(57)【要約】  本開示の実施形態は、広くは、高アスペクト比構造の共形酸化用処理チャンバに関する。該処理チャンバは、第１の側部及び第１の側部とは反対の第２の側部を有するチャンバ本体、及び第１の側部内に配置された流れアセンブリを含む。該流れアセンブリは、流体の流れを処理チャンバの処理領域内に配置された基板の中央から離れるように導くための分流器を含む。分流器は、三日月形の第１の側部、上部、及び下部を含む。処理チャンバは、第２の側部に隣接して位置付けられた分散されたポンピング構造も含む。流れアセンブリは、ラジカルの流れの収縮を低減させるように設計されており、ラジカルの濃度とフラックスの増加をもたらす。【選択図】図２Ｄ
2021511667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバであって、
第１の側部及び前記第１の側部とは反対の第２の側部を備えるチャンバ本体と、
前記第１の側部内に配置された流れアセンブリとを備え、前記流れアセンブリが、
分流器であって、
湾曲した面を有する出口端部、
前記出口端部とは反対側の入口端部、
起伏のある上部、及び
下部を備える、分流器を備え、
前記処理チャンバが更に、
前記第２の側部に隣接した分散されたポンピング構造を備える、処理チャンバ。
【請求項２】
前記起伏のある上部が、
第１のセグメント、
第２のセグメント、及び
第３のセグメントを備える、請求項１に記載の処理チャンバ。
【請求項３】
前記第１のセグメントが、三角形状であり、前記第２のセグメントが、第１の湾曲した縁部を有する三角形状であり、前記第３のセグメントが、第２の湾曲した縁部を有する三角形状である、請求項２に記載の処理チャンバ。
【請求項４】
前記分流器が、変動する高さを有する、請求項１に記載の処理チャンバ。
【請求項５】
前記分流器の第１の側部が、第１の長さを有し、前記流れアセンブリの第１の側部が、第２の長さを有し、前記第１の長さが、前記第２の長さの３／４と４／５の間である、請求項１に記載の処理チャンバ。
【請求項６】
前記流れアセンブリが、凹部を備える、請求項１に記載の処理チャンバ。
【請求項７】
前記流れアセンブリが、入口から出口へ側方に拡大する導管を備え、前記分流器が、前記導管内に配置されている、請求項１に記載の処理チャンバ。
【請求項８】
基板処理システムであって、
前駆体活性化装置と、
前記前駆体活性化装置に連結された処理チャンバとを備え、前記処理チャンバが、
第１の側部及び前記第１の側部とは反対の第２の側部を備えるチャンバ本体と、
前記第１の側部内に配置された流れアセンブリとを備え、前記流れアセンブリが、
入口側部を有する流れ部材を備え、前記流れ部材が、
凹部、
前記凹部内の入口、及び
前記入口側部とは反対の出口側部であって、湾曲し、出口を有する出口側部を備え、
前記流れアセンブリが更に、
分流器であって、
前記流れ部材の前記出口側部の前記湾曲に適合するように湾曲した面を有する出口端部、
前記出口端部とは反対側の入口端部、
起伏のある上部、及び
下部を備える、分流器を備え、
前記処理チャンバが更に、
前記第２の側部に隣接した基板支持部分内に位置付けられた分散されたポンピング構造を備える、基板処理システム。
【請求項９】
前記流れアセンブリが更に、
入口側部を有する流れ部材を備え、前記流れ部材が、
凹部と、
前記凹部内の入口とを備える、請求項８に記載の処理システム。
【請求項１０】
前記流れ部材が更に、
前記入口側部とは反対の出口側部であって、湾曲し、出口を有する出口側部、及び
配置された導管を備える、請求項９に記載の処理システム。
【請求項１１】
前記導管が、前記入口から前記出口へ側方に拡大し、前記分流器が、本体の下部に配置されている、請求項１０に記載の処理システム。
【請求項１２】
前記分流器が、前記導管に適合する拡大する幅を更に備える、請求項１０に記載の処理システム。
【請求項１３】
前記導管が、前記流れ部材を通って前記入口側部から前記出口側部まで配置され、前記入口を前記出口と流体連結する、請求項１０に記載の処理システム。
【請求項１４】
流れアセンブリであって、
入口側部を有する流れ部材を備え、前記流れ部材が、
凹部、
前記凹部内の入口、及び
前記入口側部とは反対の出口側部であって、湾曲し、出口を有する出口側部を備え、
前記流れアセンブリが更に、
前記流れ部材を通って前記入口側部から前記出口側部まで配置された導管であって、前記入口を前記出口と流体連結し、前記入口から前記出口へ側方に拡大する導管、並びに
前記導管内に配置された分流器を備え、前記分流器が、
前記流れ部材の前記出口側部の前記湾曲に適合するように湾曲した面を有する出口端部、
入口端部、
前記導管に適合する拡大する幅、
起伏のある上部、及び
下部を備える、流れアセンブリ。
【請求項１５】
前記起伏のある上部が、
三角形状の第１のセグメント、
第１の湾曲した縁部を有する三角形状の第２のセグメント、及び
第２の湾曲した縁部を有する三角形状の第３のセグメントを備える、請求項１４に記載の流れアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001] 本開示の実施形態は、広くは、半導体デバイス製作に関し、特に、高アスペクト比構造の共形酸化用流れアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002] シリコン集積回路の生産は、チップ上の最小特徴サイズを低減させながらデバイスの数を増加させるという、製作ステップに対する困難な要求をしてきた。更に、デバイスの製作者に対するコスト圧力の増大によって、半導体製造施設での処理量を高めることが必要となった。結果として、半導体製造工程は、極度の均一性を伴って高速で膜形成及び改質動作を実行しなければならない。１つのそのような工程は、半導体基板上の膜の酸化である。そのような工程では、酸化ガス混合物が、高速で処理チャンバの中に流れ、内部に酸素を取り込むことによって基板の下層を改質して、膜の酸化物を形成する。ガスが処理チャンバに入る速度、及び排気される前のチャンバ内での短い滞留時間のために、ガスが基板にわたり均等に広がる時間を確保できないので、不均一な膜厚がもたらされる。
【０００３】
[0003] したがって、半導体基板の酸化を実行するための改善された装置及び方法が必要とされている。
【発明の概要】
【０００４】
[0004] 本開示の実施形態は、広くは、半導体デバイス製作に関し、特に、高アスペクト比構造の共形酸化用流れアセンブリに関する。１以上の実施形態では、処理チャンバが開示される。処理チャンバは、第１の側部及び第１の側部とは反対の第２の側部を有するチャンバ本体、及び第１の側部内に配置された流れアセンブリを含む。流れアセンブリは、分流器を含む。分流器は、三日月形の第１の側部、上部、及び下部を含む。処理チャンバは、第２の側部に隣接して位置付けられた分散されたポンピング構造も含む。
【０００５】
[0005] 他の実施形態では、処理システムが、前駆体活性化装置（precursor activator）、及び前駆体活性化装置に連結された処理チャンバを含む。処理チャンバは、第１の側部及び第１の側部とは反対の第２の側部を有するチャンバ本体、及び第１の側部内に配置された流れアセンブリを含む。流れアセンブリは、分流器を含む。分流器は、三日月形の第１の側部、上部、及び下部を含む。処理チャンバは、第２の側部に隣接した分散されたポンピング構造も含む。
【０００６】
[0006] 他の実施形態では、流れアセンブリが開示される。流れアセンブリは、第１の側部、第１の側部とは反対の第２の側部、第１の側部と第２の側部の間に配置されたチャネル、及びチャネル内に配置された分流器を含む。第１の側部は、凹部、及び凹部内の第１の開口を含む。第２の側部は、湾曲し、第２の開口を含む。分流器は、第１の三日月形の側部、上部、及び下部を含む。
【０００７】
[0007] 上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、一部が添付の図面に例示されている実施形態を参照しながら、上記に短く要約した本開示をより具体的に説明する。しかし、添付図面は例示的な実施形態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形態も許容され得ることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】[0008] 本明細書で説明され議論される１以上の実施形態による、処理システムの概略図である。
【図１Ｂ】[0009] 本明細書で説明され議論される１以上の実施形態による、図１Ａで示された処理システムの一部分の概略上面図である。
【図２Ａ】[0010] 本明細書で説明され議論される１以上の実施形態による、流れアセンブリの第１の断片の斜視図である。
【図２Ｂ】[0011] 図２Ａの流れアセンブリの第２の断片の斜視図である。
【図２Ｃ】[0012] 本明細書で説明され議論される１以上の実施形態による、図２Ａの流れアセンブリの概略上面図である。
【図２Ｄ】[0013] 本明細書で説明され議論される１以上の実施形態による、図２Ａの流れアセンブリの前面図である。
【図３】[0014] 本明細書で説明され議論される１以上の実施形態による、分流器の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[0015]理解を助けるため、可能な場合は図面に共通の同一要素を指定するのに同一の参照番号が使われている。他の実施形態に１以上の実施形態の要素及び特徴を有益に組み込むことは可能であると考えられる。
【００１０】
[0016] 本開示の実施形態は、広くは、半導体デバイス製作に関し、特に、共形酸化動作が実行される処理チャンバ用のライナー及び流れアセンブリに関する。処理チャンバは、離間した第１の側部と第２の側部を有するチャンバ本体、及びチャンバ本体の第１の側部を通って延在する流体導管内に位置付けられた流れアセンブリを含む。流れアセンブリは、導管の中央エリア内で流れる流体の体積を低減させ、導管の周縁エリア内で流れる体積を増加させるために、導管を通って流れる流体の流れプロファイルを調整するための分流器を含む。分流器は、導管の中央エリアの断面積を低減させ、増加したガス流を導管の周縁に導く。したがって、分流器は、ガスが処理チャンバ内の基板にわたり流れる際に、基板にわたりガスが広がる速度を増加させ、基板上で形成される酸化膜の均一性を改善する。
【００１１】
[0017] 処理チャンバは、チャンバの第２の側部に隣接して位置付けられた分散されたポンピング構造も含む。分散されたポンピング構造を使用して、膜厚の均一性を改善するために処理チャンバ内のガス流を調整する。
【００１２】
[0018] 分流器は、ガス流導管内に配置された、流れアセンブリの部分である。流れアセンブリは、反応性ガス種と反応せず、そのようなガス種が基板に流れる間に非活性化されるための機会を最小化する、石英、セラミック、又はシリカなどの、材料から作製されたライナーを含む。流れアセンブリは、ラジカルの流れの収縮を低減させるように設計されており、ラジカルの濃度とフラックスの増加をもたらす。処理チャンバの処理領域を通るラジカルの流れを調整するために、２つのポンピングポートが個別に制御されてよい。流れアセンブリの中央エリアにおける流れ経路の高さを低減させることによって、ガス流は、基板の縁部に向けて広がり、改善された堆積の均一性を提供することができる。
【００１３】
[0019] 図１Ａは、熱処理チャンバ１０２、及び熱処理チャンバ１０２に連結された前駆体活性化装置１８０を含む、基板処理システム１００を示している。一態様では、前駆体活性化装置が、１以上のプロセスガスを処理領域１１３に導入するために使用されるフローライン上の、熱処理チャンバ１０２の処理領域１１３から遠隔に位置付けられたプラズマ生成器である。それによって、プラズマが、活性化装置を通過するガスが活性化装置を通過するガス種の少なくとも一部分をイオン化することから生成される。プラズマ状態のガスをサポートするエネルギーが、前駆体活性化装置１８０内のみに存在するので、前駆体ガスは、内部に高い割合の前駆体ガスのラジカル種（ここでは、活性化されたガス混合物）を含む、活性化されているが未だプラズマ状態ではないチャンバの処理空間に入る。前駆体活性化装置１８０は、プラズマを使用しないで、例えばガスを著しくはイオン化しないエネルギーをガスに加えることによって、活性化されたガス混合物を提供するために使用されてもよい。熱処理チャンバ１０２は、処理領域１１３を有する。処理領域１１３の中には、活性化された前駆体ガスが導入される。処理領域１１３は、１以上の側壁１１４（例えば、４つの側壁）及びベース１１５によって取り囲まれている。側壁１１４の上側部分は、（例えば、「Ｏ」リングを使用して）窓アセンブリ１１７に対して密封されてよい。ここで、放射エネルギーアセンブリ１１８が、窓アセンブリ１１７を覆って配置され、窓アセンブリ１１７に連結される。放射エネルギーアセンブリ１１８は、複数のランプ１１９を有する。複数のランプ１１９は、タングステンハロゲンランプであってよく、それぞれが、容器１２１の中に取り付けられ、電磁放射を処理領域１１３の中に放つように配置されている。図１Ａの窓アセンブリ１１７は、複数の光パイプ１４１（例えば、短い光パイプ）を有するが、窓アセンブリ１１７は、内部に光パイプを有さない平坦で中実の窓を有するだけであってもよい。窓アセンブリ１１７は、外壁１１６（例えば、円筒形状外壁）を有する。外壁１１６は、窓アセンブリ１１７の外周で窓アセンブリ１１７を取り囲むリムを形成する。窓アセンブリ１１７は、光パイプ１４１の第１の端部をカバーする第１の窓１２０、及び第１の端部とは反対側の光パイプ１４１の第２の端部をカバーする第２の窓１２２も有する。第１の窓１２０と第２の窓１２２は、光パイプ１４１を含む窓アセンブリ１１７の内装を取り囲み且つ密封するために、窓アセンブリ１１７の外壁１１６まで延在し、外壁１１６と係合する。そのような場合では、光パイプが使用されたときに、光パイプ１４１のうちの１つに対して外壁１１６を通る導管１５３を通して減圧を加え、今度は、その光パイプ１４１が、パイプの残りと流体連結されることによって、複数の光パイプ１４１内で減圧が生成されよい。
【００１４】
[0020] 基板１０１は、ここでは、処理領域１１３内の支持リング１６２によって、熱処理チャンバ１０２内で支持される。支持リング１６２は、回転可能円筒１６３の上部に取り付けられている。回転可能円筒１６３を回転させることによって、支持リング１６２と基板１０１は、処理中に回転させられる。熱処理チャンバ１０２のベース１１５は、処理中に基板１０１の裏側にエネルギーを反射するための反射面１１１を有する。代替的に、個別の反射板（図示せず）が、熱処理チャンバ１０２のベース１１５と支持リング１６２との間に配置されてよい。熱処理チャンバ１０２は、基板１０１の温度を検出するために、熱処理チャンバ１０２のベース１１５を通して配置された複数の温度プローブ１７１を含んでよい。上述のように、個別の反射板が使用される事例では、温度プローブ１７１が、基板１０１から来る電磁放射に光アクセスするために個別の反射板を通って延在してもよい。
【００１５】
[0021] 回転可能円筒１６３は、磁気ローター１６４によって支持されている。磁気ローター１６４は、レッジ１６５を有する円筒形状部材である。レッジ１６５上には、両方の部材が熱処理チャンバ１０２内に設置されたときに、回転可能円筒１６３が載置される。磁気ローター１６４は、レッジ１６５の下方の磁石領域１６６内に複数の磁石を有する。磁気ローター１６４は、ベース１１５に沿って熱処理チャンバ１０２の周縁領域に位置付けられた環状吹き抜け１６０内に配置されている。カバー１７３が、ベース１１５の周縁部分上に載置され、環状吹き抜け１６０の上方を回転可能円筒１６３と支持リング１６２に向けて延在し、カバー１７３と回転可能円筒１６３及び／又は支持リング１６２との間の許容可能な間隙を残す。カバー１７３は、概して、磁気ローター１６４が、処理領域１１３内の工程条件に曝露されることから保護する。
【００１６】
[0022] 磁気ローター１６４は、ベース１１５の周りに配置された磁気ステーター１６７からの回転磁場と組み合わされることによって回転する。磁気ステーター１６７は、複数の電磁石１６８を有する。複数の電磁石１６８は、基板１０１の処理中に、回転パターンに従って電力供給されて、磁気ローター１６４を回転させるために磁気ローター１６４内の磁石と組み合わされる回転磁場を提供する回転磁場を生成する。磁気ステーター１６７は、支持体１７０によって、リニアアクチュエータ１６９に連結されている。この場合では、リニアアクチュエータ１６９が、ねじ駆動（screw-drive）である。リニアアクチュエータ１６９を回転させることによって、熱処理チャンバ１０２の軸１７２に沿って磁気ステーター１６７を機械的に移動させる。今度は、それが、軸１７２に沿って、磁気ローター１６４、回転可能円筒１６３、支持リング１６２、及び基板１０１を移動させる。
【００１７】
[0023] 処理ガスが、チャンバ入口１７５を通して熱処理チャンバ１０２の処理領域１１３に供給され、図１Ａのページの外に方向付けられたチャンバ出口を通して、概してチャンバ入口１７５及び支持リング１６２と同じ平面（図１Ａでは示されていない）に沿って、処理領域１１３から排気される。基板は、側壁１１４内に形成され且つ図１Ａでは後ろに示されているアクセスポート１７４を通して熱処理チャンバ１０２に入り、そこから出る。
【００１８】
[0024] 前駆体活性化装置１８０は、内部空間１８４を取り囲む本体１８２を有する。内部空間１８４では、イオン、ラジカル、及び電子のプラズマ１８３が、プラズマ生成エネルギーを加えることによって生成されてよい。石英又はサファイヤから作製されたライナー１８５が、本体１８２をプラズマによるケミカルアタックから保護する。内部空間１８４には、好適には、任意の電位勾配が存在しない。ガス入口１８６は、本体１８２の第１の端部１８７において、本体１８２の第２の端部１８９に位置付けられたガス出口１８８からみて反対側に、配置されている。前駆体活性化装置１８０が、熱処理チャンバ１０２に連結されたときに、ガス出口１８８は、供給ライン１９０を通してチャンバ入口１７５に、熱処理チャンバ１０２と流体連通している。それによって、内部空間１８４内で生成されたプラズマ１８３内の活性化された前駆体混合物のラジカルが、熱処理チャンバ１０２の処理領域１１３に供給される。ガス出口１８８は、励起されたラジカルが所望の流量で効率的に放出されることを可能にするために、ラジカルとライナー１８５の間の接触を最小化するために、ガス入口１８６の直径より大きい直径を有してよい。所望であれば、ガス出口１８８において内部空間１８４の内側寸法を低減させるために、ガス出口１８８のライナー１８５内に、別のオリフィスが挿入されてよい。ガス出口１８８（又はもし使用されるならばオリフィス）の直径は、処理領域１１３と前駆体活性化装置１８０の間の圧力差を提供するように選択されてよい。その圧力差は、熱処理チャンバ１０２内で実行される工程に適した、熱処理チャンバ１０２内に流れるラジカルと分子の組成を生み出すように選択されてよい。
【００１９】
[0025] 処理領域１１３内のプラズマ処理用のガスを供給するために、１以上のガス源１９２が、ガス源１９２から放出されるガスの流量を制御するために使用される三方弁１９４の第１の入力と弁１９７とを通じて、前駆体活性化装置１８０のガス入口１８６に連結されている。三方弁１９４の第２の入力は、第２のガス源１９８に連結されてよい。第１のガス源１９２と第２のガス源１９８のそれぞれは、窒素含有ガス、酸素含有ガス、シリコン含有ガス、又はアルゴンやヘリウムなどのガスのうちの１以上であってよく、或いはそれらを含んでよい。弁コントローラ１９６が、どの工程が実行されるかに応じて、弁の種々の位置の間で弁を切り替えるために、三方弁１９４に接続されてよい。弁コントローラ１９６は、また、三方弁１９４の切り替えを制御する。
【００２０】
[0026] 前駆体活性化装置１８０は、ガス源１９２からプラズマ１８３内の活性化された前駆体混合物の中に移動するプロセスガスを活性化するために、前駆体活性化装置１８０にマイクロ波又はRF周波数を有するエネルギーなどの励起エネルギーを供給するエネルギー源（図示せず）に連結されている。窒素含有ガス（例えばN2）が使用される場合では、前駆体活性化装置１８０内の活性化が、内部空間１８４内でN*ラジカル（N+及びN2+などの正に帯電したイオン）を生成する。熱処理チャンバ１０２の処理領域１１３から遠隔に前駆体活性化装置１８０を位置付けることによって、基板のイオンへの曝露が最小され得る。イオンは、半導体基板上の繊細な構造に損傷を与え得る。一方で、ラジカルは、同じガスの非ラジカル分子より高度に反応し、有益な化学反応を実行するために使用される。前駆体活性化装置１８０などの前駆体活性化装置の使用により、基板１０１のラジカルへの曝露がもたらされ、基板１０１のイオンへの曝露を最小化する。
【００２１】
[0027] 図１Ｂは、本明細書で説明される実施形態による、基板処理システム１００の一部分の概略上面図である。基板処理システム１００は、熱処理チャンバ１０２と前駆体活性化装置１８０を含む。窓アセンブリ１１７は、明瞭さのために省略されている。前駆体活性化装置１８０は、例えば約６kWの電力で動作する、マイクロ波に組み合わされたプラズマ源（microwave coupled plasma source）などの任意の適切な前駆体活性化装置であってよい。前駆体活性化装置１８０は、前駆体活性化装置１８０内で生成されたガスを熱処理チャンバ１０２に向けて流すために、熱処理チャンバ１０２に連結されている。前駆体活性化装置１８０は、供給ライン１９０を介して熱処理チャンバ１０２に連結されている。ガスがプラズマ生成領域に到達すると、ガスは励起されてプラズマを生成する。プラズマ生成領域の下流では、ガス中性粒子（gas neutrals）、ガスイオン、及びガスラジカルが、プラズマ生成領域から排気部に向けて流れる。前駆体活性化装置１８０内で生成されたガスラジカル、及びガス中性粒子は、基板１０１処理中に供給ライン１９０を通って熱処理チャンバ１０２の中に流れる。
【００２２】
[0028] チャンバ本体１０８は、側壁１１４などの外面、及び内面１２３を有する。内面１２３は、部分的に処理領域１１３を画定し、処理領域１１３内では、基板１０１が処理向けに配置される。内面１２３は、熱処理チャンバ１０２内で処理されている基板１０１の形状（この場合では、円形状）と類似した形状を有してよい。外装形状１２４は、矩形状、正方形状、又は他の適切な形状であってよい。１以上の実施形態では、チャンバ本体１０８が、内面１２３を提供する流体流れ本体を含む。
【００２３】
[0029] 熱処理チャンバ１０２は、プロセスガスを熱処理チャンバ１０２から除去するために、分散されたポンピング構造１２７を有する。ここで、流れアセンブリ１２５からポンピングポートへのラジカルの流れを調整するために、チャンバ本体１０８の第２の側部又は側壁１１４に隣接して、２つのポンピングポート１２８、１３０が設けられている。２つのポンピングポート１２８、１３０は、チャンバ本体１０８の側壁１１４においてガス流経路の方向とは垂直なライン１４０に沿って互いから間隔を空けられている。他の実施形態では、ライン１４０が、ガス流経路の方向と垂直ではなく、ライン１４０が、ガス流経路の方向に対して鋭角又は鈍角を形成してよい。他の実施形態は、ラインに沿って配置されていないが、分散されたポンピング構造を提供するために、第２の側部又は第２の側壁１１４の近くの領域内に分散されてよい、２つ（又はそれ以上）のポンピングポートを有してよい。
【００２４】
[0030] ラジカルが前駆体活性化装置１８０から熱処理チャンバ１０２の処理領域１１３へ流れるために、外面又は側壁１１４から内面１２３にチャンバ本体１０８の側壁１１４を通って延在する流れアセンブリ１２５（例えば、ガス流導管）が、チャンバ入口１７５内に配置されている。流れアセンブリ１２５は、酸素ラジカルなどのプロセスガスとの相互作用を低減させるために、石英やシリカなどの材料から製作されている。窒素ラジカルと共に使用される実施形態では、流れアセンブリ１２５が、窒化ケイ素などの耐窒化性材料から作製されてよい。流れアセンブリ１２５は、熱処理チャンバ１０２へ流れるラジカルの流れの収縮を低減させるように設計されている。流れアセンブリ１２５は、導管１２９の中央エリアから導管１２９の周縁に向けて流体の流れを調整するための分流器１２６を含む。
【００２５】
[0031] 分流器１２６がない場合、ガスは、導管１２９から処理領域１１３の中に流れ、導管１２９を出る気柱内の圧力勾配の影響下で、処理領域１１３の中に広がる。しかし、ガスの流量は、ガス流が基板１０１の縁部分を実質的にカバーするように、気柱内の圧力勾配がガス流を広げるための十分な時間を提供しない。したがって、分流器１２６又は流れアセンブリ１２５の同様な構造がない場合、基板１０１上に形成される酸化物層は、不均一な厚さを有する。それによって、基板の中央における酸化物層は、基板の縁部における酸化物層より最大で４０パーセントまで厚くなり得る。基板の縁部分を実質的にカバーするようにガス流を広げるために分流器１２６を利用することによって、基板上に形成される酸化物層は、５パーセント以下の改善された厚さの不均一を有し得る。
【００２６】
[0032] 図２Ａ〜図２Ｄは、流れアセンブリ１２５の斜視図を示している。図２Ａ及び図２Ｂは、出口側部が視認可能な流れアセンブリ１２５の２つの断片を示している。図２Ａは、本明細書で説明される実施形態による、流れアセンブリ１２５の下側ライナーの斜視図である。図２Ｂは、本明細書で説明される実施形態による、流れアセンブリ１２５の上側ライナーの斜視図である。図２Ｃは、流れアセンブリ１２５の概略的な上面図である。図２Ｄは、出口側部からみて反対の入口側部が視認可能な流れアセンブリ１２５を示している。
【００２７】
[0033] 流れアセンブリ１２５は、分流器１２６を収容する内部空間１３１を有する流れ部材２２２を含む。流れ部材２２２は、流れアセンブリ１２５の下側ライナーと上側ライナーを含む。１以上の実施形態では、流れ部材２２２が、湾曲した縁部を有する矩形状の外部形状を有する。流れ部材２２２は、入口側部２０４とは反対の出口側部２０２、出口側部２０２及び入口側部２０４と垂直な第１の周縁側部２０６、第１の周縁側部２０６とは反対の第２の周縁側部２０８、上部２１２とは反対側の下部２１０、並びに内部チャネル２３６を含む。
【００２８】
[0034] 第１の周縁側部２０６と第２の周縁側部２０８は湾曲しており、上部２１２から下部２１０へ、周縁側部２０６、２０８のそれぞれの周りに円筒形状の湾曲が存在する。流れ部材２２２の第１の周縁側部２０６と第２の周縁側部２０８の湾曲は、流れ部材をラジアス側部を有する導管１２９の中にフィットさせることを容易にする。入口側部２０４は、凹部２３４を含む。入口側部２０４は、第１の部分２３０（図２Ｃ）、第２の部分２３２を有し、凹部２３４が、周縁側部２０６、２０８の間の入口側部２０４の中心の周りで入口側部２０４内に形成されている。したがって、図２Ａ〜図２Ｄにおいて描かれている実施形態のうちの幾つかでは、第１の部分２３０と第２の部分２３２が、第１の周縁側部２０６から第２の周縁側部２０８までで測定された場合に、実質的に同じ長さである。他の実施形態では、第１の部分２３０と第２の部分２３２が、異なる長さを有してよく、第１の部分２３０が第２の部分２３２より長くてよく、又は第２の部分２３２が第１の部分２３０より長くてよい。凹部２３４は、それぞれ、第２の部分２３２と第１の部分２３０に交差する側壁２３８、２４０を含む。側壁２３８は、凹部２３４と第２の部分２３２の両方に垂直であり、それらの間にある。側壁２４０は、凹部２３４と第１の部分２３０の両方に垂直であり、それらの間にある。
【００２９】
[0035] 凹部２３４は、入口２２７を含む。入口２２７は、卵型、円形、楕円形、正方形、矩形、又は任意の他の幾何学的な形状を含む、任意の形状であってよい。入口２２７は、供給ライン１９０から流れアセンブリ１２５の内部チャネル２３６の中への流体連結を提供する。
【００３０】
[0036] 流れアセンブリ１２５の出口側部２０２は、供給ライン１９０の開口内に設置されたときに、処理領域１１３に対面する。出口側部２０２は、出口２１８を含む。図２Ｃの上面図で見られるように、出口側部２０２は、２つの平坦な部分（第１の平坦部分２２６と第２の平坦部分２２８）の間に、凹形の湾曲した部分２２４を含む。その場合、平坦部分２２６及び２２８は、流れアセンブリ１２５の周縁側部に隣接している。この場合では、第１の平坦部分２２６が、第１の周縁側部２０６に隣接し、第２の平坦部分２２８が、第２の周縁側部２０８に隣接している。凹形の湾曲した部分２２４は、第１の平坦部分２２６又は第２の平坦部分２２８の何れの長さよりも大きい長さを有する。１以上の実施例では、第１の周縁側部２０６から凹形の湾曲した部分２２４への方向における第１の平坦部分２２６の長さが、第２の周縁側部２０８から凹形の湾曲した部分２２４への第２の平坦部分２２８の長さと同じである。他の実施例では、第１の周縁側部２０６から凹形の湾曲した部分２２４への方向における第１の平坦部分２２６の長さが、第２の周縁側部２０８から凹形の湾曲した部分２２４への第２の平坦部分２２８の長さと同じでない。
【００３１】
[0037] 出口２１８は、凹形の湾曲した部分２２４内に形成され、処理領域１１３を内部チャネル２３６と流体連結する。出口２１８は、入口２２７の対応する横寸法よりも大きい横寸法を有する。出口２１８は、入口２２７より大きい断面積も有する。内部チャネル２３６は、流れアセンブリ１２５を通って入口２２７から出口２１８に延在する。内部チャネル２３６は、入口２２７から出口２１８へ移行する内面を有し、拡大する断面積を提供する。ここで、内部チャネル２３６は、側方に拡大し、他の実施形態では、内部チャネル２３６が、高さ方向に拡大してもよい。
【００３２】
[0038] 内部チャネル２３６は、上部２１２と下部２１０の内面、及び２つの内部チャネル壁２４２、２４４によって、部分的に画定される。１以上の実施形態では、内部チャネル壁２４２、２４４が、湾曲し、入口側部２０２から出口側部２０４に延在する。流れアセンブリ１２５の出口側部２０２における内部チャネル壁２４２の端部は、入口側部２０４における内部チャネル壁２４２の端部より、第１の周縁側部２０６に近い。したがって、内部チャネル壁２４２は、入口２２７から出口２１８に向けて広がる（後退する）。同様に、出口側部２０２における内部チャネル壁２４４の端部は、入口側部２０４における内部チャネル壁２４４の端部（したがって、内部チャネル壁２４４）より、第２の周縁側部２０８に近い。内部チャネル２３６は、流路に沿って流れアセンブリ１２５の入口側部２０４から出口側部２０２へ、周縁側部２０６及び２０８向かって拡大する。
【００３３】
[0039] １以上の実施形態では、分流器１２６が、内部チャネル２３６内に配置され、分流器１２６の平坦な側部は、流れ部材２２２の下部２１０に当接している。他の実施形態では、分流器１２６が、内部チャネル２３６内に配置され、平坦な側部は、流れ部材２２２の上部２１２に当接している。ある実施形態では、分流器１２６が、流れ部材２２２の上部２１２と下部２１０のそれぞれに沿って、内部チャネル２３６内に配置されている。各場合では、分流器１２６が、内部チャネル２３６の中央エリア内の内部チャネル２３６を通る流路の断面積を低減させ、ガス流を内部チャネル２３６の周縁に向けて促し、それによって、分流器が存在しない場合のガス流と比較して、ガスが処理領域１１３に入る際に、外向きに流れるガスの部分を増加させる。
【００３４】
[0040] 図３で見られるように、１以上の実施形態では、分流器１２６が、平坦面３０２、起伏面３０４、出口端部３１３における面３１２（例えば、湾曲した面）、及び入口端部３１４における縁部３１５を含む。分流器１２６は、内部チャネル２３６内に配置され、平坦面３０２は、上部２１２又は下部２１０の何れかに接触している。上述されたように、ある場合では、２つの分流器１２６が、使用されてよく、それらのそれぞれの平坦面が互いに対して接触した状態で配置されてよい。ここで、分流器１２６は、流れ部材２２２の下部２１０に取り付けられる分離した断片として製造されているが、ある場合では、流れ部材２２２と分流器１２６が、単一の断片として形成（例えば、成型又は彫刻）されてよい。図２Ａ〜図２Ｄで描かれた実施形態のうちの幾つかでは、分流器１２６が、出口側部２０２から内部チャネル２３６に沿って入口側部２０４に部分的に延在する。他の実施形態では、分流器１２６が、出口側部２０２から入口側部２０４に全体的に延在してよい。分流器１２６は、内部チャネル２３６の中央エリアの近くの流路の断面積を低減させる形状を有する。
【００３５】
[0041] 分流器１２６の上部３０４は、第１のセグメント３０６、第２のセグメント３０８、及び第３のセグメント３１０を含む。その場合、セグメント３０６、３０８、３１０のそれぞれは、概して、ガス流に面する三角形状面を有する。分流器１２６は、第３のセグメント３１０が第１のセグメント３０６に合う第１の縁部３２０、及び第３のセグメント３１０が第２のセグメント３０８に合う第２の縁部３２２を含む。１以上の実施形態では、第１の縁部３２０と第２の縁部３２２が、分流器１２６のガス流出口側部における面３１２（例えば、湾曲した面）から、分流器１２６のガス流入口端部における入口端部３１４へ、直線な縁部として延在する。他の実施形態では、第１の縁部と第２の縁部が、第３のセグメント３１０から離れるように湾曲し、面３１２から入口端部３１４に延在する。ある実施形態では、第１の縁部が、第２の縁部とは異なっている。第３のセグメント３１０は、正三角形を逆さまにして見た形状を有する。他の実施形態では、第３のセグメント３１０が、ダイヤモンド形状又は曲線のある三角形状を有してよく、又は、複数の辺のうちの一部若しくは全部が湾曲した多角形の形状であってよい。例えば、２つの直線的な辺及び１つの湾曲した辺を有する三角形状であって、湾曲した辺が面３１２に隣接している三角形状である。更に他の実施形態では、第３のセグメント３１０が、３つを超える縁部又は辺を有してよく、例えば、台形状、平行な辺がない四角形状、星形状、デルタ字形状、又は任意の他の有用な形状であってよい。
【００３６】
[0042] １以上の実施形態では、第１のセグメント３０６が、第２のセグメント３０８又は第３のセグメント３１０と同一平面上にない。図３で示されているように、第１のセグメント３０６と第２のセグメント３０８は、第３のセグメント３１０によって画定される平面から、平坦面３０２に向けて、反対方向に分岐する流れフェイシング面を有する。分流器１２６は、３つのセグメントを有する。その３つのセグメントのうちの第３のセグメント３１０は、ガス流の方向において内向きに先細りし、１つの平面からもう１つの平面に隆起する。他の実施形態では、第１のセグメント３０６と第２のセグメント３０８も、平坦であってよい。他の実施形態では、全てのセグメント３０６、３０８、及び３１０が湾曲している。
【００３７】
[0043] 面３１２は、凹形で三日月形の輪郭を有している。三日月の端部において、分流器１２６は、端部３１６（例えば、鋭く尖った端部）を有する。面３１２は、面３１２が第３のセグメント３１０と交差するところで、第１の高さＤ１を有する。面３１２の高さは、端部３１６に向かって減少する。面３１２の中心と端部３１６との間のポイントでは、面３１２が、高さＤ１より低い第２の高さＤ２を有する。第３のセグメント３１０は、分流器１２６の入口端部３１４において、分流器１２６の縁部３１５と一致する縁部を有する。入口端部３１４では、分流器１２６が、縁部３１５に沿って実質的に一定の厚さを有する。入口縁部３１４における分流器１２６の厚さは、高さＤ１未満である。それによって、第３のセグメント３１０が、（例えば、入口端部３１４から出口端部３１３への）流れ方向において平坦面３０２からわずかに離れるように延在する。１以上の実施形態では、面３１２の長さが、流れ部材２２２の出口側部２０２の全長さの３／５と４／５の間である（図２Ａ）。
【００３８】
[0044] プロセスガスが流れアセンブリに入ると、分流器は、ガスを導管の外側縁部に向けて導く。分流器は、導管内の圧力勾配を変更し、圧力及び濃度の勾配に対する自然な反応が実現できるよりも速い分配を促進する。導管の形状を変更することにより、分流器は、導かれる流れによって、より多くのガスを中央から離れるように誘導する。分流器の高さ及び長さを変更することによって、基板に向かうガス流は、基板の縁部に向けられ、堆積の均一性および縁部のプルアップを提供する。
【００３９】
[0045] 以上の記述は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱せずに本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。本明細書で説明される全ての文書は、参照されることによって本明細書に組み込まれる。その文書は、任意の優先権書類、及び／又は、このテキストと矛盾しない範囲内での試験手順を含む。以上の一般的な説明と具体的な実施形態から明らかなように、本開示の複数の形態が図示され説明されてきたが、本開示の精神及び範囲から逸脱することなしに、様々な変形が行われ得る。したがって、それによって本開示が限定されることは意図していない。同様に、「備える、含む（comprising）」という用語は、米国法の目的のために、「含む（including）」という用語と同義であると考えられる。同様に、組成、要素、又は複数の要素の群の前に「備える、含む（comprising）」という移行フレーズが付いている場合には、常に、組成、要素、又は複数の要素の前に「本質的に〜から成る（consisting essentially of）」、「〜から成る（consisting of）」、「〜から成る群から選択される（selected from the group of consisting of）」、又は「である（is）」という移行フレーズを有する、同じ組成又は複数の要素の群も考慮されていると理解され、逆もまた同様である。
【００４０】
[0046] 特定の実施形態及び特徴が、一組の数値上限と一組の数値下限を使用して説明された。別段の指定がない限り、任意の２つの値の組み合わせ、例えば、任意の下側値と任意の上側値の組み合わせ、任意の２つの下側値の組み合わせ、及び／又は任意の２つの上側値の組み合わせが、考慮されていると理解されたい。特定の下側値、上側値、及び範囲は、以下の１以上の請求項内で現れる。
【図１Ａ】
2021511667.tif 000003
【図１Ｂ】
2021511667.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年10月8日(2020.10.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバであって、
第１の側部及び前記第１の側部とは反対の第２の側部を備えるチャンバ本体と、
前記第１の側部内に配置された流れアセンブリとを備え、前記流れアセンブリが、
流れ部材の入口から出口へ側方に拡大する導管、並びに
分流器であって、
湾曲した面を有する出口端部、
前記出口端部とは反対側の入口端部、
起伏のある上部であって、第１のセグメント、第２のセグメント、及び第３のセグメントを備え、前記第１のセグメントが三角形状であり、前記第２のセグメントが第１の湾曲した縁部を有する三角形状であり、前記第３のセグメントが第２の湾曲した縁部を有する三角形状である、起伏のある上部、及び
下部を備える、分流器を備え、
前記処理チャンバが更に、
前記第２の側部に隣接した分散されたポンピング構造を備える、処理チャンバ。
【請求項２】
前記分流器が、変動する高さを有する、請求項１に記載の処理チャンバ。
【請求項３】
前記分流器の第１の側部が、第１の長さを有し、前記流れアセンブリの第１の側部が、第２の長さを有し、前記第１の長さが、前記第２の長さの３／４と４／５の間である、請求項１に記載の処理チャンバ。
【請求項４】
前記流れアセンブリが、凹部を備える、請求項１に記載の処理チャンバ。
【請求項５】
処理システムであって、
前駆体活性化装置と、
前記前駆体活性化装置に連結された処理チャンバとを備え、前記処理チャンバが、
第１の側部及び前記第１の側部とは反対の第２の側部を備えるチャンバ本体と、
前記第１の側部内に配置された流れアセンブリとを備え、前記流れアセンブリが、
入口側部を有する流れ部材を備え、前記流れ部材が、
凹部、
前記凹部内の入口、及び
前記入口側部とは反対の出口側部であって、湾曲し、出口を有する出口側部を備え、
前記流れアセンブリが更に、
分流器であって、
前記流れ部材の前記出口側部の前記湾曲に適合するように湾曲した面を有する出口端部、
前記出口端部とは反対側の入口端部、
起伏のある上部であって、第１のセグメント、第２のセグメント、及び第３のセグメントを備え、前記第１のセグメントが三角形状であり、前記第２のセグメントが第１の湾曲した縁部を有する三角形状であり、前記第３のセグメントが第２の湾曲した縁部を有する三角形状である、起伏のある上部、及び
下部を備える、分流器を備え、
前記処理チャンバが更に、
前記第２の側部に隣接した基板支持部分内に位置付けられた分散されたポンピング構造を備える、処理システム。
【請求項６】
前記流れ部材が更に、前記流れ部材を通って前記入口側部から前記出口側部に延在し、前記入口を前記出口と流体連結する導管を備える、請求項５に記載の処理システム。
【請求項７】
前記導管が、前記入口から前記出口へ側方に拡大する、請求項６に記載の処理システム。
【請求項８】
前記分流器が、前記本体の下部に配置されている、請求項７に記載の処理システム。
【請求項９】
前記分流器が、前記導管に適合する拡大する幅を更に備える、請求項６に記載の処理システム。
【請求項１０】
前記導管が、前記流れ部材を通って前記入口側部から前記出口側部まで配置され、前記入口を前記出口と流体連結する、請求項６に記載の処理システム。
【請求項１１】
前記分流器の第１の側部が、第１の長さを有し、前記流れアセンブリの第１の側部が、第２の長さを有し、前記第１の長さが、前記第２の長さの３／４と４／５の間である、請求項５に記載の処理システム。
【請求項１２】
流れアセンブリであって、
流れ部材を備え、前記流れ部材が、
凹部と、前記凹部内の入口とを備える、入口側部、及び
前記入口側部とは反対の出口側部であって、湾曲し、出口を有する出口側部を有し、
前記流れアセンブリが更に、
前記流れ部材を通って前記入口側部から前記出口側部まで配置された導管であって、前記入口を前記出口と流体連結し、前記入口から前記出口へ側方に拡大する導管、並びに
前記導管内に配置された分流器を備え、前記分流器が、
前記流れ部材の前記出口側部の前記湾曲に適合するように湾曲した面を有する出口端部、
入口端部、
前記導管に適合する拡大する幅、
起伏のある上部であって、三角形状の第１のセグメント、第１の湾曲した縁部を有する三角形状の第２のセグメント、及び第２の湾曲した縁部を有する三角形状の第３のセグメントを備える、起伏のある上部、及び
下部を備える、流れアセンブリ。
【請求項１３】
前記分流器の第１の側部が、第１の長さを有し、前記流れアセンブリの第１の側部が、第２の長さを有し、前記第１の長さが、前記第２の長さの３／４と４／５の間である、請求項１２に記載の流れアセンブリ。
【請求項１４】
前記分流器が、前記本体の下部に配置されている、請求項１２に記載の流れアセンブリ。
【国際調査報告】
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