(57)【要約】プラズマ処理システムにおいて、ガス供給システムをマルチゾーン噴射器に接続するための一体型ガス流量制御組み立て品を開示する。組み立て品は、第一流速を備えた第一バルブ組み立て品、第二流速を備えた第二バルブ組み立て品、第三流速を備えた第三流量組み立て品、および第四流速を備えた第四流量組み立て品にガス供給システムを接続する第一組のチャネルを有し、前記第一バルブ組み立て品が実質的に開であるとき第三流速は第一流速より小さく、前記第二バルブ組み立て品が実質的に開であるとき第四流速は第二流速より小さい。組み立て品はさらに、第三流量組み立て品と第一バルブ組み立て品をマルチゾーン噴射器の第一ゾーンに接続するための第二組のチャネルを有する。組み立て品はさらに、第四流量組み立て品と第二バルブ組み立て品をマルチゾーン噴射器の第二ゾーンに接続するための第三組のチャネルを有する。前記第一バルブ組み立て品が閉であればマルチゾーン噴射器の第一ゾーンの流速は第三流速と同様であり、第二バルブ組み立て品が閉であればマルチゾーン噴射器の第二ゾーンの流速は第四流速と同様である。
2008515233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理システムにおいて、ガス供給システムをマルチゾーン噴射器に接続するための一体型ガス流量制御組み立て品であって、
第一流速を備えた第一バルブ組み立て品、第二流速を備えた第二バルブ組み立て品、第三流速を備えた第三流量組み立て品、および第四流速を備えた第四流量組み立て品に前記ガス供給システムを接続し、前記第一バルブ組み立て品が実質的に開であるとき前記第三流速が前記第一流速より小さく、前記第二バルブ組み立て品が実質的に開であるとき前記第四流速が第二流速より小さい第一組のチャネルと、
前記第三流量組み立て品と前記第一バルブ組み立て品をマルチゾーン噴射器の第一ゾーンに接続するための第二組のチャネルと、
前記第四流量組み立て品と前記第二バルブ組み立て品をマルチゾーン噴射器の第二ゾーンに接続するための第三組のチャネルを有し、
前記第一バルブ組み立て品が閉であればマルチゾーン噴射器の第一ゾーンの流速が前記第三流速と同様であり、前記第二バルブ組み立て品が閉であればマルチゾーン噴射器の第二ゾーンの流速が前記第四流速と同様である一体型ガス流量制御組み立て品。
【請求項２】
前記第一バルブ組み立て品と前記第二バルブ組み立て品が各々、可変流量バルブ組み立て品を有する請求項１記載の一体型ガス流量制御組み立て品。
【請求項３】
前記第一バルブ組み立て品と前記第二バルブ組み立て品が各々、非可変流量バルブ組み立て品を有する請求項１記載の一体型ガス流量制御組み立て品。
【請求項４】
第一半組み立て品内に前記第一バルブ組み立て品と前記第二バルブ組み立て品を配置し、第二半組み立て品内に前記第三流量組み立て品と前記第四流量組み立て品を配置した請求項１記載の一体型ガス流量制御組み立て品。
【請求項５】
セラミックを有する請求項１記載の一体型ガス流量制御組み立て品。
【請求項６】
プラスチックを有する請求項１記載の一体型ガス流量制御組み立て品。
【請求項７】
Ｄｕｐｏｎｔ  Ｖｅｓｐｅｌを有する請求項１記載の一体型ガス流量制御組み立て品。
【請求項８】
Ｈａｓｔｅｌｌｏｙを有する請求項１記載の一体型ガス流量制御組み立て品。
【請求項９】
ステンレス鋼を有する請求項１記載の一体型ガス流量制御組み立て品。
【請求項１０】
プラズマ処理システムの下側チャンバ内に配置した請求項１記載の一体型ガス流量制御組み立て品。
【請求項１１】
ＲＦ電界に対して実質的に透明である請求項１記載の一体型ガス流量制御組み立て品。
【請求項１２】
前記プラズマ処理システムが、容量結合型プラズマ処理システムである請求項１記載の一体型ガス流量制御組み立て品。
【請求項１３】
前記プラズマ処理システムが、誘導結合型プラズマ処理システムである請求項１記載の一体型ガス流量制御組み立て品。
【請求項１４】
前記プラズマ処理システムが、常圧型プラズマ処理システムである請求項１記載の一体型ガス流量制御組み立て品。
【請求項１５】
プラズマ処理システムにおいてＲＦ電界に対して実質的に透明であり、ガス供給システムをマルチゾーン噴射器に接続するためのプラスチック一体型ガス流量制御組み立て品であって、
第一流速を備えた第一バルブ組み立て品、第二流速を備えた第二バルブ組み立て品、第三流速を備えた第三流量組み立て品、および第四流速を備えた第四流量組み立て品に前記ガス供給システムを接続し、前記第一バルブ組み立て品が実質的に開であるとき前記第三流速が前記第一流速より小さく、前記第二バルブ組み立て品が実質的に開であるとき前記第四流速が第二流速より小さい第一組のチャネルと、
前記第三流量組み立て品と前記第一バルブ組み立て品をマルチゾーン噴射器の第一ゾーンに接続するための第二組のチャネルと、
前記第四流量組み立て品と前記第二バルブ組み立て品をマルチゾーン噴射器の第二ゾーンに接続するための第三組のチャネルを有し、
前記第一バルブ組み立て品が閉であればマルチゾーン噴射器の第一ゾーンの流速が前記第三流速と同様であり、前記第二バルブ組み立て品が閉であればマルチゾーン噴射器の第二ゾーンの流速が前記第四流速と同様であるプラスチック一体型ガス流量制御組み立て品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は一般に基板製造技術に関し、特に、プラズマ処理システム内でマルチゾーンノズルを制御するための耐腐食性装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、平板表示装置の製造で用いられるもの等、半導体基板やガラスパネルといった基板の処理ではプラズマが用いられることが多い。例えば、基板の処理の一部として、基板は複数のダイ、つまり長方形の領域に分割され各々が集積回路となる。それから一連のステップで基板を処理し、材料を選択的に除去（エッチング）または堆積（デポジション）させてその上に電気部品を形成する。
【０００３】
典型的なプラズマ処理では、エッチング前に硬化エマルジョン（つまり、フォトレジストマスク等）の薄膜を基板に塗布する。それから、硬化エマルジョンの領域を選択的に除去し、下地層の部品を露出させる。それから、単極または双極の電極を有し、チャックまたは台座と呼ばれる基板支持構造上で、プラズマ処理チャンバ内に基板を配置する。それから、適切なエッチングソースをチャンバ内に流し込み衝突させてプラズマを形成し、基板の露出領域をエッチングする。
【０００４】
ここで図１を参照すると、容量結合型プラズマ処理システムの概略図が示されている。一般的な構成では、プラズマチャンバは下側チャンバ内に配置した底部ピース１５０と、上側チャンバ内に配置した着脱可能な上部ピース１５２からなる。第一ＲＦ生成器１３４はプラズマの生成およびプラズマ密度の制御を行い、第二ＲＦ生成器１３８はバイアスＲＦを生成し、一般にＤＣバイアスとイオン衝撃エネルギの制御に用いられる。
【０００５】
さらに、ソースＲＦ生成器１３４はマッチング回路１３６ａに結合させ、バイアスＲＦ生成器１３８はマッチング回路１３６ｂに結合させ、ＲＦ電力源のインピーダンスをプラズマ１１０と一致させる。さらに、ポンプ１１１は一般にプラズマチャンバ１０２から周囲の空気を排気し、プラズマ１１０を維持するために必要な圧力を実現する。
【０００６】
一般に、ハロゲン類等（つまり、塩化水素、臭化水素、三塩化ホウ素、塩素、臭素、四塩化ケイ素等）の適切な組のガスをチャンバ１０２内に流し込み、ガス供給システム１２２から下側チャンバ内に配置した遮断バルブ１２３まで供給する。噴射器１０９は異なる組またはゾーンの独立に制御したノズルを有することができるので（例えば、基板の均一性を最適化するため）、上側チャンバに配置したガス流量制御組み立て品１２５に接続でき、組み立て品１２５はさらに遮断バルブに結合させる。一例では、マルチゾーン噴射器上のゾーンは、プラズマの中央にプラズマガスを主に導入する中央の組のノズルと、プラズマの残りの部分にプラズマガスを主に導入する端部の組のノズルを有する。
【０００７】
一般に、一連のステンレス鋼の導管、バルブ、バイパス、および流量制限部を有するガス流量制御組み立て品１２５は、噴射器１０９において必要なガス流量調整を提供する。これらのプラズマガスは次にイオン化してプラズマ１１０を形成し、静電チャック１１６上の端部リング１１５と共に配置した半導体基板またはガラス板等の基板１１４の露出領域を処理（例えば、エッチングまたは堆積）でき、静電チャック１１６は電極としても機能する。
【０００８】
ポリシリコンのゲートエッチングとして知られる一般的な基板製造方法では、フォトレジストを用いて導電性ポリシリコン層をパターン形成し、さらにエッチングして電界効果トランジスタのゲートを形成する。この方法では、一般的なエッチングガスは、塩素、臭化水素、塩化水素、および酸素を含んでいる。
【０００９】
一般に、半導体素子の生産性および信頼性は、製造の全ての段階における汚染物の関数となる。特に、汚染物の度合は通常、具体的なプラズマ処理（例えば、化学反応、電力、および温度）とプラズマチャンバの初期の表面状態に依存する。金属は基板内に急速に拡散する傾向があるので、金属汚染物は特に非常に問題である。金属汚染物レベルは、顧客によって約５×１０10原子／ｃｍ-2未満に通常指定される（約１×１０11原子／ｃｍ-2未満の仕様を有するアルミニウムを除く）。この目標は一般に、基板上の２０，０００個の原子内に約１個の金属汚染物レベルを表している。
【００１０】
例えば、金属が基板上のトランジスタのゲートに到達するとドーパ
ントとして機能でき、ゲートの電気的に特性を変化させる可能性がある。さらに、金属は漏れ電流を増加させ、信頼性上の問題を引き起こす可能性がある。
【００１１】
金属汚染物の発生源となり得るものには、ガス流量制御組み立て品の電解研磨したステンレス鋼がある。ステンレス鋼は一般に鉄（Ｆｅ）からなる無孔質材料であるために選択されることが多く、重要な合金添加物であるクロム（Ｃｒ）は金属に「ステンレス」つまり耐腐食性を与え、ニッケル（Ｎｉ）はオーステナイトを安定化し、金属を非磁性で堅固にし、さらに耐腐食性にも寄与する。
【００１２】
電解研磨は一般に部品の表面反応性を改善し、「受動的な」酸化膜を強化し、表面から遊離鉄を除去する。一般に、最初に酸素に露出されると、さらなる酸化に抵抗する受動的な膜が急速に生じ、次に「不動態化した」金属を形成する。
【００１３】
しかし、腐食性のプラズマ処理ガス（例えば、フッ素、塩素、臭素等）に繰り返し露出することは、ステンレス鋼を攻撃する傾向がある。腐食の度合、従って、汚染物の量は、ガス濃度および純度、水分含有量、温度、系の流速、露出時間、露出頻度等の多くの要素に依存する。例えば、塩化水素または臭化水素等のハロゲンガスは、水分レベルが数十億分の一（ｐｐｂ）を超えると、ステンレス鋼を腐食させることができる。
【００１４】
一般に、最初に水分に露出されると金属酸化物は水和物および水酸化物を形成する傾向があり、これらは熱力学的に強い（従って不活性な）結合を有する。しかし、ハロゲン化ガスが存在する場合、これらの水和物および水酸化物はもはや不活性ではなく、不揮発性の金属化合物を形成する傾向があり、その結果、基板表面が汚染される。さらに、溶接によって形成される導管の接合部、およびステンレス鋼の導管内の他の熱的影響を受けるゾーンは、ハロゲンベースのガスを送ると激しい腐食を受ける。つまり、溶接接合部の数が増えるほど、腐食の可能性も高まり、その結果、腐食の副産物による基板の汚染も増大する。
【００１５】
水分は低減できるが、一般に完全に除去することはできない。例えば、プラズマ処理ガスは通常、圧縮ガスシリンダ内に精製した形態で蓄積されているが、シリンダを交換したり、処理チャンバの保守を行ったときガス供給システム内に水分が導入される。
【００１６】
別の汚染源の可能性は、非溶接または溶接接合部等のステンレス鋼の部品を共に接続する処理によって形成される副産物である。非溶接接合部は一般に、ガスケットシール、蝋付け、または高温におけるハンダ付けによって形成され、溶接接合部はステンレス鋼を融点まで加熱することによって形成され、フィラ金属を使用する場合、それは溶融池内に供給される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、ステンレス鋼の溶接の処理は溶接接合部にスラグや層の再堆積を形成することが多く、潜在的に腐食の可能性がある。例えば、硫黄（Ｓ）、マンガン（Ｍｎ）、シリコン（Ｓｉ）、およびアルミニウム（Ａｌ）等の材料が溶接場所に存在し、ハロゲン等の腐食性のプラズマ処理ガスと反応して腐食および汚染物を形成する傾向がある。
【００１８】
一つの解決策は、例えば、その長さを低減することによって、水分に露出される可能性があるステンレス鋼の導管の表面積を最小にすることである。しかし、この解決策は、導管の長さを変えることによって接続される比較的複雑なバルブ、バイパス、および流量制限組み立て品を必要とするマルチゾーン噴射器に対しては問題が多い。
【００１９】
以上の観点から、プラズマ処理システム内のマルチゾーンノズルを制御するための耐腐食性装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明は、プラズマ処理システムの一実施例において、ガス供給システムをマルチゾーン噴射器に接続するための一体型ガス流量制御組み立て品に関する。組み立て品は、第一流速を備えた第一バルブ組み立て品、第二流速を備えた第二バルブ組み立て品、第三流速を備えた第三流量組み立て品、および第四流速を備えた第四流量組み立て品にガス供給システムを接続する第一組のチャネルを有し、前記第一バルブ組み立て品が実質的に開であるとき第三流速は第一流速より小さく、前記第二バルブ組み立て品が実質的に開であるとき第四流速は第二流速より小さい。組み立て品はさらに、第三流量組み立て品と第一バルブ組み立て品をマルチゾーン噴射器の第一ゾーンに接続するための第二組のチャネルを有する。組み立て品はさらに、第四流量組み立て品と第二バルブ組み立て品をマルチゾーン噴射器の第二ゾーンに接続するための第三組のチャネルを有する。前記第一バルブ組み立て品が閉であればマルチゾーン噴射器の第一ゾーンの流速は第三流速と同様であり、第二バルブ組み立て品が閉であればマルチゾーン噴射器の第二ゾーンの流速は第四流速と同様である。
【００２１】
この発明のこれらの特徴および他の特徴は、以降の図面と共に以降の発明の詳細な説明でさらに詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明は、添付の図面に示したように、それらのいくつかの好ましい実施例を参照しながらここで詳しく説明する。以降の説明では、この発明を完全に理解できるように多数の具体的な詳細を述べる。しかし、当業者には明らかなように、これらの具体的な詳細の一部または全てがなくてもこの発明を実施できる。他の例では、この発明を不必要に曖昧にしないために、既知の処理ステップや構造は詳しくは説明しない。
【００２３】
理論によって束縛したくはないが、ここで発明者は、単一の組み立て品内の一連のチャネルまたはキャビティにおいて、バルブ、バイパス、および流量制限機能を接続することによって一体型ガス流量制御組み立て品を構成できると考えている。
【００２４】
一実施例では、Ｄｕｐｏｎｔ  ＶｅｓｐｅｌまたはＨａｓｔｅｌｌｏｙ等の単一ブロック材料を機械加工し（または別の適切な方法で製造し）、バルブの取り付けおよびチャネルの位置決めに対応できる。
【００２５】
別の実施例では、ブロック材料を有する第一半組み立て品を機械加工し（または別の適切な方法で製造し）バルブの取り付けに対応でき、ブロックを有する第二半組み立て品を機械加工し（または別の適切な方法で製造し）バイパスおよび流量制限機能の実質的な部分を提供でき、前記第一半組み立て品と第二半組み立て品を互いに結合させる。
【００２６】
別の実施例では、可変流量バルブ組み立て品が用いられる。別の実施例では、非可変流量バルブ組み立て品が用いられる。バルブ組み立て品は一般に、バルブと、その組み立て品を一体型ガス流量制御組み立て品に結合させるための別の任意の取り付け装置を有する。
【００２７】
別の実施例では、噴射器は、任意の数のゾーンを有することができる。ゾーンは独立に制御された噴射器ノズルの組に関連し、前記ノズルは基板の均一性を最適化するために用いられる。一般的な噴射器構成は二つのゾーンを有し、ノズルの第一の中央の組はプラズマの中央にプラズマガスを主に導入し、ノズルの第二の端部の組はプラズマの残りの部分にプラズマガスを主に噴射する。
【００２８】
別の実施例では、プラズマチャンバ内にプラズマガスを導入するために、シャワーヘッド等の噴射器以外の装置を用いることができる。
【００２９】
さらに、単一の組み立て品はステンレス鋼の導管および必要な導管の溶接の全量を低減することもできるので、潜在的な金属汚染物の実質的な部分を除去できる。さらに、組み立て品は下側チャンバ内に配置し、生成されるＲＦ電界に対して実質的に透明な材料から構成できる。
【００３０】
例えば、一体型ガス流量制御組み立て品内で第一組のチャネルを機械加工し、第一流速を備えた第一バルブ組み立て品にガス供給システムを接続できる。さらに、第二組のチャネルを機械加工し、第二流速を備えた第二バルブ組み立て品にガス供給システムを接続できる。
【００３１】
第三組のチャネルを機械加工し、第三流速を備えた第三流量組み立て品にガス供給システムを接続でき、第四組のチャネルを機械加工し、第四流速を備えた第四流量組み立て品にガス供給システムを接続できる。流量組み立て品は、一体型ガス流量組み立て品の他の部品または組み立て品に接続する一組のチャネルを有することができる。
【００３２】
前記第一バルブ組み立て品が実質的に開であれば第三流速は第一流速より小さく、前記第二バルブ組み立て品が実質的に開であれば第四流速は第二流速より小さい。
【００３３】
それから、第二組のチャネルを機械加工し、第三流量組み立て品と第一バルブ組み立て品をマルチゾーン噴射器の第一ゾーンに接続できる。第三組のチャネルを機械加工し、第四流量組み立て品と第二バルブ組み立て品をマルチゾーン噴射器の第二ゾーンに接続できる。前記第一バルブ組み立て品が閉であればマルチゾーン噴射器の第一ゾーンの流速は第三流速と同様であり、前記第二バルブ組み立て品が閉であればマルチゾーン噴射器の第二ゾーンの流速は第四流速と同様である。
【００３４】
しかし、バルブ組み立て品が開であれば、対応する噴射器ゾーンへの流量はバルブ組み立て品を開く度合に比例して増大させることもできる。バルブ組み立て品が可変流量バルブ組み立て品であれば、流量は制限された流速と制限されていない流速を含む範囲で調整できる。バルブ組み立て品が非可変流量バルブ組み立て品であれば、選択される流量は一般に制限された流速または制限されていない流速だけが可能である。
【００３５】
ここで図２を参照すると、プラズマ処理システム内のマルチゾーン噴射器用のガス流量制御組み立て品の概略図が示されている。この図では、図１に示したように噴射器１０９はデュアルゾーンプラズマ噴射器である。
【００３６】
しかし、プラズマガスの供給と制御の両方を行うために、ガス流量制御組み立て品１２５は、異なる長さの導管、バルブおよびバイパスから非対称に構成される傾向がある。プラズマガス供給システムの大部分は実質的に上側チャンバ内に配置されるので、システムの存在はさらに、誘導性アンテナまたは容量性電極によって生成される電界を歪ませる傾向がある。一般に、ステンレス鋼等の導電性金属はアンテナとして機能し、従って、電磁界内のエネルギを吸収する傾向がある。その結果、プラズマガス供給システムはＲＦ電界を歪ませる傾向があり、基板全体に実質的に不均一なプラズマ密度をもたらし、生産性に影響を与える可能性がある。
【００３７】
一般に、ハロゲン類等（つまり、塩化水素、臭化水素、三塩化ホウ素、塩素、臭素、四塩化ケイ素等）の適切な組のガスをプラズマチャンバ（図示せず）に流し、ガス供給システム１２２からガス流量制御組み立て品１２５を介して、上部ピース（図示せず）内の入口に配置した噴射器１０９に供給する。噴射器１０９自体は一組の独立に制御したノズルから構成でき、第一組は中央ゾーン、第二組は周辺または端部ゾーンにある。これらのプラズマ処理ガスは次にイオン化してプラズマ（図示せず）を形成し、基板（図示せず）の露出領域を処理できる。
【００３８】
ガス供給システム１２２は一般に、接合部Ａにおいて下側チャンバ内に配置した主遮断バルブ２０２に結合させ、さらに接合部Ｂ、導管２０８ａを介して、下側と上側のチャンバ界面２０７に結合させる。この界面によって、プラズマガス供給システム自体を傷つけることなく洗浄や保守を行うために、上部ピース（上側チャンバ内に配置した）を底部ピース（下部チャンバー内に配置した）から安全に取り外すことができる。
【００３９】
下側と上側のチャンバ界面２０７はさらに接合部Ｃに結合させ、接合部Ｃは導管２１６、バイパス導管２１０、およびバイパス導管２１２に分岐し、バイパス導管２１０は接合部Ｆで端部制御バルブ２０６に結合させ、バイパス導管２１２は接合部Ｄで中央制御バルブ２０４に結合させる。導管２１６はさらに、接合部Ｉで制限流量導管２２０と制限流量導管２２２に結合させる。
【００４０】
可変流量バルブ２０６と可変流量バルブ２０４が両方とも閉であれば、噴射器１０９の両方のゾーンへのプラズマガス流量は実質的に制限される。バルブの一方が開くと対応するゾーンへのプラズマガス流量を増大させる傾向があるが、バルブが両方とも開くと両方のゾーンの間のプラズマガス流量を実質的に等しくする傾向がある。
【００４１】
端部制御バルブ２０６は接合部Ｇで可変流量導管２１８と結合させ、さらに接合部Ｊで既に述べた制限流量導管２２０に結合させる。同様に、中央制御バルブ２０４は接合部Ｅで可変流量導管２１４と結合させ、さらに接合部Ｈで既に述べた制限流量導管２２２と結合させる。
【００４２】
端部導管２２４はさらに接合部Ｋで噴射器１０９に結合させ、中央導管２２６はさらに接合部Ｌで噴射器１０９に結合させ、プラズマチャンバ（図示せず）内に供給する。
【００４３】
例えば、図２で使用したような一組の導管の寸法は、次のとおりであってもよ
い。
┌───────┬───────┬───────┬──────────┐
│     導管     │長さ（インチ）│     直径     │露出表面積（平方イン│
│              │              │              │        チ）        │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ２２４    │     １６     │    ．２５    │       ９．４       │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ２２６    │     １６     │    ．２５    │       ９．４       │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ２１８    │      ７      │    ．２５    │       ４．１       │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ２１４    │      ７      │    ．２５    │       ４．１       │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ２１０    │      ２      │    ．２５    │       １．２       │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ２１２    │      ２      │    ．２５    │       １．２       │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ２０８    │     １１     │    ．２５    │       ６．５       │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ２２２    │    ５．３    │     ．５     │       ３．１       │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ２２０    │    ５．３    │     ．４     │       ３．１       │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ２１６    │      ２      │    ．２５    │       １．２       │
├───────┴───────┴───────┼──────────┤
│                  全露出表面                  │      ４３．３      │
└───────────────────────┴──────────┘
つまり、水分に露出されるのは、ガス流量制御組み立て品の表面積の４３平方インチ以上となる。さらに、約５４個の溶接部も水分に露出される。
【００４４】
ここで図３を参照すると、プラズマ処理システム内のマルチゾーン噴射器用の一体型ガス流量制御組み立て品３２５の概略図が、この発明の一実施例に従って示されている。明らかではないが、バルブ、バイパス、および流量制限機能を単一の一体型組み立て品に組み合わせることによって、ずっと短く形成または機械加工したチャネルと置き換え、図２のステンレス鋼の導管のかなりの量を削減している。さらに、一体型ガス流量制御組み立て品は下側チャンバ内に配置し、電磁界の歪みを潜在的に低減し、生産性を向上させることもできる。
【００４５】
この図では、図１に示したように、噴射器１０９はデュアルゾーンプラズマ噴射器である。既に説明したように、ハロゲン類等（つまり、六フッ化タングステン、臭化水素等）のガスの適切な組をプラズマチャンバ（図示せず）内に流し、ガス供給システム１２２から一体型ガス流量制御組み立て品３２５を介して、上部ピース（図示せず）内の入口に配置した噴射器１０９に供給する。噴射器１０９自体は一組の独立に制御したノズルから構成でき、第一組は中央ゾーン、第二組は周辺または端部ゾーンにある。これらのプラズマ処理ガスは次にイオン化してプラズマ（図示せず）を形成し、基板（図示せず）の露出領域を処理できる。
【００４６】
一実施例では、各ゾーンは、実質的に制限されていない流量、または他のゾーンと独立に実質的に制限された流量のいずれかを有することができる。別の実施例では、各ゾーンは、実質的に制限されていない流量から実質的に制限された流量までの連続的な範囲の流量を有することができる。別の実施例では、独立に制御した任意の数のゾーンを用いることができる。これらのプラズマ処理ガスは次にイオン化してプラズマ（図示せず）を形成し、基板（図示せず）の露出領域を処理できる。別の実施例では、一体型ガス流量制御組み立て品３２５は、Ｄｕｐｏｎｔ  Ｖｅｓｐｅｌ等の耐腐食性の工業用合成材料からなる。別の実施例では、一体型ガス流量制御組み立て品３２５は、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ等の耐腐食性工業用金属からなる。
【００４７】
ガス供給システム１２２は一般に接合部Ａで主遮断バルブ３０２に結合させ、接合部Ｂでさらに導管３０８を介して接合部Ｃに結合させ、接合部Ｃはチャネル３１６、バイパスチャネル３１０、およびバイパスチャネル３１２に分岐し、バイパスチャネル３１０は接合部Ｆで端部制御バルブ３０６に結合させ、バイパスチャネル３１２は接合部Ｄで中央制御バルブ３０４に結合させる。
【００４８】
前と同様に、バルブ３０６とバルブ３０４が両方とも閉であれば、噴射器１０９の両方のゾーンへのプラズマガス流量は実質的に制限される。バルブの一方が開くと対応するゾーンへのプラズマガス流量を増大させる傾向があり、バルブの両方が開くと両方のゾーンの間のプラズマガス流量を実質的に等しくする傾向がある。
【００４９】
端部制御バルブ３０６は接合部Ｇでチャネル３１８に結合させ、さらに接合部Ｊで既に述べた制限流量チャネル３２０に結合させる。同様に、中央制御バルブ３０４は接合部Ｅでチャネル３１４に結合させ、さらに接合部Ｈで既に述べた制限流量チャネル３２２に結合させる。
【００５０】
下側と上側のチャンバ界面３０７ｂはチャネル３２６ａを介して接合部Ｈに結合させ、下側と上側のチャンバ界面３０７ａはチャネル３２４ａを介して接合部Ｊに結合させる。既に述べたように、この界面によって、プラズマガス供給システム自体を傷つけることなく洗浄や保守を行うために、下側ピース（下側チャンバ内に配置した）から上側ピース（上側チャンバに配置した）を安全に取り外すことができる。
【００５１】
端部導管３２４ｂは下側と上側のチャンバ界面３０７ａを噴射器１０９に接合部Ｋで結合させ、中央導管３２６ｂは下側と上側のチャンバ界面３０７ｂを噴射器１０９に接合部Ｌで結合させる。
【００５２】
ここで図４を参照すると、バルブ半組み立て品３２５ｂと流量制限半組み立て品３２５ａを含む高機能一体型ガス流量制御組み立て品の概略図が、この発明の一実施例に従って示されている。
【００５３】
ガス供給システム１２２は一般に接合部Ａで主遮断バルブ３０２に結合させ、接合部Ｂでさらに導管３０８を介して接合部Ｃに結合させ、接合部Ｃはチャネル３１６、バイパスチャネル３１０、およびバイパスチャネル３１２に分岐し、バイパスチャネル３１０は接合部Ｆで端部制御バルブ３０６に結合させ、バイパスチャネル３１２は接合部Ｄで中央制御バルブ３０４に結合させる。
【００５４】
前と同様に、バルブ３０６とバルブ３０４が両方とも閉であれば、噴射器１０９の両方のゾーンへのプラズマガス流量は実質的に制限される。バルブの一方が開くと対応するゾーンへのプラズマガス流量を増大させる傾向があり、バルブの両方が開くと両方のゾーンの間のプラズマガス流量を実質的に等しくする傾向がある。
【００５５】
端部制御バルブ３０６は接合部Ｇでチャネル３１８ａを介して半組み立て品界面３１７ａに結合させ、さらに接合部Ｊで制限流量チャネル３１８ｂに結合させる。中央制御バルブ３０４は接合部Ｅでチャネル３１４ａを介して半組み立て品界面３１７ｃに結合させ、さらに接合部Ｈで制限流量チャネル３１４ｂに結合させる。半組み立て品界面３１７ａ〜ｃによって、バルブ半組み立て品３２５ｂと流量制限半組み立て品３２５ａを分離できる。例えば、顧客がより制限されたガス流量を望む場合、制限半組み立て品３２５ａを置き換える必要があるだけである。
【００５６】
下側と上側のチャンバ界面３０７ｂはチャネル３２６ａを介して接合部Ｈで結合させ、下側と上側のチャンバ界面３０７ａはチャネル３２４ａを介して接合部Ｊと結合させる。前述のように、この界面によって、プラズマガス供給システム自体を傷つけることなく洗浄や保守を行うために、底部ピース（下側チャンバ内に配置した）から上部ピース（上側チャンバ内に配置した）を安全に取り外すことができる。
【００５７】
端部導管３２４ｂは下側と上側のチャンバ界面３０７ａを接合部Ｋで噴射器１０９に結合させ、中央導管３２６ｂは下側と上側のチャンバ界面３０７ｂを接合部Ｌで噴射器１０９と結合させる。
【００５８】
例えば、図３で用いられるような、一組のチャネルと導管の寸法は次のとおりであってもよい。
┌───────┬───────┬───────┬──────────┐
│導管／チャネル│長さ（インチ）│     直径     │露出表面積（平方イン│
│              │              │              │        チ）        │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ３２４    │     １６     │    ．２５    │       ９．４       │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ３２６    │     １６     │    ．２５    │       ９．４       │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ３１８    │      ２      │    ．２５    │       １．２       │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ３１４    │      ２      │    ．２５    │       １．２       │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ３１０    │     ．３     │    ．２５    │        ．２        │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ３１２    │     ．３     │    ．２５    │        ．２        │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ３０８    │      １      │    ．２５    │        ．６        │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ３２２    │    １．４    │     ．５     │        ．８        │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ３２０    │    １．４    │     ．４     │        ．８        │
├───────┼───────┼───────┼──────────┤
│    ３１６    │     ．５     │    ．２５    │        ．３        │
├───────┴───────┴───────┼──────────┤
│                  全露出表面                  │      ２４．１      │
└───────────────────────┴──────────┘
つまり、露出されるステンレス鋼の全量は４３平方インチから約２４平方インチまで低減され、水分に露出されるガス流量制御組み立て品の表面積を約４４％低減し、その結果、汚染物も低減する。さらに、図２に比べて、水分に露出される溶接部は約２０個しかなく、約６３％低減できる。
【００５９】
ここで図５を参照すると、一体型ガス流量制御組み立て品を備えた誘導結合プラズマ処理システムの概略図が、この発明の一実施例に従って示されている。
【００６０】
一般に、ハロゲン類等（つまり、塩化水素、臭化水素、三塩化ホウ素、塩素、臭素、四塩化ケイ素等）の適切な組のガスをチャンバ１０２内に流し、ガス供給システム１２２から下側チャンバ内に配置した遮断バルブ１２３に供給する。しかし、図１とは異なり、一体型ガス流量制御組み立て品３２５は、下側チャンバ内に配置することもできる。
【００６１】
この発明は、いくつかの好ましい実施例に関して説明してきたが、代替、置換、および等価形態もこの発明の範囲内にある。例えば、この発明はＬａｍ  Ｒｅｓｅａｒｃｈプラズマ処理システム（例えば、Ｅｘｅｌａｎ（登録商標）、Ｅｘｅｌａｎ（登録商標）ＨＰ、Ｅｘｅｌａｎ（登録商標）ＨＰＴ、２３００（登録商標）、Ｖｅｒｓｙｓ（登録商標）Ｓｔａｒ等）と共に説明してきたが、他のプラズマ処理システムを用いることもできる（例えば、容量結合、誘導結合、常圧、堆積、エッチング、プラズマ処理、プラズマ浸積イオン注入等）。この発明は、様々な直径（例えば、２００ｍｍ、３００ｍｍ等）の基板と共に用いることもできる。当然のことながら、この発明の方法を実現する多くの別の方法も存在する。
【００６２】
この発明の利点は、プラズマ処理システム内のマルチゾーンノズルを制御するための耐腐食性装置を含んでいる。別の利点は、単一組み立て品内の一連のチャネルまたはキャビティによるバルブ、バイパス、および流量制限機能の一体化、金属汚染の可能性の低減、表面積および溶接数の低減、最適な表面仕上げおよび処理を可能とするより良好な形状、およびＲＦ電界干渉の低減を含んでいる。
【００６３】
典型的な実施例と最善の形態を開示してきたが、以降の請求項によって定義されるように、発明の主題および精神内に留まったまま開示した実施例に修正および変更を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
この発明は、限定するためではなく一例として添付の図面の形態で示され、図面では同様の参照番号は同様の要素を指している。
【図１】誘導結合型プラズマ処理システムの概略図である。
【図２】マルチゾーン噴射器用のガス流量制御組み立て品の概略図である。
【図３】この発明の一実施例による一体型ガス流量制御組み立て品の概略図である。
【図４】この発明の一実施例によるバルブ半組み立て品と流量制限半組み立て品を含む高機能一体型ガス流量制御組み立て品の概略図である。
【図５】この発明の一実施例による一体型ガス流量制御を備えた誘導結合型プラズマ処理システムの概略図である。
【図１】
2008515233.tif 000003
【図２】
2008515233.tif 000004
【図３】
2008515233.tif 000005
【図４】
2008515233.tif 000006
【図５】
2008515233.tif 000007
【国際調査報告】
2008515233.tif 000008
2008515233.tif 000009