JP2003282462A - シャワープレートとその製造方法及びそれを用いたシャワーヘッド - Google Patents
シャワープレートとその製造方法及びそれを用いたシャワーヘッドInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】プラズマ発生装置の真空容器内に設けられるシ
ャワープレートにおいて、ウェハに均一な厚みに成膜を
行うことができない。 【解決手段】プロセスガスをウェハ８表面に供給するプ
ラズマ発生装置用のシャワープレート４であって、アル
ミナを９９．５重量％以上含有し、気孔率が３０〜６５
％のセラミック多孔質体からなる。
ャワープレートにおいて、ウェハに均一な厚みに成膜を
行うことができない。 【解決手段】プロセスガスをウェハ８表面に供給するプ
ラズマ発生装置用のシャワープレート４であって、アル
ミナを９９．５重量％以上含有し、気孔率が３０〜６５
％のセラミック多孔質体からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ発生装置に
おいてチャンバー内にプロセスガスを導入し、ウェハ表
面に成膜、エッチングを行なうシャワープレートとその
製造法及びそれを用いたシャワーヘッドに関する。
おいてチャンバー内にプロセスガスを導入し、ウェハ表
面に成膜、エッチングを行なうシャワープレートとその
製造法及びそれを用いたシャワーヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体製造工程においてウェ
ハの表面にプロセスガスを供給して膜を形成するためＣ
ＶＤ装置やドライエッチング装置等のプラズマ発生装置
が用いられている。
ハの表面にプロセスガスを供給して膜を形成するためＣ
ＶＤ装置やドライエッチング装置等のプラズマ発生装置
が用いられている。
【０００３】上記プラズマ発生装置は、図４に示すよう
に例えば平行平板型シャワー方式の場合、真空容器１０
１内に、ウェハホルダ１０２と多数のガス噴出孔を有す
るシャワーヘッド１０３とからなるプラズマ発生電極が
設けられ、ウェハホルダ１０２をアノード側電極、シャ
ワーヘッド１０３をカソード側電極とする二極構成の平
行平板型電極が構成されている。
に例えば平行平板型シャワー方式の場合、真空容器１０
１内に、ウェハホルダ１０２と多数のガス噴出孔を有す
るシャワーヘッド１０３とからなるプラズマ発生電極が
設けられ、ウェハホルダ１０２をアノード側電極、シャ
ワーヘッド１０３をカソード側電極とする二極構成の平
行平板型電極が構成されている。
【０００４】薄膜が形成されるウェハ１０８はウェハホ
ルダ１０２に載置され、ウェハホルダ１０２の内部には
ヒータ１０５を有し、該ヒータ１０５によってウェハ１
０８及びシャワーヘッド１０３が加熱され、ウェハ１０
８はウェハホルダ１０２と共にプロセス条件温度まで加
熱される。１０６はガス導入口、１０７は排気口、１０
９は高周波電源、１１０はプロセスガスである。
ルダ１０２に載置され、ウェハホルダ１０２の内部には
ヒータ１０５を有し、該ヒータ１０５によってウェハ１
０８及びシャワーヘッド１０３が加熱され、ウェハ１０
８はウェハホルダ１０２と共にプロセス条件温度まで加
熱される。１０６はガス導入口、１０７は排気口、１０
９は高周波電源、１１０はプロセスガスである。
【０００５】このプラズマ発生装置を用いる際は、高周
波電圧が印加される１対の電極が真空容器１０１内に設
置され、真空容器１０１内に導入された稀薄プロセスガ
ス１１０を電極間のグロー放電によって分解、励起して
プラズマ状態とすることにより電極上に装着されたウェ
ハ１０８表面にガス分子を選択的に固着堆積させて薄膜
を形成するものであって、ガス分子の選択性及び固着の
度合はウェハ１０８の温度に支配されるものである。
波電圧が印加される１対の電極が真空容器１０１内に設
置され、真空容器１０１内に導入された稀薄プロセスガ
ス１１０を電極間のグロー放電によって分解、励起して
プラズマ状態とすることにより電極上に装着されたウェ
ハ１０８表面にガス分子を選択的に固着堆積させて薄膜
を形成するものであって、ガス分子の選択性及び固着の
度合はウェハ１０８の温度に支配されるものである。
【０００６】上記シャワーヘッドは、図５に示す断面図
のように、上部電極１１５の下面に複数のガス噴出孔を
有するシャワープレート１０４が設置されており、上記
ガス噴出孔からプロセスガス１１０が流れる構造になっ
ており、上部電極１１５を導通線によって高周波電源１
０９につなぎ、ガス分散板１１４の背面には高周波シー
ルド１１１及び該高周波シールド１１１と高周波絶縁処
理された真空シール１１２が設けられており、ガス分散
板１１４と高周波シールド１１１との間には絶縁物１１
３が設けられている（特開平５−１５２２０９号公報参
照）。
のように、上部電極１１５の下面に複数のガス噴出孔を
有するシャワープレート１０４が設置されており、上記
ガス噴出孔からプロセスガス１１０が流れる構造になっ
ており、上部電極１１５を導通線によって高周波電源１
０９につなぎ、ガス分散板１１４の背面には高周波シー
ルド１１１及び該高周波シールド１１１と高周波絶縁処
理された真空シール１１２が設けられており、ガス分散
板１１４と高周波シールド１１１との間には絶縁物１１
３が設けられている（特開平５−１５２２０９号公報参
照）。
【０００７】上記シャワーヘッド１０３は、ＳｉやＣか
らなり、真空容器１０１内に導入するプロセスガス１１
０としてＳｉＨ4、ＷＦ6等を用いていた。ＳｉやＣはＦ
ラジカルと反応してＳｉＦXやＣＦXとなり、その結果ガ
ス噴出孔が消耗してその径が拡大することで上下電極間
のコンダクタンス（電気伝導力）が変化し、ウェハ１０
８への成膜の均一性が低下するという問題があった。
らなり、真空容器１０１内に導入するプロセスガス１１
０としてＳｉＨ4、ＷＦ6等を用いていた。ＳｉやＣはＦ
ラジカルと反応してＳｉＦXやＣＦXとなり、その結果ガ
ス噴出孔が消耗してその径が拡大することで上下電極間
のコンダクタンス（電気伝導力）が変化し、ウェハ１０
８への成膜の均一性が低下するという問題があった。
【０００８】そこで、上部電極１１５の下面にアルミナ
等の緻密質焼結体からなり、ガス噴出孔を有するシャワ
ープレート１０４を設置することで、上部電極１１５の
反応ガスからの腐食を防止している。
等の緻密質焼結体からなり、ガス噴出孔を有するシャワ
ープレート１０４を設置することで、上部電極１１５の
反応ガスからの腐食を防止している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記シ
ャワープレート１０４は、複数のガス噴出孔を有してお
り、ガス噴出孔の径、数、ピッチ、深さは予め定められ
ているため、ガスの噴出位置が決まってしまい、ガスが
散布される位置が制約される。したがって、真空容器１
０１内に均一なガスを噴出することは困難であり、ガス
噴出孔を設けた構造のシャワープレート１０４ではガス
噴出孔の分布がそのままウェハ１０８に転写されてしま
うという欠点を有していた。
ャワープレート１０４は、複数のガス噴出孔を有してお
り、ガス噴出孔の径、数、ピッチ、深さは予め定められ
ているため、ガスの噴出位置が決まってしまい、ガスが
散布される位置が制約される。したがって、真空容器１
０１内に均一なガスを噴出することは困難であり、ガス
噴出孔を設けた構造のシャワープレート１０４ではガス
噴出孔の分布がそのままウェハ１０８に転写されてしま
うという欠点を有していた。
【００１０】本発明は、上述した欠点に鑑みなされたも
のであって、その目的は高純度のアルミナを用いること
でウェハへのコンタミを減少させ、かつセラミック多孔
質体を用いて通気孔の分布がウェハに転写されることは
なく、均一にプロセスガスを散布できるシャワープレー
ト及びシャワーヘッドを提供するものである。
のであって、その目的は高純度のアルミナを用いること
でウェハへのコンタミを減少させ、かつセラミック多孔
質体を用いて通気孔の分布がウェハに転写されることは
なく、均一にプロセスガスを散布できるシャワープレー
ト及びシャワーヘッドを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のシャワープレー
トは、プロセスガスをウェハ表面に供給するプラズマ発
生装置用のシャワープレートであって、アルミナを９
９．５重量％以上含有し、気孔率が３０〜６５％のセラ
ミック多孔質体からなることを特徴とするものである。
トは、プロセスガスをウェハ表面に供給するプラズマ発
生装置用のシャワープレートであって、アルミナを９
９．５重量％以上含有し、気孔率が３０〜６５％のセラ
ミック多孔質体からなることを特徴とするものである。
【００１２】また、本発明のシャワープレートは、上記
セラミック多孔質体の３点曲げ強度が３０ＭＰａ以上で
あることを特徴とするものである。
セラミック多孔質体の３点曲げ強度が３０ＭＰａ以上で
あることを特徴とするものである。
【００１３】さらに、本発明のシャワープレートの製造
方法は、プロセスガスをウェハ表面に供給するプラズマ
発生装置用のシャワープレートであって、アルミナ含有
率が９９．５重量％以上の粉体１００重量部に対して樹
脂を３０〜１００重量部の割合で添加混合した原料を所
定の形状に成形し、得られた成形体を大気雰囲気中１６
００〜１７００℃で焼成して上記樹脂を焼失させてセラ
ミック多孔質体を形成した後、所定の形状に研削加工す
ることを特徴とするものである。
方法は、プロセスガスをウェハ表面に供給するプラズマ
発生装置用のシャワープレートであって、アルミナ含有
率が９９．５重量％以上の粉体１００重量部に対して樹
脂を３０〜１００重量部の割合で添加混合した原料を所
定の形状に成形し、得られた成形体を大気雰囲気中１６
００〜１７００℃で焼成して上記樹脂を焼失させてセラ
ミック多孔質体を形成した後、所定の形状に研削加工す
ることを特徴とするものである。
【００１４】またさらに、本発明のシャワーヘッドは、
上記シャワープレートによってプラズマ発生装置の真空
容器内におけるプラズマ発生電極を覆うことを特徴とす
るものである。
上記シャワープレートによってプラズマ発生装置の真空
容器内におけるプラズマ発生電極を覆うことを特徴とす
るものである。
【００１５】本発明のシャワープレートによれば、気孔
率３０〜６５％、Ａｌ2Ｏ3含有率が９９．５重量％以上
のセラミック多孔質体によって形成したことから、緻密
体に機械的に通気孔を加工したシャワープレートと比較
してプロセスガスをウェハ上に均一に散布することが可
能になるため成膜厚みのバラツキやエッチング深さのバ
ラツキが少なくなるとともに、不純物が少ないことから
パーティクルの発生を極力低減することができる。
率３０〜６５％、Ａｌ2Ｏ3含有率が９９．５重量％以上
のセラミック多孔質体によって形成したことから、緻密
体に機械的に通気孔を加工したシャワープレートと比較
してプロセスガスをウェハ上に均一に散布することが可
能になるため成膜厚みのバラツキやエッチング深さのバ
ラツキが少なくなるとともに、不純物が少ないことから
パーティクルの発生を極力低減することができる。
【００１６】また、本発明のシャワープレートによれ
ば、上記セラミック多孔質体の３点曲げ強度が３０ＭＰ
ａ以上であることから、焼成後に所望の寸法に機械加工
が可能となり、ハンドリングによる欠けやクラックの発
生を防止することができる。
ば、上記セラミック多孔質体の３点曲げ強度が３０ＭＰ
ａ以上であることから、焼成後に所望の寸法に機械加工
が可能となり、ハンドリングによる欠けやクラックの発
生を防止することができる。
【００１７】さらに、本発明のシャワープレートの製造
方法によれば、アルミナ含有率９９．５重量％以上の粉
体１００重量部に対して球状樹脂を３０〜１００重量部
の割合で添加混合した原料を成形し、大気雰囲気中１６
００〜１７００℃で焼成することで樹脂を焼き飛ばしセ
ラミック多孔質体を形成した後、研削加工を施してなる
ことから、樹脂の含有によって気孔を均一に分散させて
プロセスガスを均一に散布することができる。
方法によれば、アルミナ含有率９９．５重量％以上の粉
体１００重量部に対して球状樹脂を３０〜１００重量部
の割合で添加混合した原料を成形し、大気雰囲気中１６
００〜１７００℃で焼成することで樹脂を焼き飛ばしセ
ラミック多孔質体を形成した後、研削加工を施してなる
ことから、樹脂の含有によって気孔を均一に分散させて
プロセスガスを均一に散布することができる。
【００１８】またさらに、本発明のシャワーヘッドによ
れば、上記シャワープレートによってプロセスガスが真
空容器内に均一に散布でき、良好な薄膜を形成すること
ができる。
れば、上記シャワープレートによってプロセスガスが真
空容器内に均一に散布でき、良好な薄膜を形成すること
ができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００２０】図１はプラズマ発生装置の構成を示す概略
断面図であり、１は真空容器、２はウェハホルダ、３は
ウェハホルダ２に対向配設した多数のガス噴出孔を有す
るシャワーヘッド、４はシャワーヘッドを覆うシャワー
プレート、５はウェハホルダ２の下面に取り付けられた
ヒータ、６はプロセスガス１０を導入する導入口、７は
プロセスガス１０を排出する排気口、８はウェハホルダ
２の上面に載置されたウェハ、９は高周波電源である。
断面図であり、１は真空容器、２はウェハホルダ、３は
ウェハホルダ２に対向配設した多数のガス噴出孔を有す
るシャワーヘッド、４はシャワーヘッドを覆うシャワー
プレート、５はウェハホルダ２の下面に取り付けられた
ヒータ、６はプロセスガス１０を導入する導入口、７は
プロセスガス１０を排出する排気口、８はウェハホルダ
２の上面に載置されたウェハ、９は高周波電源である。
【００２１】このプラズマ発生装置は、ウェハホルダ２
の下面のヒータ５によってウェハホルダ２がアノード側
電極をなし、その上方のシャワーヘッド３はカソード側
電極をなしている。真空容器１に導入されたプロセスガ
ス１０は、熱やプラズマにより解離・供給反応を受け、
前駆体ラジカルを発生する。前駆体は下地膜表面で吸着
・脱離を繰り返しながら一定量が吸着され、表面を移動
しながら堆積し、この反応副生成物はガスとなって離脱
をして排気・除去される。
の下面のヒータ５によってウェハホルダ２がアノード側
電極をなし、その上方のシャワーヘッド３はカソード側
電極をなしている。真空容器１に導入されたプロセスガ
ス１０は、熱やプラズマにより解離・供給反応を受け、
前駆体ラジカルを発生する。前駆体は下地膜表面で吸着
・脱離を繰り返しながら一定量が吸着され、表面を移動
しながら堆積し、この反応副生成物はガスとなって離脱
をして排気・除去される。
【００２２】そして、シャワーヘッド３とウェハホルダ
２間にある反応空間にプロセスガス１０を流しながら高
電圧を印加してグロー放電を生起させ、ウェハホルダ２
の上面に載置したウェハ８の表面に膜を形成させるプラ
ズマ表面処理を行なう仕組みである。
２間にある反応空間にプロセスガス１０を流しながら高
電圧を印加してグロー放電を生起させ、ウェハホルダ２
の上面に載置したウェハ８の表面に膜を形成させるプラ
ズマ表面処理を行なう仕組みである。
【００２３】図２は、本発明のシャワーヘッド３の一実
施形態を示す断面図であり、その下面には高純度のアル
ミナセラミック多孔質体からなるシャワープレート４が
ボルトあるいは接着で上部電極１５に固定されており、
カソード側の上部電極１５をカバーしている。上方には
上部電極１５を高周波電源９につなぐ導通線が接続さ
れ、プロセスガス１０をシャワープレート４全面に拡散
させるためのガス分散板１４の背面及び導入口６の周囲
には高周波シールド１１が形成され、高周波シールド１
１とガス導入口６との間には高周波絶縁処理された真空
シール１２が埋設されている。また、ガス分散板１４と
高周波シールド１１との間には絶縁物１３が備えられて
いる。
施形態を示す断面図であり、その下面には高純度のアル
ミナセラミック多孔質体からなるシャワープレート４が
ボルトあるいは接着で上部電極１５に固定されており、
カソード側の上部電極１５をカバーしている。上方には
上部電極１５を高周波電源９につなぐ導通線が接続さ
れ、プロセスガス１０をシャワープレート４全面に拡散
させるためのガス分散板１４の背面及び導入口６の周囲
には高周波シールド１１が形成され、高周波シールド１
１とガス導入口６との間には高周波絶縁処理された真空
シール１２が埋設されている。また、ガス分散板１４と
高周波シールド１１との間には絶縁物１３が備えられて
いる。
【００２４】上記シャワープレート４は、気孔率が３０
〜６５％、アルミナ含有率が９９．５重量％以上のセラ
ミック多孔質体からなることが重要であり、緻密体に機
械的にプロセスガスの通気孔を加工したシャワープレー
トと比較してプロセスガスをウェハ８上に均一に散布す
ることが可能となり、成膜厚みのバラツキやエッチング
深さのバラツキを低減させ、不純物が少ないことからパ
ーティクルの発生を有効に防止することができる。
〜６５％、アルミナ含有率が９９．５重量％以上のセラ
ミック多孔質体からなることが重要であり、緻密体に機
械的にプロセスガスの通気孔を加工したシャワープレー
トと比較してプロセスガスをウェハ８上に均一に散布す
ることが可能となり、成膜厚みのバラツキやエッチング
深さのバラツキを低減させ、不純物が少ないことからパ
ーティクルの発生を有効に防止することができる。
【００２５】上記セラミック多孔質体は、その気孔率を
３０〜６５％とすることによって、図３（ａ）に示すよ
うに焼成前はアルミナ粒子１６と樹脂１８が混在してお
り、焼成することによって樹脂１８が約４００℃で焼き
飛び、樹脂１８のあった空間はそのまま保持され、温度
が上昇して約１１００℃以上になるとアルミナ粒子１６
の拡散が始まり緻密化し、同図（ｂ）に示すように最終
的に樹脂１８のあった空間が通気孔１７の作用をなし、
プロセスガス１０の均一なガス流を実現することがで
き、ウェハ８への金属不純物の混入を著しく軽減してウ
ェハの不良率を押さえることができる。
３０〜６５％とすることによって、図３（ａ）に示すよ
うに焼成前はアルミナ粒子１６と樹脂１８が混在してお
り、焼成することによって樹脂１８が約４００℃で焼き
飛び、樹脂１８のあった空間はそのまま保持され、温度
が上昇して約１１００℃以上になるとアルミナ粒子１６
の拡散が始まり緻密化し、同図（ｂ）に示すように最終
的に樹脂１８のあった空間が通気孔１７の作用をなし、
プロセスガス１０の均一なガス流を実現することがで
き、ウェハ８への金属不純物の混入を著しく軽減してウ
ェハの不良率を押さえることができる。
【００２６】上記気孔率が３０％未満となると、シャワ
ープレート４の上面から下面へのプロセスガス１０が通
過することができず、ウェハ８へプロセスガス１０が散
布されない。一方、気孔率が６５％を超えると、成形体
を作製することができず、シャワープレート４を得るこ
とができない。さらにハンドリング性や加工性を考慮す
ると５５％未満が好ましい。
ープレート４の上面から下面へのプロセスガス１０が通
過することができず、ウェハ８へプロセスガス１０が散
布されない。一方、気孔率が６５％を超えると、成形体
を作製することができず、シャワープレート４を得るこ
とができない。さらにハンドリング性や加工性を考慮す
ると５５％未満が好ましい。
【００２７】また、上記シャワープレート４は、アルミ
ナの含有率が９９．５重量％以上に特定され、ウェハ８
への金属不純物の混入を著しく軽減してウェハ８の不良
率を押さえることができる。上記アルミナの含有率が９
９．５％未満となると、アルミナ中の不純物がコンタミ
としてウェハに混入し、パーティクルの原因となり、ウ
ェハ８への金属不純物の混入量が多くなる。
ナの含有率が９９．５重量％以上に特定され、ウェハ８
への金属不純物の混入を著しく軽減してウェハ８の不良
率を押さえることができる。上記アルミナの含有率が９
９．５％未満となると、アルミナ中の不純物がコンタミ
としてウェハに混入し、パーティクルの原因となり、ウ
ェハ８への金属不純物の混入量が多くなる。
【００２８】なお、上記セラミック多孔質体の気孔率は
アルキメデス法によって、アルミナの含有率は原子吸光
分析法及び発光分光分析法によって測定したものであ
る。
アルキメデス法によって、アルミナの含有率は原子吸光
分析法及び発光分光分析法によって測定したものであ
る。
【００２９】さらに、上記シャワープレート４を形成す
るセラミック多孔質体は、３点曲げ強度が３０ＭＰａ以
上とすることが好ましく、ハンドリング性及び加工性を
優れたものとすることができる。上記セラミック多孔質
体の３点曲げ強度を３０ＭＰａ以上にするには、気孔を
形成するために添加する樹脂の添加量を制約することに
よって達成でき、特に７０％未満にすることが好まし
い。
るセラミック多孔質体は、３点曲げ強度が３０ＭＰａ以
上とすることが好ましく、ハンドリング性及び加工性を
優れたものとすることができる。上記セラミック多孔質
体の３点曲げ強度を３０ＭＰａ以上にするには、気孔を
形成するために添加する樹脂の添加量を制約することに
よって達成でき、特に７０％未満にすることが好まし
い。
【００３０】またさらに、上記シャワープレート４を構
成するセラミック多孔質体の気孔は、その平均径が２０
〜３０μｍであることが好ましく、各気孔がシャワープ
レート４に均一に分散することによって通気孔１７の作
用をなし、プロセスガス１０をウェハ８に均一に高効率
に散布することができる。
成するセラミック多孔質体の気孔は、その平均径が２０
〜３０μｍであることが好ましく、各気孔がシャワープ
レート４に均一に分散することによって通気孔１７の作
用をなし、プロセスガス１０をウェハ８に均一に高効率
に散布することができる。
【００３１】ここで、本発明のシャワープレート４の製
造方法を説明する。
造方法を説明する。
【００３２】先ず、アルミナ含有率９９．５重量％以上
の粉体１００重量部に対して球状樹脂を３０〜１００重
量部の範囲で添加し、均等に混ざるまで撹拌する。調合
した原料を例えば圧力８０ＭＰａでＣＩＰ成形した後、
所定の形状に切削加工をする。
の粉体１００重量部に対して球状樹脂を３０〜１００重
量部の範囲で添加し、均等に混ざるまで撹拌する。調合
した原料を例えば圧力８０ＭＰａでＣＩＰ成形した後、
所定の形状に切削加工をする。
【００３３】上記樹脂は平均粒径が３６．５μｍ程度と
することが好ましく、シャワープレート４を構成するセ
ラミック多孔質体の気孔の平均径を２０〜３０μｍとす
ることができ、各気孔によって通気孔の作用をなすこと
ができる。
することが好ましく、シャワープレート４を構成するセ
ラミック多孔質体の気孔の平均径を２０〜３０μｍとす
ることができ、各気孔によって通気孔の作用をなすこと
ができる。
【００３４】また、上記球状樹脂の添加量は、粉体１０
０重量部に対して３０〜１００重量部とすることが重要
であり、含有量が３０重量部未満となると、成形の際に
混入する樹脂の添加量が少なくシャワープレートの上面
から下面へガスが通気しない構造になりやすい。一方、
樹脂がアルミナ粉体に対して１００重量部を超えて添加
混合した場合、成形時の詰まりが悪くなるため成形する
ことができない。
０重量部に対して３０〜１００重量部とすることが重要
であり、含有量が３０重量部未満となると、成形の際に
混入する樹脂の添加量が少なくシャワープレートの上面
から下面へガスが通気しない構造になりやすい。一方、
樹脂がアルミナ粉体に対して１００重量部を超えて添加
混合した場合、成形時の詰まりが悪くなるため成形する
ことができない。
【００３５】次いで、大気雰囲気中で１６００〜１７０
０℃の温度にて焼成する。昇温工程で樹脂は焼き飛び、
アルミナ粒子は焼結するためアルミナ粒子間に気孔を有
する構造となり、この気孔によってセラミック多孔質体
を得ることができる。
０℃の温度にて焼成する。昇温工程で樹脂は焼き飛び、
アルミナ粒子は焼結するためアルミナ粒子間に気孔を有
する構造となり、この気孔によってセラミック多孔質体
を得ることができる。
【００３６】焼成工程で樹脂は８００℃付近で焼き飛ぶ
が、図３（ｂ）に示すように周りのアルミナ粒子１６は
互いに結合する。その粒子の隙間を通気孔１７としてプ
ロセスガス１０が流れる構造とできる。
が、図３（ｂ）に示すように周りのアルミナ粒子１６は
互いに結合する。その粒子の隙間を通気孔１７としてプ
ロセスガス１０が流れる構造とできる。
【００３７】また、上記焼成温度が１６００℃未満とな
ると、アルミナ粒子１６が焼結しないため粒子の結合力
が弱く、パーティクルを発生しやすくなる。一方、１７
００℃を超えると、アルミナ粒子１６が異常粒成長する
ため強度が劣化することとなる。
ると、アルミナ粒子１６が焼結しないため粒子の結合力
が弱く、パーティクルを発生しやすくなる。一方、１７
００℃を超えると、アルミナ粒子１６が異常粒成長する
ため強度が劣化することとなる。
【００３８】しかる後、研削加工によって所定の形状に
加工することによって得ることができる。
加工することによって得ることができる。
【００３９】このようにして得られたシャワープレート
４は、上述した図２に示すように上部電極１５を覆うこ
とによってウェハ８へのコンタミを減少させ、かつセラ
ミック多孔質体を用いて通気孔１７の分布がウェハに転
写されることはなく、均一にプロセスガスを散布できる
シャワーヘッド３を得ることができる。
４は、上述した図２に示すように上部電極１５を覆うこ
とによってウェハ８へのコンタミを減少させ、かつセラ
ミック多孔質体を用いて通気孔１７の分布がウェハに転
写されることはなく、均一にプロセスガスを散布できる
シャワーヘッド３を得ることができる。
【００４０】なお、本発明のシャワープレート４及びそ
れを用いたシャワーヘッド３は、上述の実施形態に限定
されることはなく本発明の要旨を逸脱しない範囲であれ
ば種々の変更は可能である。
れを用いたシャワーヘッド３は、上述の実施形態に限定
されることはなく本発明の要旨を逸脱しない範囲であれ
ば種々の変更は可能である。
【００４１】
【実施例】以下、本発明のシャワープレートよりなるシ
ャワーヘッドをプラズマＣＶＤ装置に適用した実施例を
説明する。
ャワーヘッドをプラズマＣＶＤ装置に適用した実施例を
説明する。
【００４２】先ず、アルミナ含有率が９９．５％以上の
アルミナ粉体１００重量部に対して、平均粒径３６μｍ
のアクリル系樹脂を表1に示す如く添加量で混合調合
し、圧力８０ＭＰａでＣＩＰ成形した後、切削加工し、
大気雰囲気中１６８０℃で焼成した後研削加工を施して
シャワープレート試料を作製した。
アルミナ粉体１００重量部に対して、平均粒径３６μｍ
のアクリル系樹脂を表1に示す如く添加量で混合調合
し、圧力８０ＭＰａでＣＩＰ成形した後、切削加工し、
大気雰囲気中１６８０℃で焼成した後研削加工を施して
シャワープレート試料を作製した。
【００４３】各試料の気孔率をＪＩＳ Ｒ１６３４のア
ルキメデス法にて側定し、3点曲げ強度をＪＩＳ Ｒ１
６０１にてセラミック多孔質体からテストピースを切り
出し測定した。
ルキメデス法にて側定し、3点曲げ強度をＪＩＳ Ｒ１
６０１にてセラミック多孔質体からテストピースを切り
出し測定した。
【００４４】また、各試料に成形圧８０ＭＰａを加えて
金型成形し、所望の形状ができるかどうかを判定して成
形性の評価を行った。この成形が可能であった試料（約
φ６０×１２Ｔの円盤形状のサンプル）を焼成後、試料
の上面に水滴を垂らして下面から水滴がでてくるか０−
１判定で通気性の評価を行った。
金型成形し、所望の形状ができるかどうかを判定して成
形性の評価を行った。この成形が可能であった試料（約
φ６０×１２Ｔの円盤形状のサンプル）を焼成後、試料
の上面に水滴を垂らして下面から水滴がでてくるか０−
１判定で通気性の評価を行った。
【００４５】また、各試料を真空容器内にセットしてプ
ロセスガスを供給する。供給されたプロセスガスはプラ
ズマ化され、ウェハ表面に成膜を行った。その後、成膜
したウェハの良品・不良品判定をプローバーにて行っ
た。
ロセスガスを供給する。供給されたプロセスガスはプラ
ズマ化され、ウェハ表面に成膜を行った。その後、成膜
したウェハの良品・不良品判定をプローバーにて行っ
た。
【００４６】その結果を表1に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】表１より明らかなように、アルミナ粉体に
対する樹脂の添加量が３０〜１００重量部であり、気孔
率が３０〜６５％である試料（Ｎｏ．４〜１４）は、成
形性、通気性が良好であった。
対する樹脂の添加量が３０〜１００重量部であり、気孔
率が３０〜６５％である試料（Ｎｏ．４〜１４）は、成
形性、通気性が良好であった。
【００４９】特に、アルミナ含有率が９９．５重量％以
上、アルミナ粉体に対する樹脂の添加量が３０〜７０重
量部である試料（Ｎｏ．４〜７、１０、１１）は、曲げ
強度が３０ＭＰａ以上、ハンドリング性や加工性が優れ
ており、成膜したウェハも膜が均一に形成されているこ
とが判る。
上、アルミナ粉体に対する樹脂の添加量が３０〜７０重
量部である試料（Ｎｏ．４〜７、１０、１１）は、曲げ
強度が３０ＭＰａ以上、ハンドリング性や加工性が優れ
ており、成膜したウェハも膜が均一に形成されているこ
とが判る。
【００５０】これに対し、セラミック多孔質体の気孔率
が３０％未満の試料（Ｎｏ．１〜３）は、樹脂の添加量
も少ないため、シャワープレートの上面から下面へガス
が通気しなかった。
が３０％未満の試料（Ｎｏ．１〜３）は、樹脂の添加量
も少ないため、シャワープレートの上面から下面へガス
が通気しなかった。
【００５１】また、アルミナ粉体に対する樹脂の添加量
が１００重量部より多い試料（Ｎｏ．１５）は、成形体
を得ることができなかった。
が１００重量部より多い試料（Ｎｏ．１５）は、成形体
を得ることができなかった。
【００５２】
【発明の効果】本発明のシャワープレートによれば、気
孔率３０〜６５％、Ａｌ2Ｏ3含有率が９９．５重量％以
上のセラミック多孔質体によって形成したことから、緻
密体に機械的に通気孔を加工したシャワープレートと比
較してプロセスガスをウェハ上に均一に散布することが
可能になるため成膜厚みのバラツキやエッチング深さの
バラツキが少なくなるとともに、不純物が少ないことか
らパーティクルの発生を極力低減することができる。
孔率３０〜６５％、Ａｌ2Ｏ3含有率が９９．５重量％以
上のセラミック多孔質体によって形成したことから、緻
密体に機械的に通気孔を加工したシャワープレートと比
較してプロセスガスをウェハ上に均一に散布することが
可能になるため成膜厚みのバラツキやエッチング深さの
バラツキが少なくなるとともに、不純物が少ないことか
らパーティクルの発生を極力低減することができる。
【００５３】また、本発明のシャワープレートによれ
ば、上記セラミック多孔質体の３点曲げ強度が３０ＭＰ
ａ以上であることから、焼成後に所望の寸法に機械加工
が可能となり、ハンドリングによる欠けやクラックの発
生を防止することができる。
ば、上記セラミック多孔質体の３点曲げ強度が３０ＭＰ
ａ以上であることから、焼成後に所望の寸法に機械加工
が可能となり、ハンドリングによる欠けやクラックの発
生を防止することができる。
【００５４】さらに、本発明のシャワープレートの製造
方法によれば、アルミナ含有率が９９．５重量％以上の
アルミナ粉体１００重量部に対して球状樹脂を３０〜１
００重量部の範囲で添加混合した原料を成形し、大気雰
囲気中１６００〜１７００℃で焼成することで樹脂を焼
き飛ばしセラミック多孔質体を形成した後、研削加工を
施してなることから、樹脂の含有によって気孔を均一に
分散させてプロセスガスを均一に散布することができ
る。
方法によれば、アルミナ含有率が９９．５重量％以上の
アルミナ粉体１００重量部に対して球状樹脂を３０〜１
００重量部の範囲で添加混合した原料を成形し、大気雰
囲気中１６００〜１７００℃で焼成することで樹脂を焼
き飛ばしセラミック多孔質体を形成した後、研削加工を
施してなることから、樹脂の含有によって気孔を均一に
分散させてプロセスガスを均一に散布することができ
る。
【００５５】またさらに、本発明のシャワーヘッドによ
れば、上記シャワープレートによってプロセスガスが真
空容器内に均一に散布でき、良好な薄膜を形成すること
ができる。
れば、上記シャワープレートによってプロセスガスが真
空容器内に均一に散布でき、良好な薄膜を形成すること
ができる。
【図１】本発明のシャワーヘッドを用いたプラズマ発生
装置を示す概略図である。
装置を示す概略図である。
【図２】本発明のシャワーヘッドの一実施形態を示す断
面図である。
面図である。
【図３】本発明のシャワープレートに用いるセラミック
多孔質体の構造を示す図である。
多孔質体の構造を示す図である。
【図４】従来のプラズマ発生装置を示す概略図である。
【図５】従来のシャワーヘッドを示す断面図である。
１：真空容器
２：ウェハホルダ
３：シャワーヘッド
４：シャワープレート
５：ヒータ
６：ガス導入口
７：排気口
８：ウェハ
９：高周波電源
１０：プロセスガス
１１：高周波シールド
１２：真空シール
１３：絶縁物
１４：ガス分散板
１５：上部電極
１６：アルミナ粒子
１７：通気孔
１８：樹脂
Claims (4)
- 【請求項１】プロセスガスをウェハ表面に供給するプラ
ズマ発生装置用のシャワープレートであって、アルミナ
を９９．５重量％以上含有し、気孔率が３０〜６５％の
セラミック多孔質体からなることを特徴とするシャワー
プレート。 - 【請求項２】上記セラミック多孔質体の３点曲げ強度が
３０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１に記載
のシャワープレート。 - 【請求項３】プロセスガスをウェハ表面に供給するプラ
ズマ発生装置用のシャワープレートであって、アルミナ
含有率が９９．５重量％以上の粉体１００重量部に対し
て樹脂を３０〜１００重量部の割合で添加混合した原料
を所定の形状に成形し、得られた成形体を大気雰囲気中
１６００〜１７００℃で焼成して上記樹脂を焼失させて
セラミック多孔質体を形成した後、所定の形状に研削加
工することを特徴とするシャワープレートの製造方法。 - 【請求項４】請求項１又は２に記載のシャワープレート
によって、真空容器内におけるプラズマ発生電極を覆う
ことを特徴とするシャワーヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002089640A JP2003282462A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | シャワープレートとその製造方法及びそれを用いたシャワーヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002089640A JP2003282462A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | シャワープレートとその製造方法及びそれを用いたシャワーヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003282462A true JP2003282462A (ja) | 2003-10-03 |
Family
ID=29235176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002089640A Pending JP2003282462A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | シャワープレートとその製造方法及びそれを用いたシャワーヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003282462A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2002
- 2002-03-27 JP JP2002089640A patent/JP2003282462A/ja active Pending
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