(57)【要約】  本明細書に開示された実施形態は、一般に、プラズマ軽減プロセスおよび装置に関する。プラズマ軽減プロセスは、注入チャンバなどの処理チャンバからフォアライン廃水を取り込み、廃水を試薬と反応させる。廃水は、自然発火性副生成物を含む。フォアライン経路内に配置されたプラズマ発生装置は、廃水および試薬をイオン化して、廃水と試薬との間の反応を促進することができる。イオン化された核種は、反応して、排気流経路内部の条件で気相に留まる化合物を形成する。別の実施形態では、イオン化された核種は、反応して、気相から凝縮する化合物を形成することができる。次いで、凝縮された粒子状物質は、トラップによって廃水から除去される。本装置は、注入チャンバ、プラズマ発生装置、１つまたは複数のポンプ、およびスクラバーを含むことができる。【選択図】図５
2018537580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状本体の第１の側に配置された少なくとも１つのガス入口ポートを有するリング状本体と、
前記リング状本体の第１の表面に配置された複数のガス分配ポートであって、複数の均一に分布した列に配置された複数のガス分配ポートであり、前記複数の均一に分布した列の第１の列の前記複数のガス分配ポートが、前記複数の均一に分布した列の第２の列の前記複数のガス分配ポートの出口角度とは異なる出口角度でガスを方向付けるようになされている、複数のガス分配ポートと、
を備える、リング状ガス分配器。
【請求項２】
前記リング状本体の前記第１の表面が湾曲し、前記リング状本体の第２の表面が平坦である、請求項１に記載のリング状ガス分配器。
【請求項３】
前記リング状本体がアルミニウム、アルミニウム酸化物、およびアルミニウム窒化物から成るグループから選択された材料を含む、請求項１に記載のリング状ガス分配器。
【請求項４】
前記複数のガス分配ポートのそれぞれが約０．５ｍｍ〜約３ｍｍの直径を有する、請求項１に記載のリング状ガス分配器。
【請求項５】
前記複数の均一に分布した列が約１ｃｍ〜約３ｃｍ相隔たっている、請求項１に記載のプロセスチャンバ。
【請求項６】
チャンバ本体と、
前記チャンバ本体に配置されたドームリッドアセンブリと、
前記ドームリッドアセンブリに取り付けられたガス入口と、
前記チャンバ本体に配置された基板支持体と、
前記ドームリッドアセンブリに取り付けられたガス入口と、
前記基板支持体の真下に配置されたリング状ガス分配器であって、
リング状本体、および
前記リング状本体の第１の表面に配置された複数のガス分配ポート、
を備える、リング状ガス分配器と、
を備える、プロセスチャンバ。
【請求項７】
前記リング状本体がアルミニウムを含む、請求項６に記載のプロセスチャンバ。
【請求項８】
前記リング状ガス分配器の前記複数のガス分配ポートのそれぞれが約０．５ｍｍ〜約３ｍｍの直径を有する、請求項６に記載のプロセスチャンバ。
【請求項９】
前記複数の均一に分布した列が約１ｃｍ〜約３ｃｍ相隔たっている、請求項６に記載のプロセスチャンバ。
【請求項１０】
少なくとも１つのガス入口ポートをさらに備え、前記ガス入口ポートが前記リング状本体の第１の側に配置されている、請求項６に記載のプロセスチャンバ。
【請求項１１】
第１のガス入口を介してプロセスチャンバに第１の前駆体を流入させるステップと、
前記第１の前駆体をイオン化するステップと、
第２の前駆体を分布させるようになされたリング状本体を介して前記プロセスチャンバに前記第２の前駆体を流入させるステップであって、前記第２の前駆体が前記第１の前駆体とは異なる、ステップと、
前記第２の前駆体をイオン化するステップと、
前記イオン化された第１の前駆体および前記イオン化された第２の前駆体からのシーズニング材料を前記プロセスチャンバの内面に堆積させるステップと、
を含む、方法。
【請求項１２】
前記第１の前駆体がＨ2Ｏ、オゾン、酸素、Ｎ2、またはＮＨ3を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の前駆体が金属含有前駆体である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の前駆体がトリメチルアルミニウムまたはＡｌＣｌ3を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記シーズニング材料がＡｌ2Ｏ3またはＡｌＮであり、前記シーズニング材料を約０．１μｍ〜約１０μｍの厚さに堆積させる、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、一般にＨＤＰ−ＣＶＤチャンバのアーク発生を低減させる装置およびコーティング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高密度プラズマ化学気相堆積（ＨＤＰ−ＣＶＤ）は、低い真空圧でより高密度のプラズマを生成するために誘導結合プラズマ源を用いる。プラズマが高密度になるほど、結果として優れた間隙充填性能、より低温での高品質の膜堆積、高スループット、および保守容易性がもたらされる。ＨＤＰ−ＣＶＤのリアクタ設計およびプロセス技術によって、シャロートレンチ分離（ＳＴＩ）、プリメタル誘電体層（ＰＭＤ）、層間誘電体（ＩＬＤ）層、メタル間誘電体（ＩＭＤ）層、およびパッシベーションを含む広範囲の用途のために、ドープされていない膜およびドープされた膜の両方の堆積が可能になる。したがって、ＨＤＰ−ＣＶＤは、半導体産業において広く使用されている。
【０００３】
プロセス圧力が低いため、ＨＤＰ−ＣＶＤチャンバで報告されている重要な問題の１つは、チャンバアーク発生である。アーク発生は、鋭い点に高い電界が集中することによって金属のチャンバ壁、ガスリング、およびカソード本体で絶縁破壊を引き起こす場合に生じる。小面積にわたって起こる高い放電電流は、露出した金属を蒸発させ、基板表面を汚染し、結果としてプロセス歩留を低下させる。
【０００４】
チャンバアーク発生を低減させるために様々な技法が提案されている。例えば、外面コーティング方法が設置前の新しいチャンバに使用されることがある。しかしながら、設置前のコーティングは、輸送、設置、もしくは保守中にクラックが入る場合は、またはコーティング層が薄くなりすぎた場合は、コーティングを再び施さなければならない。アーク発生を緩和するため、チャンバの洗浄後、シーズニング動作中に金属のチャンバ表面にシーズニング層を堆積させることがある。しかしながら、従来のシーズニング層は、チャンバ部品上の被覆率が十分ではなく、したがって、チャンバアーク発生問題が依然として存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、ＨＤＰ−ＣＶＤチャンバアーク発生を低減させる改善された装置およびコーティング方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施態様において、リング状ガス分配器が開示される。リング状ガス分配器は、第１の側に配置された少なくとも１つのガス入口ポートと、リング状本体の第１の表面に配置された複数のガス分配ポートと、を有するリング状本体を含む。複数のガス分配ポートは、複数の均一に分布した列に配置される。複数の均一に分布した列の第１の列の複数のガス分配ポートの第１のガス分配ポートは、複数の均一に分布した列の第１の列の複数のガス分配ポートの第２のガス分配ポートの出口角度とは異なる出口角度でガスを方向付けるようになされている。
【０００７】
別の実施態様では、プロセスチャンバが開示される。プロセスチャンバは、チャンバ本体およびチャンバ本体に配置されたドームリッドアセンブリと、チャンバ本体に配置された基板支持体と、ドームリッドアセンブリに取り付けられたガス入口と、リング状ガス分配器と、を含む。リング状ガス分配器は、リング状本体、およびリング状本体の第１の表面に配置された複数のガス分配ポートを含む。
【０００８】
さらに別の実施態様では、方法が開示される。本方法は、第１のガス入口を介してプロセスチャンバに第１の前駆体を流入させるステップと、第１の前駆体をイオン化するステップと、第２の前駆体を分布させるようになされたリング状本体を介してプロセスチャンバに第２の前駆体を流入させるステップであって、第２の前駆体が第１の前駆体とは異なる、ステップと、第２の前駆体をイオン化するステップと、イオン化された第２の前駆体からのシーズニング材料をプロセスチャンバの内面に堆積させるステップと、を含む。
【０００９】
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、一部が添付図面に示される実施形態を参照することによって上で要約された本開示のより具体的な説明を行うことができる。しかしながら、添付図面は、例示的な実施形態のみを示し、したがって、その範囲を限定していると考えられるべきではなく、その理由は本開示が他の等しく効果的な実施形態を受け入れることができるためである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本明細書に記載された一実施形態によるプロセスチャンバの概略図である。
【図２】本明細書に記載された一実施形態によるリング状ガス分配器の概略図である。
【図３】本明細書に記載された一実施形態による方法の流れ図である。
【図４Ａ】本明細書に記載された別の実施形態によるプロセスチャンバの一部の概略図である。
【図４Ｂ】本明細書に記載された別の実施形態によるリング状ガス分配器の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
理解を容易にするために、各図に共通の同一の要素を指定するために、可能な場合は、同一の参照数字が使用されている。一実施形態の要素および特徴は、さらに詳説することなく他の実施形態において有益に組み込まれてもよいことが考えられる。
【００１２】
本明細書に記載された実施形態は、例えば、ＨＤＰ−ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＰＥ−ＡＬＤ、およびエッチングチャンバにおけるチャンバアーク発生を低減させる装置およびコーティング方法に関する。本装置は、コーティング材料のインシトゥ堆積に適したリング状ガス分配器と、これを含むプロセスチャンバと、を含む。リング状ガス分配器は、１つまたは複数のガス入口ポートおよび複数のガス分配ポートを含むことができる。リング状ガス分配器は、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバなどのプロセスチャンバの下方部分に配置され、シーズニング材料を堆積させるために前駆体ガスをプロセスチャンバの下方部分に供給することができる。また、本明細書に記載される実施形態は、プロセスチャンバをシーズニングする方法を含む。本方法は、第１の前駆体を第１のガス入口を介してプロセスチャンバに流入させるステップと、リング状ガス分配器を介してシーズニング前駆体をプロセスチャンバに流入させるステップと、を含む。第１および第２の前駆体をイオン化し、反応させて、プロセスチャンバ内でシーズニング材料を堆積させることができる。
【００１３】
図１は、本明細書に記載された一実施形態によるプロセスチャンバ１００の概略図である。一例において、プロセスチャンバ１００は、高密度プラズマ化学気相堆積（ＨＤＰ−ＣＶＤ）システムであってもよい。プロセスチャンバ１００は、チャンバ本体１１６と、基板支持体１０６と、ドーム１０２、誘導性アセンブリ１１２、および温度制御プレート１１０を含むドームリッドアセンブリ１１５と、を含む。ドーム１０２は、チャンバ本体１１６上に配置されている。ドーム１０２およびチャンバ本体１１６は、プロセスチャンバ１００の内部容積を画成する。基板支持体１０６は、プロセスチャンバ１００の内部容積内部に位置し、処理中に基板１９０をその上に支持する。基板支持アーム１０８は、基板支持体１０６に結合され、基板支持体１０６の支持および作動を容易にする。アクチュエータ１３４は、ベローズ１３６を介して基板支持アーム１０８に結合されている。アクチュエータ１３４は、基板支持アーム１０８およびこれに結合された基板支持体１０６を垂直に作動させ、基板移送プロセス中に基板移送ロボット（図示せず）と基板支持体１０６との間の基板移送を容易にする。
【００１４】
ドーム１０２は、プロセスチャンバ１００内部に位置するプラズマ処理領域１０４の上方境界を画成する。ドーム１０２は、アルミニウム、アルミニウム酸化物、またはアルミニウム窒化物などのセラミック誘電体材料で作られてもよい。プラズマ処理領域１０４の下方境界は、基板支持体１０６の上面によって画成される。処理中に、プラズマまたは他のイオン化ガスが、プラズマ処理領域１０４内部で生成され得、基板１９０の処理を促進する。例えば、プラズマがプラズマ処理領域１０４内で生成され、ＨＤＰ−ＣＶＤ、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、またはプラズマ原子層堆積（ＰＥ−ＡＬＤ）プロセスにおいて基板１９０上に材料を堆積させることができる。
【００１５】
１つまたは複数の誘導コイル１１４を含む誘導性アセンブリ１１２がドーム１０２上に配置され、プラズマ処理領域１０４のプラズマ生成を促進する。１つまたは複数の誘導コイル１１４に電力を供給するために、電源（図示せず）が誘導性アセンブリ１１２に結合されてもよい。動作中に、複数の誘導コイル１１４は、プラズマ処理領域１０４内部に位置する１つまたは複数の前駆体またはプロセスガスに高周波（ＲＦ）電力を供給して、前駆体またはプロセスガスをイオン化することができる。一例において、複数の誘導コイル１１４は、名目上２ＭＨｚで最大５，０００ワットのＲＦ電力を供給することができる。複数の誘導コイル１１４の動作周波数は、プラズマ生成効率を改善するために名目上の動作周波数からオフセットされてもよい。温度制御プレート１１０は、誘導性アセンブリ１１２上に配置され、誘導性アセンブリ１１２を介してドーム１０２に熱的に結合されている。温度制御プレート１１０によって、約１００℃〜２００℃の範囲にわたって約±１０℃以内でドーム温度の制御が可能になる。温度制御プレート１１０によって、様々なプロセスに対するドーム温度の最適化が容易になる。一例において、温度制御プレート１１０によって提供される温度制御に加えて、またはその代わりに、液体冷却剤が誘導コイル１１４を通って流れ、誘導コイルの冷却を促進することができる。
【００１６】
プロセスチャンバ１００は、ＨＤＰ−ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、またはＰＥＡＬＤプロセスなどの処理中に利用される１つまたは複数の前駆体もしくはプロセスガスを貯蔵するようになされたガスパネル１３０を含む。前駆体またはプロセスガスは、ドームリッドアセンブリ１１５に取り付けられた１つまたは複数のガス入口１２８（２つが１２８ａ、１２８ｂとして示されている）を介してプラズマ処理領域１０４に導入されてもよい。１つまたは複数のガス入口１２８ａ、１２８ｂは、１つまたは複数のガス供給ライン１３２（そのうちの１つが示されている）を介してガスパネル１３０に結合されている。一実施形態において、１つまたは複数のガス入口１２８は、単一のガスリングとして構成されてもよい。別の実施形態では、１つまたは複数のガス入口１２８は、頂部バッフルとして構成されてもよい。処理中に使用される前駆体ガスもしくは他のガスなどのプロセスガス、またはそれらの反応副生成物は、ポンピングシステム１２２によってプロセスチャンバ１００から排気されてもよい。ポンピングシステム１２２は、プロセスチャンバ１００の下方部分に連結され、スロットルバルブ１２４およびポンプ１２６を含む。スロットルバルブ１２４は、チャンバ本体１１６にポンプ１２６を結合する。スロットルバルブ１２４は、ポンプ１２６を通ってプロセスチャンバ１００を出る排気流の流量を制限することによって、チャンバ圧を制御するよう作動させることができる。
【００１７】
リング状ガス分配器１１８は、スロットルバルブ１２４と基板支持体１０６との間のチャンバ本体１１６の下方部分に配置されている。リング状ガス分配器１１８は、１つまたは複数のガス入口ポートおよびガス分配ポートを有する中空の管状リングを含み、プロセスチャンバ１００の下方部分にプロセスガスまたは前駆体ガスを分配する。リング状ガス分配器１１８は、アタッチメント１２０によってチャンバ本体１１６の内面１０５に取り付けられてもよい。アタッチメント１２０は、ばね付勢クリップ、ブラケット、締め具などであってもよい。前駆体ガスまたはプロセスガスは、ガス供給ライン１３８を介して第２のガスパネル１４０からリング状ガス分配器１１８に供給される。ガス供給ライン１３８は、基板支持アーム１０８に隣接するベローズ１３６を通って配管されてもよい。あるいは、ガス供給ライン１３８は、ガス入口１２８ａ、１２８ｂを通って配管されてもよい。
【００１８】
処理中に使用される前駆体ガスまたは他のガスなどのプロセスガスは、第２のガスパネル１４０からリング状ガス分配器１１８に供給され、プロセスチャンバ１００の下方部分に分配され、チャンバ本体１１６の内面１０５上のシーズニング層の形成を容易にする。リング状ガス分配器１１８は、プロセスチャンバ１００の下方部分にガスを均一に分配するようになされ、従来の手法よりも一様なシーズニング層を形成し、したがって、望ましくないアーク発生の可能性を低減させる。リング状ガス分配器１１８は、チャンバ本体１１６の内面１０５の直径よりも小さい直径を有することができる。一例において、リング状ガス分配器は、内面１０５の直径よりも約３パーセント〜約２０パーセント小さい直径を有することができる。リング状ガス分配器１１８は、金属、金属合金、またはセラミック材料で作られてもよい。一実施形態において、リング状ガス分配器１１８は、金属汚染を防止するようにチャンバ本体１１６と同じ材料で作られている。別の実施形態では、リング状ガス分配器１１８は、アルミニウム酸化物で作られてもよい。別の実施形態では、リング状ガス分配器１１８は、アルミニウム窒化物で作られてもよい。さらに別の実施形態では、リング状ガス分配器１１８は、アルミニウムで作られてもよい。
【００１９】
図２は、リング状ガス分配器１１８の概略図である。リング状ガス分配器１１８は、両側に配置された２つのガス入口ポート２５４ａおよび２５４ｂ、ならびにリング状本体２５０の第１の表面に配置された複数のガス分配ポート２５３を有する中空のリング状本体２５０を含むリング状ガス分配器である。一例において、リング状本体２５０の上半分は、図１に示すように、プロセスチャンバ１００の内面１０５のシーズニングを容易にするためにガスを上方に向けるガス分配ポート２５３を含むことができる。一実施形態において、複数のガス分配ポート２５３のそれぞれは、直径が約０．５ｍｍ〜約３ｍｍ、例えば、直径約１ｍｍである。
【００２０】
複数のガス分配ポート２５３は、複数の列２５２ａ、２５２ｂ（そのうちの２つがラベル付けされている）に配置されてもよい。列２５２ａは、第１の列を表わすことができ、列２５２ｂは、第２の列を表わすことができる。複数の列は、本体２５０の周囲に同心円状に均一に分布してもよい。同心円の列の分布を示すために、線が、列２５２ａと２５２ｂのポート２５３間に含まれている。また、それぞれの列を構成するポート２５３は、本体２５０の中心線と半径方向に整列していてもよい。第１の列２５２ａの複数のガス分配ポート２５３は、隣接する列、例えば第２の列２５２ｂの出口角度とは異なる角度で出口ガスを方向付けるように配置されている。言いかえれば、複数のガス分配ポート２５２の各列は、隣接する列とは異なる角度で出口ガスを方向付けるようになされている。別の例において、特定の列のガス分配ポート２５３は、トリプレットにグループ化されてもよく、トリプレットのそれぞれのガス分配ポートが異なるガス出口角度を有する。３つの異なる角度は、単一の列、例えば、列２５２ａまたは列２５２ｂのガス分配ポート２５３のそれぞれのトリプレットについて繰り返されてもよい。隣接する列２５２ａ、２５２ｂ間、または隣接するガス分配ポート２５３間の出口角度の変化は、ガス分配装置２１８の第１の表面の直径によって制御されてもよい。出口角度の相対差は、約１５度〜約３０度であってもよい。一実施形態において、複数のガス分配ポート２５３のそれぞれのガス分配ポート２５３間の間隔は、約１ｃｍ〜約３ｃｍ、例えば、約１ｃｍであってもよい。
【００２１】
図２はリング状ガス分配器１１８の一実施形態を示しているが、他の実施形態も考えられる。別の実施形態では、リング状ガス分配器１１８は、２つのガス入口ポート２５４ａ、２５４ｂよりも多いまたは少ないガス入口ポートを含むことができる。そのような例では、ガス入口ポートは、リング状ガス分配器１１８の外周に等間隔で配置されてもよい。加えて、ガス分配ポート２５３は、プロセスチャンバ１００内部のガス流に影響を及ぼすように不均一に分布してもよいことが考えられる。また、隣接する列２５２ａ、２５２ｂも不均一に分布してもよい。不均一な分布は、プロセスチャンバ１００の非対称の特徴、またはプロセスチャンバ１００内部のガス流プロファイルの差を補償することができる。さらに、ガス分配器１１８がリング状本体を有するとして示されているが、プロセスチャンバ内部のガス流に影響を及ぼすように楕円などの他の形状を利用してもよいことが考えられる。
【００２２】
図３は、本明細書に記載された一実施形態による方法３６０の流れ図を示す。本開示の実施形態についての理解を容易にするために、図３は、図１に関連して論じられる。方法３６０は、プロセスチャンバ１００の内面１０５にシーズニング材料を堆積させるために利用されてもよい。方法３６０は、動作３６２で始まる。動作３６２では、処理ガス、例えば第１の前駆体がガス入口１２８ａまたは１２８ｂの１つもしくは両方を介してプロセスチャンバ１００に導入される。第１の前駆体は、酸素前駆体または窒素前駆体であってもよい。例示的な第１の前駆体は、限定されないが、水（Ｈ2Ｏ）、オゾン（Ｏ3）、酸素（Ｏ2）、窒素（Ｎ2）、およびアンモニア（ＮＨ3）を含む。第１の前駆体は、動作３６４でイオン化される。イオン化された第１の前駆体は、プロセスチャンバ１００の内面１０５上に単層を形成する。
【００２３】
動作３６６では、第２の前駆体がリング状ガス分配器１１８によってプロセスチャンバ１００に導入される。導入されるリング状ガス分配器１１８は、第２の前駆体が基板支持体１０６の上に配置されたガス入口１２８ａ、１２８ｂを介して単独で導入された場合は、一般には到達できない、または十分には到達しないチャンバの部分に前駆体を向ける。第２の前駆体材料は、アルミニウム含有前駆体、または他の金属含有前駆体であってもよい。例示的な第２の前駆体は、限定されないが、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）または塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3）を含む。第２の前駆体は、動作３６８でイオン化される。
【００２４】
動作３７０では、イオン化された第２の前駆体は、内面１０５上に形成された第１の前駆体の単層に吸着する、またはこの単層と反応する。第２の単層の吸収または反応によって、結果としてプロセスチャンバ１００のチャンバ本体１１６の内面１０５にシーズニング材料が形成される。シーズニング材料は、以下の特性の１つまたは複数を有する任意の誘電体材料を含むことができる。すなわち、（１）７ＭＶ／ｃｍを超えるような高い降伏電圧があり、（２）フッ素（Ｆ）ラジカルに耐性があり、（３）粒子汚染の懸念が最小であり、あるいは（４）金属汚染の懸念が最小である。一実施形態において、シーズニング材料は、アルミニウム酸化物（Ａｌ2Ｏ3）である。別の実施形態では、シーズニング材料は、アルミニウム窒化物（ＡｌＮ）である。シーズニング材料は、アーク発生を防止する厚さ、例えば、約０．１μｍ〜約１０μｍ、例えば、約１μｍ〜約３μｍ堆積させることができる。一例において、方法３６０は、ＡＬＤプロセスであってもよく、シーズニング材料は、堆積サイクル当たり約５オングストローム〜約１０オングストロームの厚さで堆積させることができる。そのような例では、好ましい厚さのシーズニング材料が形成されるまで、動作３６２〜３７０が繰り返される。
【００２５】
方法３６０は、一例において、ＰＥＣＶＤまたはＰＥ−ＡＬＤプロセスであってもよい。ＰＥ−ＡＬＤプロセスでは、ラジカルがＨＤＰ  ＲＦ源によって生成される。ＰＥ−ＡＬＤは、比較的低温で行われ、その温度は、チャンバ壁または他のチャンバ部品の相対的な低温限界よりも低い（＜１００℃）。方法３６０は、予防保守、事後保守中に、または他の方法で必要に応じて行われ、確実に、チャンバ本体などの金属部分すべてがチャンバアーク発生を実質的に防止するのに十分に被覆されるようにすることができる。一例において、方法３６０は、薄膜が基板１９０上に形成される薄膜形成プロセスに続いて行われてもよい。
【００２６】
図４Ａは、本明細書に記載された別の実施形態によるプロセスチャンバ４８０の一部の概略図である。プロセスチャンバ４８０は、プロセスチャンバ１００と実質的に同様であるが、リング状ガス分配器１１８の代わりにリング状ガス分配器４１８を含む。ガス分配器４１８は、チャンバ本体１１６に結合されている。ガス分配器４１８は、チャンバ本体１１６の内面１０５に係合するようにテーパ付けされた外部側壁を含む。一例において、ガス分配器４１８の外部側壁の直径は、頂部部分では、下方部分よりも大きい。ガス分配器４１８の側壁のテーパの度合いは、内面１０５のテーパと同一または同様となるように選択されてもよい。そのような例では、ガス分配器４１８は、くさび嵌めを介して適位置に維持され、したがってガス分配器４１８の迅速な保守または交換を容易にする。前駆体ガスまたはプロセスガスは、ガス分配器４１８に配置された少なくとも１つのガス入口ポートと相互に作用するガス供給ライン１３８を介してリング状ガス分配器４１８に供給される。２つ以上のガス供給ライン１３８が利用されてもよいことが考えられる。
【００２７】
図４Ｂは、一実施形態によるリング状ガス分配器４１８の概略断面図である。リング状ガス分配器４１８は、リング状ガス分配本体４５０を有する。リング状ガス分配本体４５０は、第１の湾曲面４５６および第２の平坦面４５８を含む。複数のガス分配４５３ａ、４５３ｂ、および４５３ｃ（３つが示されている）がリング状ガス分配本体４５０の第１の湾曲面４５６に配置され、プロセスガスをプロセスチャンバ内部の位置に向けるようになされている。リング状ガス分配本体４５０の第１の湾曲面４５６は、チャンバ本体１１６に係合する第２の平坦面４５８の反対側に配置されている。第２の平坦面４５８は、約５ｍｍ〜約３０ｍｍの高さ４５９を有する。一例において、リング状ガス分配本体４５０の第１の湾曲面４５６は、図４Ａに示すようなチャンバ４８０の内面１０５のシーズニングを容易にするように、ガスを内部に向けるためのガス分配ポート４５３ａ、４５３ｂ、４５３ｃを含むことができる。一実施形態において、複数のガス分配ポート４５３ａ、４５３ｂ、４５３ｃのそれぞれは、直径が約０．５ｍｍ〜約３ｍｍ、例えば、直径約１ｍｍである。
【００２８】
複数のガス分配ポート４５３ａ、４５３ｂ、４５３ｃは、複数の列に配置されてもよい。各列は、リング状ガス本体４５０の周囲に、例えば第１の湾曲面４５６全体にわたって均一に分布してもよい。図４Ｂのガス分配ポート４５３ａ、４５３ｂ、および４５３ｃは、第１の列に構成されてもよい。第１のガス分配ポート４５３ａは、第２のガス分配ポート４５３ｂとは異なる角度で出口ガスを方向付けるように配置されている。また、第３のガス分配ポート４５３ｃは、第２のガス分配ポート４５３ｂと異なり、かつ第１のポート４５３ａと異なる角度で出口ガスを方向付けるように配置されてもよい。さらに、別の例において、複数のガス分配ポート４５３ａ、４５３ｂ、４５３ｃのそれぞれの列は、隣接する列とは異なる角度で出口ガスを方向付けるようになされてもよい。ガス分配ポート４５３ａ、４５３ｂ、４５３ｃ間の出口角度の変化は、ガス分配器４１８の第１の湾曲面４５６の直径によって制御されてもよい。隣接するガス分配ポート４５３ａ、４５３ｂ、４５３ｃ間の出口角度の相対差は、約１５度〜約３０度であってもよい。一実施形態において、隣接するガス分配ポート４５３ａ、４５３ｂ、４５３ｃ間の間隔は、約１ｃｍ〜約３ｃｍ、例えば約１ｃｍであってもよい。
【００２９】
本開示の利点は、アーク発生に影響されやすいチャンバの部分にシーズニング材料を堆積させることによるチャンバのアーク発生およびアーク発生関連の欠陥の低減、ならびにチャンバ寿命の向上および維持費の低減を含む。
【００３０】
本明細書の記載は、ＨＤＰ−ＣＶＤチャンバを参照しているが、本明細書の開示は、ＰＥＣＶＤプロセスチャンバ、エッチングプロセスチャンバ、およびＰＥ−ＡＬＤプロセスチャンバなどの他の半導体装備ツールにも適用可能であることを理解されたい。
【００３１】
前述の事項は、本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他のおよびさらなる実施形態が本開示の基本的な範囲から逸脱せずに、考案されてもよく、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。
【図１】
2018537580.tif 000003
【図２】
2018537580.tif 000004
【図３】
2018537580.tif 000005
【図４Ａ】
2018537580.tif 000006
【図４Ｂ】
2018537580.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月5日(2018.6.5)
【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】
リング状本体の第１の側に配置された少なくとも１つのガス入口ポートを有するリング状本体と、
前記リング状本体の第１の表面に配置された複数のガス分配ポートであって、複数の均一に分布した列に配置された複数のガス分配ポートであり、前記複数の均一に分布した列の第１の列の前記複数のガス分配ポートが、前記複数の均一に分布した列の第２の列の前記複数のガス分配ポートの出口角度とは異なる出口角度でガスを方向付けるようになされている、複数のガス分配ポートと、
を備える、リング状ガス分配器。
【請求項２】
前記リング状本体の前記第１の表面が湾曲し、前記リング状本体の第２の表面が平坦である、請求項１に記載のリング状ガス分配器。
【請求項３】
前記リング状本体がアルミニウム、アルミニウム酸化物、およびアルミニウム窒化物から成るグループから選択された材料を含む、請求項１に記載のリング状ガス分配器。
【請求項４】
前記複数のガス分配ポートのそれぞれが約０．５ｍｍ〜約３ｍｍの直径を有する、請求項１に記載のリング状ガス分配器。
【請求項５】
前記複数の均一に分布した列が約１ｃｍ〜約３ｃｍ相隔たっている、請求項１に記載のリング状ガス分配器。
【請求項６】
チャンバ本体と、
前記チャンバ本体に配置されたドームリッドアセンブリと、
前記チャンバ本体に配置された基板支持体と、
前記ドームリッドアセンブリに取り付けられたガス入口と、
前記基板支持体の真下に配置されたリング状ガス分配器であって、
リング状本体、および
前記リング状本体の第１の表面に配置された複数のガス分配ポート、
を備える、リング状ガス分配器と、
を備える、プロセスチャンバ。
【請求項７】
前記リング状本体がアルミニウムを含む、請求項６に記載のプロセスチャンバ。
【請求項８】
前記リング状ガス分配器の前記複数のガス分配ポートのそれぞれが約０．５ｍｍ〜約３ｍｍの直径を有する、請求項６に記載のプロセスチャンバ。
【請求項９】
前記複数のガス分配ポートが複数の均一に分布した列に配置され、前記複数の均一に分布した列が約１ｃｍ〜約３ｃｍ相隔たっている、請求項６に記載のプロセスチャンバ。
【請求項１０】
少なくとも１つのガス入口ポートをさらに備え、前記ガス入口ポートが前記リング状本体の第１の側に配置されている、請求項６に記載のプロセスチャンバ。
【請求項１１】
第１のガス入口を介してプロセスチャンバに第１の前駆体を流入させるステップと、
前記第１の前駆体をイオン化するステップと、
第２の前駆体を分布させるようになされたリング状本体を介して前記プロセスチャンバに前記第２の前駆体を流入させるステップであって、前記第２の前駆体が前記第１の前駆体とは異なる、ステップと、
前記第２の前駆体をイオン化するステップと、
前記イオン化された第１の前駆体および前記イオン化された第２の前駆体からのシーズニング材料を前記プロセスチャンバの内面に堆積させるステップと、
を含む、方法。
【請求項１２】
前記第１の前駆体がＨ2Ｏ、オゾン、酸素、Ｎ2、またはＮＨ3を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の前駆体が金属含有前駆体である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の前駆体がトリメチルアルミニウムまたはＡｌＣｌ3を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記シーズニング材料がＡｌ2Ｏ3またはＡｌＮであり、前記シーズニング材料を約０．１μｍ〜約１０μｍの厚さに堆積させる、請求項１１に記載の方法。
【国際調査報告】
2018537580.tif 000008
2018537580.tif 000009