(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学蒸着装置の空洞内のコンダクタンスを制御する方法であって、
前記化学蒸着装置の前記空洞内で基板を処理する工程であって、前記空洞は、シャワーヘッドモジュールと、前記基板を受けるよう構成された基板台座モジュールとの間に形成され、前記シャワーヘッドモジュールは、リアクタ化学物質を前記空洞に供給する複数の流入口と、リアクタ化学物質およびパージガスを前記空洞から除去する排気流出口とを備える工程と、
パージガスを前記空洞内に注入する工程と、
前記排気流出口を介して前記空洞に流体連通する少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリで、前記空洞のコンダクタンスの変化を制御する工程と
を備え、
前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、
（ａ）ボールバルブアセンブリであって、
円錐形の下側部分を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記円錐形の下側部分から前記空洞の前記排気流出口の内の１または複数まで伸び、流入口および流出口を有する導管と、
前記円錐形の下側部分内に収まるよう構成された球体と
を備え、
前記球体は、供給工程中には、前記導管の前記流出口を遮断して、前記導管を通して前記リアクタ化学物質が流れるのを防ぎ、パージ工程中には、前記空洞内で第１の圧力および流量を超えると、上昇して、前記球体の下面と、前記導管の前記流出口との間に開口部を提供することにより、前記リアクタ化学物質およびパージガスが前記空洞から前記１または複数の排気真空ラインに流れることを可能にするよう構成されているボールバルブアセンブリ、
（ｂ）調整ガス部分およびチャンバ流出部分を有する流体バルブであって、前記調整ガス部分は、調整ガス供給部からの調整ガスの流れを前記空洞からのリアクタ化学物質の流れに向けるよう構成され、前記調整ガスの流れは、前記空洞からの前記リアクタ化学物質の前記流れによって経験される流れ抵抗を調整する流体バルブ、
（ｃ）回転バルブであって、
上側回転プレートと、
前記上側回転プレートに磁気的に結合された下側回転プレートと
を備え、
前記下側回転プレートは、複数の導管を有し、前記複数の導管の各々は、前記空洞からのリアクタ化学物質を、前記排気流出口の内の１または複数と流体連通する前記シャワーヘッドモジュール内の対応する排気導管から受け入れるよう構成されている回転バルブ、および／または、
（ｄ）磁気的に結合されたリニアバルブであって、
磁気ハウジングと、
複数の流路内で磁気的に上下されるよう構成された複数のリニアロッドであって、前記複数のリニアロッドの各々は、前記磁気ハウジング内で前記複数のリニアロッドを上下させる前記磁気ハウジングと磁気的に結合されるよう構成された近位部分と、前記リアクタ化学物質および／または前記パージガスを前記排気流出口から放出するためのバルブとして機能する遠位端とを有するリニアロッドと
を備えるリニアバルブ
の内の１または複数から選択される方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
１または複数の排気真空ラインで前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリを排気装置に接続する工程を備える方法。
【請求項３】
化学蒸着装置であって、
化学的隔離チャンバと、
前記化学的隔離チャンバ内に形成された蒸着チャンバと、
フェースプレートおよびバッキングプレートを有すると共に、前記フェースプレートが、リアクタ化学物質を空洞に供給する複数の流入口と、前記空洞の外縁から半径方向外向きに伸びる排気通路を経由して前記空洞から前記流入口と半径方向外向きにリアクタ化学物質を除去する排気流出口とを備えたシャワーヘッドモジュールと、
前記排気流出口を介して前記空洞に流体連通する少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリと
を備え、
前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリには１または複数の排気真空ラインを介して排気装置が流体連通され、
前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、
磁気的に結合されたリニアバルブであって、
磁気ハウジングと、
前記１または複数の排気真空ラインを介して流体連通された複数の流路内で磁気的に上下されるよう構成された複数のリニアロッドであって、前記複数のリニアロッドの各々は、前記磁気ハウジング内で前記複数のリニアロッドを上下させる前記磁気ハウジングと磁気的に結合されるよう構成された近位部分と、前記リアクタ化学物質および／またはパージガスを前記排気流出口から放出するためのバルブとして機能する遠位端とを有するリニアロッドと
を備えるリニアバルブを備える装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置であって、
前記空洞から前記リアクタ化学物質をパージするために前記空洞に供給されるパージガスの供給源を備える装置。
【請求項５】
請求項３に記載の装置であって、
基板を支持するよう構成された台座モジュールを備え、
前記台座モジュールは、前記台座モジュールと、前記フェースプレートの外側部分との間の前記空洞を閉じるように垂直移動し、前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、前記台座モジュールの周りで円周方向に均等に離間された複数のコンダクタンス制御アセンブリである装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置であって、前記複数のコンダクタンス制御アセンブリの各々は、２以上の排気流出口と流体連通されるよう構成されている装置。
【請求項７】
請求項３に記載の装置であって、
半導体基板を備え、
化学蒸着、プラズマ強化化学蒸着、原子層蒸着、プラズマ強化原子層蒸着、パルス蒸着層、および／または、プラズマ強化パルス蒸着層の内の少なくとも１つが、前記半導体基板に実行される装置。
【請求項８】
請求項３に記載の装置であって、前記排気流出口は、同心の排気流出口である装置。
【請求項９】
請求項３に記載の装置であって、前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、最小コンダクタンスから最大コンダクタンスまで３桁の範囲を有する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学蒸着およびプラズマ強化化学蒸着を行うための装置および処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
エッチング、物理蒸着（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、原子層蒸着（ＡＬＤ）、プラズマ強化原子層蒸着（ＰＥＡＬＤ）、パルス蒸着層（ＰＤＬ）、プラズマ強化パルス蒸着層（ＰＥＰＤＬ）処理、および、レジスト除去などの技術によって半導体基板を処理するために、プラズマ処理装置を用いることができる。例えば、プラズマ処理に用いられるプラズマ処理装置の１つのタイプは、上側および下側電極を収容する反応チャンバまたは蒸着チャンバを備える。プロセスガスすなわちリアクタ化学物質をプラズマ状態に励起して、反応チャンバ内で半導体基板を処理するために、高周波（ＲＦ）電力が電極間に印加される。
【発明の概要】
【０００３】
化学蒸着装置が開示されており、その装置は：化学的隔離チャンバと；化学的隔離チャンバ内に形成された蒸着チャンバと；フェースプレートおよびバッキングプレートを有すると共に、リアクタ化学物質を空洞に供給する複数の流入口と、リアクタ化学物質を除去する排気流出口とを備えたシャワーヘッドモジュールと；排気流出口を介して空洞に流体連通する少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリとを備え、少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリには１または複数の排気真空ラインを介して排気装置が流体連通され、少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは：（ａ）ボールバルブアセンブリであって、円錐形の下側部分を有するハウジングと、ハウジングの円錐形の下側部分から空洞の排気流出口の内の１または複数まで伸び、流入口および流出口を有する導管と、円錐形の下側部分内に収まるよう構成された球体とを備え、球体は、供給工程中には、導管の流出口を遮断して、導管を通してリアクタ化学物質が流れるのを防ぎ、パージ工程中には、空洞内で第１の圧力および流量を超えると、上昇して、球体の下面と、導管の流出口との間に開口部を提供することにより、リアクタ化学物質およびパージガスが空洞から１または複数の排気真空ラインに流れることを可能にするよう構成されているボールバルブアセンブリ；（ｂ）調整ガス部分およびチャンバ流出部分を有する流体バルブであって、調整ガス部分は、調整ガス供給部からの調整ガスの流れを空洞からのリアクタ化学物質の流れに向けるよう構成され、調整ガスの流れは、空洞からのリアクタ化学物質の流れによって経験される流れ抵抗を調整する流体バルブ；（ｃ）回転バルブであって、上側回転プレートと、上側回転プレートに磁気的に結合された下側回転プレートとを備え、下側回転プレートは、複数の導管を有し、複数の導管の各々は、空洞からのリアクタ化学物質を、排気流出口の内の１または複数と流体連通するシャワーヘッドモジュール内の対応する排気導管から受け入れるよう構成されている回転バルブ；および／または、（ｄ）磁気的に結合されたリニアバルブであって、磁気ハウジングと、複数の流路内で磁気的に上下されるよう構成された複数のリニアロッドであって、複数のリニアロッドの各々は、磁気ハウジング内で複数のリニアロッドを上下させる磁気ハウジングと磁気的に結合されるよう構成された近位部分と、リアクタ化学物質および／またはパージガスを排気流出口から放出するためのバルブとして機能する遠位端とを有するリニアロッドとを備えるリニアバルブの内の１または複数から選択される。
【０００４】
化学蒸着装置の空洞内のコンダクタンスを制御する方法が開示されており、その方法は：化学蒸着装置の空洞内で基板を処理する工程であって、空洞は、シャワーヘッドモジュールと、基板を受けるよう構成された基板台座モジュールとの間に形成され、シャワーヘッドモジュールは、リアクタ化学物質を空洞に供給する複数の流入口と、リアクタ化学物質およびパージガスを空洞から除去する排気流出口とを備える工程と；排気流出口を介して空洞に流体連通する少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリで、空洞のコンダクタンスの変化を制御する工程とを備え、少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは：（ａ）ボールバルブアセンブリであって、円錐形の下側部分を有するハウジングと、ハウジングの円錐形の下側部分から空洞の排気流出口の内の１または複数まで伸び、流入口および流出口を有する導管と、円錐形の下側部分内に収まるよう構成された球体とを備え、球体は、供給工程中には、導管の流出口を遮断して、導管を通してリアクタ化学物質が流れるのを防ぎ、パージ工程中には、空洞内で第１の圧力および流量を超えると、上昇して、球体の下面と、導管の流出口との間に開口部を提供することにより、リアクタ化学物質およびパージガスが空洞から１または複数の排気真空ラインに流れることを可能にするよう構成されているボールバルブアセンブリ；（ｂ）調整ガス部分およびチャンバ流出部分を有する流体バルブであって、調整ガス部分は、調整ガス供給部からの調整ガスの流れを空洞からのリアクタ化学物質の流れに向けるよう構成され、調整ガスの流れは、空洞からのリアクタ化学物質の流れによって経験される流れ抵抗を調整する流体バルブ；（ｃ）回転バルブであって、上側回転プレートと、上側回転プレートに磁気的に結合された下側回転プレートとを備え、下側回転プレートは、複数の導管を有し、複数の導管の各々は、空洞からのリアクタ化学物質を、排気流出口の内の１または複数と流体連通するシャワーヘッドモジュール内の対応する排気導管から受け入れるよう構成されている回転バルブ；および／または、（ｄ）磁気的に結合されたリニアバルブであって、磁気ハウジングと、複数の流路内で磁気的に上下されるよう構成された複数のリニアロッドであって、複数のリニアロッドの各々は、磁気ハウジング内で複数のリニアロッドを上下させる磁気ハウジングと磁気的に結合されるよう構成された近位部分と、リアクタ化学物質および／またはパージガスを排気流出口から放出するためのバルブとして機能する遠位端とを有するリニアロッドとを備えるリニアバルブの内の１または複数から選択される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】代表的な実施形態に従って、台座を備えた化学蒸着装置を示す概略図。
【０００６】
【図１Ｂ】代表的な実施形態に従って、台座を備えない化学蒸着装置を示す概略図。
【０００７】
【図２】代表的な実施形態に従って、複数のコンダクタンス制御アセンブリを備えた装置を示す概略図。
【０００８】
【図３】代表的な実施形態に従って、ボールバルブアセンブリを示す部分図。
【０００９】
【図４】代表的な実施形態に従って、流体バルブを示す概略断面図。
【００１０】
【図５】代表的な実施形態に従って、流体バルブを示す図。
【００１１】
【図６】代表的な実施形態に従って、磁気継手を備えた回転ベアリングを有する化学蒸着装置の空洞を示す断面図。
【００１２】
【図７】代表的な実施形態に従って、図６の空洞の一部を示す断面図。
【００１３】
【図８】代表的な実施形態に従って、開位置のリニア磁気結合バルブを有する化学蒸着装置の空洞を示す断面図。
【００１４】
【図９】代表的な実施形態に従って、閉位置のリニア磁気結合バルブを有する化学蒸着装置の空洞を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の詳細な開示では、本明細書に開示された装置および方法の理解を与えるために、代表的な実施形態について説明する。ただし、当業者にとって明らかなように、代表的な実施形態は、これらの具体的な詳細事項なしに実施されてもよいし、別の要素または処理を用いて実施されてもよい。また、本明細書に開示した実施形態の態様を不必要に不明瞭にしないように、周知の処理、手順、および／または、構成要素については、詳細に説明していない。
【００１６】
代表的な実施形態によると、本明細書に開示された装置および関連方法は、プラズマ強化化学蒸着などの化学蒸着を行うために利用できる。装置および方法は、複数工程の蒸着処理（例えば、原子層蒸着（ＡＬＤ）、プラズマ強化原子層蒸着（ＰＥＡＬＤ）、パルス蒸着層（ＰＤＬ）、または、プラズマ強化パルス蒸着層（ＰＥＰＤＬ）処理）における自己制限的な蒸着工程の分離を必要とする半導体加工ベースの誘電体蒸着処理と共に用いることができるが、それらに限定されない。
【００１７】
上述のように、本実施形態は、プラズマ強化化学蒸着などの化学蒸着を行うための装置および関連方法を提供する。装置および方法は、複数工程の蒸着処理（例えば、原子層蒸着（ＡＬＤ）、プラズマ強化原子層蒸着（ＰＥＡＬＤ）、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、パルス蒸着層（ＰＤＬ）、プラズマ強化パルス蒸着層（ＰＥＰＤＬ）処理）における自己制限的な蒸着工程の分離を必要とする半導体加工ベースの誘電体蒸着処理との併用に特に適用可能であるが、これらに限定されない。
【００１８】
上述の処理は、蒸着材料を受け入れるウエハまたは基板にわたる不均一な温度に関連したいくつかの欠点を持ちうる。例えば、不均一な温度は、周囲のチャンバ構成要素と熱接触する受動的に加熱されたシャワーヘッドが周囲の構成要素に熱を奪われる時に、基板にわたって生じうる。したがって、処理領域の上壁を形成するシャワーヘッドは、等温の処理領域を形成することによって基板全体の均一な温度を実現できるように、周囲の構成要素から熱的に隔離されていることが好ましい。基板全体の均一な温度は、基板の均一な処理の助けになり、基板温度は、蒸着処理のための活性化エネルギを提供するため、蒸着反応を駆動する制御手段である。
【００１９】
さらに、一般には、２つの主要なタイプの蒸着シャワーヘッド、すなわち、シャンデリアタイプおよび埋め込みタイプがある。シャンデリア型シャワーヘッドは、チャンバの上部に取り付けられたステムを一端に有し、フェースプレートを他端に有しており、シャンデリアのように見える。ステムの一部が、ガスラインおよびＲＦ電力の接続を可能にするために、チャンバ上部から突出していてよい。埋め込み型シャワーヘッドは、チャンバ上部に一体化されており、ステムを持たない。本実施形態は、埋め込み型シャワーヘッドに関しうる。埋め込み型シャワーヘッドは、処理中に真空源によって排気される必要のあるチャンバ空間を減少させる。
【００２０】
図１Ａおよび図１Ｂは、本明細書に開示された実施形態に従って、化学蒸着装置１００を示す概略図である。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、化学装置は、化学的隔離チャンバまたはハウジング１１０、蒸着チャンバ１２０、シャワーヘッドモジュール１３０、および、移動台座モジュール１４０を備えており、台座モジュール１４０は、台座モジュール１４０の上面の基板（またはウエハ）１９０の位置を上下させるためにシャワーヘッドモジュール１３０に対して上下されうる。シャワーヘッドモジュール１３０も、垂直に上下されうる。反応物質ガス（図示せず）は、ガスライン１１２を介してサブチャンバ１２０に導入される。ガスライン１１２の各々は、対応するアキュムレータを有してよく、アキュムレータは、隔離バルブを用いて装置１００から隔離されうる。代表的な実施形態によると、装置１００は、利用される反応ガスの数に応じて、隔離バルブおよびアキュムレータを備えた１または複数のガスライン１１２を有するよう変形されうる。また、反応ガス供給ライン１１２は、複数の化学蒸着装置の間またはマルチステーションシステムの間で共有できる。
【００２１】
代表的な実施形態によると、チャンバ１２０は、真空源（図示せず）に接続された１または複数の真空ライン１６０を通して排気されうる。例えば、真空源は真空ポンプ（図示せず）でありうる。マルチステーションリアクタ（例えば、同じ蒸着処理を実行する複数のステーションすなわち装置１００を有するリアクタ）において、別のステーションからの真空ライン１６０が、真空ライン１６０と共通のフォアライン（例えば、真空ポンプ間の真空ライン）を共有してよい。さらに、装置１００は、ステーションすなわち装置１００ごとに１または複数の真空ライン１６０を有するよう変形されてもよい。
【００２２】
代表的な実施形態によると、複数の排気導管１７０が、シャワーヘッドモジュール１３０のフェースプレート１３６内の１または複数の排気流出口１７４と流体連通するよう構成されうる。排気流出口１７４は、蒸着処理の合間に空洞１５０からプロセスガスすなわちリアクタ化学物質を除去するよう構成されうる。複数の排気導管１７０は、１または複数の真空ライン１６０とも流体連通している。排気導管１７０は、基板１９０の周りで円周方向に離間されてよく、均等に離間されてよい。いくつかの例において、複数の導管１７０の間隔は、真空ライン１６０の位置を補うように設計されてよい。一般に、複数の導管１７０よりも真空ライン１６０の方が少ないので、真空ライン１６０に最も近い導管１７０を通る流量が、より離れた導管よりも高くなりうる。円滑な流れのパターンを確保するために、真空ライン１６０から離れるほど、導管１７０の間隔を近くしてよい。可変のフローコンダクタを備える複数の導管１７０を備えた化学蒸着装置１００の代表的な実施形態については、同一出願人による米国特許第７，９９３，４５７号に見いだすことができ、その特許は、参照によって全体が本明細書に組み込まれる。
【００２３】
本明細書に開示された実施形態は、プラズマ強化化学蒸着装置（すなわち、ＰＥＣＶＤ装置、ＰＥＡＬＤ装置、または、ＰＥＰＤＬ装置）で実施されることが好ましい。かかる装置は、様々な形態を取ってよく、装置は、１または複数の基板を収容すると共に基板処理に適した１または複数のチャンバすなわち「リアクタ」（時に、上述したように複数のステーションまたは蒸着チャンバを含む）を備えてよい。各チャンバは、処理のために１または複数の基板を収容しうる。１または複数のチャンバは、１または複数の所定の位置に基板を維持する（例えば、回転、振動、または、その他の運動など、その位置内での運動があってもなくてもよい）。一実施形態では、蒸着および処理を受けている基板１９０が、処理中に装置内部の１つのステーション（例えば、蒸着チャンバ）から別のステーションに搬送されうる。処理中に、各基板１９０は、台座モジュール１４０、ウエハチャック、および／または、その他のウエハ保持装置によって所定の位置に保持される。例えば、基板１９０が加熱される動作のために、装置１００は、加熱プレートなどのヒータを備えてよい。
【００２４】
基板またはウエハを受ける、および／または、台座モジュール１４０の上面から基板を降ろすために、台座モジュール１４０は下げられる。下側位置において、基板が、台座モジュール１４０の表面上に配置され、その後、台座モジュール１４０は、シャワーヘッドモジュール１３０に向かって垂直上方に持ち上げられる。代表的な実施形態によると、台座モジュール１４０の上面１４２とシャワーヘッドモジュール１３０の下面１３２との間の距離は、空洞１５０を形成しており、約０．２インチ（５ミリメートル）から約０．６インチ（１５．２５ミリメートル）であってよい。
【００２５】
代表的な実施形態によると、シャワーヘッドモジュール１３０は、空洞（すなわち、リアクタチャンバ）１５０にリアクタ化学物質を供給するよう構成されている。シャワーヘッドモジュール１３０は、複数の流入口すなわち貫通孔１３８を有するフェースプレート１３６と、バッキングプレート１３９とを備えうる。代表的な実施形態によると、フェースプレート１３６は、複数の流入口すなわち貫通孔１３８と、フェースプレート１３６の外周１３７の周りに伸びる段１３５とを有する単一のプレートであってよい。あるいは、段１３５は、別個のリング１３３であってもよく、フェースプレート１３６の外側部分１３１の下面に固定される。例えば、段１３５は、ねじ１４３でフェースプレート１３６の外側部分１３１に固定できる。同心の排気流出口１７４を有するフェースプレート１３６を備えたプロセスガス分散用のシャワーヘッドモジュール１３０の代表的な実施形態については、同一出願人による米国特許第５，６１４，０２６号に見いだすことができ、その特許は、参照によって全体が本明細書に組み込まれる。例えば、代表的な実施形態によると、排気流出口１７４は、複数の流入口１３８を取り囲む。
【００２６】
代表的な実施形態において、チャンバ１２０内の温度は、シャワーヘッドモジュール１３０および／または台座モジュール１４０内の加熱メカニズムによって維持されうる。例えば、基板１９０は、等温環境内に配置されることが可能であり、シャワーヘッドモジュール１３０および台座モジュール１４０は、基板１９０を所望の温度に維持するよう構成されている。例えば、代表的な実施形態において、シャワーヘッドモジュール１３０は、２５０℃より高い温度に加熱されうる、および／または、台座モジュール１４０は、２５０℃より高い温度に加熱されうる。蒸着チャンバ１２０は、台座モジュール１４０と連動するシャワーヘッドモジュール１３０を備えた容量結合プラズマ型のシステムによって生成されたプラズマを収容するよう機能する。
【００２７】
整合回路網（図示せず）に接続された高周波（ＨＦ）ＲＦ発生器、および、低周波（ＬＦ）ＲＦ発生器など、１または複数のＲＦ源が、シャワーヘッドモジュール１３０に接続されている。整合回路網によって供給された電力および周波数は、プロセスガス／蒸気からプラズマを生成するのに十分である。好ましい実施形態では、ＨＦ発生器およびＬＦ発生器の両方が用いられる。典型的な処理において、ＨＦ発生器は、一般に約２〜１００ＭＨｚの周波数で動作され、好ましい実施形態では１３．５６ＭＨｚで動作される。ＬＦ発生器は、一般に約５０ｋＨｚから２ＭＨｚで動作され、好ましい実施形態では３５０〜６００ｋＨｚで動作される。プロセスパラメータは、チャンバ体積、基板サイズ、および、その他の要素に基づいて増減されてよい。例えば、ＬＦ発生器およびＨＦ発生器の電力出力は、通例、基板の蒸着表面積に正比例する。例えば、３００ｍｍのウエハに用いられる電力は、一般に、２００ｍｍのウエハに用いられる電力よりも少なくとも２．２５高い。同様に、流量（標準蒸気圧など）は、真空チャンバまたは蒸着チャンバ１２０のフリー容量に依存する。
【００２８】
蒸着チャンバ１２０内で、台座モジュール１４０は、材料を蒸着できる基板１９０を支持する。台座モジュール１４０は、通例、蒸着および／またはプラズマ処理反応の間および合間に基板を保持および搬送するために、チャック、フォーク、または、リフトピンを備える。台座モジュール１４０は、制電チャック、機械式チャック、または、工業および／または研究に利用できる様々な他のタイプのチャックを備えてよい。台座モジュール１４０は、所望の温度に基板１９０を加熱するためのヒータブロックと結合されてよい。一般に、基板１９０は、蒸着される材料に応じて、約２５℃から５００℃の温度に維持される。
【００２９】
代表的な実施形態によると、蒸着チャンバ１２０は、１または複数のコンダクタンス制御アセンブリ２００を備えており、アセンブリは、プロセス材料ガスすなわちリアクタ化学物質の流入（例えば、供給工程）中、ウエハまたは基板１９０上に膜を形成させる反応またはプラズマ工程（例えば、反応工程）中、ならびに、プロセス材料ガスすなわちリアクタ化学物質の排気またはパージ（例えば、パージ工程）中に、蒸着チャンバ１２０内のチャンバ圧力を制御および調節するよう構成されている。代表的な実施形態によると、チャンバ１２０の排気またはパージには、不活性ガスすなわちパージガスを用いる。例えば、図２〜図９に示すように、コンダクタンス制御アセンブリ２００は、本明細書に開示の通り、１または複数のボールバルブアセンブリ３００（図２および図３）、１または複数の流体バルブ４００（図４および図５）、ならびに／もしくは、１または複数の回転バルブ、方位角（ａｚｉｍｕｔｈａｌ）バルブ、および／または、リニアバルブ５００、６００（図６〜図９）を備えてよい。代表的な実施形態によると、複数の排気導管１７０は、基板１９０に対して軸方向および／または上方に配置されてよく、コンダクタンス制御アセンブリ２００と流体連通する１または複数の導管および／または流路を含みうる。代表的な実施形態によると、複数の排気導管１７０は、台座モジュール１４０上の基板１９０の縁部の周囲および／または下方の導管または通路を介して真空ライン１６０と接続されている。代表的な実施形態によると、例えば、１または複数のコンダクタンスアセンブリ２００は、最小コンダクタンスから最大コンダクタンスまで３桁の範囲を有しうる。
【００３０】
図２は、代表的な実施形態に従って、複数のコンダクタンス制御アセンブリ２００を有する化学蒸着装置１００を示す概略図である。図２に示すように、化学蒸着装置１００は、化学的隔離チャンバまたはハウジング１１０、蒸着チャンバ１２０、シャワーヘッドモジュール１３０、台座モジュール１４０の上面の基板またはウエハ（図示せず）の位置を上下させるためにシャワーヘッドモジュール１３０に対して上下されうる移動台座モジュール１４０、ならびに、複数のコンダクタンス制御アセンブリ２００を備える。複数のコンダクタンス制御アセンブリ２００は、シャワーヘッドモジュール１３０の外縁の周りに対称的に配置されてよく、蒸着チャンバ１２０、１または複数の真空ライン１６０と流体連通されている。代表的な実施形態によると、複数のコンダクタンス制御アセンブリ２００は、蒸着中にはプロセス材料ガスのコンダクタンスが高く、リアクタ化学物質の排気またはパージ中にはコンダクタンスが高い化学蒸着装置１００を提供するよう構成できる。
【００３１】
代表的な実施形態によると、シャワーヘッドモジュール１３０は、複数の貫通孔すなわち流入口１３８および外側の列の同心の排気流出口１７４を有するフェースプレート１３６と、バッキングプレート１３９と、トッププレート１４５とを備えてよい。同心の排気流出口１７４を有するフェースプレート１３６を備えたプロセスガス分散用のシャワーヘッド１３０の代表的な実施形態については、同一出願人による米国特許第５，６１４，０２６号に見いだすことができ、その特許は、参照によって全体が本明細書に組み込まれる。代表的な実施形態によると、排気通路４４０（図５）が、排気流出口１７４を、バッキングプレート１３９の排気導管４２６に接続する、および／または、バッキングプレート１３９の上方のトッププレート１４５の排気導管４２６に接続する（図示せず）。代表的な実施形態によると、各排気ガス通路４４０は、コンダクタンス制御アセンブリ２００を備えうる（通路当たり１つのボール、通路当たり１つのパージガス噴射口、ガス通路に沿って１つの可変領域）。
【００３２】
例えば、モジュールが２つの真空接続１６０および２つの排気導管１７０を有する場合、各排気導管１７０と流体連通するフェースプレート１３６の排気流出口１７４は複数存在しうる。例えば、複数のコンダクタンス制御アセンブリ２００の数は、装置１００については、２から１０の間、より好ましくは４から８の間、最も好ましくは６であってよく、複数のコンダクタンス制御アセンブリ２００の各々は、フェースプレート１３６内の２以上の排気流出口１７４（例えば、複数のコンダクタンス制御アセンブリ２００の各々に対して２から２０の排気流出口１７４）と流体連通される。別の実施形態において、複数のコンダクタンス制御アセンブリ２００の各々は、シャワーヘッドモジュール１３０のフェースプレート１３６内の単一の排気流出口１７４と流体連通されてもよく、例えば、シャワーヘッドモジュールは、１０から１２０のコンダクタンス制御アセンブリ２００、より好ましくは２０から８０のコンダクタンス制御アセンブリ２００を備えてよい。
【００３３】
図３は、代表的な実施形態に従って、ボールバルブアセンブリ３００の形態のコンダクタンス制御アセンブリを示す部分図である。図３に示すように、ボールバルブアセンブリ３００は、空洞１５０と流体連通する導管３２０を有するハウジング３１０と、下側部分に円錐部分３３２および上側部分に円筒ハウジング３３４を有するハウジング３３０とを備える。円錐部分３３２は、導管３２０と流体連通する流出口すなわち開口部３４０を下側部分に有する。代表的な実施形態によると、ハウジング３３０の上側部分すなわち流出口３６０が、１または複数の真空ライン１６０と流体連通する。
【００３４】
代表的な実施形態によると、円筒ボールまたは球体３５０が、円筒ハウジング３３０内に配置され、ハウジング３３０の円錐部分３３２内で静止するよう構成されている。ボールまたは球体３５０の各々は、重さおよび／またはサイズに基づいて、空洞１５０内の第１の圧力および流量以下で、流出口すなわち開口部３４０を遮断するよう構成されており、第１の圧力および流量を超えると、ボールまたは球体３５０の内の１または複数が、浮かびすなわち持ち上がり始めて、ボールまたは球体３５０の下面と流出口すなわち開口部３４０との間に開口部を提供し、リアクタ化学物質および／またはパージガスが、空洞１５０から１または複数の真空ライン１６０へ流入することを可能にする。例えば、供給工程または処理の間、空洞１５０内のリアクタ化学物質および／またはパージガスの圧力および流量は、球体３５０が移動せず（すなわち、持ち上がらず）、リアクタ化学物質を空洞１５０内に閉じ込めることを可能にするのに十分に低い値でありうる。しかしながら、パージ工程中、空洞１５０内の圧力は、空洞１５０へのパージガスの流量と共に、第１の圧力および流量を超えうるため、球体が移動する。
【００３５】
代表的な実施形態によると、所与の化学蒸着装置１００のためのボールバルブアセンブリ３００の数は、排気導管１７０の数に基づいて２から１０の間であってよく、排気導管１７０は、基板１９０の周りに離間されてよく、均等に離間されてよい。代表的な実施形態によると、ボールバルブアセンブリ３００の各々は、パージ処理中に空洞１５０からリアクタ化学物質を排出するよう構成された１または複数の排気導管（図示せず）と流体連通するよう構成されてよい。
【００３６】
球体またはボール３５０の重さは、パージガス流量でバルブ作動を模倣するよう設計されてよい。代表的な実施形態によると、複数の円筒ボールまたは球体３５０の各々は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などの耐腐食性材料で製造される（例えば、サファイア球体またはボール）。代表的な実施形態によると、ボールバルブアセンブリ３００の各々は、空洞１５０のパージ中にだけ持ち上がるよう構成されている。代表的な実施形態によると、化学反応ガスの蒸着中に、球体またはボール３５０は、ハウジング３３０の円錐部分３３２内に留まり、球体またはボール３５０の重さおよび／またはサイズに基づいて、流出口すなわち開口部３４０を遮断し、真空システムのフォアラインへの反応ガスの放出または流出を防ぐ。代表的な実施形態によると、ボールバルブアセンブリ３００の導管３２０の流入口３２２が、できる限り空洞１５０の近くに配置される。
【００３７】
代表的な実施形態によると、ボールバルブアセンブリ３００の数は、装置１００について、２から１０の間、より好ましくは４から８の間、最も好ましくは６であってよい。複数のボールバルブアセンブリ３００の各々は、２以上の排気流出口１７４（例えば、２から２０の排気流出口１７４）と流体連通される。代表的な実施形態において、複数のボールバルブアセンブリ３００の各々は、シャワーヘッドモジュール１３０のフェースプレート１３６内の単一の排気流出口１７４と流体連通されてよく、１０から１２０のボールバルブアセンブリ３００、より好ましくは２０から８０のボールバルブアセンブリ３００であってよい。
【００３８】
代表的な実施形態によると、複数のコンダクタンス制御アセンブリ３００は、空洞１５０内が所定の圧力に到達すると開く重力式の機械逆止バルブ（例えば、バネ付勢ボールバルブ）であってよい。
【００３９】
図４は、流体バルブ４００（図５）の形態のコンダクタンス制御アセンブリを有する化学蒸着装置１００を示す概略断面図である。流体バルブ４００は、一連の分散された流出口からの調整ガス流を利用し、流出口は、調整流が、空洞１５０を出る流れと相互作用して局所的な圧力降下を生み出す噴流または流れを作るようなサイズおよび配置を有する。例えば、所与の調整流について、特定の時点にチャンバ流量が増えると、調整流の噴流が分散されて、遷移点が起こり、その後、調整流の存在は空洞１５０の出口での圧力降下全体に寄与しなくなる。したがって、遷移点より下では、流体バルブ４００は、流量制限装置として利用可能であり、空洞１５０内の圧力の迅速な上昇を可能にする。さらに、空洞１５０は、調整流量を変化させることなしに効率的にパージされることが可能であり、それにより、次の工程でパージ能力を犠牲にすることなしに処理または供給工程中に圧力をより迅速に上昇させることが可能になる。
【００４０】
代表的な実施形態によると、流体バルブ４００は、バッキングプレート１３９とトッププレート１４５との間で排気導管１８０内に伸びるパージガス導管およびチューブと共に、トッププレート１４５内に配置されてよく、調整ガスの噴流は、バッキングプレート１３９の排気通路から出るガス流と反対向きである。代表的な実施形態によると、排ガスの形態のリアクタ化学物質１９２は、フェースプレート１３６の排気流出口１７４から、フェースプレート１３６とバッキングプレート１３９との間のプレナム４５０を通り、その後、バッキングプレート１３９の排気通路４２６を出て、その地点で、その流れは、調整ガス供給部４０２からの調整ガスの反対向きの噴流によって妨げられる。
【００４１】
図４に示すように、化学蒸着装置１００は、化学的隔離チャンバまたはハウジング１１０、蒸着チャンバ１２０、シャワーヘッドモジュール１３０、台座モジュール１４０の上面に載置された基板またはウエハ（図示せず）を上下させるためにシャワーヘッドモジュール１３０に対して上下されうる移動台座モジュール１４０、ならびに、複数の流体バルブ４００を備える。さらに、調整ガスまたはパージガス供給ライン４０２は、流体バルブ４００の各々の上側部分に接続される。
【００４２】
代表的な実施形態によると、流体バルブ４００は、蒸着チャンバ１２０のガス／圧力制御システムに組み込まれる。流体バルブ４００は、さらなるガス利用および空洞１５０の体積の追加を最小限に抑えつつ、蒸着チャンバ１２０の出口で局所的にコンダクタンス制御を可能にする。代表的な実施形態によると、これは、一連の分散された流体バルブ４００からの調整ガス流を利用することによって達成できる。流体バルブ４００の流出口４１６は、調整流が、空洞１５０内から出る流れと相互作用して局所的な圧力降下および／またはコンダクタンス変化を生み出す噴流を作るようなサイズおよび配置を有しうる。
【００４３】
図５は、代表的な実施形態に従って、流体バルブ４００を示す図である。図５に示すように、流体バルブ４００は、調整ガス部分４１０およびチャンバ流出部分４２０を備える。調整ガス部分４１０は、１または複数の導管すなわちガス供給ライン４０４を介して調整ガス供給部４０２に流体連通されている。調整ガス供給部４０２は、不活性ガス（例えば、窒素（Ｎ2）またはアルゴン（Ａｒ）など）の形態であることが好ましい調整ガス４０６を供給する。
【００４４】
代表的な実施形態によると、調整ガス部分４１０は、調整流入口４１２を有しており、調整流入口４１２は、１または複数の導管すなわちガス供給ライン４０４、内部空洞４１３、少なくとも１つの流入口４１４、および、少なくとも１つの流出口４１６を介して、調整ガスを受け入れる。代表的な実施形態によると、少なくとも１つの流入口４１４および少なくとも１つの流出口４１６は、流体バルブ４００の調整ガス部分４１０内の円筒孔であり、導管４１８を形成する。代表的な実施形態によると、少なくとも１つの流出口４１６は、少なくとも１つの流入口４１２よりも小さい直径を有しており、それにより、調整ガス４０６を集束させて、ウエハ空洞またはチャンバ空洞１５０からのリアクタガス流４０８と流体連通する調整ガス４０６の噴流または流れを形成する。調整ガス４０６およびリアクタガス流４０８は、１または複数の真空ガスライン１６０と流体連通する空洞または排気導管１７０内で混合される。
【００４５】
代表的な実施形態によると、チャンバ流出部分４２０は、空洞１５０と流体連通されており、空洞１５０からリアクタガスを受け入れる１または複数の流導管４２６を備える。代表的な実施形態によると、１または複数の流導管４２６の各々は、流入口４２４および流出口４２２を有する。流導管４２６の流入口４２４および流出口４２２は、直径が等しいことが好ましい。代表的な実施形態によると、１または複数の流導管４２６の流入口４２４は、シャワーヘッドモジュール１３０の凹部４５０と流体連通されている。凹部４５０は、１または複数の導管４４０と流体連通されており、１または複数の導管４４０の各々は、空洞１５０と流体連通する流入口４４２および流出口４４４を有する。
【００４６】
代表的な実施形態によると、調整ガス４０６の噴流または流れは、空洞１５０からのリアクタガス流４０８の流れを遮断し、それにより、リアクタガス流４０８が空洞１５０から漏れるまたは放出される抵抗および能力が高くなる。代表的な実施形態によると、リアクタガス流４０８が増大するにつれ、或る時点で、調整ガス４０６が押しのけられ（例えば、増大する流れによって噴流が分散され）、リアクタガス流４０８の抵抗が低くなる。代表的な実施形態によると、遷移点は、チャンバガス流すなわちリアクタガス流４０８の流量との比較で調整ガス４０６の流量、流出口４１６の寸法、および／または、調整ガス部分４１０の流出口４１６と、流導管４２６の流出口４２２（またはリアクタ出口面）との間の距離を調節または変更することによって効果的に調整できる。
【００４７】
代表的な実施形態によると、調整ガス４０６およびチャンバガス流すなわちリアクタガス流４０８の流量は、流体バルブ４００の調整部分４１０およびチャンバ部分４２０における対応する流入口４１４、４２４および流出口４１６、４２２のサイズすなわち直径と共に、調整ガス４０６の流量を調節することによって制御できる。さらに、流体バルブ４００の性能は、１または複数の真空ライン１６０のフォアライン圧力に基づいて制御または変更することが可能であり、例えば、フォアライン圧力が低くなるほど、制限性能が向上する。
【００４８】
代表的な実施形態によると、流体バルブ４００は、ＡＬＤなどの処理のための化学物質または処理ガスの利用量を削減することが可能であり、処理できる基板１９０の数を増やすこともできる。さらに、本明細書に開示した調整ガス４０６を有する流体バルブ４００を備えた装置１００は、供給工程に向けて空洞１５０の圧力を高めるのに必要な時間を削減できる。例えば、スループット（すなわち、所与の時間枠内に処理されるウエハまたは基板の数）が、供給時間の削減により改善されうる。
【００４９】
代表的な実施形態によると、複数の流体バルブ４００は、シャワーヘッドモジュール１３０の外縁の周りに対称的に配置されており、１または複数の排気導管１７０を介して空洞１５０ならびに１または複数の真空ライン１６０と流体連通されている。代表的な実施形態によると、流体バルブ４００の数は、シャワーヘッドモジュール１３０の凹部４３０内の流出口すなわち導管４４０の数と等しい。例えば、代表的な実施形態において、複数の流体バルブ４００は、１０から１２０の流体バルブ４００、好ましくは２０から８０の流体バルブ４００であってよい。代表的な実施形態によると、複数の流体バルブ４００の各々がさらに２つの排気導管４４０に流体連通されている装置１００について、流体バルブ４００の数は、例えば、２から１０の間であってよい。
【００５０】
図６は、代表的な実施形態に従って、磁気継手を有する回転または方位角バルブ５００を有する化学蒸着装置１００を示す断面図である。図６に示すように、化学蒸着装置１００は、空洞１５０を有する化学的隔離チャンバまたはハウジング１１０、シャワーヘッドモジュール１３０、台座モジュールの上面の基板またはウエハ（図示せず）の位置を上下させるためにシャワーヘッドモジュール１３０に対して上下されうる移動台座モジュール（図示せず）、ならびに、回転または方位角バルブ５００を備える。
【００５１】
図７は、代表的な実施形態に従って図７に示すように、化学蒸着装置１００の回転バルブ５００の一部を示す断面図である。図７に示すように、回転バルブ５００は、少なくとも１つの回転ベアリング５１２（例えば、Ｘタイプの薄肉ベアリング）を有する上側の回転または方位角プレートまたはリング５１０（すなわち、大気中の回転プレート）と、少なくとも１つの回転ベアリング５３０を有する下側の回転または方位角プレートまたはリング５２０（すなわち、真空中の回転プレート）とを備える。下側回転プレートまたはリング５２０は、対応する排気導管１７４を介して空洞１５０からのリアクタ化学物質を受け入れるよう構成された複数の導管または通路５４０を備える。複数の通路５４０の各々は、下面に流入口５４２および上面に流出口５４４を有する。流出口５４４は、内部空洞すなわちプレナム５５０と流体連通しており、プレナム５５０は、排気導管１７０を介して１または複数の真空ガスライン１６０（図示せず）と流体連通する。代表的な実施形態によると、回転バルブ５００の上側回転プレートまたはリング５１０は、曲げによって駆動されてもよいし、あるいは、上側回転プレートまたはリング５１０は、一体的な曲げ要素またはベアリング要素を備えた滑車駆動プレートに一体化されてもよい。
【００５２】
代表的な実施形態によると、複数の排気導管１７５の各々は、さらに、空洞１５０と流体連通する流入口１７６と、下側プレート５２０の流入口５４２と流体連通する流出口１７８とを備える。代表的な実施形態によると、流出口１７８は、空洞１５０の周りに同心円状に配置され、円周方向に離間されており、半径方向に伸びる排気通路１８０が、空洞１５０を排気導管１７５に接続している。排気通路１８０は、空洞１５０の外縁から半径方向外向きに複数の排気導管１７５まで伸びている。
【００５３】
代表的な実施形態によると、複数の排気導管１７５は、下側プレートまたはリング５１０の複数の通路５４０と整列されることが可能であり、下側プレートまたはリング５１０の回転後に、複数の排気導管１７５の流出口１７８と下側プレートまたはリング５１０の流入口５４２との整列により、回転または方位角プレート５００のコンダクタンスが変化する。代表的な実施形態によると、下側プレート５２０は、局所的コンダクタンス制御アセンブリまたはバルブとして機能する。１つの工程または処理から次に至るまでの複数の排気導管１７５（例えば、リアクタの出口）でのコンダクタンスは、例えば、リアクタ出口を構成する穴または導管１７４が、下側の回転または方位角プレート５２０のリアクタ出口部分の特徴物すなわち複数の通路５４０と整列される（または、整列されない）程度など、回転プレート５１０、５２０の特徴物によって制御される。
【００５４】
代表的な実施形態によると、複数の排気導管１７５および／または複数の通路５４０は、円形の穴、楕円、または、その他のサイズの開口部であってよい。代表的な実施形態によると、複数の排気導管１７５および通路５４０は、約６０から１２０の間の数であってよく、約９０が最も好ましい。さらに、複数の排気導管１７５および複数の通路５４０のサイズおよび形状を変化させることにより、回転バルブ５００のコンダクタンスを望むように調節できる。例えば、最小コンダクタンスは、導管および穴１７４、５４０の数、導管および穴１７４、５４０のサイズ、ならびに／もしくは、導管および穴１７４、５４０の断面形状を小さくすることによって下げることができる。
【００５５】
使用中、時計回りまたは反時計回りの方向に上側プレート５１０を回転させると、下側プレート５２０の対応する回転が起きる。下側プレート５２０の回転は、下側プレート５４０内の複数の通路５４０の流入口５４２に対する排気導管１７５の流入口１７８の相対位置を変化させる。代表的な実施形態によると、通路５４０の流入口５４２に対する排気導管１７５の流出口１７８の相対位置は、空洞１５０からのリアクタ化学物質１９２の流れまたはコンダクタンスを制御する。流出口１７８および流入口５４２が互いに整列されると、最大流量が生じうる。あるいは、流出口１７８および流入口５４２が部分的にのみ整列されると、流量が低減しうる。
【００５６】
代表的な実施形態によると、上側および下側プレート５１０、５２０は、大気側および真空側にＸタイプのベアリング（例えば、Ｋａｙｄｏｎ（登録商標）ベアリング）を備え、大気側を磁気的に線形伝達型モータ（ｌｉｎｅａｒ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｓｔｙｌｅ  ｍｏｔｏｒ）または音声コイルアクチュエータ（図示せず）に結合してよい。代表的な実施形態によると、例えば、接続導管または穴１７４、５４０を２ないし３°だけ回転運動させれば、装置１００についてコンダクタンスを最小流量から最大流量に変化させることができる。さらに、回転プレート５１０、５２０のシステムは、必要に応じて、所望の開閉速度および周波数応答などの特徴を有するコンダクタンス制御アセンブリ２００を提供するように設計可能であり、それにより、装置１００のスループットを改善できる。回転プレート５１０、５２０の形状および質量（慣性モーメント）を、化学的隔離チャンバ１１０内に収まるようなサイズにすることもできる。
【００５７】
代表的な実施形態によると、上側プレート５１０および下側プレート５２０は、上側プレート５１０および下側プレート５２０の周りに均等に分散された複数の磁石（図示せず）を有する。代表的な実施形態によると、上側プレート５１０の回転時に、複数の磁石は、下側プレート５２０の対応する回転を引き起こす。代表的な実施形態によると、真空中で回転するプレート５２０は、大気側で回転するプレート５１０と磁気的に結合されてよく、プレート５１０は、滑車、モータ、ベルト駆動などの回転手段または周知の方法によって駆動されうる。
【００５８】
代表的な実施形態によると、上側プレート５１０および下側プレート５２０は、互いに磁気的に結合されてよく、上側プレート５１０は、ねじタイプの運動によって、例えば、滑車、モータ、ベルト駆動などの回転手段または周知の方法によって駆動されてよく、これらは、コンダクタンスの迅速な変化に有用でありうる。
【００５９】
図８は、代表的な実施形態に従って、開位置（左のバルブ６００Ａ）および閉位置（右のバルブ６００Ｂ）のリニア磁気結合バルブ６００Ａ、６００Ｂを有する化学蒸着装置１００の蒸着チャンバ１２０および空洞１５０を示す断面図である。図９に示すように、リニア磁気結合バルブ６００Ａ、６００Ｂは、複数のリニアロッド６２０を有するリニアプレートまたはリング６１０を備えており、複数のリニアロッド６２０は、複数の排気流路６２４内で磁気的に上下されるよう構成され、複数の排気流路６２４は、開位置で空洞１５０からリアクタ化学物質を放出すると共に閉位置で空洞１５０からリアクタ化学物質が漏れるのを防ぐバルブとして機能するよう構成されている。
【００６０】
代表的な実施形態によると、複数の排気流路６２４は、空洞１５０の周りに同心円状に配置された複数の排気通路１８０（図７）と流体連通する。排気通路１８０は、空洞１５０の外縁から半径方向外向きに複数の排気流路６２４まで伸びている。代表的な実施形態によると、リニアロッド６２０の各々の上側部分６２２は、磁気ハウジング６３０と磁気的に結合されている。磁気ハウジング６３０は、その作動時に、磁気結合によって複数のリニアロッド６２０を上げ下げするよう構成されており、空洞１５０内部から排気導管６５０を介して内部空洞６４０に反応ガスを放出するためのバルブとして機能する。装置１００は、さらに、排気導管１７０を備えており、排気導管１７０は、空洞１５０および内部空洞６４０と流体連通する。
【００６１】
図９は、代表的な実施形態に従って、閉位置のリニアバルブ６００Ｂを有する化学蒸着装置１００の空洞１５０を示す断面図である。図９に示すように、複数のリニアロッド６２０の各々は、近位端６２２および遠位端６２４を有する。複数のリニアロッド６２０の各々は、さらに、近位部分６２６を含んでおり、近位部分６２６は、磁気ハウジング６３０と磁気的に結合されるよう構成され、磁気ハウジング６３０は、磁気ハウジング６３０内でリニアロッド６２０を上下させる。リニアロッド６２０の各々の遠位端６２４は、蒸着チャンバ１２０および／または空洞１５０内のリアクタ化学物質のためのチョークまたはバルブとして機能する。代表的な実施形態によると、リニアロッド６２０の各々の遠位端６２４を持ち上げると、リアクタ化学物質および／またはパージガスが、蒸着チャンバ１２０および／または空洞１５０から排気通路１８０を介して内部空洞６４０に放出される。
【００６２】
また、本明細書では、処理装置内で半導体基板を処理する方法が開示されている。その方法は、リアクタ化学物質をリアクタ化学物質供給源から蒸着チャンバ内に供給する工程と、プラズマ処理チャンバ内で半導体基板を処理する工程とを含む。その方法は、好ましくは、基板をプラズマ処理する工程を備え、ＲＦエネルギがＲＦ発生器を用いてリアクタ化学物質に印加され、蒸着チャンバ内にプラズマが生成される。
【００６３】
本明細書で「約」という用語を数値と共に用いた場合、関連した数値が、述べられた数値の±１０％の許容範囲を含むことを意図する。
【００６４】
さらに、「略」、「比較的」、および、「実質的に」という用語を幾何学的形状と共に用いた場合、幾何学的形状が正確である必要はなく、許容範囲の形状が開示の範囲に含まれることを意図する。幾何学的用語と共に用いられた場合、「略」、「比較的」、および、「実質的に」という用語は、厳密な定義を満たす形状だけでなく、厳密な定義に極めて近い形状をも含むことを意図する。
【００６５】
具体的な実施形態を参照しつつ、等温蒸着チャンバを備えたプラズマ処理装置について詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく、様々な変更および変形を行い、等価物を用いることが可能であることは、当業者にとって明らかである。例えば、以下の適用例として実施可能である。
［適用例１］化学蒸着装置であって、
化学的隔離チャンバと、
前記化学的隔離チャンバ内に形成された蒸着チャンバと、
フェースプレートおよびバッキングプレートを有すると共に、リアクタ化学物質を空洞に供給する複数の流入口と、リアクタ化学物質を除去する排気流出口とを備えたシャワーヘッドモジュールと、
前記排気流出口を介して前記空洞に流体連通する少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリと
を備え、
前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリには１または複数の排気真空ラインを介して排気装置が流体連通され、
前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、
（ａ）ボールバルブアセンブリであって、
円錐形の下側部分を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記円錐形の下側部分から前記空洞の前記排気流出口の内の１または複数まで伸び、流入口および流出口を有する導管と、
前記円錐形の下側部分内に収まるよう構成された球体と
を備え、
前記球体は、供給工程中には、前記導管の前記流出口を遮断して、前記導管を通して前記リアクタ化学物質が流れるのを防ぎ、パージ工程中には、前記空洞内で第１の圧力および流量を超えると、上昇して、前記球体の下面と、前記導管の前記流出口との間に開口部を提供することにより、前記リアクタ化学物質およびパージガスが前記空洞から前記１または複数の排気真空ラインに流れることを可能にするよう構成されているボールバルブアセンブリ、
（ｂ）調整ガス部分およびチャンバ流出部分を有する流体バルブであって、前記調整ガス部分は、調整ガス供給部からの調整ガスの流れを前記空洞からのリアクタ化学物質の流れに向けるよう構成され、前記調整ガスの流れは、前記空洞からの前記リアクタ化学物質の前記流れによって経験される流れ抵抗を調整する流体バルブ、
（ｃ）回転バルブであって、
上側回転プレートと、
前記上側回転プレートに磁気的に結合された下側回転プレートと
を備え、
前記下側回転プレートは、複数の導管を有し、前記複数の導管の各々は、前記空洞からのリアクタ化学物質を、前記排気流出口の内の１または複数と流体連通する前記シャワーヘッドモジュール内の対応する排気導管から受け入れるよう構成されている回転バルブ、および／または、
（ｄ）磁気的に結合されたリニアバルブであって、
磁気ハウジングと、
複数の流路内で磁気的に上下されるよう構成された複数のリニアロッドであって、前記複数のリニアロッドの各々は、前記磁気ハウジング内で前記複数のリニアロッドを上下させる前記磁気ハウジングと磁気的に結合されるよう構成された近位部分と、前記リアクタ化学物質および／または前記パージガスを前記排気流出口から放出するためのバルブとして機能する遠位端とを有するリニアロッドと
を備えるリニアバルブ
の内の１または複数から選択される装置。
［適用例２］適用例１に記載の装置であって、
前記空洞から前記リアクタ化学物質をパージするために前記空洞に供給されるパージガスの供給源を備える装置。
［適用例３］適用例１に記載の装置であって、前記ボールバルブアセンブリの前記ハウジングは、前記１または複数の排気真空ラインと流体連通する上側部分を備える装置。
［適用例４］適用例１に記載の装置であって、前記ボールバルブアセンブリの前記球体は、前記供給工程中に、前記空洞内で前記第１の圧力および流量以下になった時に、前記導管の前記流出口を遮断するよう構成されている装置。
［適用例５］適用例１に記載の装置であって、
基板を支持するよう構成された台座モジュールを備え、
前記台座モジュールは、前記台座モジュールと、前記フェースプレートの外側部分との間の前記空洞を閉じるように垂直移動し、前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、前記基板台座モジュールの周りで円周方向に均等に離間された複数のコンダクタンス制御アセンブリである装置。
［適用例６］適用例５に記載の装置であって、前記複数のコンダクタンス制御アセンブリの各々は、２以上の排気流出口と流体連通されるよう構成されている装置。
［適用例７］適用例１に記載の装置であって、前記ボールバルブアセンブリの前記球体は、耐腐食性材料で製造され、前記球体の重さおよびサイズは、前記空洞から前記リアクタ化学物質をパージする間のみ持ち上がるよう構成されている装置。
［適用例８］適用例１に記載の装置であって、
半導体基板を備え、
化学蒸着、プラズマ強化化学蒸着、原子層蒸着、プラズマ強化原子層蒸着、パルス蒸着層、および／または、プラズマ強化パルス蒸着層の内の少なくとも１つが、前記基板に実行される装置。
［適用例９］適用例１に記載の装置であって、前記流体バルブの調整ガスは、不活性ガスである装置。
［適用例１０］適用例９に記載の装置であって、前記流体バルブの前記調整ガス部分は、前記調整ガス供給部から前記調整ガスを受け入れる調整流入口と、内部空洞と、少なくとも１つの流入口と、少なくとも１つの流出口とを有し、前記少なくとも１つの流出口は、前記調整ガスの流れを前記空洞からの前記リアクタ化学物質の流れに向けるよう構成されている装置。
［適用例１１］適用例１０に記載の装置であって、前記少なくとも１つの流入口および前記少なくとも１つの流出口は、前記流体バルブの前記調整ガス部分内の円筒孔であり、導管を形成する装置。
［適用例１２］適用例１に記載の装置であって、前記流体素子の前記調整ガスおよび前記リアクタ化学物質は、前記１または複数の真空ガスラインと流体連通する空洞内で混合される装置。
［適用例１３］適用例１に記載の装置であって、前記回転バルブの前記上側回転プレートおよび前記下側回転プレートは、磁気的に結合される装置。
［適用例１４］適用例１３に記載の装置であって、
前記上側回転プレートを回転させるための手段を備える装置。
［適用例１５］適用例１４に記載の装置であって、前記下側回転プレート内の前記複数の導管の各々は、前記下側回転プレートの下面上に流入口および上面上に流出口を有し、前記複数の排気導管の各々は、さらに、前記空洞と流体連通する流入口および前記下側回転プレートの前記流入口と流体連通する流出口を備える装置。
［適用例１６］適用例１５に記載の装置であって、前記下側回転プレートの前記流出口の各々は、前記１または複数の排気ガスラインと流体連通する内部空洞と流体連通する装置。
［適用例１７］適用例１に記載の装置であって、前記排気流出口は、同心の排気流出口である装置。
［適用例１８］適用例１に記載の装置であって、前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、最小コンダクタンスから最大コンダクタンスまで３桁の範囲を有する装置。
［適用例１９］化学蒸着装置の空洞内のコンダクタンスを制御する方法であって、
前記化学蒸着装置の前記空洞内で基板を処理する工程であって、前記空洞は、シャワーヘッドモジュールと、前記基板を受けるよう構成された基板台座モジュールとの間に形成され、前記シャワーヘッドモジュールは、リアクタ化学物質を前記空洞に供給する複数の流入口と、リアクタ化学物質およびパージガスを前記空洞から除去する排気流出口とを備える工程と、
パージガスを前記空洞内に注入する工程と、
前記排気流出口を介して前記空洞に流体連通する少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリで、前記空洞のコンダクタンスの変化を制御する工程と
を備え、
前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、
（ａ）ボールバルブアセンブリであって、
円錐形の下側部分を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記円錐形の下側部分から前記空洞の前記排気流出口の内の１または複数まで伸び、流入口および流出口を有する導管と、
前記円錐形の下側部分内に収まるよう構成された球体と
を備え、
前記球体は、供給工程中には、前記導管の前記流出口を遮断して、前記導管を通して前記リアクタ化学物質が流れるのを防ぎ、パージ工程中には、前記空洞内で第１の圧力および流量を超えると、上昇して、前記球体の下面と、前記導管の前記流出口との間に開口部を提供することにより、前記リアクタ化学物質およびパージガスが前記空洞から前記１または複数の排気真空ラインに流れることを可能にするよう構成されているボールバルブアセンブリ、
（ｂ）調整ガス部分およびチャンバ流出部分を有する流体バルブであって、前記調整ガス部分は、調整ガス供給部からの調整ガスの流れを前記空洞からのリアクタ化学物質の流れに向けるよう構成され、前記調整ガスの流れは、前記空洞からの前記リアクタ化学物質の前記流れによって経験される流れ抵抗を調整する流体バルブ、
（ｃ）回転バルブであって、
上側回転プレートと、
前記上側回転プレートに磁気的に結合された下側回転プレートと
を備え、
前記下側回転プレートは、複数の導管を有し、前記複数の導管の各々は、前記空洞からのリアクタ化学物質を、前記排気流出口の内の１または複数と流体連通する前記シャワーヘッドモジュール内の対応する排気導管から受け入れるよう構成されている回転バルブ、および／または、
（ｄ）磁気的に結合されたリニアバルブであって、
磁気ハウジングと、
複数の流路内で磁気的に上下されるよう構成された複数のリニアロッドであって、前記複数のリニアロッドの各々は、前記磁気ハウジング内で前記複数のリニアロッドを上下させる前記磁気ハウジングと磁気的に結合されるよう構成された近位部分と、前記リアクタ化学物質および／または前記パージガスを前記排気流出口から放出するためのバルブとして機能する遠位端とを有するリニアロッドと
を備えるリニアバルブ
の内の１または複数から選択される方法。
［適用例２０］適用例１９に記載の方法であって、
１または複数の排気真空ラインで前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリを排気装置に接続する工程を備える方法。
【図１Ａ】
0006574020.tif 000002
【図１Ｂ】
0006574020.tif 000003
【図２】
0006574020.tif 000004
【図３】
0006574020.tif 000005
【図４】
0006574020.tif 000006
【図５】
0006574020.tif 000007
【図６】
0006574020.tif 000008
【図７】
0006574020.tif 000009
【図８】
0006574020.tif 000010
【図９】
0006574020.tif 000011