(57)【要約】  本明細書に記載される実施態様は、堆積した膜又はエッチングされる膜の均一性を改善するガス分配アセンブリを提供する。ガス分配アセンブリの一実施態様には、上部ディフューザープレートを有するディフューザーと、上部ディフューザープレート中に配置された複数の第１のガス通路セクションとが含まれる。各第１のガス通路は、上部ディフューザープレート中に配置された少なくとも一つの流体チャネルに隣接している。各流体チャネルは、上部ディフューザープレート中に配置された供給チャネルに結合されており、供給チャネルは、熱交換器の流体供給導管と結合可能であるように構成された供給入口を有する。各流体チャネルは、上部ディフューザープレート中に配置された戻りチャネルに接続されている。戻り出口を有する戻りチャネルは、熱交換器の流体戻り導管と結合可能であるように構成されている。上部ディフューザープレートには底部ディフューザープレートが結合されている。【選択図】図１
2021525963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディフューザーであって、
上流面及び下流面を有する上部ディフューザープレートと；
上部ディフューザープレート中に配置される複数の第１のガス通路セクションであって、各第１のガス通路が、上部ディフューザープレート中に配置された少なくとも一つの流体チャネルに隣接しており、
各流体チャネルが、上部ディフューザープレート中に配置された供給チャネルに接続されており、供給チャネルは、熱交換器の流体供給導管と結合可能であるように構成された供給入口を有し、；且つ
各流体チャネルが、上部ディフューザープレート中に配置された戻りチャネルに接続されており、戻りチャネルは、熱交換器の流体戻り導管と結合可能であるように構成された戻り出口を有する
複数の第１のガス通路セクションと；
上部ディフューザープレートに結合され且つ上流面及び下流面を有する、底部ディフューザープレートと
を含む、ディフューザー。
【請求項２】
各第１のガス通路セクションが、オリフィス孔に結合した第１のボアを含み、各第２のガス通路セクションが、上部ディフューザープレートのオリフィス孔に結合した第２のボアを含む、請求項１に記載のディフューザー。
【請求項３】
各オリフィス孔が、上部ディフューザープレート中に配置された少なくとも一つの流体チャネルに隣接している、請求項２に記載のディフューザー。
【請求項４】
オリフィス孔に隣接している各流体チャネルが、オリフィス孔からの第１の距離である、請求項３に記載のディフューザー。
【請求項５】
熱交換器が、供給チャネル及び戻りチャネルと結合しているとき、流体を流体供給導管から供給チャネル、各流体チャネル、戻りチャネルを通って、及び流体戻り導管を通って熱交換器へ循環させるよう動作可能である、請求項１に記載のディフューザー。
【請求項６】
熱交換器に結合したコントローラが、流体の循環を制御して所定のディフューザー温度を維持するよう動作可能である、請求項５に記載のディフューザー。
【請求項７】
上部ディフューザープレート中に配置された熱電対が、コントローラに結合している、請求項６に記載のディフューザー。
【請求項８】
上部ディフューザープレートの下流面が、底部ディフューザープレートの上流面に対して、鋳造、ろう付け、鍛造、熱間静水圧プレス及び焼結のうちの少なくとも一つがなされている、請求項１に記載のディフューザー。
【請求項９】
処理チャンバ中に配置される基板支持体に対向して処理チャンバ中に配置可能である、請求項１に記載のディフューザー。
【請求項１０】
ディフューザーであって、
上流面及び下流面を有する上部ディフューザープレートと；
上部ディフューザープレート中に配置される複数の第１のガス通路セクションであって、各第１のガス通路が、上部ディフューザープレート中に配置された少なくとも一つの流体チャネルに隣接しており、
各流体チャネルが、上部ディフューザープレート中に配置された供給チャネル及び供給バイパスチャネルのうちの一つに接続されており、供給チャネルが熱交換器の流体供給導管と結合可能であるように構成された供給入口を有し、供給バイパスチャネルが供給チャネルと流体連結しており；且つ
各流体チャネルが、上部ディフューザープレート中に配置された戻りチャネル及び戻りバイパスチャネルのうちの一つに結合しており、戻りチャネルが熱交換器の流体戻り導管と結合可能であるように構成された戻り出口を有し、戻りバイパスチャネルが戻りチャネルと流体連結している
複数の第１のガス通路セクションと；
上部ディフューザープレートに結合され且つ上流面及び下流面を有する、底部ディフューザープレートと
を含む、ディフューザー。
【請求項１１】
チャンバであって、
支持アセンブリ；及び
支持アセンブリに対向して配置されているディフューザーに結合した高周波（ＲＦ）電源
を含み、ディフューザーが：
上流面及び下流面を有する上部ディフューザープレートと；
上部ディフューザープレート中に配置される複数の第１のガス通路セクションであって、各第１のガス通路が、上部ディフューザープレート中に配置された少なくとも一つの流体チャネルに隣接しており；
各流体チャネルが、上部ディフューザープレート中に配置された、熱交換器の流体供給導管と結合可能であるように構成された供給入口を有する供給チャネルに接続されており；且つ
各流体チャネルが、上部ディフューザープレート中に配置された、熱交換器の流体戻り導管と結合可能であるように構成された戻り出口を有する戻りチャネルに接続されている
複数の第１のガス通路セクションと；
上部ディフューザープレートに結合された、上流面及び下流面を有する底部ディフューザープレート
とを含む、チャンバ。
【請求項１２】
熱交換器が、供給チャネル及び戻りチャネルと結合しているとき、流体を流体供給導管から供給チャネル、各流体チャネル、戻りチャネルを通って、及び流体戻り導管を通って熱交換器へ循環させるよう動作可能である、請求項１１に記載のチャンバ。
【請求項１３】
熱交換器に結合したコントローラが、流体の循環を制御して所定のディフューザー温度を維持するよう動作可能である、請求項１２に記載のチャンバ。
【請求項１４】
上部ディフューザープレート中に配置された熱電対が、コントローラに結合している、請求項１３に記載のチャンバ。
【請求項１５】
上部ディフューザープレーの下流面が、底部ディフューザープレートの上流面に対して、鋳造、ろう付け、鍛造、熱間静水圧プレス及び焼結のうちの少なくとも一つがなされている、請求項１１に記載のチャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施態様は、概して、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバなどの処理チャンバに関する。より具体的には、本開示の実施態様は、処理チャンバ用のガス分配アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
化学気相堆積（ＣＶＤ）及びプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）は、通常、フラットパネルディスプレイ又は半導体ウエハ用の透明な基板などの基板上に薄膜を堆積させるのに用いられる。ＣＶＤ及びＰＥＣＶＤは通常、基板を包含する真空チャンバ内に前駆体ガス又は混合ガスを導入することによって、実現される。前駆体ガス又は混合ガスは、典型的には、チャンバの上部付近に置かれたガスディフューザーを通して、下向きに導かれる。ディフューザープレートは、ディフューザー及び前駆体ガス又は混合ガスが基板支持体からの放射熱により加熱されるような短い距離で加熱された支持体上に配置された基板の上方に置かれる。ＰＥＣＶＤの間、チャンバに連結された一又は複数の高周波（ＲＦ）電源からのＲＦ電力をチャンバに印加することによって、チャンバ内の前駆体ガス又は混合ガスは、エネルギーを与えられて（例えば、励起されて）プラズマになりうる。励起されたガス又は混合ガスは反応して、加熱された基板支持体の上に配置された基板の表面に材料の層を形成する。反応中に生成された揮発性の副生成物は、排気システムを通じてチャンバから排出される。
【０００３】
ＣＶＤ及びＰＥＣＶＤ処理により処理されたフラットパネルは、典型的には大型であり、３７０ｍｍ×４７０ｍｍを超えることが多い。よって、大型のガスディフューザープレート（又はガス分配プレート）が利用されて、２００ｍｍ及び３００ｍｍの半導体ウエハ処理に利用されるガスディフューザープレートと比較して、比較的大きなサイズのフラットパネルの上に均一なプロセスガス流が提供される。ガスディフューザープレートは大きく、基板支持体からの放射熱及び励起されたプラズマによってのみ加熱されるため、ガスディフューザープレートの温度分布は均一ではなく、不均一な厚さの膜堆積又は不均一な膜エッチングが生じる。
【０００４】
したがって、堆積した膜又はエッチングされる膜の均一性を改善するガス分配アセンブリの改善が必要とされる。
【発明の概要】
【０００５】
一実施態様では、ディフューザーが提供される。ディフューザーは、上流面及び下流面を有する上部ディフューザープレートと、上部ディフューザープレート中に配置された複数の第１のガス通路セクションとを含む。各第１のガス通路は、上部ディフューザープレート中に配置された少なくとも一つの流体チャネルに隣接している。各流体チャネルは、上部ディフューザープレート中に配置された、熱交換器の流体供給導管と結合可能であるように構成された供給入口を有する供給チャネルに接続されている。各流体チャネルは、上部ディフューザープレート中に配置された戻りチャネルに接続されている。戻り出口を有する戻りチャネルは、熱交換器の流体戻り導管と結合可能であるように構成されている。上部ディフューザープレートには底部ディフューザープレートが結合されている。底部ディフューザープレートは、上流面及び下流面を有する。
【０００６】
別の実施態様では、ディフューザーが提供される。ディフューザーは、上流面及び下流面を有する上部ディフューザープレートと、上部ディフューザープレート中に配置された複数の第１のガス通路セクションとを含む。各第１のガス通路は、上部ディフューザープレート中に配置された少なくとも一つの流体チャネルに隣接している。各流体チャネルは、上部ディフューザープレート中に配置された供給チャネル及び供給バイパスチャネルのうちの一方に接続されている。供給チャネルは、熱交換器の流体供給導管と結合可能であるように構成された供給入口を有する。供給バイパスチャネルは、供給チャネルと流体連結している。各流体チャネルは、上部ディフューザープレート中に配置された戻りチャネル及び戻りバイパスチャネルのうちの一方に接続されている。戻りチャネルは、熱交換器の流体戻り導管と結合可能であるように構成されている戻り出口を有する。戻りバイパスチャネルは、戻りチャネルと流体連結している。上部ディフューザープレートには底部ディフューザープレートが結合されている。底部ディフューザープレートは、上流面及び下流面を有する。
【０００７】
さらに別の実施態様では、チャンバが提供される。チャンバは、支持体アセンブリと、ディフューザーに結合した高周波（ＲＦ）電源とを含む。ディフューザーは、支持体アセンブリと対向して配置されている。ディフューザーは、上流面及び下流面を有する上部ディフューザープレートと、上部ディフューザープレート中に配置された複数の第１のガス通路セクションとを含む。各第１のガス通路は、上部ディフューザープレート中に配置された少なくとも一つの流体チャネルに隣接している。各流体チャネルは、上部ディフューザープレート中に配置された、熱交換器の流体供給導管と結合可能であるように構成された供給入口を有する供給チャネルに接続されている。各流体チャネルは、上部ディフューザープレート中に配置された戻りチャネルに接続されている。戻り出口を有する戻りチャネルは、熱交換器の流体戻り導管と結合可能であるように構成されている。上部ディフューザープレートには底部ディフューザープレートが結合されている。底部ディフューザープレートは、上流面及び下流面を有する。
【０００８】
本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約した本開示のより具体的な説明を、実施態様を参照することによって行うことができ、そのいくつかを添付の図面に示す。しかし、添付図面は例示的な実施態様のみを示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、その他の等しく有効な実施態様も許容されうることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施態様によるプラズマ化学気相堆積の一実施態様の概略断面図である。
【図２Ａ】実施態様による例示的なディフューザーの部分概略断面図である。
【図２Ｂ】実施態様による例示的なディフューザーの底面断面図である。
【図２Ｃ】実施態様による上部ディフューザープレートの逆の底面斜視図である。
【図２Ｄ】実施態様による上部ディフューザープレートの拡大した逆の断面図である。
【図２Ｅ】実施態様による上部ディフューザープレートの逆の底面斜視図である。
【図２Ｆ】実施態様による上部ディフューザープレートの拡大した逆の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
理解を容易にするため、可能な場合には、複数の図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照番号を使用した。一実施態様の構成要素及び特徴は、さらなる記述がなくとも、他の実施態様に有益に組み込まれ得ると想定されている。
【００１１】
本明細書に記載される実施態様は、堆積した膜又はエッチングされる膜の均一性を改善するガス分配アセンブリを提供する。ガス分配アセンブリのそれぞれは、過剰な熱が除去され、且つ／又は熱がディフューザーに提供されて所定のディフューザーの温度が維持されるように、ディフューザーを通る流体の一方向及び双方向の流れの一つを含む。処理中のプラズマの強度及び基板支持体から放射される熱とは無関係にディフューザー１０５を所定のディフューザー温度で維持することにより、膜堆積や膜エッチングの均一性が向上することとなる。
【００１２】
図１は、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライトマテリアルズインコーポレイテッドから入手可能なプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバ１００の一実施態様の概略断面図である。以下に記載されるシステムは、例示的なチャンバであり、他の製造業者からのチャンバを含む他のチャンバは、本開示の態様と共に使用され得るか又はそれを達成するように修正され得ると理解される。チャンバ１００は、チャンバ本体１０２、基板支持アセンブリ１０４、及びガス分配アセンブリ１０６を含む。ガス分配アセンブリ１０６は、基板支持アセンブリ１０４に対向して配置されており、それらの間の処理空間１０８を画定する。
【００１３】
基板支持アセンブリ１０４は、チャンバ本体１０２内に少なくとも部分的に配置されている。基板支持アセンブリ１０４は、処理の間、基板１１０を支持する。基板支持アセンブリ１０４は、基板支持体１１２を含む。基板支持体１１２は、ステム１１８を取り付けるための下部表面１１４と、支持体１１０を支持するための上部表面１１６とを有する。ステム１１８は、基板支持アセンブリ１０４を、基板支持アセンブリ１０４を処理位置（図示）とチャンバ本体１０２のスリットバルブ１２２を通じてチャンバ１００への又はチャンバ１００からの基板の移送を容易にする移送位置（図示）との間で動かすリフトシステム１２０に結合する。
【００１４】
本明細書に記載される他の実施態様と組み合わせることができる一実施態様では、基板支持体に配置された抵抗素子は、基板支持体１１２を制御可能に加熱する、電源などの供給源に結合される。本明細書に記載される他の実施態様と組み合わせることができる別の実施態様では、熱交換器１２４に結合された少なくとも一つの流体チャネル（図示せず）は、少なくとも一つの流体チャネルの入口に接続されている支持体供給導管１２６を介して、及び少なくとも一つの流体チャネルの出口に接続されている支持体戻り導管１２８を介して、少なくとも一つの流体チャネルに接続されている。熱交換器１２４は、過剰な熱が除去され、且つ／又は熱が基板支持体１１２に提供されて所定の支持体温度が維持されるように、基板支持体１１２を通じて流体を循環させる。所定の支持体温度は、基板１１０の均一な温度分布が処理中のプラズマの強度とは無関係に維持されるような処理パラメータに基づく温度に設定され得る。流体は、摂氏約５０度から摂氏約４５０度の温度を維持することができる材料を含み得る。
【００１５】
ガス分配アセンブリ１０６は、ハンガープレート１０７により、バッキング板１０３から吊り下げられたディフューザー１０５を含む。複数のガス通路１０９は、ディフューザー１０５を通って形成されて、均一な所定の分配のガスがディフューザー１０５を通り、処理空間１０８になることを可能にする。ハンガープレート１０７は、ディフューザー１０５及びバッキング板１０３を離れた関係で維持し、それにより、それらの間にプレナム１１１が画定される。バッキング板１０３は、一又は複数のガス源１１７に結合可能なマニホールド１１５に結合しているガス入口通路１１３を含む。プレナム１１１は、ガスがディフューザー１０５上に均一に提供され、ガスが処理空間１０８で均一に流されるように、ガス分配アセンブリ１０６の幅にわたって、複数のガス通路１０９を通って均一に分布されて流れることを可能にする。
【００１６】
ガス分配アセンブリ１０６は、高周波（ＲＦ）電源１１９に結合され、これは、基板１１０を処理するためのプラズマを生成するのに使用される。基板支持アセンブリ１０４は、通常、ＲＦ電力がＲＦ電源１１９によりガス分配アセンブリ１０６に供給されて、ディフューザー１０５と基板支持体１１２との間に容量性の結合が提供される。ＲＦ電源がディフューザー１０５に供給されると、ディフューザー１０５と基板支持体１１２との間に電界が生成されることで、基板支持体１１２とディフューザー１０５との間に処理空間１０８で存在するガスの原子がイオン化され、電子を放出する。処理中、プラズマの強度から生成される熱及びディフューザー１０５へ放射される基板支持体１１２からの熱は、不均一であり、ディフューザー１０５全体に高温ゾーン及び低温ゾーンを生じさせる場合がある。ガス分配アセンブリ１０６は、処理中のプラズマの強度及び基板支持体１１２から放射される熱とは無関係にディフューザー１０５にわたって均一である所定のディフューザー温度を維持するためのシステム１０１を含む。処理中のプラズマの強度及び基板支持体１１２から放射される熱とは無関係にディフューザー１０５を所定のディフューザー温度で維持することにより、膜堆積や膜エッチングの均一性が向上することとなる。
【００１７】
システム１０１は、少なくとも複数の流体チャネル１２１を含む。流体チャネル１２１のそれぞれは、供給チャネル（図２Ｃ−２Ｆに図示）及び供給バイパスチャネル（図２Ｅ及び２Ｆに図示）の少なくとも一つに結合したチャネル入口（図２Ｃ−２Ｆに図示）を有する。流体チャネル１２１のそれぞれは、戻りチャネル（図２Ｃ−２Ｆに図示）及び戻りバイパスチャネル（図２Ｅ及び２Ｆに図示）の少なくとも一つに結合したチャネル出口（図２Ｃ−２Ｆに図示）を有する。熱交換器１２３は、供給チャネルの入口（図２Ｃ及び２Ｅに図示）に接続された流体供給導管１２５を介して供給チャネルに接続されている。熱交換器１２３は、戻りチャネルの出口（図２Ｃ及び２Ｅに図示）に接続された流体戻り導管１２７を介して戻りチャネルに接続されている。熱交換器１２３は、過剰な熱が除去され、且つ／又は熱がディフューザー１０５に提供されて所定のディフューザー温度が維持されるように、流体チャネル１２１を通じて流体を循環する。所定のディフューザー温度は、ディフューザー１０５の均一な温度分布が処理中のプラズマの強度及び基板支持体１１２から放射される熱とは無関係であるような処理パラメータに基づく温度に設定され得る。流体は、摂氏約５０度から摂氏約４５０度の温度を維持することができる材料を含み得る。
【００１８】
コントローラ１３０は、チャンバ１００に結合されており、処理中にチャンバ１００の諸態様を制御するよう構成されている。コントローラ１３０は、中央処理装置（ＣＰＵ）（図示せず）、メモリ（図示せず）、及び支持回路（又はＩ／Ｏ）（図示せず）を含み得る。ＣＰＵは、様々な処理を制御するために産業用設定で使用される任意の形態のコンピュータプロセッサとハードウェア（例えば、モータ及びその他のハードウェア）のうちの一方であってよく、プロセス（例えば、流体の流量）をモニタし得る。メモリ（図示せず）がＣＰＵに接続されており、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、又は任意の他の形態によるローカル若しくは遠隔のデジタルストレージといった、容易に利用可能なメモリの一つ又は複数であってよい。ＣＰＵに命令するためのソフトウェア命令およびデータが、コード化されてメモリに格納されうる。従来のやり方でプロセッサを支援するために、補助回路（図示せず）もＣＰＵに接続されている。補助回路は、従来のキャッシュ、電源、クロック回路、入出力回路、サブシステムなどを含んでよい。コントローラ１３０による可読プログラム（又はコンピュータ命令）が、どのタスクがチャンバ１００により実行可能であるかを決定する。プログラムは、コントローラ１３０により読み取り可能なソフトウェアであってよく、例えばディフューザー１０５の所定のディフューザー温度をモニタ及び制御するための命令を含み得る。
【００１９】
図２Ａは、例示的なディフューザー１０５の部分概略断面図であり、図２Ｂは、例示的なディフューザーの１０５の底面断面図である。ディフューザー１０５は、基板の処理に悪影響を及ぼさないようにハンガープレート１０７全体で十分な平坦さを維持する厚さ２４２で構成されている。本明細書に記載される他の実施態様と組み合わせることができる一実施態様では、ディフューザー１０５の厚さ２４２は、約０．８インチから約２．０インチの間である。ディフューザー１０５は、半導体ウエハ製造用に円形であってもよく、あるいはフラットパネルディスプレイ製造用に長方形などの多角形であってもよい。
【００２０】
ディフューザー１０５は、バッキング板１０３に面する上流面２０６と下流面２０８とを含む上部ディフューザープレート２０２を含む。本明細書に記載される他の実施態様と組み合わせることができる一実施態様では、ディフューザー１０５の下流面２０８の一つは、基板支持体１１２に面する下流面２１２を含む底部ディフューザープレート２０４の上流面２１０に対して、鋳造、ろう付け、鍛造、熱間静水圧プレス及び焼結のうちの少なくとも一つがなされている。上部ディフューザープレート２０２は厚さ２４４を有し、底部ディフューザープレート２０４は厚さ２４６を有する。各ガス通路１０９は、上部ディフューザープレート２０２中の第１のガス通路セクション２４８及び底部ディフューザープレート２０４中の第２のガス通路セクション２５０を含む。本明細書に記載される他の実施態様と組み合わせることができる一実施態様では、オリフィス孔２１６に隣接する流体チャネル１２１のそれぞれは、オリフィス孔２１６からの距離２４０である。本明細書に記載される他の実施態様と組み合わせることができる別の実施態様では、流体チャネル１２１のそれぞれは、幅２３８及び高さ２３６を有する。本明細書に記載される他の実施態様と組み合わせることができる別の実施態様では、流体チャネル１２１のそれぞれは、Ｕ型又はＶ型である。
【００２１】
例示的なディフューザー１０５の上部ディフューザープレート２０２の逆の底面斜視図である図２Ｃ、及び上部ディフューザープレート２０２の拡大した逆の断面図である図２Ｄに示すように、流体チャネル１２１のそれぞれは、少なくとも一つの第１のガス通路セクション２４８に隣接して配置される。流体チャネル１２１は、上部ディフューザープレート２０２の下流面２０８上に形成される。各第１のガス通路セクション２４８は、上部ディフューザープレート２０２に配置される。図２Ａに示すように、各第１のガス通路セクション２４８は、オリフィス孔２１６に結合された第１のボア２１４により画定され、各第２のガス通路セクション２５０は、上部ディフューザープレート２０２中のオリフィス孔２１６に結合された第２のボア２１８により底部ディフューザープレート２０４中で画定される。一方向の流れ構造を有する図２Ｃ及び２Ｄに示される一実施態様では、流体チャネル１２１のそれぞれは、供給チャネル２０７に結合されたチャネル入口２１３と、戻りチャネル２０９に結合されたチャネル出口２１５とを有する。供給チャネル２０７は、流体供給導管１２５を介して熱交換器１２３に接続される入口と、流体戻り導管１２７を介して熱交換器１２３に接続される出口２０５とを含む。熱交換器１２３は、一方向の流れで流体チャネル１２１を通って流体を循環させ、所定のディフューザー温度でディフューザー１０５が維持される。本明細書に記載される他の実施態様と組み合わせることができる一実施態様では、システム１０１は、コントローラ１３０に結合された複数の熱電対２５１を含み、ディフューザー１０５の温度が決定される。熱電対２５１及び熱交換器１２３に結合されたコントローラ１３０は、供給チャネル２０７に入る流体の循環及び温度をモニタ及び制御するよう動作可能である。
【００２２】
第１のボア２１４、オリフィス孔２１６、及び第２のボア２１８は組み合わされて、ディフューザー１０５を通る通路を形成する。第１のボア２１４は、第１の長さ２３０を上部ディフューザープレート２０２の上流面２０６から底部２２０まで延ばす。第１のボア２１４の底部２２０は、ガスが第１のボア２１４からオリフィス孔２１６内へ流れるときの流れの制限を最小限にするために、先が細くなっていても、斜角でも、面取りされていても、丸みを帯びていてもよい。第１のボア２１４は通常、約０．０９３インチから約０．２１８インチの直径を有し、一実施態様では約０．１５６インチの直径を有する。
【００２３】
第２のボア２１８は、底部ディフューザープレート２０４中に形成され、下流面２１２から約０．１０インチから約２．０インチの第３の長さ２３４まで延びる。好ましくは、第３の長さ２３４は、約０．１インチから約１．０インチの間である。第２のボア２１８の直径２２６は、通常、約０．１インチから約１．０インチであり、約１０度から約５０度の角度２２４でフレア状であってもよい。好ましくは、直径２２６は約０．１インチから約０．５インチの間であり、角度２２４は２０度から４０度の間である。第２のボア２１８の直径２２６は、下流面２１２と交差している直径を指す。第２のボア２１８の表面積は、約０．０５平方インチから約１０平方インチの間、好ましくは約０．０５平方インチから約５平方インチの間である。２１４
【００２４】
１５００ｍｍ×１８５０ｍｍの基板を処理するのに使用されるディフューザー１０５の一例は、０．２５０インチの直径２２６及び約２２度の角度２２４で第２のボア２１８を有する。隣接する第２のボア２１８のリム２５２間の距離２２８は、約０インチから約０．６インチの間、好ましくは約０インチから約０．４インチの間である。第１のボア２１４の直径２５４は、通常、限定されないが、少なくとも第２のボア２１８の直径２２６以下である。第２のボア２１８の底部２２２は、オリフィス孔２１６から流出するガス及び第２のボア２１８へ流入するガスの圧力損失を最小限にするために、先が細くなっていても、斜角でも、面取りされていても、丸みを帯びていてもよい。
【００２５】
オリフィス孔２１６は、通常、第１のボア２１４の底部２２０と第２のボア２１８の底部２２２を結合させる。オリフィス孔２１６は、通常、約０．０１インチから約０．３インチ、好ましくは約０．０１インチから約０．１インチの直径を有し、典型的には、約０．０２インチから約１．０インチ、好ましくは約０．０２インチから約０．５インチの第２の長さ２３２を有する。オリフィス孔２１６の第２の長さ２３２及び直径（又は他の幾何学的属性）は、上部ディフューザープレート２０２の上流面２０６全体のガスの均一な分布を促進するプレナム１１１中の背圧の主な原因である。オリフィス孔２１６は、典型的には、複数のガス通路１０９の中で均一に構成されているが、オリフィス孔２１６を通る制限は、別の領域と比較して、ディフューザー１０５の一つの領域を通るより多くのガス流を促進するために、複数のガス通路１０９の間で異なって構成されていてもよい。例えば、より多くのガスがディフューザー１０５の端面を通って流れ、基板１１０の外周での堆積速度が上昇するように、オリフィス孔２１６は、チャンバ本体１０２の壁により近い、ディフューザー１０５のガス通路１０９内でより長い直径及び／又はより短い第２の長さ２３２を有してもよい。ディフューザープレートの厚さは、約０．８インチから約３．０インチの間、好ましくは約０．８インチから約２．０インチの間である。
【００２６】
逆の底部斜視図である図２Ｅ及び拡大した逆の断面図である図２Ｆに示すように、上部ディフューザープレート２０２は、双方向の流れ構造を有する。双方向の流れ構造には、供給チャネル２０７に結合されたチャネル入口２１１及び戻りチャネル２０９に結合されたチャネル出口２４９を有する複数の流体チャネル１２１の第１の部分が含まれる。双方向の流れ構造には、供給バイパスチャネル２１７に結合されたチャネル入口２１１及び戻りバイパスチャネル２１９に結合されたチャネル出口２４９を有する複数の流体チャネル１２１の第２の部分が含まれる。供給バイパスチャネル２１７は、供給伝達チャネル２２１によって供給チャネル２０７に結合されている。戻りバイパスチャネル２１９は、戻り伝達チャネル２２３によって戻りチャネル２０９に結合されている。第１の部分の流体チャネル１２１と第２の部分の流体チャネル１２１は、流体の双方向の流れのために交互になっている。熱交換器１２３は、供給チャネル２０７、複数の流体チャネル１２１の第１の部分、及び戻りチャネル２０９を通じて、並びに供給バイパスチャネル２１７、複数の流体チャネル１２１の第２の部分、及び戻りパイパスチャネル２１９を通じて流体を循環させて、ディフューザー１０５を所定のディフューザー温度で維持する。
【００２７】
要約すると、堆積された膜又はエッチングされる膜の均一性を改善させるガス分配アセンブリが、本明細書に記載される。ガス分配アセンブリのそれぞれは、過剰な熱が除去され、且つ／又は熱がディフューザーに提供されて所定のディフューザーの温度が維持されるように、ディフューザーを通る流体の一方向及び双方向の流れの一つを含む。処理中のプラズマの強度及び基板支持体から放射される熱とは無関係にディフューザーを所定のディフューザー温度で維持することにより、膜堆積や膜エッチングの均一性が向上することとなる。
【００２８】
以上の記述は、本開示の実施例を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施例及び更なる実施例が考案されてよく、本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
2021525963.tif 000003
【図２Ａ】
2021525963.tif 000004
【図２Ｂ】
2021525963.tif 000005
【図２Ｃ】
2021525963.tif 000006
【図２Ｄ】
2021525963.tif 000007
【図２Ｅ】
2021525963.tif 000008
【図２Ｆ】
2021525963.tif 000009
【国際調査報告】
2021525963.tif 000010
2021525963.tif 000011
2021525963.tif 000012
2021525963.tif 000013