噴淋板的制造方法、噴淋板及等離子體處理裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種噴淋板及其制造方法、和使用了它的等離子體處理裝置、處理方法及電子裝置的制造方法。該噴淋板能夠更完全地防止等離子體發生逆流、或在縱孔部分的等離子體激勵用氣體發生著火，從而可以高效地激勵等離子體。噴淋板（105）配置在等離子體處理裝置的處理室（102）中，為了在處理室（102）中產生等離子體而排出等離子體激勵用氣體，其中，在形成為等離子體激勵用氣體的排出路徑的縱孔（112）中安裝有具有在氣體流通方向上連通的氣孔的多孔質氣體流通體（114）。將由多孔質氣體流通體（114）的連通的氣孔形成的氣體流通路徑中的狹路的氣孔直徑設在10μm以下。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及使用在等離子體處理裝置、特別是使用在微波等離子體處理裝置中的噴淋板以及其制造方法、和使用了該噴淋板的等離子體處理裝置、等離子體處理方法以及電子裝置的制造方法。
技術介紹
等離子體處理工序以及等離子體處理裝置對于制造近年的被稱作所謂的深亞微米元件或深亞四分之一微米元件的具有O.1 μ m、或O.1 μ m以下的柵極長的超微細化半導體裝置、對于制造包含液晶顯示裝置的高分辨率平面顯示裝置是不可或缺的技術。 作為用于制造半導體裝置、液晶顯示裝置的等離子體處理裝置，自以往就一直使用各種的等離子體激勵方式，特別是通常使用平行平板型高頻激勵等離子體處理裝置或電感耦合型等離子體處理裝置。但是，由于上述以往的等離子體處理裝置形成的等離子體不均勻，并且電子密度高的區域被限定，因此具有很難以較大的處理速度、即生產率對被處理基板整面進行均勻的處理的問題。該問題特別是在處理較大直徑的基板的情況時較嚴重。而且在上述以往的等離子體處理裝置中，存在因電子溫度高而使形成在被處理基板上的半導體元件損壞、另外因飛濺到處理室壁上導致嚴重的金屬污染等若干本質上的問題。因此在以往的等離子體處理裝置中，一直難以滿足進一步提高半導體裝置、液晶顯示裝置的微細化以及提高生產率的嚴格要求。針對上述問題，以往提出了不使用直流磁場、而是使用由微波電場激勵的高密度等離子體的微波等離子體處理裝置。例如，提出了如下結構的等離子體處理裝置(例如參照專利文獻I):自具有為了產生均勻微波而排列的許多個隙縫的平面狀天線(徑向線縫隙天線)向處理室內放射微波，利用該微波電場電離處理室內的氣體從而激勵等離子體。利用由該方法激勵了的微波等離子體能夠遍及天線正下方的廣闊區域地實現高等離子體密度，從而可以在短時間內進行均勻的等離子體處理。而且，由于用該方法形成的微波等離子體是利用微波激勵等離子體，因此電子溫度較低，能夠避免被處理基板的損壞、金屬污染。并且，由于還能夠易于在大面積的基板上激勵均勻的等離子體，因此也易于對應于使用了大口徑半導體基板的半導體裝置的制造工序、制造大型液晶顯示裝置。在上述等離子體處理裝置中，通常，為了向處理室內均勻地供給等離子體激勵用氣體，使用具有多個縱孔為氣體排出路徑的噴淋板。但是，使用噴淋板有時會使形成在噴淋板正下方的等離子體在噴淋板的縱孔中發生逆流。當等離子體在縱孔發生逆流時，有發生異常放電、氣體堆積、用于激勵等離子體的微波的傳輸效率、成品率下降的問題。作為用于防止該等離子體向縱孔逆流的方法，大多提出了改進噴淋板的構造。例如，在專利文獻2中公開了將縱孔前端的氣體排出孔的孔徑設成小于形成在噴淋板正下方的等離子體的襯層(sheath)厚度的2倍是有效的。但是，只是減小氣體排出孔的孔徑不井能充分防止等離子體的逆流。特別是，在為了減少損壞、提高處理速度的目的而欲將等離子體密度從以往的IO12CnT3程度提高到IO13CnT3程度時，等離子體的逆流變得明顯，因此只是控制氣體排出孔的孔徑并不能防止等離子體的逆流。另外，難于利用孔加工在噴淋板主體上形成微細孔徑的氣體排出孔，在加工性上也存在問題。另外，在專利文獻3中也提出了使用由透氣性的多孔質陶瓷燒結體構成的噴淋板。該方法欲利用構成多孔質陶瓷燒結體的許多個氣孔的壁來防止等離子體的逆流。但是，由在常溫、常壓下燒結的普通的多孔質陶瓷燒結體構成的該噴淋板，其氣孔直徑的大小從幾Pm—直到幾十Pm程度有很大的偏差，并且在最大結晶粒子直徑大到20 y m左右，組織不均勻，因此存在表面平坦性差的問題，另外，在將與等離子體相接觸的面設為多孔質陶瓷燒結體時，存在有效表面積增大、等離子體的電子、離子的再結合增加、等離子體激勵的功率利用系數變低的問題。在此，上述專利文獻3中還公開了如下構造代替利用多孔質陶瓷燒結體來構成噴淋板整體地、在由致密的氧化鋁構成的噴淋板上形成氣體排出用的開ロ部，在該開ロ部上安裝在常溫、常壓下燒結的普通的多孔質陶瓷燒結體，借助該多孔質陶瓷燒結體排出氣體。但是，由于該構造也是使用在常溫、常壓下燒結的普通的多孔質陶瓷燒結體，因此并不能解 決因表面平坦性差而導致發生的上述問題。并且，本申請的申請人首先在專利文獻4中提出了通過調整氣體排出孔的直徑尺寸來防止等離子體的逆流的方法，而不是改進噴淋板的構造。即、將氣體排出孔的直徑尺寸設成不足0.1 0. 3mm，而且將其直徑尺寸的公差設成±0. 002mm以內的精度，從而防止等離子體的逆流，并消除了氣體排出量的偏差。但是，在實際以等離子體密度增高為IO13CnT3的條件下在微波等離子體處理裝置中使用該噴淋板時發現，如圖21所示，或因等離子體在空間602和與該空間602相連通的縱孔603中發生逆流、或因等離子體激勵用氣體在空間602和縱孔603的部分中著火而產生了淡茶色變色部分，該空間602形成于噴淋板主體600與蓋板601之間，用于充填等離子體激勵用氣體。專利文獻1:日本特開平9-63793號公報專利文獻2 :日本特開2005-33167號公報專利文獻3 :日本特開2004-39972號公報專利文獻4 :國際公開第06/112392號小冊子
技術實現思路
本專利技術欲解決的問題在于提供ー種能夠更完全地防止等離子體發生逆流、或縱孔部分中的等離子體激勵用氣體發生著火從而可高效地激勵等離子體的噴淋板。本專利技術的噴淋板為了使等離子體處理裝置內產生等離子體而排出等離子體激勵用氣體，其中，在形成等離子體激勵用氣體的排出路徑的縱孔中安裝具有在氣體流通方向上連通的氣孔的多孔質氣體流通體以及具有適當的多個氣體排出孔的陶瓷構件，并且將由該多孔質氣體流通體的連通的氣孔形成的氣體流通路徑中的狹路的氣孔直徑設在IOum以下，從而能夠防止等離子體的逆流，并且能夠無偏差地向等離子體處理裝置內排出等離子體激勵用氣體，產生均勻的等離子體。另外，通過使氣體排出孔的長度大于等離子體處理裝置內的電子的平均自由行程的長度，能夠急劇減少等離子體的逆流。另外，通過對開設在噴淋板上的縱孔的氣體導入側的角部實施倒角加工，還能夠防止上述角部中的微波隨著電場集中而放電、乃至等離子體激勵用氣體的著火現象。如上所述，通過將多孔質氣體流通體的狹路的氣孔直徑設在10 μ m以下，即使將等離子體密度提高到IO13CnT3程度也能夠防止等離子體的逆流。即、在該多孔質氣體流通體中，通過連通的氣孔能確保氣體的流通性，但是該氣體流通路徑呈Z字狀曲折，而且介于其中存在10 μ m以下、優選5 μ m以下的狹路。與此相對，由于構成等離子體的電子、離子具有直線傳播性，因此即使等離子體持續在多孔質氣體流通體中逆流，大部分會碰撞氣孔壁，并且所有的等離子體在氣孔的IOym以下的狹路部發生碰撞，從而能夠阻止等離子體進一步的逆流。在此，上述專利文獻3中已公開了在噴淋板上使用通氣性的多孔質陶瓷燒結體為具有在氣體流通方向上連通的氣孔的多孔質氣體流通體。但是，由于專利文獻3所用的普通的多孔質陶瓷燒結體的最大結晶粒子直徑在20 μ m以上，并且由連通的氣孔形成的氣體流通路徑中的狹路的氣孔直徑足大于10 μ m,因此在將等離子體密度提高到IO13CnT3程度的條件下不能完全防止等離子體的逆流。另外，如上所述，在結晶粒子直徑比較大的普通的多孔質陶瓷燒結體中，由于表面平本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種噴淋板的制造方法，將具有一個以上的氣體排出孔的陶瓷構件的生坯體、脫脂體、預燒結體或燒結體裝入在對原料粉末進行成型而加工形成有縱孔的噴淋板的生坯體、脫脂體或預燒結體的上述縱孔中之后，同時燒結它們。

【技術特征摘要】
2006.06.13 JP 2006-163357;2006.07.20 JP 2006-19871.一種噴淋板的制造方法，將具有一個以上的氣體排出孔的陶瓷構件的生坯體、脫脂體、預燒結體或...

【專利技術屬性】
技術研發人員：桶作正廣，后藤哲也，大見忠弘，石橋清隆，
申請(專利權)人：東京毅力科創株式會社，國立大學法人東北大學，
類型：發明
國別省市：