JP2001262351A - Shower head and film deposition system - Google Patents
Shower head and film deposition systemInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は化学気相成長による
成膜装置に係り、特にチタン酸バリウム／ストロンチウ
ム等の高誘電体薄膜や配線用の銅薄膜等を基板上に形成
する成膜装置の反応室内に配置され、基板面に対して原
料ガスを噴出するシャワーヘッド及び該シャワーヘッド
を用いた成膜装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film forming apparatus by chemical vapor deposition, and more particularly to a film forming apparatus for forming a high dielectric thin film such as barium titanate / strontium or a copper thin film for wiring on a substrate. The present invention relates to a shower head which is disposed in a reaction chamber and ejects a source gas to a substrate surface, and a film forming apparatus using the shower head.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体産業における集積回路の向
上はめざましく、現状のメガビットオーダから、将来の
ギガビットオーダを睨んだＤＲＡＭの研究開発が行なわ
れている。かかるＤＲＡＭの製造のためには、小さい面
積で大容量が得られるキャパシタ素子が必要である。2. Description of the Related Art In recent years, the improvement of integrated circuits in the semiconductor industry has been remarkable, and research and development of DRAMs from the current megabit order to the future gigabit order have been conducted. In order to manufacture such a DRAM, a capacitor element capable of obtaining a large capacity with a small area is required.
【０００３】このような大容量素子の製造に用いる誘電
体薄膜として、誘電率が１０以下であるシリコン酸化膜
やシリコン窒化膜に替えて、誘電率が２０程度の五酸化
タンタル（Ｔａ2Ｏ5）薄膜、或いは誘電率３００程度で
あるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、チタン酸スト
ロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）又はチタン酸バリウムスト
ロンチウム等の金属酸化物薄膜材料が有望視されてい
る。また、更に誘電率が高いＰＺＴ、ＰＬＺＴ、Ｙ１等
の強誘電体の薄膜材料も有望視されている。As a dielectric thin film used for manufacturing such a large-capacity element, tantalum pentoxide (Ta 2 O 5) having a dielectric constant of about 20 is used instead of a silicon oxide film or a silicon nitride film having a dielectric constant of 10 or less. ) A thin film or a metal oxide thin film material such as barium titanate (BaTiO 3 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), or barium strontium titanate having a dielectric constant of about 300 is expected to be promising. Further, ferroelectric thin film materials such as PZT, PLZT, and Y1 having a higher dielectric constant are also considered promising.
【０００４】上記の他、配線材料として、アルミニウム
に比べ配線電気抵抗が小さい、エレクトロマイグレーシ
ョン耐性に優れた銅も有望視されている。更に、ゲート
絶縁膜材料として、ＢｉＶＯ、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12、ＹＭｎ
Ｏ3、ＺｎＯ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ等が、ぺロブスカイト
構造の電極材料として、ＳｒＲｕＯ3、ＢａＲｕＯ3、Ｉ
ｒＯ、ＣａＲｕＯ3等が、バリア層やバッファ層の材料
として、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ 3、ＹＳＺ、ＴａＮが、超伝導材
料として、Ｌａ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｌａ−Ｓｒ−Ｃｕ−
Ｏ、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
Ｏ、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｈｇ−Ｂａ−Ｃａ−
Ｃｕ−Ｏ等が有望視されている。In addition to the above, aluminum is used as a wiring material.
Electromigration with lower wiring electrical resistance than
Copper with excellent heat resistance is also promising. In addition, the gate
BiVO, Bi as insulating film materialFourTiThreeO12, YMn
OThree, ZnO, (Zn, Cd) S, etc. are perovskite
SrRuO as the electrode material of the structureThree, BaRuOThree, I
rO, CaRuOThreeEtc., the material of the barrier layer and the buffer layer
As MgO, YTwoO Three, YSZ, TaN are superconducting materials
La-Ba-Cu-O, La-Sr-Cu-
O, Y-Ba-Cu-O, Bi-Sr-Ca-Cu-
O, Tl-Ba-Ca-Cu-O, Hg-Ba-Ca-
Cu-O and the like are promising.
【０００５】このような素材の成膜方法として、化学気
相成長法（ＣＶＤ）が有望視されている。図１は、ＣＶ
Ｄ装置に用いられる従来のこの種のシャワーヘッドの概
略構成例を示す図である。シャワーヘッド１０は、反応
室（図示せず）に配置された基板載置台１１に載置され
た基板１２の上面に対向して配置されたガス噴出板１３
を具備し、該ガス噴出板１３には原料ガスが均一に噴出
されるように多数の原料ガス噴出孔１４が形成されてい
る。As a method for forming such a material, chemical vapor deposition (CVD) is expected to be promising. Figure 1 shows the CV
It is a figure which shows the example of a schematic structure of this type of conventional showerhead used for D apparatus. The shower head 10 includes a gas ejection plate 13 disposed opposite to an upper surface of a substrate 12 mounted on a substrate mounting table 11 disposed in a reaction chamber (not shown).
The gas ejection plate 13 is provided with a large number of source gas ejection holes 14 so as to uniformly eject the source gas.
【０００６】ガス噴出板１３の多数の原料ガス噴射孔１
４から原料ガス（成膜ガス）を含むガス（以下、単に
「原料ガス」と記す）１６が基板１２の上面に向かって
噴出され、該原料ガスが加熱された基板１２の面に接す
ると基板１２の上面に薄膜が形成される。そのとき原料
ガスは未反応ガスと反応済みのガス（副生成物）とな
る。この副生成物１５は図示するように、基板１２の外
周に行くほど増加（矢印の長さは副生成物１５の量に対
応して、多い場合長く、少ない場合短くしている）し、
下記するように成膜に悪影響を与える。A large number of source gas injection holes 1 of the gas injection plate 13
4, a gas (hereinafter simply referred to as “source gas”) 16 containing a source gas (film-forming gas) is ejected toward the upper surface of the substrate 12, and when the source gas contacts the heated surface of the substrate 12, the substrate 12, a thin film is formed. At that time, the raw material gas becomes a gas (by-product) reacted with the unreacted gas. As shown in the figure, the by-product 15 increases toward the outer periphery of the substrate 12 (the length of the arrow is longer when the amount is larger and shorter when the amount is smaller) in accordance with the amount of the by-product 15.
As described below, it adversely affects the film formation.
【０００７】副生成物１５は図２に示すように、基板１
２から舞い上がった後、再び同一ノズルから或いは別の
ノズルから噴出される原料ガス１６の噴出流と共に基板
１２に送られ、原料ガスに劣化した副生成物が混入する
ことで成膜に悪影響を与えてしまう。基板１２の上面に
均一の成膜を得るためには、基板１２の面上のどの位置
でも新鮮な原料ガス１７の割合（矢印の長さは新鮮な原
料ガスの量に応じて、多い場合は長く、少ない場合は短
くしている）と副生成物１５の割合が同一であることが
必要といわれている。しかしながら、この方法は下記の
３点で欠点がある。[0007] As shown in FIG.
After rising from 2, the raw material gas 16 is again sent to the substrate 12 together with the jet flow of the source gas 16 ejected from the same nozzle or another nozzle, and the by-products mixed into the source gas adversely affect the film formation. Would. In order to obtain a uniform film formation on the upper surface of the substrate 12, the ratio of the fresh source gas 17 at any position on the surface of the substrate 12 (the length of the arrow depends on the amount of the fresh source gas, It is said that it is necessary that the proportion of the by-products 15 is the same. However, this method has disadvantages in the following three points.
【０００８】第１はガス噴出板１３の中心部と外周部で
の圧力差が生じると成膜特性が変わってしまうので、シ
ャワーヘッド１０と基板１２をあまり近づけられない。
シャワーヘッドと基板の間隔が広いとシャワーヘッド１
０から噴出されたガスの流れがシャワーヘッド１０の中
心部と外周部で図３に示すように異なってくるため、外
周部からガスの逆流１８が発生しやすくなり、ガスの新
鮮度（新鮮ガスと副生成物の割合）が中心部と外周部で
異なってくる。更に、基板１２とシャワーヘッド間の相
互輻射のバランスがくずれる等の理由で、外周部が中心
より温度が低下し均熱性が失われてしまう等の理由で成
膜の均一性が悪くなる。First, when a pressure difference occurs between the central portion and the outer peripheral portion of the gas ejection plate 13, the film forming characteristics change, so that the shower head 10 and the substrate 12 cannot be brought close to each other.
If the distance between the shower head and the substrate is wide, the shower head 1
As shown in FIG. 3, the flow of the gas ejected from the nozzles 0 is different between the central portion and the outer peripheral portion of the shower head 10, so that the reverse flow 18 of the gas is easily generated from the outer peripheral portion, and the freshness of the gas (fresh gas) And the ratio of by-products) differ between the central part and the peripheral part. Further, the uniformity of the film formation is deteriorated because the temperature of the outer peripheral portion is lower than the center due to the mutual radiation balance between the substrate 12 and the shower head being lost, and the uniformity is lost.
【０００９】第２は上記のためシャワーヘッド１０と基
板１２との間の距離が遠くなると、ガス噴出板１３から
噴出された新鮮な原料ガスが基板１２の面に到達せず、
副生成物と混合しながら基板１２に衝突してしまい、成
膜特性の劣化を招く。Secondly, when the distance between the shower head 10 and the substrate 12 increases due to the above, the fresh source gas ejected from the gas ejection plate 13 does not reach the surface of the substrate 12,
It collides with the substrate 12 while being mixed with the by-product, and causes deterioration of the film forming characteristics.
【００１０】第３はシャワーヘッド１０と基板１２の間
の距離が大きいため、基板１２の面での新鮮な原料ガス
の境界層厚さを薄くできず、成膜速度が遅くなる。Third, since the distance between the shower head 10 and the substrate 12 is large, the thickness of the boundary layer of the fresh source gas on the surface of the substrate 12 cannot be reduced, and the film forming speed is reduced.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点にか
んがみてなされたもので、上記第１乃至第３の欠点を補
いながら、均一性が高く成膜特性がよく、しかも成膜速
度を速くすることができるシャワーヘッド及び該シャワ
ーヘッドを用いた成膜装置を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and has high uniformity, good film forming characteristics, and high film forming speed while compensating for the above first to third disadvantages. It is an object of the present invention to provide a shower head that can be operated at high speed and a film forming apparatus using the shower head.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、反応室内に配置された基板に
対向して設けられ、多数の原料ガス噴出孔から原料ガス
を噴出するシャワーヘッドであって、多数の原料ガス噴
出孔が設けられガス噴出面に多数のガス吸引・排出孔を
設け、該ガス吸引・排出孔の下流側に全ての該ガス吸引
・排出孔の出口部で圧力を同圧にするヘッダーを設けた
ことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device having a plurality of source gas injection holes provided opposite a substrate disposed in a reaction chamber. A shower head, wherein a number of source gas ejection holes are provided, a number of gas suction / discharge holes are provided on a gas ejection surface, and outlets of all the gas suction / discharge holes are provided downstream of the gas suction / discharge holes. A header is provided to make the pressure the same.
【００１３】上記のように、ガス噴出面に多数のガス吸
引・排出孔を設けたことにより、多数の原料ガス噴出孔
から噴出した原料ガスにより、基板面上に薄膜が形成さ
れると共に、反応済みの副生成物が発生するが、該副生
成物はガス吸引・排出孔から速やかに吸引排出されるか
ら、副生成物が成膜に悪影響を及ぼすことが少なくな
り、良い成膜特性が得られる。また、上記のように、ヘ
ッダーでガス吸引・排出孔の出口部を同圧とするので、
全てのガス吸引・排出孔から均一に副生成物が吸引排除
され、成膜特性のよい成膜が行なわれる。As described above, by providing a large number of gas suction / discharge holes on the gas ejection surface, a thin film is formed on the substrate surface by the material gas ejected from the large number of material gas ejection holes, and the reaction is performed. Although by-products are generated, the by-products are quickly sucked and discharged from the gas suction / discharge holes, so that by-products are less likely to adversely affect film formation, and good film formation characteristics are obtained. Can be In addition, as described above, since the outlet portion of the gas suction / discharge hole is set to the same pressure in the header,
By-products are uniformly sucked and removed from all the gas suction / discharge holes, and film formation with good film formation characteristics is performed.
【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のシャワーヘッドにおいて、ガス噴出面の少なくとも基
板に対向した面内の所定面積を有する領域でのどの面の
どの領域でも、ガス吸引・排出孔から吸引・排出したガ
スの総原子の数と該面内でのガス総噴出原子の数から総
付着原子の数を減算した数が略等しいか或いはその割合
が略一定であることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the shower head according to the first aspect, the gas suction is performed on any surface of the gas ejection surface at least in a region having a predetermined area within a surface facing the substrate.・ The number of total atoms of the gas sucked and discharged from the discharge hole and the number obtained by subtracting the total number of attached atoms from the total number of gas ejected atoms in the plane are substantially equal or the ratio is almost constant. Features.
【００１５】上記のように、原料ガス噴出孔からの原料
ガス噴出量とガス吸引・排出孔からのガス排出量の割合
がどの面のどの領域でも略一定とすることにより、副生
成物と新鮮な原料ガスの割合が、成膜に悪影響を与える
副生成物の量を減らした状態で略一定となるから成膜特
性のよい成膜が行なわれる。また、副生成物を全量排出
せずとも無理なく適量とすることができ、シャワーヘッ
ド外周部の昇圧も防止できる。また、基板のどの領域を
とっても全ての領域で、ガス量、ガス種、ガス圧力等の
プロセスパラメータを完全に等しくすることが可能にな
るので均一成膜が可能となる。As described above, the ratio between the amount of the source gas ejected from the source gas ejection holes and the amount of the gas exhausted from the gas suction / discharge holes is substantially constant in any area on any surface, so that by-products and fresh Since the ratio of the raw material gas is substantially constant in a state where the amount of by-products that adversely affect the film formation is reduced, film formation with good film formation characteristics is performed. In addition, the amount of by-products can be reasonably adjusted to an appropriate amount without discharging the entire amount, and pressure increase in the outer peripheral portion of the shower head can be prevented. In addition, the process parameters such as gas amount, gas type, and gas pressure can be completely equalized in all regions of the substrate, so that uniform film formation is possible.
【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載のシャワーヘッドにおいて、原料ガス噴出孔の基
板対向端がガス吸引・排出孔の基板対向端より、基板に
近い位置にあることを特徴とする。The third aspect of the present invention is the first or second aspect.
In the shower head described in (1), the substrate facing end of the raw material gas ejection hole is located closer to the substrate than the substrate facing end of the gas suction / discharge hole.
【００１７】上記のように、原料ガス噴出孔の基板対向
端がガス吸引・排出孔の基板対向端より基板に近い位置
にあるので、副生成物が成膜に悪影響を与えることがな
く、基板面直近の滞在ガスを新鮮なガス豊富とすること
ができ、成膜特性の向上が期待できる。また、それに加
え、基板面上により新鮮な原料ガスの薄い境界層ができ
るので、速い成膜速度の成膜も可能となる。As described above, the substrate-facing end of the raw material gas ejection hole is located closer to the substrate than the substrate-facing end of the gas suction / discharge hole, so that by-products do not adversely affect film formation. The staying gas in the immediate vicinity can be made rich in fresh gas, and improvement in film forming characteristics can be expected. In addition, a thin boundary layer of fresh raw material gas is formed on the substrate surface, so that a film can be formed at a high film forming rate.
【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれか１項に記載のシャワーヘッドにおいて、原料
ガス噴出孔とガス吸引・排出孔が同心円上に有り、該原
料ガス噴出孔の外周側に該ガス吸引・排出孔が位置する
ことを特徴とする。The invention described in claim 4 is the first to third aspects of the present invention.
In the shower head according to any one of the above, the raw material gas ejection hole and the gas suction / discharge hole are concentric, and the gas suction / discharge hole is located on the outer peripheral side of the material gas ejection hole. I do.
【００１９】上記のように原料ガス噴出孔の外周側に同
心円状にガス吸引・排出孔が位置することにより、簡単
な構造で単位面積当りのノズル密度（原料ガス噴出・排
出孔密度）を増やすことができ、副生成物の吸引排出が
より効率的になり、成膜特性のよい成膜が行なわれる。As described above, since the gas suction / discharge holes are concentrically located on the outer peripheral side of the source gas discharge holes, the nozzle density (source gas discharge / discharge hole density) per unit area can be increased with a simple structure. As a result, suction and discharge of by-products become more efficient, and film formation with good film formation characteristics is performed.
【００２０】また、原料ガス噴出孔の同軸外周側で不活
性ガス、酸化ガス、還元ガス、Ｎ2ガス等のいずれか１
又は２以上のガスを噴出することにより、原料ガス噴出
孔から噴出される原料ガス流れに副生成物の巻き込みを
防止しながら成膜でき、成膜特性のよい成膜が行なわれ
る。Any one of inert gas, oxidizing gas, reducing gas, N 2 gas, etc.
Alternatively, by ejecting two or more gases, a film can be formed while preventing a by-product from being entrained in a material gas stream ejected from the material gas ejection holes, and a film having excellent film-forming properties is formed.
【００２１】請求項５に記載の発明は、反応室を具備
し、該反応室に配置された基板に原料ガスを噴出するシ
ャワーヘッドを対向して配置し、該シャワーヘッドから
原料ガスを噴出し、該原料ガスの反応により基板面上に
成膜する成膜装置において、シャワーヘッドに請求項１
乃至４のいずれか１項に記載のシャワーヘッドを使用し
たことを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a reaction chamber, and a shower head for jetting a source gas is disposed to face a substrate disposed in the reaction chamber, and the source gas is jetted from the shower head. A film forming apparatus for forming a film on a substrate surface by a reaction of the raw material gas;
A shower head according to any one of claims 1 to 4 is used.
【００２２】上記のように、成膜装置に請求項１乃至４
のいずれか１項に記載のシャワーヘッドを使用すること
により、成膜特性がよく、しかも成膜速度の速い成膜装
置となる。As described above, the film forming apparatus is characterized in that:
By using the shower head according to any one of the above, a film forming apparatus having good film forming characteristics and a high film forming speed can be obtained.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基いて説明する。図４は本発明に係るシャワーヘッ
ドの概略構成を示す図である。本シャワーヘッド２０は
原料ガス（成膜ガス）を含むガス（以下、単に「原料ガ
ス」と記す）２３を導入する原料ガス導入部２１を具備
し、該原料ガス導入部２１の前面がガス噴出面２２にな
っており、該ガス噴出面２２には原料ガス２３を噴出す
る多数の原料ガス噴出孔（ガス噴出パイプ）２４が設け
られている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a shower head according to the present invention. The shower head 20 includes a source gas introduction unit 21 for introducing a gas (hereinafter, simply referred to as “source gas”) 23 containing a source gas (deposition gas). The gas ejection surface 22 is provided with a large number of source gas ejection holes (gas ejection pipes) 24 for ejecting a source gas 23.
【００２４】原料ガス導入部２１の外周は排気部２５で
囲まれている（原料ガス導入部２１は排気部２５の排気
空間内に収容配置されている）。排気部２５の前面２６
には多数のガス吸引・排出孔２７が設けられており、該
ガス吸引・排出孔２７の中央部を前記原料ガス噴出孔２
４が貫通している。該原料ガス噴出孔２４の外径はガス
吸引・排出孔２７の内径より小さくなっており、原料ガ
ス噴出孔２４の外周とガス吸引・排出孔２７の内周の間
にはガスを吸引・排出する間隙が形成されている。な
お、排気部２５の内部空間はガス吸引・排出孔２７の吸
引圧力を同圧にできるようにできるだけ大きくすること
が好ましい。特に図４のガス噴出面（ヘッダ下面）２２
と排気部２５の前面２６の間隙Ｌ０を大きくすると同圧
になりやすい。The outer periphery of the source gas introducing section 21 is surrounded by an exhaust section 25 (the source gas introducing section 21 is housed and arranged in the exhaust space of the exhaust section 25). Front surface 26 of exhaust part 25
Are provided with a number of gas suction / discharge holes 27, and the central part of the gas suction / discharge hole 27 is
4 penetrates. The outer diameter of the material gas ejection hole 24 is smaller than the inner diameter of the gas suction / discharge hole 27, and gas is sucked / discharged between the outer periphery of the material gas ejection hole 24 and the inner periphery of the gas suction / discharge hole 27. Gaps are formed. It is preferable that the internal space of the exhaust unit 25 be as large as possible so that the suction pressure of the gas suction / discharge hole 27 can be made equal. In particular, the gas ejection surface (header lower surface) 22 of FIG.
When the gap L0 between the air and the front surface 26 of the exhaust unit 25 is increased, the pressure tends to be the same.
【００２５】上記シャワーヘッド２０は反応室（図示せ
ず）内に配置された基板載置台２８に対向して配置され
ている。基板載置台２８内にはヒータ２９等の加熱手段
が内蔵されており、該基板載置台２８上に載置された半
導体ウエハ等の基板３０を加熱できるようになってい
る。そしてシャワーヘッド２０の原料ガス導入部２１に
原料ガス２３を導入することにより、多数の原料ガス噴
出孔２４から原料ガス２３が加熱された基板３０の上面
に向かって噴出される。The shower head 20 is disposed to face a substrate mounting table 28 disposed in a reaction chamber (not shown). A heating means such as a heater 29 is built in the substrate mounting table 28 so that a substrate 30 such as a semiconductor wafer mounted on the substrate mounting table 28 can be heated. Then, by introducing the source gas 23 into the source gas introduction unit 21 of the shower head 20, the source gas 23 is jetted from the large number of source gas jet holes 24 toward the upper surface of the heated substrate 30.
【００２６】上記のように原料ガス２３を加熱された基
板３０に向けて噴出することにより、基板３０の表面に
薄膜が形成される。そのとき原料ガスは未反応ガスと反
応済みガス（副生成物）になる。この副生成物３１を原
料ガス噴出孔２４の外周とガス吸引・排出孔２７の内周
の間の間隙を通して排気部２５内に導き、反応室外に排
出する。全てのガス吸引・排出孔２７の２次側の圧力は
排出孔下流側が排気部２５内の排気部の広い空間に開口
しているので、同圧となる。By ejecting the source gas 23 toward the heated substrate 30 as described above, a thin film is formed on the surface of the substrate 30. At that time, the raw material gas becomes an unreacted gas and a reacted gas (by-product). The by-product 31 is guided into the exhaust part 25 through a gap between the outer periphery of the raw material gas ejection hole 24 and the inner periphery of the gas suction / discharge hole 27, and is discharged out of the reaction chamber. The pressure on the secondary side of all the gas suction / discharge holes 27 is the same because the downstream side of the discharge hole is open to the wide space of the exhaust part in the exhaust part 25.
【００２７】即ち、排気部２５は全てのガス吸引・排出
孔２７の出口を同圧とするヘッダーの作用を有する。原
料ガス噴出孔２４の外周とガス吸引・排出孔２７の内周
の間の間隙は同一通過面積の絞り部となっており、また
シャワーヘッド２０と基板３０間の圧力は基板３０面内
上のどの点においても同圧で、前記排気部の空間の圧力
も同圧なため、全てのガス吸引・排出孔２７の入口と出
口間の圧力差は同一となる。そのため、全てのガス吸引
・排出孔２７から均等にガスを吸引排出することができ
る。That is, the exhaust part 25 has a header function of making the outlets of all the gas suction / discharge holes 27 have the same pressure. The gap between the outer periphery of the source gas ejection hole 24 and the inner periphery of the gas suction / discharge hole 27 is a narrowed portion having the same passage area, and the pressure between the shower head 20 and the substrate 30 is higher than the pressure on the surface of the substrate 30. Since the pressure is the same at any point and the pressure in the space of the exhaust section is the same, the pressure difference between the inlet and the outlet of all the gas suction / discharge holes 27 is the same. Therefore, gas can be suctioned and discharged uniformly from all the gas suction / discharge holes 27.
【００２８】図５は副生成物３１が原料ガス噴出孔２４
の外周とガス吸引・排出孔２７の内周の間の間隙を通っ
て排出される様子を説明するための図である。原料ガス
噴出孔２４を通って噴出される原料ガス２３の反応済み
原料ガス（副生成物３１）は速やかにガス吸引・排出孔
２７に吸引され排出される。FIG. 5 shows that the by-product 31 is used as the raw material gas ejection hole 24.
FIG. 4 is a view for explaining a state of being discharged through a gap between an outer periphery of the gas suction / discharge hole 27 and an inner periphery of the gas suction / discharge hole 27. The reacted source gas (by-product 31) of the source gas 23 ejected through the source gas ejection hole 24 is quickly sucked and discharged to the gas suction / discharge hole 27.
【００２９】例えば、原料ガスにＣｕ（ｈｆａｃ）を用
いるＣｕ−ＣＶＤのプロセスを考えた場合、反応式は、 Ｃｕ（ｈｆａｃ）ｔｍｖｓ→Ｃｕ（ｈｆａｃ）＋ｔｍｖ
ｓ ２Ｃｕ（ｈｆａｃ）→Ｃｕ＋Ｃｕ（ｈｆａｃ）2 となり、上記２つの反応式をまとめると、 ２Ｃｕ（ｈｆａｃ）ｔｍｖｓ→Ｃｕ＋Ｃｕ（ｈｆａｃ）
2＋２ｔｍｖｓ となる。ここでＣｕは成膜、Ｃｕ（ｈｆａｃ）2＋２ｔ
ｍｖｓは副生成物となる。For example, when considering a Cu-CVD process using Cu (hfac) as a source gas, the reaction formula is Cu (hfac) tmvs → Cu (hfac) + tmv
s 2Cu (hfac) → Cu + Cu (hfac) 2. Summarizing the above two reaction formulas, 2Cu (hfac) tmvs → Cu + Cu (hfac)
2 + 2 tmvs. Here, Cu is deposited, Cu (hfac) 2 + 2t
mvs is a by-product.
【００３０】しかし、実際には、或いは従来方式では、
これ以外に本来不要な気相反応によって生じた酸化銅や
劣化した原料ガスからの付着生成物等が成膜室内に付着
してしまう。ここで本方式を採用することにより、吸引
・排気能力が十分とれる場合、上式で表される理想に近
い反応のみが、行なわれることになり、その場合供給と
排出のバランスは成膜されたＣｕ以外は減らないことに
なる。即ち、少なくとも基板３０の成膜に関連する基板
面上では、噴出されたガス量に応じたガス量を排出する
ことで、基板３０の全面で新鮮な原料ガスのみが存在す
ることになる。However, actually or in the conventional method,
In addition, copper oxide generated by an originally unnecessary gas phase reaction and adhesion products from a deteriorated raw material gas adhere to the film formation chamber. Here, by adopting this method, if the suction / exhaust capacity is sufficient, only the near ideal reaction represented by the above equation is performed, and in this case, the balance between supply and discharge is formed. Other than Cu will not be reduced. That is, at least on the substrate surface related to the film formation of the substrate 30, by exhausting a gas amount corresponding to the amount of the ejected gas, only the fresh source gas is present on the entire surface of the substrate 30.
【００３１】排気能力や装置のコンダクタンスの関係で
噴出量に応じた排気が困難な場合も各ノズル（原料ガス
噴出孔２４、ガス吸引・排出孔２７）から同一ガス量、
噴出量の何割かを均一に排出することで、基板３０の全
面にわたり均一な割合で原料ガスと副生成物を存在させ
ることができ、副生成物の割合を減らすことができるの
で、より上記の理想に近づいた成膜をおこなうことがで
きる。Even when it is difficult to exhaust according to the amount of gas ejected due to the exhaust capacity and the conductance of the apparatus, the same gas amount and the same gas can be discharged from each nozzle (the raw material gas ejection hole 24 and the gas suction / discharge hole 27).
By uniformly discharging a part of the ejection amount, the source gas and the by-product can be present in a uniform ratio over the entire surface of the substrate 30, and the ratio of the by-product can be reduced. Film formation closer to the ideal can be performed.
【００３２】その理由は、図１に示す従来のシャワーヘ
ッド１０では副生成物を吸引排除する吸引・排出孔を設
けていないため図６の左半分に示すように、例えば新鮮
ガスＧ１と副生成物Ｇ２の割合が１：１であった場合、
図４に示す構成の本発明に係るシャワーヘッド２０で
は、副生成物Ｇ２がガス吸引・排出孔２７を通して効率
的に均一に除去されるので、図６の左半分に示すよう
に、新鮮ガスＧ１と副生成物Ｇ２の割合が１：１より小
さく、例えば１：０．５のようにすることができるから
である。即ち、基板の全面の新鮮ガスの割合を豊富にす
ることができるからである。The reason is that the conventional shower head 10 shown in FIG. 1 does not have a suction / discharge hole for sucking out and removing by-products, so that, as shown in the left half of FIG. When the ratio of the substance G2 is 1: 1
In the shower head 20 according to the present invention having the configuration shown in FIG. 4, since the by-product G2 is efficiently and uniformly removed through the gas suction / discharge holes 27, as shown in the left half of FIG. And the ratio of the by-product G2 can be smaller than 1: 1, for example, 1: 0.5. That is, the ratio of fresh gas on the entire surface of the substrate can be increased.
【００３３】なお、図６において、新鮮ガスＧ１及び副
生成物Ｇ２を示す矢印の長さは新鮮ガスＧ１及び副生成
物Ｇ２の量に対応し、多いほうは長く、少ないほうが短
くなっている。従って、本発明に係るシャワーヘッドは
従来のものに比較し、格段に均一性がよく、且つ成膜特
性の良い成膜を行うことができるシャワーヘッドとな
る。In FIG. 6, the lengths of the arrows indicating the fresh gas G1 and the by-product G2 correspond to the amounts of the fresh gas G1 and the by-product G2, with the larger one being longer and the smaller being shorter. Therefore, the shower head according to the present invention is a shower head capable of forming a film with much better uniformity and better film forming characteristics than the conventional one.
【００３４】前述のように、外周部からのガスの逆流を
防ぐことができ（図３参照）、均熱範囲を広くとれ、基
板面での境界層が薄くできる等の点から、シャワーヘッ
ドを基板に近づけて配置することが好ましい。従来のシ
ャワーヘッドでは、中央と外周部の圧力差が生じるため
と、中央部で生じた副生成物が効率よく基板面から上昇
しないため基板面付近に滞留してしまい、噴出されてく
る新鮮なガスによって押しのけられるため、基板面上に
ガス噴出ノズルの模様ができてしまうという理由から、
従来はシャワーヘッドを基板に近づけることができなか
った。As described above, it is possible to prevent the backflow of the gas from the outer peripheral portion (see FIG. 3), to obtain a wide uniform heat range, and to make the boundary layer thin on the substrate surface. It is preferable to arrange it close to the substrate. In the conventional shower head, the pressure difference between the center and the outer periphery is generated, and the by-product generated in the center does not efficiently rise from the substrate surface, so that the by-product stays near the substrate surface, and the freshly jetted out Because it is displaced by the gas, the pattern of the gas ejection nozzle is formed on the substrate surface,
Conventionally, the shower head cannot be brought close to the substrate.
【００３５】本発明ではシャワーヘッド２０を上記のよ
うに原料ガス噴出面にガス吸引・排出孔２７を設けた構
成とすることにより、副生成物３１は効率よくガス吸引
・排出孔２７に吸引され排出されるので、基板３０の面
はほぼ新鮮な原料ガス２３のみとなる。ガス吸引・排出
孔２７による副生成物３１の排出効率を上げると、基板
のサイズに関係せずシャワーヘッド２０（原料ガス噴出
孔２４の噴出出口）と基板３０の間隔を５ｍｍとしても
噴出ガス量が一定のときノズル密度がある値以上であれ
ば、基板３０の面上にガス噴出ノズルの模様ができなく
なる。In the present invention, the by-products 31 are efficiently sucked into the gas suction / discharge holes 27 by providing the shower head 20 with the gas suction / discharge holes 27 on the raw material gas ejection surface as described above. Since the gas is discharged, the surface of the substrate 30 becomes almost only the raw material gas 23. When the efficiency of discharging the by-products 31 by the gas suction / discharge holes 27 is increased, the amount of ejected gas is increased regardless of the size of the substrate even if the distance between the shower head 20 (the ejection outlet of the material gas ejection hole 24) and the substrate 30 is 5 mm. If the nozzle density is equal to or more than a certain value when is constant, the gas ejection nozzle pattern cannot be formed on the surface of the substrate 30.
【００３６】また、本発明に係るシャワーヘッド２０で
は、図４に示すように原料ガス噴出孔（原料ガス噴出パ
イプ）２４を排気部２５の前面２６（ガス吸引・排出孔
２７の吸込端の位置）から寸法Ｌ１だけ突出させる（原
料ガス噴出孔２４の先端排出口を基板３０に寸法Ｌ１だ
け近づけた）ので、ガス吸引・排出孔２７では副生成物
３１のみを吸引排出することができる。なお、Ｌ１＝１
０ｍｍ以上とし、原料ガス噴出孔２４の先端と基板３０
の寸法Ｌ２をＬ２＝１５ｍｍ以下とすることが好まし
い。Ｌ２＝５ｍｍ程度にしたほうがより境界層が薄くな
り成膜速度も向上するが、ノズル密度を大きくする必要
が生じる場合があり、そのため構造的或いは経済的バラ
ンスも検討し１５ｍｍ以下程度が適当であると考えられ
る。Further, in the shower head 20 according to the present invention, as shown in FIG. 4, the raw material gas ejection hole (source gas ejection pipe) 24 is positioned at the front surface 26 of the exhaust part 25 (at the position of the suction end of the gas suction / discharge hole 27). ) (The leading end outlet of the raw material gas ejection hole 24 is brought closer to the substrate 30 by the size L1), so that only the by-product 31 can be sucked and discharged from the gas suction / discharge hole 27. Note that L1 = 1
0 mm or more.
Is preferably set to L2 = 15 mm or less. When L2 is about 5 mm, the boundary layer becomes thinner and the film forming speed is improved. However, it may be necessary to increase the nozzle density. For this reason, about 15 mm or less is appropriate considering the structural or economic balance. it is conceivable that.
【００３７】また、本発明に係るシャワーヘッド２０で
は、副生成物３１を吸引排出することにより、基板３０
の中央部と外周部での圧力差を抑えることができ、シャ
ワーヘッド２０を基板３０に近づけても均一な成膜がで
きるようになる。更に、シャワーヘッド２０を近づける
ことでガスの該シャワーヘッド２０の外周からの逆流防
止が可能となり、ヒータからの輻射熱も均等に受けられ
るため、シャワーヘッド２０のサイズも小さくできる。
また、原料ガス噴出孔２４を基板３０に近づけることに
より、副生成物の巻き込みを抑えることができるので、
成膜特性が向上する。また、原料ガス噴射孔２４を基板
３０に近づけることができるので、基板３０面上の境界
層を薄くでき、成膜速度の向上が可能となる。Further, in the shower head 20 according to the present invention, the substrate 30
The pressure difference between the central portion and the outer peripheral portion can be suppressed, and uniform film formation can be performed even when the shower head 20 is brought close to the substrate 30. Further, by bringing the shower head 20 closer, it is possible to prevent the gas from flowing back from the outer periphery of the shower head 20, and to receive the radiant heat from the heater evenly, so that the size of the shower head 20 can be reduced.
In addition, by bringing the raw material gas ejection holes 24 closer to the substrate 30, entrainment of by-products can be suppressed,
The film forming characteristics are improved. Further, since the source gas injection holes 24 can be made closer to the substrate 30, the boundary layer on the surface of the substrate 30 can be made thinner, and the film forming speed can be improved.
【００３８】図７（ａ）、（ｂ）は本発明に係るシャワ
ーヘッドの一部の構成を示す図である。本シャワーヘッ
ドでは原料ガス２３を噴出する原料ガス噴出孔２４と原
料ガス噴出孔２４の間に副生成物３１を吸引排出するガ
ス吸引・排出孔２７を設けている。原料ガス噴出孔２４
の先端は排気部２５の前面２６から所定寸法突出し、基
板３０の面に近づいている。このように、原料ガス噴出
孔２４の先端を突出させ、基板３０の面に近づけること
により、基板３０の面近傍ゾーンＺ１が新鮮な成膜ガス
の豊富なゾーンとなり、排気部２５の前面２６近傍ゾー
ンＺ２は副生成物の豊富なゾーンとなる。これにより、
成膜特性の向上が期待できる。排気のコンダクタンスが
十分大きくとれる場合は、本構造でも十分な副生成物の
排気を行うことができる。また、原料ガス噴出孔２４の
中間にガス吸引・排出孔２７を設けているので、副生成
物３１の滞留の少ない構造とすることができるので、シ
ャワーヘッド下面への付着物の生成を抑えることもでき
る。FIGS. 7A and 7B are views showing a partial configuration of a shower head according to the present invention. In the present shower head, a gas suction / discharge hole 27 for sucking and discharging the by-product 31 is provided between the raw material gas discharge holes 24 for discharging the raw material gas 23. Source gas outlet 24
Has a predetermined dimension protruding from the front surface 26 of the exhaust part 25 and approaches the surface of the substrate 30. As described above, by protruding the tip of the source gas ejection hole 24 and bringing it closer to the surface of the substrate 30, the zone Z <b> 1 near the surface of the substrate 30 becomes a zone rich in fresh film forming gas, and Zone Z2 is a zone rich in by-products. This allows
An improvement in film forming characteristics can be expected. If the conductance of the exhaust can be made sufficiently large, sufficient exhaust of by-products can be performed even with this structure. Further, since the gas suction / discharge holes 27 are provided in the middle of the raw material gas ejection holes 24, the structure in which the by-products 31 are less stagnant can be obtained, so that the generation of deposits on the lower surface of the shower head can be suppressed. Can also.
【００３９】図８は本発明に係るシャワーヘッドの一部
の構成を示す図である。本シャワーヘッドでは原料ガス
噴出孔２４の外周に不活性ガス、還元ガス、酸化ガス、
Ｎ2ガス等のガス３２を噴出するガス噴出孔３３を設
け、該ガス噴出孔３３の外周にガス吸引・排出孔２７を
設けた同心円状の三重構造としている。このように原料
ガス噴出孔２４とガス吸引・排出孔２７の間にガス噴出
孔３３を設け、該ガス噴出孔３３からガス３２を噴出す
ることにより、下記に示すような理由により、副生成物
３１の巻き込みを防止できる。FIG. 8 is a diagram showing a partial configuration of a shower head according to the present invention. In the present shower head, an inert gas, a reducing gas, an oxidizing gas,
A gas ejection hole 33 for ejecting a gas 32 such as N 2 gas is provided, and a concentric triple structure in which a gas suction / discharge hole 27 is provided on the outer periphery of the gas ejection hole 33. Thus, by providing the gas ejection hole 33 between the raw material gas ejection hole 24 and the gas suction / discharge hole 27 and ejecting the gas 32 from the gas ejection hole 33, the by-products are formed for the following reason. 31 can be prevented from being involved.
【００４０】一般に図９に示すように、ガス噴出孔１０
０からガス１０１を噴出した場合、噴出口直後にはガス
の噴出流れ１０２により減圧され、減圧ゾーン１０３が
形成される。これにより周囲のガス１０４を巻き込むと
いう現象が発生する。原料ガス噴出孔２４の外周にガス
噴出孔３３を設けない場合に、原料ガス２３を噴出する
と噴出口直後に減圧ゾーンが形成され、その周囲に存在
する副生成物３１を巻き込み、基板３０の面に原料ガス
２３と同時に副生成物３１も供給される。その結果、成
膜の特性が劣化するという問題が生じる。ここでは上記
のように、原料ガス噴出孔２４とガス吸引・排出孔２７
の間にガス噴出孔３３を設け、不活性ガス、還元ガス、
酸化ガス、Ｎ2ガス等のガスを噴出するので、副生成物
３１の巻き込みを防止できる。Generally, as shown in FIG.
When the gas 101 is jetted from 0, the pressure is reduced by the jet flow 102 of the gas immediately after the jet, and a decompression zone 103 is formed. This causes a phenomenon in which the surrounding gas 104 is involved. In the case where the gas ejection holes 33 are not provided on the outer periphery of the material gas ejection holes 24, when the material gas 23 is ejected, a decompression zone is formed immediately after the ejection holes, and the by-products 31 existing around the ejection holes are involved, and the surface of the substrate 30 is entrained. The by-product 31 is also supplied to the source gas 23 at the same time. As a result, there arises a problem that the characteristics of film formation deteriorate. Here, as described above, the raw material gas ejection hole 24 and the gas suction / discharge hole 27
Gas ejection holes 33 are provided between the inert gas, the reducing gas,
Since the gas such as the oxidizing gas and the N 2 gas is ejected, entrainment of the by-product 31 can be prevented.
【００４１】図１０は本発明に係るシャワーヘッドの一
部の構成を示す図である。本シャワーヘッドは図示する
ように、排気部２５の側壁を加熱流体（例えば高温に加
熱された油）を通す加熱流体導入路３５が設けられ、壁
面に副生成部３１や生成物の付着するのを防止してい
る。また、原料ガス噴出孔２４の先端出口を基板３０に
接近させ、先端出口近傍にガス吸引・排出孔２７の吸引
ゾーン（吸引力が作用する領域）をなくしている。FIG. 10 is a diagram showing a partial configuration of a shower head according to the present invention. As shown in the figure, the shower head is provided with a heating fluid introduction passage 35 through which a heating fluid (for example, oil heated to a high temperature) passes through the side wall of the exhaust unit 25, and the by-product 31 and the product adhere to the wall surface. Has been prevented. Further, the tip outlet of the raw material gas ejection hole 24 is made to approach the substrate 30, and the suction zone (area where the suction force acts) of the gas suction / discharge hole 27 is eliminated near the tip outlet.
【００４２】図１１は本発明に係るシャワーヘッドの一
部の構成を示す図である。本シャワーヘッドは図示する
ように、原料ガス噴出孔２４の外周にその先端出口が該
原料ガス噴出孔２４の先端口より突き出た、不活性ガ
ス、還元ガス、酸化ガス、Ｎ2ガス等のガスを噴出する
ガス噴出孔３３を設け、その外周にガス吸引・排出孔２
７を設けている。このように三重構造とし、更に原料ガ
ス噴出孔２４をガス噴出孔３３より短くすることによ
り、副生成物３１の巻き込みを全くなくすることができ
る。また、ガス噴出孔３３の内径Ｄを大きくすることで
流速を遅くし、副生成物３１の巻き込みを小さくするこ
とができる。また、ガス噴出孔３３の先端出口を一点鎖
線に示すように、基板３０により接近するように延ばし
ても良い。FIG. 11 is a view showing a partial configuration of a shower head according to the present invention. As shown in the figure, the showerhead has a gas outlet such as an inert gas, a reducing gas, an oxidizing gas, a N 2 gas, etc., whose distal end outlet protrudes from the distal end of the raw material gas discharge hole 24 on the outer periphery of the raw material gas discharge hole 24. And a gas suction / discharge hole 2 on its outer periphery.
7 are provided. In this way, by forming a triple structure, and further shortening the raw material gas ejection holes 24 than the gas ejection holes 33, entrainment of the by-products 31 can be eliminated at all. In addition, by increasing the inner diameter D of the gas ejection holes 33, the flow velocity can be reduced, and the entrainment of the by-products 31 can be reduced. Further, the tip outlet of the gas ejection hole 33 may be extended so as to be closer to the substrate 30 as shown by a dashed line.
【００４３】図１２は本発明に係るシャワーヘッドを用
いた成膜装置の構成例を示す図である。図において、４
０は反応室であり、該反応室４０内には基板載置台２８
が配設され、該基板載置台２８の上に半導体ウエハ等を
成膜するための基板３０が載置されている。反応室４０
の内部は排気口４１に連通し、該排気口４１は真空ポン
プ等を具備する排気系（図示せず）に接続されている。FIG. 12 is a view showing a configuration example of a film forming apparatus using a shower head according to the present invention. In the figure, 4
Reference numeral 0 denotes a reaction chamber.
And a substrate 30 on which a semiconductor wafer or the like is to be formed is mounted on the substrate mounting table 28. Reaction chamber 40
Is connected to an exhaust port 41, and the exhaust port 41 is connected to an exhaust system (not shown) including a vacuum pump and the like.
【００４４】反応室４０の上部にはシャワーヘッド２０
が配置されている。シャワーヘッド２０の原料ガス導入
部２１には原料ガス導入管３６に接続され、その導入口
に気化器４２から原料ガス２３が導入されるようになっ
ている。気化器４２には原料ボトル４３が接続され、該
原料ボトル４３にＨｅガスを導入することにより、液体
原料（液体成膜原料）は気化器４２に送られ、気化され
原料ガス２３となり原料ガス導入部２１に供給される。
排気部２５の内部空間は排気口３８に連通し、真空ポン
プ等からなる排気系（図示せず）に接続されている。The shower head 20 is located above the reaction chamber 40.
Is arranged. A source gas introduction pipe 36 is connected to the source gas introduction section 21 of the shower head 20, and the source gas 23 is introduced from a vaporizer 42 into the introduction port. A source bottle 43 is connected to the vaporizer 42, and by introducing He gas into the source bottle 43, the liquid source (liquid film-forming source) is sent to the vaporizer 42 and is vaporized to become the source gas 23, and the source gas is introduced. It is supplied to the unit 21.
The internal space of the exhaust unit 25 communicates with an exhaust port 38 and is connected to an exhaust system (not shown) including a vacuum pump and the like.
【００４５】上記構成の成膜装置において、気化器４２
から原料ガス導入部２１に原料ガス２３を導入すると、
原料ガス２３は原料ガス噴出孔２４を通して基板３０に
向かって噴出され、基板３０の面に成膜する。副生成物
３１は速やかにガス吸引・排出孔２７に吸引され、排気
部２５の内部空間に排出され、更に排気口３８を通って
排気系に排出される。シャワーヘッド２０は上記のよう
な構成を有しているので、基板３０の面上に均一性が高
く、速い成膜速度で薄膜が形成される。In the film forming apparatus having the above structure, the vaporizer 42
When the source gas 23 is introduced into the source gas introduction unit 21 from
The source gas 23 is ejected toward the substrate 30 through the source gas ejection holes 24 to form a film on the surface of the substrate 30. The by-product 31 is quickly sucked into the gas suction / discharge hole 27, discharged into the internal space of the exhaust part 25, and further discharged through the exhaust port 38 to the exhaust system. Since the shower head 20 has the above configuration, a thin film is formed on the surface of the substrate 30 with high uniformity and at a high film forming rate.
【００４６】なお、排気部２５、原料ガス導入部２１及
び原料ガス導入管３６の側壁には加熱流体導入路３５が
設けられている。A heating fluid introduction passage 35 is provided on the side wall of the exhaust section 25, the source gas introduction section 21, and the source gas introduction pipe 36.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上説明したように請求項１乃至４に記
載の発明によれば、ガス噴出面に多数のガス吸引・排出
孔を設けたので、原料ガスの副生成物はガス吸引・排出
孔から速やかに吸引排出され、副生成物が成膜に悪影響
を与えることが少なくなるから、成膜特性が良く、成膜
速度の速い均一な成膜を行うことができるシャワーヘッ
ドを提供できるという優れた効果が得られる。As described above, according to the first to fourth aspects of the present invention, since a large number of gas suction / discharge holes are provided on the gas ejection surface, by-products of the raw material gas are sucked / discharged. It is said that a shower head which can perform uniform film formation with good film formation characteristics and a high film formation rate can be provided because suction and discharge are quickly performed from the holes and by-products do not adversely affect the film formation. Excellent effects can be obtained.
【００４８】また、請求項５に記載の発明によれば、成
膜装置に請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシャワ
ーヘッドを使用することにより、成膜特性が良く、しか
も成膜速度の速い成膜装置が提供できるという優れた効
果が得られる。According to the fifth aspect of the present invention, by using the shower head according to any one of the first to fourth aspects in a film forming apparatus, the film forming characteristics are improved and the film forming is performed. An excellent effect that a high-speed film forming apparatus can be provided is obtained.
【図１】従来のシャワーヘッドの概略構成例を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of a conventional shower head.
【図２】従来のシャワーヘッドの原料ガス噴出孔から噴
出されるガスの流れ状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a flow state of gas ejected from a source gas ejection hole of a conventional shower head.
【図３】シャワーヘッドと基板との間隔が大きい場合の
ガスの流れ状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a gas flow state when a distance between a shower head and a substrate is large.
【図４】本発明に係るシャワーヘッドの概略構成例を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration example of a shower head according to the present invention.
【図５】本発明に係るシャワーヘッドの原料ガス噴出孔
から噴出されるガスの流れ状態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a flow state of gas ejected from a source gas ejection hole of a shower head according to the present invention.
【図６】従来のシャワーヘッドと本発明に係るシャワー
ヘッドの未反応原料ガスと副生成物の分布状態を示す図
である。FIG. 6 is a view showing a distribution state of unreacted raw material gas and by-products of the conventional shower head and the shower head according to the present invention.
【図７】同図（ａ）、（ｂ）は本発明に係るシャワーヘ
ッドの一部の構成例を示す図である。FIGS. 7A and 7B are views showing a configuration example of a part of a shower head according to the present invention.
【図８】本発明に係るシャワーヘッドの一部の構成例を
示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a part of a shower head according to the present invention.
【図９】一般的なガス噴出孔から噴出されるガスの流れ
状態を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a flow state of gas ejected from a general gas ejection hole.
【図１０】本発明に係るシャワーヘッドの一部の構成例
を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a part of a shower head according to the present invention.
【図１１】本発明に係るシャワーヘッドの一部の構成例
を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of a part of a shower head according to the present invention.
【図１２】本発明に係るシャワーヘッドを用いた成膜装
置の構成例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a film forming apparatus using a shower head according to the present invention.
２０ シャワーヘッド ２１ 原料ガス導入部 ２２ ガス噴出面 ２３ 原料ガス（成膜ガス） ２４ 原料ガス噴出孔 ２５ 排気部 ２６ 前面 ２７ ガス吸引・排出孔 ２８ 基板載置台 ２９ ヒータ ３０ 基板 ３１ 副生成物 ３２ ガス ３３ ガス噴出孔 ３４ ガス導入部 ３５ 加熱流体導入路 ３６ 原料ガス導入管 ３７ ガス導入口 ３８ 排気口 ４０ 反応室 ４１ 排気口 ４２ 気化器 ４３ 原料ボトル REFERENCE SIGNS LIST 20 shower head 21 source gas introduction unit 22 gas ejection surface 23 source gas (deposition gas) 24 source gas ejection hole 25 exhaust unit 26 front surface 27 gas suction / discharge hole 28 substrate mounting table 29 heater 30 substrate 31 by-product 32 gas 33 Gas Outlet 34 Gas Inlet 35 Heated Fluid Inlet 36 Source Gas Inlet Pipe 37 Gas Inlet 38 Exhaust Port 40 Reaction Chamber 41 Exhaust Port 42 Vaporizer 43 Source Bottle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒木 裕二 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 4K030 AA11 BA01 CA12 EA05 EA11 FA10 4M104 BB04 DD43 GG13 5F004 AA01 BA06 BB18 BB28 BC08 5F045 AA03 BB02 BB09 BB16 DP03 EF05 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yuji Araki 11-1 Haneda Asahimachi, Ota-ku, Tokyo F-term in EBARA CORPORATION (reference) 4K030 AA11 BA01 CA12 EA05 EA11 FA10 4M104 BB04 DD43 GG13 5F004 AA01 BA06 BB18 BB28 BC08 5F045 AA03 BB02 BB09 BB16 DP03 EF05
Claims (5)
けられ、多数の原料ガス噴出孔から原料ガスを噴出する
シャワーヘッドであって、 前記多数の原料ガス噴出孔が設けられガス噴出面に多数
のガス吸引・排出孔を設け、該ガス吸引・排出孔の下流
側に全ての該ガス吸引・排出孔の出口部で圧力を同圧に
するヘッダーを設けたことを特徴とするシャワーヘッ
ド。1. A shower head provided to face a substrate disposed in a reaction chamber and ejecting a source gas from a plurality of source gas ejection holes, wherein the gas ejection surface is provided with the plurality of source gas ejection holes. A shower head comprising: a plurality of gas suction / discharge holes; and a header provided at the downstream side of the gas suction / discharge holes to have the same pressure at outlets of all the gas suction / discharge holes. .
て、 前記ガス噴出面の少なくとも前記基板に対向した面内の
所定面積を有する領域でのどの面のどの領域でも、前記
ガス吸引・排出孔から吸引・排出したガスの総原子の数
と該面内でのガス総噴出原子の数から総付着原子の数を
減算した数が略等しいか或いはその割合が略一定である
ことを特徴とするシャワーヘッド。2. The shower head according to claim 1, wherein at least any region of the gas ejection surface having a predetermined area in a surface facing the substrate has a predetermined area from the gas suction / discharge hole. A shower characterized in that the number of total atoms of the sucked / discharged gas is substantially equal to the number obtained by subtracting the total number of attached atoms from the total number of gas ejected atoms in the plane, or the ratio is substantially constant. head.
において、 前記原料ガス噴出孔の基板対向端が前記ガス吸引・排出
孔の基板対向端より、基板に近い位置にあることを特徴
とするシャワーヘッド。3. The shower head according to claim 1, wherein the substrate facing end of the source gas ejection hole is closer to the substrate than the substrate facing end of the gas suction / discharge hole. shower head.
シャワーヘッドにおいて、 前記原料ガス噴出孔と前記ガス吸引・排出孔が同心円上
に有り、該原料ガス噴出孔の外周側に該ガス吸引・排出
孔が位置することを特徴とするシャワーヘッド。4. The shower head according to claim 1, wherein the material gas ejection hole and the gas suction / discharge hole are concentric with each other, and are provided on an outer peripheral side of the material gas ejection hole. A shower head, wherein gas suction / discharge holes are located.
基板に原料ガスを噴出するシャワーヘッドを対向して配
置し、該シャワーヘッドから原料ガスを噴出し、該原料
ガスの反応により前記基板面上に成膜する成膜装置にお
いて、 前記シャワーヘッドに請求項１乃至４のいずれか１項に
記載のシャワーヘッドを使用したことを特徴とする成膜
装置。5. A reaction chamber, wherein a shower head for ejecting a source gas is disposed opposite to a substrate disposed in the reaction chamber, and the source gas is ejected from the shower head. A film forming apparatus for forming a film on the substrate surface, wherein the shower head according to any one of claims 1 to 4 is used as the shower head.
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003063222A1 (en) * | 2002-01-24 | 2003-07-31 | Sumitomo Precision Products Co., Ltd. | Ozone-processing device |
| JP2009099972A (en) * | 2007-09-27 | 2009-05-07 | Sharp Corp | Vapor deposition device, and manufacturing method of semiconductor device |
| JP2009167520A (en) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Shower head and chemical vapor deposition apparatus having the same |
| KR100914741B1 (en) * | 2007-08-14 | 2009-08-31 | 세메스 주식회사 | Method for treating substrate |
| KR101022662B1 (en) * | 2003-08-05 | 2011-03-22 | 주성엔지니어링(주) | Chamber and showerhead for uniform layer deposition |
| US8100147B2 (en) | 1999-06-15 | 2012-01-24 | Tokyo Electron Limited | Particle-measuring system and particle-measuring method |
| KR101114248B1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-03-05 | 주성엔지니어링(주) | Chamber and showerhead for uniform layer deposition |
| KR101239110B1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-03-06 | 주성엔지니어링(주) | Chamber for uniform layer deposition |
| US20140170316A1 (en) * | 2011-08-24 | 2014-06-19 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Device for manufacturing and method for manufacturing oriented carbon nanotube aggregates |
| KR101409977B1 (en) * | 2012-09-03 | 2014-06-27 | 엘아이지에이디피 주식회사 | Atomic layer deposition apparatus |
| KR20150070404A (en) * | 2012-10-25 | 2015-06-24 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Apparatus for selective gas injection and extraction |
| EP2498278A4 (en) * | 2009-11-02 | 2016-02-17 | Toray Industries | Plasma cvd device and method of manufacturing silicon thin film |
| KR20180065667A (en) * | 2016-12-08 | 2018-06-18 | 주식회사 원익아이피에스 | Substrate treating apparatus |
-
2000
- 2000-03-23 JP JP2000081326A patent/JP2001262351A/en active Pending
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8100147B2 (en) | 1999-06-15 | 2012-01-24 | Tokyo Electron Limited | Particle-measuring system and particle-measuring method |
| CN100362634C (en) * | 2002-01-24 | 2008-01-16 | 住友精密工业株式会社 | Ozone processing device |
| US7713378B2 (en) | 2002-01-24 | 2010-05-11 | Sumitomo Precision Products Co., Ltd. | Ozone processing device |
| WO2003063222A1 (en) * | 2002-01-24 | 2003-07-31 | Sumitomo Precision Products Co., Ltd. | Ozone-processing device |
| KR101022662B1 (en) * | 2003-08-05 | 2011-03-22 | 주성엔지니어링(주) | Chamber and showerhead for uniform layer deposition |
| KR100914741B1 (en) * | 2007-08-14 | 2009-08-31 | 세메스 주식회사 | Method for treating substrate |
| JP2009099972A (en) * | 2007-09-27 | 2009-05-07 | Sharp Corp | Vapor deposition device, and manufacturing method of semiconductor device |
| JP2009167520A (en) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Shower head and chemical vapor deposition apparatus having the same |
| EP2498278A4 (en) * | 2009-11-02 | 2016-02-17 | Toray Industries | Plasma cvd device and method of manufacturing silicon thin film |
| KR101114248B1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-03-05 | 주성엔지니어링(주) | Chamber and showerhead for uniform layer deposition |
| US20180297848A1 (en) * | 2011-08-24 | 2018-10-18 | Zeon Corporation | Device for manufacturing oriented carbon nanotube aggregates |
| US10046969B2 (en) | 2011-08-24 | 2018-08-14 | Zeon Corporation | Device for manufacturing and method for manufacturing oriented carbon nanotube aggregates |
| KR101924850B1 (en) | 2011-08-24 | 2018-12-04 | 니폰 제온 가부시키가이샤 | Device for manufacturing and method for manufacturing oriented carbon nanotube aggregates |
| JP2016094342A (en) * | 2011-08-24 | 2016-05-26 | 日本ゼオン株式会社 | Device and method of producing oriented carbon nanotube assembly |
| US20140170316A1 (en) * | 2011-08-24 | 2014-06-19 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Device for manufacturing and method for manufacturing oriented carbon nanotube aggregates |
| KR101239110B1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-03-06 | 주성엔지니어링(주) | Chamber for uniform layer deposition |
| KR101409977B1 (en) * | 2012-09-03 | 2014-06-27 | 엘아이지에이디피 주식회사 | Atomic layer deposition apparatus |
| JP2016502595A (en) * | 2012-10-25 | 2016-01-28 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | Equipment for selective gas injection and extraction |
| KR20150070404A (en) * | 2012-10-25 | 2015-06-24 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Apparatus for selective gas injection and extraction |
| KR102143141B1 (en) * | 2012-10-25 | 2020-08-10 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Apparatus for selective gas injection and extraction |
| KR20200096695A (en) * | 2012-10-25 | 2020-08-12 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Apparatus for selective gas injection and extraction |
| KR102208882B1 (en) * | 2012-10-25 | 2021-01-28 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Apparatus for selective gas injection and extraction |
| US11274368B2 (en) | 2012-10-25 | 2022-03-15 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for selective gas injection and extraction |
| KR20180065667A (en) * | 2016-12-08 | 2018-06-18 | 주식회사 원익아이피에스 | Substrate treating apparatus |
| KR102080760B1 (en) | 2016-12-08 | 2020-02-24 | 주식회사 원익아이피에스 | Substrate treating apparatus |
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