(57)【要約】      （修正有）【課題】一般に温度を維持し、前駆体、洗浄剤又はその混合物の混合効果を向上させて、基板間の差異をなくし、それによって改善されたプロセスの均一性を提供するという利点を有する前駆体及び／又は洗浄剤を混合するための混合ブロックを提供する。【解決手段】混合ブロック１は、一塊の材料によって形成されるボディと、第１チャンバ１６２及び第２チャンバ１６４が混合エレメント１６６によって区切られており、混合エレメント１６６はボディの単一構成部品である、第１チャンバ１６２及び第２チャンバ１６４を有する一体的な混合構造部１６と、ボディに形成されて、第１チャンバ１６２に連結されている２つの前駆体送出ポート１２と、ボディに形成されて、第２チャンバ１６４に連結されている共通出口ポート１４と、温度制御流体をボディに流せるように、ボディに形成される少なくとも１つの通路１６８とを備える。【選択図】図２
0003187001.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一塊の材料によって形成されるボディと、
第１チャンバ及び第２チャンバが混合エレメントによって区切られており、前記混合エレメントは前記ボディの単一構成部品である、前記第１チャンバ及び前記第２チャンバを有する一体的な混合構造部と、
前記ボディに形成されて、前記第１チャンバに連結されている２つの前駆体送出ポートと、
前記ボディに形成されて、前記第２チャンバに連結されている共通出口ポートと、
温度制御流体を前記ボディに流せるように、前記ボディに形成される少なくとも１つの通路とを備える混合ブロック。
【請求項２】
前記第１チャンバ及び前記第２チャンバは、前記混合エレメントによって区切られている同心穴である請求項１記載の混合ブロック。
【請求項３】
前記混合エレメントは、ウェブ材である請求項１記載の混合ブロック。
【請求項４】
前記ウェブ材は偏位した開口を有する請求項３記載の混合ブロック。
【請求項５】
前記ボディに連結されている１又は複数のヒータを更に備える請求項１記載の混合ブロック。
【請求項６】
前記送出ポートは、前記第１チャンバ内部の乱流混合を促進するために偏位している請求項１記載の混合ブロック。
【請求項７】
ＣＶＤシステムであって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバに連結された混合ブロックを備え、前記混合ブロックは、
ボディと、
第１チャンバ及び第２チャンバが混合エレメントで区切られており、前記混合エレメントは前記ボディの単一構成部品である、前記第１チャンバ及び前記第２チャンバを有する、前記ボディに組み込まれている混合構造物と、
それぞれ少なくとも１つの所定の流体を送出するために、前記ボディから形成されて、前記第１チャンバに連結されている２つの前駆体送出ポートと、
前記ボディから形成されて、前記第２チャンバに連結されている共通出口ポートと、
冷却流体を混合ブロックに流せるように、前記ボディに形成されている少なくとも１つの通路とを備え、
前記ＣＶＤシステムは、前記混合ブロックを冷却するように配置可能なファンとを備えるシステム。
【請求項８】
前記第１チャンバ及び前記第２チャンバは、前記混合ブロックの同心穴によって形成されて、前記混合エレメントによって区切られている請求項７記載のＣＶＤシステム。
【請求項９】
前記混合エレメントは、ウェブ材である請求項８記載のＣＶＤシステム。
【請求項１０】
前記ウェブ材は偏位した開口を有する請求項９記載のＣＶＤシステム。
【請求項１１】
２つの前駆体送出ポートは、ＴＥＯＳ源及び酸素源に連結されている請求項７記載のＣＶＤシステム。
【請求項１２】
前記送出ポートは、前記第１チャンバ内部で乱流混合を促進するために偏位している請求項７記載のＣＶＤシステム。
【請求項１３】
前記混合ブロックは、１又は複数のヒータを更に備える請求項７記載のＣＶＤシステム。
【請求項１４】
処理チャンバの外部の混合ブロックで前駆体を混合するステップと、
前記混合した前駆体を前記処理チャンバに送出するステップと、
前記処理チャンバにおいて前記混合した前駆体の存在下で基板を処理するステップと、
前記混合ブロックを洗浄するステップと、
前駆体の混合及び洗浄中に、前記混合ブロックの温度を調節して、温度を所定の範囲内に維持するステップとを含む基板処理方法。
【請求項１５】
調節するステップは、
前駆体の送出中に前記ボディを加熱するステップを更に含む請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
調節するステップは、
洗浄中に前記ボディを冷却するステップを更に含む請求項１４記載の方法。
【考案の詳細な説明】
【考案の背景】
【０００１】
１．考案の分野
本考案は、ＣＶＤプロセスの混合ブロックに関する。
【０００２】
２．従来技術の説明
集積回路、液晶ディスプレイ、フラットパネル及び他の電子機器の製造において、基板に多数の材料層を堆積し、エッチングする。前記デバイスを製造するための処理システムは、典型的には基板を真空環境に維持するために、中央搬送チャンバに接続されているいくつかの真空処理チャンバを含む。物理気相成長（ＰＶＤ）、化学気相成長（ＣＶＤ）、プラズマ助長ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、エッチング及びアニーリング等のいくつかの連続処理ステップを、前記真空処理チャンバでそれぞれ実行できる。
【０００３】
いくつかのＰＥＣＶＤシステムでは、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）前駆体を使用して、シリコン含有材料を堆積させる。いくつかのシステムでは、ＴＥＯＳ前駆体及び洗浄剤を共通の供給管路に通す。洗浄ガスによる反応活動による管路内の温度上昇が、管路をＴＥＯＳ前駆体の送出に望ましい範囲を超えて加熱させることがある。従って、洗浄後に共通管路が所望の範囲内の定常状態温度まで冷却する前に、プロセスドリフトが起こることがある。更に、管路内に配設されている静的な混合エレメントは、管路壁との接触が悪いためにゆっくりと冷却し、そのため管路をＴＥＯＳ堆積に望ましい定常状態温度まで冷却するために要する時間が更に増える。
【０００４】
従って、混合ブロックの温度を維持するための装置及び方法のニーズが存在する。
【考案の概要】
【０００５】
本考案の一態様において、前駆体及び／又は洗浄剤を混合するための混合ブロックを提供する。
【０００６】
一実施形態において、本考案の混合ブロックは一塊の材料から形成され、一体的な混合構造部と、２つの前駆体送出ポートと、共通出口ポートと、少なくとも１つの通路とを備える。一体的な混合構造部は、第１チャンバ及び第２チャンバを有する。第１チャンバ及び第２チャンバは混合構造部で区切られており、混合構造部は混合ブロックの単一構成部品である。２つの前駆体送出ポートは、それぞれ少なくとも１つの所定の流体を送出するために第１チャンバに連結されている。共通出口ポートは第２チャンバに連結されている。更に、混合ブロックには、冷却流体を混合ブロックに流れるようにするための通路が形成されている。いくつかの実施形態では、第１チャンバ及び第２チャンバは混合ブロックに形成され、混合構造部で区切られている同心穴であってもよく、混合構造部は、流体が第１チャンバから第２チャンバに移動するときに乱流を生み出す偏位した開口を有するウェブ材とすることができる。２つの前駆体送出ポートは、ＴＥＯＳを送出するためのＴＥＯＳ送出ポートと、酸素及び／又はＮＦ３（三フッ化窒素）若しくは他の洗浄剤を送出する酸素送出ポートとすることができ、ＴＥＯＳ送出ポート及び酸素送出ポートは第１チャンバ内部の乱流混合を促進するために偏位している。
【０００７】
本考案の別の実施形態は、一般に前述の混合ブロックと、ファンと、ヒータとを備えるＣＶＤシステムを提供する。ファンは混合ブロックの外部に空気を吹き出すように配置されている。ヒータは混合ブロックを加熱するために混合ブロックを取り囲んでいる。
【０００８】
従来技術と比較すると、本考案は一塊の材料によって形成される混合ブロックを提供する。混合ブロックは、第１チャンバ及び第２チャンバを有する一体的な混合構造部を備える。第１チャンバ及び第２チャンバは混合エレメントで区切られており、混合エレメントは混合ブロックの単一構成部品である。更に、混合ブロックには、冷却流体を混合ブロックに流れるようにするための少なくとも１つの通路が形成されている。従って、本考案の混合ブロックは、前駆体の送出及び洗浄中に、必要に応じて混合ブロックを加熱又は冷却することにより、混合ブロックの温度を所定の範囲内に維持するのに適する。
【０００９】
本考案の目的は、以下の図面に図示される好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読んだ後に、当業者には間違いなく明からになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
上記述べた本考案の構成が達成され、詳細に理解できるよう、上記簡単にまとめた本考案のより具体的な説明を、添付図面に図示される実施形態を参照して行う。
【図１】本明細書で説明する混合ブロックの一実施形態の模式図である。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図３】図１の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図４】本明細書で説明するＣＶＤシステムの一実施形態の機能的ブロック図である。
【００１１】
理解しやすくするために、できる限り、図面に共通する同一の要素を指すために同一の参照番号を使用している。ある実施形態の要素及び構成は、更に言及しなくとも他の実施形態に有益に組み込んでもよい。
【００１２】
しかし、添付図面は本考案の例示的な実施形態を図示しているにすぎず、従って、本考案は同様に効果的な他の実施形態も含み得るため、その範囲の限定すると解釈されないことに留意するべきである。
【詳細な説明】
【００１３】
本考案の実施形態は、一般に温度を維持し、前駆体、洗浄剤又はその混合物の混合効果を向上させて、基板間の差異をなくし、それによって改善されたプロセスの均一性を提供するという利点を有する前駆体及び／又は洗浄剤を混合するための混合ブロックを提供する。
【００１４】  本考案を、ＣＶＤシステム、例えばカリフォルニア州サンタクララの（公序良俗違反につき、不掲載）から入手できるＰＥＣＶＤシステムに関して、以下例示的に説明する。しかし、本考案は物理気相成長システム、イオン注入システム、エッチングシステム、化学気相成長システム、及び前駆体の温度を維持できる混合ブロックが有益であることを要する他のあらゆるシステム等、他のシステム構成においても実用性があることは理解されるべきである。
【００１５】
説明を明確かつ平易にするために、本考案の一実施形態の作用シーケンスを、図１から図４を参照して以下に説明する。
【００１６】
図１は、本明細書で説明する混合ブロックの一実施形態の模式図である。本考案の混合ブロック１は、一体的な混合構造部１６と、２つの前駆体送出ポート１２と、共通出口ポート１４と、少なくとも１つの通路１６８とを備える。混合ブロック１の一体的な混合構造部１６は、前駆体送出ポート１２から投入される前駆体及び／又は洗浄剤を混合して、出口ポート１４で混合ブロック１から出る混合物を形成するために利用する。一般に、混合ブロック１は、一塊の材料、例えば、製造コストが低く熱伝導率が高いため、アルミニウム又は鋼等の金属から製作してもよいボディ１０を有する。代わりに、ポリマー及びセラミック等の他の材料を利用してもよい。
【００１７】
図２は、図１の線Ａ−Ａに沿った断面図である。図３は、図１の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。図２及び図３の両方を参照すると、一体的な混合構造部１６は、前駆体送出ポート１２から投入される前駆体又は洗浄剤を混合するためのものである。一体的な混合構造部１６は、第１チャンバ１６２及び第２チャンバ１６４を有する。第１チャンバ１６２及び第２チャンバ１６４は、ボディ１０に組み込まれている（例えば、ボディの一部である）混合エレメント１６６によって区切られている。
【００１８】
第１チャンバ１６２は、前駆体送出ポート１２から混合エレメント１６６までに及ぶ容積として画定される。第２チャンバ１６４は、共通出口ポート１４から混合エレメント１６６までに及ぶ容積として画定される。共通出口ポート１４は、混合された前駆体を第２チャンバ１６４から出すことができる。
【００１９】
図示する実施形態では、第１チャンバ１６２及び第２チャンバ１６４は、混合ブロック１のボディ１０の同心穴１６９によって形成され、混合ブロック１の混合エレメント１６６によって区切ることができるが、これに限定されるわけではない。混合エレメント１６６は、同心穴１６９の外縁から形成されて延びている構造部、例えばウェブ材である。混合エレメント１６６は、前駆体及び／又は洗浄剤の混合効果を向上させるために、前駆体及び／又は洗浄剤の混合物が第１チャンバ１６２から第２チャンバ１６４に移動するときに乱流を生み出す開口１６６２を有する。
【００２０】
混合エレメント１６６は混合ブロック１のボディ１０の単一構成部品であるため、混合ブロック１とともに容易に加熱及び冷却されるので、良好な温度制御に貢献する。一実施形態では、混合エレメント１６６の開口１６６２は、乱流を促進するために、第１チャンバ１６２の中心線から偏位させることができる。前駆体又は洗浄剤の混合物が第１チャンバ１６２から第２チャンバ１６４に流れるとき、前駆体及び／又は洗浄剤の良好な混合が実現される。
【００２１】
開口１６６２は、ＴＥＯＳ、酸素、ＮＦ３、又はその流体によって形成される混合物等の前駆体又は洗浄剤を、第１チャンバ１６２から第２チャンバ１６４に流すことができるように、混合エレメント１６６の両面を貫通する。
【００２２】
前駆体送出ポート１２は、それぞれ少なくとも１つの所定の流体を第１チャンバ１６２に投入するために、第１チャンバ１６２に連結されている。例えば、２つの前駆体送出ポート１２は、ＴＥＯＳを送出するためのＴＥＯＳ送出ポート１２と、酸素及び／又はＮＦ３もしくは他の洗浄剤を送出するための酸素送出ポート１２とすることができる。前駆体送出ポート１２は、第１チャンバ１６２の内部で乱流混合を促進するために偏位してもよい。「偏位した」という用語は、前駆体送出ポートの向きを、第１チャンバ１６２に進入する流体の流れ（つまり、前駆体又は洗浄剤）が衝突して混合を促進するように配置することをいうために使用する。
【００２３】
図２及び図３に図示するように、混合ブロック１は、冷却流体が混合ブロックのボディ１０を流れるようにするために、混合ブロックに形成されている少なくとも１つの通路１６８を備える。通路１６８は、冷却流体を投入するために、混合ブロック１の内部に配設されている入口を有する。冷却流体は更に通路１６８に沿って流れて、混合ブロック１のボディ１０から熱を吸収する。図示する実施形態では、通路１６８は、冷却流体の流れを可能にするために、混合ブロック１に形成されている複数の差込式通路穴を直角に相互接続して形成されている。
【００２４】
図４は、本明細書で説明するＣＶＤシステムの一実施形態の機能的ブロック図である。図４を参照すると、本考案の実施形態は、混合ブロック１と、ファン４と、１又は複数のヒータ１８とを備えるＣＶＤシステム９を開示する。ヒータ１８はバンドヒータもしくはカートリッジヒータ、又は他の適したヒータであってもよい。
【００２５】
混合ブロック１は、一体的な混合構造部１６と、２つの前駆体送出ポート１２と、共通出口ポート１４と、前述した少なくとも１つの通路１６８とを備える。
【００２６】
前駆体送出ポート１２は、ＴＥＯＳを送出するためのＴＥＯＳ送出ポート１２と、酸素及び／又はＮＦ３もしくは他の洗浄剤を混合ブロック１に送出するための酸素送出ポート１２とすることができる。酸素送出ポート１２は、洗浄剤又は酸素ガスのいずれかを混合ブロック１に選択的に供給するリモートプラズマ源２及びガスパネルに連結されて、そこから酸素又は他のプロセスガス及び／又はＮＦ３もしくは他の洗浄剤を送出してもよい。リモートプラズマ源２は、洗浄中に混合ブロック１に進入する前に、ＮＦ３又は他の洗浄剤を解離させるために付勢する。ＴＥＯＳ送出ポート１２は、ＴＥＯＳを混合ブロック１に送出するためのＴＥＯＳ源３に連結されている。
【００２７】
混合ブロック１の一体的な混合構造部１６は、前駆体送出ポート１２から供給される前駆体を混合して、混合物を形成するためのものである。混合物は更に共通出口ポート１４を介して処理チャンバ６に供給する。更に、ＲＦフィードスルー５は混合ブロック１を処理チャンバ６に連結し、そこで混合物はＲＦホットシャワーヘッドから処理チャンバ６に送出される。処理チャンバ６は、ＣＶＤプロセスを使用して、例えば、シリコンの層を堆積して、それに配設されている基板を処理するためのチャンバである。
【００２８】
また、その間前駆体は混合ブロック１の一体的な混合構造部１６の内部で混合される。前駆体の混合物は、約１００から１３０℃まで等、概ね約８５〜１６０℃までの間で維持される。これは、前駆体の送出中にヒータ１８を使用して混合ブロック１を加熱することによって達成される。更に、混合ブロック１又は前駆体送出ポートもしくは共通出口ポート１４に接続されるパイプの表面にヒータ１８を配設することにより、前駆体は、混合ブロック１に進入する前、又は混合ブロック１から排出された後に加熱できる。前駆体を混合ブロック１に送出している間、ボディ１０は冷却されない（即ち、通路１６８から冷媒は供給されない）。代わりに、ボディ１０は通路１６８に熱流体を流すことによって加熱してもよい。
【００２９】
洗浄中、洗浄剤から発生する熱を除去するために、通路１６８に冷媒を流すことによってボディ１０を冷却している間、必要なら、ヒータ１８は電源を切る。ボディ１０の冷却を一層助けるために、ファン４を利用して、混合ブロック１の外部に空気を吹き出してもよい。洗浄中の冷却及び／又は加熱の量は、前駆体の送出中に利用される温度範囲内にボディ１０を維持するように選択する。従って、洗浄が完了するとき、混合ブロックを出る前駆体の温度は、洗浄直前に送出される前駆体の温度と実質的に等しく、それによって基板間のプロセスの偏差を最小限にする。
【００３０】
従来技術と比較すると、本考案は、一塊の材料によって形成される混合ブロック１を提供する。混合ブロック１は、第１チャンバ１６２及び第２チャンバ１６４を有する一体的な混合構造部１６を備える。第１チャンバ１６２及び第２チャンバ１６４は混合エレメントによって区切られており、混合エレメントは混合ブロックの単一構成部品である。更に、冷却流体を混合ブロック１に流せるように、混合ブロックに少なくとも１つの通路１６８を形成する。従って、本考案の混合ブロック１は、加熱及び冷却がそれぞれ必要な前駆体の送出中にも洗浄中にも、混合ブロック１の一定温度を維持することができる。更に、本考案の混合ブロック１は、投入される前駆体の混合効果を向上させることも可能である。
【００３１】
上記の実施例及び説明で、本考案の実施形態の特徴及び精神が説明されている。当業者には、本考案の開示を念頭に置いて、デバイスの多数の変更及び改変を行えることは容易に認められるであろう。従って、上記開示は、添付の実用新案登録請求の範囲の境界及び範囲によってのみ限定されると解釈されるべきである。
【図１】
0003187001.tif 000003
【図２】
0003187001.tif 000004
【図３】
0003187001.tif 000005
【図４】
0003187001.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月4日(2013.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本考案を、ＣＶＤシステム、例えば、ＰＥＣＶＤシステムに関して、以下例示的に説明する。しかし、本考案は物理気相成長システム、イオン注入システム、エッチングシステム、化学気相成長システム、及び前駆体の温度を維持できる混合ブロックが有益であることを要する他のあらゆるシステム等、他のシステム構成においても実用性があることは理解されるべきである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一塊の材料によって形成されるボディと、
第１チャンバ及び第２チャンバが混合エレメントによって区切られており、前記混合エレメントは前記ボディの単一構成部品である、前記第１チャンバ及び前記第２チャンバを有する一体的な混合構造部と、
前記ボディに形成されて、前記第１チャンバに連結されている２つの前駆体送出ポートと、
前記ボディに形成されて、前記第２チャンバに連結されている共通出口ポートと、
温度制御流体を前記ボディに流せるように、前記ボディに形成される少なくとも１つの通路とを備える混合ブロック。
【請求項２】
前記第１チャンバ及び前記第２チャンバは、前記混合エレメントによって区切られている同心穴である請求項１記載の混合ブロック。
【請求項３】
前記混合エレメントは、ウェブ材である請求項１記載の混合ブロック。
【請求項４】
前記ウェブ材は偏位した開口を有する請求項３記載の混合ブロック。
【請求項５】
前記ボディに連結されている１又は複数のヒータを更に備える請求項１記載の混合ブロック。
【請求項６】
前記送出ポートは、前記第１チャンバ内部の乱流混合を促進するために偏位している請求項１記載の混合ブロック。
【請求項７】
ＣＶＤシステムであって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバに連結された混合ブロックを備え、前記混合ブロックは、
ボディと、
第１チャンバ及び第２チャンバが混合エレメントで区切られており、前記混合エレメントは前記ボディの単一構成部品である、前記第１チャンバ及び前記第２チャンバを有する、前記ボディに組み込まれている混合構造物と、
それぞれ少なくとも１つの所定の流体を送出するために、前記ボディから形成されて、前記第１チャンバに連結されている２つの前駆体送出ポートと、
前記ボディから形成されて、前記第２チャンバに連結されている共通出口ポートと、
冷却流体を混合ブロックに流せるように、前記ボディに形成されている少なくとも１つの通路とを備え、
前記ＣＶＤシステムは、前記混合ブロックを冷却するように配置可能なファンとを備えるシステム。
【請求項８】
前記第１チャンバ及び前記第２チャンバは、前記混合ブロックの同心穴によって形成されて、前記混合エレメントによって区切られている請求項７記載のＣＶＤシステム。
【請求項９】
前記混合エレメントは、ウェブ材である請求項８記載のＣＶＤシステム。
【請求項１０】
前記ウェブ材は偏位した開口を有する請求項９記載のＣＶＤシステム。
【請求項１１】
２つの前駆体送出ポートは、ＴＥＯＳ源及び酸素源に連結されている請求項７記載のＣＶＤシステム。
【請求項１２】
前記送出ポートは、前記第１チャンバ内部で乱流混合を促進するために偏位している請求項７記載のＣＶＤシステム。
【請求項１３】
前記混合ブロックは、１又は複数のヒータを更に備える請求項７記載のＣＶＤシステム。