(57)【要約】  本書に記載の実装は、概して、流動性膜を形成するための装置に関する。一実装では、装置は、第１の面と第１の面とは反対側の第２の面とを有する本体と、第１の面に形成された複数のドーム構造体と、第２の面に形成された中央マニフォールドと、中央マニフォールドと複数のドーム構造体の各々との間に連結された複数の管状導管であって、複数の管状導管の少なくとも一部が第１の面の平面に対して傾斜して配置されている、複数の管状導管と、を含むディフューザーである。【選択図】図２Ａ
2020510307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面と、を有する本体と、
前記第１の面に形成される複数のドーム構造体であって、各ドーム構造体が開口部を有する、複数のドーム構造体と、
前記第２の面に形成され、複数の開口部を有する中央マニフォールドと、
複数の管状導管であって、各管状導管は２つの一体化部分を有し、前記中央マニフォールドの１つの開口部と前記複数のドーム構造体のうちの１つの各開口部との間に連結され、前記複数の管状導管の少なくとも一部は前記第１の面の平面に対して傾斜して配置されている、複数の管状導管と、
を備えるディフューザー。
【請求項２】
前記複数の管状導管の各々は、第１の部分と、前記第１の部分とは異なる第２の部分と、を含む、請求項１に記載のディフューザー。
【請求項３】
前記第１の部分は、前記第２の部分の直径よりも大きい直径を含む、請求項２に記載のディフューザー。
【請求項４】
前記第１の部分の一部の長さは様々であり、前記第２の部分の各々の長さは同じである、請求項２に記載のディフューザー。
【請求項５】
前記複数のドーム構造体の各々は、前記第１の面の平面に対して角度が付けられている壁を含む、請求項１に記載のディフューザー。
【請求項６】
前記壁の一部は別のドーム構造体の隣接する壁に接触する、請求項５に記載のディフューザー。
【請求項７】
前記複数のドーム構造体の各々は、約１２０度のフレア角を含む、請求項１に記載のディフューザー。
【請求項８】
前記複数の管状導管は中央管状導管を備え、前記中央導管は前記第１の面の平面に対して約１８０度の角度が付けられている、請求項１に記載のディフューザー。
【請求項９】
前記ドーム構造体の数が、前記管状導管の数に等しい、請求項１に記載のディフューザー。
【請求項１０】
第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面と、を有する本体と、
前記第１の面に形成された複数のドーム構造体であって、各ドーム構造体が開口部を有する、複数のドーム構造体と、
前記第２の面に形成され、複数の開口部を有する中央マニフォールドと、
複数の管状導管であって、各々が前記中央マニフォールドの１つの開口部と前記複数のドーム構造体のうちの１つの各開口部との間に連結され、前記複数の管状導管の各々は第１の部分と前記第１の部分とは異なる第２の部分とを含み、前記複数の管状導管の少なくとも一部は前記第１の面の平面に対して傾斜して配置され、ドーム構造体の数は管状導管の数に等しい、複数の管状導管と、
を備えるディフューザー。
【請求項１１】
前記第１の部分は、前記第２の部分の直径よりも大きい直径を含む、請求項１０に記載のディフューザー。
【請求項１２】
前記第１の部分の一部の長さは様々であり、前記第２の部分の各々の長さは同じである、請求項１０に記載のディフューザー。
【請求項１３】
前記複数のドーム構造体の各々は、前記第１の面の平面に対して角度が付けられている壁を含む、請求項１０に記載のディフューザー。
【請求項１４】
ディフューザーと、
前記ディフューザーの上方に配設された第１の遠隔プラズマ源と、
チャンバ壁であって、前記ディフューザーが前記チャンバ壁の上方に配設された、チャンバ壁と、
前記チャンバ壁に連結された第２の遠隔プラズマ源と、
前記ディフューザーの下方に配設された基板支持体と、
前記ディフューザーと前記基板支持体との間に配設されたプラズマ供給リングと、
を備える、処理チャンバ。
【請求項１５】
前記ディフューザーは、
第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面と、を有する本体と、
前記第１の面に形成された複数のドーム構造体と、
前記第２の面に形成された中央マニフォールドと、
前記中央マニフォールドと前記複数のドーム構造体の各々との間に連結された複数の管状導管と、
を備える、請求項１４に記載の処理チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］  本書に記載の実装は概して、前駆体ガスのプラズマを使用して流動性膜を形成するための方法及び装置に関し、より具体的には、電子デバイス製造で利用されるディフューザーの設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の説明
［０００２］  半導体デバイスの幾何形状は、数十年前の導入以来、サイズが著しく縮小している。現代の半導体製造機器は、４５ｎｍ、３２ｎｍ及び２８ｎｍの特徴サイズを有するデバイスを定期的に製作し、さらに小さな形状寸法を有するデバイスを作るために、新たな機器が開発され実装されている。特徴サイズが縮小する結果、短縮された幅を有するデバイスに構造的特徴がもたらされる。デバイス上の間隙及びトレンチは狭いため、間隙を誘電体材料で充填するのはより困難になる。近年、間隙（高アスペクト比の間隙など）を充填するため、流動性膜が使用されてきた。流動性を実現するため、膜は、遠隔プラズマ源（ＲＰＳ）で生成されてディフューザーを用いて基板表面に供給されるラジカルを伴う化学気相堆積（ＣＶＤ）を用いて、間隙内に堆積されてきた。基板上に均一な膜を形成するためには、プラズマの均一性が重要である。例えば、基板の表面積全体にわたる膜の厚さ／密度が望まれる。しかしながら、従来のディフューザーは一般的に、プラズマに対してコンダクタンスが異なる複数の経路を含む。コンダクタンスが異なる複数の経路は、プラズマの一部の再結合を引き起こし、プラズマ内に非均一性を生み出しうる。これは、基板の表面上での不具合、堆積速度の変動、又はその他の異常の原因になりうる。
【０００３】
［０００３］  したがって、基板上に均一な膜を形成するには、改良された方法及び装置が必要となる。
【発明の概要】
【０００４】
［０００４］  本書に記載の実装は概して、流動性膜を形成するための方法及び装置に関する。一実装では、装置は、第１の面と第１の面とは反対側の第２の面とを有する本体と、第１の面に形成された複数のドーム構造体と、第２の面に形成された中央マニフォールドと、中央マニフォールドと複数のドーム構造体の各々との間に連結された複数の管状導管であって、複数の管状導管の少なくとも一部が第１の面の平面に対して傾斜して配置されている、複数の管状導管と、を含むディフューザーである。
【０００５】
［０００５］  幾つかの実施形態では、管状導管の各々は、大きな直径チャネルに連結された小さな直径チャネルで構成される。小さな導管の長さはほぼ同じであるが、一方、大きな導管の長さは様々である。長さが同じで小さな直径の導管は、他の小さな直径の導管の間で同一のコンダクタンスを維持するために利用される。大きな導管は、中央マニフォールドとディフューザーのエッジとの間の様々な距離の差を補完するために利用されうる。別の実装では、処理チャンバは、ディフューザーと、ディフューザーがその上方に配設されるチャンバ壁と、ディフューザーの下方に配設される基板支持体と、ディフューザーと基板支持体との間に配設されるプラズマ供給リングとを含む。
【０００６】
［０００６］  別の実装では、装置は、第１の面と第１の面とは反対側の第２の面を有する本体と、第１の面に形成され、各ドーム構造体が開口部を有する複数のドーム構造体と、第２の面に形成され、複数の開口部を有する中央マニフォールドと、各々が中央マニフォールドの１つの開口部と複数のドーム構造体の１つの各開口部との間に連結された複数の管状導管とを含み、複数の管状導管の各々は、第１の部分と第１の部分とは異なる第２の部分とを含み、複数の管状導管の少なくとも一部は第１の面の平面に対して傾斜して配置され、ドーム構造体の数は管状導管の数に等しい。
【０００７】
［０００７］  別の実装では、処理チャンバは、ディフューザーと、ディフューザーの上方に配設された第１の遠隔プラズマ源と、チャンバ壁とを含み、ディフューザーはチャンバ壁の上方に配設され、第２の遠隔プラズマ源はチャンバ壁に連結され、基板支持体はディフューザーの下方に配設され、プラズマ供給リングはディフューザーと基板支持体との間に配設される。
【０００８】
［０００８］  本開示の上述の特徴を詳細に理解しうるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実装を参照することによって得られ、一部の実装は、添付した図面に例示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実装も許容しうることから、添付した図面は本開示の選択された実装を示しているにすぎず、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いことに、留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実装による処理ツールの概略上面平面図である。
【図２Ａ】一実装による処理チャンバの概略的な側面断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａのディフューザーの拡大断面図である。
【図３Ａ】別の実装によるディフューザーの等角上面図である。
【図３Ｂ】図３Ａのディフューザーの等角底面図である。
【図４】ディフューザーの等角断面図で、管状導管と中央マニフォールドとをより詳細に示すため、本体の一部は取り除かれている。
【００１０】
［００１５］  理解を容易にするため、可能な場合、図に共通する同一の要素を指し示すために同一の参照番号が使用されている。さらに、一実装の要素を、本書に記載の他の実装で利用するために有利に適合させてもよい。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［００１６］  本書に記載の実装は概して、ディフューザーを用いて流動性膜を形成するための方法及び装置に関する。一実装では、装置は、ディフューザーを含む処理チャンバのリッドに連結された第１の遠隔プラズマ源（ＲＰＳ）を含む処理チャンバである。処理チャンバは、処理チャンバの側壁に連結された第２のＲＰＳを含みうる。第１のＲＰＳは、ディフューザーを介して、処理チャンバの処理領域へ堆積ラジカルを供給するために利用される。第２のＲＰＳは、処理領域へ洗浄ラジカルを供給するために利用される。堆積と洗浄で別々のＲＰＳを有すると同時に、別々の供給チャネルを用いてＲＰＳのラジカルを処理領域に導入することにより、ＲＰＳの二次汚染と周期的変化（ｃｙｃｌｉｃ  ｃｈａｎｇｅ）を最小限に抑え、堆積速度の変動を改善し粒子性能を高める。
【００１２】
［００１７］  図１は、一実装による処理ツール１００の概略上面平面図である。図１に示したクラスタツールなどの処理ツール１００は、ロボットアーム１０４によって受容され、ロードロックチャンバ１０６内に配置される半導体ウエハなどの基板を供給するための、前面開放一体型ポッド（ＦＯＵＰ）１０２のペアを含む。第２のロボットアーム１１０は、ロードロックチャンバ１０６に連結された移送チャンバ１１２内に配設される。第２のロボットアーム１１０は、基板をロードロックチャンバ１０６から、移送チャンバ１１２に連結された処理チャンバ１０８ａ〜１０８ｆへ移送するために使用される。
【００１３】
［００１８］  処理チャンバ１０８ａ〜１０８ｆは、基板上で流動性膜を堆積し、アニールし、硬化し、及び／又はエッチングするための一又は複数のシステム構成要素を含みうる。１つの構成において、２つの処理チャンバペア（例えば、１０８ｃと１０８ｄ、及び１０８ｅと１０８ｆ）が、流動性膜を基板上に堆積させるために使用されてもよく、第３の処理チャンバペア（例えば、１０８ａと１０８ｂ）が、堆積された膜をアニール／硬化するために使用されてもよい。別の構成では、同じ２つの処理チャンバペア（例えば、１０８ｃと１０８ｄ、及び１０８ｅと１０８ｆ）が、流動性膜を基板上に堆積し、アニール／硬化するために使用されてもよく、一方、第３の処理チャンバペア（例えば、１０８ａと１０８ｂ）が、基板上の流動性膜を紫外線（ＵＶ）又は電子ビーム（Ｅ−ｂｅａｍ）で硬化するために使用されてもよい。基板（例えば、１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｅ、１０８ｆ）上に流動性膜を堆積するために使用される処理チャンバはそれぞれ、処理チャンバのリッド上に配設された第１のＲＰＳ（例えば、１０９ｃ、１０９ｄ、１０９ｅ、１０９ｆ）を含みうる。
【００１４】
［００１９］  基板（例えば、１０８ｃ〜１０８ｄ並びに１０８ｅ〜１０８ｆ）上に流動性膜を堆積するために使用される処理チャンバの各ペアは、処理チャンバの各ペア間に配設される第２のＲＰＳ（例えば、１０９ｇ、１０９ｈ）を共有する。例えば、第２のＲＰＳ１０９ｇは処理チャンバ１０８ｃと処理チャンバ１０８ｄとの間に配設され、第２のＲＰＳ１０９ｈは処理チャンバ１０８ｅと処理チャンバ１０８ｆとの間に配設される。幾つかの実装では、処理チャンバの各ペア１０８ａと１０８ｂ、１０８ｃと１０８ｄ、及び１０８ｅと１０８ｆは、２つの基板支持体を含み、２つの基板を処理できる単一の処理チャンバである。このような実装では、各処理チャンバは、各々が対応する基板支持体の上方の処理チャンバのリッド上に配設されている２つの第１のＲＰＳと、２つの第１のＲＰＳの間の処理チャンバのリッド上に配設された第２のＲＰＳを含む。
【００１５】
［００２０］  第１のＲＰＳ１０９ｃ、１０９ｄ、１０９ｅ、及び１０９ｆの各々は、ケイ素含有ガス、酸素含有ガス、及び／又は窒素含有ガスなどの前駆体ガスを励起し、処理チャンバ１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｅ、及び１０８ｆの各々に配設された基板上に、流動性膜を形成する前駆体ラジカルを形成するように構成されている。第２のＲＰＳ１０９ｇ及び１０９ｈは、フッ素含有ガスなどの洗浄ガスを励起し、処理チャンバの各ペア１０８ｃと１０８ｄ、及び１０８ｅと１０８ｆの構成要素を洗浄する洗浄ラジカルを形成するように構成されている。
【００１６】
［００２１］  図２Ａは、一実装による処理チャンバ２００の概略的な側面断面図である。処理チャンバ２００は、ＣＶＤ堆積チャンバなどの堆積チャンバでありうる。処理チャンバ２００は、図１に示した処理チャンバ１０８ａ〜１０８ｆのうちの任意の１つであってよい。処理チャンバ２００は、基板２０５上に流動性膜を堆積するように構成されうる。処理チャンバ２００は、チャンバ壁２１５の上方に配設されたリッドアセンブリ２１０を含む。絶縁リング２２０は、リッドアセンブリ２１０とチャンバ壁２１５との間に配置されうる。
【００１７】
［００２２］  第１のＲＰＳ２２２は、前駆体ガスのイオン及び／又はラジカル（例えば、プラズマ）が形成される、リッドアセンブリ２１０上に配設される。第１のＲＰＳ２２２に形成されるプラズマは、プラズマ注入口アセンブリ２３０を経由して、処理チャンバ２００のディフューザー２２５に流される。前駆体ガス注入口２３２は、一又は複数の前駆体ガスを第１のＲＰＳ２２２に流し込むため、第１のＲＰＳ２２２に提供される。ディフューザー２２５は、プラズマを第１のＲＰＳ２２２から基板２０５に均等に分配するシャワーヘッドであってもよい。
【００１８】
［００２３］  ディフューザー２２５は、プラズマ注入口アセンブリ２３０に流体連結されている中央マニフォールド２３５を含む。中央マニフォールド２３５は、複数の管状導管２４０に連結された複数のポートを含む。管状導管２４０の各々は、ディフューザー２２５の本体に形成された穿孔であってもよい。管状導管２４０の各々は、基板２０５に面したディフューザー２２５の表面上の各ドーム構造体２４５で終わる。
【００１９】
［００２４］  図２Ｂは、ディフューザー２２５の詳細を示す図２Ａの拡大断面図である。ドーム構造体２４５の各々は、角度がつけられうる壁２４７を含むか、半径を含む。一実施形態では、ドーム構造体２４５の少なくとも一部の壁２４７は、ディフューザー２２５の第１の（底部）面２４９に対して角度２４８で形成される。角度２４８は、約２０度未満、１６度から２０度など、例えば、約１８度であってよい。幾つかの実施形態では、ドーム構造体２４５は、約１１５度から約１３０度、例えば、約１２０度などのフレア角２４６を有する、広がった開口部として構成される。ディフューザー２２５の構造と性能は以下でより詳細に説明される。
【００２０】
［００２５］  処理チャンバ２００は、処理中に基板２０５を支持するための基板支持体２５０を含む。処理領域２５５は、ディフューザー２２５の下面と基板支持体２５０の上面の間に画定される。プラズマ供給リング２６０は、ディフューザー２２５と基板支持体２５０との間に配設される。プラズマ供給リング２６０は、処理チャンバ２００のチャンバ壁２１５に連結された第２のＲＰＳ２６３から処理領域２５５へ、洗浄ラジカルを供給するのに利用される。プラズマ供給リング２６０は、洗浄ガスのイオン及び／又はラジカル（すなわち、プラズマ）を処理領域２５５へ供給するための複数のチャネル２６５を含む。第２のＲＰＳ２６３は、チャンバ壁２１５に形成された注入口２７０に連結されてよく、プラズマ供給リング２６０は、第２のＲＰＳ２６３から洗浄プラズマを受容するため、注入口２７０に揃えられる。ディフューザー２２５からのプラズマは、ディフューザー２２５の下方の処理領域２５５内で混ざり反応するため、堆積は主として（幾つかの小さな逆拡散を除き）ディフューザー２２５の下方で起こる。したがって、ディフューザー２２５の下方に配設された処理チャンバ２００の構成要素は、定期的な処理後に清浄されなければならない。
【００２１】
［００２６］  代替的又は追加的な実施形態では、洗浄ガスのプラズマが供給され、ディフューザー２２５を経由して処理領域２５５へ流れるように、第２のＲＰＳ２６３はプラズマ注入口アセンブリ２３０に連結されうる。その結果、ディフューザー２２５の内面は、必要に応じて、ディフューザー２２５下方の構成要素と共に、洗浄されうる。
【００２２】
［００２７］  洗浄とは、チャンバ構成要素の表面に堆積した材料を取り除くことを意味する。小さな堆積はディフューザー２２５の上方（上流）の位置で起こりうるが、フッ素ラジカルが洗浄ラジカルとして使用されうるため、洗浄プラズマをディフューザー２２５に流すことは、構成要素の表面の変化（フッ素化など）の原因となりうる。このように、第１のＲＰＳ２２２からの洗浄ラジカルの導入は、ディフューザー２２５の上方の構成要素の不必要な洗浄を引き起こしうる。したがって、幾つかの実施形態では、洗浄ラジカルは、ディフューザー２２５の下方（下流）の位置で処理領域２５５に導入される。
【００２３】
［００２８］  ディフューザー２２５の実施形態は、表面積対体積の比率を低下させ、同時に体積を減少させる。体積の減少はディフューザー２２５内でのプラズマ滞留時間を最小限に抑え、一方、表面積対体積の比率の低下は、ラジカルの再結合に対する表面相互作用を低下させる。したがって、プラズマ経路（すなわち、管状導管２４０の体積）は、堆積プラズマと洗浄プラズマの再結合を最小限にしうる。一実施例では、洗浄プラズマが管状導管２４０の空間に流れ込む場合には、フッ素の再結合により起こりうる表面形態の変化は最小限に抑えられうる。
【００２４】
［００２９］  また、ディフューザー２２５の実施形態により、堆積プラズマと洗浄プラズマの両方に対して、均一なプラズマ、又は実質的に均一なプラズマがディフューザー２２５を通って流れる結果となる。洗浄プラズマがディフューザー２２５を通って流れる場合には、約９０％から約１００％をわずかに下回るプラズマ均一性（例えば、１０％の非均一性）として実質的に定義されうるが、実質的に均一なプラズマにはさらに、洗浄時間を最小源に抑えるだけでなく、局所的な過剰洗浄と粒子生成を最小限に抑える利点がありうる。
【００２５】
［００３０］  幾つかの実施形態では、第１のＲＰＳ２２２は、ケイ素含有ガス、酸素含有ガス、及び／又は窒素含有ガスなどの前駆体ガスを励起し、基板支持体２５０の上に配設された基板２０５上に流動性膜を提供するプラズマを形成するように構成されている。第２のＲＰＳ２６３は、フッ素含有ガスなどの洗浄ガスを励起し、基板支持体２５０及びチャンバ壁２１５などの処理チャンバ２００の構成要素を洗浄する洗浄プラズマを形成するように構成されている。処理チャンバ２００のリッドアセンブリ２１０上に第１のＲＰＳ２２２を配設する一方で、第２のＲＰＳ２６３がチャンバ壁２１５に連結されることによって、堆積の優先順位により、より良い堆積均一性を実現することができる。加えて、ディフューザー２２５と基板支持体２５０との間に洗浄プラズマを導入することによって、高い洗浄エッチング速度を実現し、洗浄速度分布を改善することができる。しかも、基板２０５上に流動性膜を堆積するために使用されるプラズマは、ディフューザー２２５によって処理領域に導入され、一方、処理チャンバ２００の構成要素の洗浄に使用されるラジカルは、プラズマ供給リング２６０によって、処理領域２５５に導入される。堆積プラズマと洗浄プラズマの供給に使用されるチャネルを分離することによって、二次汚染と処理チャンバ２００の構成要素の周期的変化が減少し、堆積速度の変動を改善し粒子性能を高める結果となる。
【００２６】
［００３１］  処理チャンバ２００はさらに、底部２７５と、底部２８０に形成されたスリットバルブ開口部２８０と、底部２８０に連結されたポンピングリング２８５とを含む。ポンピングリング２８５は、処理チャンバ２００から残存する前駆体ガスとプラズマを取り除くために利用される。処理チャンバ２００はさらに、基板支持体２５０から基板２０５を持ち上げるための複数のリフトピン２９０と、基板支持体２５０を支持するシャフト２９２とを含む。シャフト２９２は、シャフト２９２を回転することができるモーター２９４に連結されており、モーターは次に基板支持体２５０と、基板支持体２５０の上に配設された基板２０５を回転する。処理又は洗浄中に基板支持体２５０を回転することにより、堆積の均一性の改善に加えて、洗浄の均一性も改善することができる。
【００２７】
［００３２］  図３Ａはディフューザー３００の等角上面図で、図３Ｂは図３Ａのディフューザー３００の等角底面図である。ディフューザー３００は、処理チャンバ２００内で、図２Ａで説明したディフューザー２２５として利用されてもよい。
【００２８】
［００３３］  ディフューザー３００は、図２Ａで説明したプラズマ注入口アセンブリ２３０を含む。プラズマ注入口アセンブリ２３０は、複数の管状導管２４０（図２Ａに示した）につながる複数の開口部３０５を含む。ディフューザー３００はまた、本体に連結された取付フランジ３１５を有する本体３１０を含む。本体３１０及び取付フランジ３１５は、アルミニウムなどの単一の材料から製造されてもよい。中央マニフォールド２３５は穿孔されたカップを含みうる。中央マニフォールド２３５は、本体３１０の第２の（上）面３２０に加工又は穿孔されてもよい。上面３２０は、第１の面２４９（図２Ｂ及び図３Ｂに示した）に対して実質的に平行になりうる。図３Ｂに示したように、ドーム構造体２４５の少なくとも一部の壁２４７は、隣接するドーム構造体２４５の壁２４７に接触しうる。管状導管２４０（図２に示した）の各々は、ドーム構造体２４５の対応する壁２４７に形成されたオフセット開口部３２５で終わる。
【００２９】
［００３４］  図４は、ディフューザー３００の等角断面図で、本体３１０の材料の一部は、管状導管２４０と中央マニフォールド２３５の位置の一部をより詳細に示すため、取り除かれている。
【００３０】
［００３５］  １つの管状導管２４０は、中央マニフォールド２３５と各ドーム構造体２４５との間に配置されている。管状導管２４０の各々は、第２の部分４０５に連結された第１の部分４００を含みうる。第１の部分４００の各々は、連結された第２の部分４０５の各々の直径を下回る直径を有しうる。管状導管２４０の第１の部分４００の各々は、中央マニフォールド２３５の１つの開口部３０５につながっている。中央マニフォールド２３５の開口部３０５は、管状導管２４０の第１の部分４００へのプラズマの導入部として機能する。開口部３０５の直径及び管状導管２４０の第１の部分４００の直径は、高い流れ抵抗（ｆｌｏｗ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）及び／又は高い圧力勾配をもたらす。第１の部分４００の各々の長さは、ほぼ同じであってよく、或いは所望の比率となるように様々であってもよい。幾つかの実施形態では、第１の部分４００の長さは、内部を流れるプラズマのコンダクタンスを制御するため、ほぼ同じであってよい。したがって、管状導管２４０の第１の部分４００はまた、中央マニフォールド２３５からのプラズマの均一な、又は所望の流れ分布を制御しうる。
【００３１】
［００３６］  管状導管２４０の第２の部分４０５の各々は、管状導管２４０の第１の部分４００の各々の長さを超える長さを有しうる。上述のように、管状導管２４０の第２の部分４０５は、管状導管２４０の第１の部分４００の直径（例えば、平均内径）を超える直径（例えば、平均内径）を含む。第２の部分４０５は、管状導管２４０の第１の部分４００の流れ抵抗を下回る流れ抵抗を有しうる。管状導管２４０の第１の部分４００及び第２の部分４０５は、それぞれのドーム構造体２４５から機械加工（例えば、穿孔）されてもよい。第２の部分４０５の内径の拡大により、第１の部分４００及び開口部３０５の穿孔が容易になる。ドーム構造体２４５は、基板（図２に示した）の局所領域内のプラズマの拡散を促進し、管状導管２４０のオフセット開口部３２５（図３Ｂに示した）と環状凹部領域４１０（ディフューザー２２５の第１の面２４９）との間の一時的な流れチャネルになりうる。環状凹部領域４１０は、取付フランジ３１５の本体３１０の内向きに形成されたステップ４１５によって形成されてもよい。環状凹部領域４１０は、個々の管状導管２４０からのプラズマの混合を促進しうる。環状凹部領域４１０はまた、ドーム構造体２４５によって提供される空間により、局所的な非均一性のパターンを最小化しうる。
【００３２】
［００３７］  ドーム構造体２４５の数は管状導管２４０の数に等しい。幾つかの実施形態では、ドーム構造体２４５の数はおよそ３０を超える。ドーム構造体２４５の直径（ディフューザー２２５の第１の面２４９で測定した壁２４７のエッジに基づく）は、約１．５インチから約２インチになりうる。幾つかの実施形態では、管状導管２４０の第１の部分４００の直径は、約０．１２インチから約０．２インチまでで、例えば、約０．１５インチである。他の実施形態では、管状導管２４０の第２の部分４０５の直径は、約０．２２インチから約０．３２インチまでで、例えば、約０．２８インチである。管状導管２４０の長さは約１．５インチから約７インチまでの間で様々な値をとる。ディフューザー２２５の長手方向軸ＬＡに対する管状導管２４０の角度（図２Ａに示した）は、その位置に応じて様々な値をとる。例えば、外側の（例えば、長い）管状導管２４０は、ディフューザー２２５の長手方向軸ＬＡに対して約２０度で形成されうる。一方、中心の管状導管２４０は、ディフューザー２２５の長手方向軸ＬＡに対して約０度（例えば、長手方向軸ＬＡに対して平行）に角度設定されうる。
【００３３】
［００３８］  ディフューザー２２５及び／又はディフューザー３００の実施形態は、本書に記載のように、従来のシャワーヘッドと比較して、プラズマの非均一性を最小限に抑える。例えば、従来のシャワーヘッドは複数の貫通孔を有する第１のプレートと、第１のプレートとは反対側にあり、プレートに形成された中央注入口を有する第２のプレートと、第１のプレートと第２のプレートとの間に形成されたプレナムとを有しうる。プラズマは中央注入口を通って流れ、プラズマの一部は第１のプレートの複数の貫通孔を通って流れる。しかしながら、従来のシャワーヘッドはこの構造であるため、幾つかの理由により、プラズマ密度は均一に分布しない。プラズマの複数の流路は異なる（例えば、中央注入口直下の貫通孔とは対照的に、中央注入口から離間された貫通孔に関してはより長い）。長い流路はプラズマの一部の再結合を促進し、その結果、基板へのプラズマの非均一性の割合は高くなる。加えて、第１のプレート、第２のプレート及び／又はプレナムの壁との衝突の結果、プラズマはエネルギーを失い再結合しうる。前述の従来型のシャワーヘッドの変形例が試みられている。例えば、第２のプレートの中央部分の貫通孔とは対照的な第２のプレートのエッジにある大きな貫通孔、第１のプレートに形成された複数のプラズマ注入口だけでなく、プレナムの壁の被覆及び／又は第１及び第２のプレートが試みられてきた。しかしながら、基板表面でのプラズマ密度は、このような従来のシャワーヘッド設計では高い割合の非均一性を有する。このような従来のシャワーヘッドはまた、プラズマの再循環を可能にし、再結合によるプラズマ損失を引き起こしうる。
【００３４】
［００３９］  別の従来のプラズマ分配設計には、拡大するテーパー面が中央注入口から基板の外縁に向かって延在するプレートが含まれる。プラズマを基板の外縁に向けるため、バッフルは中央注入口に隣接して配置されてよい。この従来の設計は、上述の従来のシャワーヘッドと比較して、有効な表面積を最小限に抑えることによって、プラズマ損失を最小限にしうる。しかしながら、この従来の設計は、プラズマ流量パターンの制御がほとんどできず、プラズマの再循環が起こり、再結合によるプラズマ損失を引き起こしうる。この従来の設計はまた、流量に依存する。例えば、流量が多い場合、プラズマは高速でバッフルに影響を及ぼし、逸脱の角度は、少ない流量での逸脱の角度よりも小さくなる。加えてバッフルは、拡大するテーパー面の温度よりも、かなり高い温度を有しうる。これは、バッフルの不具合（例えば、バッフルの融解）に加えて、バッフルに近接したプラズマとの反応など、多くの問題を引き起こしうる。
【００３５】
［００４０］  本書に記載のように、ディフューザー２２５及び／又はディフューザー３００は、上述の従来のシャワーヘッドよりもかなり小さな有効表面積を有する。これは、表面の衝突を最小限に抑えることによって、プラズマの再結合を低減する。加えて、本書に記載のように、ディフューザー２２５及び／又はディフューザー３００の流量は、従来のシャワーヘッド設計よりも少なく、これにより内部のプラズマ滞留時間を減らし、同時に表面衝突による再結合を低減する。本書に記載のように、ディフューザー２２５及び／又はディフューザー３００の実施形態は、管状導管２４０を利用して、通過するプラズマの流路を制御する。これは、再結合の原因となりうる表面衝突と滞留時間の増大を引き起こしうるプラズマの再循環を最小限に抑える。
【００３６】
［００４１］  以上の記述は本開示の実装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装及び更なる実装が考案されてよく、本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
2020510307.tif 000003
【図２Ａ】
2020510307.tif 000004
【図２Ｂ】
2020510307.tif 000005
【図３Ａ】
2020510307.tif 000006
【図３Ｂ】
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【図４】
2020510307.tif 000008
【国際調査報告】
2020510307.tif 000009
2020510307.tif 000010