2气体流路以及第3气体流路，所述第1气体流 路流动规定气体，所述第2气体流路与所述第1气体流路连接将所述规定 气体向外部排出，所述第3气体流路使冷却剂气体在其内部流通。这种情况下，优选所述第1气体流路在所述多个配置的配管内被连结， 且所述第3气体流路与所述第1气体流路平行配置。优选所述配管由含有铜和钨的合金形成。这种情况下，优选所述包含铜和钨的合金为含有10~20%的铜、 90 80%的钨的合金。上述多孔质材料构件由多个金属细线形成。 这种情况下，优选所述金属细线含铜-钨合金。 优选所述金属细线上形成有氧化钇被膜。 优选在所述配管的外面涂布氧化钇被膜。 所述配管既可以配置为环状，也可以配置为格子状。根据本专利技术，可以制得使用上述构造的等离子体处理装置用簇射极板 的等离子体处理装置。可以将所述等离子体处理用簇射极板设置为下段簇射极板。根据本专利技术，可以获得一种采用上述的簇射极板将处理用气体导入到 等离子体装置中，对基板进行等离子体处理的等离子体处理方法。再者，根据本专利技术，可以获得在工序中含有上述等离子体处理的电子 装置的制造方法。由于本专利技术的簇射极板的原料气体喷射口由多孔质材料形成，因此可 以降低喷口的流速，从而可以形成受到控制的气流模式。因为本专利技术的簇射极板具有沿着配管形成，使原料气体透过凸状的多 孔质材料构件喷向外侧的结构，所以可以使喷出的原料气体在配管方向上 横向扩散。因此，可以使原料气体均匀地到达基板表面。另外，由于在配管内部沿着原料气体流路形成有冷却剂用流体通路， 因此可以对等离子体中的电子和离子的再结合引起的簇射极板的温度上 升进行控制。由此，不仅可以防止下段簇射极板的弯曲、机械变形，还可 以防止当下段簇射极板的材料不耐热的情况下(例如铝合金等)，因受热 导致的劣化。附图说明图1是表示本专利技术的等离子体处理装置的概图。图2是图1所示等离子体处理装置的槽板的俯视图。 图3是表示本专利技术的第1实施例的下段簇射极板的俯视图。 图4是表示图3的下段簇射极板的环状配管的概略立体图。 图5(a)是表示沿图3的AA线垂直于图纸的剖面图；(b)是表示个别配 管的详细剖面图；(c)是表示原料气体的喷出状态的剖面图。图6是表示从本专利技术的第2实施例的下段簇射极板的上方观察的俯视图。图7是表示从本专利技术的第2实施例的下段簇射极板的上方观察的俯视图。图8是表示沿图6及图7的BB线垂直于图纸的剖面图。10微波等离子体处理装置 11处理容器 12基板 13固定台14上段簇射极板14A喷嘴开口部15盖板17天线主体20径向线缝隙天线31下段簇射极板31A1、 3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种等离子体处理装置用簇射极板，其具有以在邻接的配管间形成开口部的方式配置多个配管的构造，在所述配管内部形成有第１气体流路和第２气体流路，该第２流路与所述第１气体流路连接配置，包含对处理用气体具有透过特性的多孔质材料构件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-11-8 323534/20051. 一种等离子体处理装置用簇射极板，其具有以在邻接的配管间形成开口部的方式配置多个配管的构造，在所述配管内部形成有第1气体流路和第2气体流路，该第2流路与所述第1气体流路连接配置，包含对处理用气体具有透过特性的多孔质材料构件。2. 根据权利要求1所述的等离子体处理装置用簇射极板，其中，在 所述第2气体流路的截面成为最小的切断面上，所述第2气体流路朝向外 侧呈凸形状。3. 根据权利要求1所述的等离子体处理装置用簇射极板，其中，所 述切断面中的所述第2气体流路的厚度在中心部厚，随着朝向周边厚度减 少。4. 根据权利要求1~3中任一项所述的等离子体处理装置用簇射极板， 其中，中心部的所述第2气体流路中的所述多孔质材料构件的气孔率，与 周边部的所述第2气体流路中的所述多孔质材料构件的气孔率不同。5. 根据权利要求1~4中任一项所述的等离子体处理装置用簇射极板， 其中，在所述配管的内部形成有冷却剂气体的流路。6. —种等离子体处理装置用簇射极板，其具有以在邻接的配管间形 成开口部的方式配置多个配管的构造，在所述配管内部形成有第1气体流 路和第2气体流路以及第3气体流路，所述第1气体流路流动规定气体， 所述第2气体流路与所述第1气体流路连接将所述规定气体向外部排出， 所述第3气体流路使冷却剂气体在其内部流通。7. 根据权利要求6所述的等离子体处理装置用簇射极板，其中，所 述第1气体流路在所述多个配置的配管内被连结，且...
【专利技术属性】
技术研发人员：大见忠弘，松冈孝明，
申请(专利权)人：国立大学法人东北大学，东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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