(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスチャンバを収容するエンクロージャーを有するタイプの気相堆積装置用リッドアセンブリであって、
対向する第１の主要面と第２の主要面を有する基板において、第１の貫通路と第２の貫通路はそれらの間に延び、前記第２の主要面の一部は切取面にあり、前記第２の主要面の残りの部分には凹部分が設けられ、中央の凹部分と環状の凹部分を画定し、前記環状の凹部分は、基面と、前記基面から延びて前記切取面に近接して終わる、間隔を取って離された２つの側面とを有し、前記第１の貫通路と前記第２の貫通路はそれぞれ前記第１の主要面における開口部から延び前記第２の主要面におけるオリフィスで終わり、第２の貫通路と関連するオリフィスは前記側面の１つに配置され、前記第１の貫通路と関連するオリフィスは前記中央の凹部分に配置される、前記基板を含む、リッドアセンブリ。
【請求項２】
前記基面は、前記環状の凹部分の前記２つの側面の間であって前記第１の貫通路と関連するオリフィスの１つの周りに半径方向に対称に延びる中心軸を有し、前記第２の貫通路と関連するオリフィスは、そこから出る前記流体の流れが前記中心軸の正接方向に延びるように、前記側面内に配置される、請求項１に記載のリッドアセンブリ。
【請求項３】
前記第２の貫通路と関連する前記オリフィスは、楕円状の断面を有する、請求項１に記載のリッドアセンブリ。
【請求項４】
前記第２の貫通路と関連する前記オリフィスは、円形状の断面を有する、請求項１に記載のリッドアセンブリ。
【請求項５】
前記第２の貫通路は２つの貫通路からなり、そのうちの１つの貫通路は第１の方向に延び、他方の貫通路は前記第１の方向に垂直な第２の方向に沿って延びる、請求項１に記載のリッドアセンブリ。
【請求項６】
ガス供給源と、第３の方向に沿って延び、１つの吸気孔と複数の排気孔を有する導管とをさらに備え、前記吸気孔は前記ガス供給源に結合され、前記複数の排気孔のうちの１つの孔は、前記吸気孔に近接して配置されて、前記２つの貫通路に結合され、前記第１および第２の方向は前記第３の方向に対して傾斜している、請求項５に記載のリッドアセンブリ。
【請求項７】
プロセスチャンバを収容するエンクロージャーとそれに取りつけられたガス供給源とを有するタイプの気相堆積装置用リッドアセンブリであって、
対向する第１及び第２の主要面と１つの第１の貫通路と２つの第２の貫通路とを有する基板と、１つの吸気孔と複数の排気孔を有する導管において、前記第１の貫通路と前記第２の貫通路はそれぞれ前記対向する第１及び第２の主要面を流通状態におき、前記吸気孔は前記ガス供給源に結合され、前記複数の排気孔のうちの１つは前記第１の貫通路に結合され、残りの複数の排気孔は前記第２の貫通路に結合され、前記第１の貫通路と前記第２の貫通路は、前記第２の主要面から出る前記ガスの２つの流体の流れが互いに直交する２つの方向で供されるように配置される、前記基板と前記導管とを含む、リッドアセンブリ。
【請求項８】
前記第１の貫通路と前記第２の貫通路は、前記第２の主要面から出た前記ガスの複数の流体の流れが互いに直交する３つの方向で供されるように配置される、請求項７に記載のリッドアセンブリ。
【請求項９】
前記第２の貫通路は前記第２の主要面のオリフィスから前記第１の主要面の方向へと延び、前記第１の貫通路は前記第２の主要面のボアホールから前記第１の主要面の方向へと延び、前記第２の主要面は、基面と、前記第１の主要面から離れて前記基面に横断するように基面から延びて、その間に環状の開口部を画定する、間隔をとって離された２つの側面とを画定する環状の凹部分を含み、前記第２の貫通路のオリフィスは前記側面のうちの１つに設けられている、請求項７に記載のリッドアセンブリ。
【請求項１０】
前記基面は前記環状の凹部分の前記２つの側面の間であって前記第１の貫通路と関連するオリフィスの前記ボアホールの周りに半径方向に対称に延びる中心軸を有し、前記第２の貫通路と関連する両方のオリフィスは、流体の流れがそこから出て前記中心軸の正接方向に進むように、前記側面のうちの１つの面内に配置される、請求項９に記載のリッドアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願のクロスリファレンス】
本発明は、Ｊｏｎａｔｈａｎ  Ｆｒａｎｋｅｌ、Ｉｎｎａ  Ｓｈｍｕｒｕｎ、Ｖｉｓｗｅｓｗａｒｅｎ  Ｓｉｖａｒａｍａｋｒｉｓｈｉｎａｎ、Ｅｕｇｅｎｅ  Ｆｕｋｓｈａｎｓｋｉが共同発明者であり本願と同一の譲受人に譲渡された「高温プロセスチャンバ用リッドアセンブリ（ＬＩＤ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＦＯＲ  ＨＩＧＨ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＣＨＡＭＢＥＲ）」という名称の特許出願と、Ｊｏｎａｔｈａｎ  Ｆｒａｎｋｅｌ、Ｈａｒｉ  Ｐｏｎｎｅｋａｎｔｉ、Ｉｎｎａ  Ｓｈｍｕｒｕｎ、Ｖｉｓｗｅｓｗａｒｅｎ  Ｓｉｖａｒａｍａｋｒｉｓｈｉｎａｎが共同発明者であり本願と同一の譲受人に譲渡された「高温プロセスチャンバ用ヒータ／リフトアセンブリ（ＨＥＡＴＥＲ／ＬＩＦＴ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＦＯＲ  ＨＩＧＨ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＣＨＡＭＢＥＲ）」という名称の特許出願と、Ｊｏｎａｔｈａｎ  Ｆｒａｎｋｅｌ、Ｖｉｓｗｅｓｗａｒｅｎ  Ｓｉｖａｒａｍａｋｒｉｓｈｉｎａｎが共同発明者であり本願と同一の譲受人に譲渡された「高温プロセスチャンバ用チャンバライナ（ＣＨＡＭＢＥＲ  ＬＩＮＥＲ  ＦＯＲ  ＨＩＧＨ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＣＨＡＭＢＥＲ）」という名称の特許出願と、Ｇａｒｙ  ＦｏｎｇおよびＩｒｗｉｎ  Ｓｉｌｖｅｓｔｒｅが共同発明者であり同一の譲受人に譲渡された「リモートプラズマ装置を底部に取り付けた基板処理装置（ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＷＩＴＨ  ＢＯＴＴＯＭ−ＭＯＵＮＴＥＤ  ＲＥＭＯＴＥ  ＰＬＡＳＭＡ  ＳＹＳＴＥＭ）」という名称の特許出願と、Ｊｏｎａｔｈａｎ  Ｆｒａｎｋｅｌが発明者であり本願と同一の譲受人に譲渡された「高温プロセスチャンバ用リフトアセンブリ（ＬＩＦＴ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＦＯＲ  ＨＩＧＨ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＣＨＡＭＢＥＲ）」という名称の特許出願と、Ｖｉｓｗｅｓｗａｒｅｎ  ＳｉｖａｒａｍａｋｒｉｓｈｉｎａｎとＧａｒｙ  Ｆｏｎｇが共同発明者であり本願と同一の譲受人に譲渡された「熱（非プラズマ）処理におけるチャンバ洗浄終了検出の装置および方法（ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ  ＥＮＤ  ＯＦ  ＣＨＡＭＢＥＲ  ＣＬＥＡＮ  ＩＮ  Ａ  ＴＨＥＲＭＡＬ  （ＮＯＮ−ＰＬＡＳＭＡ）  ＰＲＯＣＥＳＳ）」という名称の特許出願と、Ｖｉｓｗｅｓｗａｒｅｎ  Ｓｉｖａｒａｍａｋｒｉｓｈｉｎａｎ、Ｅｌｌｉｅ  Ｙｉｅｈ、Ｊｏｎａｔｈａｎ  Ｆｒａｎｋｅｌ、Ｌｉ−Ｑｕｎ  Ｘｉａ、Ｇａｒｙ  Ｆｏｎｇ、Ｓｒｉｎｉｖａｓ  Ｎｅｍａｎｉ、Ｉｒｗｉｎ  Ｓｉｌｖｅｓｔｒｅ、Ｉｎｎａ  ＳｈｍｕｒｕｎおよびＴｉｍ  Ｌｅｖｉｎｅが共同発明者であり本願と同一の譲受人に譲渡された「半導体ウェーハの高熱処理装置および方法（ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＨＩＧＨ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＯＦ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ  ＷＡＦＥＲＳ）」という名称の特許出願と、Ｇａｒｙ  Ｆｏｎｇ、Ｌｉ−Ｑｕｎ  Ｘｉａ、Ｓｒｉｎｉｖａｓ  ＮｅｍａｎｉおよびＥｌｌｉｅ  Ｙｉｅｈが共同発明者であり本願と同一の譲受人に譲渡された「基板表面を洗浄するための方法および装置（ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＣＬＥＡＮＩＮＧ  ＳＵＲＦＡＣＥＳ  ＩＮ  Ａ  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ）」という名称の特許出願と、Ｌｉ−Ｑｕｎ  Ｘｉａ、Ｖｉｓｗｅｓｗａｒｅｎ  Ｓｉｖａｒａｍａｋｒｉｓｈｎａｎ、Ｓｒｉｎｉｖａｓ  Ｎｅｍａｎｉ、Ｅｌｌｉｅ  ＹｉｅｈおよびＧａｒｙ  Ｆｏｎｇが共同発明者であり本願と同一の譲受人に譲渡された「チャンバ材料表面からフッ素をゲッタリングするための方法および装置（ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＧＥＴＴＥＲＩＮＧ  ＦＬＵＯＲＩＮＥ  ＦＲＯＭ  ＣＨＡＭＢＥＲ  ＭＡＴＥＲＩＡＬ  ＳＵＲＦＡＣＥＳ）」という名称の特許出願と、Ｌｉ−Ｑｕｎ  Ｘｉａ、Ｅｌｌｉｅ  ＹｉｅｈおよびＳｒｉｎｉｖａｓ  Ｎｅｍａｎｉが共同発明者であり本願と同一の譲受人に譲渡された「減圧高温状態でプレメタル誘電体層を堆積させるための方法および装置（ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＤＥＰＯＳＩＴＩＮＧ  ＰＲＥＭＥＴＡＬ  ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣ  ＬＡＹＥＲ  ＡＴ  ＳＵＢ−ＡＴＭＯＳＰＨＥＲＩＣ  ＡＮＤ  ＨＩＧＨ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ  ＣＯＮＤＩＴＩＯＮＳ）」という名称の特許出願と、Ｅｌｌｉｅ  Ｙｉｅｈ、Ｌｉ−Ｑｕｎ  ＸｉａおよびＳｒｉｎｉｖａｓ  Ｎｅｍａｎｉが共同発明者であり本願と同一の譲受人に譲渡された「薄膜トレンチ分離用の方法および装置（ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＳＨＡＬＬＯＷ  ＴＲＥＮＣＨ  ＩＳＯＬＡＴＩＯＮ）」という名称の特許出願と、Ｊｏｎａｔｈａｎ  Ｆｒａｎｋｅｌが発明者であり本願と同一の譲受人に譲渡された「気相堆積装置の温度制御用装置および方法（ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＴＨＥ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ  ＯＦ  Ａ  ＶＡＰＯＲ  ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ）」という名称の特許出願と、Ｇａｒｙ  Ｆｏｎｇ、Ｆｏｎｇ  ＣｈａｎｇおよびＬｏｎｇ  Ｎｇｕｙｅｎが共同発明者であり本願と同一の譲受人に譲渡された「マイクロ波洗浄応用の安定化前プラズマ発生方法および装置（ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＰＲＥ−ＳＴＡＢＩＬＩＺＥＤ  ＰＬＡＳＭＡ  ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ  ＦＯＲ  ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＣＬＥＡＮ  ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ）」という名称の特許出願と、Ｅｌｌｉｅ  Ｙｉｅｈ、Ｌｉ−Ｑｕｎ  Ｘｉａ、Ｐａｕｌ  ＧｅｅおよびＢａｎｇ  Ｎｇｕｙｅｎが共同発明者であり本願と同一の譲受人に譲渡された「不純物が添加されたシリコン酸化膜を用いて超薄膜の不純物が添加された領域を形成するための方法および装置（ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＦＯＲＭＩＮＧ  ＵＬＴＲＡ−ＳＨＡＬＬＯＷ  ＤＯＰＥＤ  ＲＥＧＩＯＮＳ  ＵＳＩＮＧ  ＤＯＰＥＤ  ＳＩＬＩＣＯＮ  ＯＸＩＤＥ  ＦＩＬＭＳ）」という名称の特許出願とに関する。上記に参照した出願はそれぞれ本発明の譲受人であるアプライドマテリアルズインコーポレイテッド（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｉｎｃ．）に譲渡され、それらの内容全体を参照により本願明細書に引用したものとする。
【０００２】
【発明の背景】
本発明は半導体処理に関する。さらに詳しく言えば、本発明はプロセスチャンバ内部の洗浄を容易にするプロセスチャンバのリッドに関する。
【０００３】
化学気相堆積（ＣＶＤ）処理中、プロセスチャンバ内部に放出された反応ガスは、被処理基板の表面上に、酸化シリコン層や窒化シリコン層等の層を形成する。化学気相堆積処理中に、ＣＶＤ装置の他の場所でも酸化物／窒化物が堆積する。ＣＶＤ装置が周期的に洗浄されなければ、酸化物／窒化物の残留物によってＣＶＤ処理過程に有害な影響が生じる。これらの有害な影響をなくすには、周期的な洗浄処理を行い、Ｎ枚ウェーハ毎に酸化物／窒化物の残留物を除去する。ここでＮは整数である。しかしながら、洗浄処理を実行すると、ＣＶＤ装置が周期的に中断されてしまい、装置のスループットが下がってしまう。
【０００４】
ＣＶＤ装置の総中断時間を短くするため、上述した洗浄処理により、２種類の洗浄技術が用いられる。すなわち、ガス洗浄技術と湿式洗浄技術である。ガス洗浄中は、酸素、ＮＦ3、ヘリウムおよび／または窒素などのクリーンガスがプロセスチャンバ内に流入されて、プロセスチャンバ内にある酸化物の残留物を除去する。プロセスチャンバと関連するリッドが閉位置にあるときに形成されるプロセスチャンバの真空密封を破壊することなく、ガス洗浄技術が達成される。この技術により、洗浄処理を実行するために必要な中断時間量を最小に抑えることができる。ガス洗浄技術はＣＶＤ装置にある酸化物の残留物の一部を除去することができないため、周期的な湿式洗浄技術を用いる必要がある。湿式洗浄技術を用いている間、プロセスチャンバの真空密封がプロセスチャンバのリッドを開位置に移動することによって破壊される。化学洗浄剤を用いてユーザがプロセスチャンバを物理的に拭く。このように、湿式洗浄技術を用いると、ガス洗浄技術よりも実質的にさらに時間がかかってしまい、ＣＶＤ装置の中断時間が長くなる。
【０００５】
したがって、必要とされるものは、洗浄に必要な時間を短くするＣＶＤ装置である。
【０００６】
【発明の要約】
本発明は、プロセスチャンバを収容するエンクロージャーと、プロセスチャンバに取り付けられたクリーンガスの供給源とを有するタイプのＣＶＤ装置である。この装置は、対向する主要面を有する基板をもつリッドと、それらの間に延びる複数の貫通路を有し、プロセスチャンバ内にクリーンガスの非対称的な流れを提供することを特徴とする。非対称的な流れをつくることによって、リッドに形成された環状の凹部分から残留物を除去する問題が解消される。特に、環状の凹部分からの残留物の除去は、プロセスチャンバの残りの部分からの残留物除去よりも実質的に長い時間がかかることが観察された。上述の複数の貫通路を設けることにより、ガス洗浄技術を用いて、装置から残留物を除去する時間が短くなる。特に、第２の主要面の一部はある切取面にあり、第２の主要面の残りの部分には凹部分が設けられて環状の凹部分を画定する。環状の凹部分は、基面と、基面から切取面に近接した付近まで延びる間隔をとって離された２つの側面とを有する。複数の貫通路は、第１の貫通路と第２の貫通路からなり、それぞれの貫通路は第１の主要面の開口からオリフィスまで延びる。第２の貫通路と関連するオリフィスは、環状の凹部分の側面のうちの一面に配置される。第１の貫通路と関連するオリフィスは、切取面に対して平行であるが切取面から離れた位置にある面にある。
【０００７】
クリーンガスの供給源は導管を介してリッドと流通状態に配置される。導管は吸気孔と複数の排気孔を含む。吸気孔はクリーンガスの供給源に結合されている。複数の排気孔のうちの１つの孔は、第１の貫通路と関連する開口部に結合される。残りの複数の排気孔は第２の貫通路に結合される。１つの第１の貫通路と２以上の第２の貫通路があることが好ましい。第１の貫通路は、リッド内の中央に設けられている。環状の凹部分は第１の貫通路の周りに半径方向に非対称に設けられている。２つの貫通路と関連する開口部は、導管の共通の排気孔に接続されている。第２の貫通孔は、互いに垂直な共通の排気孔から延びる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、ＣＶＤ装置１０が、アルミニウムや陽極処理を施したアルミニウム等の処理適合性材料から形成したエンクロージャー・アセンブリ１２を含む。エンクロージャー・アセンブリ１２は、開口部１８を有するプロセスチャンバ１６を画定するハウジング１４と、真空リッド２０を含む。真空リッド２０は、ヒンジ２２を介してハウジング１４に枢結され、選択的に開口部１８を覆う。ヒンジ２２の反対側に、ハンドル２４が真空リッド２０に取り付けられている。ハンドル２４は、開位置と閉位置との間で真空リッド２０を移動させやすくする。開位置では、開口部１８が露出されて、プロセスチャンバ１６にアクセスできるようになる。閉位置では、真空リッド２０は開口部１８を覆い、そこに流体密の密封を形成する。このため、ハウジング１４に対して弾性的に真空リッド２０を圧迫させるために、リッドクランプ２６が用いられることもある。しかしながら、ヒンジ２２は、固定ラチェットメカニズム２８を含んでおり、真空リッド２０が閉位置に偶発的に移動しないようにする。
【０００９】
真空リッド２０には通常、ガス分配アセンブリ３０が取り付けられている。ガス分配アセンブリ３０は、反応ガスおよびキャリヤガスを吸気管３２を介してプロセスチャンバ１６内に排出し、これに関しては以下により詳細に記載する。真空リッド２０にカバー３４が重ね合わせられ、ガス分配アセンブリ３０を包み込むように適用される。このため、カバー３４は、真空リッド２０がある平面に平行に延びる平面にあるカバー部３６を含む。カバー部３６から側壁３８が周辺部４０まで延びる。周辺部４０の外形は通常、真空リッド２０に設けられた装置１０の構成部品の外形と合致するものである。例えば、周辺部４０は、カバー３４が真空リッド２０に嵌められるときに、リッドクランプ２６の１つを受け入れるように配置される凹部分４２を含むこともある。プロセスチャンバ１６へのアクセスを容易にするために、真空リッド２０とハウジング１４間の液体密の密封性を損なわないように、ハウジング１４にスリット弁開口部４４と、さらに真空固定ドア（図示せず）がある。スリット弁開口部４４により、プロセスチャンバ１６と装置１０の外部との間でウェーハ（図示せず）を移送することができる。上述した移送は、あらゆる従来のウェーハ移送アセンブリ（図示せず）によって達成されているものである。従来のロボットによるウェーハ移送アセンブリの例が、メイダン（Ｍａｙｄａｎ）の本願と同一の譲受人に譲渡された米国特許題４，９５１，６０１号公報に記載されており、その内容全体を参照により本願明細書に引用したものとする。
【００１０】
図２および図３を参照すると、真空リッド２０は、対向する第１および第２の主要面４８および５０を有する基板４６を含む。基板４６には中央貫通路５２が形成され、第１の主要面に配置された開口部５４と、第２の主要面５０に配置されたオリフィス５６間に延びることで、第１と第２の主要面４８と５０とを流通状態にする。第１の主要面４８内に円形の凹部分５８が形成され、中央貫通路５２を中心に半径方向に対称的に設けられている。円形凹部分５８の両側には内部および外部環状肩部６０ａと６０ｂが形成される。内部および外部環状肩部６０ａおよび６０ｂに載せ、図３により明確に示されている冷却材通路６０ｃを画定するように環状キャップ６２が設けられる。一般に、環状キャップ６２は、基板４６の第１の主要面４８に溶接されて、その間に流体密の密封性を与える。
【００１１】
図２を再度参照すると、基板４６内に入口６４と出口６６が形成することで、円形の凹部分５８を図１により詳細に示されている導管６３を介して冷却材装置（図示せず）と流通状態にする。このようにして、冷却材が図３に示した冷却材通路６０ｃを通るように向けられ、基板４６の熱制御を行う。冷却材通路６０ｃのより詳細な例示的デザインは、１９９６年４月１６日出願の本願と同一の譲受人に譲渡された同時継続出願第０８／６３１，９０２号に開示されており、その内容全体を参照により本願明細書に引用したものとし、さらにウォング（Ｗａｎｇ）の本願と同一の譲受人に譲渡された米国特許第４，８７２，９４７号に開示されており、その内容全体を参照により本願明細書に引用したものとする。
【００１２】
第２の主要面５０は、真空リッド２０が閉位置にあるとき、プロセスチャンバ１６に対面している。図３に示すように、第２の主要面５０は切取面Ｔにある。第２の主要面５０内に、中央の凹部分６８および環状の凹部分７０が形成される。オリフィス５６は中央の凹部分６８内に配置され、環状の凹部分７０は中央の凹部分６８を取り囲む。環状の凹部分７０は、基面７０ａおよび間隔をとって離した側面７０ｂを有する。基面７０ａは、図４により明確に示されている中心軸７０ｃを有する。側面７０ｂは、中心軸７０ｃの両側に中心軸から等間隔に設けられている。中心軸７０ｃは、オリフィス５６の周りに半径方向に対称的に設けられている。
【００１３】
側面７０ｂは、基面７０ａから切取面Ｔに最も近接した位置まで延びる。環状の凹部分７０によって、以下により詳細に記載するように、堆積ガスを排気しやすくなる。
【００１４】
図２および図３を再度参照すると、一般に必ずしも必要なものではないが、中央の凹部分６８内に装着されるようにガス分散板７２が形成される。中央の凹部分６８とガス分散板７２の相対形状寸法は、隙間７４をそれらの間に設けたものである。このため、最終的な載置位置状態になったときにガス分散板７２が載る中央凹部分６８の外側縁に沿って肩部７６が設けられている。代わりに、ガス分散板７２は隙間７４を限定するために凹部分を有する（図示せず）。ガス分散板７２は中央に配置した複数のガス分散孔７５を含み、通常、この孔はそれぞれ約０．０２〜０．０４ｍｍの範囲内に測定される直径を有する。複数のガス分散孔７５の周りには、複数の取付用オリフィス７８を含む周辺領域７６がある。取付用オリフィスはそれぞれ、第２の主要面５０に配置された雌ねじ孔８０に揃えられる。このようにして、ガス分散板７２は取付用ねじ８６を用いて基板４６に装着される。
【００１５】
ガス分散板７２に隣接して装着されるものは、中央に設けられた複数のガス分配孔９０を含み、外側フランジ９２を画定するガス分配板８８である。ガス分配板８８は、外側フランジ９２の周りに位置する複数の取付用オリフィス９４を含み、オリフィスはそれぞれ第２の主要面５０の雄ねじ孔９６に揃えられる。このようにして、ガス分配板は、取付用ねじ９８を用いて基面４６に装着される。ガス分配孔９０の配置や大きさは応用に応じて望ましいものを用いてよい。しかしながら、ガス分配孔９０が複数のガス分配孔７５に対向して設けられ、それを通してガスを均一に分配し、処理中および処理後に剥がれてウェーハ（図示せず）上に落ちて堆積物を形成しないように、均等に間隔をとって設けられる。通常、ガス分配孔９０の直径はそれぞれ５〜１００ミルのもので、さらに約１０〜５０ミルの範囲にあるものが好ましい。ある例示的実施形態では、複数の孔９０が隣接するリング間の距離をほぼ均一に保ち、同心リングとして配列される。各リング内の孔と孔との間隔は、ほぼ同じものである。ガス分配孔の適切な配置をより詳細に記載したものは、ウォングの本願と同一の譲受人に譲渡された米国特許第４，８７２，９４７号公報に記載されており、その内容全体はすでに参照により本願明細書に引用したものである。
【００１６】
基板４６と、ガス分散板７２と、ガス分配板８８の相対形状寸法は、最終的な載置位置にあるとき、複数のガス分配孔９０と複数のガス分散オリフィス７５の間に隙間１００が存在するようなものである。図３に示すように、ガス分散板７２の厚みは、中央の凹部分６８の深さよりも薄いものである。このように、ガス分配板８８が第２の主要面５０に載置されると、ガス分散板７２とガス分配板８８の間にチャンバ１０２が形成される。ガス分散板７２とガス分配板８８は、高温処理に耐性なあらゆる処理適応性材料、例えば酸化アルミニウムや窒化アルミニウム（ＡＩＮ）等のセラミック材料や、アルミニウムや陽極処理を施したアルミニウム等の金属からなることで、残留物の堆積を最小に抑える。取付用ねじ８６と９８は、ニッケル、ＨａｓｔｅｌｏｙTM、ＨａｙｎｅｓTM等の処理適応性材料からなる。
【００１７】
図５を参照すると、ガス分配アセンブリ３０は、冷却材マニホールド（図示せず）と、クリーンガスマニホールド１０４、ガス混合箱１０６、および複数のガス通路１１０と１１２を含む。基板４６の上面または側面に固定された冷却材マニホールドは、水またはグリコール／水混合物等の冷却材流体を熱交換器から受ける。冷却材は、冷却材マニホールドから冷却材通路６０ｃを通って分配される。ガス混合箱１０６はミキシングチャンバ１１４を含む。クリーンガスマニホールド１０４の入口開口部１１８から、ミキシングチャンバ１１４に配置された出口開口部１１９まで延びる。ガスミキシングチャンバ１１４は、図３に示された基板４６の開口部５４に結合される出口１２０を含む。図５を再度参照すると、入口孔１１０ａと１１２ａからミキシングチャンバ１１４内に配置された出口孔（図示せず）までそれぞれガス通路１１０と１１２が延びる。このように、ガス通路１１０と１１２は、ミキシングチャンバ１１４と流通状態になる。ガス通路１１０と１１２は一般に、破線１１５で示されているガス供給箱内に収められることで、処理中高圧ＲＦ電力を印加することによりガス通路を通るガスの破壊を防ぐ。例示的なガス供給箱は、ウォング（Ｗａｎｇ）の米国特許第４，８７２，９４７号公報に記載されており、その完全な内容全体を参照により本願明細書に引用したものとする。
【００１８】
図６を参照すると、ガス分配アセンブリは、クリーンガスマニホールド１０４とガス混合箱１０６を第１の主要面４８にボルトで止め付けることにより、この主要面４８に取り付けられている。吸気管３２は、ガスをプロセスチャンバ１６内に送るための内側通路３２ａと、クリーンガスをプロセスチャンバ内に向けるためのもので、図５に示されたミキシングチャンバ１１４と流通した外側の環状通路３２ｂを含むものが好ましい。図６を再度参照すると、導管１１６は、ハウジング１４と一体に形成された流れ導管１１２の出口１２０と結合する入口開口部１１８と、真空リッド２０−ハウジング１４の嵌合面の外形に合う形状をしている。導管１１６にはライナ１２４が設けられており、そこを通るクリーンガスラジカルにより腐食したりエッチングされないようにする。出口１２０の反対側で流れ導管１２２に取り付けているものは、図７により明確に示したリモートマイクロ波プラズマ装置１２７である。
【００１９】
図６を再度参照すると、プロセスチャンバ１６内に設けられているものは、ウェーハ支持受台１３２に結合されたヒータ／リフトアセンブリ１３０チャンバライナ１３４である。受台１３２は、真空リッド２０が閉位置にあるとき、ヒータ／リフトアセンブリ１３０と真空リッド２０間に位置される。ヒータリフトアセンブリ１３０は、支持受台１３２と真空リッド２０との間の間隔を変更するように制御して移動させる。プロセスチャンバ１６内の支持受台１３２の位置に関する情報は、センサ（図示せず）によって提供される。支持受台１３２はまた、抵抗加熱した部品も含むものである。支持受台１３２は、窒化アルミニウムおよび酸化アルミニウム（ＡＬ2Ｏ3またはアルミナ）を含むあらゆる処理適応性材料から形成されるものであってよい。チャンバライナ１３４は支持受台１３２を囲み、真空リッド２０が閉位置にあるとき、環状流体チャネル１３６の下側部分を画定し、環状流体チャネル１３６の上側部分は環状の凹部分７０によって画定される。チャンバライナ１３４は一般に、アルミナまたは窒化アルミニウム等のセラミック材料からなり、これにより支持受台１３２とプロセスチャンバ１６の壁１３７間の温度勾配が下がる。
【００２０】
図７を参照すると、リモートマイクロ波プラズマ装置１２７は、導管１４２を介してガスの供給源１４０と流通し、さらに導管１１６と流れ導管１２２を介してプロセスチャンバ１６と流通したプラズマアプリケータ１３８を含む。マグネトロン１４４などのマイクロ波発生器は、アイソレータ１４６と自動同調器１４８を介してプラズマアプリケータ１３８と電気的に連通している状態である。特に、マグネトロン１４４とアイソレータ１４６の間に第１の導波管１５０が結合され、自動同調器１４８とアイソレータ１４６の間に第２の導波管１５２が結合され、自動同調器１４８とアプリケータ１３８の間に第３の導波管１５４が結合されている。マグネトロン１４４で発生したマイクロ波エネルギーは、導波管１５０、１５２、１５４によりアプリケータ１３８の方向に進む。自動同調器１４８は、マグネトロン１４４に反射されたマイクロ波エネルギー量を減少させる。自動同調器１４８は、リモートマイクロ波プラズマ装置１２７の残りの部品にアプリケータにより反射されたマイクロ波エネルギーを最小にする。吸気管３２に結合されているものは、一般に１５６で示したもので、ガス通路１５８と１６０を通り、例えばオゾン、ＴＥＯＳ，ＴＥＰＯ，ヘリウム等の反応ガスの供給源である。混合容量１６２を１以上のガス通路と流通状態にすることで、吸気管３２に入る前にさまざまなガスを混合することができる。それでも、ガスがプロセスチャンバ１６に入る前に、混合が混合箱内で生じることがある。
【００２１】
図６および図７の両図を参照すると、装置１０と電気的に連通状態にプロセッサ１５１が置かれることで、装置の動作が調整される。コントローラとして機能して、プロセッサ１５１はシステムコントロールソフトウェアを実行し、このソフトウェアは、プロセッサ１５１に電子結合されているメモリ１５３内に格納されたコンピュータプログラムである。ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、カードラックもしくはそれらの組み合わせ等、あらゆる種類のメモリデバイスが用いられる。プロセッサ１５１は、システムコントロールソフトウェアの制御下で動作し、このソフトは、タイミング、ガス混合、チャンバ圧、チャンバ温度、マイクロ波力レベル、サセプタ位置や特定の処理の他のパラメータを命じる命令セットを含む。他のメモリ、例えばフロッピーディスクやディスクドライブや他の適切なドライブに指し込まれる他のコンピュータプログラムのプロダクトなどに格納されるような他のコンピュータプログラムも、プロセッサ１５１を動作させるために使用される場合もある。
【００２２】
堆積処理中、真空リッド２０は閉位置に置かれる。ヒータ／リフトアセンブリ１３０は、真空リッド２０に近接して配置された支持受台１３２を処理位置１４９に位置させる。処理位置１４９内に配置されると、支持受台１３２は、真空ライナ１３４と環状流体チャネル１３６に囲まれる。このようにして、支持受台１３２はガス分配板８８に近接して配置される。吸気管３２を介してガス混合箱１０６に反応ガスおよびキャリヤガスが供給される。ガス混合箱１０６により、上述したガスが混合されて、処理ガスを形成する。次いで、処理ガスはガス分散板７２とガス分配板８８を通り、プロセスチャンバ１６内に入り、ウェーハ（図示せず）が位置されるであろう受台１３２の方向に排出される。このようにして、処理ガスは層流状に受台１３２全体に半径方向に均一に分配されることになる。
【００２３】
装置１０で実行される堆積処理は、大気圧以下に減圧された熱処理であり、減圧ＣＶＤ（ＳＡＣＶＤ：ｓｕｂ−ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  ＣＶＤ）としてしばしば参照される。プロセスチャンバ１６内に反応ガスが流入して、支持受台１３２上に載置されたウェーハ（図示せず）上に所望の薄膜をつくる熱を誘発する化学反応（均質性または異質性）が起こる。一般に、約４００〜８００℃と高熱に達することが可能な抵抗加熱された受台１３２によって熱が分配される。このように熱を分配することによって、ウェーハを均一に高速加熱し、プロセスチャンバ１６における複数のステップからなる処理において、正常位置の堆積ステップ、再流入および／またはドライブインステップ、正常ステップおよび／またはシーズニング／ゲッタリングステップを行う。代わりに、ＲＦ電力供給源（図示せず）からガス分配板８８に印加したＲＦエネルギーにより、制御されたプラズマがウェーハに隣接して形成される。さらに、より低いＲＦ電極が用いられることで、ＲＦ電力が単一周波数ＲＦ電力で板ガス分配板８８に供給されるか、もしくは混合周波数ＲＦ電力でガス分配板８８および上記より低いＲＦ電極に供給される。二重周波数ＲＦ電力を２つの別々の電極に供給することで、プロセスチャンバ１６内に導入された反応種の堆積が容易になる。プラズマ処理において、当業者には公知のように、気相堆積装置１０の部品のうちＲＦエネルギーを適用させるように修正しなければならいものもある。
【００２４】
図７を再度参照すると、ガス洗浄技術を用いている間、供給源１４０からの反応ガスは、プロセスチャンバ１６のポンプ式排気装置（図示せず）により生じた真空下で、マグネトロン１４４から送られたマイクロ波エネルギーが定常波を形成するプラズマアプリケータ１３８内に流入する。アプリケータ１３８の定常波は反応ガスからプラズマを点火保持し、反応ラジカルの流れも真空下におかれ、アプリケータ１３８から流れ導管１２２を通り、導管１１６を介してプロセスチャンバ１６の方へと排出され、ウェーハや内室壁や装置１０の他の部品をエッチングする。さらに、マイクロ波プラズマ装置１２７を用いて、受台１３２上にあるウェーハ（図示せず）の表面から元々ある酸化物または残留物を除去、すなわちエッチングする。
【００２５】
図６および図７の両方を再度参照すると、ポンプ１５５は、真空圧を供給して処理ガスとパージガスの両方とさらに残留物を、プロセスチャンバ１６から、ガスが排気ライン１５７に沿って装置１０から排出される環状の流体チャネル１３６を通して引き出す。特に、吸気ポートまたは吸気管（図示せず）からハウジング１４の底壁を通りプロセスチャンバ１６内に流入する。次いでパージガスは、受台１３２を超えて上方に流れ、環状の流れチャネル１３６内に流入する。次いでガスは、矢印１５９で示す方向に、環状の流れチャネル１３６内に入り排気ライン１５７を介して排気される。排気ガスと残留物は、プロセッサ１５１の制御下で絞り弁装置１６１により調整された流速で、環状の流れチャネル１３６から排気ライン１５７を介して放出されることが好ましい。このようにして、矢印１５２で示すように、受台１３２全体を半径方向外側に排出される。
【００２６】
環状の凹部分７０から酸化物／窒化物の残留物の除去に関するガス洗浄技術を行っている間、ある問題が生じた。特に、第２の主要面５０の残り部分とプロセスチャンバ１６の残り部品から残留物を除去する作業と比較して、環状の凹部分７０から残留物を除去する方が実質的に時間が長くかかることが分かった。上述の問題を解消するために、図８により明確に示した第２の貫通路１６４と１６６を、そこから出てくるガスが環状凹部分７０内に向けられるように基板４６に形成した。あらゆる数の第２の貫通路が含まれているが、少なくとも２つの第２の貫通路を持つことが好ましい。中央の貫通路５２と同様に、第２の貫通路１６４と１６６のはそれぞれ、基板４６の第２の主要面５０ないにそれぞれ形成されたオリフィス１６４ａと１６６ａから第１の主要面４８まで延びる。第２の貫通路１６４と１６６はそれぞれ、第１の主要面４８の別々の開口部と関連する。しかしながら、第２の貫通路１６４と１６６が、図６にさらに明確に示した流れチャネル１２３を介して、導管１１６と流通状態にある第１の主要表面４８に形成される共通開口部１６８まで延びることが好ましい。
【００２７】
図８を再度参照すると、第２の貫通路１６４と１６６は、共通の開口部１６８とオリフィス１６４ａと１６６ａとの間の基板４６の経路に沿って延びる。しかしながら、貫通路１６４と１６６は、オリフィス１６４ａと１６４ａが側面７０ｂの片面に配置され、さらに好ましくは、中央の貫通路５２から離れて配置された共通の側面に配置される。オリフィス１６４ａと１６６ａのそれぞれの中央線１６４ｂと１６６ｂが中央軸７０ｃに正接方向に延びることが好ましい。このようにして、オリフィス１６４ａと１６６ａはそれぞれ、オリフィス５６が存在する平面に垂直に延びる平面に存在する。
【００２８】
図６および図８の両図を参照すると、上述したガス洗浄技術を用いている間、クリーンガスマニホールド１０４に入るクリーンガスは２つのガスの流れに分かれ、そのうちの１つは共通の開口部１６８に入り、残りのガスの流れは導管１１６に沿って進み中央の貫通路５２を通過する。共通の開口部１６８に入るガスの流れは再度二又に分かれ、そのうちの１つのガスの流れは第２の貫通路１６４を通り、残りは第２の貫通路１６６を通って進む。第２の貫通路１６４と１６６を通って進むガスの流れは、１６４ａと１６６ａから出て、中央線７０ｃに対して正接方向に延び、さらにオリフィス５６を出るガスの流れに垂直に延びる。このようにして、プロセスチャンバ１６にクリーンガスの非対称的な流れが形成される。図８および図９に示されているように、オリフィス５６から出るガスの流れは、方向Ａに沿って進む。オリフィス１６４ａと１６６ａから出るガスの流れは、それぞれ方向Ｂと方向Ｃに沿って進む。これにより、チャンバ内にガスの非対称的な流れができ、その中に乱流を生じさせる。クリーンガスの流れを直接環状の凹部分７０内に向けることと、非対称的な流れによって生じた乱流によって、プロセスチャンバ１６を洗浄するのに必要な時間が３０秒ほど短くなる。
【００２９】
上述したクリーンガスをプロセスチャンバ１６から一掃した後、第２のクリーンガスはプロセスチャンバ１６内に導入され、前のクリーンガスとプロセスチャンバ１６の内面とが反応して生じたプロセスチャンバ内に存在するあらゆる洗浄残留物を除去する。プロセスチャンバから洗浄残留物を除去またはゲッタリングすることによって、多くの利点が生じる。例えば、プロセスチャンバ１６内にフッ素ラジカルが送られて、プロセスチャンバから噴出されたフッ化シリコンガス生成物を形成することによって、酸化シリコン等の残留物を除去する。フッ素ベースのプロセスチャンバ洗浄処理後、プロセスチャンバ壁１３７の表面上にあるあらゆる吸着されたフッ素がゲッタリングされ、そうしなければ次に処理されるウェーハ上の堆積膜と相互作用するかもしくは混合されてしまう。代替実施形態では、プロセスチャンバ１６に酸化膜を堆積させるためにマイクロ波発生原子水素やシリンコン源を用いてプロセスチャンバをシーズニングすることによりゲッタリングが実行されて、あらゆる吸着されたフッ素をとらえ、それに続く堆積膜への汚染を防ぐ。
【００３０】
図１０を参照すると、代替実施形態において、第２の貫通路２６４と２６６は、基板２４６に形成されているため、オリフィス２６４ａと２６６ａは基板２７０ａに形成されている。このように、各オリフィス２６４ａと２６６ａの断面は楕円形状である。オリフィス２６４ａと２６６ａはそれぞれ中心軸２７０ｃ上にあるため、楕円形の断面の主軸（図示せず）はそれと重なるものとなる。
【００３１】
最後に、第２の貫通路３６４の中心線３６４ｂは、図１１により明確に示されているように、中心軸３７０ｃに垂直な方向に沿って延びている。このように、オリフィス３６４ａの断面は円形状となり、そこから出るガスの流れは、中心軸３７０ｃとオリフィス５６から出るガスの流れの両方とを横断するように延びる。したがって、本発明の範囲は、上述した記載を参照して決定されるものではなく、添付の請求の範囲を参照しそれと同等の全範囲によって決定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるＣＶＤ装置の分解斜視図である。
【図２】  ガス分配装置部分を示したもので、図１に示すＣＶＤ装置のリッドアセンブリの平面図である。
【図３】  線３−３に沿って切り取った図２に示すリッドの断面図である。
【図４】  図２に示すリッドアセンブリの底面図である。
【図５】  ガス分配アセンブリを取り付けたもので、図１に示すリッドアセンブリの部分的に切り取った平面図である。
【図６】  線６−６に沿って切り取った図１に示すＣＶＤ装置の拡大断面図である。
【図７】  クリーンルームに配置されたガス供給パネルに関する図１に示すＣＶＤ装置の平面図である。
【図８】  図６に示すリッドアセンブリのもので、部分的に断面で示した底面図である。
【図９】  図２に示すリッドアセンブリの側面図である。
【図１０】  代替実施形態による図８に示したリッドアセンブリのもので、部分的に断面で示した底面図である。
【図１１】  第２の代替実施形態による図８に示したリッドアセンブリのもので、部分的に断面で示した底面図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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