特開 2025-3397 シャワーヘッドアセンブリおよびシャワーヘッドプレート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025003397

(43)【公開日】2025-01-09

(54)【発明の名称】シャワーヘッドアセンブリおよびシャワーヘッドプレート

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20241226BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20241226BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20241226BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20241226BHJP

【ＦＩ】

H01L21/205

H01L21/31 B

H01L21/302 101G

C23C16/455

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024099719

(22)【出願日】2024-06-20

(31)【優先権主張番号】63/522,976

(32)【優先日】2023-06-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】519237203

【氏名又は名称】エーエスエム・アイピー・ホールディング・ベー・フェー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】チ・チ

(72)【発明者】

【氏名】ラジモハン・ムタイア

(72)【発明者】

【氏名】シュバム・ガーグ

(72)【発明者】

【氏名】ジェボム・イ

(72)【発明者】

【氏名】ヨンチョル・ビュン

(72)【発明者】

【氏名】ダニエル・モーリス

(72)【発明者】

【氏名】ニルマル・ゴクルダス・ウェイコール

(72)【発明者】

【氏名】ジヨン・キム

(72)【発明者】

【氏名】ジャクリーン・レンチ

(72)【発明者】

【氏名】ニーラム・シェオラン

(72)【発明者】

【氏名】グアンナン・チェン

【テーマコード（参考）】

4K030

5F004

5F045

【Ｆターム（参考）】

4K030EA05

4K030EA06

5F004AA01

5F004BB18

5F004BB28

5F004BC08

5F004BD04

5F045AA03

5F045BB02

5F045DP03

5F045EE20

5F045EF05

(57)【要約】      （修正有）

【課題】均一なガス流を形成するシャワーヘッドプレートおよびシャワーヘッドアセンブリを提供する。
【解決手段】基材を処理する反応器において、シャワーヘッドアセンブリに含まれるシャワーヘッドプレート２１５は、円錐形状の入口および円錐形状の出口を有する複数の貫通孔３１５を備える。前記複数の貫通孔は、第一の寸法を有する中央領域３００内の貫通孔と、第一の寸法とは異なる第二の寸法を有する外側領域３０５内の貫通孔とを含む。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャワーヘッドプレートであって、
上面および対向する底面と、
前記シャワーヘッドプレートの幾何学的中心に位置する中央領域であって、１０ｍｍ～６０ｍｍの範囲の直径を有する、中央領域と、
前記中央領域を囲み、かつ前記シャワーヘッドプレートの外縁まで延在する外側領域と、
前記中央領域内に位置し、前記上面から前記底面まで延在する複数の第一の貫通孔と、
前記外側領域内に位置し、前記上面から前記底面まで延在する複数の第二の貫通孔と、を備え、
前記第二の貫通孔が、前記第一の貫通孔とは異なる形状である、シャワーヘッドプレート。

【請求項2】

各第二の貫通孔が、前記上面にある第一の寸法を有する円錐形状の入口と、前記底面にある第一の寸法を有する円錐形状の出口と、前記入口を前記出口に接続する線形チャネルと、を備える、請求項１に記載のシャワーヘッドプレート。

【請求項3】

前記線形チャネルが、１１ｍｍ～１７ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、前記円錐形状の入口および出口が、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径を有する、請求項２に記載のシャワーヘッドプレート。

【請求項4】

各第一の貫通孔が、前記上面にある第一の寸法を有する第一の円錐形状の入口と、前記底面にある第二の寸法を有する第二の円錐形状の出口と、前記入口を前記出口に接続する線形チャネルと、を備え、前記第一の寸法が前記第二の寸法とは異なる、請求項１に記載のシャワーヘッドプレート。

【請求項5】

前記線形チャネルが、４ｍｍ～６ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、前記円錐形状の入口および出口が、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径を有する、請求項４に記載のシャワーヘッドプレート。

【請求項6】

前記線形チャネルが、８ｍｍ～１１ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、前記円錐形状の入口および出口が、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径を有する、請求項４に記載のシャワーヘッドプレート。

【請求項7】

前記線形チャネルが、４ｍｍ～６ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、前記円錐形状の入口および出口が、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径を有する、請求項４に記載のシャワーヘッドプレート。

【請求項8】

前記線形チャネルが、４ｍｍ～６ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、前記円錐形状の入口が、第一の最大直径を有し、出口が第二の最大直径を有し、前記第二の最大直径が、前記第一の最大直径よりも大きい、請求項４に記載のシャワーヘッドプレート。

【請求項9】

前記複数の第一の孔が、１８～２０の範囲の数の第一の孔を有する、請求項８に記載のシャワーヘッドプレート。

【請求項10】

前記複数の第一の孔が、２８～３２の範囲の数の第一の孔を有する、請求項４に記載のシャワーヘッドプレート。

【請求項11】

シャワーヘッドプレートであって、
上面および対向する底面と、
前記シャワーヘッドプレートの幾何学的中心に位置する中央領域であって、１０ｍｍ～６０ｍｍの範囲の直径を有する、中央領域と、
前記中央領域を囲み、前記シャワーヘッドプレートの外縁に向かって延在する外側領域と、
前記中央領域内に位置し、前記上面から前記底面まで延在する複数の第一の貫通孔であって、各第一の貫通孔が、
前記上面にある第一の円錐形状および第一の寸法を有する第一の入口と、
前記底面にある第二の円錐形状および第二の寸法を有する第一の出口と、
前記第一の入口を前記第一の出口に接続する第一の線形チャネルと、を備え、
前記第一の寸法が前記第二の寸法とは異なる複数の第一の貫通孔と、
前記外側領域内に位置し、前記上面から前記底面まで延在する複数の第二の貫通孔であって、各第二の貫通孔が、
前記上面にある前記第一の円錐形状および第一の寸法を有する第二の入口と、
前記底面にある前記第一の円錐形状および第一の寸法を有する第二の出口と、
前記第二の入口を前記第二の出口に接続する第二の線形チャネルと、を備える複数の第二の貫通孔と、を備える、シャワーヘッドプレート。

【請求項12】

前記第二の線形チャネルが、１１ｍｍ～１７ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、前記第二の入口および前記第二の出口がそれぞれ、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径を有する、請求項１１に記載のシャワーヘッドプレート。

【請求項13】

前記第一の線形チャネルが、４ｍｍ～６ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、前記第一の入口および前記第一の出口がそれぞれ、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径を有する、請求項１１に記載のシャワーヘッドプレート。

【請求項14】

前記第一の線形チャネルが、８ｍｍ～１１ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、前記第一の入口および前記第一の出口がそれぞれ、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径を有する、請求項１１に記載のシャワーヘッドプレート。

【請求項15】

前記第一の線形チャネルが、４ｍｍ～６ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、前記第一の入口および前記第一の出口が、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径を有する、請求項１１に記載のシャワーヘッドプレート。

【請求項16】

前記第一の線形チャネルが、４ｍｍ～６ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、前記円錐形状の入口が第一の最大直径を有し、前記出口が第二の最大直径を有し、前記第二の最大直径が前記第一の最大直径よりも大きい、請求項１１に記載のシャワーヘッドプレート。

【請求項17】

前記複数の第一の孔が、１８～３２の範囲の数の第一の孔を有する、請求項１１に記載のシャワーヘッドプレート。

【請求項18】

シャワーヘッドアセンブリであって、
ガス源に連結されるように構成された主入口を備える蓋と、
前記主入口と連通し、前記蓋およびシャワーヘッドプレートによって少なくとも部分的に画定されるプレナム空間と、を備え、前記シャワーヘッドプレートが、
上面および対向する底面と、
前記シャワーヘッドプレートの幾何学的中心に位置する中央領域であって、１０ｍｍ～６０ｍｍの範囲の直径を有する、中央領域と、
前記中央領域を囲み、かつ前記シャワーヘッドプレートの外縁まで延在する外側領域と、
前記中央領域内に位置し、前記上面から前記底面まで延在する複数の第一の貫通孔であって、前記第一の貫通孔のそれぞれが、
円錐形状の第一の入口と、
円錐形状の第一の出口と、
前記入口および前記出口を接続する第一の線形チャネルと、を備える複数の第一の貫通孔と、
前記外側領域内に位置し、前記上面から前記底面まで延在する複数の第二の貫通孔であって、前記第二の貫通孔のそれぞれが、
円錐形状の第二の入口と、
円錐形状の第二の出口であって、前記第二の入口および前記第二の出口が等しい円錐寸法を有する、円錐形状の第二の出口と、
前記入口および前記出口を接続する第二の線形チャネルと、を備える複数の第二の貫通孔と、を備え、
前記第二の貫通孔が、前記第一の貫通孔とは異なる形状であり、
前記第二の線形チャネルが、前記第一の線形チャネルの長さよりも大きい長さを有する、シャワーヘッドアセンブリ。

【請求項19】

前記複数の第一の孔が、１８～３２の範囲の数の第一の孔を有し；
前記第一の線形チャネルが、４ｍｍ～１２ｍｍの範囲の長さを有し、前記第二の線形チャネルが、１２ｍｍ～２０ｍｍの範囲の長さを有する、請求項１８に記載のシャワーヘッドアセンブリ。

【請求項20】

シャワーヘッドアセンブリであって、
ガス源に連結するように構成された主入口を備える蓋と、
前記主入口と連通し、前記蓋およびシャワーヘッドプレートによって少なくとも部分的に画定されるプレナム空間と、を備え、前記シャワーヘッドプレートが、
上面および対向する底面と、
前記シャワーヘッドプレートの幾何学的中心に位置する中央領域と、
前記中央領域を囲み、かつ前記シャワーヘッドプレートの外縁まで延在する外側領域と、
前記中央領域内に位置し、前記上面から前記底面まで延在する複数の第一の貫通孔であって、前記複数の第一の貫通孔からの少なくとも一つの孔が、前記上面の第一の入口から前記底面の円錐形状の第一の出口まで延在する角度付きチャネルを有する、複数の第一の貫通孔と、を備え、
前記外側領域内に位置し、前記上面から前記底面まで延在する複数の第二の貫通孔であって、前記第二の貫通孔のそれぞれが、
円錐形状の第二の入口と、
円錐形状の第二の出口であって、前記第二の入口および前記第二の出口が等しい円錐寸法を有する、円錐形状の第二の出口と、
前記入口および前記出口を接続する第二の線形チャネルと、を備え、
前記第二の貫通孔が、前記第一の貫通孔とは異なる形状である、シャワーヘッドアセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は概して、シャワーヘッドアセンブリおよびシャワーヘッドプレートに関する。より具体的には、本開示は、半導体製造ツールで使用されるシャワーヘッドプレートに関する。

【背景技術】

【0002】

シャワーヘッドアセンブリは、ウエハ上に均一なガス流を提供するために、堆積プロセス中に使用してもよい。しかしながら、シャワーヘッドプレート内の貫通孔の配設、およびガス流の速度の変化に起因して、ウエハの不均一性が生じる場合がある。特に、ウエハの中央部の領域は、ウエハの外縁に対して厚みが変化する場合がある。

【発明の概要】

【0003】

本技術の様々な実施形態は、複数の貫通孔を有するシャワーヘッドプレートを含むシャワーヘッドアセンブリを提供し得る。各貫通孔は、円錐形状の入口および円錐形状の出口を有する。シャワーヘッドプレートは、第一の寸法を有する中央領域内の貫通孔、および第一の寸法とは異なる第二の寸法を有する外側領域内の貫通孔を含み得る。

【0004】

一態様によれば、シャワーヘッドプレートは、上面および対向する底面と、シャワーヘッドプレートの幾何学的中心に位置する中央領域であって、１０ｍｍ～６０ｍｍの範囲の直径を有する、中央領域と、中央領域を囲み、シャワーヘッドプレートの外縁に向かって延在する外側領域と、中央領域内に位置し、上面から底面まで延在する複数の第一の貫通孔と、外側領域内に位置し、上面から底面まで延在する複数の第二の貫通孔と、を備え、第二の貫通孔が、第一の貫通孔とは異なる形状である。

【0005】

シャワーヘッドプレートの一実施形態では、各第二の貫通孔は、上面にある第一の寸法を有する円錐形状の入口と、底面にある第一の寸法を有する円錐形状の出口と、入口を出口に接続する線形チャネルと、を備える。

【0006】

シャワーヘッドプレートの一実施形態では、線形チャネルは、１１ｍｍ～１７ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、円錐形状の入口および出口は、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径を有する。

【0007】

シャワーヘッドプレートの一実施形態では、各第一の貫通孔は、上面にある第一の寸法を有する第一の円錐形状の入口と、底面にある第二の寸法を有する第二の円錐形状の出口と、入口を出口に接続する線形チャネルと、を備え、第一の寸法は第二の寸法とは異なる。

【0008】

シャワーヘッドプレートの一実施形態では、線形チャネルは、４ｍｍ～６ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、円錐形状の入口および出口は、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径を有する。

【0009】

シャワーヘッドプレートの一実施形態では、線形チャネルは、８ｍｍ～１１ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、円錐形状の入口および出口は、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径を有する。

【0010】

シャワーヘッドプレートの一実施形態では、線形チャネルは、４ｍｍ～６ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、円錐形状の入口および出口は、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径を有する。

【0011】

シャワーヘッドプレートの一実施形態では、線形チャネルは、４ｍｍ～６ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、円錐形状の入口は、第一の最大直径を有し、出口は、第二の最大直径を有し、第二の最大直径は、第一の最大直径よりも大きい。

【0012】

シャワーヘッドプレートの一実施形態では、複数の第一の孔は、１８～２０の範囲の数の第一の孔を有する。

【0013】

シャワーヘッドプレートの一実施形態では、複数の第一の孔は、２８～３２の範囲の数の第一の孔を有する。

【0014】

別の態様によれば、シャワーヘッドプレートは、上面および対向する底面と、シャワーヘッドプレートの幾何学的中心に位置する中央領域であって、１０ｍｍ～６０ｍｍの範囲の直径を有する、中央領域と、中央領域を囲み、かつシャワーヘッドプレートの外縁まで延在する外側領域と、中央領域内に位置し、上面から底面まで延在する複数の第一の貫通孔であって、各第一の貫通孔が、上面にある第一の円錐形状および第一の寸法を有する第一の入口と、底面にある第二の円錐形状および第二の寸法を有する第一の出口と、第一の入口を前記第一の出口に接続する第一の線形チャネルと、を備え、第一の寸法が前記第二の寸法とは異なる複数の第一の貫通孔と、外側領域内に位置し、上面から底面まで延在する複数の第二の貫通孔であって、上面にある各第二の貫通孔が第一の円錐形状および第一の寸法を有する第二の入り口と、底面にある第一の円錐形状および第一の寸法を有する第二の出口と、第二の入り口を第二の出口に接続する第二の線形チャネルと、を備える複数の第二の貫通孔と、を備える。

【0015】

シャワーヘッドプレートの一実施形態では、第二の線形チャネルは、１１ｍｍ～１７ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、第二の入口および第二の出口はそれぞれ、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径を有する。

【0016】

シャワーヘッドプレートの一実施形態では、第一の線形チャネルは、４ｍｍ～６ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、第一の入口および第一の出口はそれぞれ、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径を有する。

【0017】

シャワーヘッドプレートの一実施形態では、第一の線形チャネルは、８ｍｍ～１１ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、第一の入口および第一の出口はそれぞれ、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径を有する。

【0018】

シャワーヘッドプレートの一実施形態では、第一の線形チャネルは、４ｍｍ～６ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、第一の入口および第一の出口は、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径を有する。

【0019】

シャワーヘッドプレートの一実施形態では、第一の線形チャネルは、４ｍｍ～６ｍｍの範囲の長さおよび０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径を有し、円錐形状の入口は、第一の最大直径を有し、出口は、第二の最大直径を有し、第二の最大直径は、第一の最大直径よりも大きい。

【0020】

シャワーヘッドプレートの一実施形態では、複数の第一の孔は、１８～３２の範囲の数の第一の孔を有する。

【0021】

別の態様によれば、シャワーヘッドアセンブリは、ガス源に連結するように構成された主入口を備える蓋と、主入口と連通し、蓋およびシャワーヘッドプレートによって少なくとも部分的に画定されるプレナム空間と、を備え、シャワーヘッドプレートが、上面および対向する底面と、シャワーヘッドプレートの幾何学的中心に位置する中央領域であって、１０ｍｍ～６０ｍｍの範囲の直径を有する、中央領域と、中央領域を囲み、かつシャワーヘッドプレートの外縁まで延在する外側領域と、中央領域内に位置し、上面から底面まで延在する複数の第一の貫通孔であって、各第一の貫通孔が、円錐形状の第一の入口と、円錐形状の第一の出口と、入口および出口を接続する第一の線形チャネルと、を備える複数の第一の貫通孔と、外側領域内に位置し、上面から底面まで延在する複数の第二の貫通孔であって、各第二の貫通孔が、円錐形状の第二の入り口と、円錐形状の第二の出口と、円錐形状の第二の出口であって、第二の入口および第二の出口が等しい円錐寸法を有する、円錐形状の第二の出口と、入口および出口を接続する第二の線形チャネルと、を備える複数の第二の貫通孔と、を備え、第二の貫通孔が、第一の貫通孔とは異なる形状であり、第二の線形チャネルが、前記第一の線形チャネルの長さよりも大きい長さを有する。

【0022】

複数の第一の孔が、１８～３２の範囲の数の第一の孔を有する。

【0023】

第一の線形チャネルが、４ｍｍ～１２ｍｍの範囲の長さを有し、前記第二の線形チャネルが、１２ｍｍ～２０ｍｍの範囲の長さを有する。

【0024】

さらに別の態様によれば、シャワーヘッドアセンブリは、ガス源に連結するように構成された主入口を備える蓋と、主入口と連通し、蓋およびシャワーヘッドプレートによって少なくとも部分的に画定されるプレナム空間と、を備え、シャワーヘッドプレートが、上面および対向する底面と、シャワーヘッドプレートの幾何学的中心に位置するシャワーヘッドプレートの幾何学的中心に位置する中央領域であって、１０ｍｍ～６０ｍｍの範囲の直径を有する中央領域と、中央領域を囲み、かつシャワーヘッドプレートの外縁まで延在する外側領域と、中央領域内に位置し、上面から底面まで延在する複数の第一の貫通孔であって、複数の第一の貫通孔からの少なくとも一つの孔が、上面の第一の入口から底面の円錐形状の第一の出口まで延在する角度付きチャネルを有する、複数の第一の貫通孔と、外側領域内に位置し、上面から底面まで延在する複数の第二の貫通孔であって、第二の貫通孔のそれぞれが、円錐形状の第二の入口と、円錐形状の第二の出口であって、第二の入口および第二の出口が等しい円錐寸法を有する、円錐形状の第二の出口と、入口および出口を接続する第二の線形チャネルと、を備え、第二の貫通孔は、第一の貫通孔とは異なる形状である。

【図面の簡単な説明】

【0025】

本技術のより完全な理解は、以下の例示的な図面に関連して考慮される時に、詳細な説明を参照することによって得てもよい。以下の図では、同様の参照番号は、図全体を通して、同様の要素および工程を指す。

【0026】

【図1】図１は、本技術の様々な実施形態によるシステムのブロック図である。

【図2】図２は、本技術の様々な実施形態によるシステムを代表的に示す。

【図3】図１は、本技術の様々な実施形態によるシステムによるシャワーヘッドプレートの上面図を示す。

【図4】図４は、本技術の実施形態によるシャワーヘッドプレートの一部分の等角図を示す。

【図5】図５は、本技術の様々な実施形態によるシャワーヘッドプレートの中央領域を示す断面図である。

【図6】図６は、本技術の実施形態によるシャワーヘッドプレートの中央領域の断面図を示す。

【図7】図７は、本技術の代替的な実施形態による、シャワーヘッドプレートの中央領域の断面図を示す。

【図8】図８は、本技術の代替的な実施形態による、シャワーヘッドプレートの中央領域の断面図を示す。

【図9】図９は、本技術の代替的な実施形態によるシャワーヘッドプレートの中央領域の上部図を示す。

【図10】図１０は、図９の実施形態によるシャワーヘッドプレートの中央領域の断面図を示す。

【図11】図１１は、図９の実施形態によるシャワーヘッドプレートの中央領域の断面図を示す。

【図12】図１２は、図９の実施形態によるシャワーヘッドプレートの底面の図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0027】

本技術は、機能ブロックの構成要素、および様々な処理工程に関して記述され得る。こうした機能ブロックは、特定された機能を実施するように、および様々な結果を達成するように構成される、任意の数の構成要素によって実現され得る。例えば、本技術は、様々な反応チャンバ、サセプタ、弁、前駆体、および送達ラインを採用してもよい。

【0028】

図１を参照すると、例示的なシステム１００は、基材を処理するために構成された反応器１０５を備えてもよい（例えば、ウエハ２２５、図２）。例えば、反応器１０５は、膜をウエハ上に堆積させ、エッチングを実施するように構成され得る。システム１００は、半導体製造プロセスで使用される化学物質（例えば、前駆体、または反応物質）を収容または保持するように構成される、供給源容器１１０をさらに備えてもよい。供給源容器１１０内の化学物質は、最初は、固相、液相、または気相であってもよい。固体または液体化学物質の場合、固相または液相は、気相に変換され得る。例えば、システム１１０は、固体または液体をガスに変換するための、様々な装置および／またはシステムをさらに備えてもよい。気相への変換は、供給源容器１１０内で起こり得る。さらに、システム１００は、ガスを反応器１０５に輸送するためのガスライン１２０をさらに備えてもよい。例えば、ガスライン１２０は、第一の端部で供給源容器１１０に連結してもよく、第二の端部で反応器１０５に連結してもよい。様々な実施形態では、システム１００は、反応器１０５に入る前に複数のガス源の混合を提供するように構成された弁マニホールド１１５をさらに備えてもよい。弁マニホールド１１５は、反応器１０５に直接連結されてもよく、ガスライン１２０に連結されてもよく、供給源容器１１０からガスを受容するように構成され得る。

【0029】

図２を参照すると、反応器１０５は、反応チャンバ２００およびシャワーヘッドアセンブリ２０５を備えてもよい。反応チャンバ２００は、ウエハ２２５を支持するように構成されたサセプタ２２０を備えてもよい。

【0030】

様々な実施形態では、シャワーヘッドアセンブリ２０５は、反応チャンバ２００の上方に配置してもよい。例示的な実施形態では、シャワーヘッドアセンブリ２０５は、蓋２１０およびシャワーヘッドプレート２１５を備えてもよい。シャワーヘッドアセンブリ２０５は、蓋２１０およびシャワーヘッドプレート２１５によって画定されるプレナム空間２３０をさらに備えてもよい。蓋２１０は、ガスライン１２０または弁マニホールド１１５からのガスがプレナム空間２３０に入ることを可能にするように構成された主入口を備えてもよい。

【0031】

シャワーヘッドプレート２１５は、サセプタ２２０またはウエハ２２５の上方に配置してもよく、ガスがそれを通過し、反応チャンバ２００の中へと入ることを可能にするように構成してもよい。例えば、図３および図４を参照すると、シャワーヘッドアセンブリ２０５は、シャワーヘッドプレート２１５の第一の表面２３５（例えば、上面）からシャワーヘッドプレート２１５の対向する第二の表面２４０（例えば、底面）へと延在する複数の貫通孔３１５を備えてもよい。各貫通孔は、ガスがシャワーヘッドプレート２１５を通って、すなわち上面２３５から底面２４０に流れることを可能にするように構成されてもよい。様々な実施形態では、シャワーヘッドプレート２１５は、２０～３０ｍｍの範囲の総厚さＴを有してもよい。

【0032】

例示的な実施形態では、かつ図３を参照すると、シャワーヘッドプレート２１５は、シャワーヘッドプレート２１５の幾何学的中心に位置する中央領域３００を備えてもよい。シャワーヘッドプレート２１５は、中央領域３００を囲み、かつシャワーヘッドプレート２１５の外縁３１０に向かって延在する外側領域３０５をさらに備えてもよい。様々な実施形態では、中央領域３００は、第一の寸法を有する複数の第一の貫通孔を備えてもよく、外側領域３０５は、第二の寸法を有する複数の第二の貫通孔を備えてもよく、第一の貫通孔は、第二の貫通孔とは異なる寸法である。

【0033】

様々な実施形態では、かつ図４～８を参照すると、複数の第一の貫通孔および複数の第二の貫通孔の各貫通孔３１５は、円錐形状を有する入口４００および円錐形状を有する出口４０５を備えてもよい。各貫通孔３１５は、入口４００を出口４０５に接続する線形チャネル４１０をさらに備えてもよい。線形チャネル４１０は、均一な直径を有してもよい。例示的な実施形態では、線形チャネル４１０の直径は、０．８ｍｍ～１．５ｍｍの範囲内であってもよい。例示的な実施形態では、線形チャネル４１０の直径は１ｍｍである。さらに、線形チャネル４１０は、シャワーヘッドプレート２１５の垂直軸Ｚに平行であってもよい。

【0034】

図５を参照すると、複数の第二の貫通孔の各貫通孔は、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径ＤＩ_１を有する入口４００（ａ）と、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径ＤＯ_１を有する出口４０５（ａ）と、を備える。各貫通孔は、１１ｍｍ～１７ｍｍの範囲の高さｈ_１および０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径ＤＣ_１を有する線形チャネル４１０（ａ）をさらに備えてもよい。さらに、入口の円錐形状は出口の円錐形状と同じである。特に、円錐形状の入口４００（ａ）の斜高ＣＩ_１は、円錐形状の出口４０５（ａ）の斜高ＣＯ_１と同じである。

【0035】

一実施形態では、かつ図６を参照すると、複数の第一の貫通孔の各貫通孔は、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径ＤＩ_２を有する入口４００（ｂ）と、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径ＤＯ_２を有する出口４０５（ｂ）と、を備えてもよい。特に、ＤＩ_２はＤＯ_２と等しい。本実施形態による各貫通孔は、８ｍｍ～１１ｍｍの範囲の高さＨ_２および０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径ＤＣ_２を有する線形チャネル４１０（ｂ）をさらに備えてもよい。さらに、入口の円錐形状は出口の円錐形状とは異なっている。特に、円錐形状の入口４００（ｂ）の斜高ＣＩ_２は、円錐形状の出口４０５（ｂ）の斜高ＣＯ_２よりも小さい。斜高ＣＩ_２は、傾高さＣＩ_１と等しくてもよい。本実施形態では、中央領域３００は、３１個の貫通孔４００（ｂ）を含み得る。

【0036】

別の実施形態では、かつ図７を参照すると、複数の第一の貫通孔からの各貫通孔は、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径ＤＩ_３を有する入口４００（ｃ）と、１２ｍｍ～１５ｍｍの範囲の最大直径ＤＯ_３を有する出口４０５（ｃ）と、を備えてもよい。本実施形態による各貫通孔は、４ｍｍ～６ｍｍの範囲の高さＨ_３および０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径ＤＣ_３を有する線形チャネル４１０（ｃ）をさらに備えてもよい。さらに、入口の円錐形状は出口の円錐形状とは異なっている。特に、円錐形状の入口４００（ｃ）の斜高ＣＩ_３は、円錐形状の出口４０５（ｃ）の斜高ＣＯ_３よりも小さい。入口４００（ｃ）の斜高ＣＩ_３は、入口４００（ａ）の斜高ＣＩ_１と等しくてもよい。本実施形態では、中央領域３００は、１９個の貫通孔４００（ｃ）を含み得る。

【0037】

別の実施形態では、かつ図８を参照すると、複数の第一の貫通孔からの各貫通孔は、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径ＤＩ_４を有する入口４００（ｄ）と、８ｍｍ～９ｍｍの範囲の最大直径ＤＯ_４を有する出口４０５（ｄ）と、を備えてもよい。特に、ＤＩ_４はＤＯ_４と等しい。本実施形態による各貫通孔は、４ｍｍ～６ｍｍの範囲の高さＨ_４および０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の直径ＤＣ_４を有する線形チャネル４１０（ｄ）をさらに備えてもよい。さらに、入口の円錐形状は出口の円錐形状とは異なっている。特に、円錐形状の入口４００（ｄ）の斜高ＣＩ_４は、円錐形状の出口４０５（ｄ）の斜高ＣＯ_４よりも小さい。入口４００（ｄ）の斜高ＣＩ_４は、入口４００（ａ）の斜高ＣＩ_１と等しくてもよい。本実施形態では、中央領域３００は、３１個の貫通孔４００（ｄ）を含み得る。

【0038】

さらに別の実施形態では、図９～１２を参照すると、中央領域３００は、複数の第三の貫通孔９２０および複数の第四の貫通孔９０５を含み得る。外側領域３０５は、複数の第五の貫通孔９２５を含み得る。例えば、中央領域３００は、１２個の第三の貫通孔９２０および６個の第四の貫通孔９０５を含み得る。中央領域３００は、少なくとも１個の第六の貫通孔９００をさらに含み得る。本実施形態では、中央領域３００は、３０ｍｍ～６０ｍｍの範囲の最大幅を有する。例えば、対向する第三の貫通孔９２０間の距離は、およそ４０ｍｍであってもよい。

【0039】

本実施形態では、複数の第三の貫通孔からの各貫通孔９２０は、第一の表面２３５に円錐形状を有する入口と、第二の表面２４０に円錐形状を有する出口と、を備えてもよい。本実施形態では、入口の最大直径ＤＩ_５は、出口の最大直径ＤＯ_５よりも小さくてもよい。

【0040】

本実施形態では、複数の第四の貫通孔からの各貫通孔９０５は、第一の表面２３５に管形状を有する入口と、第二の表面２４０に円錐形状を有する出口と、を備えてもよい。各貫通孔９０５は、入口から出口まで延在する長さを有し、長さに沿って均一な直径を有するチャネル１１００を備える。例えば、チャネル１１００は、１．０ｍｍ～１．１ｍｍの範囲の直径を有してもよい。例示的な一実施形態では、直径は１．０４ｍｍである。さらに、チャネル１１００は、垂直軸Ｚに対して角度付けられてもよく、シャワーヘッドプレート２１５の中心に向かって内向きに角度付けられてもよい。

【0041】

本実施形態では、第六の貫通孔９００は、第一の表面２３５に管形状を有する入口と、第二の表面２４０に円錐形状を有する出口９１０と、を備えてもよい。第六の貫通孔９００は、入口から出口９１０まで延在する長さを有し、その長さに沿って均一な直径を有するチャネル９３０を備える。例えば、チャネル９３０は、１．０ｍｍ～１．２ｍｍの範囲の直径を有してもよい。例示的な一実施形態では、直径は１．０ｍｍである。第六の貫通孔９００の出口９１０は、シャワーヘッドプレート２１５の幾何学的中心に位置してもよい。チャネル９３０は、垂直軸Ｚに対して角度付けられ、出口９１０に向かって内向きに角度付けられ、接続される。

【0042】

前の記述では、技術は、特定の例示的な実施形態を参照しながら、記述されている。示され、かつ記述された特定の実施は、本技術およびその最良の形態の例示であり、そして本技術の範囲を、いかなるやり方でも、別の方法で限定することを意図しない。実際、簡潔のために、従来の製造、接続、調製、ならびに方法およびシステムの他の機能的態様は、詳細に記述されていない場合がある。さらに、様々な図に示される接続線は、様々な要素間の、例示的な機能的関係、および／またはステップを表すことを、意図する。多くの代替的もしくは追加的機能的関係、または物理的接続が、実際のシステムに存在してもよい。

【0043】

本技術は、特定の例示的な実施形態を参照しながら、記述されている。しかしながら、様々な修正および変更が、本技術の範囲から逸脱することなく、行われてもよい。記述および図面は、制限的なものではなく、例示の様態にあると見なされ、また全てのそのような修正は、本技術の範囲内に含まれることが意図される。したがって、技術の範囲は、単に、上述した特定の例のみではなく、記述される一般的な実施形態、およびその法的均等物によって、決定されるべきである。例えば、任意の方法、またはプロセスの実施形態に列挙されたステップは、別の方法で明示的に指定されない限り、任意の順序で実行されてもよく、また特定の実施例に提示される明示的な順序に限定されない。さらに、任意の装置の実施形態に列挙された構成要素および／または要素は、本技術と実質的に同じ結果を生成するために、様々な順列で組み立てられてもよく、または別の方法で動作可能に構成されてもよく、したがって、特定の実施例に列挙された特定の構成に限定されない。

【0044】

恩恵、他の利点、および問題に対する解決策を、具体的な実施形態に関して、上述してきた。何らかの恩恵、利点、問題に対する解決策、または何らかの特定の恩恵、利点、または解決策を引き起こす場合がある何らかの要素を生じさせる場合がある、もしくはより顕著にさせる場合がある何らかの要素は、しかしながら、重要な、必要とされる、または必須の特徴もしくは構成要素としては、解釈されない。

【0045】

「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語、またはその何らかの他の変形は、要素のリストを備えるプロセス、方法、物品、構成要素、または装置が、列挙されたそれらの要素のみを含むのではなく、明示的に列挙されていない、またはそのようなプロセス、方法、物品、構成要素、もしくは装置に固有の、他の要素も含んでもよいように、非限定的包含を参照することを意図している。具体的に列挙されていないものに加えて、本技術の実践において使用される上述の構造、配置、用途、割合、要素、材料、または構成要素の、その他の組み合わせおよび／または修正は、特定の環境、製造仕様、設計パラメータ、またはその他の動作要件に、それらの一般原理から逸脱することなく、変更されてもよく、または別の方法で具体的に適合されてもよい。

【0046】

本技術を、例示的な実施形態を参照しながら、上述してきた。しかしながら、本技術の範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態に、変更および修正を加えてもよい。これら及び他の変更又は修正は、以下の特許請求の範囲で表される通り、本技術の範囲内に含まれることが意図されている。

【符号の説明】

【0047】

１００ システム
１０５ 反応器
１１０ 供給源容器
１１５ 弁マニホールド
１２０ ガスライン
２００ 反応チャンバ
２０５ シャワーヘッドアセンブリ
２１０ 蓋
２１５ シャワーヘッドプレート
２２０ サセプタ
２２５ ウエハ
２３０ プレナム空間
２３５ 第一の表面、上面
２４０ 第二の表面、底面
３００ 中央領域
３０５ 外側領域
３１０ 外縁
３１５ 貫通孔
４００ 入口
４００ 貫通孔
４０５ 出口
４１０ 線形チャネル
９００ 貫通孔
９０５ 貫通孔
９１０ 出口
９２０ 貫通孔
９２５ 貫通孔
９３０ チャネル
１１００ チャネル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【外国語明細書】