(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に膜を堆積するための装置であって、
ａ）酸化アルミニウムのドームを有する処理チャンバと、
ｂ）ガス分配リングに設けられ、且つ前記処理チャンバにおいて共平面の関係で配置された複数のポートと、
ｃ）前記チャンバの内面から第１の距離においてフッ化ガスを供給する一以上の第１のガスノズルと、
ｄ）前記チャンバの内面から第２の距離において非フッ化ガスを供給する一以上の第２のガスノズルと、
を備え、
前記第１のガスノズルのそれぞれが、前記ガス分配リングに形成された第１のガス分配チャネルと接続するポートに設けられており、
前記第２のガスノズルのそれぞれが、前記ガス分配リングに形成された第２のガス分配チャネルと接続するポートに設けられており、
前記第１の距離が前記第２の距離よりも大きい、
装置。
【請求項２】
前記非フッ化ガスが、チャンバの内面に隣接した位置でより高い分圧を発生して、前記チャンバの内面上に前記フッ化ガスからの堆積を防止する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記処理チャンバが高密度プラズマ化学気相成長チャンバを具備する請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記フッ化ガスがＳｉＦ4を含み、前記非フッ化ガスがＳｉＨ4を含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の距離に対する前記第２の距離の比率が約０．２４から約０．８５である請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の距離が約６．４７７から約７．７４７センチメートルであり、前記第２の距離が約４．４４５から約６．４７７センチメートルである請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記一以上の第１のガスノズルと前記一以上の第２のガスノズルが、基板支持部材上に設けられた基板を含む平面から、約２．５４から約６．３５センチメートルの位置に設けられる請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記一以上の第１のガスノズルと前記一以上の第２のガスノズルが、基板支持部材上に設けられた基板の縁から、約１．２７から約７．６２センチメートルの位置に設けられる請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記一以上の第１のガスノズルが基板支持部材の上方に円周状に配置され、前記一以上の第２のガスノズルが基板支持部材の上方に円周状に配置されている請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記一以上の第１のガスノズルと前記一以上の第２のガスノズルとが交互に並べて配置される請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
基板支持部材の上方の中心に設けられる一以上の第３のガスノズルをさらに備える請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記一以上の第１のガスノズルが前記一以上の第２のガスノズルとは異なる角度で配置される請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記一以上の第２のガスノズルが、処理される基板の表面から傾斜させた角度で配置され、前記一以上の第１のガスノズルが、基板の表面に平行な平面に配置される請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
酸化アルミニウムのドームを有する基板処理チャンバにガスを分配するための装置であって、
ａ）ガス分配リングに設けられ、且つ前記処理チャンバにおいて共平面の関係で配置された複数のポートと、
ｂ）チャンバの内面から第１の距離においてフッ化ガスを供給する一以上の第１のガスノズルと、
ｃ）チャンバの内面から第２の距離において非フッ化ガスを供給する一以上の第２のガスノズルと、
を備え、
前記第１のガスノズルのそれぞれが、前記ガス分配リングに形成された第１のガス分配チャネルと接続するポートに設けられており、
前記第２のガスノズルのそれぞれが、前記ガス分配リングに形成された第２のガス分配チャネルと接続するポートに設けられており、
前記非フッ化ガスが、チャンバの内面に隣接した位置でより高い分圧を発生して、前記内面上に前記フッ化ガスからの堆積を防止し、
前記第１の距離が前記第２の距離よりも大きい、
装置。
【請求項１５】
前記第１の距離に対する前記第２の距離の比率が約０．２４から約０．８５である請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記一以上の第１のガスノズルが前記一以上の第２のガスノズルとは異なる角度で配置される請求項１４又は１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記一以上の第２のガスノズルが、処理される基板の表面から傾斜させた角度で配置され、前記一以上の第１のガスノズルが、基板の表面に平行な平面に配置される請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
酸化アルミニウムのドームを有する化学気相成長チャンバにおいて基板上に膜を堆積するための方法であって、
ａ）前記チャンバの内面から第１の距離にある一以上の第１のガスノズルを介してフッ化ガスを導入するステップと、
ｂ）前記チャンバの内面から第２の距離にある一以上の第２のガスノズルを介して非フッ化ガスを導入し、該非フッ化ガスが、チャンバの内面に隣接した位置でより高い分圧を発生して、前記内面上に前記フッ化ガスからの堆積を防止するステップと、
ｃ）処理ガスのプラズマを発生するステップと、
を含み、
前記第１のガスノズルのそれぞれが、ガス分配リングに形成された第１のガス分配チャネルと接続するポートに設けられており、
前記第２のガスノズルのそれぞれが、前記ガス分配リングに形成された第２のガス分配チャネルと接続するポートに設けられており、
前記第１の距離が前記第２の距離よりも大きい、
方法。
【請求項１９】
ｄ）ステップａ）の前にシーズニングコートでチャンバの内面を被覆するステップをさらに含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の距離に対する前記第２の距離の比率が約０．２４から約０．８５である請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記フッ化ガスが、基板表面に対して前記非フッ化ガスとは異なる角度で導入される請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記フッ化ガスが約５０ｓｃｃｍから約８０ｓｃｃｍで導入され、前記非フッ化ガスが約５０ｓｃｃｍから約８０ｓｃｃｍで導入される請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記フッ化ガスがＳｉＦ4を含み、前記非フッ化ガスがＳｉＨ4を含む請求項１８〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記フッ化ガスがＳｉＦ4と酸素を含み、前記非フッ化ガスがＳｉＨ4とアルゴンを含む請求項１８〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
酸化アルミニウムのドームを有する処理チャンバ内に処理ガスを分配するための方法であって、
ａ）前記チャンバの内面から第１の距離にある一以上の第１のガスノズルを介してフッ化ガスを導入するステップと、
ｂ）前記チャンバの内面から第２の距離にある一以上の第２のガスノズルを介して非フッ化ガスを導入するステップと、
を含み、
前記第１のガスノズルのそれぞれが、ガス分配リングに形成された第１のガス分配チャネルと接続するポートに設けられており、
前記第２のガスノズルのそれぞれが、前記ガス分配リングに形成された第２のガス分配チャネルと接続するポートに設けられており、
前記非フッ化ガスが、チャンバの内面に隣接した位置でより高い分圧を発生して、前記内面上に前記フッ化ガスからの堆積を防止し、
前記第１の距離が前記第２の距離よりも大きい、
方法。
【請求項２６】
前記第１の距離に対する前記第２の距離の比率が約０．２４から約０．８５である請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記フッ化ガスが、基板表面に対して前記非フッ化ガスとは異なる角度で導入される請求項２５又は２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記フッ化ガスが約５０ｓｃｃｍから約８０ｓｃｃｍで導入され、前記非フッ化ガスが約５０ｓｃｃｍから約８０ｓｃｃｍで導入される請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記フッ化ガスがＳｉＦ4と酸素を含み、前記非フッ化ガスがＳｉＨ4とアルゴンを含む請求項２５〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、一般に、半導体基板を処理するための装置および方法に関する。より詳細には、本発明は、基板への膜の高密度プラズマ化学気相成長方法およびその装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
化学気相成長（ＣＶＤ）、エッチング、反応性イオンエッチングなどの半導体プロセスに使用されるプラズマツールは、通常、プラズマ発生器の誘導結合または容量結合のいずれかを処理チャンバに用いて、プラズマをつけて維持する。容量結合型プラズマよりも誘導結合型プラズマが優れている１つの利点は、誘導結合型プラズマは、基板上のバイアス電圧をかなり低くして生成されるため、基板に及ぼすダメージの可能性が低い点である。さらに、誘導結合型プラズマのイオン密度はより高いため、容量結合型プラズマよりもかなり低い圧力で動作しながら、高い成膜速度と平均自由行路が得られる。これらの利点により、処理中のインシチュスパッタリングおよび／または堆積が可能となる。
【０００３】
最近では、高密度プラズマ（ＨＤＰ）ＣＶＤプロセスを用いて、化学反応と物理スパッタリングを組み合わせている。ＨＤＰ−ＣＶＤプロセスでは、基板表面に近接した位置にある反応ゾーンに高周波（ＲＦ）エネルギーを印加することで、反応ガスの解離が促進されることにより、高い反応性のイオン種のプラズマを作ることができる。解放されたイオン種の反応性が高いと、化学反応を引き起こすのに必要なエネルギーが減少するため、これらのプロセスに必要な時間を短縮できる。
【０００４】
ほとんどのＨＤＰ−ＣＶＤプロセスの目標は、基板上に形成されたラインおよび他の特徴の間にあるギャップを良好に充填しながら、均一の厚みをもつ膜を基板の表面全体に堆積することである。堆積の均一性とギャップの充填は、プラズマ発生器のソースの構造、ソース高周波数発生器の電力、バイアス高周波数発生の電力、プロセスガスの流れの変化、およびノズルの分配の対称性、ノズルの数、処理中に基板の上方に配置されるノズルの高さと、基板堆積表面に対するノズルの横の位置を含むプロセスガスのノズルのデザインに非常に影響を受けやすい。ツール内で実行されるプロセスの変化に伴い、さらにプロセスガスの変化に伴い、これらの変数は変化する。
【０００５】
図１は、さまざまな膜を基板上に堆積するのに有益なＨＤＰ−ＣＶＤチャンバの断面図である。ＨＤＰ−ＣＶＤチャンバの一例として、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．）から入手可能なＵｌｔｉｍａ  ＨＤＰ−ＣＶＤシステムがある。一般的に、ＨＤＰ−ＣＶＤチャンバ１００は、チャンバ筐体１０２、基板支持部材１０４、ガス入口１０６、ガス排気口１０８、およびデュアルコイルプラズマ発生器１１０を備える。チャンバ筐体１０２は、通常、システムプラットフォームまたはモノリス上に取り付けられ、上蓋１１２がチャンバ筐体１０２の上部を囲む。上蓋１１２上には、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）などのセラミックから通常作られるドーム１１４が設けられる。デュアルコイルプラズマ発生器１１０は、通常、第１および第２のコイル１１６、１１８と、第１および第２のコイル１１６、１１８にそれぞれ電気的に接続された第１および第２のＲＦ電源１２０、１２２を備える。高密度プラズマを与えるように、第１のコイル１１６は、ドーム１１４の周辺に設けられるのに対して、第２のコイル１１８は、ドーム１１４の上方に設けられる。ガス入口１０６は、通常、基板支持部材の上方にある領域にチャンバの内周に設けられた複数のガスノズル１２４を備える。通常、ガスノズル１２４は、チャンバの内面から基板支持部材１０４上に位置する基板よりも上方の距離まで延び、処理中に処理ガスを基板に均一に分配する。ガス排気口１０８は、チャンバを排気し処理中にチャンバ内の圧力を制御するためにガス出口１２６およびポンプ１２８を備える。堆積プロセス中、ガス入口１０６を介してプロセスガスが導入され、チャンバ内にプロセスガスのプラズマが生成されて、基板に化学気相堆積を引き起こす。チャンバ内にガスを均一に分配するように、長さが同じであるガスノズル１２４を介して処理ガスが同じ流量で導入されるため、通常、ドーム１１４などのチャンバの内面を含む処理ガスに露出された全表面に堆積が起こる。
【０００６】
高密度プラズマ（ＨＤＰ）プロセスは、集積回路の製造において使用される重要なプロセスである。ＨＤＰプロセスは、集積回路を形成するために薄膜を堆積するか、または基板上の膜をエッチングするのに有益に使用され得る。他の堆積およびエッチングプロセスと同様に、考慮すべき重要な点は、処理環境に存在する汚染物質のレベルである。ＨＤＰプロセスでは、高密度プラズマは、通常、プロセスチャンバ内の温度を高温にするため、この点が重要となる。プロセスチャンバの温度が上がれば、望ましくない移動性のイオンと金属の汚染物質がチャンバの構成部品から運び出される可能性が高まる。したがって、ＨＤＰプロセス環境内の粒子数が好ましくないくらい多くなる可能性がある。
【０００７】
チャンバ内の粒子汚染は、通常、フッ素化化合物であるクリーニングガスのプラズマを用いてチャンバを定期的にクリーニングすることにより制御される。クリーニングガスはそれらの能力に応じて選択され、チャンバから排出可能な安定した生成物を形成するために、前駆体ガスとチャンバ構成部品上に形成した堆積材料とを結合して、プロセス環境をクリーニングする。高密度プラズマリアクタにおいて、フッ素を含むほとんどのクリーニングガス（すなわち、ＮＦ3、ＣＦ4、およびＣ2Ｆ6）は高度に解離され、チャンバから排出可能な安定した生成物を形成する堆積材料を容易に結合できる。
【０００８】
通常、堆積プロセス前に、チャンバの内面はクリーニングされて、シーズニングコートで被覆されて、処理ガスからこれらの表面を保護する。シーズニングコートは、通常、基板が処理用のチャンバに導入される前に、チャンバ内の基板に堆積材料を堆積することにより形成される。このステップは、通常、堆積プロセスレシピに従って処理領域を形成する内面を被覆するように膜を堆積することにより実行される。
【０００９】
１つのプロセスの例として、シランガスがチャンバに導入され、以下の式に従って二酸化シラン層を堆積するように酸化される。
【００１０】
【式１】
ＳｉＨ4＋Ｏ2→ＳｉＯ2＋２Ｈ2
２００ｍｍ基板の応用では、堆積プロセスは、通常、約４５００ＷのソースＲＦ電力と約２５００ＷのバイアスＲＦ電力を用いて実行される。堆積前のシーズニングステップは、約４５００ＷのソースＲＦと約１６００ＷのバイアスＲＦを用いて実行される。３００ｍｍ基板の応用では、堆積プロセスは、通常、約１０，１２５ＷのソースＲＦと約５６２５ＷのバイアスＲＦを用いて実行される。堆積前のシーズニングステップは、約１０，１２５ＷのソースＲＦと約３６００ＷのバイアスＲＦ電力を用いて実行される。
【００１１】
多数の基板を処理した後、シーズニングコートは、シーズニングコート上に堆積されたあらゆる材料とともにチャンバの内面から除去またはクリーニングされ、チャンバの内面に新しいシーズニングコートが塗布されて、基板の次のバッチを処理するためにきれいで安定した環境を提供する。
【００１２】
ＨＤＰ−ＣＶＤチャンバを使用した堆積で生じる１つの問題として、フッ化ケイ酸塩ガラス（ＦＳＧ）などのフッ素系膜を堆積するためにチャンバが使用される場合、プラズマ中のフッ素がシーズニングコートを介して拡散し、セラミック（Ａｌ2Ｏ3）ドームに衝突することがある。セラミックドームに到達するフッ素原子は、セラミックと反応して、ドームの表面上にＡｌ2ＯxＦy（ここでｘおよびｙは整数）を形成する。二次イオン質量分析器（ＳＩＭＳ）の分析により、ドーム上にＡｌ2ＯxＦyが形成されると、ドームの黒化およびプロセスドリフトが生じることが分かった。ドーム上にＡｌ2ＯxＦyが形成されると、ドーム材料の電気的特性が変わり、堆積の均一性、成膜速度、フッ素の濃度、およびチャンバ内のスパッタの均一性にプロセスドリフトが生じる。プロセスドリフトにより、基板の表面全体にわたって、さらに基板ごとで処理が不均一になる。
【００１３】
プロセスドリフトの問題を解決し、シーズニングコートを介してフッ素原子が拡散しないようにする１つの試みとして、各基板を処理する前に、厚いシーズニングコート（＞１０００Å）が堆積される。厚いシーズニングコートは、フッ素原子がシーズニングコートを介して拡散しドームに到達するのに必要な時間を引き延ばす。しかしながら、プロセス時間が十分に長いと、フッ素原子は、依然としてシーズニングコートを介して拡散することができ、ドーム上にＡｌ2ＯxＦyを形成して、プロセスドリフトを生じさせる。さらに、厚いシーズニングコートを堆積し除去するのに、余分な時間がかかる。シーズニングコートは、フッ素原子がシーズニングコートを介して拡散せず、ドーム上にＡｌ2ＯxＦyを形成しないように、多数の基板が処理された後に除去されなければならず、さらに基板の次のバッチが処理される前に新しいシーズニングコートが堆積されなければならない。厚いシーズニングコートを堆積し除去するさいにかかる余分な時間により、システムのスループットが低下するため、別の主要な欠点となる。
【００１４】
ＨＤＰ−ＣＶＤチャンバを用いたドープされたシリコンガラスの堆積に関する別の問題として、現在のガス分配システムでは、基板の表面にわたってドーパントが均一に分配されずに、基板の表面にわたって材料の特性に差があるドープされたシリコンガラス膜が堆積されることがある。一般的に、製品の品質を維持するために、処理の均一性が望まれる。
【００１５】
したがって、フッ素および他のガスによるドームの汚染と、その結果として生じるプロセスドリフトの問題をなくした、基板上に膜を堆積する装置および方法が必要とされている。ドームの内面上にシーズニングコートを形成し除去するのに必要な時間を短縮することにより、スループットを上げる装置および方法が望まれる。さらに、均一にドープされたシリコンガラス膜を得るために、基板の表面にわたってドーパントを均一に分配する装置および方法が望まれる。
【００１６】
（発明の開示）
本発明は、一般に、フッ素によるドームの汚染と、その結果生じる堆積の均一性、成膜速度、処理中のチャンバのフッ素含有量、およびスパッタの均一性におけるプロセスドリフトの問題を低減する基板上に膜を堆積するための装置および方法を提供する。この装置および方法はまた、ドームの内面上にシーズニングコートを形成し除去するのに必要な時間を短縮することにより、スループットを上げる。
【００１７】
本発明の１つの態様によれば、処理チャンバと、処理チャンバ内に設けられる基板支持部材と、第１のガス入口と、第２のガス入口と、プラズマ発生器と、ガス排気口とを具備する、基板上に膜を堆積するための装置が提供される。第１のガス入口は、チャンバの内面から第１の距離で第１のガスを送出し、第２のガス入口は、チャンバの内面から第１の距離より近い第２の距離で第２のガスを送出する。したがって、第２のガスは、チャンバの内面に隣接した位置でより高い分圧を発生するため、内面への第１のガスからの堆積を大幅に低減させる。例えば、フッ素がドープされたケイ酸塩ガラス（ＦＳＧ）の堆積では、第１のガスは、ＳｉＦ4と酸素を含むのに対して、第２のガスは、ＳｉＨ4とアルゴンを含む。ＳｉＨ4により高い分圧が発生されるため、第１のガスからのフッ素イオンは、セラミックドームなどのチャンバの内面にシーズニングコートを介して堆積および拡散が妨げられるため、ドームのフッ素汚染によるプロセスドリフトの問題が解消される。この代わりとして、第１のガス入口は、基板表面に対して第２のガス入口とは異なる角度に設けられる。加えて、本発明は、ドームの内面上にシーズニングコートを形成し除去するのに必要な時間を短縮することにより、スループットを上げる。
【００１８】
本発明はまた、チャンバの内面から第１の距離で第１のガスを送出する第１のガス入口と、チャンバの内面から第１の距離よりも近い第２の距離で第２のガスを送出する第２のガス入口とを具備する処理チャンバにおいてガスを分配するための装置を提供する。第２のガスは、内面へと第１のガスよりも近くに導入されるため、第２のガスは、チャンバの内面に隣接する位置でより高い分圧を発生して、第１のガスから内面上の堆積へと種が取り込まれるのを低減する。この代わりとして、第１のガス入口は、基板表面に対して第２のガス入口とは異なる角度に設けられて、特に、ノズルの長さがチャンバ内面の寸法により制限を受ける場合、同じ目的を達成する。
【００１９】
本発明の別の目的は、化学気相成長チャンバを提供するステップと、第１のガスと第２のガスをチャンバに導入するステップと、処理ガスのプラズマを発生させるステップとを含む、基板上に膜を堆積するための方法を提供する。第１のガスは、チャンバの内面から第１の距離にある第１のガス入口を介して導入され、第２のガスは、チャンバの内面から第１の距離よりも近い第２の距離にある第２のガス入口を介して導入される。したがって、第２のガスは、内面上の第１のガスからの堆積を低減させるように、チャンバの内面に隣接した位置でより高い分圧を発生させる。この代わりとして、第１のガスは、基板表面に対して第２のガスとは異なる角度で導入されて、同じ目的を達成する。第１のガスは、基板の方向に傾斜されるのに対して、第２のガスは、ドームの方向に傾斜されることが好ましい。
【００２０】
本発明のさらなる態様によれば、チャンバの内面から第１の距離にある第１のガス入口を介して第１のガスを導入するステップと、チャンバの内面から第１の距離よりも近い第２の距離にある第２のガス入口を介して第２のガスを導入するステップを含み、第２のガスが、内面上の第１のガスからの堆積を低減させるように、チャンバの内面に隣接した位置でより高い分圧を発生させる処理チャンバにガスを分配するための方法が提供される。この代わりとして、第１のガスは、基板表面に対して第２のガスとは異なる角度で導入される。
【００２１】
添付の図面に記載する本発明の実施形態を参照することにより、上記に簡潔に要約した本発明をさらに詳細に記載することで、本発明の上述した特徴、利点および目的が詳細に得られ理解されよう。
【００２２】
しかしながら、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態のみを示すものであるため、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明は他の同様に有効な実施形態を許容するものであることに留意されたい。
【００２３】
（実施形態の詳細な説明）
図２は、本発明の処理ツール１０の断面図である。処理ツールは、高密度プラズマ化学気相堆積チャンバであることが好ましい。処理ツール１０は、一般に、チャンバ本体１２と、蓋アセンブリ１４と、基板処理を実行するために排気可能な筐体を画定する基板支持部材１６とを含む。チャンバ本体１２は、内側環状処理領域２０を画定し、同心の排気通路２２を画定するように下側端部の方向にテーパ状のものである側壁１８を備えた一体形の機械加工された構造体であることが好ましい。チャンバ本体１２は、スリット弁４４により選択的に密閉される少なくとも１つの基板入口ポート２４と、カンチレバーが取り付けられた基板支持部材１６が設けられた側面ポート２６とを画定する。基板入口ポート２４と支持部材ポート２６は、チャンバ本体１２の両側面を介して設けられることが好ましい。
【００２４】
２つのさらなる側面ポート（図示せず）が、基板支持部材１６の上面レベルの付近にあるチャンバ壁１８の両側面上に設けられ、チャンバ壁１８に形成されたガスチャネル２８に接続される。解離されたフッ素含有ガスなどのクリーニングガスが、リモートプラズマ源３０からチャネル２８に、そして側面ポートを介してチャンバ内に導入される。チャンバ内へのポートの開口の位置は、多量の堆積物が生じるリアクタの領域の方向にガスを向けるように設けられる。
【００２５】
チャンバ壁１８の上面は、蓋アセンブリ１４のベースプレート３３が支持される概して平坦な着座領域を画定する。１つ以上のＯリングを受けるようにチャンバ壁１８の上面に１つ以上のＯリング溝が形成されて、チャンバ本体１２とベースプレート３３との間に気密密閉を形成する。
【００２６】
チャンバ蓋アセンブリ１４は、一般に、エネルギー伝達ドーム３２と、エネルギー分配アセンブリ６２と、ヒンジが取り付けられたベースプレート３３上に支持される温度制御アセンブリ６４とからなる。ベースプレート３３は、ガス分配リングが設けられる内側環状チャネルを画定する。Ｏリングを受け入れるようにガス分配リングの上面にＯリング溝が形成されて、ドーム３２とガス分配リングの上面とを密封する。蓋アセンブリ１４により、プラズマ処理領域の物理的筐体と処理を行うためのエネルギー分配システムの両方が得られる。さまざまな構成部品を収容するように、蓋アセンブリ全体を覆うようにカバーが設けられることが好ましい。
【００２７】
ドーム３２は、一般に、平坦な最上部６８により一端で閉じられる円筒状の側壁６６からなる。円筒状の側壁６６は、基板支持部材１６の上面にほぼ垂直であり、平坦な最上部６８は、支持部材１６の上面にほぼ平行である。側壁と上面との接合部７０は丸み付けされて、ドーム３２の湾曲した内壁が得られる。ドーム３２は、ＲＦエネルギーに対して伝達性のある誘電体材料、好ましくは酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）などのセラミックによってつくられる。
【００２８】
２つの別々の電力供給されるＲＦコイル、すなわち上側コイル７２と側面コイル７４が、誘電体ドーム３２の外部に巻き付けられる。側面コイル７４は、コイル７２および７４の電気的クロストークを低減させるように接地シールドにより覆われることが好ましい。ＲＦコイル７２および７４は、２つの可変周波数ＲＦ電源７６および７８により電力が供給される。
【００２９】
各電源は、反射電力を測定し、通常１．８ＭＨｚで開始する周波数を掃引するようにＲＦ発生器にあるディジタル制御式シンセサイザを調節して、反射電力を最小限に抑える制御回路を含む。プラズマが点火されると、プラズマは、コイルと平行のレジスタとして作用するため、回路状態が変化する。この段階で、ＲＦ発生器は、最小の反射電力点が再度達成されるまで周波数を掃引し続ける。電源回路は、巻線の各セットが、最初の反射電力点が達成される周波数か、またはその付近で共鳴するように設計されるため、巻線の電圧は、プラズマを維持するのに十分な電流を駆動できるほど高いものである。したがって、周波数を同調することにより、回路の共鳴点が処理中に変化しても、システムを共鳴に近い状態に維持する。このように、周波数を同調することで、インピーダンス整合構成部品（例えば、キャパシタやインダクタ）の値を変えることにより、回路の同調およびインピーダンスの整合が必要なくなる。
【００３０】
各電源により、あらゆるインピーダンスの不整合にかかわらず、さらにプラズマインピーダンスの変化により生ずることがある、継続して変化するインピーダンスの不整合にかかわらず、所望の電力が負荷に供給される。正常な電力が確実に負荷に供給されるように、各ＲＦ発生器は、反射電力そのものを消散させ、供給電力が所望のレベルに維持されるように出力電力を増大する。電力をプラズマに移すために、通常、ＲＦ整合網が使用される。処理される基板に適切に同調したデュアルコイルの配列により、反応チャンバ内でのラジアルイオン密度プロファイルが制御でき、基板表面にわたって均一なイオン密度が得られる。基板表面にわたった均一なイオンは、ウェーハへの均一な堆積とギャップ充填特性に寄与し、不均一なプラズマ密度によるデバイスゲート酸化物のプラズマ帯電を軽減する。コイルの作用が重複されると、均一なプラズマ密度が得られ、堆積特性が大幅に改善されることがある。
【００３１】
ドーム３２はまた、さまざまなプロセスサイクル中、すなわち、堆積サイクルおよびクリーニングサイクル中、ドームの温度を調整するための温度制御アセンブリ６４を含む。温度制御アセンブリは、一般に、加熱プレート８０と冷却プレート８２とを備え、互いに隣接させて設け、それらの間にグラフォイルなどの熱伝導性材料を設けることが好ましい。約０．１０１６ミリメートルから約０．２０３２ミリメートルのグラフォイル層がそれらの間に設けられることが好ましい。ＡｌＮプレートなどの熱伝導性プレート８６は、コイル７２を収容するように下面に形成された溝を備えている。好ましくは約０．０２５４から約０．１０１６ミリメートル厚の第２のグラフォイル層が、熱伝導性プレート８６と加熱プレート８０との間に設けられる。第３の熱伝導性層が、コイル７２とドーム３２との間に設けられる。第３の層は、約０．１０１６ミリメートルから約０．２０３２ミリメートルの厚みをもつクロメリックス（ｃｈｒｏｍｅｒｉｃｓ）からなる層であることが好ましい。熱伝導性層は、ドーム３２との熱伝導性を容易にする。クリーニング中はドームを加熱することが好ましく、処理中はドームを冷却することが好ましい。
【００３２】
冷却プレート８２は、その内部に形成され、水などの冷却流体が流れる１つ以上の流体通路を含む。冷却プレートにある水路は、チャンバ本体に形成された冷却チャネルと直列に接続されることが好ましい。急速脱着継手を備えたプッシュロック式ゴムホースにより、水がチャンバ本体およびふたの冷却水路に供給される。戻りラインには、インターロック式の流量スイッチを備えた目視流量計がある。流量計は、約６０ｐｓｉの圧力で０．８ｇｐｍの流量が得られるように工場で較正されている。ドームには、温度を測定するための温度センサが取り付けられている。
【００３３】
加熱プレート８０は、１つ以上の抵抗加熱エレメントを配設させて、クリーニング段階中にドームに熱を供給することが好ましい。加熱プレートは、鋳造アルミニウムで作られることが好ましいが、当業者に公知の他の材料が使用されてもよい。ドームの温度を調整するために、温度制御アセンブリにコントローラが接続される。
【００３４】
直接伝導により、加熱プレート８０および冷却プレート８２を用いて、ドームの温度を制御する。ドームの温度を約１０°Ｋ内に制御することにより、ウェーハごとの再現性や堆積接着性が高められ、また、チャンバ内の破片や粒子数が減少することが分かった。一般に、ドームの温度は、処理要件に応じて約１００℃から約２００℃の範囲内に維持される。ドーム温度が高くなれば、チャンバのクリーニング速度（エッチング速度）がより速くなり、さらに薄膜接着性が良好になることが示された。
【００３５】
図３は、基板支持部材と基板支持部材用の処理キットの部分断面図である。基板支持部材１６は、静電チャック２３０を備えることが好ましい。静電チャック２３０は、高いサーマルマスと高い熱伝導率を有する伝導材料から一体形ブロックとして製造されることが好ましい支持体２３２を備え、その上面にわたって冷却されたウェーハから熱を吸収しやすくする。約２．３７ｗａｔｔ／ｃｍ−℃と熱伝導率が高いことと、一般に半導体ウェーハと適合可能なプロセスであるということから、アルミニウムまたは陽極酸化アルミニウムが、支持体２３２には好適な材料である。支持体２３２は、ステンレス鋼またはニッケルなどの他の金属を含むものであってよく、支持体２３２は、さらなる非伝導性材料を含むか、または支持体２３２全体が、非伝導性または半導性材料を含むものであってよい。代替実施形態において、支持体２３２は、セラミックからなる一体プレートを備える。このような構成では、セラミックプレートは、内部に埋め込まれる導電性エレメントを組み込む。導電性エレメントは、金属エレメント、グリーンプリントメタライゼーション、メッシュスクリ−ンなどを含んでよい。支持体２３２の上面２３８を滑らかな層誘電体材料２３６が覆い、処理中基板またはウェーハＷを支持する。約７００Ｖのものが好ましい電圧が、ＤＣ電源（図示せず）により基板支持アセンブリ２３０に印加されて、支持体２３２の上面に近接した位置にウェーハＷを保持する静電誘引力を発生させる。
【００３６】
基板支持体２３２は、リフトピンが支持体を介して延在し、基板支持部材の上方に基板を持ち上げて、基板の移送を行うことを可能にするリフトピン孔２４０を含む。支持体２３２の外面から外側方向に環状取付フランジ２３４が延在して、処理チャンバのプラズマを静電チャックの部品と接触させずに腐食を防止または抑制するセラミックカラー２４６を支持する。セラミックカバー２４８が、処理中、プラズマから支持体２３２の横表面を覆い保護するための外側ジャケットとして作用する。また、セラミックカバー２４８は、フランジ２３４上にカラー２４６を保持する。
【００３７】
図２を再度参照すると、基板支持部材１６は、チャンバ壁１８に形成された側面アクセスポート２６を介して部分的に延在し、フランジ４６上のチャンバ壁１８に取り付けられて、チャンバの中心にほぼ環状の基板受入表面２００を設ける。また、基板支持部材１６は、処理中に基板の温度を維持する温度制御システムを含む。温度制御システムは、熱流体源（図示せず）とマイクロプロセッサなどのコントローラ（図示せず）に接続された基板支持部材内に流体チャネル４９を備えることが好ましく、これにより、基板の温度を感知して、それに応じて熱流体の温度を変化させる。この代わりとして、抵抗加熱などの他の加熱冷却方法が利用されて、処理中に基板の温度を制御してよい。
【００３８】
支持部材１６がチャンバに配置されると、環状支持部材１６の外壁５０とチャンバの内壁５２が、支持部材１６の全周縁部を取り囲むように実質的に均一である環状流体通路２２を画定する。通路２２および排気ポート５４は、支持部材の基板受入表面と実質的に同心であることが好ましい。排気ポート５４は、基板部材１６の基板受入部分の下方の実質的に中心の位置に設けられて、通路２２を介してチャンバから均等にガスを引き出す。これにより、全周縁部を取り囲むように基板表面にわたって、チャンバのベースの中心にある排気ポート５４を介してチャンバから半径方向下側および外側にガスをさらに均一に流すことができる。通路２２は、排気ポートに対して異なる近接性を有する基板位置のような、既存の処理チャンバには欠落している圧力と在留時間との均等性を維持することにより、膜層を均一に堆積することを促進する。
【００３９】
チャンバ本体のテーパを付けた下部部分には、ツインブレードスロットルアセンブリ５６と、仕切弁５８と、ターボ分子ポンプ６０とを備えるポンプスタックが取り付けられ、チャンバ内の圧力制御を行う。ツインブレードスロットルアセンブリ５６および仕切弁５８は、チャンバ本体１２とターボ分子ポンプ６０の間に取り付けられて、仕切弁５８による分離、および／またはツインブレードスロットルアセンブリ５６の設定により決定される約０から約１００ｍＴｏｒｒの圧力における圧力制御を可能にする。１６００Ｌ／秒のターボポンプが好適なポンプであるが、チャンバ内に所望の圧力を達成可能な任意のポンプが使用されてよい。ターボポンプから上流および下流の位置にある排気ポート５４に、フォアライン５７が接続される。これにより、後方の排気能力が得られる。フォアラインは、通常粗引きポンプであるリモートメインフレームポンプに接続される。フォアラインのフランジ６１を取り付けるように、ポンプスタックにはポート５９が形成される。チャンバのクリーニング中、チャンバ内に高速でクリーニングガスが流入することにより、チャンバの圧力が増す。したがって、本発明の１つの態様では、ターボポンプは、仕切弁５８によりチャンバから分離され、メインフレームポンプは、クリーニング処理中、チャンバの圧力を維持するために使用される。
【００４０】
チャンバ内での基板の処理中、真空ポンプはチャンバは、約４から約６ｍＴｏｒｒの範囲の圧力にチャンバを真空排気し、メータで計った処理ガスまたはガスの流量が、ガス分配アセンブリを介してチャンバ内に供給される。チャンバの圧力は、チャンバ圧力を直接測定して、排気速度を調節するために弁を開閉するコントローラにこの情報を送ることにより制御される。ガスの流量と濃度は、プロセスレシピにおいて提供されるソフトウェアの設定を介して、マスフローコントローラにより直接制御される。排気ポート５４を介してチャンバから排気されるガスの流量を測定することにより、入口ガス供給源のマスフローコントローラ（図示せず）が、チャンバ内の所望の圧力およびガス濃度を維持するために使用されてよい。
【００４１】
図４から図８を参照して、ガス分配アセンブリ３００を以下に記載する。図４は、ガス分配アセンブリ３００を示す本発明のチャンバの断面図である。一般的に、ガス分配システムは、ドームの下側部分とチャンバ本体の上面との間に設けられた環状ガス分配リング３１０と、ドームの最上面を介して配置された中心に位置する中央ガス供給源３１２とを備える。ドームの底部付近に位置する円周状に取り付けられたガスノズル３０２、３０４と、ドームの最上面プレートに位置する中心に配置されたガスノズル３０６の両方を介して、チャンバ内にガスが導入される。この構成の１つの利点は、ノズル３０２、３０４、３０６を介してチャンバ内の選択位置で、複数の異なるガスをチャンバ内に導入可能なことである。さらに、酸素などの別のガスや、酸素とＳｉＦ4などのガスの混合物が、ノズル３０６の周辺に設けられたガス通路３０８を介して側面ノズル３０６に沿って導入され、チャンバ内に導入される他のガスと混合されてよい。
【００４２】
一般に、ガス分配リング３１０は、アルミニウムまたは他の適切な材料３１４から作られた環状リングを備え、これはノズルを受け入れるために内部に形成され、１つ以上のガスチャネル３１６、３１８と連通する複数のポート３１１を備える。少なくとも２つの別のガスをチャンバに供給するように、ガスリングには少なくとも２つの別のチャネルが形成されることが好ましい。ポート３１１はそれぞれ、リングに形成されたガス分配チャネルの１つ（３１６または３１８のいずれか）に接続される。本発明の１つの実施形態では、チャネルの一方にどちらかのポートが接続され、他方のチャネルに他方のポートが接続される。このような配列により、例えば、ＳｉＨ4およびＯ2などの異なるガスをチャンバ内に別々に導入することができる。
【００４３】
図５は、ノズル３０２を設けた１つのポート３１４に接続された第１のガスチャネル３１６を示す断面図である。図示されているように、ガスチャネル３１６は、チャンバ本体壁の上面に形成され、好ましくはチャンバ壁の全周縁部を取り囲むように環状である。環状ガスリングは、リング内に縦方向に設けられたチャネル３２０の第１のセットを備え、これらのチャネルは、チャネルにガスを分配するために設けられたポート３１４のそれぞれに接続される。ガスリングがガスチャネルに配置される場合、通路はチャネルと連通する。ガス分配リングは、チャネルから外側方向に設けられた２つの別々に配置されたＯリング３２２、３２４を介してチャンバ壁の最上面に密閉されて、チャンバの内部にガスが漏れるのを防ぐ。ＴｅｆｌｏｎTMや他の同様の製品などのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）シール３２６が、レセス３２８にチャネルの内側方向に設けられて、チャンバ内へのガスの漏れを防ぐ。
【００４４】
ポート３１４に設けられたノズル３０２、３０４は、好ましくは螺装され、ポート内のねじ筋と係合して、それらの間を密封して、取り替えを迅速かつ容易に行う。各ノズルの端部に制限オリフィス３３０が配置され、チャンバ内に所望のガス分配を行うように選択することができる。
【００４５】
図６は、第２のガスチャネル３１８を示す断面図である。第２のガスチャネル３１８は、環状ガス分布リングの上側部分に形成され、ガス分配リングの周縁部を取り囲むように環状の構造をなして設けられる。水平方向に設けられた通路３３２は、ガスリングに形成された１つ以上のポートに第２のガスチャネルを接続し、ここに追加のガスノズルが設けられる。上部を含む第２のガスチャネルの表面は、ドーム３２を支持する蓋の部分により形成され、ベースプレート３３により最上部で密閉される。ガスリング３１０は、チャンバ本体にヒンジで取り付けられたベースプレート３３にボルト固定される。
【００４６】
本発明の１つの利点は、さまざまな角度でノズルの先端を受け入れて配置するようにポートを形成したリングで、ガス分配リングを容易に取り外し交換することで、ガスの分配パターンを調節することができることである。言い換えれば、ある応用例では、チャンバの上方に向けていくつかのガスノズルに角度をつけ、または逆にチャンバの下方に向けてそれらのいくつかに角度をつけることが有益であるかもしれない。ガス分布リングに形成されるポートは機械加工され、所望の角度を選択して所望の処理結果を得ることができるようになっている。さらに、少なくとも２つのガスを別々にチャンバ内に送り込むことができる少なくとも２つのガスチャネルがあることで、さまざまなガスの間で起こる反応をさらに良好に制御することができる。さらに、ガスを別々にチャンバに送り込むことにより、ガス分配アセンブリ内でのガスの反応を防ぐことができる。
【００４７】
図７は、ドーム３２を介して設けられた中央ガス供給部３１２を示す断面図である。最上部ガス供給部３１２は、ドームの最上部に設けられたベース３３４と、ドームに形成されたレセスに設けられたテーパ本体３３６とを備えるテーパ構造体であることが好ましい。２つの別々のＯリング３３６、３３８は、１つがテーパ本体３３６の下面にあり、１つが下側端部に向いたテーパ本体３３８の側面上にあるとき、ガス供給部３１２とチャンバのドームとの間に密封可能な接触をもたらした。最上部ガス供給部の本体の下側部分にポート３４０が形成されて、ガスをチャンバ内に送り込むためのノズル３０６を受け入れる。少なくとも１つのガス通路３４２が、ポートに接続されたガス供給部３１０を介して設けられて、ノズルの後方にガスを送る。さらに、ノズル３０６はテーパが付けられて、ポート３４０は、ノズル３０６の側面に沿ってガスをチャンバ内に送り込む第２のガス３０８通路を画定する。ガス供給部３１２を介して第２のガスチャネル３０４が設けられて、ガスを通路３０８内に送り込む。酸素などのガスは、ＳｉＨ4などのガスの横側に送り込むことができる。
【００４８】
図８は、蓋アセンブリのベースプレート３３とガス分配リング３１０を示す拡大図である。ベースプレート３３の下側部分にチャネル３５０が形成されて、ガス分配リング３１０を受け入れる。ガスリング３１０は、ベースプレート３３にボルトで固定されるか、またはその他の方法で取り付けられる。ベースプレートは、チャンバ本体にヒンジで取り付けられる。
【００４９】
図４を再度参照すると、第１のガス源３５２と第１のガスコントローラ３５４が、ライン３５６を介してチャンバ壁に形成された第１のガスチャネル３１６内に第１のガスの流入を制御する。同様に、第２のガス源３５８と第２のガスコントローラ３６０が、ライン３６２を介してガス分配リングに形成された第２のガスチャネル３１８内に第２の所望のガスを供給する。
【００５０】
第３のガス源３６４と第３のガスコントローラ３６６が、ライン３６８を介してチャンバの最上部に設けられた第３のノズル３０６に第３のガスを供給する。第４のガス源３７０と第４のガスコントローラ３７２が、ライン３７４を介してガス通路３０８に第４のガスを供給する。第３のガスノズルと第４のガスノズル６４を介して導入されたガスは、両方のガスがチャンバに入るときにチャンバの上側部分で混合される。
【００５１】
本発明によれば、フッ化ケイ酸塩ガラス（ＦＳＧ）を堆積するために、ＳｉＨ4およびアルゴンがノズル３０２を介して導入される間、ＳｉＦ4および酸素がノズル３０４を介してチャンバ内に導入される。ノズル３０２は、ノズル３０４よりも短く、したがってドームの内面に近接しているため、ノズル３０２を介して導入されるガスは、ドームの内面上により高い分圧を発生して、より長いノズル３０４を介して導入されるガスが、ドームの内面に堆積されないようにする。ＦＳＧプロセスガスに印加されるように、ドームの内面でのＳｉＨ4のより高い分圧は、フッ素が内面上の堆積に取り入れられるのを減少させる。ドームの内面に隣接した位置でより高い分圧を与えるのに必要なノズル３０２の長さは、ノズル３０４の長さと、ノズル３０２および３０４のそれぞれから流れる処理ガスの流量により決定される。処理ガスの流量は、約５０ｓｃｃｍから約８０ｓｃｃｍであり、最も好ましくは、プロセスガスは、ノズル３０２からのガスとノズル３０４からのガスの比率が約１：１になるようにチャンバ内に供給される。通常、ノズル３０２および３０４からのガスの流量が同じ場合、ノズル３０４の長さと比較したノズル３０２の長さは、約０．２４から約０．８５の比率である。一般的に、通常の２００ｍｍ基板処理チャンバの場合、ノズル３０４の長さは、約６．４７７センチメートルから約７．７４７センチメートルのものであり、ノズル３０２の長さは、約４．４４５から約６．４７７センチメートルのものである。
【００５２】
ノズル３０２の長さを決定するさいに考慮すべき別の点は、処理の均一性を維持するために、ノズル３０２が処理される基板の表面に十分なガスの流れを供給しなければならないことである。したがって、ノズル３０４の先端から基板までの距離に対するノズル３０２の先端から基板までの距離は、ノズル３０２の長さを決定する際の要因になる。通常、２００ｍｍ基板の処理チャンバの場合、ノズル３０４の先端は、基板支持部材上に設けられた基板から垂直方向に約２．５４センチメートルから約６．３５センチメートルの間に設けられる（すなわち、ノズル３０２、３０４の先端を含む平面と、基板表面を含む平面との距離）。同じ２００ｍｍチャンバの場合、ノズル３０２、３０４の先端と基板の縁との水平方向のオフセット距離は、約１．２７センチメートルから約７．６２センチメートルである。例えば、ノズル３０４とノズル３０２の先端を含む平面から約４．５２１２センチメートルの距離に基板が設けられた２００ｍｍ基板の処理チャンバでは、ノズル３０２の長さは、約６．４７７センチメートルであるのに対して、ノズル３０４の長さは、約７．７４７センチメートルであり、ノズル３０２の水平方向のオフセット距離は、基板の縁から約３．６８３センチメートルであるのに対して、ノズル３０４の水平方向のオフセット距離は、基板の縁から約２．２８６センチメートルである。別の例として、ノズル３０２の長さは、約４．４４５センチメートルであるのに対して、ノズル３０４の長さは、６．４７７センチメートルであり、ノズル３０２の水平方向のオフセット距離は、基板の縁から約６．４７７センチメートルであるのに対して、ノズル３０４の水平方向のオフセット距離は、基板の縁から約３．６８３センチメートルである。ノズル３０２および３０４からの処理ガスの流量は、約５０ｓｃｃｍから約８０ｓｃｃｍで同じものである。
【００５３】
１つの例として、以下のパラメータを用いてＦＳＧを堆積するために、上述した処理チャンバにおいて基板の処理を行った結果、基板上の堆積が実質的に均一になり、ドームへのフッ素の拡散によりプロセスドリフトもまったく生じなかった。ノズル３０２の長さは、４．４４５センチメートルであり、ノズル３０４の長さは、７．７４７センチメートルであった。基板は、ノズル３０２および３０４の先端の平面の下方約４．５２１２センチメートルのところに設けられた。ＳｉＦ4および酸素が、約５６ｓｃｃｍでノズル３０４を介してチャンバ内に導入され、ＳｉＨ4およびアルゴンが、約６６ｓｃｃｍでノズル３０２を介して導入された。第１のコイルに供給されるプラズマ電力は、約１５００Ｗであり、第２のコイルに供給されるプラズマ電力は、約２９００Ｗであった。堆積プロセス中、基板の温度は、約４００℃に維持され、ドームの温度は、１２０℃に維持された。基板支持部材は、１８００Ｗでバイアス付与された。チャンバ圧力は、８ｍＴに維持された。上記パラメータを用いると、堆積プロセスにより、ｋ値が３．４と低い均一かつ安定したＦＳＧ堆積が生成された。堆積されたＦＳＧ膜は、安定しており、必要とされる膜特性をすべて満たす。ハードウェア（すなわち、セラミックドーム）は、フッ素原子により侵害されず、約１０００Å厚のシーズニングコートを介してフッ素原子はまったく拡散しなかった。その結果、ドーム上にＡｌ2ＯxＦyを形成するようにフッ素がまったく拡散しなかったため、処理中にプロセスドリフトが生じなかった。
【００５４】
図９は、本発明によるガス分配リング４１０の代替実施形態の斜視図である。マルチレベルガス分配リング４１０は、ガスノズル４０２および４０４の構造以外は、ガス分配リング３１０の構造に概して類似したものである。図９に示されているように、ガス分配リング４１０は、長いノズル３０４に類似したノズル４０４の第１のセットと、チャンバドームの方向へとある角度に傾斜したノズル４０２の第２のセットを含む。ノズル４０２および４０４は、交互に配列させて設けられ、隣接する傾斜ノズル４０２の間に、３つのノズル４０４が設けられる。ノズル４０４の第１のセットは、ガス分配リング４１０内に形成された第１の環状リング（図示せず）に接続され、ノズル４０２の第２のセットは、ガス分配リング内に形成された第２の環状チャネル（図１０に図示）に接続される。図９は、ノズル４０２および４０４の好適な配列を示すが、所望のマルチレベルガス分配を提供する他の配列のノズルが本発明により考えられる。
【００５５】
図１０は、第２の環状ガスチャネル４１６と傾斜ノズル４０２とを示すガス分配リング４１０の部分断面図である。ガス分配リング４１０を含む平面から測定された傾斜角αは、約１５度から約６０度、チャンバドームの方向に傾斜されることが好ましい。図１０に示されているように、角度αは、約４５度である。本発明の別の代替実施形態によれば、ノズル４０２の第２のセットの傾斜とは反対の方向（すなわち、基板の方向）に傾斜されたノズル４０４の第１のセットが得られる。ノズル４０４の第１のセットの傾斜は、ガス分配リング４１０を含む平面から約０度から約−２５度のもの（すなわち、傾斜が基板の方向に約０度から約２５度のもの）が好ましい。
【００５６】
マルチレベルガス分配リング４１０は、傾斜ノズル４０２を介して導入される処理ガスが中央が厚い拡散パターンの状態で、処理チャンバ内に処理ガスを導入する。この実施形態によれば、フッ化ケイ酸塩ガラス（ＦＳＧ）を堆積するために、ＳｉＦ4および酸素がノズル４０４を介してチャンバ内に導入されるのに対して、ＳｉＨ4およびアルゴンがノズル４０２を介して導入される。中央が厚い拡散パターンにより、フッ素やリンなどの酸化シリコンドーパントが、基板の表面全体により均一に分配されるようになる結果、堆積の均一性が高められる。
【００５７】
マルチレベルガス分配リング４１０はまた、セラミックドームがフッ素により侵害されないという点で、ガス分配リング３１０と同じ目標を達成し、これは、傾斜ノズル４０２を介して導入されるプロセスガスが、ノズル４０４を介して導入されるプロセスガスよりもセラミックドームの表面付近により高い分圧を与えるためである。例えば、上述したように、ＦＳＧ処理ガスに印加されると、ドームの内面でのＳｉＨ4のより高い分圧により、内面上に堆積へのフッ素の取り込みが減少する結果、フッ素種によりドームの黒化が防止されて、堆積の均一性、成膜速度、処理中のチャンバのフッ素含有量およびスパッタの均一性におけるプロセスドリフトを防げる。マルチレベルガス分配リング４１０の別の利点は、セラミックドームの内面とシーズニングガスを導入するノズルとの距離が短くなるため、シーズニングコートが高速に堆積されることである。
【００５８】
上述した記載は、本発明の好適な実施形態に関するものであるが、本発明の他のさらなる実施形態が、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく考案されてよく、本発明の範囲は請求項により決定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  さまざまな膜を基板上に堆積するのに有益なＨＤＰ−ＣＶＤチャンバの断面図である。
【図２】  本発明の処理ツール１０の断面図である。
【図３】  基板支持部材と基板支持部材用の処理キットの部分断面図である。
【図４】  ガス分配アセンブリ３００を示す本発明のチャンバの断面図である。
【図５】  ノズル３０２を設けた１つのポート３１４に接続された第１のガスチャネル３１６を示す断面図である。
【図６】  第２のガスチャネル３１８を示す断面図である。
【図７】  ドーム３２を介して設けられた中央ガス供給器３１２を示す断面図である。
【図８】  蓋アセンブリのベースプレート３３とガス分配リング３１０とを示す拡大図である。
【図９】  本発明によるガス分配リング４１０の代替実施形態の斜視図である。
【図１０】  第２の環状リングチャネル４１６と傾斜ノズル４０２を示すマルチレベルガス分配リング４１０の部分断面図である。
【符号の説明】
３２  ドーム
３００  ガス分配アセンブリ
３０２，３０４，３０６  ガスノズル
３０８  ガス通路
３１０  環状ガス分配リング
３１２  中央ガス供給源
３１４  ポート
３１６，３１８  ガスチャネル
３５２，３５８，３６４，３７０  ガス源
３５４，３６０，３６６，３７２  ガスコントローラ
３５６、３６２，３６８，３７４  ライン
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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