(57)【要約】  本開示の実施態様は、ＣＶＤプロセスによって基板上に堆積される膜の品質を改善するための装置に関する。具体的には、分岐ガス供給アセンブリは、環状プレナムに入るプロセスガスを均一に分配する。実質的に等しい流動コンダクタンスを有する第１の複数の導管の各導管は、実質的に等しい流動コンダクタンスを有する第２の複数の導管の１つ又は複数の導管と流体連結している。第２の複数の導管の各導管は、複数のアウトレットの１つで終端する。複数のアウトレットの各アウトレットは、環状プレナム内に形成された複数のインレットポートの１つ又は複数のインレットポートと流体連結している。複数のインレットポートの各インレットポートは、環状プレナムの中心軸を中心として等距離に離間して配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に処理容積部を画定する蓋とチャンバ本体であって、蓋が、それを貫通して形成されたポートを有する、蓋とチャンバ本体；
第１の端部と第２の端部とを有し、第１の端部にある開口部がポートと流体連結する、ガス供給管；
ガス供給管と流体連結する実質的に等しい流動コンダクタンスを有する第１の複数の導管であって、各導管が、第１の複数のアウトレットの１つで終端する、第１の複数の導管；
実質的に等しい流動コンダクタンスを有する第２の複数の導管であって、各導管が第１の複数のアウトレットの１つと流体連結し且つ第２の複数のアウトレットの１つで終端する、第２の複数の導管；及び
内部に環状プレナムを画定するプレナム本体であって、内部に形成された複数のインレットポートを有し、第２の複数のアウトレットの各アウトレットが複数のインレットポートの少なくとも１つと流体連結しており、複数のインレットポートは、プレナム本体の中心軸を中心として等距離に離間して配置されており、ガス供給管は、環状プレナムと流体連結する少なくとも１つの開孔を有する、プレナム本体
を備える装置。
【請求項２】
少なくとも１つの開孔が連続的な環状開口部である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
少なくとも１つの開孔が、中心軸を中心として半径方向に分配された複数の開口部を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
処理容積部とガス供給管の第１の端部にある開口部との間に配置されたシャワーヘッドであって、それを貫通して形成された複数の通路を有し、複数の通路がガス供給管及び処理容積部と流体連結している、シャワーヘッド
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
第２の複数のアウトレットが、プレナム本体の中心軸を中心として等距離に離間して配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
内部に処理容積部を画定する蓋とチャンバ本体であって、蓋が、それを貫通して形成されたポートを有する、蓋とチャンバ本体；
第１の端部と第２の端部とを有し、第１の端部にある開口部がポートと流体連結する、ガス供給管；
内部に第１のプレナムを画定する第１のプレナム本体であって、ガス供給管と流体連結する第１のインレットを有し、且つ少なくとも第１のアウトレット及び第２のアウトレットを有し、少なくとも第１のアウトレット及び第２のアウトレットは各々が実質的に等しい流動コンダクタンスを有する、第１のプレナム本体；
内部に第２のプレナムを画定する第２のプレナム本体であって、少なくとも第１のアウトレット及び第２のアウトレットと流体連結する少なくとも第２のインレット及び第３のインレットを有し、且つ各々が実質的に等しい流動コンダクタンスを有する少なくとも第３のアウトレット、第４のアウトレット、第５のアウトレット、及び第６のアウトレットを有する第２のプレナム本体；並びに
内部に環状プレナムを画定する第３のプレナム本体であって、内部に形成された複数のインレットポートを有し、複数のインレットポートは、第３のプレナム本体の中心軸を中心として等距離に離間して配置されており、且つ第３のアウトレット、第４のアウトレット、第５のアウトレット及び第６のアウトレットの少なくとも１つと流体連結しており、ガス供給管は環状プレナムと流体連結する少なくとも１つの開孔を有する、第３のプレナム本体
を備える装置。
【請求項７】
少なくとも１つの開孔が連続的な環状開口部である、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも１つの開孔が、中心軸を中心として半径方向に分配された複数の開口部を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
プロセス容積部とガス供給管の第１の端部にある開口部との間に配置されたシャワーヘッドであって、それを貫通して形成された複数の通路を有し、複数の通路が、ガス供給管及びプロセス容積部と流体連結している、シャワーヘッド
をさらに備える、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
環状プレナムの容積が、第１のプレナム及び第２プレナムの各々の容積よりも小さい、請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
内部に処理容積部を画定する蓋とチャンバ本体であって、蓋が、それを貫通して形成されたポートを有する、蓋とチャンバ本体；
第１の端部と第２の端部とを有し、第１の端部にある開口部がポートと流体連結するガス供給管であって、それを貫通して形成された複数のインレットポートを有するガス供給管；
内部に、ガス供給管と流体連結する第１のプレナムを画定する第１のプレナム本体であって、内部に形成された第１の複数のアウトレットを有する第１のプレナム本体；
内部に第２のプレナムを画定する第２のプレナム本体であって、第１の複数のインレットと第２の複数のアウトレットとを有する第２のプレナム本体；
内部に第３のプレナムを画定する第３のプレナム本体であって、第２の複数のインレットと第３の複数のアウトレットとを有する第３のプレナム本体；
内部に環状プレナムを画定する第４のプレナム本体であって、その内部に形成された第３の複数のインレットと第４の複数のアウトレットとを有する第４のプレナム本体；
各々が第１の複数のアウトレットの１つと第１の複数のインレット及び第２の複数のインレットの１つとの間に配置された第１の複数の導管；
各々が第２の複数のアウトレットの１つと第３の複数のインレットの１つとの間に配置された第２の複数の導管；
各々が第３の複数のアウトレットの１つと第３の複数のインレットの１つとの間に配置された第３の複数の導管；並びに
第４の複数のアウトレットと複数のインレットポートとの間に配置された１つ又は複数の通路
を備える装置。
【請求項１２】
第３の複数のインレットの数が、第２の複数のアウトレット及び第３の複数のアウトレットの数に等しい、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
インレットポートが、ガス供給管の中心軸を中心として等距離に離間して配置されており、第４のプレナム本体が蓋から離間して配置されている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
環状プレナムの容積が、第１のプレナム、第２のプレナム、及び第３のプレナムの各々の容積よりも小さい、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
第１の複数のアウトレット、第２の複数のアウトレット、第３の複数のアウトレット、及び第４の複数のアウトレットの各々が、実質的に等しい流動コンダクタンスを有する、請求項１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
分野
本開示の実施態様は、基板を製造するための処理装置に関する。具体的には、本開示はガス流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の説明
半導体基板は、一般に、層が基板上に堆積され、堆積された材料が所望のパターンにエッチングされる一連の処理工程によって製造される。この処理工程は、通常、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、及び他のプラズマ処理を含む。処理工程は、プロセスガスを処理チャンバに送達し、動力付きシャワーヘッドを利用して、処理チャンバ内にプラズマを生成することを含みうる。
【０００３】
基板の処理で遭遇する１つの問題は、処理チャンバ内への均一なガス流を確立することに関連する困難性である。不均一なガス流は、プロセスガスの不十分な混合をもたらし、基板の不均一な処理をもたらす。不均一なガス流及び混合は、基板上に堆積される層を不均一にする。
【０００４】
したがって、当技術分野で必要とされるのは、処理チャンバ内のガス流の対称性及びプラズマ分布を改善するための装置である。
【発明の概要】
【０００５】
一実施態様では、内部に処理容積部を画定する蓋とチャンバ本体とを含む装置が提供される。蓋は、それを貫通して形成されたポートを有する。この装置は、第１の端部と第２の端部とを含むガス供給管を含む。ガス供給管の第１の端部にある開口部は、ポートと流体連結している。第１の複数の導管の各導管は、実質的に等しい流動コンダクタンスを有し、ガス供給管と流体連結している。第１の複数の導管の各導管は、第１の複数のアウトレットの１つで終端する。第２の複数の導管の各導管は、実質的に等しい流動コンダクタンスを有し、第１の複数のアウトレットの１つと流体連結している。第２の複数の導管の各導管は、第２の複数のアウトレットの１つで終端する。内部に環状プレナムを画定するプレナム本体は、その中に形成された複数のインレットポートを有する。第２の複数のアウトレットの各アウトレットは、複数のインレットポートの少なくとも１つと流体連結している。複数のインレットポートは、プレナム本体の中心軸を中心として等距離に離間して配置され、ガス供給管は、環状プレナムと流体連結する少なくとも１つの開孔を有する。
【０００６】
別の実施態様では、内部に処理容積部を画定する蓋とチャンバ本体とを含む装置が提供される。蓋は、それを貫通して形成されたポートを有する。この装置は、第１の端部と第２の端部とを含むガス供給管を含む。ガス供給管の第１の端部にある開口部は、ポートと流体連結している。第１のプレナムは、ガス供給管と流体連結する第１のインレットを有する。第１のプレナムは、第１のアウトレットと第２のアウトレットとを有する。第１アウトレットと第２アウトレットは、実質的に等しい流動コンダクタンスを有する。第２のプレナムは、第２のインレットと第３のインレットとを有する。第２のインレット及び第３のインレットは、第１のアウトレット及び第２のアウトレットと流体連結している。第２のプレナムは、それを貫通して形成された、第３のアウトレットと、第４のアウトレットと、第５のアウトレットと、第６のアウトレットとを有する。第３のアウトレット、第４のアウトレット、第５のアウトレット、及び第６のアウトレットは各々が、実質的に等しい流動コンダクタンスを有する。プレナム本体は、内部に環状プレナムを画定する。プレナム本体は、その中に形成された複数のインレットポートを有する。複数のインレットポートの各ポートは、プレナム本体の中心軸を中心として等距離に離間して配置され、第３のアウトレット、第４のアウトレット、第５のアウトレット、及び第６のアウトレットの少なくとも１つと流体連結する。ガス供給管は、環状プレナムと流体連結する少なくとも１つの開孔を有する。
【０００７】
別の実施態様では、内部に処理容積部を画定する蓋とチャンバ本体とを含む装置が提供される。蓋は、それを貫通して形成されたポートを有する。ガス供給管は、第１の端部と第２の端部とを有する。ガス供給管の第１の端部にある開口部は、ポートと流体連結している。ガス供給管は、それを貫通して形成された複数のインレットポートを含む。第１のプレナムは、第１の複数のアウトレットを含み、ガス供給管と流体連結している。第２のプレナムは、第１の複数のインレットと第２の複数のアウトレットとを含む。第３のプレナムは、第２の複数のインレットと第３の複数のアウトレットとを含む。プレナム本体は、内部に環状プレナムを画定する。プレナム本体は、その中に形成された第３の複数のインレットと第４の複数のアウトレットとを含む。第１の複数の導管の各導管は、第１の複数のアウトレットの１つと第１の複数のインレットの１つとの間、又は第１の複数のアウトレットの１つと第２の複数のインレットの１つとの間に配置される。第２の複数の導管の各導管は、第２の複数のアウトレットの１つと第３の複数のインレットの１つとの間に配置される。第３の複数の導管の各導管は、第３の複数のアウトレットの１つと第３の複数のインレットの１つとの間に配置される。１つ又は複数の通路が、第４の複数のアウトレットと複数のインレットポートとの間に配置される。
【０００８】
本開示の上述の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約された本開示のより詳細な説明が、実施態様を参照することによって得られ、それらの実施態様の一部は添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本開示の典型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ものと見なすべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施態様も許容しうることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の一実施態様による処理チャンバの概略図を示す。
【図２】本開示の一実施態様によるプレナム本体の断面平面図を示す。
【図３】本開示の一実施態様による分岐ガス供給アセンブリの概略断面図を示す。
【図４】本開示の一実施態様による分岐ガス供給アセンブリの概略断面図を示す。
【図５】本発明の一実施態様による分岐ガス供給アセンブリの概略図を示す。
【図６】本開示の一実施態様による環状プレナムの平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
理解を容易にするために、可能な場合には、複数の図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。一実施態様の要素及び特徴は、さらなる記述がなくても、他の実施態様に有益に組み込まれうると考えられる。
【００１１】
本開示の実施態様は、ＣＶＤプロセスによって基板上に堆積される膜の品質を改善するための装置に関する。具体的には、分岐ガス供給アセンブリが、環状プレナムに入るプロセスガスを均一に分配する。実質的に等しい流動コンダクタンスを有する第１の複数の導管の各導管は、実質的に等しい流動コンダクタンスを有する第２の複数の導管の１つ又は複数の導管と流体連結している。第２の複数の導管の各導管は、複数のアウトレットの１つで終端する。複数のアウトレットの各アウトレットは、環状プレナム内に形成された複数のインレットポートの１つ又は複数のインレットポートと流体連結している。複数のインレットポートの各インレットポートは、環状プレナムの中心軸を中心として等距離に離間して配置される。
【００１２】
図１は、一実施態様による処理チャンバ１００の概略断面図を示す。処理チャンバ１００は、内部に処理容積部１２０を画定する蓋１０４と側壁１０２とを含む。処理チャンバ１００は、アルミニウム又はステンレス鋼といったプロセス耐性材料から製造される。基板支持体１０６は、処理容積部１２０内に配置される。基板支持体１０６は、処理中に基板１３０を支持する。一実施態様では、基板支持体１０６はセラミック材料から製造される。別の実施態様では、基板支持体１０６は、炭化ケイ素材料などのケイ素含有材料でコーティングされたグラファイト材料から製造される。
【００１３】
蓋１０４は、それを貫通して形成されたポート１０８を有する。ポート１０８は、ガス供給管１１０の第１の端部１３２にある開口部に連結されている。ガス供給管１１０の第２の端部１３４は、遠隔プラズマ源１１２に接続される。シャワーヘッド１１４は、１つ又は複数のスタンドオフ１３８を介して基板支持体１０６に対向する蓋１０４の表面１３６に連結されている。複数の通路１４０がシャワーヘッド１１４を貫通して形成されている。蓋１０４とシャワーヘッド１１４とは、それらの間にプレナム１１６を画定し、これによりポート１０８から出たガスがプレナム１１６内に入ることができる。ガスは、プレナム１１６からシャワーヘッド１１４内の通路１４０を通って進み、処理容積部１２０内に入る。高周波（ＲＦ）電源１４２がシャワーヘッド１１４に連結されている。
【００１４】
１つ又は複数のプロセスガスが、ガス供給管１１０を取り囲むプレナム本体１１８からガス供給管１１０に供給される。上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、パージガスが遠隔プラズマ源１１２からガス供給管１１０に入る。上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、プレナム本体１１８は環状である。分岐ガス供給アセンブリ１２２は、プレナム本体１１８に連結されている。分岐ガス供給アセンブリ１２２は、インレット１２４とガスパネル１２６との間に延びる導管１５０に連結されたインレット１２４を有している。分岐ガス供給アセンブリ１２２の複数のアウトレット１２８は、プレナム本体１１８に連結されている。上述した１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、プレナム本体１１８は、アルミニウム又はステンレス鋼といったプロセス耐性材料から製造される。
【００１５】
排気口１６０は、蓋１０４の反対側で処理チャンバ１００を貫通して形成される。上述の１つ又は複数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、排気口１６０は、蓋１０４に隣接する側壁１０２を貫通して形成される。排気口１６０は、真空ポンプ（図示せず）に連結されて、処理容積部１２０からガスを排気することができる。
【００１６】
動作中、基板１３０は、処理チャンバ１００内で基板支持体１０６上に位置決めされる。パージガスが遠隔プラズマ源１１２からガス供給管１１０に流入する。プロセスガスは、分岐ガス供給アセンブリ１２２を通って処理容積部１２０に送達される。プロセスガスは、導管１５０及び分岐ガス供給アセンブリ１２２を通ってプレナム本体１１８へと流れる。プレナム本体１１８に入ると、プロセスガスはその中で対称に分配される。プロセスガスは、プレナム本体１１８から半径方向内側に、半径方向に対称な分布でガス供給管１１０に送達される。プロセスガスの半径方向に対称な分布は、ガス供給管１１０内でのプロセスガスとパージガスとの混合を可能にする。
【００１７】
ガス供給管１１０内のガス（パージガスを含む）が処理容積部１２０に向かって流れる際に、ガスは、ポート１０８から出てプレナム１１６に流入するまでガス供給管１１０内で継続的に混合する。ガスのさらなる混合がプレナム１１６内で起こる。ガスは、シャワーヘッド１１４内の通路１４０を通って処理容積部１２０内に移動する。処理容積部１２０内のガスは、基板１３０上において材料をエッチング又は堆積するために利用することができる。ＲＦ電源１４２は、ＲＦエネルギーをシャワーヘッド１１４に供給して、処理容積部１２０内にプラズマを生成及び／又は維持する。上述の１つ又は複数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１０６を加熱し、堆積プロセスを実施して基板１３０上に材料を堆積させる。基板１３０が処理された後、プロセスガスの流れはガスパネル１２６で終了する。
【００１８】
基板１３０が処理チャンバ１００から除去された後、処理チャンバ１００及びシャワーヘッド１１４を洗浄するために、クリーニング剤が遠隔プラズマ源１１２からガス供給管１１０を通して処理チャンバ１００内に送達される。上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、洗浄剤は、処理チャンバ１００の内部を洗浄するためにフッ素ラジカルを処理容積部１２０に送達する遠隔プラズマ源１１２内に形成されたプラズマである。この実施態様では、パージガスは、ガスパネル１２６から分岐ガス供給アセンブリ１２２を通って処理容積部１２０に流入する。
【００１９】
図２は、一実施形態によるプレナム本体１１８の断面平面図である。プレナム本体１１８は、その中に形成された１つ又は複数のインレットポート２０２を有する。インレットポート２０２は、プレナム本体１１８の中心軸２０４を中心として等距離に離間して配置されている。ガス供給管１１０はプレナム本体１１８を貫通し、中心軸２０４を中心に同心円状に配置されている。したがって、プレナム本体１１８の中心軸２０４は、ガス供給管１１０の中心軸と同軸である（即ち、プレナム本体１１８の中心軸２０４はガス供給管１１０の中心軸である）。
【００２０】
インレットポート２０２の各々は、図１を参照して記載されたアウトレット１２８といった、分岐ガス供給アセンブリ１２２のアウトレットと整列しており且つ同アウトレットに連結されている。インレットポート２０２は各々が実質的に等しい流動コンダクタンスを有する。したがって、インレットポート２０２の各々を通って流れるガスの流量は実質的に等しい。上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、インレットポート２０２の形状及び寸法は、インレットポート２０２の各々に実質的に等しい流動コンダクタンスを可能にするために実質的に等しい。一実施例において、実質的に等しい流れは、＋／−１０％、例えば＋／−８％、例えば＋／−５％、例えば＋／−３％、例えば＋／−１％、例えば＋／−０．５％以内の体積流量である。
【００２１】
図３は、一実施態様による分岐ガス供給アセンブリ１２２の概略断面図である。分岐ガス供給アセンブリ１２２は、第１のプレナム３０２を画定する第１のプレナム本体３０１と、第２のプレナム３０６を画定する第２のプレナム本体３０５と、第３のプレナム３０８を画定する第３のプレナム本体３０７と、プレナム本体１１８とを含む。上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、第１のプレナム３０２は、ガス供給管１１０を取り囲む連続的な半環状プレナムである。別の実施態様では、第１のプレナム３０２は、ガス供給管１１０を取り囲む連続的な環状プレナム（図示しない）である。上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、第２のプレナム３０６と第３のプレナム３０８は、各々がガス供給管１１０の一部分を取り囲む対向する半環状プレナムである。この実施態様では、第２のプレナム本体３０５と第３のプレナム本体３０７は、第２のプレナム３０６と第３のプレナム３０８が互いに流体連結しないように不連続である。上述の１つ又は複数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、第２のプレナム３０６は第３のプレナム３０８と流体連結して、ガス供給管１１０を取り囲む連続的な環状プレナム（図示しない）を形成する。
【００２２】
上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、第１のプレナム本体３０１と第２のプレナム本体３０５と、第３のプレナム本体３０７とは、同じ材料から製造される。例えば、第１のプレナム本体３０１と第２のプレナム本体３０５と、第３のプレナム本体３０７とは、プロセス耐性材料、例えばアルミニウム、又はその合金から製造することができる。上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、第１のプレナム本体３０１と、第２のプレナム本体３０５と、第３のプレナム本体３０７とは、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）でコーティングされた金属材料から製造される。
【００２３】
第２のプレナム３０６と第３のプレナム３０８は、互いと実質的に同じ水平面内に配置される。第２のプレナム本体３０５と第３のプレナム本体３０７は、第１のプレナム本体３０１と蓋１０４との間に配置される。第１のプレナム３０２は、第２のプレナム３０６と第３のプレナム３０８に、第１のプレナム本体３０１を貫通して形成された１つ又は複数のアウトレット３４４と、第２のプレナム本体３０５を貫通して形成された１つ又は複数のインレット３４６と、第３のプレナム本体３０７を貫通して形成された１つ又は複数のインレット３４８との間に延びる１つ又は複数の導管３０４を介して連結されている。したがって、１つ又は複数の導管３０４は、第１のプレナム本体３０１と第２のプレナム本体３０５及び第３のプレナム本体３０７の各々との間に延びて、第１のプレナム３０２が第２のプレナム３０６及び第３のプレナム３０８の両方と流体連結することを可能にしている。したがって、１つ又は複数のアウトレット３４４は、第２のプレナム本体３０５を貫通して形成された１つ又は複数のインレット３４６と、第３のプレナム本体３０７を貫通して形成された１つ又は複数のインレット３４８とに流体連結されている。
【００２４】
上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、第１のプレナム３０２の内径３３０は、第２のプレナム３０６の内径３３４及び第３のプレナム３０８の内径３３８より小さい。上述の１つ又は複数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、第１のプレナム３０２の内径３３０は、第２のプレナム３０６の内径３３４及び第３のプレナム３０８の内径３３８と実質的に等しい。同様に、上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、第１のプレナム３０２の高さ３１８は、第２のプレナム３０６及び第３のプレナム３０８の高さ３３６より小さい。上述の１つ又は複数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、第１のプレナム３０２の高さ３１８は、第２のプレナム３０６及び第３のプレナム３０８の高さ３３６と実質的に等しい。
【００２５】
一実施例において、第２のプレナム３０６の内径３３４と第３のプレナム３０８の内径３３８とは実質的に等しい。同様に、第２のプレナム３０６の容積と第３のプレナム３０８の容積とが実質的に等しくてもよい。１つ又は複数の導管３０４の内径３３２は、第１のプレナム３０２の内径３３０より小さい。１つ又は複数の導管３０４の内径３３２も、第２のプレナム３０６及び第３のプレナム３０８それぞれの内径３３４、３３８より小さい。
【００２６】
プレナム本体１１８は、蓋１０４と第２のプレナム３０６及び第３のプレナム３０８の各々との間でガス供給管１１０上に配置され且つガス供給管に連結されている。プレナム本体１１８は、第１の本体部材３１０と、第２の本体部材３１２と、第３の本体部材３１４とを含む。第１の本体部材３１０は、ガス供給管１１０から横方向及び半径方向外側に延びている。第２の本体部材３１２は、第１の本体部材３１０に対向して且つ第１の本体部材３１０と平行にガス供給管１１０から横方向及び半径方向外側に延びる。第３の本体部材３１４は、第１の本体部材３１０と第２の本体部材３１２との間に且つ第１の本体部材３１０と第２の本体部材３１２とに直角に延びる。第１の本体部材３１０と、第２の本体部材３１２と、第３の本体部材３１４とは、その中に環状プレナム３１６を形成する。上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、環状プレナム３１６の高さ３４２は、第１のプレナム３０２の高さ３１８と、第２のプレナム３０６及び第３のプレナム３０８の高さ３３６より大きい。別の実施態様では、環状プレナム３１６の高さ３４２は、第１のプレナム３０２の高さ３１８と第２のプレナム３０６及び第３のプレナム３０８高さ３３６より小さい。
【００２７】
環状プレナム３１６は、ガス供給管１１０に形成された１つ又は複数の開孔３２４を介してガス供給管１１０と流体連結している。１つ又は複数の開孔３２４の各々は、実質的に等しい流動コンダクタンスを有する。上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、１つ又は複数の開孔３２４は、ガス供給管１１０の中心軸２０４を中心とする単一の連続的な環状開口部である。上述の１つ又は複数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、１つ又は複数の開孔３２４は、ガス供給管１１０の周囲に配置された複数の不連続な開孔である。この実施態様では、１つ又は複数の開孔３２４の各々は、環状プレナム３１６からガス供給管１１０まで１つ又は複数の開孔３２４を通るガスの実質的に等しい流動コンダクタンスを可能にするために、実質的に同様の形状及び寸法を有する。
【００２８】
１つ又は複数の締め付け部材３２０、３２２が、１つ又は複数の開孔３２４内に配置されている。締め付け部材３２０、３２２は、第１の本体部材３１０と第２の本体部材３１２がそれぞれガス供給管１１０に連結されている位置でガス供給管１１０に連結される。締め付け部材３２０、３２２は、ガス供給管１１０に平行に且つ第１の本体部材３１０及び第２の本体部材３１２に直角に、ガス供給管１１０に連結される。１つ又は複数の開孔３２４の高さ３４０は、締め付け部材３２０、３２２のために、環状プレナム３１６の高さ３４２より小さい。１つ又は複数の開孔３２４の直径の方が小さいことにより、環状プレナム３１６からガス供給管１１０へのガスのジェット流が形成される。
【００２９】
動作時には、１つ又は複数のプロセスガスは、１つ又は複数のインレット（図示しない）を介して第１のプレナム３０２に流入する。プロセスガスは、第１のプレナム３０２を満たし、１つ又は複数の導管３０４を通って第２のプレナム３０６及び第３のプレナム３０８へと広がる。プロセスガスは、第２のプレナム３０６と第３のプレナム３０８とを満たし、１つ又は複数の導管（図４に示す）を通って環状プレナム３１６へと移動する。
【００３０】
図４は、一実施態様による分岐ガス供給アセンブリ１２２の概略断面図である。図示のように、第２のプレナム３０６及び第３のプレナム３０８は、１つ又は複数の導管４０２を介して環状プレナム３１６と流体連結している。１つ又は複数の導管４０２は、第１の本体部材３１０を貫通して形成された１つ又は複数のインレットポート２０２と整列する。１つ又は複数の導管４０２の各々は、実質的に等しい流動コンダクタンスを有する。
【００３１】
上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、図２に示される１つ又は複数のインレット３４６、３４８は、１つ又は複数のインレットポート２０２の間で、それぞれ第２のプレナム本体３０５及び第３のプレナム本体３０７を貫通して形成されている。即ち、第１のプレナム本体３０１と第２のプレナム本体３０５と第３のプレナム本体３０７との間に配置された１つ又は複数の導管３０４は、プレナム本体１１８と第２のプレナム本体３０５と第３のプレナム本体３０７との間に配置された１つ又は複数の導管４０２からオフセットされている。
【００３２】
導管４０２の内径４１０は、環状プレナム３１６の内径４２０より小さい。プレナム本体１１８は、蓋１０４から離間して配置されている。例えば、蓋１０４と第２の本体部材３１２との間の距離４５０は、約０．５インチから約３．５インチの間、例えば約１インチと約２インチの間、例えば、約１．５インチである。蓋１０４と第２の本体部材３１２との間の距離４５０は、ガス流が、ポート１０８を出る前にガス供給管１１０内で混合することを可能にする。距離４５０はまた、処理中に蓋１０４によって吸収される熱放射に起因する環状プレナム３１６内でのガス流の熱活性化を防止する。
【００３３】
上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、環状プレナム３１６の高さ３４２は導管４０２の内径４１０より小さい。この実施態様では、環状プレナム３１６の容積は、導管４０２の容積より小さく、導管４０２を通って環状プレナム３１６へと流れる流体の速度を上昇させる。即ち、導管３０４（図３を参照して記載）及び導管４０２の各々の流体圧が概ね且つ実質的に一定であると仮定すると、導管４０２を通る流体の流体流速度と比較して、より小さい環状プレナム３１６の容積は、環状プレナム３１６を通ってガス供給管１１０に流入する流体の速度を上昇させる。
【００３４】
１つ又は複数のインレットポート２０２を介して１つ又は複数の導管４０２を出ると、プロセスガスはプレナム１１６を満たし、開孔３２４を通ってガス供給管１１０に入る。ガス供給管１１０内のパージガスは、遠隔プラズマ源、例えば図１に示される遠隔プラズマ源１１２から、蓋１０４のポート１０８に向かって移動する。ガス供給管１１０に入ると、プロセスガスは、ガス供給管１１０の容積部４３０内でパージガスと混合する。ガス（パージガスを含む）は、ポート１０８を出て、蓋１０４とシャワーヘッド１１４との間のプレナム１１６に入り、そこで混合を継続した後に複数の通路１４０を通って広がり、処理容積部、例えば図１に示される処理容積部１２０に入る。
【００３５】
図５は、一実施態様による分岐ガス供給アセンブリ１２２の概略図である。図１を参照して説明されたように、ガスパネル１２６は、導管１５０を介して第１のプレナム３０２と流体連結する。第１のプレナム３０２は、第１の導管５０２を介して第２のプレナム３０６と流体連結する。第１のプレナム３０２は、第２の導管５０４を介して第３のプレナム３０８とも流体連結する。第１の導管５０２と第２の導管５０４とは、導管５０２、５０４が実質的に同様の形状（例えば、円筒形、矩形、球形など）と、実質的に同様の直径（例えば、図３に示される１つ又は複数の導管３０４の内径３３２）とを有するので、実質的に等しい流動コンダクタンスを有する。即ち、第１の導管５０２を通って流れる流体の速度は、第２の導管５０４を通って流れる流体の速度と実質的に等しい（流体圧が一定と仮定して）。
【００３６】
第２のプレナム３０６は、第３の導管５０６及び第４の導管５０８を介して、分岐ガス供給アセンブリ１２２の少なくとも２つのアウトレット５１４と流体連結する。第３のプレナム３０８は、第５の導管５１０及び第６の導管５１２を介して、分岐ガス供給アセンブリ１２２の少なくとも２つのアウトレット５１６と流体連結する。アウトレット５１４とアウトレット５１６とは、図１に示される分岐ガス供給アセンブリ１２２の複数のアウトレット１２８に対応する。第３の導管５０６、第４の導管５０８、第５の導管５１０、及び第６の導管５１２の各々は、実質的に等しい流動コンダクタンスを有する。例えば、第３の導管５０６、第４の導管５０８、第５の導管５１０、及び第６の導管５１２の各々は、実質的に同様の形状と寸法（例えば、図４に示される１つ又は複数の導管４０２の内径４１０）を有する。したがって、第３の導管５０６、第４の導管５０８、第５の導管５１０及び第６の導管５１２の各々を通って流れる流体の速度は実質的に等しい（流体圧が一定と仮定して）。上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、アウトレット５１４及びアウトレット５１６の各々は、実質的に等しい流動コンダクタンスを有する。
【００３７】
図６は、一実施態様による環状プレナム３１６の平面図である。上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、環状プレナム３１６は、複数の通路６０２を介してガス供給管１１０と流体連結する。通路６０２の各々は、ガス供給管１１０の開孔３２４の一つと流体連結する。
【００３８】
通路６０２と開孔３２４とは、ガス供給管１１０の中心軸２０４を中心として等距離に放射状に分配されている。通路６０２の各々は、実質的に等しい流動コンダクタンスを有する。上述の１つ又は複数の実施態様と組み合わせることができる一実施態様において、通路６０２は、ガス供給管１１０の中心軸２０４に実質的に直角に且つ処理チャンバの蓋１０４に平行に（図６に示さない）配置されている。別の実施態様では、通路６０２は、プレナム本体１１８からガス供給管１１０の第２の端部１３４（図６に示さない）に向かって傾斜している。即ち、ガス供給管１１０の開孔３２４は、分岐ガス供給アセンブリ１２２のアウトレット１２８の上にある。
【００３９】
要約すると、本開示の実施態様は、プラズマ処理装置のための改善されたガス送達、ガス分配、及びガス混合を提供する。ここに記載される分岐ガス供給アセンブリは、複数のプレナムと導管とを利用して、実質的に等しい流動コンダクタンスでプロセスガスを環状プレナムにさらに均一に分配する。環状プレナムに送達されたプロセスガスは、ガス供給管を通って流れるパージガスと混合する。供給管内でのプロセスガスとパージガスとの混合は、シャワーヘッドを介した処理容積部への進入に先立つ混合物の滞留時間を増加させ、これによりさらに完全な混合が可能になり、混合物の分配が改善される。混合が改善されることで、処理容積部に進入する前にプロセスガスとパージガスとがさらに完全に混合するため、処理容積部での基板の処理を改善することができる。改善された基板処理は、堆積又はエッチングプロセスに顕在化し、均一性の改善を呈する。
【００４０】
以上の説明は本開示の実施態様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態様及びさらなる実施態様を考案することができ、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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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