特許 6563535 方位角方向及び半径方向分布制御を備えたマルチゾーンガス注入アセンブリ

(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】6563535

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】方位角方向及び半径方向分布制御を備えたマルチゾーンガス注入アセンブリ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20190808BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20190808BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20190808BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20190808BHJP

   H05H 1/24 20060101ALI20190808BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/302 101G

   H01L21/205

   H01L21/31 C

   C23C16/455

   H05H1/24

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-18875(P2018-18875)

(22)【出願日】2018年2月6日

(62)【分割の表示】特願2016-500194(P2016-500194)の分割

【原出願日】2014年2月3日

(65)【公開番号】特開2018-113448(P2018-113448A)

(43)【公開日】2018年7月19日

【審査請求日】2018年2月6日

(31)【優先権主張番号】61/777,225

(32)【優先日】2013年3月12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】ロゼンゾン ヤン

(72)【発明者】

【氏名】タンティウォン カイル

(72)【発明者】

【氏名】ヨウシフ イマッド

(72)【発明者】

【氏名】ニャジク ウラジミル

(72)【発明者】

【氏名】キーティング ボジェンナ

(72)【発明者】

【氏名】バンナ セイマー

【審査官】 佐藤 靖史

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２２１１４９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭５７−０４２３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２４２１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１６１６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００４１９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０５Ｈ １／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマリアクタの上部ライナリングのノズルポケット内に配置するための側面ガス注入ノズルであって、
外側ノズル面を有する円筒状本体と、
円筒状本体のリング半径方向内側端部にオリフィスを形成するガス注入通路と、
円筒状本体のリング半径方向外側の端部近くで円筒状本体を貫通して延在するリング軸方向に延在するガス送出インサート穴と、
リング軸方向に延在するガス送出インサート穴からガス注入通路まで円筒状本体を貫通して延在する内部リング半径方向ノズルガス流通路と、
前記外側ノズル面内かつ円筒状本体と同心の複数のＯリングノズル溝と、
円筒状本体のリング半径方向外側端部からＯリングノズル溝まで延在する外側ノズル面内のスロット部を含む軸方向排気スロットとを含む側面ガス注入ノズル。

【請求項2】

軸方向排気スロットは、円筒状本体のリング半径方向外側端部と複数のＯリングノズル溝のうちの第１の溝との間に延在する第１の軸方向スロット部を含む、請求項１記載の側面ガス注入ノズル。

【請求項3】

軸方向排気スロットは、複数のＯリングノズル溝のうちの第１の溝から複数のＯリングノズル溝のうちの第２の溝まで延在する外側ノズル面内の第２の軸方向スロット部を含む、請求項２記載の側面ガス注入ノズル。

【請求項4】

軸方向排気スロットは、複数のＯリングノズル溝のうちの第２の溝から円筒状本体のリング半径方向内側端部に向かって短い距離だけ延在する外側ノズル面内の第３の軸方向スロット部を含む、請求項３記載の側面ガス注入ノズル。

【請求項5】

軸方向排気スロットは、Ｏリングノズル溝のうちの第１の溝の内側ノズル溝面内に形成された第１溝軸方向スロット部と、Ｏリングノズル溝のうちの第２の溝の内側ノズル溝面内に形成された第２溝軸方向スロット部とを含み、前記両ノズル溝面内の前記両スロット部は、複数のＯリングノズル溝内で複数のＯリングの周囲に排気通路を提供する、請求項１記載の側面ガス注入ノズル。

【請求項6】

側面ガス注入ノズルは、セラミックス材料を含む、請求項１記載の側面ガス注入ノズル。

【請求項7】

前記複数のＯリングノズル溝内に、前記ノズルポケットの対応するものの内部側壁に対して圧縮された複数のＯリングを含む、請求項１記載の側面ガス注入ノズル。

【請求項8】

リング軸方向に延在するガス送出インサート穴は、複数のＯリングノズル溝のうちの第１の溝と第２の溝との間に配置されている、請求項１記載の側面ガス注入ノズル。

【発明の詳細な説明】

【背景】

【0001】

技術分野
本開示は、半導体ウェハ等のワークピースを処理するためのプラズマリアクタ内の処理ガス分布に関する。

【0002】

背景の説明
プラズマリアクタのチャンバ内における処理ガス分布の制御は、プラズマ処理中にワークピース上のエッチング速度分布又は堆積速度分布のプロセス制御に影響を与える。ガス注入ノズルは、チャンバの中央部と周辺部に配置することができる。チャンバの中央部と周辺部の両方でガス注入を制御することが望ましい。１つの課題は、処理ガス流量の半径方向分布を制御するシステムは、一般的に、処理ガス流量の方位角方向分布を制御しないことである。本明細書で用いるように、用語「方位角」は、円筒状の処理チャンバ内の周方向を指す。別の１つの課題は、側壁近くのガス注入器を用いてガス流量の方位角分布を制御するシステムは、方位角方向に沿った圧力降下に苦しむことである。

【0003】

関連する１つの課題は、半径方向及び方位角方向のガス分布の両方の完全な制御を提供すると同時に、ガス分布の非対称性を回避するような方法で、ガス注入器の異なるゾーンに処理ガスをどのように供給したらよいかである。

【0004】

別の１つの課題は、損傷を与えることなくぴったりとした公差で迅速な分解及び再組み立てを提供する構造において上記の問題のすべてを解決するガス分配システムをどのように提供したらよいかである。

【0005】

１つの層のガス分配通路の形成は、一般的に、チャンバのガス注入器の位置をその１つの層に制限し、これは典型的には平坦であり、チャンバ内のガス流に特に影響を与えない。

【概要】

【0006】

チャンバ内部と、ワークピース支持体と、調整可能なガスノズルとを有するプラズマリアクタは、（ａ）側面ガスプレナムと、（ｂ）前記側部ガスプレナムに結合された複数のＮ個のガス入口と、（ｃ）前記プレナムから半径方向内向きに延びる複数の側部ガス出口と、（ｄ）前記Ｎ個のガス入口にそれぞれ結合されたＮ個の出力を有するＮ個口ガス流量比コントローラと、（ｅ）Ｍ個の出力を有するＭ個口ガス流量比コントローラであって、前記Ｍ個の出力のそれぞれは、前記調整可能なガスノズル及び前記Ｎ個口ガス流量比コントローラのガス入力に結合されるＭ個口ガス流量比コントローラとを含む。

【0007】

一実施形態では、調整可能なガスノズルは、２つのガス入力を有し、Ｎは４であり、Ｍは３である。リアクタは、三方ガス流コントローラのガス入力に結合されたガス供給パネルを更に含むことができる。一実施形態では、プロセスコントローラは、Ｍ個口ガス流量比コントローラとＮ個口ガス流量比コントローラに結合され、Ｍウェイのガス流量比コントローラとＮウェイガス流量比コントローラに結合され、ユーザインターフェースは、プロセスコントローラに結合される。

【0008】

一実施形態では、側部ガスプレナムは、複数の組のガス流チャネルを含み、組のガス流チャネルの各々１つは、（ａ）複数の側部ガス出口の対応する一対に結合された一対の端部を有する円弧状ガス分配チャネルと、（ｂ）円弧状ガス供給チャネルであって、円弧状ガス供給チャネルの一端は、複数のＮ個のガス入口の対応するものに接続され、円弧状ガス供給チャネルの反対端は、ガス分配チャネルの中間点に近接したガス分配チャネルに結合される円弧状ガス供給チャネルとを含む。

【0009】

関連する一実施形態では、複数の組のガス流チャネルは、それぞれのガス入口とそれぞれの側部ガス出口との間の経路長が等しい。

【0010】

一実施形態では、円筒状側壁は、ライナエッジを含み、プラズマリアクタは、（ａ）ライナエッジの上方のガス送出リングであって、複数の組のガス流チャネルは、ガス送出リング内に形成されるガス送出リングと、（ｂ）ガス送出リングの上方の上部ライナリングであって、複数の側部ガス出口は、上部ライナリング内へ延び、上部ライナリングは、チャンバ内部に対向する上部ライナリング面を含む上部ライナリングとを含む。

【0011】

関連する一実施形態では、複数の側部ガス出口の各々は、（ａ）上部ライナリング内でチャンバ内部へ向かって半径方向に延び、軸方向に延びるガス送出インサート収容穴を含む側部ガス注入ノズルと、（ｂ）ガス送出リングから軸方向へ延びるガス送出インサート収容穴内へ延びるガス送出インサートを含む。

【0012】

プラズマリアクタは、ガス送出インサート内の軸方向内部ガス流路と、軸方向に延びるガス送出インサート穴の側壁を貫通する半径方向内部ガス流ノズル通路を更に含むことができ、軸方向内部ガス流路は、半径方向内部ガス流ノズル通路と整合している。

【0013】

一実施形態では、上部ライナリングは、上部ライナリング面内に複数のノズルポケットを含み、側部ガス注入ノズルは、ノズルポケットの対応するものの中へ延びている。更に、側部ガス注入ノズルは、側部ガス注入ノズルと同心の複数のＯリングノズル溝を含み、プラズマリアクタは、複数のＯリングノズル溝内にノズルポケットの対応するものの内部側壁に対して圧縮された第１の複数のＯリングを更に含む。

【0014】

一実施形態では、側部ガス注入ノズルは、（ａ）円筒状外側ノズル面であって、Ｏリングノズル溝が円筒状外側ノズル面に対して窪んでいるノズル溝面を画定する円筒状外側ノズル面と、（ｂ）軸方向排気スロットであって、ノズルポケット内部で側部ガス注入ノズルの一端で始まる円筒状外側ノズル面内のスロット部と、ノズル溝面内のスロット部とを含む軸方向排気スロットとを更に含む。

【0015】

更なる一実施形態では、円筒状外側ノズル面とノズルポケットの対応するものの内部側壁との間にギャップが存在し、ノズル溝面内のスロット部は、第１の複数のＯリングの周りに排気経路を提供し、円筒状外側ノズル面内のスロット部は、ギャップへの排気経路を提供する。

【0016】

一実施形態では、上部ライナリングは、ガス送出リングに対向する複数のガス送出インサートポケットを更に含み、ガス送出インサートの一部は、ガス供給インサートポケットの対応するものの中へ延びる。同実施形態では、ガス送出インサートは、ガス送出インサートと同心の複数のＯリングインサート溝を含み、プラズマリアクタは、複数のガス送出インサートポケットの対応するものの内部側壁に対して圧縮された複数のＯリングインサート溝内の第２の複数のＯリングを更に含む。

【0017】

一実施形態では、複数のガス出口の各々は、ガス送出インサートの軸方向内部ガス流路に延びるガス送出リング内の軸方向ポートを更に含む。

【0018】

一実施形態では、側部ガス注入ノズルは、セラミックス材料を含み、ガス送出リング及びガス送出インサートは、鋼を含み、上部ライナ面及び円筒状側壁は、陽極酸化材料又はイットリアを含む保護層を含む。

【0019】

更なる一態様では、複数のノズルポケットを含む上部ライナリングと、ノズルポケット内に延びる複数の側部ガス注入ノズルであって、複数の側部ガス注入ノズルの各々は、（ａ）外側ノズル面と、外側ノズル面内にあり、側部ガス注入ノズルと同心である複数のＯリングノズル溝と、（ｂ）ノズルポケットの対応するものの内部側壁に対して圧縮された複数のＯリングノズル溝内の第１の複数のＯリングとを含む複数の側部ガス注入ノズルとを含む側部ガス注入キットが提供される。

【0020】

一実施形態では、側部ガス注入ノズルは、（ａ）外側ノズル面に対して窪んでおり、Ｏリングノズル溝内に形成されたノズル溝面と、（ｂ）ノズルポケット内部で側部ガス注入ノズルの一端から始まる円筒状外側ノズル面内のスロット部と、ノズル溝面内のスロット部とを含む軸方向排気スロットとを更に含む。

【0021】

関連する一実施形態では、側部ガス注入キットは、円筒状外側ノズル面とノズルポケットの対応するものの内部側壁との間にギャップを更に含み、ノズル溝面内のスロット部は、第１の複数のＯリングの周囲に排気経路を提供し、円筒状外側ノズル面内のスロット部は、ギャップへの排気経路を提供する。

【0022】

更なる関連する一実施形態では、側部ガス注入キットは、更に、（ａ）上部ライナリン
グ内の複数のガス送出インサートポケットと、（ｂ）ガス送出インサートポケット内へ延
びる複数のガス送出インサートと、（ｃ）ガス送出インサートと同心の複数のＯリングイ
ンサート溝の各々と、複数のガス送出インサートポケットの対応するものの内部側壁に対
して圧縮される複数のＯリングインサート溝内の第２の複数のＯリングとを更に含む。

【図面の簡単な説明】

【0023】

本発明の例示的な実施形態が達成される方法を詳細に理解することができるように、上
記で簡単に要約した本発明のより詳細な説明を、添付図面に示されるその実施形態を参照
して得ることができる。特定の周知のプロセスは、本発明を不明瞭にしないために、本明
細書で説明されていないことを理解すべきである。

【図1】一実施形態の簡略化したブロック図である。

【図2】図１に対応する立面図である。

【図3】８つのガス出口を有する一実施形態を示す。

【図4】図３の実施形態用の側部ガス送出キットを示す。

【図5】図４の側部ガス送出キットの切欠断面図である。

【図6】図５の一部の拡大図である。

【図7】底部ライナを示す。

【図8】底部ライナによって囲まれたワークピース支持台を示す。

【図9】上部からの上部ライナリングの図を示す。

【図10】底部からの上部ライナリングの図を示す。

【図11】図１０の一部の拡大図である。

【図12】〜

【図13】それぞれガス送出リングの上面図及び底面図である。

【図14】図１２の線１４−１４に沿った拡大断面図である。

【図15】図６の注入ノズルの拡大図である。

【図16】図１５に対応する断面図である。

【図17】図６のガス送出インサートの拡大図である。

【図18】図１７に対応する断面図である。

【図19】図４の実施形態で使用されたガス送出ブロックを示す。

【図20】図１９に対応する断面図である。

【図21】図４のガス分配リング、上部ライナリング、注入ノズル、及びガス分配インサートの分解アセンブリを示す。

【図22】図２１の一部の拡大図である。

【0024】

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。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。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。

【詳細な説明】

【0025】

図１は、一実施形態の簡略化したブロック図である。図２の立面図に示されるプラズマリアクタチャンバ１００は、チャンバ容積１０４を画定する円筒状側壁１０２によって囲まれる。ワークピース支持台１０６は、チャンバ容積内部にあり、図２に示される台座リフト機構１０８上に載る。図２に示されるように、調整可能なガスノズル１１０が、チャンバ１００の天井１１２の上に取り付けられ、それぞれチャンバ１００の中央及び側部へ向かってガスを注入する中央ガスノズル１１４及び側部ガスノズル１１６を有する。中央及び側部ガスノズル１１４、１１６は、図１においてそれぞれ「ノズル１」及び「ノズル２」とラベル付けされたガス供給ライン１１４ａ、１１６ａによって独立して提供される。円形側部ガス注入プレナム１１８は、４つのガス入口１２０で処理ガスを受け、複数のガス出口１２２でチャンバ内に処理ガスを注入する。図１に示されるように、４つのガス入口１２０は、図１で「側部ガス１」、「側部ガス２」、「側部ガス３」、及び「側部ガス４」とラベル付けされた４つの供給ラインにそれぞれ接続され、これらは四方ガス流量比コントローラ１２４の４つの出力によって提供される。四方ガス流量比コントローラ１２４の入力及びガス供給ライン１１４ａ及び１１６ａは、三方ガス流量比コントローラ１２６のそれぞれの出力から処理ガスを受ける。ガス供給パネル１２８は、三方ガス流量比コントローラ１２６の入力へ処理ガスを供給する。ユーザインターフェース１３２を有するコントローラ１３０は、ガス流量比コントローラ１２４及び１２６を管理する。

【0026】

チャンバ１００内のガス注入パターンは、中央ガスノズル１１４によって管理される中央ゾーン、側部ガスノズル１１６によって管理される内側ゾーン、及びガス出口１２２によって管理される周縁ゾーンを含む３つの同心ゾーンを有する。ユーザは、三方ガス流量比コントローラ１２６を制御することによって、３つの同心ゾーンの間のガス流量比を調整することができる。また、ユーザは、四方ガス流量比コントローラ１２４を制御することによって、方位角方向（周方向）のガス分布を管理することができる。利点は、ガス流量比コントローラ１２４及び１２６は、ガス流の半径方向分布とガス流の方位角方向分布の両方の同時独立制御を提供することである。更なる利点は、チャンバ周縁部のガス出口１２２は、並列に提供され、圧力損失は、方位角方向に均一に分布されることである。

【0027】

図３は、８つのガス出口１２２がある一実施形態を示す。他の実施形態では、任意の他の適切な数のガス出口を使用することができる。図３の実施形態では、図１のプレナム１１８は、各々の対が円弧状ガス分配チャネル１３６及び円弧状ガス供給チャネル１３８を含む４対の再帰的なガス流チャネル内に具現化される。４対の再帰的なガス流チャネル１３６、１３８は、ガス入口１２０とガス出口１２２の間に並列な経路を提供する。図３の８つのガス出口１２２の各々の対は、再帰的なガス流チャネル１３６、１３８の対応する対を介して対応するガス入口１２０から供給される。各ガス分配チャネル１３６は、ガス出口１２２の対応する対に接続された端部の対を有し、対応する円弧状ガス供給チャネル１３８の一端、対応するガス入口１２０に接続されたガス供給チャネル１３８の他端によってその中央で供給される。

【0028】

図４は、図３の実施形態のための側部ガス送出キットを示し、上部ライナリング１４０、底部ライナ１４２、及び上部ライナリング１４０と底部ライナ１４２の間のガス送出リング１４４を含む。底部ライナ１４２は、図３の側壁１０２を含む。ガス送出リング１４４は、より詳細に後述するように、図３の再帰的なガス流チャネル１３６、１３８を含む。図５は、図４の側部ガス送出キットの切欠断面図であり、ガス送出リング１４４から上部ライナリング１４０内へ延びるガス送出インサート１４６を示し、上部ライナリング１４０内に注入ノズル１４８を更に示す。

【0029】

図６は、図５の一部の拡大図であり、ガス送出インサート１４６及び注入ノズル１４８をより詳細に示している。ガス送出インサート１４６は、ガス送出リング１４４上に支持される。ガス送出インサート１４６は、以下でより詳細に説明するように、対応するガス分配チャネル１３６の一端に結合された内部軸方向インサートガス流通路１５０を有する。ガス送出インサート１４６の最上部は、注入ノズル１４８の半径方向外端部近くの注入ノズル１４８内側で受けられる。注入ノズル１４８は、内部軸方向インサートガス流通路１５０と連通する内部半径方向ノズルガス流通路１５２を有する。注入ノズル１４８の半径方向内端部は、チャンバ１００の内部に開放している。図３の実施形態内の各ガス出口１２２は、図６の対応する注入ノズル１４８及び対応するガス送出インサート１４６によって実施される。

【0030】

図７は、底部ライナ１４２を示す。図８は、ワークピース支持台が底部ライナ１４２によってどのように囲まれるかを示す。底部ライナ１４２は、ウェハ搬送のための３つの対称的に配置されたスリット開口部１５４を有する。

【0031】

図９は、上部からの上部ライナリング１４０の図を示し、一方、図１０は、底部からの上部ライナリング１４０の図を示す。上部ライナリング１４０は、環状底面１５６を有し、そこから注入ノズル１４８がチャンバ１００内に開放する。環状底面１５６は、凹面であり、上部ライナリング１４０の上部で、底部ライナ１４２に従う尾根部１５８の半径と開口部１６０の内径との間に推移部を提供する。環状底面１５６の曲率は、各注入ノズル１４８からワークピースへ向かうガス流を促進することができる。

【0032】

図１１は、図１０の一部の拡大図であり、上部ライナリング１４０内に形成された８つの中空ノズルポケット１６４のうちの１つと、上部ライナリング１４０内に形成された８つの中空ガス送出インサートポケット１６６のうちの１つを示す。図６に示される注入ノズル１４８は、後述するように、ノズルポケット１６４の内部に保持されている。図６に示されるガス送出インサート１４６の一部は、後述するように、ガス送出インサートポケット１６６の内部に保持されている。図１１に示されるように、ノズルポケット１６４は、円筒形であり、半径方向に延び、環状底面１５６内に開口部１６４ａを形成する。ガス送出インサートポケット１６６は、上部ライナリング１４０の周縁部１７２から外向きに延びる棚部１７０内に形成される。

【0033】

図１２及び図１３は、それぞれガス送出リング１４４の上面図及び底面図である。図１２は、ガス送出リング１４４内の４つのガス分配チャネル１３６及び４つのガス供給チャネル１３８の構成を示す。各ガス供給チャネル１３８は、対応するガス入口１２０からガスを受ける。各ガス入口１２０（図３）は、ガス送出リング１４４の周縁部１４４−２から延びるタブ１４４−１内に形成された軸方向ポート１２０−１（図１３）を含む。軸方向ポート１２０−１は、タブ１４４−１の底面を貫通して開放する。半径方向に延びるガス入口チャネル１２０−２（図１２）は、軸方向ポート１２０−１とガス供給チャネル１３８の一端１３８−１との間に結合される。ガス供給チャネル１３８の反対端１３８−２は、ガス分配チャネル１３６の中間に結合される。ガス分配チャネル１３６の各端部１３６−１及び１３６−２は、軸方向ガス出口１２２’で終端を迎える。軸方向ガス出口１２２’は、図６に示されるように、ガス送出インサート１４６の内部軸方向インサートガス流通路１５０の底部に結合される。このようにして、４つのガス分配チャネル１３６は、８つのガス送出インサート１４６を供給する。図示の実施形態では、ガス流チャネル１３６、１３８のそれぞれの組に供給する各々のタブ１４４−１内に２つの軸方向ガスポート１２０−１がある。図示の実施形態では、ガス分配チャネル１３６とガス供給チャネル１３８は、円筒状側壁１０２と同心である円弧状経路をたどる。ガス分配チャネル１３６、ガス供給チャネル１３８、及び半径方向ガス入口チャネル１２０−２は、ガス入口１２０とガス出口１２２の間に長さの等しいそれぞれの経路を提供する。等しい経路長の利点は、様々な経路の間のガス流抵抗の不均一性の削減であり、より良好なプロセス制御を与える。

【0034】

図１４は、図１２の線１４−１４に沿った拡大断面図であり、ガス送出リング１４４内に形成され、ガスチャネルカバー１７１によって覆われるガス分配チャネル１３６のうちの１つを示す。図１４は、ガス分配チャネル１３６の一端とガス出口１２２’との間の交点を更に示す。

【0035】

図６の注入ノズル１４８は、図１５に詳細に示され、図１６に断面が示される。注入ノズル１４８は、内部半径方向ノズルガス流路１５２が円筒状本体１８０の半径方向内端部１８０ａでオリフィス１８４を形成するガス注入通路１８２まで貫通して延びる円筒状本体１８０を有する。軸方向に延びるガス送出インサート穴１８６は、その半径方向外端部１８０ｂの近くで円筒状本体１８０を貫通して形成の近くに形成される。ガス送出インサート１４６は、ガス送出インサート穴１８６内で受けられる。円筒状本体１８０と同心の第１のＯリング溝１８８は、円筒状本体１８０の半径方向外端部１８０ｂの近くに形成され、第１のＯリング溝内面１８８ａを画定する。円筒状本体１８０と同心の第２のＯリング溝１９０は、第１のＯリング溝１８８と半径方向内端部１８０ａとの間の円筒状本体１８０内に形成され、第２のＯリング溝内面１９０ａを画定する。軸方向排気スロット１９２は、円筒状本体１８０の表面に形成され、半径方向外端部１８０ｂと第１のＯリング溝１８８との間の第１スロット部１９２−１、第１及び第２のＯリング溝１８８及び１９０間の第２のスロット部１９２−２、及び第２のＯリング溝１９０から半径方向内端部１８０ａに向かって短い距離延びる第３のスロット部１９２−３を含む。軸方向スロット１９２は、第１のＯリング溝内面１８８ａ内の第１溝軸方向スロット部１９２−４と、第２のＯリング溝内面１９０ｂ内の第２溝軸方向スロット部１９２−５を更に含む。図６に示されるように、Ｏリング１９４は、第１及び第２のＯリング溝１８８及び１９０内に挿入される。円筒状本体１８０とノズルポケット１６４の内面との間には、ノズル−ポケット間の小さなクリアランス又はギャップがある。軸方向スロット１９２は、注入ノズル１４８の半径方向外端部１８０ｂとノズルポケット１６４の後壁部１６４ｂ（図１１）の間に閉じ込められたガスのノズル−ポケット間ギャップを介した排気を可能にする。軸方向スロット１９２は、排気される空気がＯリング１９４を迂回することを可能にする。

【0036】

図１７は、図６に示されるガス送出インサート１４６を示す。図１８は、図１７に対応する断面図である。図１７及び図１８を参照すると、ガス送出インサート１４６は、ほぼ平坦なインサートベース２０４上に支持される円筒状インサートポスト２０２を含む。図６に示される内部軸方向インサートガス流路１５０は、円筒状インサートポスト２０２を貫通して延びる。円筒状インサートポスト２０２を貫通するガス出口２０５ａ及び２０５ｂは、内部軸方向インサートガス流路１５０と交差する。図６の組立体を形成する際に、円筒状インサートポスト２０２（図１８）は、ガス出口２０５ａ及び２０５ｂが図６の内部半径方向ノズルガス流路１５２と整合するまで、図１６の注入ノズル１４８のガス送出インサート穴１８６内に挿入される。

【0037】

円筒状インサートポスト２０２は、Ｏリング２０９（図６）を内部で受ける円筒状インサートポスト２０２と同心であるＯリング溝２０６、２０８を有する。ガス入口穴１８６（図１６）の内面１８６ａは、インサートポスト２０２をガス入口穴１８６内へ挿入する際に、Ｏリング２０９が押圧されるＯリングシール面である。Ｏリング溝２１０（図１８）は、円筒状インサートポスト２０２の底部の周りでインサートベース２０４の上面に形成されている。Ｏリング溝２１２（図１８）は、円筒状インサートポスト２０２と同心のインサートベース２０４の底面に形成されている。Ｏリング２１６（図６）は、上部ライナリング１４０に対してガス送出インサート１４６を取り付けるためのＯリング溝２１２内に保持される。Ｏリング２１４（図６）は、ガス送出リング１４４上にインサートベース２０４を取り付けるためのＯリング溝２１０内に保持される。

【0038】

上記図１２及び図１３の記載は、各々のタブ１４４−１がタブ１４４−１の底面で開放している一対のガス入口ポート１２０−１を支持するガス送出リング１４４の２つのタブ１４４−１を指す。図１９及び図２０は、タブ１４４−１の底面に締結し、ガス送出ブロック２２０のタブ１４４−１への接合の際に、ガス入口ポート１２０−１の対に合う一対のガス入口ステム２２２を有するガス送出ブロック２２０を示す。ガス入口ステム２２２の図示の対は、四方ガス流量比コントローラ１２４の２つの出力への接続を提供する。

【0039】

ガス流の半径方向分布は、三方ガス流量比コントローラ１２６を制御することによって調整される。独立して、方位角方向ガス分布は、四方ガス流量比コントローラ１２４を制御することによって調整される。利点は、ガス流量比コントローラ１２４及び１２６は、ガス流の半径方向分布とガス流の方位角方向分布の両方の同時独立制御を提供することである。更なる利点は、チャンバ周辺部のガス出口１２２は並列に供給され、圧力損失が方位角方向に均一に分布することである。この後者の特徴は、方位角方向のガス分布の制御を簡素化する。

【0040】

ガス注入インサート１４６は、上部ガスリング１４０の凹面１５６内で注入ノズル１４８の位置を促進する。側部からのガス注入は、注入ノズル１４８が上部ライナリング１４０の凹面１５６内に位置し、注入されたガスは凹面１５６によって導かれるので、最適化される。上部ガスリング１４０及び注入ノズル１４８は、４つの対の再帰的なガス流チャネル１３６、１３８を含むガス送出リング１４４の上方の平面内に位置する。注入ノズル１４８の平面とガス送出リング１４４との間のギャップに及ぶガス流路は、ガス送出インサート１４６によって提供される。

【0041】

図２１及び図２２を参照すると、上部ライナリング１４０、ガス送出リング１４４、８つのガス送出インサート１４６、及び８つの注入ノズル１４８は、別々の部品であり、これは、材料の選択が各々の個々の部品に対して最適化されることを可能にし、効率的なモジュール組み立てを促進する。一実施形態では、ガス送出リング１４４は、処理ガスに接触するが、プラズマには接触しない。したがって、それらは、いくつかの例として、プラズマプロセス（例えば、プラズマ強化反応性イオンエッチングプロセス、又はプラズマ強化化学気相堆積プロセス）内で使用される処理ガスに適合性のあるセラミックス材料（又はステンレス鋼又は他の適当な材料）で形成される。注入ノズル１４８は、チャンバのプラズマ処理ゾーンに面し、したがって、プラズマへの曝露に適合性のある材料（例えば、セラミックス材料）で形成される。上部ライナリング１４０と底部ライナ１４２は、プラズマへの曝露に一般的に適合性の無い材料で形成することができる。材料のプラズマへの曝露を避けるために、側壁１０２の内側表面と上部ライナリング１４０の環状底面１５６は、プラズマへの曝露に適合性のある保護層で覆われている。側壁１０２及び上部ライナリング１４０は、アルミニウムで形成することができ、それらの保護コーティングは、イットリアを含むことができるか、陽極酸化により形成することができる。

【0042】

モジュラー部品は、部分的に上述のＯリングにより生じる保護のため、部品間の密接な嵌合を可能にしながら、様々な部品を損傷することなく、図２１及び図２２に描かれた方法で、簡便かつ反復的に組み立てられ、分解されることができる。具体的には、図６のＯリング１９４は、ノズルポケット１６４内へのそれらの挿入の間、注入ノズル１４８を保護する。ガス送出インサート１４６上のＯリング２０９は、注入ノズル１４８内のインサート収容穴１８６内へのインサート１４６の挿入中に注入ノズル１４８をガス送出インサートから保護する。Ｏリング１９４及び２０９は、一実施形態では、弾性的に圧縮可能である。

【0043】

図２１及び図２２内の組み立て手順は、上部ライナリング１４０内のノズルポケット１
６４内に注入ノズル１４８を挿入する工程と、ガス送出リング１４４上にガス送出インサ
ート１４６を取り付ける工程と、その後、ガス送出インサート１４６をそれぞれのインサ
ート収容穴１８６内に挿入するようにガス送出リング１４０と上部ライナリング１４０を
一緒にする工程を伴う。

【0044】

図示された実施形態は、８つの注入ノズル１４８を含む四方対称性を例示しているが、異なる数の注入ノズル１４８を含む他の対称性を採用してもよい。

【0045】

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、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】