(57)【要約】      （修正有）【課題】処理チャンバと結合した遠隔プラズマユニットを含む半導体処理システムを提供する。【解決手段】処理システム４００は、遠隔プラズマユニット４１０に結合されたアダプタ４１５を含む。アダプタは、第１の端部４１１と、第１の端部の反対側の第２の端部４１２とを有し、第１の端部で中央チャネル４１３への開口部を画定する。中央チャネルは、第１の断面積によって特徴付けられる。アダプタは、第２の端部で第２のチャネル４１６からの出口を画定し、第１の端部と第２の端部との間のアダプタ内に、中央チャネルと第２のチャネルとの間の移行部４１４を画定する。アダプタはさらに、移行部とアダプタの第２の端部との間に第３のチャネル４１８を画定する。第３のチャネルは、中央チャネルおよび第２のチャネルから流体的に分離される。【選択図】図４
2019004141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバと、
前記処理チャンバと結合された遠隔プラズマユニットと、
前記遠隔プラズマユニットと結合されたアダプタであって、前記アダプタが、第１の端部と、前記第１の端部の反対側の第２の端部とを含み、前記アダプタが、前記第１の端部において中央チャネルへの開口部を画定し、前記中央チャネルが、第１の断面積によって特徴付けられ、前記アダプタが、前記第２の端部において第２のチャネルからの出口を画定し、前記アダプタが、前記中央チャネルと前記第２のチャネルとの間の移行部を、前記アダプタ内で前記第１の端部と前記第２の端部との間に画定し、前記アダプタが、前記移行部と前記アダプタの前記第２の端部との間に第３のチャネルを画定し、前記第３のチャネルが、前記アダプタ内で前記中央チャネルおよび前記第２のチャネルから流体的に分離されている、アダプタと
を備える半導体処理システム。
【請求項２】
前記第２のチャネルが、前記第１の断面積より小さい第２の断面積によって特徴付けられる、請求項１に記載の半導体処理システム。
【請求項３】
前記第２のチャネルが、前記中央チャネルから延びる複数のチャネルを含む、請求項１に記載の半導体処理システム。
【請求項４】
前記アダプタが、前記第３のチャネルへのアクセスを提供するポートをさらに画定する、請求項１に記載の半導体処理システム。
【請求項５】
前記アダプタと前記処理チャンバとの間に結合されたアイソレータをさらに備え、前記アイソレータが、アイソレータチャネルの周りの環状部材を含み、前記アイソレータチャネルが、前記第２のチャネルおよび前記第３のチャネルと流体的に結合されている、請求項１に記載の半導体処理システム。
【請求項６】
前記アイソレータが、セラミックを含む、請求項５に記載の半導体処理システム。
【請求項７】
前記アイソレータと前記処理チャンバとの間に結合されたミキシングマニホールドをさらに備える、請求項５に記載の半導体処理システム。
【請求項８】
前記ミキシングマニホールドが、前記アイソレータチャネルの直径に等しい直径を有する入口によって特徴付けられる、請求項７に記載の半導体処理システム。
【請求項９】
前記ミキシングマニホールドの前記入口が、前記ミキシングマニホールドのテーパセクションに移行する、請求項８に記載の半導体処理システム。
【請求項１０】
前記ミキシングマニホールドの前記テーパセクションが、前記ミキシングマニホールドの出口まで延びる前記ミキシングマニホールドのフレアセクションに移行する、請求項９に記載の半導体処理システム。
【請求項１１】
遠隔プラズマユニットと、
処理チャンバであって、
中央チャネルを画定するガスボックスと、
前記ガスボックスと結合されたブロッカプレートであって、前記ブロッカプレートを貫通する複数の開孔を画定するブロッカプレートと、
フェースプレートであって、前記フェースプレートの第１の面で前記ガスボックスと結合されたフェースプレートと、
前記フェースプレートの前記第１の面の反対側の前記フェースプレートの第２の面で前記フェースプレートと結合されたイオン抑制要素と
を備える処理チャンバと
を備える半導体処理システム。
【請求項１２】
前記ガスボックスに結合されたミキシングマニホールドの周りで前記ガスボックスに外部から結合されたヒータをさらに備え、前記ガスボックスが、上方から容積部を画定し、前記ブロッカプレートが、前記容積部の側面を画定し、下方から前記容積部を画定する、請求項１１に記載の半導体処理システム。
【請求項１３】
前記ガスボックス、前記フェースプレート、および前記イオン抑制要素が、直接に結合されている、請求項１１に記載の半導体処理システム。
【請求項１４】
前記フェースプレートが、前記フェースプレートの垂直断面に沿って第１の直径および第２の直径によって特徴付けられ、前記フェースプレートが、前記第２の直径によって特徴付けられる前記フェースプレートの内部領域まで延びるレッジを、前記フェースプレートの前記第１の面の内側に画定し、前記ブロッカプレートが、前記フェースプレートの前記内部領域内に延びており、前記ブロッカプレートが、前記第２の直径の５％の範囲内の直径によって特徴付けられ、前記フェースプレートの前記第１の面および前記フェースプレートの前記第２の面が、前記第１の直径によって特徴付けられる、請求項１１に記載の半導体処理システム。
【請求項１５】
前記ガスボックスが、前記フェースプレートと接触する前記ガスボックスの面に沿って複数の環状トレンチを画定し、前記イオン抑制要素が、前記フェースプレートと接触する前記イオン抑制要素の面に沿って複数の環状トレンチを画定する、請求項１４に記載の半導体処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］ 本技術は、半導体システム、プロセスおよび装置に関する。より具体的には、本技術は、システムおよびチャンバ内で前駆体を供給するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］ 集積回路は、複雑にパターニングされた材料層を基板表面上に生成するプロセスによって可能になる。パターニングされた材料を基板上に生成するには、露出した材料を除去するための制御された方法が必要である。化学エッチングが、フォトレジストのパターンを下地層に転写する、層を薄くする、または表面に既に存在するフィーチャの横寸法を細くすることを含む様々な目的に使用される。多くの場合、１つの材料を他の材料よりも速くエッチングして、パターン転写プロセスまたは個々の材料除去などを容易にするエッチングプロセスを有することが望ましい。そのようなエッチングプロセスは、最初の材料に対して選択的であると言われる。材料、回路、およびプロセスの多様性の結果、様々な材料に対する選択性を有するエッチングプロセスが開発されてきた。
【０００３】
［０００３］ エッチングプロセスは、プロセスで使用される材料に基づいて、ウェットまたはドライと呼ばれてもよい。ウェットＨＦエッチングは、他の誘電体および材料よりも酸化ケイ素を優先的に除去する。しかしながら、ウェットプロセスは、狭いトレンチに入り込むことが困難であり、時には残っている材料を変形させる可能性がある。ドライエッチングプロセスは、複雑なフィーチャおよびトレンチに入り込む可能性があるが、受け入れ可能な上部から底部までの形状を提供しない可能性がある。次世代のデバイスにおいてデバイスのサイズが縮小し続けるにつれて、システムがチャンバ内に且つチャンバを通って前駆体を供給する方法が、ますます影響を与える可能性がある。処理条件の均一性が、重要性を増し続けるにつれて、チャンバ設計およびシステムセットアップが、製造されるデバイスの品質において重要な役割を果たす可能性がある。
【０００４】
［０００４］ したがって、高品質のデバイスおよび構造を製造するために使用することができる改良されたシステムおよび方法が必要とされている。これらおよび他の必要性が、本技術によって対処される。
【発明の概要】
【０００５】
［０００５］ 例示的な半導体処理システムは、処理チャンバを含むことができ、処理チャンバに結合された遠隔プラズマユニットを含むことができる。例示的なシステムはまた、遠隔プラズマユニットに結合されたアダプタを含むことができる。アダプタは、第１の端部と、第１の端部の反対側の第２の端部とを含むことができる。アダプタは、第１の端部で中央チャネルへの開口部を画定することができ、中央チャネルは、第１の断面積によって特徴付けられ得る。アダプタは、第２の端部で第２のチャネルからの出口を画定することができ、アダプタは、第１の端部と第２の端部との間のアダプタ内に中央チャネルと第２のチャネルとの間の移行部を画定することができる。アダプタは、移行部とアダプタの第２の端部との間に第３のチャネルを画定することができ、第３のチャネルは、アダプタ内で中央チャネルおよび第２のチャネルから流体的に分離され得る。
【０００６】
［０００６］ いくつかの実施形態では、第２のチャネルは、第１の断面積より小さい第２の断面積によって特徴付けられてもよい。第２のチャネルは、中央チャネルから延びる複数のチャネルを含むことができる。アダプタは、第３のチャネルへのアクセスを提供するポートをさらに画定することができる。システムは、アダプタと処理チャンバとの間に結合されたアイソレータをさらに含むことができる。アイソレータは、アイソレータチャネルの周りに環状部材を含むことができ、アイソレータチャネルは、第２のチャネルおよび第３のチャネルと流体的に結合することができる。いくつかの実施形態では、アイソレータは、セラミック材料を含むことができる。システムはまた、アイソレータと処理チャンバとの間に結合されたミキシングマニホールドを含むことができる。ミキシングマニホールドは、アイソレータチャネルの直径に等しい直径を有する入口によって特徴付けられてもよい。実施形態では、ミキシングマニホールドの入口は、ミキシングマニホールドのテーパセクションに移行することができる。ミキシングマニホールドのテーパセクションは、ミキシングマニホールドの出口まで延びるミキシングマニホールドのフレアセクションに移行することができる。
【０００７】
［０００７］ 本技術はまた、半導体処理システムを含む。このシステムは、遠隔プラズマユニットを含むことができ、処理チャンバも含むことができる。処理チャンバは、中央チャネルを画定するガスボックスを含むことができる。処理チャンバは、ガスボックスと結合されたブロッカプレートを含み、ブロッカプレートは、ブロッカプレートを貫通する複数の開孔を画定することができる。処理チャンバは、フェースプレートの第１の面でガスボックスと結合されたフェースプレートを含むことができる。処理チャンバはまた、フェースプレートの第１の面の反対側のフェースプレートの第２の面でフェースプレートと結合されたイオン抑制要素を含むことができる。
【０００８】
［０００８］ いくつかの実施形態では、システムはまた、ガスボックスに結合されたミキシングマニホールドの周りでガスボックスに外部から結合されたヒータを含むことができる。ガスボックスは、上方から容積部を画定することができ、ブロッカプレートは、側面および下方から容積部を画定することができる。実施形態において、ガスボックス、フェースプレート、およびイオン抑制要素は、直接に結合されていてもよい。いくつかの実施形態では、フェースプレートは、フェースプレートの垂直断面に沿って第１の直径および第２の直径によって特徴付けられ、フェースプレートは、第２の直径によって特徴付けられるフェースプレートの内部領域まで延びるレッジを、フェースプレートの第１の面の内側に画定することができる。ブロッカプレートは、フェースプレートの内部領域内に延びていてもよく、ブロッカプレートは、第２の直径の５％の範囲内の直径によって特徴付けられてもよい。フェースプレートの第１の面およびフェースプレートの第２の面は、第１の直径によって特徴付けられてもよい。いくつかの実施形態では、ガスボックスは、フェースプレートと接触するガスボックスの面に沿って複数の環状トレンチを画定することができ、イオン抑制要素は、フェースプレートと接触するイオン抑制要素の面に沿って複数の環状トレンチを画定することができる。
【０００９】
［０００９］ 本技術はまた、半導体処理システムを通って前駆体を供給する方法を包含する。この方法は、遠隔プラズマユニット内にフッ素含有前駆体のプラズマを形成することを含むことができる。この方法は、フッ素含有前駆体のプラズマ放出物をアダプタに流すことを含むことができる。この方法は、水素含有前駆体をアダプタに流すことを含むことができ、アダプタは、フッ素含有前駆体のプラズマ放出物および水素含有前駆体を、アダプタを通る間、流体的に分離した状態に維持するように構成することができる。この方法はまた、フッ素含有前駆体のプラズマ放出物および水素含有前駆体を、フッ素含有前駆体のプラズマ放出物および水素含有前駆体を混合するように構成されたミキシングマニホールド内に流すことを含むことができる。いくつかの実施形態では、本方法は、フッ素含有前駆体および水素含有前駆体の混合されたプラズマ放出物を処理チャンバに流すことを含むこともできる。
【００１０】
［００１０］ このような技術は、従来のシステムおよび技術に対して多くの利点を提供することができる。例えば、チャンバ構成要素を直接に結合することによって、チャンバ構成要素上の微粒子堆積を制限または防止するために、チャンバを通してより均一な加熱を提供することができる。さらに、チャンバの外側でエッチャント種を生成する構成要素を利用することによって、混合および基板への供給を従来のシステムよりも均一に提供することができる。これらのおよび他の実施形態が、それらの利点および特徴の多くと共に、以下の説明および添付図面と共により詳細に説明される。
【００１１】
［００１１］ 開示された技術の性質および利点のさらなる理解が、明細書の残りの部分および図面を参照することによって実現され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本技術の実施形態による例示的な処理システムの平面図を示す。
【図２Ａ】本技術の実施形態による例示的な処理チャンバの概略断面図を示す。
【図２Ｂ】本技術の実施形態による例示的なシャワーヘッドの詳細図を示す。
【図３】本技術の実施形態による例示的なシャワーヘッドの底面図を示す。
【図４】本技術の実施形態による例示的な処理システムの概略断面図を示す。
【図５Ａ】本技術の実施形態によるブロッカプレートの概略斜視図を示す。
【図５Ｂ】本技術の実施形態によるブロッカプレートを通る概略的な流れプロファイルを示す。
【図６】本技術の実施形態による例示的な処理チャンバの概略部分断面図を示す。
【図７】本技術の実施形態による処理チャンバを通って前駆体を供給する方法の工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［００２１］ 図面のいくつかは、概略図として含まれている。図面は説明のためのものであり、縮尺通りであると特に記載されていない限り、縮尺通りと見なすべきではないことを理解されたい。さらに、概略図として、図面は、理解を助けるために提供され、現実的な表現と比較してすべての側面または情報を含むものではなく、説明のために誇張された資料を含むことがある。
【００１４】
［００２２］ 添付の図面において、類似の構成要素および／または特徴部は、同じ参照ラベルを有することがある。さらに、同じタイプの様々な構成要素は、類似の構成要素を区別する文字が参照ラベルの後に続くことによって区別することができる。本明細書において最初の参照ラベルのみを用いる場合には、文字にかかわらず最初の参照ラベルが同じである類似の構成要素のいずれにも、当該説明が適用される。
【００１５】
［００２３］ 本技術は、半導体製造工程を実行するための半導体処理システム、チャンバ、および構成要素を含む。半導体製造中に実行される多くのドライエッチング工程は、複数の前駆体を含むことがある。これらのエッチャントは、様々な方法で活性化され、組み合わされて、基板の特徴を除去または修正するために基板に供給されてもよい。従来の処理システムは、エッチングのためなどの前駆体を複数の方法で提供することができる。強化された前駆体またはエッチャントを提供する１つの方法は、前駆体を処理チャンバを通って、処理のためにウェハなどの基板に供給する前に、遠隔プラズマユニットを通してすべての前駆体を提供することである。しかしながら、このプロセスの問題は、種々の前駆体が種々の材料と反応する可能性があり、遠隔プラズマユニットに損傷を与える可能性があることである。例えば、強化されたフッ素含有前駆体は、アルミニウム表面と反応することができるが、酸化物表面と反応しないことがある。強化された水素含有前駆体は、遠隔プラズマユニット内のアルミニウム表面と反応しないが、酸化物コーティングと反応して除去することができる。したがって、２つの前駆体が、遠隔プラズマユニットを通って一緒に供給される場合、それらは、ユニット内のコーティングまたはライナを損傷する可能性がある。
【００１６】
［００２４］ 従来の処理は、プラズマ処理のために遠隔プラズマ装置を通して１つの前駆体を供給し、第２の前駆体をチャンバに直接供給することもできる。しかし、このプロセスの問題点は、前駆体の混合が困難であり、ウェハまたは基板に均一なエッチャントを提供できないことである。これは、プロセスが基板の表面にわたって均一に実行されないようにし、パターニングおよび形成が続くにつれてデバイスの問題を引き起こす可能性がある。
【００１７】
［００２５］ 本技術は、キャリアガスまたは他のエッチャント前駆体などの複数の前駆体を、遠隔プラズマユニットを通して流すこともできるが、１つのエッチャント前駆体のみが遠隔プラズマユニットを通して供給されながら、前駆体をチャンバ内に供給する前に前駆体を混合するように構成された構成要素およびシステムを利用することによって、これらの問題を克服することができる。この特別のバイパス方式は、前駆体を処理チャンバに供給する前に前駆体を十分に混合することができる。これにより、遠隔プラズマユニットを保護しながら、均一な処理を行うことができる。本技術のチャンバはまた、チャンバを通る熱伝導率を最大にし、構成要素を特定の方法で結合することによって整備の容易性を高める構成要素配置を含むことができる。
【００１８】
［００２６］ 残りの開示は、開示された技術を利用する具体的なエッチングプロセスを機械的に特定するが、システムおよび方法は、記載されたチャンバ内で起こり得る堆積プロセスおよび洗浄プロセスに等しく適用可能であることが、容易に理解される。従って、この技術は、エッチングプロセスだけの使用に限定されていると考えるべきではない。本開示は、本技術の実施形態によるシステムの追加的な変形および調整を記載する前に、除去工程のいくつかを実施するために本技術と共に使用され得る１つの可能なシステムおよびチャンバを説明する。
【００１９】
［００２７］ 図１は、実施形態による堆積、エッチング、ベーキングおよび硬化チャンバの処理システム１００の一実施形態の平面図を示す。この図では、１対の前方開口型統一ポッド（ＦＯＵＰ）１０２が、様々なサイズの基板を供給し、基板は、ロボットアーム１０４によって受け取られ、低圧保持領域１０６内に配置されてから、タンデムセクション１０９ａ−ｃに配置された基板処理チャンバ１０８ａ−ｆの１つの中に配置される。第２のロボットアーム１１０を使用して、基板ウェハを保持領域１０６から基板処理チャンバ１０８ａ−ｆに搬送し戻すことができる。各基板処理チャンバ１０８ａ−ｆは、本明細書に記載されたドライエッチングプロセスに加えて、周期的層堆積（ＣＬＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、エッチング、前洗浄、ガス抜き、配向、および他の基板プロセスを含む多くの基板処理工程を実行するために装備することができる。
【００２０】
［００２８］ 基板処理チャンバ１０８ａ−ｆは、基板ウェハ上に誘電体膜を堆積、アニール、硬化および／またはエッチングするための１つ以上のシステム構成要素を含むことができる。１つの構成では、２対の処理チャンバ、例えば１０８ｃ−ｄおよび１０８ｅ−ｆが、基板上に誘電体材料を堆積させるために使用され、処理チャンバの第３の対、例えば１０８ａ−ｂが、堆積した誘電体をエッチングするために使用される。別の構成では、３対のチャンバすべて、例えば１０８ａ−ｆが、基板上の誘電体膜をエッチングするように構成されてもよい。記載されたプロセスのうちの任意の１つ以上が、異なる実施形態において、示された製造システムから分離されたチャンバ内で実行されてもよい。誘電体膜用の堆積、エッチング、アニール、および硬化チャンバの追加の構成が、システム１００によって予期されることが理解されよう。
【００２１】
［００２９］ 図２Ａは、処理チャンバ内に区画されたプラズマ生成領域を有する例示的な処理チャンバシステム２００の断面図を示す。例えば、窒化チタン、窒化タンタル、タングステン、シリコン、ポリシリコン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸炭化ケイ素などの膜エッチングの間、プロセスガスを、ガス入口アセンブリ２０５を通って第１のプラズマ領域２１５に流入させることができる。遠隔プラズマシステム（ＲＰＳ）２０１が、任意選択でシステムに含まれて、第１のガスを処理してもよく、次いで、第１のガスは、ガス入口アセンブリ２０５を通って移動する。入口アセンブリ２０５は、第２のチャネル（図示せず）が、ＲＰＳ２０１（含まれる場合）をバイパスすることができるような、２つ以上の別個のガス供給チャネルを含むことができる。
【００２２】
［００３０］ 冷却プレート２０３、フェースプレート２１７、イオンサプレッサ２２３、シャワーヘッド２２５、および基板２５５が配置された基板支持体２６５が示されており、それぞれ実施形態に従って含まれてもよい。ペデスタル２６５は、基板の温度を制御するために熱交換流体が流れる熱交換チャネルを有してもよく、これは、処理工程中に基板またはウェハを加熱および／または冷却するように動作することができる。ペデスタル２６５のウェハ支持プラッターは、アルミニウム、セラミック、またはそれらの組み合わせを含むことができ、埋め込まれた抵抗ヒータ要素を使用して、例えば約１００℃以下から約１１００℃以上までの比較的高い温度を達成するために抵抗加熱されてもよい。
【００２３】
［００３１］ フェースプレート２１７は、ピラミッド形状、円錐形状、または幅の広い底部へ広がる狭い上部を有する別の同様の構造であってもよい。フェースプレート２１７は、さらに、図示のように平坦であってもよく、プロセスガスを分配するために使用される複数の貫通チャネルを含んでもよい。ＲＰＳ２０１の使用に応じて、プラズマ生成ガスおよび／またはプラズマ励起種が、第１のプラズマ領域２１５へのより均一な供給のために、図２Ｂに示すフェースプレート２１７の複数の孔を通過することができる。
【００２４】
［００３２］ 例示的な構成は、ガス／種がフェースプレート２１７の孔を通って第１のプラズマ領域２１５に流れるように、フェースプレート２１７によって第１のプラズマ領域２１５から区画されたガス供給領域２５８に開口するガス入口アセンブリ２０５を有することを含むことができる。構造上および動作上の特徴が、第１のプラズマ領域２１５から供給領域２５８、ガス入口アセンブリ２０５、および流体供給システム２１０へのプラズマの著しい逆流を防止するように選択されてもよい。フェースプレート２１７、すなわちチャンバの導電性頂部、およびシャワーヘッド２２５は、それら部品の間に配置された絶縁リング２２０とともに示されており、これにより、ＡＣ電位がシャワーヘッド２２５および／またはイオンサプレッサ２２３に対してフェースプレート２１７に印加されることが可能になる。絶縁リング２２０は、フェースプレート２１７とシャワーヘッド２２５および／またはイオンサプレッサ２２３との間に配置され、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）を第１のプラズマ領域に形成することができる。バッフル（図示せず）が、ガス入口アセンブリ２０５を通る第１のプラズマ領域への流体の流れに影響を及ぼすために、追加的に第１のプラズマ領域２１５内に配置されてもよく、あるいはガス入口アセンブリ２０５と結合されてもよい。
【００２５】
［００３３］ イオンサプレッサ２２３は、帯電していない中性またはラジカル種がイオンサプレッサ２２３を通過してサプレッサとシャワーヘッドとの間の活性化ガス供給領域に入ることを可能にしながら、第１のプラズマ領域２１５からのイオン的に帯電した種の移動を抑制するように構成された複数の開孔を構造全体に画定するプレートまたは他の形状を含むことができる。実施形態では、イオンサプレッサ２２３は、様々な開孔配置を有する多孔プレートを含むことができる。これらの帯電していない種は、反応性の低いキャリアガスとともに開孔を通って運ばれる反応性の高い種を含むことができる。上記のように、孔を通るイオン種の移動は減少し、ある場合には完全に抑制される。イオンサプレッサ２２３を通過するイオン種の量を制御することにより、下にあるウェハ基板と接触する混合ガスに対する制御を有利に向上させることができ、これにより、混合ガスの堆積および／またはエッチング特性の制御を向上させることができる。例えば、混合ガスのイオン濃度の調節は、そのエッチング選択性、例えば、ＳｉＮｘ：ＳｉＯｘエッチング比、Ｓｉ：ＳｉＯｘエッチング比などを大幅に変える可能性がある。堆積が実行される代替の実施形態では、誘電体材料の共形型堆積と流動型堆積とのバランスをシフトさせることもできる。
【００２６】
［００３４］ イオンサプレッサ２２３の複数の開孔は、イオンサプレッサ２２３を通る、活性化されたガス、すなわちイオン種、ラジカル種および／または中性種の通過を制御するように構成することができる。例えば、イオンサプレッサ２２３を通過する活性化されたガス中のイオン的に帯電した種の流れが減少するように、孔のアスペクト比、すなわち孔の直径対長さ、および／または孔の形状寸法を制御することができる。イオンサプレッサ２２３の孔は、プラズマ励起領域２１５に面するテーパ部と、シャワーヘッド２２５に面する円筒部とを含むことができる。円筒部は、シャワーヘッド２２５に流れるイオン種の流れを制御するような形状および寸法にすることができる。調節可能な電気バイアスが、サプレッサを通るイオン種の流れを制御するための追加の手段としてイオンサプレッサ２２３に印加されてもよい。
【００２７】
［００３５］ イオンサプレッサ２２３は、プラズマ生成領域から基板に移動するイオン的に帯電した種の量を低減または除去するように機能することができる。帯電していない中性およびラジカル種は、それでもなお、イオンサプレッサの開口部を通過して、基板と反応することができる。基板を囲む反応領域におけるイオン的に帯電した種の完全な除去は、いくつかの実施形態では実施されないことに、留意されたい。場合によっては、エッチングおよび／または堆積プロセスを実行するために、イオン種が基板に到達することが意図される。これらの場合、イオンサプレッサは、反応領域内のイオン種の濃度を、プロセスを促進するレベルに制御することに役立つことができる。
【００２８】
［００３６］ イオンサプレッサ２２３と組み合わせたシャワーヘッド２２５は、第１のプラズマ領域２１５内に存在するプラズマが基板処理領域２３３内のガスを直接励起するのを回避することを可能にするが、それにもかかわらず、励起種がチャンバプラズマ領域２１５から基板処理領域２３３に移動することを可能にし得る。このようにして、チャンバは、エッチングされている基板２５５にプラズマが接触することを防止するように構成されてもよい。これは、有利なことに、基板上にパターニングされた様々な複雑な構造および膜を保護することができるが、これらは、発生したプラズマが直接接触すると、損傷、転位、または反りが生じる可能性がある。さらに、プラズマが基板に接触するかまたは基板の高さに近づくことが可能になると、酸化物種のエッチング速度が、増加する可能性がある。従って、材料の露出領域が酸化物である場合、この材料は、プラズマを基板から遠隔に維持することによって、さらに保護され得る。
【００２９】
［００３７］ 処理システムは、フェースプレート２１７、イオンサプレッサ２２３、シャワーヘッド２２５、および／またはペデスタル２６５に電力を供給して、第１のプラズマ領域２１５または処理領域２３３にプラズマを生成するために、処理チャンバと電気的に結合された電源２４０をさらに含むことができる。電源は、実行されるプロセスに応じて、調節可能な量の電力をチャンバに供給するように構成することができる。そのような構成は、実行されているプロセスにおいてチューニング可能なプラズマを使用することを可能にすることができる。オンオフ機能を備えていることが多い遠隔プラズマユニットとは異なり、チューニング可能なプラズマは、プラズマ領域２１５に特定量の電力を供給するように構成することができる。これは、前駆体がこれらの前駆体によって生成されるエッチング形状を向上させるための特定の方法で解離されるような、特別なプラズマ特性の発現を可能にし得る。
【００３０】
［００３８］ プラズマは、シャワーヘッド２２５の上方のチャンバプラズマ領域２１５またはシャワーヘッド２２５の下方の基板処理領域２３３のいずれかで点火され得る。実施形態では、基板処理領域２３３に形成されたプラズマは、ペデスタルが電極として作用して形成されたＤＣバイアスプラズマであってもよい。プラズマは、チャンバプラズマ領域２１５内に存在して、例えば、フッ素含有前駆体または他の前駆体の流入からラジカル前駆体を生成することができる。典型的には高周波（ＲＦ）範囲内のＡＣ電圧が、堆積中にチャンバプラズマ領域２１５内でプラズマを点火するために、フェースプレート２１７などの処理チャンバの導電性頂部と、シャワーヘッド２２５および／またはイオンサプレッサ２２３との間に印加され得る。ＲＦ電源は、１３．５６ＭＨｚの高いＲＦ周波数を生成することができるが、単独でまたは１３．５６ＭＨｚの周波数と組み合わせて他の周波数を生成することもできる。
【００３１】
［００３９］ 図２Ｂは、フェースプレート２１７を通る処理ガスの分配に影響を与える特徴部の詳細図２５３を示す。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、フェースプレート２１７、冷却プレート２０３、およびガス入口アセンブリ２０５が交差して、ガス供給領域２５８を画定し、そこにプロセスガスが、ガス入口２０５から供給され得る。ガスが、ガス供給領域２５８を満たし、フェースプレート２１７の開孔２５９を通って第１のプラズマ領域２１５に流れることができる。プロセスガスが処理領域２３３に流入することができるが、フェースプレート２１７を横切った後にガス供給領域２５８へ逆流するのを部分的に又は完全に防止することができるように、開孔２５９は、実質的に一方向に流れを向けるように構成することができる。
【００３２】
［００４０］ 処理チャンバ部分２００で使用するためのシャワーヘッド２２５などのガス分配アセンブリは、デュアルチャネルシャワーヘッド（ＤＣＳＨ）と呼ばれてもよく、図３に記載された実施形態でさらに詳述されている。デュアルチャネルシャワーヘッドは、エッチャントを処理領域２３３の外側で分離して、処理領域に供給される前のチャンバ構成要素および互いとの相互作用を制限することを可能にするエッチングプロセスを提供することができる。
【００３３】
［００４１］ シャワーヘッド２２５は、上部プレート２１４および下部プレート２１６を含むことができる。プレートは、プレートの間に容積部２１８を画定するように、互いに結合されてもよい。プレートの結合は、上部プレートおよび下部プレートを通る第１の流体チャネル２１９、ならびに下部プレート２１６を通る第２の流体チャネル２２１を提供するようにすることができる。形成されたチャネルは、第２の流体チャネル２２１のみを経由して容積部２１８から下部プレート２１６を通る流体アクセスを提供するように構成され、第１の流体チャネル２１９は、プレート間の容積部２１８および第２の流体チャネル２２１から流体的に分離され得る。容積部２１８は、ガス分配アセンブリ２２５の側面を通して流体的にアクセス可能であってもよい。
【００３４】
［００４２］ 図３は、実施形態による処理チャンバで使用するためのシャワーヘッド３２５の底面図である。シャワーヘッド３２５は、図２Ａに示すシャワーヘッド２２５に対応することができる。第１の流体チャネル２１９の眺めを示す貫通孔３６５は、シャワーヘッド２２５を通る前駆体の流れを制御し影響を及ぼすために、複数の形状および構成を有することができる。第２の流体チャネル２２１の眺めを示す小さな孔３７５は、貫通孔３６５の間でさえも、シャワーヘッドの表面上に実質的に一様に分布することができ、前駆体がシャワーヘッドを出るときに、他の構成よりも前駆体がより一様に混合するのを助けることができる。
【００３５】
［００４３］ 図４は、本技術の実施形態による例示的な処理システム４００の概略断面図を示す。システム４００は、図２に示されたチャンバにおける変形を含むことができ、その図に示された構成要素のいくつかまたはすべてを含むことができる。システム４００は、処理チャンバ４０５および遠隔プラズマユニット４１０を含むことができる。遠隔プラズマユニット４１０は、１つ以上の構成要素を用いて処理チャンバ４０５と結合されてもよい。遠隔プラズマユニット４１０は、アダプタ４１５、アイソレータ４２０、またはミキシングマニホールド４２５のうちの１つ以上と結合されてもよい。ミキシングマニホールド４２５は、処理チャンバ４０５の上部と結合され、処理チャンバ４０５への入口と結合されてもよい。
【００３６】
［００４４］ アダプタ４１５は、遠隔プラズマユニット４１０と第１の端部４１１で結合され、第１の端部４１１の反対側の第２の端部４１２でアイソレータ４２０と結合され得る。アダプタ４１５を通って、１つ以上のチャネルを画定することができる。第１の端部４１１において、第１のチャネルまたは中央チャネル４１３への開口部またはポートを画定することができる。中央チャネル４１３は、アダプタ４１５内で中央に画定されてもよく、遠隔プラズマユニット４１０からの流れの方向にあり得る、アダプタ４１５を通る中心軸に垂直な方向の第１の断面積によって特徴付けられてもよい。中央チャネル４１３の直径は、遠隔プラズマユニット４１０からの出口ポートと等しいか、またはそれと共通であってもよい。中央チャネル４１３は、第１の端部４１１から第２の端部４１２までの長さによって特徴付けられてもよい。中央チャネル４１３は、アダプタ４１５を通って、第１の端部４１１から第２の端部４１２までの長さよりも短い長さで延びることができる。例えば、中央チャネル４１３は、第１の端部４１１から第２の端部４１２までの長さの半分より短く延びてもよく、中央チャネル４１３は、第１の端部４１１から第２の端部４１２までの長さの半分だけ延びてもよく、中央チャネル４１３は、第１の端部４１１から第２の端部４１２までの長さの半分より長く延びてもよく、または中央チャネル４１３は、アダプタ４１５の第１の端部４１１から第２の端部４１２までの長さの約半分だけ延びてもよい。
【００３７】
［００４５］ 中央チャネル４１３は、アダプタ４１５内の移行部４１４まで延びることができる。移行部は、中央チャネル４１３の一部を横切って延びる固体の遮断物を含むことができ、または、移行部４１４は、アダプタ４１５を通る追加のアクセスを規定するオリフィスプレートを含むことができ、または、移行部４１４は、中央チャネル４１３を通る流れを少なくとも部分的に遮断する任意の他の物理的材料を含むことができる。移行部４１４は、移行部４１４から第２の端部４１２まで延びることができる１つ以上の第２のチャネル４１６へのアクセスを提供することができる。第２のチャネル４１６は、アダプタ４１５を通る中心軸に垂直な方向における第２の断面積によって特徴付けられてもよい。第２の断面積は、実施形態において、第１の断面積より小さくてもよい。第２のチャネル４１６は、第２の端部４１２におけるアダプタ４１５からの出口まで延びていてもよく、遠隔プラズマユニット４１０からアダプタ４１５内に中央チャネル４１３を通って供給されるプラズマ放出物などの前駆体にとってのアダプタ４１５からの出口を提供することができる。
【００３８】
［００４６］ 第２のチャネル４１６は、アダプタ４１５を通る流れの方向の中心軸の周りに画定された環状または半環状チャネルを含むことができる。第２のチャネル４１６は、中央チャネル４１３からの流体アクセスを提供し、中央チャネル４１３から第２の端部４１２まで延びる、アダプタ４１５を通る流れの方向の中心軸の周りに放射状に画定された複数のチャネルを含むこともできる。移行部４１４は、移行部４１４の外側の周りに複数のオリフィスを画定することができ、中実の内側領域と外側領域の周りに画定された１つ以上のオリフィスとを有するオリフィスプレートとして特徴付けることができる。オリフィスは、三日月形状または半環状形状を有する単一のオリフィスであってもよいし、または円形、卵形、または他の幾何学形状を有し、第２のチャネル４１６へのアクセスを提供する複数のオリフィスであってもよい。実施形態では、移行部４１４のオリフィスは、第２のチャネル４１６の半径に等しい半径によって特徴付けられてもよい。
【００３９】
［００４７］ アダプタ４１５はまた、移行部４１４と第２の端部４１２との間に位置する第３のチャネル４１８を画定することができる。第３のチャネル４１８もまた、第２の端部４１２において出口を提供することができるが、この出口は、遠隔プラズマユニット４１０から交互に供給される別個の前駆体のための出口であってもよい。例えば、第３のチャネル４１８は、アダプタ４１５の側面などの外面に沿って画定されたポート４１７から流体的にアクセス可能であってもよく、これは、遠隔プラズマユニット４１０をバイパスすることができる。ポート４１７は、アダプタ４１５の長さに沿って移行部４１４にまたは移行部４１４より下にあり得る。第３のチャネル４１８は、前駆体をアダプタ４１５を通って第２の端部４１２から出すことができる。第３のチャネル４１８は、移行部４１４と第２の端部４１２との間のアダプタ４１５の領域に画定されてもよい。実施形態では、第３のチャネル４１８は、中央チャネル４１３、移行部４１４、または第２のチャネル４１６からアクセス可能でなくてもよい。第３のチャネル４１８は、前駆体を、遠隔プラズマユニット４１０から中央チャネル４１３に供給されるプラズマ放出物から流体的に分離された状態に維持するように構成することができる。前駆体は、第２の端部４１２を通ってアダプタ４１５を出るまで、プラズマ放出物に接触しなくてもよい。第３のチャネル４１８は、アダプタ４１５に画定された１つ以上のチャネルを含むことができる。第３のチャネル４１８は、アダプタ４１５内の中央に配置され、第２のチャネル４１６に関連付けられてもよい。例えば、実施形態において、第２のチャネル４１６は、第３のチャネル４１８の周りに同心円状に整列されてもよい。第２のチャネル４１６は、第３のチャネル４１８に近接して配置されてもよい。アダプタ４１５はまた、アイソレータ４２０への、またはアイソレータ４２０を通したアダプタの結合を可能にする、１つ以上の開孔４１９を画定することができる。
【００４０】
［００４８］ アイソレータ４２０は、実施形態において、アダプタ４１５の第２の端部４１２と結合されてもよい。アイソレータ４２０は、アイソレータチャネル４２１の周りの環状部材であってもよいし、環状部材を含んでもよい。アイソレータチャネル４２１は、アダプタ４１５を通る流れの方向の中心軸と軸方向に整列していてもよい。アイソレータチャネル４２１は、アイソレータ４２０を通る流れの方向に垂直な方向の第３の断面積によって特徴付けられてもよい。第３の断面積は、中央チャネル４１３の第１の断面積と等しくてもよいし、より大きくてもよいし、またはより小さくてもよい。実施形態において、アイソレータチャネル４２１は、アダプタ４１５を通る中央チャネル４１３の直径よりも大きいか、等しいか、またはほぼ同じ直径によって特徴付けられてもよい。アイソレータチャネル４２１は、第２のチャネル４１６からの流体アクセスを提供することができ、第３のチャネル４１８からの流体アクセスを提供することもできる。実施形態において、アイソレータチャネル４２１は、遠隔プラズマユニット４１０から供給されるプラズマ放出物と、ポート４１７に入ってから第３チャネル４１８を通って供給される追加の前駆体とを混合する第１の領域を提供することができる。アイソレータ４２０はまた、アイソレータ４２０へまたはアイソレータ４２０を通ってアダプタ４１５および／またはミキシングマニホールド４２５と結合することを可能にする、１つ以上のチャネル４２２を画定することができる。チャネル４２２は、上述した開孔４１９と軸方向に整列していてもよく、これらは合わせて例えばボルト孔などの結合点を提供し、これを介して構成要素を固定することができる。
【００４１】
［００４９］ アイソレータ４２０は、アダプタ４１５、ミキシングマニホールド４２５、またはその他のチャンバ構成要素と同様の材料で作製されてもよいし、または異なる材料で作製されてもよい。いくつかの実施形態では、アダプタ４１５およびミキシングマニホールド４２５は、アルミニウムの酸化物、１つ以上の表面上の処理されたアルミニウムを含むアルミニウム、または他の何らかの材料から作製されるか、またはそれを含むことができるが、アイソレータ４２０は、他のチャンバ構成要素よりも熱伝導性の低い材料であってもよく、またはそれを含んでもよい。いくつかの実施形態では、アイソレータ４２０は、セラミック、プラスチック、または遠隔プラズマユニット４１０とチャンバ４０５との間に熱遮断部を提供するように構成された他の断熱構成要素であってもよく、またはそれを含んでもよい。動作中、遠隔プラズマユニット４１０は、チャンバ４０５に対してより低い温度で冷却され又は動作してもよく、チャンバ４０５は、遠隔プラズマユニット４１０に対してより高い温度で加熱され又は動作してもよい。セラミックまたは断熱アイソレータ４２０を設けることによって、構成要素間の熱的、電気的、または他の干渉を防止または制限することができる。
【００４２】
［００５０］ ミキシングマニホールド４２５は、第１の端部４２３でアイソレータ４２０と結合され、第２の端部４２４でチャンバ４０５と結合されてもよい。ミキシングマニホールド４２５は、第１の端部４２３において入口４２７を画定することができる。入口４２７は、アイソレータチャネル４２１からの流体アクセスを提供することができ、入口４２７は、アイソレータチャネル４２１の直径と等しいかまたはほぼ同じ直径によって特徴付けられ得る。入口４２７は、ミキシングマニホールド４２５を通るチャネル４２６の一部を画定することができ、チャネル４２６は、チャネル４２６を通る輪郭を画定する１つ以上のセクションから構成され得る。入口４２７は、ミキシングマニホールド４２５のチャネル４２６を通る流れの方向における第１のセクションであってもよい。入口４２７は、ミキシングマニホールド４２５の流れの方向における長さの半分より短い長さによって特徴付けられてもよい。実施形態において、入口４２７の長さはまた、ミキシングマニホールド４２５の長さの３分の１未満であってもよく、ミキシングマニホールド４２５の長さの４分の１未満であってもよい。
【００４３】
［００５１］ 入口４２７は、テーパセクション４２８であるか、またはテーパセクション４２８を含むことができる、チャネル４２６の第２のセクションまで延びることができる。テーパセクション４２８は、入口４２７の直径に等しいか又はそれと同様の第１の直径から、第１の直径より小さい第２の直径まで延びることができる。いくつかの実施形態では、第２の直径は、第１の直径の約半分または半分未満であってもよい。実施形態において、テーパセクション４２８は、テーパ角度が約１０％もしくはそれより大きい、約２０％もしくはそれより大きい、約３０％もしくはそれより大きい、約４０％もしくはそれより大きい、約５０％もしくはそれより大きい、約６０％もしくはそれより大きい、約７０％もしくはそれより大きい、約８０％もしくはそれより大きい、約９０％もしくはそれより大きい、約１００％もしくはそれより大きい、約１５０％もしくはそれより大きい、約２００％もしくはそれより大きい、約３００％もしくはそれより大きい、またはそれより大きいことによって特徴付けられてもよい。
【００４４】
［００５２］ テーパセクション４２８は、フレアセクション４２９であってもよいチャネル４２６の第３の領域に移行することができる。フレアセクション４２９は、テーパセクション４２８から第２の端部４２４におけるミキシングマニホールド４２５の出口まで延びることができる。フレアセクション４２９は、テーパセクション４２８の第２の直径に等しい第１の直径から、第１の直径より大きい第２の直径まで延びてもよい。いくつかの実施形態では、第２の直径は、第１の直径の約２倍または２倍より大きくてもよい。実施形態において、フレアセクション４２９は、フレア角度が約１０％もしくはそれより大きい、約２０％もしくはそれより大きい、約３０％もしくはそれより大きい、約４０％もしくはそれより大きい、約５０％もしくはそれより大きい、約６０％もしくはそれより大きい、約７０％もしくはそれより大きい、約８０％もしくはそれより大きい、約９０％もしくはそれより大きい、約１００％もしくはそれより大きい、約１５０％もしくはそれより大きい、約２００％もしくはそれより大きい、約３００％もしくはそれより大きい、またはそれより大きいことによって特徴付けられてもよい。
【００４５】
［００５３］ フレアセクション４２９は、ミキシングマニホールド４２５を通って供給された前駆体に、出口４３１を経由して第２の端部４２４を通る出口を提供することができる。ミキシングマニホールド４２５を通るチャネル４２６のセクションは、混合された前駆体をチャンバ４０５に供給する前に、ミキシングマニホールドに供給された前駆体の適切なまたは徹底した混合を提供するように構成され得る。従来の技術とは異なり、チャンバへの供給前にエッチャントまたは前駆体の混合を行うことによって、本システムは、チャンバおよび基板の周りに分配される前に均一な特性を有するエッチャントを準備することができる。このようにして、本技術を用いて実施されるプロセスは、基板表面にわたってより均一な結果を有することができる。
【００４６】
［００５４］ ミキシングマニホールド４２５はまた、アダプタ４１５、アイソレータ４２０、およびミキシングマニホールド４２５の結合を可能にする凹部４３３を画定することができる。凹部４３３は、チャネル４２２および開孔４１９と軸方向に整列していてもよく、これにより、アダプタ４１５およびミキシングマニホールド４２５に画定されたチャネル内に配置された、アイソレータ４２０の両側のＯリングまたはエラストマ部材で固定するために、３つの構成要素に圧縮力を提供することができるボルト、留め具、または他のねじ付きまたは非ねじ付き構成要素で３つの構成要素を結合することを可能にすることができる。
【００４７】
［００５５］ チャンバ４０５は、積層配置でいくつかの構成要素を含むことができる。チャンバ積層は、ガスボックス４５０、ブロッカプレート４６０、フェースプレート４７０、イオン抑制要素４８０、およびリッドスペーサ４９０を含むことができる。これらの構成要素は、前駆体または前駆体のセットをチャンバを通って分配し、処理のために基板にエッチャントまたは他の前駆体を均一に供給するために利用され得る。
【００４８】
［００５６］ ガスボックス４５０は、チャンバ入口４５２を画定することができる。前駆体をチャンバ４０５内に供給するために、中央チャネル４５４が、ガスボックス４５０を通って画定され得る。入口４５２は、ミキシングマニホールド４２５の出口４３１と整列されてもよい。入口４５２および／または中央チャネル４５４は、実施形態において同様の直径によって特徴付けられてもよい。中央チャネル４５４は、ガスボックス４５０を通って延び、ガスボックス４５０によって上方から画定された容積部４５７に１つ以上の前駆体を供給するように構成されてもよい。ガスボックス４５０は、ガスボックス４５０の上面などの第１の面４５３、およびガスボックス４５０の底面などの、第１の面４５３の反対側の第２の面４５５を含むことができる。上面４５３は、実施形態において、平面または実質的に平面であり得る。ヒータ４４８が、上面４５３と結合されてもよい。
【００４９】
［００５７］ ヒータ４４８は、実施形態において、チャンバ４０５を加熱するように構成されてもよく、各リッド積層構成要素を伝導的に加熱してもよい。ヒータ４４８は、流体ヒータ、電気ヒータ、マイクロ波ヒータ、またはチャンバ４０５に伝導的に熱を伝えるように構成された他のデバイスを含む任意の種類のヒータとすることができる。いくつかの実施形態では、ヒータ４４８は、ガスボックス４５０の第１の面４５３の周りに環状パターンで形成された電気ヒータであってもよく、またはそれを含んでもよい。ヒータは、ガスボックス４５０を横切って、ミキシングマニホールド４２５の周りに画定されてもよい。ヒータは、約２，０００Ｗまでの、約２，０００Ｗの、または約２，０００Ｗより多い熱を供給するように構成することができるプレートヒータまたは抵抗要素ヒータであってもよく、約２，５００Ｗもしくはそれより多い、約３，０００Ｗもしくはそれより多い、約３，５００Ｗもしくはそれより多い、約４，０００Ｗもしくはそれより多い、約４，５００Ｗもしくはそれより多い、約５，０００Ｗもしくはそれより多い、またはそれより多い熱を供給するように構成されてもよい。
【００５０】
［００５８］ ヒータ４４８は、約５０℃までの、約５０℃の、または約５０℃より高い可変のチャンバ構成要素温度を生成するように構成されてもよく、実施形態において、約７５℃もしくはそれより高い、約１００℃もしくはそれより高い、約１５０℃もしくはそれより高い、約２００℃もしくはそれより高い、約２５０℃もしくはそれより高い、約３００℃もしくはそれより高い、またはそれより高いチャンバ構成要素温度を生成するように構成されてもよい。ヒータ４４８は、アニールなどの処理工程を容易にするために、イオン抑制要素４８０などの個々の構成要素をこれらの温度のいずれかに上昇させるように構成することができる。いくつかの処理工程において、基板は、アニール工程のためにイオン抑制要素４８０の方に持ち上げられてもよく、ヒータ４４８は、上記の任意の特定の温度に、または任意の記載された温度内のもしくはその間の温度の任意の範囲内に、ヒータの温度を伝導的に上昇させるように、調整することができる。
【００５１】
［００５９］ ガスボックス４５０の第２の面４５５は、リップ４５８から、ガスボックス４５０の厚さを画定するドロップ部４５９まで延びる凹んだレッジ４５６を含むガスボックスの輪郭を画定することができる。ドロップ部４５９は、上方から容積部４５７を画定するガスボックス４５０の部分であってもよい。ガスボックス４５０はまた、ブロッカプレート４６０をガスボックス４５０に結合することを可能にする複数の凹部４６１を画定することができる。ブロッカプレート４６０は、ドロップ部４５９の直径と等しいか又はそれと同様の直径によって特徴付けられてもよい。ブロッカプレート４６０は、ブロッカプレート４６０を貫通する複数の開孔４６３を画定することができ、これにより、容積部４５７からエッチャントなどの前駆体を分配することができ、基板への均一な供給のための、チャンバ４０５を通る前駆体の分配を開始することができる。ブロッカプレート４６０は、ブロッカプレート４６０の外径における隆起した環状部分４６５によって特徴付けることができる。実施形態において、隆起した環状部分４６５は、ブロッカプレート４６０に構造的剛性を提供することができ、容積部４５７の側面を画定することができる。ブロッカプレート４６０はまた、下方から容積部４５７の底部を画定してもよい。容積部４５７は、ブロッカプレート４６０の開孔４６３を通過する前に、ガスボックス４５０の中央チャネル４５４から前駆体を分配することを可能にすることができる。ブロッカプレート４６０はまた、複数の開孔４６７を画定することができ、開孔４６７は、ガスボックス４５０の凹部４６１と軸方向に整列することができる。ボルトまたは他のねじ付きもしくは非ねじ付き結合装置が、ブロッカプレート４６０をドロップ部４５９またはガスボックス４５０の底面に結合するために、ブロッカプレート４６０の下側から使用されてもよい。
【００５２】
［００６０］ フェースプレート４７０は、第１の面４７２と、第１の面４７２の反対側の第２の面４７４とを含むことができる。フェースプレート４７０は、ガスボックス４５０のリップ４５８と係合することができる第１の面４７２でガスボックス４５０と結合することができる。フェースプレート４７０は、第１の面４７２の内側に、フェースプレート４７０内に画定された内部領域４７７まで延びるレッジ４７３を画定することができる。フェースプレート４７０は、フェースプレート４７０の垂直断面に沿って、第１の直径および第１の直径より小さい第２の直径によって特徴付けられてもよい。第１の直径は、第１の面４７２および第２の面４７４の外径であってもよく、第２の直径は、第１の面４７２と第２の面４７４との間にはさまれた内部領域、例えば図示のような中間領域４７５の内径であってもよい。フェースプレート４７０の外側輪郭は、フェースプレート４７０の周りにＣ字形状の外側輪郭を含むことができる。
【００５３】
［００６１］ 図に示すように、ブロッカプレート４６０およびガスボックス４５０は、フェースプレート４７０の内部領域４７７内に延びていてもよく、または内部領域４７７内に配置されてもよい。ブロッカプレート４６０の外径は、フェースプレート４７０の内部領域４７７の内径の１０％以下の範囲内であってもよく、実施形態において、約８％もしくはそれより小さい、約６％もしくはそれより小さい、約５％もしくはそれより小さい、約４％もしくはそれより小さい、約３％もしくはそれより小さい、約２％もしくはそれより小さい、約１％もしくはそれより小さい、約０．５％もしくはそれより小さい、約０．１％もしくはそれより小さい、またはそれより小さくてもよい。ガスボックス４５０のドロップ部４５９とフェースプレート４７０の内部領域４７７との間の狭い間隔または距離を維持することによって、粒子の蓄積を最小限に抑えることができ、洗浄および交換時間を短縮し、処理中の汚染物質の分布を低減することができる。フェースプレート４７０は、チャンバ２００に関して先に説明したような、フェースプレートを貫通する複数のチャネル４７６を画定することができる。チャネル４７６の例が図示されているが、図示されているよりも多くのチャネルが、実施形態に含まれてもよい。
【００５４】
［００６２］ イオン抑制要素４８０が、フェースプレート４７０の第２の面４７４に近接して配置され得、第２の面４７４においてフェースプレート４７０と結合され得る。イオン抑制要素４８０は、上記のイオンサプレッサ２２３に類似していてもよく、基板を収容するチャンバ４０５の処理領域へのイオンの移動を低減するように構成されてもよい。実施形態において、ガスボックス４５０、フェースプレート４７０、およびイオン抑制要素４８０は、一緒に結合されてもよく、実施形態において、直接に一緒に結合されてもよい。構成要素を直接に結合することによって、ヒータ４４８によって生成された熱が、少ない構成要素間の変動とともに維持することができる特定のチャンバ温度を維持するように、構成要素を通って伝導することができる。イオン抑制要素４８０はまた、処理中に基板が維持されるプラズマ処理領域を少なくとも部分的に一緒に画定するリッドスペーサ４９０と接してもよい。
【００５５】
［００６３］ 図５Ａを参照すると、本技術の実施形態によるブロッカプレート４６０の概略斜視図が示されている。図示のように、ブロッカプレート４６０は、複数の開孔４６７が画定されている隆起した環状部分４６５を含む。ブロッカプレート４６０は、これらの開孔を介して結合することによってガスボックス４５０と結合することができる。外側領域に沿った結合を利用することによって、ブロッカプレート４６０は、中央のボスを介して構成要素に結合され得る多くの従来のプレートとは異なり、均一な中央プロファイルを維持することができる。中央での結合は、ブロッカプレート４６０を通る流れプロファイルに影響を及ぼし、処理チャンバを通る分配の均一性を制限し又は影響を及ぼし得る。開孔４６３が、ブロッカプレート４６０の中央領域を貫通して画定され、ブロッカプレート４６０のいたるところに均一に分布してもよい。開孔４６３は、均一なサイズであってもよく、またはそれらの位置に基づいて異なるサイズを有してもよい。
【００５６】
［００６４］ 図５Ｂは、本技術の実施形態によるブロッカプレート５００を通る概略的な流れプロファイルを示す。図示されているように、ブロッカプレート５００は、ブロッカプレートを結合するための中央のボスまたは開孔を含まず、従って、ブロッカプレート５００を通る流れプロファイルは、異なる半径長において表面にわたって均一である。中央領域からの流れプロファイルの差は、前述したガスボックスからの前駆体の中央供給によるものであり、プレートを横切って開孔を通る横方向分布の前に集中をもたらし得る。中央に位置する流れの障害物を除去することによって、前駆体の均一な分配が、ブロッカプレート４６０を通って処理領域および基板に向けて供給され得る。
【００５７】
［００６５］ 図６は、本技術の実施形態による例示的な処理チャンバの概略部分断面図を示す。図は、図４の部分拡大図を含むことができる。示されているように、図は、ガスボックス４５０、ブロッカプレート４６０、フェースプレート４７０、イオン抑制要素４８０、およびリッドスペーサ４９０を含む。図６は、構成要素間のシール能力を提供するＯリングまたはエラストマ要素を含む、チャンバ構成要素の追加の結合態様を示す。図示のように、ガスボックス４５０は、ガスボックス４５０内に画定された複数のトレンチ６０５ａ、６０５ｂを画定する。トレンチ６０５は、ガスボックス４５０の周りに画定された環状トレンチであってもよい。エラストマ要素が、ガスボックス４５０とフェースプレート４７０との間にシールを提供するためにトレンチ内に配置されてもよい。２つのトレンチ６０５が示されているが、任意の数のトレンチがガスボックス４５０内に含まれてもよいことを理解されたい。
【００５８】
［００６６］ イオン抑制要素４８０もまた、フェースプレート４７０と接触する面に沿って複数のトレンチ６１０ａ、６１０ｂを画定する。トレンチ６１０は、ガスボックス４５０について上述したものと同様の環状トレンチであってもよい。トレンチ６０５およびトレンチ６１０は、実施形態において垂直に整列されてもよく、接続を提供するために構成要素を通って組み込まれるボルトまたは他の結合要素と関連付けられてもよい。イオン抑制要素４８０もまた、リッドスペーサ４９０と接触する第２の面上に複数のトレンチ６１５ａ、６１５ｂを画定することができる。
【００５９】
［００６７］ 図７は、本技術の実施形態による、処理チャンバを通って前駆体を供給する方法７００の工程を示す。方法７００は、チャンバ２００またはチャンバ４００内で実行されてもよく、チャンバの外部での前駆体の混合を改善する一方で、構成要素をエッチャントの損傷から保護することができる。チャンバの構成要素は、経時的な摩耗を引き起こす可能性があるエッチャントに曝されることがあるが、本技術は、これらの構成要素を、より容易に交換および修理できるものに限定することができる。例えば、本技術は、遠隔プラズマユニットの内部構成要素の曝露を制限することができ、遠隔プラズマユニットに特別の保護を適用することができる。
【００６０】
［００６８］ 方法７００は、工程７０５において、フッ素含有前駆体の遠隔プラズマを形成することを含むことができる。前駆体が、遠隔プラズマユニットに供給されて、解離され、プラズマ放出物を生成することができる。実施形態において、遠隔プラズマユニットは、フッ素含有放出物との接触に耐えることができる酸化物または他の材料でコーティングまたはライニングされてもよい。実施形態において、キャリアガス以外に、他のエッチャント前駆体が、遠隔プラズマユニットを通って供給されず、これによりユニットを損傷から保護することができる。異なるエッチャントのプラズマ放出物を生成するように構成された他の実施形態は、その前駆体に対して不活性であり得る異なる材料でライニングされてもよい。
【００６１】
［００６９］ 工程７１０において、フッ素含有前駆体のプラズマ放出物を、遠隔プラズマユニットと結合されたアダプタに流入させることができる。工程７１５で、水素含有前駆体をアダプタに流入させることができる。アダプタは、フッ素含有前駆体のプラズマ放出物および水素含有前駆体を、アダプタを通る間、流体的に分離した状態に維持するように構成することができる。工程７２０において、フッ素含有前駆体のプラズマ放出物および水素含有前駆体が、混合された前駆体または生成されたエッチャントを半導体処理チャンバ内に供給する前に、フッ素含有前駆体のプラズマ放出物と水素含有前駆体とを混合するように構成されたミキシングマニホールドに流入され得る。他の箇所に記載されている追加の構成要素を使用して、前述のように、エッチャントの供給および分配を制御することができる。特定された前駆体は、記載されたチャンバ内での使用に適した前駆体の例に過ぎないことを理解されたい。本開示全体を通して議論されたチャンバおよび材料は、処理チャンバに供給する前に、前駆体を分離して、それらを混合することから利益を得ることができる他の多くの処理工程で使用することができる。
【００６２】
［００７０］ 前述の説明では、説明の目的で、本技術の様々な実施形態の理解を提供するために、多くの詳細が述べられている。しかしながら、特定の実施形態が、これらの詳細の一部を伴わずに、または追加の詳細と共に実施され得ることは、当業者に明らかであろう。
【００６３】
［００７１］ いくつかの実施形態を開示したが、実施形態の精神から逸脱することなく、様々な修正、代替構成、および均等物を使用できることが、当業者には理解されるであろう。さらに、多くの周知のプロセスおよび要素は、本技術を不必要に不明瞭にすることを避けるために記載されていない。従って、上記の説明は、本技術の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【００６４】
［００７２］ 値の範囲が提供される場合、その範囲の上限と下限との間にある各々の値もまた、文脈上明らかにそうでないと判断されない限り、下限の１の位の最小端数まで、具体的に開示されるものとする。記載された範囲内の任意の記載された値または記載されていない間にある値と、その記載された範囲内の任意の他の記載されたまたは間にある値との間の任意のより狭い範囲が、包含される。これらのより小さい範囲の上限および下限は、独立してその範囲内に含まれてもよいし、または除外されてもよく、記載された範囲内の任意の明確に除外された上限または下限に従って、これらのより小さい範囲内に、上限と下限のいずれか一方が含まれる、両方とも含まれない、または両方とも含まれるような各範囲もまた、本技術の中に包含される。記載された範囲が、上限と下限の１つまたは両方を含む場合、それら含まれている上限と下限のいずれか一方または両方を除外した範囲もまた含まれる。
【００６５】
［００７３］ 本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈上明らかにそうでないと判断されない限り、複数の言及を含む。したがって、例えば、「１つの層（ａ  ｌａｙｅｒ）」への言及は、複数の層を含み、「前駆体（ｔｈｅ  ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）」への言及は、１つ以上の前駆体および当業者に知られているその均等物への言及を含む、等々である。
【００６６】
［００７４］ また、本明細書および以下の特許請求の範囲で使用される場合、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎ）」、「含んでいる（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、および「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という言葉は、記載された特徴、完全体、構成要素、または工程の存在を明示することを意図するが、１つ以上の他の特徴、完全体、構成要素、工程、動作またはグループの存在または追加を排除しない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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