特許 6453240 取り外し可能なガス分配プレートを有するシャワーヘッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6453240

(24)【登録日】2018年12月21日

(45)【発行日】2019年1月16日

(54)【発明の名称】取り外し可能なガス分配プレートを有するシャワーヘッド

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20190107BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20190107BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20190107BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20190107BHJP

   C23C 16/505 20060101ALI20190107BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20190107BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/302 101M

   H01L21/205

   H01L21/31 C

   C23C16/455

   C23C16/505

   H05H1/46 M

【請求項の数】14

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-555189(P2015-555189)

(86)(22)【出願日】2014年1月16日

(65)【公表番号】特表2016-511935(P2016-511935A)

(43)【公表日】2016年4月21日

(86)【国際出願番号】US2014011756

(87)【国際公開番号】WO2014116489

(87)【国際公開日】20140731

【審査請求日】2017年1月13日

(31)【優先権主張番号】61/756,545

(32)【優先日】2013年1月25日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/833,257

(32)【優先日】2013年3月15日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100101502

【弁理士】

【氏名又は名称】安齋 嘉章

(72)【発明者】

【氏名】ルボミルスキー ディミトリー

(72)【発明者】

【氏名】ニャジク ウラディミル

(72)【発明者】

【氏名】ノーアバクシュ ハミド

(72)【発明者】

【氏名】デラ ローサ ジェイソン

(72)【発明者】

【氏名】イェー ツェン ジョン

(72)【発明者】

【氏名】サン ジェニファー ワイ

(72)【発明者】

【氏名】バンダ サマンス

【審査官】 高橋 宣博

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１２−５００４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１２０８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５４１２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５１３３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０３３１６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

Ｃ２３Ｃ １６／５０５

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体処理チャンバ内で使用するためのシャワーヘッドであって、
第１面及び対向する第２面を有するベースと、
ベースの第２面に近接して配置されたガス分配プレートと、
ガス分配プレートをベースに取り外し可能に結合するためにガス分配プレートの周縁部の周りに配置されたクランプと、
ベースとガス分配プレートとの間に配置された熱ガスケットと、
クランプとガス分配プレートとの間に配置された第２のＲＦガスケットを含むシャワーヘッド。

【請求項2】

熱ガスケットは、ベースとガス分配プレートとの間に配置された複数の同心円状リングを含む請求項１記載のシャワーヘッド。

【請求項3】

熱ガスケットは、長方形の断面を有する請求項１記載のシャワーヘッド。

【請求項4】

ベースの周縁部及びクランプの周りに配置され、ベースの少なくとも一部及びガス分配プレートの少なくとも一部を覆うようにクランプの部分に亘って延びるリングを含む請求項１記載のシャワーヘッド。

【請求項5】

クランプとベースとの間に配置された第１のＲＦガスケットを含む請求項１記載のシャワーヘッド。

【請求項6】

ベースは、ベースの第１面から第２面まで延びる複数の貫通孔を含む請求項１記載のシャワーヘッド。

【請求項7】

ベースは、ベースの第１面内に形成されたプレナムを含み、プレナムは、複数の貫通孔に流体結合されている請求項６記載のシャワーヘッド。

【請求項8】

複数の貫通孔の各々の端部は、ベース内に皿穴が開けられている請求項６記載のシャワーヘッド。

【請求項9】

ガス分配プレートは、単結晶シリコン（Ｓｉ）から製造される請求項１記載のシャワーヘッド。

【請求項10】

チャンバ本体の内部容積内に配置された基板支持体を有するチャンバ本体と、
基板支持体の反対側のチャンバ本体の内部容積内に配置された請求項１〜９のいずれか１項に記載のシャワーヘッドを含み、ベースの第１面は、処理チャンバのコンポーネントに結合されている処理チャンバ。

【請求項11】

処理チャンバのコンポーネントは、チャンバ本体の天井に結合された冷却プレートである請求項１０記載の処理チャンバ。

【請求項12】

シャワーヘッドは、ベースの周縁部の周りに配置されたリングを含み、リングは、チャンバ本体内に配置されたライナによって支持されている請求項１０記載の処理チャンバ。

【請求項13】

チャンバ本体の内部容積内に配置された基板支持体を有するチャンバ本体と、
基板支持体の反対側のチャンバ本体の内部容積内に配置されたシャワーヘッドを含み、シャワーヘッドは、
第１面及び対向する第２面を有するベースと、
ベースの第２面に近接して配置されたガス分配プレートと、
ガス分配プレートをベースに取り外し可能に結合するためにガス分配プレートの周縁部の周りに配置されたクランプと、
ベースの周縁部及びクランプの周りに配置され、ベースの少なくとも一部及びガス分配プレートの少なくとも一部を覆うようにクランプの部分に亘って延びるリングと、
ベースとガス分配プレートとの間に配置された熱ガスケットを含み、
ベースの第１面は、処理チャンバのコンポーネントに結合されており、リングはチャンバ本体内に配置されたライナによって支持されている処理チャンバ。

【請求項14】

処理チャンバのコンポーネントは、チャンバ本体の天井に結合された冷却プレートである請求項１３記載の処理チャンバ。

【発明の詳細な説明】

【分野】

【0001】

本発明の実施形態は、概して、半導体処理装置に関する。

【背景】

【0002】

半導体処理チャンバ（例えば、堆積チャンバ、エッチングチャンバなど）内で利用される従来のシャワーヘッドは、典型的には、恒久的にベースに結合されたガス分配プレートを含む。ガス分配プレートは、プラズマ処理中にプラズマへの曝露によって引き起こる劣化により周期的な交換を必要とする。しかしながら、本発明者らは、ガス分配プレートが、恒久的にベースに結合されているので、ガス分配プレートを交換するためにシャワーヘッドアセンブリ全体を交換する必要があり、このように交換処理を高価にすることに気付いた。

【0003】

したがって、本発明者らは、取り外し可能なガス分配プレートを有する改良されたシャワーヘッドの実施形態を提供してきた。

【概要】

【0004】

取り外し可能なガス分配プレートを有するシャワーヘッドの実施形態が、本明細書内に提供される。いくつかの実施形態では、半導体処理チャンバ内で使用するためのシャワーヘッドは、第１面及び第２面を有するベースと、ベースの第２面に近接して配置されたガス分配プレートと、ガス分配プレートをベースに取り外し可能に結合するためにガス分配プレートの周縁部の周りに配置されたクランプと、ベースとガス分配プレートとの間に配置された熱ガスケットとを含むことができる。

【0005】

いくつかの実施形態では、処理チャンバは、チャンバ本体の内部容積内に配置された基板支持体を有するチャンバ本体と、基板支持体の反対側のチャンバ本体の内部容積内に配置されたシャワーヘッドを含むことができる。シャワーヘッドは、第１面及び対向する第２面を有するベースであって、ベースの第１面は、処理チャンバのコンポーネントに結合されたベースと、ベースの第２面に近接して配置されたガス分配プレートと、ガス分配プレートをベースに取り外し可能に結合するためにガス分配プレートの周縁部の周りに配置されたクランプと、ベースとガス分配プレートとの間に配置された熱ガスケットとを含む。

【0006】

本発明の他の、及び更なる実施形態が、以下に記載される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

上記に簡単に要約され、以下に詳細に議論される本発明の実施形態は、添付の図面に示される本発明の例示的な実施形態を参照することによって理解することができる。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限していると解釈されるべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。

【図1】本発明のいくつかの実施形態に係るガス分配プレートを有するシャワーヘッドを示す。

【図2】本発明のいくつかの実施形態によるガス分配プレートを有するシャワーヘッドと共に使用するのに適した処理チャンバを示す。

【0008】

理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照番号を使用している。図面は、比例して描かれているわけではなく、明確にするために簡素化されているかもしれない。一実施形態の要素及び構成を更なる説明なしに他の実施形態に有益に組み込んでもよいと理解される。

【詳細な説明】

【0009】

取り外し可能なガス分配プレートを有するシャワーヘッドの実施形態が、本明細書内に提供される。少なくともいくつかの実施形態では、本発明のシャワーヘッドは、有利なことに、ガス分配プレートの取り外し及び交換を可能にし、これによって恒久的に結合したガス分配プレートを有する従来のシャワーヘッドと比較して、より長い耐用年数を有し、ガス分配プレートの交換においてより費用効率の高いシャワーヘッドを提供することができる。

【0010】

図１は、本発明のいくつかの実施形態に係るガス分配プレートを有するシャワーヘッドを示す。シャワーヘッド１００は、一般的に、本体１０２と、ガス分配プレート１０４と、ガス分配プレートを本体１０２に取り外し可能に結合するように構成したクランプ１１０を含む。

【0011】

本体１０２は、第１面１５０と、第２面１４０と、第１面１５０から第２面１４０まで延びる本体１０２内に形成された複数の貫通孔１１６を含む。複数の貫通孔１１６は、本体１０２を貫通してガス分配プレート１０４への処理ガスの通過を促進する。いくつかの実施形態では、貫通孔１１６は、皿穴（例えば、図示の皿穴１１８）を開け、これによって貫通孔１１６における残留電界を低減し、ガス分配プレート１０４へのより均一なガス流を促進することができる。いくつかの実施形態では、空洞１１４が、本体１０２の第１面１５０内に形成され、これによって複数の貫通孔１１６への処理ガスのより均一な分配を促進することができる。本体１０２は、任意の適したプロセス適合性のある材料（例えば、アルミニウムなど）から製造することができる。導電性材料（例えば、アルミニウム）から本体１０２を製造することによって、本体１０２は、電極として機能することができ、これによって例えば、シャワーヘッド１００に提供された処理ガスからのプラズマの形成を促進する。

【0012】

いくつかの実施形態では、１以上のチャネルが、本体１０２の表面に形成され、これによって１以上のＯリング及び／又はＲＦガスケット（図示のＯリング１３０、１３２、１３４、及びＲＦガスケット１０８、１２６）を収容することができる。Ｏリング１３０、１３２、１３４は、存在する場合、本体１０２と、クランプ１１０又は処理チャンバの表面（図示せず）との間にシールを提供する。Ｏリング１３０、１３２、１３４は、例えば前述のシールを促進するのに適した任意の材料（例えば、ゴム）から製造することができる。ＲＦガスケット１０８、１２６は、例えば、ＲＦ源から本体１０２及びクランプ１１０までのＲＦ電力の導電性を促進する。例えば、ＲＦ電力は、ＲＦ電源（例えば、後述のＲＦ電源２４８）から、本体１０２に結合され１以上のＲＦガスケット（例えば、ＲＦガスケット１２６）に接触しているコンポーネントへと供給することができる。ＲＦガスケット１０８、１２６は、任意の好適な導電性材料（例えば、ステンレス鋼）から製造することができる。

【0013】

ガス分配プレート１０４は、本体１０２から、例えば、ガス分配プレート１０４内に形成された複数のガス分配孔１４２を介して処理チャンバの処理容積へと提供される処理ガスの分配を促進する。ガス分配孔１４２は、処理ガスの所望の分布を提供するのに適した任意の方法で配置することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ガス分配プレート１０４が、本体１０２に結合された場合、ガス分配孔１４２は、本体１０２の貫通孔１１６の周りに配置されたクラスタ内に配置することができる。

【0014】

ガス分配プレート１０４は、プラズマ（例えば、処理中に処理チャンバ内で形成されるプラズマ）への曝露の際に劣化に耐えるのに適した任意の材料から製造することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ガス分配プレート１０４は、単結晶シリコン（Ｓｉ）から製造することができる。単結晶シリコンは、典型的には、好ましい材料である炭化ケイ素と比較して、より速いエッチング速度を有するため、少なくとも部分的にガス分配プレート用の材料としては使用されない。しかしながら、本発明者らは、単結晶シリコンが、ガス分配プレートを製造するために使用される従来の材料（例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）など）と比較して、表面粗さの変化、アーク放電、マイクロマスキングの影響を受けにくく、更に（例えば、約１５０℃よりも高い）高温で、より優れた操作性を提供することを見出した。また、単結晶シリコンは、従来の材料に比べて低コストで、より容易に入手可能であり、得ることができる。また、シャワーヘッド１００がケイ素含有ガスを含む基板処理で使用される実施形態において、ガス分配プレート１０４をシリコンから製造することは、ガス分配プレート１０４の劣化による汚染の過程を減少させる。

【0015】

ガス分配プレート１０４は、所望のガス分布及び適切な有用な機能的寿命を提供するのに十分な任意の適切な厚さを有することができる。また、いくつかの実施形態では、ガス分配プレート１０４が、本体１０２に結合される場合、ガス分配プレート１０４は、ガス分配プレート１０４と本体１０２との間に配置された１以上の熱ガスケット（３つの熱ガスケット１２０、１２２、１２４が図示される）との連続的な接触を確保するのに十分な適切な厚さを有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ガス分配プレート１０４の厚さは、ガス分配プレート１０４の縁部においてクランプ１１０によって提供される力によって生じるガス分配プレート１０４の湾曲量が、圧縮時の熱ガスケット１２０、１２２、１２４の変形量よりも少なくなるように選択し、これによってクランプ時に、熱ガスケット１２０、１２２、１２４のそれぞれとの連続的な接触を確実にすることができる。代替的に、又はこれと組み合わせて、いくつかの実施形態では、ガス分配プレート１０４の厚さは、プラズマの侵入を低減し、ガス分配プレート１０４の有用な機能寿命を向上させるのに適したガス分配孔１４２のアスペクト比を提供するように選択することができる。例えば、ガス分配孔１４２が約０．５ｍｍの直径を有する実施形態では、ガス分配プレート１０４は、約９ｍｍの厚さを有することができる。

【0016】

クランプ１１０は、ガス分配プレート１０４を本体１０２に結合するのを促進する。いくつかの実施形態では、クランプ１１０は、クランプ内に形成されたねじ穴１３８に対応する本体１０２内に形成された貫通孔１３６に設けられた締結具１０６を介する結合を促進する。クランプ１１０は、任意のプロセス互換性のある導電性材料（例えば、アルミニウム）から製造することができる。いくつかの実施形態では、クランプ１１０は、プラズマ環境内でクランプ１１０の劣化を低減するために、スプレーコーティングで（例えば、イットリア（Ｙ_２Ｏ_３））をコーティングすることができる。

【0017】

いくつかの実施形態では、クランプ１１０は、１以上のＯリング及びＲＦガスケット（Ｏリング１２８及びＲＦガスケット１４８が図示される）を収容するために、クランプ１１０の表面内に形成された１以上のチャネルを含むことができる。Ｏリング１２８は、存在する場合、本体１０２へのクランプ時に、ガス分配プレート１０４の破損を防止するために、ガス分配プレート１０４へクッション性を提供する。ＲＦガスケット１４８は、存在する場合、本体１０２からクランプ１１０を介してガス分配プレート１０４へのＲＦ電力の導電性を促進し、これによってガス分配プレート１０４がＲＦ電極として機能するのを可能にする。ガス分配プレート１０４にＲＦ電流路を提供することはまた、本体１０２とガス分配プレート１０４との間のギャップ１４６を遮蔽し、これは例えば、本体１０２の貫通孔１１６でのアーク放電を低減させる。Ｏリング１２８及びＲＦガスケット１４８は、任意の適切な材料（例えば、Ｏリング１３０、１３２、１３４、及びＲＦガスケット１０８、１２６に関して上述した材料など）から製造することができる。

【0018】

いくつかの実施形態では、熱ガスケット１２０、１２２、１２４を、本体１０２とガス分配プレート１０４との間に配置することができる。熱ガスケット１２０、１２２、１２４は、存在する場合、本体１０２とガス分配プレート１０４との間の熱交換を促進し、これによって例えば、ガス分配プレート１０４全域に亘るより均一な温度勾配を提供することができる。また、熱ガスケット１２０、１２２、１２４は、本体１０２とガス分配プレート１０４との間のギャップ１４６を提供し、貫通孔１４２と対応するガス分配孔１４２のグループ毎に個別のプレナム（例えば、ゾーン）を画定することができる。

【0019】

熱ガスケット１２０、１２２、１２４は、処理圧力及び温度（例えば、真空条件及び約１５０℃又はそれ以上の温度）で脱ガスの少ない任意の圧縮性のある熱伝導性材料から製造することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ガスケットは、シリコン含有材料を含むことができる。熱ガスケット１２０、１２２、１２４は、本体１０２とガス分配プレート１０４との間の接触を維持するのに適した任意の形状を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、熱ガスケット１２０、１２２、１２４は、図１に示されるように、矩形断面を有する複数の同心リングとすることができる。いくつかの実施形態では、熱ガスケット１２０、１２２、１２４の形状は、ガス分配プレート１０４の縁部でクランプ１１０によって提供される力により、共にクランプされたときに、本体１０２とガス分配プレート１０４との間の距離の差（例えば、ガス分配プレート１０４の湾曲）を調整するように最適化することができる。

【0020】

いくつかの実施形態では、保護リング１１２をシャワーヘッドの周囲に配置し、これによって本体１０２、クランプ１１０及びガス分配プレート１０４の部分を遮蔽することができる。保護リング１１２は、任意の適切なプロセス適合性のある材料（例えば、石英（ＳｉＯ_２））から製造することができる。

【0021】

図２は、本発明のいくつかの実施形態に係るシャワーヘッドと共に使用するのに適した例示的な処理チャンバ２００の概略図を示す。例示的な処理チャンバは、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社（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．）から入手可能なＥＮＡＢＬＥＲ（商標名）、ＥＮＡＢＬＥＲ（商標名）Ｅ５、ＡＤＶＡＮＴＥＤＧＥ（商標名）、又は他の処理チャンバを含むことができる。シャワーヘッドを有する、又は有するように改変されている他の適切な処理チャンバも同様に、本発明から利益を得ることができる。

【0022】

いくつかの実施形態では、処理チャンバ２００は、一般的に、チャンバ本体２０２を備えることができ、このチャンバ本体２０２は、チャンバ本体の内部容積２０５内に配置された、基板２１０を上で支持するための基板支持台２０８と、過剰な処理ガス、処理副生成物等をチャンバ本体２０２の内部容積２０５から取り除くための排気システム２２０を有する。

【0023】

いくつかの実施形態では、上部ライナ２６４及び下部ライナ２６６は、チャンバ本体２０２の内部を覆い、これによって処理中にチャンバ本体２０２を保護することができる。いくつかの実施形態では、チャンバ本体２０２は、処理容積２０４を含むことができる内部容積２０５を有する。処理容積２０４は、例えば、基板支持台２０８とシャワーヘッド２１４（例えば、上述のシャワーヘッド１００）及び／又は所望の位置に提供されたノズルとの間に画定することができる。いくつかの実施形態では、ガス供給源２８８は、チャンバ本体２０２の処理容積２０４に１以上の処理ガスを分配するためのシャワーヘッド２１４に１以上の処理ガスを提供することができる。

【0024】

いくつかの実施形態では、基板支持台２０８は、基板支持台２０８の表面上に基板２１０を保持又は支持する機構（例えば、静電チャック、真空チャック、又は基板保持クランプなど）を含むことができる。代替的に又はこれと組み合わせて、いくつかの実施形態では、基板支持台２０８は、基板の温度を制御するための機構（例えば、加熱及び／又は冷却装置、図示せず）及び／又は基板表面近傍で種のフラックス及び／又はイオンエネルギーを制御するための機構を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、基板支持台２０８は、電極２４０と、それぞれの整合回路網２３６、２６２を介して電極２４０に結合された１以上の電源（２つのバイアス電源２３８、２４４）を含むことができる。例えば、基板支持台２０８は、整合回路網２６２を介してバイアス電源２４４に結合されたカソードとして構成することができる。上述のバイアス電源（例えば、バイアス電源２３８、２４４）は、約２ＭＨｚ又は約１３．５６ＭＨｚ又は６０ＭＨｚの周波数で、最大１２，０００Ｗを生成可能であるかもしれない。少なくとも１つのバイアス電源は、連続又はパルス電力を供給することができる。いくつかの実施形態では、バイアス電源は、代替的にＤＣ又はパルスＤＣ源とすることができる。

【0025】

いくつかの実施形態では、基板支持台２０８は、基板支持台２０８上に配置され、処理中に基板２１０の少なくとも一部を支持するように構成された基板支持リング２８０を含むことができる。いくつかの実施形態では、１以上のリング（インサートリング２７８及びバリアリング２４２が図示される）を、基板支持台２０８の周りに配置することができる。１以上のリングは、任意の適切なプロセス適合性材料から製造することができる。例えば、いくつかの実施形態では、インサートリングは、シリコン（Ｓｉ）から製造することができる。いくつかの実施形態では、バリアリング２４２は、石英（ＳｉＯ_２）から製造することができる。いくつかの実施形態では、接地されたメッシュ２６０が、基板支持台２０８の周囲に配置され、チャンバ本体２０２に結合されることができる。

【0026】

基板２１０は、チャンバ本体２０２の壁内の開口部２１２を介してチャンバ本体２０２に入ることができる。開口部２１２は、スリットバルブ２１８を介して、又は開口部２１２を通ってチャンバの内部へのアクセスを選択的に提供するための他の機構を介して選択的にシールすることができる。基板支持台２０８は、開口部２１２を介してチャンバの内外へ基板を搬送するのに適した（図示されるような）下方位置と、処理に適した選択可能な上方位置との間で、基板支持台２０８の位置を制御することができるリフト機構２３４に結合することができる。処理位置は、特定の処理に対して処理の均一性を最大化するように選択することができる。基板支持台２０８は、上昇された処理位置のうちの少なくとも１つにある場合、対称的な処理領域を提供するために、開口２１２の上方に配置することができる。

【0027】

いくつかの実施形態では、保護リング２０６（例えば、上述の保護リング１１２）は、シャワーヘッド２１４の周りに配置され、シャワーヘッド２１４の少なくとも一部（例えば、シャワーヘッド２１４の本体２９４（例えば、上述の本体１０２）又はガス分配プレート２９６（例えば、上述のガス分配プレート１０４）など）を覆うことができる。いくつかの実施形態では、保護リング２０６は、上部ライナ２６４によって支持することができる。

【0028】

いくつかの実施形態では、シャワーヘッド２１４は、チラープレート２８４に結合される、及び／又はチラープレート２８４によって支持されることができる。チラープレート２８４は、存在する場合、処理中にシャワーヘッド２１４の温度の制御を促進する。いくつかの実施形態では、チラープレート２８４は、チラープレート２８４内に形成された複数のチャネル（図示せず）を含み、これによって温度制御流体供給源（チラー）２９０によって提供される温度制御流体が、チラープレート２８４を通って流れ、シャワーヘッド２１４の温度制御を促進することを可能にする。

【0029】

いくつかの実施形態では、１以上のコイル（内側コイル２７４及び外側コイル２７２が図示される）を、シャワーヘッド２１４の上方に、及び／又はシャワーヘッド２１４の周縁部に近接して配置することができる。１以上のコイルは、存在する場合、処理チャンバ２００の処理容積２０４内に形成されるプラズマを整形するのを促進することができる。

【0030】

いくつかの実施形態では、ＲＦ電源２８６は、同軸スタブ２９２を介して、チラープレート２７０及び／又はシャワーヘッド２１４にＲＦ電力を提供する。同軸スタブ２９２は、特性インピーダンス、共振周波数を有する固定インピーダンス整合回路網であり、シャワーヘッド２１４とＲＦ電源２８６との間の近似のインピーダンス整合を提供する。いくつかの実施形態では、同軸スタブ２９２は、概して、内側円筒導体２９８と、外側円筒導体２０１と、内側筒状導体２９８と外側円筒導体２０１との間の空間を充填する絶縁体２０３とを含む。

【0031】

内側円筒導体２９８と外側円筒導体２０１は、特定の処理環境に耐えることができる任意の適切な導電性材料で作ることができる。例えば、いくつかの実施形態では、内側円筒導体２９８と外側円筒導体２０１は、ニッケルコーティングされたアルミニウムから製造することができる。１以上のタップ２２１は、ＲＦ電源２８６から同軸スタブ２９２へＲＦ電力を印加するために、同軸スタブ２９２の軸方向長さに沿った特定の点に設けられる。ＲＦ電源２８６のＲＦパワー端子２０７及びＲＦリターン端子２０９は、同軸スタブ２９２上のタップ２２１で、内側円筒導体２９８及び外側円筒導体２０１にそれぞれ接続される。同軸スタブ２９２の遠端２１３における終端導体２１１は、同軸スタブ２９２がその遠端２１３で短絡されるように、内側円筒導体２９８と外側円筒導体２０１を共に短絡させる。同軸スタブ２９２の近端２１５では、外側円筒導体２０１が、環状導電性ハウジング又は支持体２７６を介してチャンバ本体２０２に接続され、一方、内側円筒導体２９８は、導電性シリンダー２１７を介してチラープレート２７０及び／又はシャワーヘッド２１４に接続される。いくつかの実施形態では、スタブ２９２、外側円筒導体２０１は、環状導電性ハウジング又は支持体２７６を介してチャンバ本体２０２に接続されている。実施形態は、誘電体リング２１９が、導電性シリンダー２１７とチラープレート２７０の間に配置され、導電性シリンダー２１７とチラープレート２７０を分離する。

【0032】

排気システム２２０は、概して、ポンピングプレナム２２４と、ポンピングプレナム２２４をチャンバ本体２０２の内部容積２０５（及び、一般的に、処理容積２０４）に、例えば、１以上の入口２２２を介して結合する１以上のコンジットとを含む。真空ポンプ２２８は、チャンバ本体２０２から排気ガスを外へポンピングするためのポンピングポート２２６を介してポンピングプレナム２２４に結合することができる。真空ポンプ２２８は、適切な排気処理装置に必要とされるような排気をルーティングするための排気出口２３２に流体結合することができる。バルブ２３０（例えば、ゲートバルブなど）を、ポンピングプレナム２２４内に配置し、真空ポンプ２２８の動作と組み合わせて、排気ガスの流量の制御を促進することができる。ｚモーションゲートバルブが図示されているが、排気の流れを制御するための任意の適切なプロセス互換バルブを利用することができる。

【0033】

上記のように処理チャンバ２００の制御を促進するために、コントローラ２５０は、様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するための、工業環境で使用可能な汎用コンピュータプロセッサの任意の形態のうちの１つとすることができる。ＣＰＵ２５２のメモリ又はコンピュータ可読媒体２５６は、容易に入手可能なメモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、又はローカル又はリモートのデジタル記憶装置の任意の他の形態）のうちの１以上とすることができる。サポート回路２５４は、従来の方法でプロセッサをサポートするためにＣＰＵ２５２に結合される。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路及びサブシステム等を含む。

【0034】

１以上の方法及び／又はプロセスは、一般的に、ＣＰＵ２５２によって実行されるとき、方法及び／又はプロセスを処理チャンバ２００に実行させるソフトウェアルーチン２５８としてメモリ２５６内に格納することができる。ソフトウェアルーチン２５８はまた、ＣＰＵ２５２によって制御されるハードウェアから離れて位置する第２のＣＰＵ（図示せず）によって格納及び／又は実行されることができる。本発明の方法のいくつか又は全ては、ハードウェア内で実行することもできる。このように、方法及び／又はプロセスは、ソフトウェア内に実装し、コンピュータシステムを用いて実行してもよいし、ハードウェア内に、例えば、特定用途向け集積回路として又は他のタイプのハードウェア実装でもよいし、又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせとしてもよい。ソフトウェアルーチン２５８は、基板２１０を基板支持台２０８上に位置決めされた後に実行することができる。ソフトウェアルーチン２５８は、ＣＰＵ２５２によって実行されると、本明細書に開示された方法が実行されるようにチャンバ動作を制御する特定の目的のコンピュータ（コントローラ）２５０に汎用コンピュータを変える。

【0035】

このように、取り外し可能なガス分配プレートを有するシャワーヘッドの実施形態が、本明細書内に提供された。本発明のシャワーヘッドの実施形態は、有利なことに、従来のシャワーヘッドと比較して、より長い耐用年数と、ガス分配プレートの交換においてより費用効率の高い方法を提供することができる。

【0036】

上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができる。

【図1】

【図2】