知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】
(24)【登録日】2022-07-27
(45)【発行日】2022-08-04
(54)【発明の名称】アクティブシャワーヘッド
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20220728BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20220728BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20220728BHJP
C23C 16/455 20060101ALI20220728BHJP
C23C 16/50 20060101ALI20220728BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 101G
H05H1/46 M
H05H1/46 L
H05H1/46 A
H01L21/31 C
C23C16/455
C23C16/50
【請求項の数】
42
(21)【出願番号】P 2019523871
(86)(22)【出願日】2017-10-25
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2019-12-12
(86)【国際出願番号】 US2017058313
(87)【国際公開番号】W WO2018089196
(87)【国際公開日】2018-05-17
【審査請求日】2020-10-21
(31)【優先権主張番号】15/346,920
(32)【優先日】2016-11-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】592010081
【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
(74)【代理人】
【識別番号】110000028
【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】グレゴール・マリウシュ
(72)【発明者】
【氏名】リル・トルステン
(72)【発明者】
【氏名】トラッセル・デービッド
【審査官】田中 崇大
(56)【参考文献】
【文献】特開平０７－０１４８２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１２－５０３３４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１２９３３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２８９７８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００３－５２９９２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－３０２６８４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
Ｈ０５Ｈ １／４６
Ｈ０１Ｌ ２１／３１
Ｃ２３Ｃ １６／４５５
Ｃ２３Ｃ １６／５０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体処理のためのシステムであって、アクチュエータ制御部と、
ガスラインと、
前記ガスラインおよび前記アクチュエータ制御部に接続されたプラズマリアクタと、
を備え、
前記プラズマリアクタは、
チャックアセンブリと、
前記チャックアセンブリの上方に配置されたアクティブシャワーヘッドと、
を備え、
前記アクティブシャワーヘッドは、
スタックを形成するように配置された複数の基板層であって、前記アクティブシャワーヘッドの前記複数の基板層のそれぞれは、半導体ウエハから製造され、前記複数の基板層は、前記アクチュエータ制御部に接続されたアクチュエータ／移送構成要素を備え、前記アクチュエータ／移送構成要素は、ガスチャネルを介して前記ガスラインに接続されている、複数の基板層と、
前記複数の基板層の下方に配置された電極層であって、前記電極層および前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記チャックアセンブリと前記アクティブシャワーヘッドとの間のギャップにつながる開口部を共有する、電極層と、
を備え、
前記アクチュエータ制御部は、前記ガスラインおよび前記ガスチャネルから受け入れられた１または複数の処理ガスが前記開口部を通して前記ギャップ内に通過することを可能にするように、前記アクチュエータ／移送構成要素を制御するよう構成されている、システム。
【請求項2】
請求項１に記載のシステムであって、前記ガスラインは、前記アクティブシャワーヘッドの上面に取り付けられており、ガスシリンダと前記アクティブシャワーヘッドとの間のガスボックスに接続されることなしに、前記ガスシリンダに接続されている、システム。
【請求項3】
請求項１に記載のシステムであって、前記アクチュエータ／移送構成要素は、アクチュエータを備え、前記アクチュエータは、前記複数の基板層の内の１つの中に配置され、前記アクチュエータ制御部に接続され、前記アクチュエータ制御部は、伸長または収縮するように前記アクチュエータを制御するよう構成されている、システム。
【請求項4】
請求項１に記載のシステムであって、前記アクティブシャワーヘッドは、前記電極層の下方に絶縁体コーティングを備え、前記開口部は、前記絶縁体コーティングを通して伸びている、システム。
【請求項5】
請求項１に記載のシステムであって、前記電極層は、容量電極プレート、または、少なくとも高周波（ＲＦ）コイルを備える、システム。
【請求項6】
請求項１に記載のシステムであって、前記複数の基板層は、前記アクティブシャワーヘッドの構成要素を上に支持するための支持基板層と、
前記支持基板層の下方に配置されたアクチュエータ層であって、前記アクチュエータ層は、前記アクチュエータ制御部に接続されたアクチュエータを有する、アクチュエータ層と、
前記アクチュエータ層の下方に配置されたダイヤフラム層であって、前記ダイヤフラム層の底面は、複数のダイヤフラムとして機能する、ダイヤフラム層と、
前記ダイヤフラム層の下方に配置されたバルブシート層であって、前記バルブシート層は、移送チャネルおよびガス通路を備える、バルブシート層と、
前記バルブシート層の下方に配置されたガス分配層であって、前記ガス分配層は、移送チャネル、ガス受け入れチャンバ、および、通路チャネルを備える、ガス分配層と、
を備え、
前記アクチュエータ制御部は、前記通路チャネルから受け入れられた前記１または複数の処理ガスが、前記ガス受け入れチャンバ、前記ガス通路、前記バルブシート層の前記移送チャネル、および、前記ガス分配層の前記移送チャネルを介して、前記ギャップ内に通過することを可能にするように、前記アクチュエータを制御するよう構成されている、システム。
【請求項7】
請求項１に記載のシステムであって、前記複数の基板層は、前記アクティブシャワーヘッドの構成要素を上に支持するための支持基板層と、
前記支持基板層の下方に配置されたダイヤフラム層であって、前記ダイヤフラム層の底面は、複数のダイヤフラムとして機能し、前記ダイヤフラム層は、アクチュエータを備える、ダイヤフラム層と、
前記ダイヤフラム層の下方に配置されたバルブシート層であって、前記バルブシート層は、移送チャネルおよびガス通路を備える、バルブシート層と、
前記バルブシート層の下方に配置されたガス分配層であって、前記ガス分配層は、移送チャネル、ガス受け入れチャンバ、および、通路チャネルを備える、ガス分配層と、
を備え、
前記アクチュエータ制御部は、前記通路チャネルから受け入れられた前記１または複数の処理ガスが、前記ガス受け入れチャンバ、前記ガス通路、前記バルブシート層の前記移送チャネル、および、前記ガス分配層の前記移送チャネルを介して、前記ギャップ内に通過することを可能にするように、前記アクチュエータを制御するよう構成されている、システム。
【請求項8】
請求項１に記載のシステムであって、前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記１または複数の処理ガスを前記ギャップ内の第１ゾーンに移送するよう構成され、前記アクティブシャワーヘッドは、さらなるアクチュエータ／移送構成要素を備え、前記さらなるアクチュエータ／移送構成要素は、１または複数の処理ガスを前記ギャップ内の第２ゾーンに移送するよう構成されている、システム。
【請求項9】
請求項１に記載のシステムであって、前記アクティブシャワーヘッドは、前記１または複数の処理ガスに関連するパラメータを測定するための測定ツールを備えるよう構成された測定層を備える、システム。
【請求項10】
請求項１に記載のシステムであって、前記アクティブシャワーヘッドは、前記１または複数の処理ガスを貯留するためのガスリザーバ層を備える、システム。
【請求項11】
請求項１に記載のシステムであって、前記アクチュエータ制御部は、光を発するよう構成された光源と、
或る波長の光を提供するように前記光を分離するために前記光源に接続された光分波器と、
前記波長の前記光を受け入れて電気信号を生成するために前記光分波器に接続されたマイクロアクチュエータ回路であって、前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記マイクロアクチュエータ回路に接続されたアクチュエータを備え、前記アクチュエータは、前記電気信号によって生成された電磁場の影響下で伸縮するよう構成されている、マイクロアクチュエータ回路と、
を備える、システム。
【請求項12】
請求項１１に記載のシステムであって、前記マイクロアクチュエータ回路は、前記波長の前記光を検出するよう構成されたフォトダイオードと、
前記電気信号のインピーダンスを変えるためにフォトダイオードと直列に接続されたインダクタと、
を備える、システム。
【請求項13】
半導体処理のためのシステムであって、アクチュエータ制御部と、
ガスラインと、
前記ガスラインおよび前記アクチュエータ制御部に接続されたプラズマリアクタと、
を備え、
前記プラズマリアクタは、
チャックアセンブリと、
前記チャックアセンブリの上方のアクティブシャワーヘッドと、を備え、
前記アクティブシャワーヘッドは、
スタックを形成するように配置された複数の基板層であって、前記アクティブシャワーヘッドの前記複数の基板層のそれぞれは、半導体ウエハから製造され、前記複数の基板層は、前記アクチュエータ制御部に接続されたアクチュエータ／移送構成要素を備え、前記アクチュエータ／移送構成要素は、ガスチャネルを介して前記ガスラインに接続されている、複数の基板層と、
前記複数の基板層の下方に配置された電極層と、
前記電極層の下方に配置された混合チャンバと、
前記混合チャンバの下方に配置され、複数の開口部を有するシャワーヘッドプレートであって、前記電極層および前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記混合チャンバにつながる開口部を共有する、シャワーヘッドプレートと、
を備え、
前記アクチュエータ制御部は、ガス混合物を生成するために、前記ガスラインおよび前記ガスチャネルから受け入れられた１または複数の処理ガスが、前記電極層および前記アクチュエータ／移送構成要素によって共有された前記開口部を通して前記混合チャンバ内に移動することを可能にするように、前記アクチュエータ／移送構成要素を制御するよう構成され、前記ガス混合物は、前記シャワーヘッドプレートの前記複数の開口部を介してギャップ内に流れるよう構成されている、システム。
【請求項14】
請求項１３に記載のシステムであって、前記ガスラインは、前記アクティブシャワーヘッドの上面に取り付けられており、ガスシリンダと前記アクティブシャワーヘッドとの間のガスボックスに接続されることなしに、前記ガスシリンダに接続されている、システム。
【請求項15】
請求項１３に記載のシステムであって、前記アクチュエータ／移送構成要素は、アクチュエータを備え、前記アクチュエータは、前記複数の基板層の内の１つの中に配置され、前記アクチュエータ制御部に接続され、前記アクチュエータ制御部は、伸長または収縮するように前記アクチュエータを制御するよう構成されている、システム。
【請求項16】
請求項１３に記載のシステムであって、前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記１または複数の処理ガスを前記混合チャンバ内のゾーンに移送するよう構成され、前記アクティブシャワーヘッドは、さらなるアクチュエータ／移送構成要素を備え、前記さらなるアクチュエータ／移送構成要素は、１または複数の処理ガスを前記混合チャンバ内の別のゾーンに移送するよう構成されている、システム。
【請求項17】
半導体処理のためのアクティブシャワーヘッドであって、スタックを形成するように配置された複数の基板層であって、前記アクティブシャワーヘッドの前記複数の基板層のそれぞれは、半導体ウエハから製造され、前記複数の基板層は、アクチュエータ／移送構成要素を備え、前記アクチュエータ／移送構成要素は、ガスチャネルを介してガスラインに接続されている、複数の基板層と、
前記複数の基板層の下方に配置された電極層であって、前記電極層および前記アクチュエータ／移送構成要素は、開口部を共有する、電極層と、
を備え、
前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記ガスラインおよび前記ガスチャネルから受け入れられた１または複数の処理ガスが前記開口部内に移動することを可能にするよう構成されている、アクティブシャワーヘッド。
【請求項18】
請求項１７に記載のアクティブシャワーヘッドであって、前記複数の基板層は、アクチュエータを有するアクチュエータ層と、
前記アクチュエータ層の下方に配置されたダイヤフラム層であって、前記ダイヤフラム層の底面は、複数のダイヤフラムとして機能する、ダイヤフラム層と、
前記ダイヤフラム層の下方に配置されたバルブシート層であって、前記バルブシート層は、移送チャネルおよびガス通路を備える、バルブシート層と、
前記バルブシート層の下方に配置されたガス分配層であって、前記ガス分配層は、移送チャネル、ガス受け入れチャンバ、および、通路チャネルを備える、ガス分配層と、
を備え、
前記アクチュエータは、前記通路チャネルから受け入れられた前記１または複数の処理ガスが、前記ガス受け入れチャンバ、前記ガス通路、および、前記バルブシート層の前記移送チャネルを介して、前記ガス分配層の前記移送チャネルに通過することを可能にするように動くよう構成されている、アクティブシャワーヘッド。
【請求項19】
請求項１７に記載のアクティブシャワーヘッドであって、前記複数の基板層は、底面を有するダイヤフラム層であって、前記ダイヤフラム層の底面は、複数のダイヤフラムであり、前記ダイヤフラム層は、アクチュエータを備える、ダイヤフラム層と、
前記ダイヤフラム層の下方に配置されたバルブシート層であって、前記バルブシート層は、移送チャネルおよびガス通路を備える、バルブシート層と、
前記バルブシート層の下方に配置されたガス分配層であって、前記ガス分配層は、移送チャネル、ガス受け入れチャンバ、および、通路チャネルを備える、ガス分配層と、
を備え、
前記アクチュエータは、前記通路チャネルから受け入れられた前記１または複数の処理ガスが、前記ガス受け入れチャンバ、前記ガス通路、および、前記バルブシート層の前記移送チャネルを介して、前記ガス分配層の前記移送チャネルに通過することを可能にするように動くよう構成されている、アクティブシャワーヘッド。
【請求項20】
請求項１７に記載のアクティブシャワーヘッドであって、上面を有し、前記ガスラインは、前記アクティブシャワーヘッドの前記上面に取り付けられており、ガスシリンダと前記アクティブシャワーヘッドとの間のガスボックスに接続されることなしに、前記ガスシリンダに接続されている、アクティブシャワーヘッド。
【請求項21】
アクティブシャワーヘッドシステムであって、複数の部分を有するダイヤフラム層と、
前記ダイヤフラム層の下方に配置されたバルブシート層であって、前記バルブシート層は、移送チャネルおよびガス通路を備える、バルブシート層と、
前記バルブシート層の下方に配置されたガス分配層であって、前記ガス分配層は、移送チャネル、ガス受け入れチャンバ、および、通路チャネルを備える、ガス分配層と、
前記ダイヤフラム層の上方に配置されたアクチュエータと、
を備え、
前記ダイヤフラム層の前記複数の部分は、前記通路チャネルから受け入れられた１または複数の処理ガスが、前記ガス受け入れチャンバ、前記ガス通路、および、前記バルブシート層の前記移送チャネルを介して、前記ガス分配層の前記移送チャネルに通過することを可能にするように動くよう構成されており、
前記アクチュエータは、前記ガス通路から前記バルブシート層の前記移送チャネルへの前記１または複数の処理ガスの通過をさらに制御するために、前記ダイヤフラム層の前記複数の部分の内の一部分の動きを制御するように動くよう構成されている、アクティブシャワーヘッドシステム。
【請求項22】
請求項２１に記載のアクティブシャワーヘッドシステムであって、前記ダイヤフラム層は、上面および底面を有し、前記上面は、複数のひずみセンサに取り付けられており、前記ひずみセンサの各々は、前記複数の部分の内の対応する一部分のひずみの量を測定するよう構成されている、アクティブシャワーヘッドシステム。
【請求項23】
請求項２１に記載のアクティブシャワーヘッドシステムであって、前記ダイヤフラム層の前記複数の部分は、第１部分、第２部分、および第３部分を含み、前記ダイヤフラム層は、第１ひずみセンサおよび第２ひずみセンサを備え、前記第２部分は、前記第１部分と第３部分との間に位置し、前記第１ひずみセンサは、前記第１部分の上方に配置され、前記第２ひずみセンサは、前記第２部分の上方に配置されている、アクティブシャワーヘッドシステム。
【請求項24】
請求項２１に記載のアクティブシャワーヘッドシステムであって、前記バルブシート層は、第１部分、第２部分、第３部分を備え、前記バルブシート層の前記移送チャネルは、前記第１部分と前記第２部分との間に位置し、前記第２部分は、前記バルブシート層の前記移送チャネルと前記ガス通路との間に位置し、前記ガス通路は、前記第２部分と前記第３部分との間に位置する、アクティブシャワーヘッドシステム。
【請求項25】
請求項２４に記載のアクティブシャワーヘッドシステムであって、前記バルブシート層の前記移送チャネルは、フィルタを備える、アクティブシャワーヘッドシステム。
【請求項26】
請求項２１に記載のアクティブシャワーヘッドシステムであって、前記ガス分配層は、第１部分および第２部分を備え、前記ガス分配層の前記移送チャネルは、前記第１部分と前記第２部分との間に位置し、前記ガス受け入れチャンバは、前記第２部分内に形成された空間である、アクティブシャワーヘッドシステム。
【請求項27】
請求項２６に記載のアクティブシャワーヘッドシステムであって、前記バルブシート層は底面を有し、前記第２部分は上面を有し、前記通路チャネルは、前記ガス分配層の前記第２部分の前記上面と、前記バルブシート層の前記底面との間に位置する、アクティブシャワーヘッドシステム。
【請求項28】
請求項２１に記載のアクティブシャワーヘッドシステムであって、さらに、前記ダイヤフラム層の上方に配置された測定層を備え、前記測定層は、前記１または複数の処理ガスに関連するパラメータを測定するよう構成された一体型測定ツールを備える、アクティブシャワーヘッドシステム。
【請求項29】
請求項２８に記載のアクティブシャワーヘッドシステムであって、前記パラメータは、前記１または複数の処理ガスの流量を含む、アクティブシャワーヘッドシステム。
【請求項30】
請求項２１に記載のアクティブシャワーヘッドシステムであって、さらに、前記ダイヤフラム層の上方に配置された基板支持層を備える、アクティブシャワーヘッドシステム。
【請求項31】
請求項３０に記載のアクティブシャワーヘッドシステムであって、さらに、前記基板支持層の上方に配置されたガスリザーバ層と、
前記ガスリザーバ層の上方に配置された測定層であって、前記測定層は、前記１または複数の処理ガスに関連するパラメータを測定するよう構成された一体型測定ツールを備える、測定層と、
を備える、アクティブシャワーヘッドシステム。
【請求項32】
請求項２１に記載のアクティブシャワーヘッドシステムであって、さらに、前記ダイヤフラム層の上方に配置されたアクチュエータ層を備え、前記アクチュエータ層は、前記アクチュエータに取り付けられた、アクティブシャワーヘッドシステム。
【請求項33】
プラズマリアクタであって、チャックと、
前記チャックとの間にギャップを形成するために前記チャックの上方に配置されたアクティブシャワーヘッドであって、前記アクティブシャワーヘッドは、
複数の部分を有するダイヤフラム層と、
前記ダイヤフラム層の下方に配置されたバルブシート層であって、前記バルブシート層は、移送チャネルおよびガス通路を備える、バルブシート層と、
前記バルブシート層の下方に配置されたガス分配層であって、前記ガス分配層は、移送チャネル、ガス受け入れチャンバ、および、通路チャネルを備える、ガス分配層と、を備え、
前記ダイヤフラム層の前記複数の部分は、前記通路チャネルから受け入れられた１または複数の処理ガスが、前記ガス受け入れチャンバ、前記ガス通路、および、前記バルブシート層の前記移送チャネルを介して、前記ガス分配層の前記移送チャネルに通過することを可能にするように動くよう構成されている、アクティブシャワーヘッドと、
前記ダイヤフラム層の上方に配置されたアクチュエータであって、前記アクチュエータは、前記ガス通路から前記バルブシート層の前記移送チャネルへの前記１または複数の処理ガスの通過をさらに制御するために、前記ダイヤフラム層の前記複数の部分の内の一部分の動きを制御するように動くよう構成されている、アクチュエータと、
前記ガス分配層の下方に配置された上側電極であって、前記上側電極は、前記ガス分配層の前記移送チャネルから受け入れられた前記１または複数の処理ガスの前記ギャップへの移送を容易にするために、１または複数の開口部を備える、上側電極と、
を備える、プラズマリアクタ。
【請求項34】
請求項３３に記載のプラズマリアクタであって、前記ダイヤフラム層は、上面および底面を有し、前記上面は、複数のひずみセンサに取り付けられており、前記複数のひずみセンサの各々は、前記複数の部分の内の対応する一部分のひずみの量を測定するよう構成されている、プラズマリアクタ。
【請求項35】
請求項３３に記載のプラズマリアクタであって、前記ダイヤフラム層の前記複数の部分は、第１部分、第２部分、および第３部分を含み、前記ダイヤフラム層は、第１ひずみセンサおよび第２ひずみセンサを備え、前記第２部分は、前記第１部分と第３部分との間に位置し、前記第１ひずみセンサは、前記第１部分の上方に配置され、前記第２ひずみセンサは、前記第３部分の上方に配置されている、プラズマリアクタ。
【請求項36】
請求項３３に記載のプラズマリアクタであって、前記バルブシート層は、第１部分、第２部分、第３部分を備え、前記バルブシート層の前記移送チャネルは、前記第１部分と前記第２部分との間に位置し、前記第２部分は、前記バルブシート層の前記移送チャネルと前記ガス通路との間に位置し、前記ガス通路は、前記第２部分と前記第３部分との間に位置する、プラズマリアクタ。
【請求項37】
請求項３６に記載のプラズマリアクタであって、前記バルブシート層の前記移送チャネルは、フィルタを備える、プラズマリアクタ。
【請求項38】
請求項３３に記載のプラズマリアクタであって、前記ガス分配層は、第１部分および第２部分を備え、前記ガス分配層の前記移送チャネルは、前記第１部分と前記第２部分との間に位置し、前記ガス受け入れチャンバは、前記第２部分内に形成された空間である、プラズマリアクタ。
【請求項39】
請求項３８に記載のプラズマリアクタであって、前記バルブシート層は底面を有し、前記第２部分は上面を有し、前記通路チャネルは、前記ガス分配層の前記第２部分の前記上面と、前記バルブシート層の前記底面との間に位置する、プラズマリアクタ。
【請求項40】
請求項３３に記載のプラズマリアクタであって、前記アクティブシャワーヘッドは、前記ダイヤフラム層の上方に配置されたアクチュエータ層を備え、前記アクチュエータ層は、前記アクチュエータに取り付けられた、プラズマリアクタ。
【請求項41】
プラズマシステムであって、高周波（ＲＦ）信号を生成するよう構成されたＲＦ発生器と、
前記ＲＦ発生器に接続され、変調ＲＦ信号を出力するように前記ＲＦ信号を変調するよう構成された整合器と、
前記整合器に接続されたチャックであって、前記変調ＲＦ信号を受信するよう構成されたチャックと、
前記チャックとの間にギャップを形成するために前記チャックの上方に配置されたアクティブシャワーヘッドであって、前記アクティブシャワーヘッドは、
複数の複数の部分を有するダイヤフラム層と、
前記ダイヤフラム層の下方に配置されたバルブシート層であって、前記バルブシート層は、移送チャネルおよびガス通路を備える、バルブシート層と、
前記バルブシート層の下方に配置されたガス分配層であって、前記ガス分配層は、移送チャネル、ガス受け入れチャンバ、および、通路チャネルを備える、ガス分配層と、を備え、
前記ダイヤフラム層の前記複数の部分は、前記通路チャネルから受け入れられた１または複数の処理ガスが、前記ガス受け入れチャンバ、前記ガス通路、および、前記バルブシート層の前記移送チャネルを介して、前記ガス分配層の前記移送チャネルに通過することを可能にするように動くよう構成されている、アクティブシャワーヘッドと、
前記ダイヤフラム層の上方に配置されたアクチュエータであって、前記アクチュエータは、前記ガス通路から前記バルブシート層の前記移送チャネルへの前記１または複数の処理ガスの通過をさらに制御するために、前記ダイヤフラム層の前記複数の部分の内の一部分の動きを制御するように動くよう構成されている、アクチュエータと、
前記ガス分配層の下方に配置された上側電極であって、前記上側電極は、前記ガス分配層の前記移送チャネルから受け入れられた前記１または複数の処理ガスの前記ギャップへの移送を容易にするために、１または複数の開口部を備える、上側電極と、
を備える、プラズマシステム。
【請求項42】
請求項４１に記載のプラズマシステムであって、前記ダイヤフラム層は、上面および底面を有し、前記上面は、複数のひずみセンサに取り付けられており、前記複数のひずみセンサの各々は、前記複数の部分の内の対応する一部分のひずみの量を測定するよう構成されている、プラズマシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本実施形態は、アクティブシャワーヘッド、および、リアクタへのガス注入方法に関する。
【背景技術】
【0002】
プラズマチャンバが、基板を処理するために用いられる。例えば、プラズマチャンバは、ウエハ洗浄、ウエハへの材料（酸化物など）の蒸着、または、ウエハのエッチングなどに用いられる。基板処理中、ガスがプラズマチャンバに供給される。ガスがプラズマチャンバに供給される時間が、処理を切り替えるまたは異なるウエハを処理する際に重要である。
【0003】
本開示に記載の実施形態は、このような文脈で生まれたものである。
【発明の概要】
【0004】
ガス供給システムのほとんどが、１秒を超える持続時間を典型的に有する処理シーケンスに適合されており、処理のほとんどは、１０秒を超える持続時間を必要とする。ガスボックス（ガス供給システムの一部である）が、流量測定／制御装置（例えば、圧力測定装置など）と、ガス種ごとの関連構成要素（例えば、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）、ガススティックアセンブリなど）と、を備える。ＭＦＣは、高圧ガス供給部に接続され、ガス流量を所与の流量設定値に調節する。ガススティックアセンブリは、正確に測定および制御された定常流をガス混合マニホルド内に排気する。次いで、ガス混合マニホルドは、ノズルまたはシャワーヘッドを通してプラズマチャンバ内にガスを排気する。代替的または追加的に、混合ガスを複数部分に分けて、分けられた各部分を１または複数のゾーンまたはノズルに排気するために、ガススプリッタが利用される。
【0005】
ガス混合マニホルドは、プラズマチャンバから数フィートのパイプ長だけ離れている。ガス混合マニホルドの容積、ならびに、シャワーヘッド、ガスボックス、および、ガススプリッタの容積および流れ抵抗により、ガス容量が大きくなる。大きいガス容量により、プラズマチャンバ内で１つのガス混合物を次のガス混合物に変えるための時間が長くなる。また、ガス混合物は、ガス混合マニホルド内にある間に、すでに反応している場合がある。加えて、ＭＦＣは、ＭＦＣ技術または他の要因（ガスのタイプなど）により、１００ミリ秒～１０００ミリ秒の間の範囲の定常状態に至るのが遅い。さらに、ガス供給システムのガス供給構成要素（ガスボックス、ガススプリッタ、ガス混合マニホルドなど）は、ステンレス鋼合金で形成され、ガス供給システムは、多数の相手先商標製造会社（ＯＥＭ）の構成要素を備え、それらは、さらに多くの微小な接続金具で接続される。これにより、金属汚染の可能性がある。また、最初に流量を制御してガス混合物を生成し、次に、その混合物を１つのゾーン（または、ガススプリッタの場合には、複数のゾーン）に導いてプラズマチャンバに入れるアプローチは、低速かつ高価である。さらに、ガス供給構成要素が多数であることから、基板の処理が複雑になる。
【0006】
本開示の実施形態は、アクティブシャワーヘッドに関連するシステム、装置、方法、および、コンピュータプログラム、ならびに、プラズマリアクタにガスを注入する方法を提供する。本実施形態は、処理、装置、システム、デバイス、または、コンピュータ読み取り可能な媒体に記録された方法など、種々の形態で実施できることを理解されたい。以下に、いくつかの実施形態を記載する。
【0007】
いくつかの実施形態において、プラズマシステムが記載されている。プラズマシステムは、アクチュエータ制御部、ガスライン、および、プラズマリアクタを備える。プラズマリアクタは、ガスラインおよびアクチュエータ制御部に接続されている。プラズマリアクタは、チャックアセンブリおよびアクティブシャワーヘッドを備える。アクティブシャワーヘッドは、複数の基板層を備える。基板層は、アクチュエータ制御部に接続された少なくとも１つのアクチュエータ／移送構成要素を備える。アクチュエータ／移送構成要素は、ガスチャネルを介してガスラインに接続されている。アクティブシャワーヘッドは、さらに、基板層の下方に配置された電極層を備える。電極層およびアクチュエータ／移送構成要素は、チャックアセンブリとアクティブシャワーヘッドとの間のギャップにつながる開口部を有する。アクチュエータ制御部は、ガスラインおよびガスチャネルから受け入れられた１または複数の処理ガスが開口部を通してギャップ内に通過することを可能にするように、アクチュエータ／移送構成要素を制御する。
【0008】
様々な実施形態において、別のプラズマシステムが記載されている。別のプラズマシステムも、アクチュエータ制御部、ガスラインおよび、プラズマリアクタを備える。プラズマリアクタは、ガスラインおよびアクチュエータ制御部に接続されている。プラズマリアクタは、チャックアセンブリおよびアクティブシャワーヘッドを備える。アクティブシャワーヘッドは、複数の基板層を備える。基板層は、アクチュエータ制御部に接続されたアクチュエータ／移送構成要素を備える。アクチュエータ／移送構成要素は、ガスチャネルを介してガスラインに接続されている。アクティブシャワーヘッドは、基板層の下方に配置された電極層と、電極層の下方に配置された混合チャンバと、混合チャンバの下方に配置され、複数の開口部を有するシャワーヘッドプレートと、を備える。電極層およびアクチュエータ／移送構成要素は、混合チャンバにつながる開口部を有する。アクチュエータ制御部は、ガスラインおよびガスチャネルから受け入れられた１または複数の処理ガスが、電極層およびアクチュエータ／移送構成要素の開口部を通して混合チャンバ内に通過し、さらに、シャワーヘッドプレートの複数の開口部を介してギャップ内に至ることを可能にするように、アクチュエータ／移送構成要素を制御する。
【0009】
いくつかの実施形態において、アクティブシャワーヘッドが記載されている。アクティブシャワーヘッドは、複数の基板層を備える。基板層は、アクチュエータ／移送構成要素を備える。アクチュエータ／移送構成要素は、ガスチャネルを介してガスラインに接続されている。アクティブシャワーヘッドは、さらに、基板層の下方に配置された電極層を備える。電極層およびアクチュエータ／移送構成要素は、開口部を有する。アクチュエータ／移送構成要素は、ガスラインおよびガスチャネルから受け入れられた１または複数の処理ガスが開口部内に移動することを可能にする。
【0010】
本明細書に記載のシステムおよび方法のいくつかの利点は、迅速なガス交換を容易にし、アクティブシャワーヘッドごとに多数のゾーンを提供し、複数のガス種およびガスの波をプラズマリアクタ内でウエハ表面にわたって分配することである。プラズマシステムのさらなる利点は、個々のガス供給構成要素の数を減らし、それにより、信頼性を高めることを含む。例えば、プラズマシステムは、流量制御のためにアクティブシャワーヘッドに組み込まれた微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ベースの基板を用いて、プラズマリアクタごとのガスボックスを排除する。ガスボックスおよび構成要素（ＭＦＣなど）を排除することで、かなりのコスト削減も達成される。また、ガスボックスは、かなりの空間を占める。ガスボックスを排除することにより、空間を節約して、他の目的に利用できる。
【0011】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の方法は、例えば、アクティブシャワーヘッドに流量測定ツールを組み込むこと、アクティブシャワーヘッドにひずみセンサを組み込むこと、アクティブシャワーヘッドに温度センサを組み込むこと、などによって、アクティブシャワーヘッドに流力制御を組み込む工程を備える。別の利点は、多数のＭＥＭＳバルブ（例えば、アクチュエータおよびダイヤフラムおよび移送チャネルなど）ならびにセンサをアクティブシャワーヘッドに提供することを含む。多数のバルブは、多数のゾーンを備えることにつながる。多数のゾーンがあれば、ウエハにわたるガス分布が微調整される。
【0012】
さらなる利点は、ウエハの上にバルブ（例えば、アクチュエータ、ダイヤフラム、バルブシート、移送チャネル、通路チャネル、ガス受け入れチャンバ、ガス通路など）を有することである。かかるバルブの位置は、ガス交換の時間、および、ウエハ上のガス種の分布を変える時間を最短にする。これは、より高速な処理工程シーケンシングおよびその場でのガス分布制御（例えば、基板層内でのガス分布制御）を可能にする。これにより、新しい処理方法（ガス波注入モードの応用であるローリングフラッシュ、または、ドーズ制御の応用であるガス分布調整など）が可能になる。
【0013】
本明細書に記載のシステムおよび方法のさらなる利点は、大きい節約およびチャンバパッケージングの改善につながるガスボックスの排除を含む。また、ガス流スプリッタも排除される。また、ガス混合物が、混合マニホルドの中ではなく、ウエハの上方（例えば、混合チャンバの中、など）で作られる。
【0014】
添付の図面を参照して行う以下の詳細な説明から、別の態様が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
実施形態は、添付の図面に関連して行う以下の説明を参照することによって最も良好に理解できる。
【0016】
【図1A】容量結合プラズマ（ＣＣＰ）リアクタ内でアクティブシャワーヘッドが用いられるシステムの一実施形態を示すブロック図。
【0017】
【図1B】ＣＣＰリアクタ内で用いられるアクティブシャワーヘッドが断熱層を有するシステムの一実施形態を示す図。
【0018】
【図1C】ＣＣＰリアクタ内で用いられるアクティブシャワーヘッドが混合チャンバを含むシステムの一実施形態を示す図。
【0019】
【図2A】誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）リアクタ内でアクティブシャワーヘッドが用いられるシステムの一実施形態を示す図。
【0020】
【図2B】ＩＣＰリアクタ内で用いられるアクティブシャワーヘッドが混合チャンバを含むシステムの一実施形態を示す図。
【0021】
【図3】プラズマリアクタのアクティブシャワーヘッドへの１または複数の処理ガスの供給を説明するために一実施形態を示す図。
【0022】
【図4】アクティブシャワーヘッドの一実施形態を示す図。
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【図7】アクティブシャワーヘッドのダイヤフラム層の一部であるアクチュエータを説明するための一実施形態を示す図。
【0028】
【図8A】アクティブシャワーヘッド内に形成されたゾーンの配置の一実施形態を示す上面図。
【0029】
【図8B】アクティブシャワーヘッド内に形成されたゾーンの別の配置の一実施形態を示す上面図。
【0030】
【図8C】アクティブシャワーヘッド内に形成されたゾーンのさらに別の配置の一実施形態を示す上面図。
【0031】
【図8D】アクティブシャワーヘッド内に形成されたゾーンのまたさらに別の配置の一実施形態を示す上面図。
【0032】
【図8E】基板層への１または複数の処理ガスの移送を説明するためにアクティブシャワーヘッドの一実施形態を示す図。
【0033】
【図9A】アクチュエータの動きを制御するためのアクチュエータ制御部を説明するための図。
【0034】
【図9B】アクチュエータの動きを制御するための別のアクチュエータ制御部を説明するための図。
【0035】
【図10】ガス波注入およびドーズ制御を説明する一実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0036】
以下の実施形態は、プラズマリアクタにガスを注入するためのアクティブシャワーヘッドならびに関連システムおよび方法を記載する。本実施形態は、これらの具体的な詳細事項の一部またはすべてがなくとも実施可能であることが明らかである。また、本実施形態が不必要に不明瞭となることを避けるため、周知の処理動作の詳細な説明は省略した。
【0037】
いくつかの実施形態において、プラズマリアクタにガスを直接注入するための一体型バルブを備えたアクティブシャワーヘッドが記載されている。一例として、各バルブは、プラズマリアクタへの対応する穴開口部から４００マイクロメートルの距離にある。穴開口部は、プラズマリアクタの上面にある。別の例として、バルブは、プラズマリアクタの上面にある穴開口部から４００マイクロメートル～２０００マイクロメートルの距離にある。ガスラインが、穴開口部に嵌合される。各バルブは単一のガスラインに接続されており、処理ガスはプラズマリアクタ内で混合する。プラズマリアクタの外部のガス混合マニホルド内での処理ガスの混合がない。バルブは、例えば、ウエハ基板（シリコンウエハなど）に微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いて加工される。
【0038】
様々な実施形態において、多数のバルブが、プラズマリアクタ内のウエハを処理するために、ウエハ表面（例えば、３００ミリメートルウエハ表面など）上に並列で設けられる。アクティブシャワーヘッド内では、構造（例えば、センサ、ダイヤフラム、アクチュエータ、ガス通路、ガス受け入れチャンバ、通路チャネルなど）が、複数のウエハ上に形成され、ウエハは、支持基板に対してスタックされるように共に貼り付けられて（例えば、結合されて）アクティブシャワーヘッドを構成する。このように、アクティブシャワーヘッドは、完全一体型である。流量精度は、供給圧を制御すると共に各バルブについて圧力および温度に対する流れ抵抗を較正することによって達成される。流量制御構成要素（例えば、ひずみセンサ、温度センサ、流量センサ、ガス質量センサなど）が、アクティブシャワーヘッドに組み込まれるので、各プラズマチャンバ専用のガスボックスは必要ない。
【0039】
アクティブシャワーヘッドは、多数のゾーン（１２８個など）、５０～１５０の間の数のゾーン、２０～１００の間の数のゾーン、などを可能にする。多数のゾーンと、高速な作動および最小の寄生体積により、プラズマリアクタ内での迅速なガス交換ならびに高度な均一性制御および補償が可能になる。高速な作動および最小の寄生体積は、従来のガスボックスおよびガス混合マニホルドを排除し、アクティブシャワーヘッドに流量制御構成要素を組み込むことによって達成される。
【0040】
さらに、様々なタイプのガス注入（例えば、ガス波注入（ｇａｓ ｗａｖｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）またはドーズ制御など）が可能である。例えば、ドーズ制御は、単一バルブを通して定常流ではなく単一バルブの作動あたりに所定のドーズを注入することである。別の例として、ガス波注入では、ガスバルブを作動させることによって、ガス波が生成され、例えば、アクティブシャワーヘッドの中心から放射状に始まり、同心円状にアクティブシャワーヘッドの外縁に至る。これは、プラズマリアクタから以前の処理のガス種の追い出しを改善し、洗浄処理に役立つ。多数のバルブおよび重複するドーズ注入を用いることにより、必要に応じて、仮想定常流が達成される。様々な処理が、定常流制御ではなくガスドーズ量を用いて達成される。例えば、非常に短い処理動作については、定常流を達成できず、経時的なガスドーズがより正確なメトリックとなる。
【0041】
図１Ａは、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）リアクタであるプラズマリアクタ１０２へガスを注入するためのシステム１００の一実施形態を示すブロック図である。システム１００は、プラズマリアクタ１０２と、１または複数の高周波（ＲＦ）発生器１０４と、インピーダンス整合回路（ＩＭＣ）である整合器１０６と、を備える。いくつかの実施形態において、１または複数のＲＦ発生器１０４は、ｘメガヘルツ（ＭＨｚ）ＲＦ発生器、ｙＭＨｚＲＦ発生器、および、ｚＭＨｚＲＦ発生器を含み、ここで、ｘは２、ｙは２７、ｚは６０である。様々な実施形態において、ｘは、４００キロヘルツ（ｋＨｚ）である。いくつかの実施形態において、ｘは４００ｋＨｚ、ｙは２ＭＨｚ、ｚは２７ＭＨｚである。様々な実施形態において、ｙは、２７ＭＨｚではなく、１３．５６ＭＨｚである。いくつかの実施形態において、任意の他の数のＲＦ発生器が、システム１００で用いられる。例えば、ｘおよびｙＭＨｚＲＦ発生器が用いられ、ｚＭＨｚＲＦ発生器は用いられない。別の例として、ｙおよびｚＭＨｚＲＦ発生器が用いられ、ｘＭＨｚＲＦ発生器は用いられない。さらに別の例として、ｘおよびｚＭＨｚＲＦ発生器が用いられ、ｙＭＨｚＲＦ発生器は用いられない。別の例として、１または複数のＲＦ発生器１０４は、ｘＭＨｚＲＦ発生器、もしくは、ｙＭＨｚＲＦ発生器、もしくは、ｚＭＨｚＲＦ発生器、もしくは、ｘ、ｙ、および、ｚＭＨｚＲＦ発生器の内の２以上の組み合わせ、を含む。１または複数のＲＦ発生器１０４の各々は、ＲＦ信号を生成するＲＦオシレータなど、ＲＦ電源を備える。
【0042】
１または複数のＲＦ発生器１０４は、対応する１または複数のＲＦケーブル１０８を介して整合器１０６に接続され、整合器１０６は、ＲＦ伝送ライン１１０を介してプラズマリアクタ１０２に接続されている。１または複数のＲＦ発生器１０４の各々は、対応するＲＦケーブルを介して整合器１０６の対応する入力に接続されている。整合器１０６の出力は、ＲＦ伝送ライン１１０に接続されている。
【0043】
整合器１０６は、整合器１０６の出力に接続された負荷のインピーダンスを整合器１０６の入力に接続されたソースのインピーダンスと整合するために、電気回路構成要素（例えば、インダクタ、キャパシタなど）を備える。例えば、整合器１０６は、プラズマリアクタ１０２および整合器１０６の出力に接続されたＲＦ伝送ライン１１０のインピーダンスを、１または複数のＲＦ発生器１０４および１または複数のＲＦケーブル１０８のインピーダンスと整合する。整合器１０６は、電力が、ソースに向かう方向に（例えば、負荷からソースに向かって）反射される可能性を低減する。
【0044】
プラズマリアクタ１０８は、アクティブシャワーヘッド１１２およびチャックアセンブリ１１４を備えており、チャックアセンブリ１１４は、チャック１３０（静電チャック（ＥＳＣ）など）を備える。チャックアセンブリ１１４は、アクティブシャワーヘッド１１２と対向する。アクティブシャワーヘッド１１２は、熱プレート層１１６と、断熱層１１８と、基板支持層１２０と、基板層１２２と、上側電極１２４（例えば、電極プレート、容量電極プレートなど）と、を備える。熱プレート層１１６の一例は、熱エネルギの伝導体である１または複数の金属プレートを含む。熱プレート層１１６の別の例は、熱を生成するために電流を供給される１または複数の抵抗器を備えた層を含む。断熱層１１８の一例は、窒化アルミニウム、セラミック、または、それらの組み合わせを有する層である。断熱層１１８は、熱層１１６から基板支持層１２０への断熱を提供する。上側電極１２４は、金属（例えば、アルミニウム、アルミニウム合金など）で形成され、接地電位に接続されている。いくつかの実施形態において、アクティブシャワーヘッド１１２は、他の構成要素（図示せず）、例えば、上側電極１２４を囲む上側誘電体リング、上側誘電体リングを囲む上側電極延長部、上側電極延長部を囲むＣ－シュラウド１１７、などを備える。
【0045】
断熱層１１８は、熱層１１６と基板支持層１２０との間に位置するように、熱層１１６の下方かつ基板支持層１２０の上方に配置される。基板支持層１２０は、断熱層１１８の下方かつ基板層１２２の上方に配置されており、したがって、断熱層１１８と基板層１２２との間に位置する。基板層１２２は、基板支持層１２０の下方かつ上側電極１２４の上方に配置されており、したがって、基板支持層１２０と上側電極１２４との間に位置する。上側電極１２４は、ギャップ１２８と基板層１２２との間に位置するように、ギャップ１２８の上方かつ基板層１２２の下方に配置される。ギャップ１２８は、アクティブシャワーヘッド１１２とチャックアセンブリ１１４との間に形成されている。例えば、ギャップ１２８は、アクティブシャワーヘッド１１２およびチャックアセンブリ１１４によって囲まれている。
【0046】
チャック１３０は、金属（例えば、アルミニウム、アルミニウム合金など）で形成された下側電極を備える。様々な実施形態において、チャックアセンブリ１１４の外の構成要素（例えば、下側電極を囲む下側誘電体リング、下側誘電体リングを囲む下側電極延長部、など）が、チャック１３０を囲んでいる。いくつかの実施形態において、チャック１３０は、下側電極の上面に取り付けられたセラミック層と、下側電極の底面に取り付けられた設備プレートと、を備える。
【0047】
基板（例えば、半導体ウエハ）が、その基板を処理する（例えば、基板に材料を蒸着させる、エッチングする、洗浄する、など）ために、チャック１１４の上面の上に支持される。集積回路（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）など）が、基板上に製造され、それらの集積回路は、様々なデバイス、例えば、携帯電話、タブレット、スマートフォン、コンピュータ、ラップトップ、ネットワーク装置などで利用される。
【0048】
システム１００は、さらに、アクティブシャワーヘッド１１２の上面１１９に１または複数の対応するガスシリンダを接続するガスラインＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４、ＧＬ５、および、ＧＬ６を備える。例えば、ガスラインＧＬ１～ＧＬ６は、対応する金属コネクタを介して上面１１９にボルト留めされる。別の例として、ガスラインＧＬ１～ＧＬ６は、上面１１９に溶接される。さらに別の例として、ガスラインＧＬ１は上面１１９のポイントＰ１に接続され、ガスラインＧＬ２は上面１１９のポイントＰ２に接続され、ガスラインＧＬ３は上面１１９のポイントＰ３に接続され、ガスラインＧＬ４は上面１１９のポイントＰ４に接続され、ガスラインＧＬ５は上面１１９のポイントＰ５に接続され、ガスラインＧＬ６は上面１１９のポイントＰ６に接続される。いくつかの実施形態において、アクティブシャワーヘッド１１２の上面１１９は、熱層１１６の上面と同じである。様々な実施形態において、アクティブシャワーヘッド１１２の上面１１９は、熱層１１６の上面に嵌められた金属カバーの上面である。
【0049】
いくつかの実施形態において、各ガスラインＧＬ１～ＧＬ６は、異なるガスシリンダに接続されている。各ガスシリンダは、処理ガスまたは処理ガスの混合物を含む。１または複数の対応するガスシリンダとプラズマリアクタ１０２との間にはガスボックスが接続されていないことに注意されたい。ガスボックスが備えられない場合、プラズマリアクタに供給されている処理ガスの圧力を測定するために用いられるガスボックスの圧力モニタも備えられない。処理ガスの例としては、酸素含有ガス（Ｏ２など）が挙げられる。処理ガスの他の例は、フッ素含有ガス、例えば、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、ヘキサフルオロエタン（Ｃ２Ｆ６）などを含む。いくつかの実施形態において、システム１００に示すのと異なる任意の数（例えば、１，２，３，５、１０、２０など）のガスラインが用いられる。
【0050】
各ガスラインは、熱層１１６、断熱層１１８、基板支持層１２０、および、基板層１２２内に形成された対応するガスチャネルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、および、Ｃ６に接続されている。例えば、ガスラインＧＬ１～ＧＬ６は、対応するガスチャネルＣ１～Ｃ６を介して基板層１２２にガスシリンダを接続する。
【0051】
各ガスチャネルは、基板層１２２のアクチュエーション／移送構成要素（ＡＴ）に接続されている。例えば、ガスチャネルＣ１は、アクチュエーション／移送構成要素ＡＴ１に接続され、ガスチャネルＣ２は、アクチュエーション／移送構成要素ＡＴ２に接続され、ガスチャネルＣ３は、アクチュエーション／移送構成要素ＡＴ３に接続され、ガスチャネルＣ４は、アクチュエーション／移送構成要素ＡＴ４に接続され、ガスチャネルＣ５は、アクチュエーション／移送構成要素ＡＴ５に接続され、ガスチャネルＣ６は、アクチュエーション／移送構成要素ＡＴ６に接続されている。
【0052】
システム１００は、さらに、アクチュエータ制御部１２６（例えば、光分波器および光源、もしくは、電力コントローラなど）を備える。アクチュエータ制御部は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６の各々のアクチュエータに接続されている。
【0053】
１または複数のＲＦ発生器１０４は、対応する１または複数のＲＦケーブル１０８を介して整合器１０６の対応する入力へ伝達される対応する１または複数のＲＦ信号（例えば、パルスＲＦ信号、連続波形ＲＦ信号など）を生成する。整合器１０６は、負荷のインピーダンスをソースのインピーダンスと整合して、整合器１０６の出力で変調ＲＦ信号を生成する。変調ＲＦ信号は、ＲＦ伝送ライン１１０を介してチャック１１４の下側電極に伝送される。さらに、各ガスラインＧＬ１～ＧＬ６は、１または複数のガスシリンダから対応するガスチャネルＣ１～Ｃ６を介して対応するアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６へ１または複数の処理ガスを移送する。例えば、ガスラインＧＬ１は、ガスチャネルＣ１を介してアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１へ１または複数の処理ガスを移送し、ガスラインＧＬ２は、ガスチャネルＣ２を介してアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ２へ１または複数の処理ガスを移送し、・・・、ガスラインＧＬ６は、ガスチャネルＣ６を介してアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ６へ１または複数の処理ガスを移送する。いくつかの実施形態において、１または複数の処理ガスが有害である場合に、１または複数の処理ガスの圧力が減圧であることに注意されたい。
【0054】
さらに、アクチュエータ制御部１２６は、対応するガスチャネルＣ１～Ｃ６からギャップ１２８への１または複数の処理ガスの移送を可能にするように、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６のアクチュエータを制御する。変調ＲＦ信号が下側電極に供給され、１または複数の処理ガスがアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６からギャップ１２８へ供給されると、チャック１１４の上面上に支持された基板を処理するために、プラズマが、プラズマリアクタ１０２内で点火されるか、または、プラズマリアクタ１０２内で維持される。
【0055】
上側電極１２４は、上側電極１２４を通して垂直に伸びる１または複数の開口部（例えば、Ｏ１～Ｏ６など）を有する。開口部Ｏ１は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１から上側電極１２４を介してギャップ１２８内に伸びる。同様に、開口部Ｏ２は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ２から上側電極１２４を介してギャップ１２８内に伸びる。開口部Ｏ３は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３から上側電極１２４を介してギャップ１２８内に伸び、開口部Ｏ４は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ４から上側電極１２４を介してギャップ１２８内に伸び、開口部Ｏ５は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ５から上側電極１２４を介してギャップ１２８内に伸び、開口部Ｏ６は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ６から上側電極１２４を介してギャップ１２８内に伸びる。開口部Ｏ１～Ｏ６は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６から上側電極１２４を介してギャップ１２８内に受け入れられる１または複数の処理ガスの通過を可能にする。
【0056】
いくつかの実施形態において、アクティブシャワーヘッド１１２は、熱層１１６を備えない。様々な実施形態において、上側電極１２４は、基板支持層１２０の下方に配置されるのではなく、基板層１２２の上方、かつ、基板支持層１２０と断熱層１１８との間に配置される。
【0057】
様々な実施形態において、チャネルＣ１およびＣ３は、バルブを介して互いに接続されており、バルブは、さらに、アクチュエーション／移送構成要素に接続する混合チャネルに接続されている。
【0058】
いくつかの実施形態において、基板層１２２は、熱層１１６の上に隣接して配置されており、１または複数の処理ガスの移送のための開口部が、基板層１２２のアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６から、熱層１１６、断熱層１１８、基板支持層１２０、および、上側電極１２４を介して、ギャップ１２８内に伸びている。これらの実施形態において、上側電極１２４は、基板支持層１２０に隣接する。
【0059】
様々な実施形態において、基板層１２２および基板支持層１２０は、熱層１１６の上に配置される。例えば、基板支持層１２０は、熱層１１６の上部に隣接し、基板層１２２は、基板支持層１２０の上部に隣接する。１または複数の処理ガスの移送のための開口部が、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６から、基板支持層１２０、熱層１１６、断熱層１１８、および、上側電極１２４を介して、ギャップ１２８内に伸びている。上側電極１２４は、断熱層１１８に隣接する。
【0060】
図１Ｂは、プラズマリアクタ１５２にガスを注入するためのシステム１５０の一実施形態を示す図である。システム１５０は、アクティブシャワーヘッド１５３が、上側電極１２４の低面の下に隣接する絶縁体コーティング１５４（例えば、アルミナコーティング、イットリアコーティング、セラミックコーティングなど）を備えることを除けば、システム１００（図１Ａ）と同じものである。絶縁体コーティング１５４は、ギャップ１２８内での基板処理のプラズマおよび副生成物（例えば、残留物質など）の腐食効果から上側電極１２４を保護するために、上側電極１２４の底面上に重ねられている。
【0061】
開口部Ｏ１～Ｏ６は、１または複数の処理ガスのギャップ１２８への通過を可能にするために、図１Ｂに示すように、絶縁体コーティング１５４を通して伸びている。開口部Ｏ１は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１から上側電極１２４および絶縁体コーティング１５４を介してギャップ１２８内に伸びる。同様に、開口部Ｏ２は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ２から上側電極１２４および絶縁体コーティング１５４を介してギャップ１２８内に伸び、開口部Ｏ３は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３から上側電極１２４および絶縁体コーティング１５４を介してギャップ１２８内に伸び、開口部Ｏ４は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ４から上側電極１２４および絶縁体コーティング１５４を介してギャップ１２８内に伸び、開口部Ｏ５は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ５から上側電極１２４および絶縁体コーティング１５４を介してギャップ１２８内に伸び、開口部Ｏ６は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ６から上側電極１２４および絶縁体コーティング１５４を介してギャップ１２８内に伸びている。
【0062】
図１Ｃは、上側電極１２４とシャワーヘッドプレート１６４との間にある混合チャンバ１６２を説明するためにシステム１６０の一実施形態を示す図である。システム１６０は、アクティブシャワーヘッド１６８が混合チャンバ１６２およびシャワーヘッドプレート１６４を有することを除けば、システム１００（図１Ａ）と同じものである。混合チャンバ１６２は、上側電極１２４の下方、かつ、上側電極１２４とシャワーヘッド１６４との間に配置されており、シャワーヘッドプレート１６４は、混合チャンバ１６２の下方、かつ、混合チャンバ１６２とギャップ１２８との間に配置されている。混合チャンバ１６２は、アクティブシャワーヘッド１６８の壁１７０、上側電極１２４、および、シャワーヘッドプレート１６４によって囲まれている。
【0063】
開口部Ｏ１は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１から上側電極１２４を介して混合チャンバ１６２内の空間に伸びている。同様に、開口部Ｏ２は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ２から上側電極１２４を介して混合チャンバ１６２内の空間に伸び、開口部Ｏ３は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３から上側電極１２４を介して混合チャンバ１６２内の空間に伸び、開口部Ｏ４は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ４から上側電極１２４を介して混合チャンバ１６２内の空間に伸び、開口部Ｏ５は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ５から上側電極１２４を介して混合チャンバ１６２内の空間に伸び、開口部Ｏ６は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ６から上側電極１２４を介して混合チャンバ１６２内の空間に伸びている。
【0064】
１または複数のガスは、アクティブ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６から混合チャンバ１６２内へ流れ、互いに混合される。１または複数の処理ガスの混合物は、シャワーヘッドプレート１６４を通して垂直に伸びる複数の開口部を介して、混合チャンバ１６２からギャップ１２８内へ流れる。いくつかの実施形態において、シャワーヘッドプレート１６４の開口部の数は、アクティブ移送達構成要素ＡＴ１～ＡＴ６の開口部の数よりも多い。様々な実施形態において、シャワーヘッドプレート１６４の開口部の数は、アクティブ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６の開口部の数以下である。
【0065】
いくつかの実施形態において、混合チャンバ１６２は、アクティブ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６の内の２以上から受け入れた１または複数の処理ガスの混合を可能にするパーティション（例えば、金属壁など）を備える。例えば、混合チャンバ１６２は、アクティブ／移送構成要素ＡＴ２～ＡＴ５から受け入れた１または複数の処理ガスを混合するが、アクティブ／移送構成要素ＡＴ１およびＡＴ６から受け入れた１または複数の処理ガスがアクティブ／移送構成要素ＡＴ２～ＡＴ５から受け入れた１または複数の処理ガスと混ざることを許容しない垂直金属壁を備える。垂直壁および壁１７０は、アクティブ／移送構成要素ＡＴ１およびＡＴ６から受け入れた１または複数の処理ガスを混合する。例えば、混合チャンバ１６２は、アクティブ／移送構成要素ＡＴ３およびＡＴ４から受け入れた１または複数の処理ガスを混合するが、アクティブ／移送構成要素ＡＴ１、ＡＴ２、ＡＴ５、および、ＡＴ６から受け入れた１または複数の処理ガスがアクティブ／移送構成要素ＡＴ３およびＡＴ４から受け入れた１または複数の処理ガスと混ざることを許容しない垂直金属壁を備える。垂直壁および壁１７０は、アクティブ／移送構成要素ＡＴ１、ＡＴ２、ＡＴ５、および、ＡＴ６から受け入れた１または複数の処理ガスを混合する。
【0066】
いくつかの実施形態において、１または複数のＲＦ発生器１０４ならびに整合器１０６がチャック１３０に接続され、上側電極１２４が接地に接続される代わりに、チャック１３０が接地に接続され、１または複数のＲＦ発生器１０４ならびに整合器１０６が上側電極１２４に接続される。
【0067】
様々な実施形態において、１または複数のＲＦ発生器１０４が整合器１０６を介してチャック１３０に接続されるのに加えて、１または複数のＲＦ発生器は、整合器を介して上側電極１２４に接続される。
【0068】
図２Ａは、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）リアクタであるプラズマリアクタ２０２へガスを注入するためのシステムの一実施形態を示す図である。システム２００は、１または複数のＲＦ発生器１０４と、整合器１０６と、１または複数のＲＦ発生器２０４と、別の整合器２０６と、プラズマリアクタ２０２と、を備える。１または複数のＲＦ発生器２０４は、対応する１または複数のＲＦケーブル２０８を介して整合器２０６の対応する１または複数の入力に接続され、整合器２０６の出力は、ＲＦ伝送ライン２１０を介してプラズマリアクタ２０２のＲＦコイル２１２に接続されている。１または複数のＲＦ発生器２０４の例は、ｘＭＨｚＲＦ発生器、もしくは、ｙＭＨｚＲＦ発生器、もしくは、ｚＭＨｚＲＦ発生器、もしくは、ｘ、ｙ、および、ｚＭＨｚＲＦ発生器の内の２以上の組み合わせ、を含む。
【0069】
いくつかの実施形態において、ＲＦコイル２１２に加えて、１または複数のさらなるＲＦコイルが用いられる。例えば、１または複数のさらなるＲＦコイルは、ＲＦコイル２１２と同一平面上にあり、整合器２０６または別の整合に接続されており、別の整合器は、さらなる１または複数のＲＦ発生器（図示せず）に接続される。
【0070】
プラズマリアクタ２０２は、アクティブシャワーヘッド２２０を備えており、アクティブシャワーヘッド２２０は、熱層１１６と、断熱層１１８と、基板層１２２と、ＲＦコイル２１２と、誘電体窓２１４と、を備える。ＲＦコイル２１２は、誘電体窓２１４と基板層１２２との間に配置される。誘電体窓２１４は、ギャップ１２８とＲＦコイル２１２との間に配置される。ギャップ１２８は、誘電体窓２１４とチャック１３０との間に形成される。誘電体窓２１４は、ギャップ１２８内に形成されたプラズマから反射した電力を受けないようにＲＦコイル２１２を保護する。誘電体窓２１４は、開口部Ｏ１～Ｏ６を有する。
【0071】
１または複数のＲＦ発生器２０４の各々は、１または複数のＲＦケーブル２０８の内の対応するケーブルを介して整合器２０６の対応する入力に接続されている。整合器２０６の出力は、ＲＦ伝送ライン２１０に接続されている。整合器２０６は、整合器２０６の出力に接続された負荷のインピーダンスを整合器２０６の入力に接続されたソースのインピーダンスと整合するために、電気回路構成要素を備える。例えば、整合器２０６は、プラズマリアクタ２０２および整合器２０６の出力に接続されたＲＦ伝送ライン２１０のインピーダンスを、１または複数のＲＦ発生器２０４および１または複数のＲＦケーブル２０８のインピーダンスと整合する。整合器２０６は、電力が、ソースに向かう方向に（例えば、整合２０６の出力に接続された負荷から整合２０６の入力に接続されたソースに向かって）を反射される可能性を低減する。
【0072】
１または複数のＲＦ発生器２０４は、対応する１または複数のＲＦケーブル２０８を介して整合器２０６に伝達される対応する１または複数のＲＦ信号を生成する。１または複数のＲＦ発生器２０４からＲＦ信号を受信すると、整合器２０８は、整合器２０８の出力に接続された負荷のインピーダンスを整合器２０６の１または複数の入力に接続されたソースのインピーダンスと整合することで、変調ＲＦ信号を生成する。変調ＲＦ信号は、ギャップ１２８内でプラズマを生成または維持するために、ＲＦ伝送ライン２１０を介してＲＦコイル２１２に伝送される。
【0073】
いくつかの実施形態において、１または複数のＲＦ発生器２０４は、本明細書では、１または複数のソースＲＦ発生器と呼ばれる。これらの実施形態において、チャック１３０に接続された１または複数のＲＦ発生器１０４は、バイアスＲＦ発生器と呼ばれる。
【0074】
変調ＲＦ信号がＲＦコイル２１２およびチャック１３０に供給され、アクチュエータ制御部１２６がアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６のアクチュエータを制御して、１または複数の処理ガスが開口部Ｏ７～Ｏ１２を介してギャップ１２８内に通過することを可能にしている間、プラズマは、ギャップ１２８内で生成または維持される。開口部Ｏ７は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１内に形成され、誘電体窓２１４を通して垂直に伸びる。同様に、開口部Ｏ８は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ２内に形成され、誘電体窓２１４を通して垂直に伸び、開口部Ｏ９は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３内に形成され、誘電体窓２１４を通して垂直に伸び、開口部Ｏ１０は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ４内に形成され、誘電体窓２１４を通して垂直に伸び、開口部Ｏ１１は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ５内に形成され、誘電体窓２１４を通して垂直に伸び、開口部Ｏ１２は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ６内に形成され、誘電体窓２１４を通して垂直に伸びる。
【0075】
様々な実施形態において、ファラデーシールドが、ＲＦコイル２１２と誘電体窓２１４との間に提供される。
【0076】
いくつかの実施形態において、基板層１２２は、熱層１１６の上に隣接して配置されており、１または複数の処理ガスの移送のための開口部が、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６から、熱層１１６、断熱層１１８、基板支持層１２０、および、誘電体窓１６４を介して、ギャップ１２８内に伸びている。これらの実施形態において、ＲＦコイル２１２は、基板支持層１２０の下方に隣接している。
【0077】
様々な実施形態において、基板層１２２および基板支持層１２０は、熱層１１６の上に配置される。例えば、基板支持層１２０は、熱層１１６の上部に隣接し、基板層１２２は、基板支持層１２０の上部に隣接する。１または複数の処理ガスの移送のための開口部が、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６から、基板支持層１２０、熱層１１６、断熱層１１８、および、誘電体窓２１４を介して、ギャップ１２８内に伸びている。これらの実施形態において、ＲＦコイル２１２は、断熱層１１８の下方に隣接している。
【0078】
図２Ｂは、プラズマリアクタ２５４の混合チャンバ１６２内での１または複数の処理ガスの混合を説明するためにシステム２５０の一実施形態を示す図である。プラズマリアクタ２５４は、プラズマリアクタ２５４が、混合チャンバ１６２およびシャワーヘッドプレート１６４をさらに備えたアクティブシャワーヘッド２６０を備えることを除けば、プラズマリアクタ２０２（図２Ａ）と同じものである。アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１は開口部Ｏ７を有し、開口部Ｏ７は誘電体窓２１４を通して伸びる。同様に、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ２は開口部Ｏ８を有し、開口部Ｏ８は誘電体窓２１４を通して伸び、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３は開口部Ｏ９を有し、開口部Ｏ９は誘電体窓２１４を通して伸び、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ４は開口部Ｏ１０を有し、開口部Ｏ１０は誘電体窓２１４を通して伸び、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ５は開口部Ｏ１１を有し、開口部Ｏ１１は誘電体窓２１４を通して伸び、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ６は、開口部Ｏ１２を有し、開口部Ｏ１２は誘電体窓２１４を通して伸びる。
【0079】
混合チャンバ１６２は、誘電体窓２１４の下方、かつ、誘電体窓２１４とシャワーヘッドプレート１６４との間に配置されている。シャワーヘッドプレート１６４は、混合チャンバ１６２の下方、かつ、混合チャンバ１６２とギャップ１２８とのの間に配置されている。混合チャンバ１６２は、アクティブシャワーヘッド２６０の壁１７０、誘電体窓２１４、および、シャワーヘッドプレート１６４によって囲まれている。
【0080】
変調ＲＦ信号が、ＲＦコイル２１２およびチャック１３０へ供給されている間、アクチュエータ制御部１２６は、チャネルＣ１～Ｃ６からアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６へ移送された１または複数の処理ガスが、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６から対応する回顧部Ｏ７～Ｏ１２へさらに移送されるように、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６を制御する。例えば、チャネルＣ１からアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１へ移送された１または複数の処理ガスは、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１から開口部Ｏ７へさらに移送される。同様に、チャネルＣ２からアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ２へ移送された１または複数の処理ガスは、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ２から開口部Ｏ８へさらに移送され、チャネルＣ３からアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３へ移送された１または複数の処理ガスは、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３から開口部Ｏ９へさらに移送され、チャネルＣ４からアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ４へ移送された１または複数の処理ガスは、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ４から開口部Ｏ１０へさらに移送され、チャネルＣ５からアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ５へ移送された１または複数の処理ガスは、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ５から開口部Ｏ１１へさらに移送され、チャネルＣ６からアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ６へ移送された１または複数の処理ガスは、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ６から開口部Ｏ１２へさらに移送される。
【0081】
１または複数の処理ガスは、対応するアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６および誘電体窓２１４の開口部Ｏ７～Ｏ１２から混合チャンバ１６２へさらに移送されて、互いに混合される。１または複数の処理ガスの混合物は、シャワーヘッドプレート１６４を通して垂直に伸びる複数の開口部を介して、混合チャンバ１６２からギャップ１２８内へ移送される。
【0082】
図３は、プラズマリアクタ３００のアクティブシャワーヘッド３０２への１または複数の処理ガスの供給を説明するための図である。アクティブシャワーヘッド３０２は、基板支持層１２０および基板層１２２を備える。基板層１２２は、基板支持層１２０に取り付けられている。絶縁体コーティング１５４は、任意選択的であり、基板層１２２に提供される。１または複数の処理ガスを移送するためのガスラインが、コネクタ（例えば、金属コネクタ、セラミックコネクタなど）で、または、別のメカニズム（例えば、溶接）で、基板支持層１２０の上面に接続されている。
【0083】
１または複数の処理ガスは、ガスラインを介して、さらに、基板支持層１２０と基板層１２２の内の１または複数の層との中に形成されたガスチャネルを介して、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６の開口部Ｏ１～Ｏ６へ移送される（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ａ、および、図２Ｂ）。
【0084】
図４は、アクティブシャワーヘッド４００の一実施形態を示す図である。アクティブシャワーヘッド４００は、図１Ａのアクティブシャワーヘッド１１２、図１Ｂのアクティブシャワーヘッド１５３、図１Ｃのアクティブシャワーヘッド１６８、図２Ａのアクティブシャワーヘッド２２０、および、図２Ｂのアクティブシャワーヘッド２６０の一例である。
【0085】
アクティブシャワーヘッド４００は、基板支持層１２０および基板層４０２を備える。基板層４０２は、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ａ、および、図２Ｂの基板層１２２の一例である。基板層４０２は、アクチュエータ層４０３と、ダイヤフラム層４０４と、バルブシート層４０６と、ガス分配層４０８と、を備える。基板支持層１２０は、金属（例えば、アルミニウム、アルミニウム合金など）で形成される。アクチュエータ層４０３、ダイヤフラム層４０４、バルブシート層４０６、および、ガス分配層４０８の各々は、基板（例えば、半導体ウエハ、シリコンウエハなど）で形成される。
【0086】
アクチュエータ層４０３は、支持基板層１２０およびアクチュエータ層４０３に取り付けられ、支持基板層１２０とダイヤフラム層４０４との間に位置する。さらに、ダイヤフラム層４０４は、アクチュエータ層４０３およびバルブシート層４０６に取り付けられ、アクチュエータ層４０３とバルブシート層４０６との間に位置する。また、バルブシート層４０６は、ダイヤフラム層４０４の下方かつガス分配層４０８の上方に位置する。
【0087】
基板支持層１２０の底面４１０は、アクチュエータ層４０３の最上層４１２に取り付けられている（例えば、クランプされている、など）。さらに、アクチュエータ層４０３の底面４１４は、ダイヤフラム層４０４の上面４１６に取り付けられている（例えば、クランプ、締結、結合、接着剤を用いて結合、低温下で結合、などされている）。また、ダイヤフラム層４０４の底面４１８は、バルブシート層４０６の上面４２０に取り付けられている（例えば、結合、接着剤を用いて結合、締結、高温下で結合、などされている）。バルブシート層４０６の底面４２２は、ガス分配層４０８の上面４２４に取り付けられている（例えば、結合、接着剤を用いて結合、締結、高温下で結合、などされている）。
【0088】
アクチュエータ４２７（例えば、線形アクチュエータ、圧電アクチュエータ、線形圧電アクチュエータ、モータ駆動アクチュエータ、圧電材料の単層、圧電材料の複数の層、など）が、アクチュエータ層４０３の一部になるように底面４１４に取り付けられている（例えば、結合、クランプ、などされている）。例えば、圧電材料の複数の層は、アクチュエータ４２７を形成するように、互いに取り付けられる。アクチュエータ４２７は、ダイヤフラム層４０４の部分Ｂに対向するように、ダイヤフラム層４０４の部分Ｂと垂直に整列される。複数のひずみセンサ４２６および４２８が、例えば接着剤などを用いて、ダイヤフラム層４０４の上面４３０に取り付けられている。ひずみセンサの例は、金属ホイル、または、絶縁体上に支持されて取り付けられた金属ホイル、を含む。この例において、絶縁体は、上面４３０に取り付けられている。上面４３０は、ダイヤフラム層４０４の上面４１６よりも低い高さを有することに注意されたい。
【0089】
ひずみセンサ４２６は、ダイヤフラム層４０４の底面４１８の部分Ａのひずみを測定する。さらに、ひずみセンサ４２８は、ダイヤフラム層４０４の底面４１８の部分Ｃのひずみを測定する。底面４１８は、部分ＡおよびＣの間に位置する部分Ｂを有する。部分Ｂは、バルブシート層４０６のバルブシートと垂直に整列されている。いくつかの実施形態において、ダイヤフラム層４０４は、ひずみセンサ４２６またはひずみセンサ４２８もしくはひずみセンサ４２６および４２８の両方を有していない。
【0090】
バルブシート層４０６は、フィルタ４３２（任意選択的である）が中にはめ込まれた移送チャネル４３６（例えば、オリフィス）を有する。移送チャネル４３６は、バルブシート層４０６の垂直層４３５Ａによって形成されている。移送チャネル４３６は、垂直層４３５Ａによって囲まれている。移送チャネル４３６は、ダイヤフラム層４０４の部分Ｂと、ガス分配層４０８の移送チャネル４３７との間に形成されている。バルブシート層４０６は、さらに、ガス通路４３４を備えており、ガス通路４３４は、バルブシート層４０６内に形成された空間である。例えば、ガス通路４３４は、バルブシート層４０６の垂直層４３１によって部分的に囲まれ、形成されている。ガス通路４３４は、バルブシート層４０６の部分Ｂとバルブシート層４０６の部分Ｃとの間に形成されている。ガス通路４３４は、ダイヤフラム層４０４の部分Ｃと、ガス分配層４０８内に形成されたガス受け入れチャンバ４４２との間に形成されている。バルブシート層４０６内に形成された移送チャネル４３６は、バルブシート層４０６の部分Ａおよびバルブシート層４０６の部分Ｂによって部分的に囲まれている。
【0091】
バルブシート層４０６内に配置されたフィルタ４３２は、バルブシート層４０６によって生成された粒子をフィルタ除去する。例えば、フィルタ４３２は、フィルタ４３２を通して流れる１または複数の処理ガス内の不純物を除去する多孔質膜（例えば、金属膜など）である。別の例として、フィルタ４３２は、多孔質膜（例えば、金属膜）の１または複数の層を備える。不純物は、バルブシート層４０６によって生成された粒子を含む。いくつかの実施形態において、バルブシート層４０６は、フィルタ４３２を備えない。
【0092】
ガス分配層４０８の移送チャネル４３７はオリフィスであり、バルブシート層４０６の移送チャネル４３６と垂直に整列されている。移送チャネル４３７は、ガス分配層４０８の部分Ａとガス分配層４０８の部分Ｂとの間に形成された空間である。移送チャネル４３７は、ガス分配層４０８の部分ＡおよびＢの垂直層４３９Ａによって形成され、部分的に囲まれている。
【0093】
ガス分配層４０８は、ガス分配層４０８の縁部に通路チャネル４３８を備える。通路チャネル４３８は、ガス分配層４２４の上面４２４よりも低い高さになるようにガス分配層４０８の上面４４０を加工することによって形成される。通路チャネル４３８は、ガス分配層４０８の部分Ｂ内にエッチングされたガス受け入れチャンバ４４２内へ１または複数の処理ガスが通過することを可能にする。ガス受け入れチャンバ４４２は、ガス分配層４０８の部分Ｂ内に形成された空間である。例えば、ガス受け入れチャンバ４４２は、ガス分配層４０８内にエッチングされ、ガス分配層４０８の垂直層４３３Ａおよびガス分配層４０８の水平層４３３Ｂによって部分的に囲まれている。ガス受け入れチャンバ４４２は、垂直層４３３Ａ、水平層４３３Ｂ、ガス通路４３４、および、バルブシート層４０６の部分Ｃの底面４２２の間に形成されている。
【0094】
アクチュエータ４２７は、マイクロアクチュエータ回路に接続され、その回路については、後に詳述する。さらに、ひずみセンサ４２６および４２８の各々は、ひずみセンサ４２６および４２８の各々におけるひずみを測定するための測定デバイスに接続される。測定デバイスの例は、ひずみセンサ４２６および４２８の各々におけるひずみによって生成される電圧の量を測定する電圧計、または、ひずみセンサ４２６および４２８の各々におけるひずみによって生成される電流の量を測定する電流計を含む。電圧量または電流量は、ひずみセンサ４２６および４２８の各々におけるひずみの量に対応する（例えば、一対一の関係を有する、対応関係を有する、など）。電圧量または電流量と、ひずみとの間の対応関係は、メモリデバイス（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）、揮発性メモリ、不揮発性メモリなど）に格納される。メモリデバイスの例は、フラッシュメモリ、ハードディスクなどを含む。測定デバイスおよびメモリデバイスに接続されたホストコンピュータシステムのプロセッサが、電流量または電圧量からひずみを決定する。本明細書で用いられているように、プロセッサは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または、中央処理装置（ＣＰＵ）であり、これらの用語は、本明細書では交換可能に用いられる。
【0095】
いくつかの実施形態において、ひずみセンサ４２６および４２８に向かって光を放射する光源と、ひずみセンサ４２６および４２８から反射した光を検出する光検出器と、を有する光学測定デバイスが、測定デバイスとして用いられる。光検出器は、ひずみセンサ４２６および４２８から反射した光の量を示す電気信号を生成し、これは、ひずみセンサ４２６および４２８の各々のひずみを決定するために、ホストコンピュータシステムのプロセッサによって用いられる。
【0096】
いくつかの実施形態において、通路チャネル４３８、ガス受け入れチャンバ４４２、ガス通路４３４、アクチュエータ４２７、ダイヤフラム層４０４の部分Ａ、Ｂ、および、Ｃ、移送チャネル４３６、ならびに、移送チャネル４３７は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ２、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ４、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ５、または、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ６（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ａ、および、図２Ｂ）の一部であることに注意されたい。
【0097】
同様に、様々な実施形態において、通路チャネル４３８、ガス受け入れチャンバ４４２、ガス通路４３４、アクチュエータ４２７、センサ４２６および４２８、ダイヤフラム層４０４の部分Ａ、Ｂ、および、Ｃ、移送チャネル４３６、ならびに、移送チャネル４３７は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ２、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ４、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ５、または、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ６（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ａ、および、図２Ｂ）の一部であることに注意されたい。
【0098】
さらに、様々な実施形態において、アクチュエータ４２７、ダイヤフラム層４０４の部分Ａ、Ｂ、および、Ｃ、バルブシート、ならびに、移送チャネル４３６は、本明細書ではアクチュエータバルブと呼ぶこともあることに注意されたい。バルブシートは、いくつかの実施形態において、ダイヤフラム層４０４の部分Ｂが載るバルブシート層４０６の部分Ｂの上面４２０およびバルブシート層４０６の部分Ａの上面４２０の一部である。
【0099】
様々な実施形態において、ひずみセンサ４２６および４２８の代わりにまたはそれらに加えて、他のタイプのセンサ（例えば、流量センサ、温度センサ、ガス質量センサ、流体密度センサ、流体混合比センサなど）が、ひずみセンサ４２６および４２８が組み込まれるのと同様の方法（例えば、同じ方法など）で、ダイヤフラム層４０４に組み込まれる。
【0100】
図５Ａは、支持基板層１２０、アクチュエータ層４０３、ダイヤフラム層４０４、バルブシート層４０６、および、ガス分配層４０８が互いに取り付けられたアクティブシャワーヘッド４００の一実施形態を示す図であり、アクチュエータ４２７は収縮位置にある。アクチュエータ制御部１２６は、通常開位置（ＮＰ）である収縮位置になるように、アクチュエータ４２７を制御する。例えば、アクチュエータ制御部１２６がアクチュエータ４２７を作動させるための信号を生成しない時、アクチュエータ４２７は、収縮位置にある。１または複数の処理ガスが、通路チャネル４３８およびガス受け入れチャンバ４４２を介して、ガス通路４３４へ流れる。通路チャネル４３８は、チャネルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、または、Ｃ６（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ａ、および、図２Ｂ）の一部である。
【0101】
アクチュエータ４２７が収縮位置にある時、ガス通路４３４内の１または複数の処理ガスは、ダイヤフラム層４０４の部分Ｃを上方向に（例えば、アクチュエータ層４０３に向かって）押す力を生み出す。上方向に押すことで、ダイヤフラム層４０４の部分ＡおよびＢも上方向に押される。この押しは、ダイヤフラム層４０４の部分Ａ、Ｂ、および、Ｃの各々が、ダイヤフラム（例えば、柔軟な膜）としてどのように作用するかを示す。ダイヤフラム層４０４の部分Ｂが押し上げられると、ギャップ５０１が、ダイヤフラム層４０４の底面４１８とバルブシート層４０６の上面４２０との間に形成されることで、ガス通路４３４から移送チャネル４３６および４３７を介して移送チャネル４３７の出力側にある開口部５０２へ１または複数の処理ガスが通過することが可能になる。いくつかの実施形態において、移送チャネル４３７は、本明細書では、排気オリフィスと呼ばれる。
【0102】
移送チャネル４３６内の１または複数の処理ガス中の不純物は、フィルタ４３２によってフィルタリングされ、１または複数の処理ガス（フィルタリング済み）が、移送チャネル４３７へ流れ込み、移送チャネル４３７は、開口部Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６、Ｏ７、Ｏ８、Ｏ９、Ｏ１０、Ｏ１１、または、Ｏ１２（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ａ、および、図２Ｂ）の一部である開口部５０２を有する。例えば、開口部５０２は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１、ＡＴ２、ＡＴ３、ＡＴ４、ＡＴ５、または、ＡＴ６の開口部であり、プラズマリアクタ１０２、１５２、１６６、２０２、または、２５４（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ａ、および、図２Ｂ）のいずれかのギャップ１２８へ向かう。
【0103】
図５Ｂは、１または複数の処理ガスが開口部５０２に至るようにバルブシート層４０６およびガス分配層４３７を通して流れない様子を説明するために、アクティブシャワーヘッド４００の一実施形態を示す図である。アクチュエータ制御部１２６は、アクチュエータ層４０３の底面４１４に対して伸長位置になるように作動するよう、アクチュエータ４２７を制御する。例えば、アクチュエータ制御部１２６は、アクチュエータ４２７が収縮位置から伸長位置になるように、アクチュエータ４２７に信号を送信する。伸長位置は、底面４１４に対して伸長し、図５Ａに示したアクチュエータ４２７の収縮位置に比べてさらに下がった位置であり、収縮位置も底面４１４よりも下の位置である。
【0104】
伸長位置にあるアクチュエータ４２７は、１または複数の処理ガスが通過するための上面４２０とダイヤフラム層４０４の部分Ｂとの間のギャップがなくなるように、ダイヤフラム層４０４を圧迫して、バルブシート層４０６の上面４２０に向かってダイヤフラム層４０４の部分Ｂを押しつける。１または複数の処理ガスが通路チャネル４３８を介してガス受け入れチャンバ４４２内に受け入れられると、１または複数の処理ガスは、ガス受け入れチャンバ４４２からガス通路４３４へ流れる。しかしながら、１または複数の処理ガスは、バルブシート層４０６の上面４２０とダイヤフラム層４０４の部分Ｂとの間のギャップがないため、ガス通路４３４から移送チャネル４３６へ、さらに、移送チャネル４３７を介して開口部５０２へ流れることはできない。ギャップ５０１がない時にダイヤフラム層４０４の部分Ｂが載っているバルブシート層４０６の上面４２０の一部は、本明細書では、バルブシート層４０６のバルブシートとも呼ばれることに注意されたい。１または複数の処理ガスの力は、バルブシート層４０６の上面４２０とダイヤフラム層４０４の部分Ｂとの間にギャップを生成するように上方向にダイヤフラム層４０４の部分Ｃを押し上げるほどではない。
【0105】
いくつかの実施形態において、チャネルＣ１は、開口部５０２でのコンダクタンスよりも大きいコンダクタンスを有する。開口部５０２でのコンダクタンスは、移送チャネル４３７のコンダクタンスと同じである。
【0106】
図６Ａは、伸長位置である通常閉（ＮＣ）位置にあるアクチュエータ４２７を説明するためにアクティブシャワーヘッド４００の一実施形態を示す図である。アクチュエータ制御部１２６は、信号を生成してアクチュエータ４２７に提供することをしない。アクチュエータ４２７は、信号がアクチュエータ制御部１２６から受信されていない時、アクチュエータ層４０３の底面４１４に対して伸長位置にある。アクチュエータ４２７が伸長位置にある時、ダイヤフラム層４０４の部分Ｂは、バルブシート層４０２の上面４２０に突き当たることで、ダイヤフラム層４０４の部分Ｂと上面４２０との間のギャップを塞ぐので、バルブシート層４０６のガス通路４３４からバルブシート層４０６の移送チャネル４３６へ１または複数の処理ガスが流れることはない。
【0107】
図６Ｂは、開位置にあるアクチュエータ４２７を説明するためにアクティブシャワーヘッド４００の一実施形態を示す図である。アクチュエータ制御部１２６は、図６Ａの伸長位置と比較して底面４１８に対して引っ込むように、アクチュエータ４２７を制御する。例えば、アクチュエータ制御部１２６は、アクチュエータ４２７が、アクチュエータ層４０３の底面４１４に対して引っ込み、ダイヤフラム層４１４から離れるように、アクチュエータ４２７に信号を送信する。収縮位置にあるアクチュエータ４２７は、図６Ａの伸長位置にあるアクチュエータ４２７と比較してダイヤフラム層４１４からさらに離れる。アクチュエータ４２７は、図６Ａの伸長位置にある時、アクチュエータ４２７が収縮位置にある時よりもダイヤフラム層４１４の近くにある。
【0108】
アクチュエータ４２７が収縮位置にある時、ダイヤフラム層４０４の位置Ｂとバルブシート層４０６の上面４２０との間のギャップ５０１が形成されることで、ガス通路４３４からギャップ５０１を介して移送チャネル４３６へ、さらに、移送チャネル４３７を介して開口部５０２へ、１または複数の処理ガスが通過することが可能になる。
【0109】
いくつかの実施形態において、ひずみを測定するセンサ４２６および４２８の代わりにまたはそれらに加えて、他のパラメータ（例えば、本明細書に記載のアクティブシャワーヘッド内の温度、アクティブシャワーヘッド内に流れる１または複数の処理ガスのガス流量、アクティブシャワーヘッド内に流れる１または複数の処理ガスの質量、など）の１または複数のセンサが、アクティブシャワーヘッドの基板層の内の１または複数の層内に配置される。
【0110】
図７は、ダイヤフラム層７０２の一部であるアクチュエータ７０２（例えば、圧電アクチュエータ、圧電単層、せん断応力アクチュエータなど）を説明するためにアクティブシャワーヘッド７００の一実施形態を示す図である。アクティブシャワーヘッド７００は、基板支持層１２０と、ダイヤフラム層７０２と、バルブシート層４０６と、ガス分配層４０８と、を備える。ダイヤフラム層７０２は、基板（例えば、半導体ウエハ、シリコンウエハなど）で形成される。
【0111】
アクティブシャワーヘッド７００は、基板支持層１２０とダイヤフラム層７０４との間のアクチュエータ層４０３（図４）を備えない。基板支持層１２０の底面４１０は、ダイヤフラム層７０４の上面４１６に取り付けられている（例えば、結合、クランプ、接着剤を用いて接着、などされている）。
【0112】
ダイヤフラム層７０２は、ダイヤフラム層７０２がアクチュエータ７０２を備えることを除けば、ダイヤフラム層４０４（図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、および、図６Ｂ）と同じである。アクチュエータ７０２の例は、ダイヤフラム層７０２よりも薄い膜（例えば、金属膜、圧電単層など）を含む。アクチュエータ７０２は、ダイヤフラム層７０２の上面４３０に取り付けられている（例えば、結合、接着剤を用いて接着、などされている）。いくつかの実施形態において、アクチュエータ７０２は、ダイヤフラム層７０４のＡ部分の少なくとも一部、ダイヤフラム層７０４のＢ部分、および、ダイヤフラム層７０４のＣ部分の少なくとも一部を覆っている。例えば、アクチュエータ７０２は、アクチュエータ４２７よりも広い直径を有する。
【0113】
アクチュエータ７０２は、アクチュエータ制御部１２６によって制御される。アクチュエータ制御部１２６は、アクチュエータ７０２に信号を提供して、アクチュエータ７０２の曲率を変える（例えば、水平方向にアクチュエータ７０２を曲げる）。アクチュエータ７０２が閉位置になるように凸状に曲げられると、ダイヤフラム層７０４の部分Ｂがバルブシート層４０６の上面４２０に向かって押し進むことで、ダイヤフラム層７０４の部分Ｂとバルブシート層４０６の上面４２０との間のギャップ５０１が閉じられ、バルブシート層４０６のガス通路４３４から移送チャネル４３６へ１または複数の処理ガスが通過できなくなる。
【0114】
さらに、アクチュエータ制御部１２６は、アクチュエータ７０２を曲げないようにアクチュエータ７０２の曲率を変化させるために、アクチュエータ７０２に信号を提供する。これは、アクチュエータ７０２の通常開位置である。例えば、アクチュエータ制御部１２６からアクチュエータ７０２へ信号が送信されない。アクチュエータ７０２は、信号を受信しない時、凸形状を形成するように水平方向に曲げられることがない。アクチュエータ７０２が曲げられない時、ギャップ５０１が、ダイヤフラム層７０２の部分Ｂとバルブシート層４０６の上面４２０との間に形成される。ギャップ５０１は、ガス通路４３４にある１または複数の処理ガスの力によって形成される。ギャップ５０１が形成されると、１または複数の処理ガスは、ガス通路４３４から移送チャネル４３６へ、さらに、移送チャネル４３７を介してガス分配層４０８の開口部５０２へ流れる。
【0115】
いくつかの実施形態において、通路チャネル４３８、ガス受け入れチャンバ４４２、ガス通路４３４、アクチュエータ７０２、ダイヤフラム層７０４の部分Ａ、Ｂ、および、Ｃ、移送チャネル４３６、ならびに、移送チャネル４２７は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ２、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ４、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ５、または、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ６（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ａ、および、図２Ｂ）の一部であることに注意されたい。
【0116】
さらに、様々な実施形態において、アクチュエータ７０２、ダイヤフラム層７０４の部分Ａ、Ｂ、および、Ｃ、バルブシート、ならびに、移送チャネル４３６は、本明細書ではアクチュエータバルブと呼ぶこともあることに注意されたい。
【0117】
様々な実施形態において、本明細書に記載のアクチュエータは、アクティブシャワーヘッドから離れて配置され、適切な流体が、ギャップ５０１を作るまたは閉じるために、アクチュエータによって生み出された作動圧をダイヤフラム層４０４の部分Ｂへ伝える。
【0118】
いくつかの実施形態において、センサ４２６および４２８は、センサ４２６および４２８がダイヤフラム層４０４の上面４３０に取り付けられるのと同様の方法で、ダイヤフラム層７０４の上面４３０に取り付けられる。例えば、センサ４２６はダイヤフラム層７０４の部分Ａの一部に配置され、センサ４２８はダイヤフラム層７０４の部分Ｃの一部に配置される。
【0119】
図８Ａは、アクティブシャワーヘッド８００によって形成されたゾーンＡの配置を説明するためにアクティブシャワーヘッド８００の一実施形態を示す上面図である。ゾーンＡは、アクティブシャワーヘッド８００の外周に沿って四隅に配置される。アクティブシャワーヘッド４００（図４、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、および、図６Ｂ）またはアクティブシャワーヘッド７００（図７）は、アクティブシャワーヘッド８００の例である。各ゾーンＡの例は、開口部５０２（図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、および、図６Ｂ）にある領域である。その領域は、アクチュエータ４２７（図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、および、図６Ｂ）、ダイヤフラム層４０４の部分Ａ、Ｂ、および、Ｃ、移送チャネル４３６、ならびに、移送チャネル４３７（図４、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、および、図５Ｄ）の動作の結果として、１または複数の処理ガスを受ける。各ゾーンＡの別の例は、アクチュエータ４２７、ダイヤフラム層４０４の部分Ａ、Ｂ、および、Ｃ、センサ４２６および４２８（図４）、移送チャネル４３６、ならびに、移送チャネル４３７の動作により、開口部５０２で１または複数の処理ガスを受ける領域である。各ゾーンＡのさらに別の例は、アクチュエータ４２７、ダイヤフラム層４０４の部分Ａ、Ｂ、および、Ｃ、センサ４２６および４２８、フィルタ４３２、移送チャネル４３６、ならびに、移送チャネル４３７の動作により、開口部５０２で１または複数の処理ガスを受けた領域である。各ゾーンＡの別の例は、アクチュエータ７０２（図７）、ダイヤフラム層４０４の部分Ａ、Ｂ、および、Ｃ、移送チャネル４３６、ならびに、移送チャネル４３７の動作により、開口部５０２で１または複数の処理ガスを受ける領域である。各ゾーンＡの別の例は、アクチュエータ７０２、ダイヤフラム層４０４の部分Ａ、Ｂ、および、Ｃ、センサ４２６および４２８（図４）、移送チャネル４３６、ならびに、移送チャネル４３７の動作により、開口部５０２で１または複数の処理ガスを受けた領域である。各ゾーンＡのさらに別の例は、アクチュエータ７０２、ダイヤフラム層４０４の部分Ａ、Ｂ、および、Ｃ、センサ４２６および４２８、フィルタ４３２、移送チャネル４３６、ならびに、移送チャネル４３７の動作により、開口部５０２で１または複数の処理ガスを受ける領域である。
【0120】
一例として、ゾーンＡの内の第１ゾーンＡは、アクチュエータ層４０３（図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、および、図６Ｂ）の第１アクチュエータ、ダイヤフラム層４０４の部分（例えば、部分Ａ、Ｂ、および、Ｃ）の第１セット、バルブシート層４０６の第１移送チャネル（例えば、移送チャネル４３６）、ならびに、ガス分配層４０８（図４、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、および、図５Ｄ）の第１移送チャネル（例えば、移送チャネル４３７）の動作の結果として、１または複数の処理ガスを受ける出力Ｏ１（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、および、図２Ｂ）または出力Ｏ７（図２Ａ）にある第１領域である。ゾーンＡの内の第２ゾーンＡは、アクチュエータ層４０３の第２アクチュエータ、ダイヤフラム層４０４の部分の第２セット、バルブシート層４０６の第２移送チャネル、ならびに、ガス分配層４０８（図４、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、および、図５Ｄ）の第２移送チャネルの動作の結果として、１または複数の処理ガスを受ける出力Ｏ２（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、および、図２Ｂ）または出力Ｏ８（図２Ａ）にある第２領域である。アクチュエータ４２７（図４）は、アクチュエータ層４２６の第１および第２アクチュエータの各々の例である。さらに、ダイヤフラム層４０４の部分Ａ、Ｂ、および、Ｃ（図４）は、部分の第１セットまたは部分の第２セットの例である。また、移送チャネル４３６（図４）は、バルブシート層４０６の第１移送チャネルおよびバルブシート層４０６の第２移送チャネルの各々の例である。移送チャネル４３７（図４）は、ガス分配層４０８の第１移送チャネルおよびガス分配層４０８の第２移送チャネルの各々の例である。
【0121】
一例として、ゾーンＡの内の第１ゾーンＡは、ダイヤフラム層７０４（図７Ａ）の第１アクチュエータ、ダイヤフラム層７０４の部分の第１セット、バルブシート層４０６（図７）の第１移送チャネル、および、ガス分配層４０８（図７）の第１移送チャネルの動作の結果として、１または複数の処理ガスを受ける出力Ｏ１（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、および、図２Ｂ）または出力Ｏ７（図２Ａ）にある第１領域である。ゾーンＡの内の第２ゾーンＡは、ダイヤフラム層７０４の第２アクチュエータ、ダイヤフラム層７０４の部分の第２セット、バルブシート層４０６（図７）の第２移送チャネル、および、ガス分配層４０８（図７）の第２移送チャネルの動作の結果として、１または複数の処理ガスを受ける出力Ｏ２（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、および、図２Ｂ）または出力Ｏ８（図２Ａ）にある第２領域である。アクチュエータ７０２（図４）は、ダイヤフラム層７０４の第１および第２アクチュエータの各々の例である。
【0122】
いくつかの実施形態において、ゾーンは、複数のアクチュエータ／移送構成要素（例えば、ＡＴ１およびＡＴ２など）からの１または複数の処理ガスが、例えば、複数の開口部５０２で受けられるところに形成される。
【0123】
様々な実施形態において、ゾーンは、単一のアクチュエータ／移送構成要素によって形成される。いくつかの実施形態において、ゾーンは、互いに隣接する複数のアクチュエータ／移送構成要素によって形成される。
【0124】
図８Ｂは、ゾーンＡがアクティブシャワーヘッド８０２の直径に沿って線形に並べられたアクティブシャワーヘッド８０２の一実施形態を示す図である。アクティブシャワーヘッド４００（図４、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、および、図６Ｂ）またはアクティブシャワーヘッド７００（図７）は、アクティブシャワーヘッド８０２の例である。
【0125】
図８Ｃは、ゾーンＡがアクティブシャワーヘッド８０４の外周に沿って三角形の頂点に形成されたアクティブシャワーヘッド８０４の一実施形態を示す図である。アクティブシャワーヘッド４００（図４、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、および、図６Ｂ）またはアクティブシャワーヘッド７００（図７）は、アクティブシャワーヘッド８０４の例である。
【0126】
図８Ｄは、ゾーンＡがアクティブシャワーヘッド８０６の外周に沿って配置されたアクティブシャワーヘッド８０６の一実施形態を示す図である。アクティブシャワーヘッド４００（図４、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、および、図６Ｂ）またはアクティブシャワーヘッド７００（図７）は、アクティブシャワーヘッド８０６の例である。
【0127】
図８Ｅは、基板層１２２への１または複数の処理ガスの移送を説明するためにアクティブシャワーヘッド８５０の一実施形態を示す図である。基板層１２２は、複数のアクチュエータを備えており、各アクチュエータには、符号８７０が付されている。アクチュエータ４２７（図４）またはアクチュエータ７０２（図７）は、アクチュエータ８７０の例である。
【0128】
アクティブシャワーヘッド８５０は、測定層８５２と、層８５４と、ガスリザーバ層８５６と、基板支持層１２０と、基板層１２２と、電極層８５８と、混合チャンバ１６２と、シャワーヘッドプレート１６４と、を備える。測定層８５２の一例は、熱プレート層１１６（図１Ｃおよび図２Ｂ）である。測定層８５２の別の例は、セラミックプレートである。層８５４の一例は、断熱層１１８（図１Ｃおよび図２Ｂ）である。層８５４の別の例は、１または複数の処理ガスを通すためのチャネルＣ１の一部を形成するようにエッチングされたウエハ基板である。層８５４のさらに別の例は、断熱層１１８と、１または複数の処理ガスを通すためのチャネルＣ１の一部を形成するようにエッチングされたウエハ基板との組みあわせである。この例において、ウエハ基板は、断熱層１１８とガスリザーバ層８５６との間に位置するように、断熱層１１８の底面に取り付けられている（例えば、結合、クランプ、などされている）。混合チャンバ１６２は、基板層１２２の下方に配置された断熱層８６０（例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層、セラミック層など）によって側面を囲まれている。混合チャンバ１６２は、基板層１２２、断熱層８６０、および、シャワーヘッドプレート１６４によって囲まれている。また、別の断熱層（例えば、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）層など）が、断熱層８６２の下方に配置され、シャワーヘッドプレート１６４の側面を囲む。
【0129】
電極層８５８の例は、電極１２４（図１Ｃ）またはＲＦコイル２１２（図２Ｂ）である。電極層８５８がＲＦコイル２１２である場合、誘電体窓２１４（図２Ｂ）は、電極層８５８および混合チャンバ１６２の下方に配置される。
【0130】
測定層８５２は、１または複数の計測ツール（例えば、チャネルＣ１内の１または複数の処理ガスの圧力を測定するセンサ、チャネルＣ１内の１または複数の処理ガスの温度を測定するセンサ、チャネルＣ１内の１または複数の処理ガスの質量を測定するセンサ、チャネルＣ１内の１または複数の処理ガスの流れの流量を測定するセンサ、流量計など）を備える。ガスリザーバ層８５６は、半導体材料（例えば、シリコン、電子特性を変えるために不純物でドープできる材料など）で形成される。一例として、ガスリザーバ層８５６は、１または複数のガスリザーバ（例えば、ガスリザーバＧＲ１）を備えるようにエッチングされたウエハである。いくつかの実施形態では、ウエハが、１または複数の処理ガスの貯留のための空間であるガスリザーバを形成するようにエッチングされる。いくつかの実施形態では、複数のガスリザーバ層が、ガスリザーバ層８５６に貯留されるよりも多量のガスを貯留するために用いられる。
【0131】
層８５４は、測定層８５２の下方かつガスリザーバ層８５６の上方に配置される。基板支持層１２０は、ガスリザーバ層８５６の下方かつ基板層１２２の上方に配置される。コネクタ８５９（例えば、金属プレート、金属コネクタなど）が、ガスラインＧＬ１をチャネルＣ１と接続するために用いられる。例えば、コネクタ８５９は、アクティブシャワーヘッド８００の上面８６２に取り付けられている（例えば、ネジ留め、ボルト留め、などされている）。上面１１９（図１Ｃおよび図２Ｂ）は、上面８６２の一例である。
【0132】
チャネルＣ１は、測定層８５２および層８５４を通してガスリザーバＧＲ１内に伸びる。チャネルＣ１は、さらに、ガスリザーバＧＲ１から基板支持層１２０の１または複数の層を介して通路チャネル４３８（図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７）まで伸びる。
【0133】
ガスリザーバ層８５６は、さらなるガスリザーバＧＲ２およびＧＲ３を備える。一例として、ガスリザーバＧＲ２はガスチャネルＣ２の一部であり、ガスリザーバＧＲ３はガスチャネルＣ３の一部である。チャネルＣ２はチャネルＣ３から隔離（例えば、分離）され、チャネルＣ１はチャネルＣ３から隔離され、チャネルＣ１はチャネルＣ２から隔離されている。１または複数の処理ガスが、チャネルＣ２（図１Ｃおよび図２Ｂ）から受け入れられ、アクチュエーション／移送構成要素ＡＴ２へのさらなる移送に向けてガスリザーバＧＲ２に貯留される。同様に、１または複数の処理ガスが、チャネルＣ３（図１Ｃおよび図２Ｂ）から受け入れられ、アクチュエーション／移送構成要素ＡＴ３へのさらなる移送に向けてガスリザーバＧＲ３に貯留される。ゾーンＡは、混合チャンバ１６２内でアクチュエーション／移送構成要素ＡＴ１の下方に形成され、別のゾーンＡは、混合チャンバ１６２内でアクチュエーション／移送構成要素ＡＴ２の下方に形成され、さらに別のゾーンＡは、混合チャンバ１６２内でアクチュエーション／移送構成要素ＡＴ３の下方に形成される。ゾーンＡ内の１または複数の処理ガスは、シャワーヘッドプレート１６４の開口部を通してギャップ１２８に移送される前に、混合チャンバ１６２内で互いに混合される。
【0134】
図９Ａは、アクチュエータ制御部１２６（図１Ａ）の一例であるアクチュエータ制御部９０１を説明するためにシステム９００の一実施形態を示す図である。システム９００は、アクチュエータ制御部９０１を備える。アクチュエータ制御部９０１は、光源９０２と、光分波器９０４と、マイクロアクチュエータ回路９０６Ａ、９０６Ｂ、９０６Ｃ、および、９０６Ｄと、を備える。光源９０２の例は、複数の波長の光を生成する光発生器（例えば、発光ダイオード）を含む。いくつかの実施形態において、光分波器９０４は、各波長が、異なるファイバ光ケーブルを伝わって異なるフォトダイオードに到達するように、波長を区別して波長を分離するファイバ光ネットワークを備える。光分波器９０４は、さらに、光の異なる波長を区別してフィルタリングするためのフィルタを備える。さらに、光分波器９０４は、異なるファイバ光ケーブルに波長を切り替えることを可能にするために、切り替え技術（ＭＥＭＳシステム、熱光学スイッチなど）を備える。
【0135】
マイクロアクチュエータ回路９０６Ａは、インダクタＩ１と、フォトダイオードＰＤ１と、バッテリＢ１とを備えており、これらはすべて、互いに直列に接続されている。同様に、マイクロアクチュエータ９０６Ｂは、インダクタＩ２と、フォトダイオードＰＤ２と、バッテリＢ２とを備えており、これらはすべて、互いに直列に接続されている。マイクロアクチュエータ回路９０６Ｃは、インダクタＩ３と、フォトダイオードＰＤ３と、バッテリＢ３とを備えており、これらはすべて、互いに直列に接続されている。マイクロアクチュエータ回路９０６Ｄは、インダクタＩ４と、フォトダイオードＰＤ４と、バッテリＢ４とを備えており、これらはすべて、互いに直列に接続されている。いくつかの実施形態では、マイクロアクチュエータ回路内のバッテリの代わりに、キャパシタが用いられる。様々な実施形態において、マイクロアクチュエータ回路は、バッテリを備えない。システム９００は、さらに、複数のアクチュエータを備えており、各アクチュエータには、符号８７０が付されている。
【0136】
光源９０２は、光分波器９０４の入力側の通信媒体（例えば、光ファイバなど）を介して光分波器９０４に向かう光を生成する。光分波器９０４（例えば、フィルタおよび切り替え技術）は、光を複数の光に分離（例えば、分波など）し、複数の光の各々は、異なる波長を有する。
【0137】
波長の内の第１波長の光は、光分波器９０４の出力に接続された第１光ファイバを介してフォトダイオードＰＤ１へ向けられる。同様に、波長の内の第２波長の光は、光分波器９０４の別の出力に接続された第２光ファイバを介してフォトダイオードＰＤ２へ向けられる。さらに、波長の内の第３波長の光は、光分波器９０４のさらに別の出力に接続された第３光ファイバを介してフォトダイオードＰＤ３へ向けられ、波長の内の第４波長の光は、光分波器９０４の別の出力に接続された第４光ファイバを介してフォトダイオードＰＤ４へ向けられる。
【0138】
第１波長の光は、フォトダイオードＰＤ１によって検出されて電気信号を生成する。同様に、第２波長の光は、フォトダイオードＰＤ２によって検出されて電気信号を生成し、第３波長の光は、フォトダイオードＰＤ３によって検出されて電気信号を生成し、第４波長の光は、フォトダイオードＰＤ４によって検出されて電気信号を生成する。
【0139】
フォトダイオードＰＤ１によって生成された電気信号は、インダクタＩ１を通過して、電気信号のインピーダンスを変化させ、変化したインピーダンスを持つ電気信号は電荷を生成し、電荷は、バッテリＢ１に蓄えられる。同様に、フォトダイオードＰＤ２によって生成された電気信号は、インダクタＩ２を通過して、電気信号のインピーダンスを変化させ、変化したインピーダンスを持つ電気信号は電荷を生成し、電荷は、バッテリＢ２に蓄えられる。さらに、フォトダイオードＰＤ３によって生成された電気信号は、インダクタＩ３を通過して、電気信号のインピーダンスを変化させ、変化したインピーダンスを持つ電気信号は電荷を生成し、電荷は、バッテリＢ３に蓄えられる。また、フォトダイオードＰＤ４によって生成された電気信号は、インダクタＩ４を通過して、電気信号のインピーダンスを変化させ、変化したインピーダンスを持つ電気信号は電荷を生成し、電荷は、バッテリＢ４に蓄えられる。
【0140】
マイクロアクチュエータ回路９０６Ａ内の変化したインピーダンスを持つ電気信号は、アクチュエータ８７０を通る電磁場を生成する。電磁場がアクチュエータ８７０を通ると、アクチュエータ８７０は、伸長または収縮もしくは伸長および収縮の両方を行う。同様に、マイクロアクチュエータ回路９０６Ｂ内の変化したインピーダンスを持つ電気信号は、アクチュエータ８７０を通ることで、アクチュエータ８７０を伸長または収縮もしくは伸長および収縮させる電磁場を生成する。光源９０２が作動していない（例えば、オフである、非稼働である、故障中である、など）時、バッテリ内に蓄えられた電荷が、アクチュエータ８７０の動きを制御する電磁場を生成するために用いられる。
【0141】
いくつかの実施形態において、４つのフォトダイオードの代わりに、任意の他の数のフォトダイオードが用いられ、フォトダイオードの数は、アクチュエータ８７０の数と一致する。
【0142】
様々な実施形態において、マイクロアクチュエータ回路は、インダクタを全く備えず、マイクロアクチュエータ回路のフォトダイオードが、マイクロアクチュエータ回路のバッテリに接続される。
【0143】
いくつかの実施形態において、マイクロアクチュエータ回路は、インダクタを全く備えず、フォトダイオードを全く備えない。これらの実施形態において、マイクロアクチュエータ回路は、バッテリを備え、バッテリのプラス端子は、電気信号を生成するためにバッテリのマイナス端子に接続される。
【0144】
図９Ｂは、１または複数のアクチュエータ８７０を作動させるためのアクチュエータ制御部９５１を説明するためにシステム９５０の一実施形態を示す図である。アクチュエータ制御部９５１は、アクチュエータ制御部１２６（図１Ａ）の別の例である。システム９５０は、アクチュエータ制御部９５１およびアクチュエータ８７０を備える。アクチュエータ制御部９５１は、電力コントローラ９５４と、マイクロアクチュエータ回路９５２Ａ、９５２Ｂ、９５２Ｃ、および、９５２Ｄと、を備える。電力コントローラ９５４の例は、ドライバ（例えば、より多くのトランジスタの内の１つ）に接続されたプロセッサを含む。
【0145】
マイクロアクチュエータ９５２Ａは、インダクタＩ１と、ＲＦ電源ＲＦ１と、バッテリＢ１とを備えており、これらはすべて、互いに直列に接続されている。同様に、マイクロアクチュエータ９５２Ｂは、インダクタＩ２と、ＲＦ電源ＲＦ２と、バッテリＢ２とを備えており、これらはすべて、互いに直列に接続されている。また、マイクロアクチュエータ９５２Ｃは、インダクタＩ３と、ＲＦ電源ＲＦ３と、バッテリＢ３とを備えており、これらはすべて、互いに直列に接続されている。マイクロアクチュエータ９５２Ｄは、インダクタＩ４と、ＲＦ電源ＲＦ４と、バッテリＢ４と、を備えており、これらはすべて、互いに直列に接続されている。
【0146】
電力コントローラ９５４のプロセッサは、電力コントローラ９５４のドライバに提供するためにコマンド信号を生成する。電力コントローラ９５４のドライバは、コマンド信号を受信すると、ＲＦ電源ＲＦ１～ＲＦ４に提供するために駆動電流信号を生成する。駆動電流信号を受信すると、ＲＦ電源ＲＦ１～ＲＦ４は、対応するＲＦ信号を生成する。
【0147】
ＲＦ電源ＲＦ１によって生成されたＲＦ信号は、ＲＦ信号のインピーダンスを変えるために、インダクタＩ１を通過する。変化したインピーダンスを持つＲＦ信号は、バッテリＢ１に蓄えられる電荷を生成し、ＲＦ信号は、図９Ａを参照して上述したように、アクチュエータ８７０の伸長または収縮を制御する。同様に、ＲＦ電源ＲＦ２によって生成されたＲＦ信号は、ＲＦ信号のインピーダンスを変えるために、インダクタＩ２を通過する。変化したインピーダンスを持つＲＦ信号は、バッテリＢ２に蓄えられる電荷を生成格納されるし、ＲＦ信号は、図９Ａを参照して上述したように、アクチュエータ８７０の伸長または収縮を制御する。
【0148】
様々な実施形態において、マイクロアクチュエータ回路は、インダクタを全く備えず、マイクロアクチュエータ回路のＲＦ電源が、マイクロアクチュエータ回路のバッテリに接続される。
【0149】
いくつかの実施形態において、マイクロアクチュエータ回路は、インダクタを全く備えず、ＲＦ電源を全く備えない。これらの実施形態において、マイクロアクチュエータ回路は、バッテリを備え、バッテリのプラス端子は、電気信号を生成するためにバッテリのマイナス端子に接続される。
【0150】
いくつかの実施形態において、マイクロアクチュエータ回路のインダクタは、ドライバ（例えば、１または複数のトランジスタ）を介してプロセッサ（例えば、ホストコンピュータシステムのプロセッサ）に接続されたモータに接続される。ホストコンピュータシステムのプロセッサは、本明細書に記載したＲＦ発生器の動作周波数および動作電力をＲＦ発生器に提供する。プロセッサは、命令信号を生成して、ドライバに提供する。命令信号を受信すると、ドライバは、電流信号を生成し、電流信号をモータに送信する。モータは、電流信号に応じて、例えば、インダクタのコアを動かすなどして、マイクロアクチュエータ回路のインダクタのインダクタンスを変化させるために回転する。インダクタンスの変更は、マイクロアクチュエータ回路のフォトダイオードまたはＲＦ電源によって生成される電気信号のインピーダンスを変化させて、アクチュエータ８７０が収縮または伸長する量を制御する。
【0151】
図１０は、ガス波注入およびドーズ制御を説明するためにシステム１０００の一実施形態を示す図である。システム１０００は、ホストコンピュータシステム１００２と、アクティブシャワーヘッド１００３と、複数のドライバＤＲ１、ＤＲ２，ＤＲ３、ＤＲ４、ＤＲ５、および、ＤＲ６と、を備える。アクティブシャワーヘッド１１２（図１Ａ）、１５３（図１Ｂ）、１６８（図１Ｃ）、２２０（図２Ａ）、２６０（図２Ｂ）、３０２（図３）、４００（図４）、７００（図７）、および、８５０（図８Ｅ）は、アクティブシャワーヘッド１００３の例である。ドライバＤＲ１～ＤＲ６の各々の例は、１または複数のトランジスタを含む。さらに、システム１０００は、複数の流量制御メカニズムＦＣＭ１、ＦＣＭ２、ＦＣＭ３、ＦＣＭ４、ＦＣＭ５、および、ＦＣＭ６を備える。流量制御メカニズムの一例は、モータを含む。流量制御メカニズムの別の例は、電磁場を生成するための回路（例えば、電流発生器など）を含む。各ドライバは、対応する流量制御メカニズムに接続されている。例えば、ドライバＤＲ１は、流量制御メカニズムＦＣＭ１に接続され、以下同様に続き、ドライバＤＲ６は、流量制御メカニズムＦＣＭ６に接続される。
【0152】
各流量制御メカニズムは、対応するインダクタＩ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、および、Ｉ６に接続されている。例えば、流量制御メカニズムＦＣＭ１は、接続メカニズム（例えば、１または複数のロッド、１または複数のギアと１または複数のロッドとの組みあわせ、など）を介して、インダクタＩ１に接続され、以下同様に続き、流量制御メカニズムＦＣＭ６は、接続メカニズムを介してインダクタＩ６に接続される。インダクタＩ５およびＩ６は、対応するマイクロアクチュエータ回路（例えば、マイクロアクチュエータ回路９０６Ａ（図９Ａ）と同じ構造を有するマイクロアクチュエータ回路、マイクロアクチュエータ回路９５２Ａ（図９Ｂ）と同じ構造を有するマイクロアクチュエータ回路など）のインダクタであることに注意されたい。
【0153】
ホストコンピュータシステム１００２は、プロセッサ１００４およびメモリデバイス１００６を備える。プロセッサ１００４は、メモリデバイス１００６およびドライバＤＲ１～ＤＲ６に接続されている。
【0154】
ガス波注入モードにおいて、プロセッサ１００４は、電流信号を生成するために、作動命令をドライバＤＲ３およびＤＲ４に送信する。作動命令を受信すると、電流信号が、ドライバＤＲ３およびＤＲ４によって生成され、対応する流量制御メカニズムＦＣＭ３およびＦＣＭ４に供給される。流量制御メカニズムＦＣＭ３およびＦＣＭ４は、対応するアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３およびＡＴ４の対応するギャップ５０１（図５Ａ）を介しての１または複数の処理ガスの通過を可能にするために、対応するインダクタＩ３およびＩ４のインダクタンスを変更するよう動作する。マイクロアクチュエータ回路のインダクタのインダクタンスの変化が、マイクロアクチュエータ回路を通して流れる電流の量を変化させ、これが、その量の電流によって生成される電磁場の量を変化させることに注意されたい。電磁場の量の変化は、アクチュエータ／移送構成要素がギャップ５０１を開閉するために動く量を変化させる。作動命令の送信後、プロセッサ１００４は、電流信号の生成を停止するために、ドライバＤＲ３およびＤＲ４に停止命令を送信する。電流信号は、ドライバＤＲ３およびＤＲ４によって対応する流量制御メカニズムＦＣＭ３およびＦＣＭ４へは供給されなくなる。流量制御メカニズムＦＣＭ３およびＦＣＭ４は、対応するアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３およびＡＴ４の対応するギャップ５０１（図５Ａ）を介しての１または複数の処理ガスの通過を遮断するために、対応するインダクタＩ３およびＩ４のインダクタンスを変更するよう動作する。
【0155】
ドライバＤＲ３およびＤＲ４への停止命令の送信後、プロセッサは、電流信号を生成するために、ドライバＤＲ２およびＤＲ５に作動命令を送信する。停止命令を受信すると、電流信号が生成され、ドライバＤＲ２およびＤＲ５によって対応する流量制御メカニズムＦＣＭ２およびＦＣＭ５に供給される。流量制御メカニズムＦＣＭ２およびＦＣＭ５は、対応するアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ２およびＡＴ５の対応するギャップ５０１を通して１または複数の処理ガスが通過することを可能にするために、対応するインダクタＩ２およびＩ５のインダクタンスを変更するよう動作する。ドライバＤＲ３およびＤＲ４への作動命令の送信後、プロセッサは、電流信号の生成を停止するために、ドライバＤＲ２およびＤＲ５に停止命令を送信する。停止命令を受信すると、電流信号は、ドライバＤＲ２およびＤＲ５によって対応する流量制御メカニズムＦＣＭ２およびＦＣＭ５に供給されなくなる。流量制御メカニズムＦＣＭ２およびＦＣＭ５は、対応するアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ２およびＡＴ５の対応するギャップ５０１を介しての１または複数の処理ガスの通過を遮断するために、対応するインダクタＩ２およびＩ５のインダクタンスを変更するよう動作する。
【0156】
さらに、ドライバＤＲ２およびＤＲ５への停止命令の送信後、プロセッサは、電流信号を生成するために、ドライバＤＲ１およびＤＲ６に作動命令を送信する。作動命令を受信すると、電流信号が生成され、ドライバＤＲ１およびＤＲ６によって対応する流量制御メカニズムＦＣＭ１およびＦＣＭ６に供給される。流量制御メカニズムＦＣＭ１およびＦＣＭ６は、対応するアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１およびＡＴ６の対応するギャップ５０１を通して１または複数の処理ガスが通過することを可能にするために、対応するインダクタＩ１およびＩ６のインダクタンスを変更するよう動作する。ドライバＤＲ１およびＤＲ６への作動命令の送信後、プロセッサは、電流信号の生成を停止するために、ドライバＤＲ１およびＤＲ６に停止命令を送信する。停止命令を受信すると、電流信号は、ドライバＤＲ１およびＤＲ６によって対応する流量制御メカニズムＦＣＭ１およびＦＣＭ６に供給されなくなる。流量制御メカニズムＦＣＭ１およびＦＣＭ６は、対応するアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１およびＡＴ６の対応するギャップ５０１を介しての１または複数の処理ガスの通過を遮断するために、対応するインダクタＩ１およびＩ６のインダクタンスを変更するよう動作する。ドライバＤＲ１およびＤＲ６への停止命令の送信後、プロセッサは、電流信号を生成するために、ドライバＤＲ３およびＤＲ４に作動命令を送信する。このように、１または複数の処理ガスが、アクティブシャワーヘッド１００３の中央からアクティブシャワーヘッド１００３の縁部まで繰り返し供給される。
【0157】
様々な実施形態において、１または複数の処理ガスは、上述したのとは逆の方法で、アクティブシャワーヘッド１００３の縁部からアクティブシャワーヘッド１００３の中央まで供給される。例えば、プロセッサ１００４は、電流信号を生成するために作動命令をドライバＤＲ１およびＤＲ６に送信し、その後に停止命令を送信する。ドライバＤＲ１およびＤＲ６への停止命令の送信後、プロセッサ１００４は、電流信号を生成するためにドライバＤＲ２およびＤＲ５に作動命令を送信し、その後に停止命令を送信する。同様に、ドライバＤＲ２およびＤＲ５への停止命令の送信後、プロセッサ１００４は、電流信号を生成するために、ドライバＤＲ３およびＤＲ４に作動命令を送信する。その後、プロセッサ１００４は、停止命令をドライバＤＲ３およびＤＲ４へ送信する。次いで、プロセッサ１００４は、ドライバＤＲ１およびＤＲ６へ作動命令を再び送信することによって、この作動および停止のサイクルを繰り返す。
【0158】
様々な実施形態において、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ２およびＡＴ５の対応するギャップ５０１を介した１または複数の処理ガスの通過を可能にするためにアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ２およびＡＴ４を作動させるアクティベート命令の送信と、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３およびＡＴ４の対応するギャップ５０１を介した１または複数の処理ガスの通過を遮断するためにアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３およびＡＴ４を停止させる停止命令の送信との間には重複がある。例えば、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ２およびＡＴ５を作動させる作動命令は、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３およびＡＴ４を停止させる停止命令を送信する前の所定の期間に送信される。
【0159】
いくつかの実施形態において、１または複数の処理ガスは、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６からギャップ１２８（図１Ａ）に向かって任意の順序で移送される。例えば、プロセッサ１００４は、ランダムな順序または疑似ランダムな順序でアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６を作動させるために、ランダムな順序または疑似ランダムな順序で電流信号を生成するようにドライバＤＲ１～ＤＲ６へ作動命令を送信する。別の例として、プロセッサ１００４は、ランダムな順序または疑似ランダムな順序でアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６を停止させるために、ランダムな順序または疑似ランダムな順序で電流信号の生成を停止するようにドライバＤＲ１～ＤＲ６へ停止命令を送信する。
【0160】
ドーズ制御モードにおいて、アクチュエータ８７０の各々は、予め指定されたレベルまで開閉するように正確に制御される。例えば、アクチュエータ８７０の内の１または複数は、完全に開閉せずに、予め指定されたレベルを達成するように閉じられる。例えば、アクチュエータ４２７は、ダイヤフラム層４０４（図５Ａ）の上面４３０（図４）からバルブシート層４０６（図５Ａ）の上面４２０に向かって途中まで伸長される。別の例として、プロセッサ１００４は、予め指定された量の電流を有する電流信号を生成するために、命令をドライバＤＲ３およびＤＲ４に送信する。電流信号が、ドライバＤＲ３およびＤＲ４によって生成され、対応する流量制御メカニズムＦＣＭ３およびＦＣＭ４へ供給される。流量制御メカニズムＦＣＭ３およびＦＣＭ４は、対応するアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３およびＡＴ４の対応するアクチュエータ８７０の動きを制御することで、対応するギャップ５０１を介して所定の流量で１または複数の処理ガスが通過することを可能にするように、対応するアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３およびＡＴ４のギャップ５０１の量を制御するために、対応するインダクタＩ３およびＩ４のインダクタンスを予め指定された電流量に基づいた予め指定されたレベルまで変化させるよう動作する。さらに、命令送信後の所定の期間の後、プロセッサ１００４は、電流信号の生成を停止させるために、ドライバＤＲ３およびＤＲ４に別の命令を送信する。ドライバＤＲ３およびＤＲ４が電流信号を生成しない時、ＦＣＭ３およびＦＣＭ４は、ギャップ５０１が完全に開くように、対応するインダクタＩ３およびＩ４のインダクタンスを変更するよう動作する。さらに別の例として、プロセッサ１００４は、電流信号を生成するために、命令をドライバＤＲ３およびＤＲ４に送信する。電流信号が、ドライバＤＲ３およびＤＲ４によって生成され、対応する流量制御メカニズムＦＣＭ３およびＦＣＭ４へ供給される。ＦＣＭ３およびＦＣＭ４は、対応するアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３およびＡＴ４の対応するアクチュエータ８７０の動きを制御することで、対応するアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３およびＡＴ４のギャップ５０１を通した１または複数の処理ガスの通過を遮断するようにギャップ５０１を閉じるために、インダクタＩ３およびＩ４のインダクタンスを変更するよう動作する。さらに、命令送信後の所定の期間の後、プロセッサ１００４は、予め指定された量を有する電流信号を生成するために別の命令をドライバＤＲ３およびＤＲ４に送信する。ドライバＤＲ３およびＤＲ４が、予め指定された量を有する電流信号を生成すると、ＦＣＭ３およびＦＣＭ４は、予め指定されたレベルだけアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３およびＡＴ４のギャップ５０１を開くように、対応するアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３およびＡＴ４の対応するアクチュエータ８７０の動きを制御するために、対応するインダクタＩ３およびＩ４のインダクタンスを変更するよう動作する。予め指定されたレベルでギャップ５０１を開くことで、１または複数の処理ガスが所定の流量でギャップ５０１を通過することが可能になる。アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ３およびＡＴ４のギャップ５０１のかかる開閉は、いくつかの実施形態において、ドーズ制御モードで複数回繰り返される。
【0161】
いくつかの実施形態において、ドーズ制御モードは、１または複数の処理ガスの仮想定常流を達成するように操作され、その際、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６のギャップ５０１は、同一または様々なドーズにおいてアクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６の出力５０１で１または複数の処理ガスを供給して、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６のゾーンＡにわたって１または複数の処理ガスの定常流を達成するように制御される。
【0162】
いくつかの実施形態において、仮想定常流は、プラズマ処理（例えば、ウエハのエッチング、ウエハへの材料の蒸着、ウエハの洗浄など）での不均一性を低減するために達成される。様々な実施形態において、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６の出力５０１での１または複数の処理ガスの供給の制御は、処理結果を改善するために処理化学物質の分布の傾斜を達成するのに役立つ。
【0163】
いくつかの実施形態において、図４を参照して上述した測定デバイスは、ホストコンピュータシステム１００２のプロセッサ１００４に接続されており、ホストコンピュータシステム１００２は、対応するドライバＤＲ１～ＤＲ６および対応する流量バルブ制御メカニズムＦＣＭ１～ＦＣＭ６を介して、対応するインダクタＩ１～Ｉ６に接続されている。プロセッサ１００４は、ひずみに基づいて、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６のギャップ５０１を介して流れる１または複数の処理ガスについて達成されるべき対応する流量を決定する。プロセッサ１００４は、達成されるべき対応する流量に基づいて、対応するドライバＤＲ１～ＤＲ６にコマンド信号を送信する。ドライバＤＲ１～ＤＲ６は、コマンド信号を受信すると、対応する量の電流を有する対応する電流信号を生成する。流量バルブ制御メカニズムＦＣＭ１～ＦＣＭ６は、対応する電流信号を受信すると、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６の対応するギャップ５０１を通る１または複数の処理ガスの対応する流量を達成するために、対応するインダクタＩ１～Ｉ６のインダクタンスを変更して、さらに、アクチュエータ８７０を制御してギャップ５０１の量を変えるように動作する（例えば、モータが回転するか、または、回路が電流を生成する、など）。
【0164】
様々な実施形態において、図８Ｅを参照して上述した１または複数の計測ツールは、プロセッサ１００４に接続される。プロセッサ１００４は、パラメータ（例えば、チャネルＣ１～Ｃ６内の１または複数の処理ガスの圧力、１または複数の処理ガスの温度、１または複数の処理ガスのタイプなど）の内の１または複数に基づいて、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６のギャップ５０１を介して流れる１または複数の処理ガスについて達成されるべき対応する流量を決定する。プロセッサ１００４は、達成されるべき対応する流量に基づいて、対応するドライバＤＲ１～ＤＲ６にコマンド信号を送信する。ドライバＤＲ１～ＤＲ６は、コマンド信号を受信すると、対応する量の電流を有する対応する電流信号を生成する。流量バルブ制御メカニズムＦＣＭ１～ＦＣＭ６は、対応する電流信号を受信すると、アクチュエータ／移送構成要素ＡＴ１～ＡＴ６の対応するギャップ５０１を通る１または複数の処理ガスの対応する流量を達成するために、対応するインダクタＩ１～Ｉ６のインダクタンスを変更して、さらに、アクチュエータ８７０を制御してギャップ５０１の量を変えるように動作する（例えば、モータが回転するか、または、回路が電流を生成する、など）。
【0165】
実施形態の一部についてはＭＥＭＳバルブを用いて説明したが、いくつかの実施形態において、ＭＥＭＳバルブではないその他のタイプのバルブが用いられることに注意されたい。
【0166】
本明細書に記載の実施形態は、ハンドヘルドハードウェアユニット、マイクロプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラム可能な家電、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなど、様々なコンピュータシステム構成で実施されてもよい。実施形態は、ネットワークを通して接続された遠隔処理ハードウェアユニットによってタスクが実行される分散コンピューティング環境で実施されてもよい。
【0167】
一部の実施形態において、本明細書に記載したコントローラは、システムの一部であり、システムは、上述の例の一部であってよい。かかるシステムは、１または複数の処理ツール、１または複数のチャンバ、処理のための１または複数のプラットフォーム、および／または、特定の処理構成要素（ウエハペデスタル、ガスフローシステムなど）など、半導体処理装置を備える。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および、処理後に、システムの動作を制御するための電子機器と一体化される。電子機器は、「コントローラ」と呼ばれてもよく、１または複数のシステムの様々な構成要素または副部品を制御しうる。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、ＲＦ発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置および動作設定、ならびに、ツールおよび他の移動ツールおよび／またはシステムと接続または結合されたロードロックの内外へのウエハ移動など、本明細書に開示の処理のいずれを制御するようプログラムされる。
【0168】
概して、様々な実施形態において、コントローラは、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄動作を可能にする、エンドポイント測定を可能にすることなどを行う様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／または、ソフトウェアを有する電子機器として定義される。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣとして定義されるチップ、ＰＬＤ、および／または、１または複数のマイクロプロセッサ、もしくは、プログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを含む。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形態でコントローラに伝えられて、半導体ウエハに対するまたは半導体ウエハのための特定の処理を実行するためのもしくはシステムへのパラメータ、因子、変数などを定義する命令である。プログラム命令は、一部の実施形態において、ウエハの１または複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／または、ダイの加工中に１または複数の処理工程を達成するために処理エンジニアによって定義されるレシピの一部である。
【0169】
コントローラは、一部の実施形態において、コンピュータの一部であるか、または、コンピュータに接続されており、かかるコンピュータは、システムと一体化されるか、システムに接続されるか、その他の方法でシステムとネットワーク化されるか、または、それらの組み合わせでシステムに結合されている。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあるか、もしくは、ウエハ処理のリモートアクセスを可能にするファブホストコンピュータシステムの全部または一部である。コンピュータは、現在の処理のパラメータを変更する、現在の処理に従って処理工程を設定する、または、新たな処理を開始するために、システムへのリモートアクセスを可能にして、製造動作の現在の進捗を監視する、過去の製造動作の履歴を調べる、もしくは、複数の製造動作からの傾向または性能指標を調べる。
【0170】
一部の実施形態では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）が、ネットワーク（ローカルネットワークまたはインターネットを含む）を介してシステムに処理レシピを提供する。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを備え、パラメータおよび／または設定は、リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例において、コントローラは、データの形式で命令を受信し、命令は、１または複数の動作中に実行される処理工程の各々のためのパラメータ、因子、および／または、変数を指定する。パラメータ、因子、および／または、変数は、実行される処理のタイプならびにコントローラがインターフェース接続するまたは制御するよう構成されたツールのタイプに固有であることを理解されたい。したがって、上述のように、コントローラは、ネットワーク化されて共通の目的（本明細書に記載の処理および制御など）に向けて動作する１または複数の別個のコントローラを備えることなどによって分散される。かかる目的のための分散コントローラの一例は、チャンバでの処理を制御するために協働するリモートに配置された（プラットフォームレベルにある、または、リモートコンピュータの一部として配置されるなど）１または複数の集積回路と通信するチャンバ上の１または複数の集積回路を含む。
【0171】
限定はしないが、様々な実施形態において、方法が適用されるシステムの例は、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、蒸着チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属メッキチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層蒸着（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、洗浄タイプチャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、半導体ウエハの加工および／または製造に関連するかまたは利用されうる任意のその他の半導体処理システムを含む。
【0172】
一部の実施形態において、上述の動作は、いくつかのタイプのプラズマチャンバ、例えば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）リアクタ、トランス結合プラズマチャンバ、導体ツール、誘電体ツールを備えるプラズマチャンバ、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）リアクタを備えるプラズマチャンバなど、に適用されることにも注意されたい。例えば、１または複数のＲＦ発生器が、ＩＣＰリアクタ内のインダクタに接続される。インダクタの形状の例は、ソレノイド、ドーム形コイル、平坦形コイルなどを含む。
【0173】
上述のように、ツールによって実行される１または複数の処理工程に応じて、ホストコンピュータは、他のツール回路またはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近くのツール、工場の至る所に配置されるツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、もしくは、半導体製造工場内のツール位置および／またはロードポートに向かってまたはそこからウエハのコンテナを運ぶ材料輸送に用いられるツール、の内の１または複数と通信する。
【0174】
上述の実施形態を念頭に置いて、実施形態の一部は、コンピュータシステムに格納されたデータを含め、コンピュータによって実行される様々な動作を用いることを理解されたい。これらの動作は、物理量を物理的に扱う動作である。本実施形態の一部を形成する本明細書で説明した動作はいずれも、有用な機械動作である。
【0175】
実施形態の一部は、さらに、これらの動作を実行するためのハードウェアユニットまたは装置に関する。装置は、専用コンピュータ向けに特別に構成される。専用コンピュータとして規定された場合、コンピュータは、特定の目的に含まれない他の処理、プログラム実行、または、ルーチンを実行しつつ、特定の目的のために動作することができる。
【0176】
一部の実施形態において、動作は、コンピュータメモリ、キャッシュに格納されたまたはコンピュータネットワークを介して取得された１または複数のコンピュータプログラムによって選択的にアクティベートまたは構成されたコンピュータで処理されてもよい。データがコンピュータネットワークを介して取得されると、そのデータは、コンピュータネットワーク（例えば、コンピューティングリソースのクラウド）上の他のコンピュータによって処理されてもよい。
【0177】
１または複数実施形態は、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体上にコンピュータ読み取り可能なコードとして製造されてもよい。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体は、データを格納する任意のデータ記憶ハードウェアユニット（例えば、メモリデバイスなど）であり、データは、その後、コンピュータシステムによって読み出される。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体の例としては、ハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、コンパクトディスク－ＲＯＭ（ＣＤ－ＲＯＭ）、ＣＤ－レコーダブル（ＣＤ－Ｒ）、ＣＤ－リライタブル（ＣＤ－ＲＷ）、磁気テープ、および、その他の光学式および非光学式のデータ記憶ハードウェアユニットが挙げられる。一部の実施形態において、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ読み取り可能なコードが分散的に格納および実行されるように、ネットワーク接続されたコンピュータシステム上に分散されたコンピュータ読み取り可能なタンジブル媒体を含む。
【0178】
上述の方法動作は、特定の順序で提示されているが、様々な実施形態において、その他のハウスキーピング処理が動作の合間に実行される、もしくは、方法動作が、若干異なる時間に実行される、様々な間隔で方法動作が起きることを許容するシステムに方法動作が分散される、または、上述したのと異なる順序で実行されるように調整されることを理解されたい。
【0179】
さらに、一実施形態において、本開示に記載された様々な実施形態に記載された範囲を逸脱することなしに、本明細書に記載の任意の実施形態の１または複数の特徴が、任意の他の実施形態の１または複数の特徴と組み合わされることに注意されたい。
【0180】
理解を深めるために、本実施形態について、ある程度詳しく説明したが、添付の特許請求の範囲内でいくらかの変更および変形を行ってもよいことは明らかである。したがって、本実施形態は、例示的なものであって、限定的なものではないとみなされ、実施形態は、本明細書に示した詳細に限定されない。本開示は以下の適用例としても実現できる。
［適用例１］
半導体処理のためのシステムであって、
アクチュエータ制御部と、
ガスラインと、
前記ガスラインおよび前記アクチュエータ制御部に接続されたプラズマリアクタと、
を備え、
前記プラズマリアクタは、
チャックアセンブリと、
前記チャックアセンブリの上方に配置されたアクティブシャワーヘッドと、
を備え、
前記アクティブシャワーヘッドは、
複数の基板層であって、前記基板層は、前記アクチュエータ制御部に接続されたアクチュエータ／移送構成要素を備え、前記アクチュエータ／移送構成要素は、ガスチャネルを介して前記ガスラインに接続されている、複数の基板層と、
前記基板層の下方に配置された電極層であって、前記電極層および前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記チャックアセンブリと前記アクティブシャワーヘッドとの間のギャップにつながる開口部を共有する、電極層と、
を備え、
前記アクチュエータ制御部は、前記ガスラインおよび前記ガスチャネルから受け入れられた１または複数の処理ガスが前記開口部を通して前記ギャップ内に通過することを可能にするように、前記アクチュエータ／移送構成要素を制御するよう構成されている、システム。
［適用例２］
適用例１に記載のシステムであって、前記ガスラインは、前記アクティブシャワーヘッドの上面に取り付けられており、ガスシリンダと前記アクティブシャワーヘッドとの間のガスボックスに接続されることなしに、前記ガスシリンダに接続されている、システム。
［適用例３］
適用例１に記載のシステムであって、前記アクチュエータ／移送構成要素は、アクチュエータを備え、前記アクチュエータは、前記基板層の内の１つの中に配置され、前記アクチュエータ制御部に接続され、前記アクチュエータ制御部は、伸長または収縮するように前記アクチュエータを制御するよう構成されている、システム。
［適用例４］
適用例１に記載のシステムであって、前記アクティブシャワーヘッドは、前記電極層の下方に絶縁体コーティングを備え、前記開口部は、前記絶縁体コーティングを通して伸びている、システム。
［適用例５］
適用例１に記載のシステムであって、前記電極層は、容量電極プレート、または、少なくとも高周波（ＲＦ）コイルを備える、システム。
［適用例６］
適用例１に記載のシステムであって、前記基板層は、
前記アクティブシャワーヘッドの構成要素を上に支持するための支持基板層と、
前記支持基板層の下方に配置されたアクチュエータ層であって、前記アクチュエータ層は、前記アクチュエータ制御部に接続されたアクチュエータを有する、アクチュエータ層と、
前記アクチュエータ層の下方に配置されたダイヤフラム層であって、前記ダイヤフラム層の底面は、複数のダイヤフラムとして機能する、ダイヤフラム層と、
前記ダイヤフラム層の下方に配置されたバルブシート層であって、前記バルブシート層は、移送チャネルおよびガス通路を備える、バルブシート層と、
前記バルブシート層の下方に配置されたガス分配層であって、前記ガス分配層は、移送チャネル、ガス受け入れチャンバ、および、通路チャネルを備える、ガス分配層と、
を備え、
前記アクチュエータ制御部は、前記通路チャネルから受け入れられた前記１または複数の処理ガスが、前記ガス受け入れチャンバ、前記ガス通路、前記バルブシート層の前記移送チャネル、および、前記ガス分配層の前記移送チャネルを介して、前記ギャップ内に通過することを可能にするように、前記アクチュエータを制御するよう構成されている、システム。
［適用例７］
適用例１に記載のシステムであって、前記基板層は、
前記アクティブシャワーヘッドの構成要素を上に支持するための支持基板層と、
前記支持基板層の下方に配置されたダイヤフラム層であって、前記ダイヤフラム層の底面は、複数のダイヤフラムとして機能し、前記ダイヤフラム層は、アクチュエータを備える、ダイヤフラム層と、
前記ダイヤフラム層の下方に配置されたバルブシート層であって、前記バルブシート層は、移送チャネルおよびガス通路を備える、バルブシート層と、
前記バルブシート層の下方に配置されたガス分配層であって、前記ガス分配層は、移送チャネル、ガス受け入れチャンバ、および、通路チャネルを備える、ガス分配層と、
を備え、
前記アクチュエータ制御部は、前記通路チャネルから受け入れられた前記１または複数の処理ガスが、前記ガス受け入れチャンバ、前記ガス通路、前記バルブシート層の前記移送チャネル、および、前記ガス分配層の前記移送チャネルを介して、前記ギャップ内に通過することを可能にするように、前記アクチュエータを制御するよう構成されている、システム。
［適用例８］
適用例１に記載のシステムであって、前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記１または複数の処理ガスを前記ギャップ内の第１ゾーンに移送するよう構成され、前記アクティブシャワーヘッドは、さらなるアクチュエータ／移送構成要素を備え、前記さらなるアクティブ／移送構成要素は、１または複数の処理ガスを前記ギャップ内の第２ゾーンに移送するよう構成されている、システム。
［適用例９］
適用例１に記載のシステムであって、前記アクティブシャワーヘッドは、前記１または複数の処理ガスに関連するパラメータを測定するための測定ツールを備えるよう構成された測定層を備える、システム。
［適用例１０］
適用例１に記載のシステムであって、前記アクティブシャワーヘッドは、前記１または複数の処理ガスを貯留するためのガスリザーバ層を備える、システム。
［適用例１１］
適用例１に記載のシステムであって、前記アクチュエータ制御部は、
光を発するよう構成された光源と、
或る波長の光を提供するように前記光を分離するために前記光源に接続された光分波器と、
前記波長の前記光を受け入れて電気信号を生成するために前記光分波器に接続されたマイクロアクチュエータ回路であって、前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記マイクロアクチュエータ回路に接続されたアクチュエータを備え、前記アクチュエータは、前記電気信号によって生成された電磁場の影響下で伸縮するよう構成されている、マイクロアクチュエータ回路と、
を備える、システム。
［適用例１２］
適用例１１に記載のシステムであって、前記マイクロアクチュエータ回路は、
前記波長の前記光を検出するよう構成されたフォトダイオードと、
前記電気信号のインピーダンスを変えるためにフォトダイオードと直列に接続されたインダクタと、
を備える、システム。
［適用例１３］
半導体処理のためのシステムであって、
アクチュエータ制御部と、
ガスラインと、
前記ガスラインおよび前記アクチュエータ制御部に接続されたプラズマリアクタと、
を備え、
前記プラズマリアクタは、
チャックアセンブリと、
前記チャックアセンブリの上方のアクティブシャワーヘッドと、を備え、
前記アクティブシャワーヘッドは、
複数の基板層であって、前記基板層は、前記アクチュエータ制御部に接続されたアクチュエータ／移送構成要素を備え、前記アクチュエータ／移送構成要素は、ガスチャネルを介して前記ガスラインに接続されている、複数の基板層と、
前記基板層の下方に配置された電極層と、
前記電極層の下方に配置された混合チャンバと、
前記混合チャンバの下方に配置され、複数の開口部を有するシャワーヘッドプレートであって、前記電極層および前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記混合チャンバにつながる開口部を共有する、シャワーヘッドプレートと、
を備え、
前記アクチュエータ制御部は、ガス混合物を生成するために、前記ガスラインおよび前記ガスチャネルから受け入れられた１または複数の処理ガスが、前記電極層および前記アクチュエータ／移送構成要素によって共有された前記開口部を通して前記混合チャンバ内に移動することを可能にするように、前記アクチュエータ／移送構成要素を制御するよう構成され、前記ガス混合物は、前記シャワーヘッドプレートの前記複数の開口部を介して前記ギャップ内に流れるよう構成されている、システム。
［適用例１４］
適用例１３に記載のシステムであって、前記ガスラインは、前記アクティブシャワーヘッドの上面に取り付けられており、ガスシリンダと前記アクティブシャワーヘッドとの間のガスボックスに接続されることなしに、前記ガスシリンダに接続されている、システム。
［適用例１５］
適用例１３に記載のシステムであって、前記アクチュエータ／移送構成要素は、アクチュエータを備え、前記アクチュエータは、前記基板層の内の１つの中に配置され、前記アクチュエータ制御部に接続され、前記アクチュエータ制御部は、伸長または収縮するように前記アクチュエータを制御するよう構成されている、システム。
［適用例１６］
適用例１３に記載のシステムであって、前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記１または複数の処理ガスを前記混合チャンバ内のゾーンに移送するよう構成され、前記アクティブシャワーヘッドは、さらなるアクチュエータ／移送構成要素を備え、前記さらなるアクティブ／移送構成要素は、１または複数の処理ガスを前記混合チャンバ内の別のゾーンに移送するよう構成されている、システム。
［適用例１７］
半導体処理のためのアクティブシャワーヘッドであって、
複数の基板層であって、前記基板層は、アクチュエータ／移送構成要素を備え、前記アクチュエータ／移送構成要素は、ガスチャネルを介してガスラインに接続されている、複数の基板層と、
前記基板層の下方に配置された電極層であって、前記電極層および前記アクチュエータ／移送構成要素は、開口部を共有する、電極層と、
を備え、
前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記ガスラインおよび前記ガスチャネルから受け入れられた１または複数の処理ガスが前記開口部内に移動することを可能にするよう構成されている、アクティブシャワーヘッド。
［適用例１８］
適用例１７に記載のアクティブシャワーヘッドであって、前記基板層は、
アクチュエータを有するアクチュエータ層と、
前記アクチュエータ層の下方に配置されたダイヤフラム層であって、前記ダイヤフラム層の底面は、複数のダイヤフラムとして機能する、ダイヤフラム層と、
前記ダイヤフラム層の下方に配置されたバルブシート層であって、前記バルブシート層は、移送チャネルおよびガス通路を備える、バルブシート層と、
前記バルブシート層の下方に配置されたガス分配層であって、前記ガス分配層は、移送チャネル、ガス受け入れチャンバ、および、通路チャネルを備える、ガス分配層と、
を備え、
前記アクチュエータは、前記通路チャネルから受け入れられた前記１または複数の処理ガスが、前記ガス受け入れチャンバ、前記ガス通路、および、前記バルブシート層の前記移送チャネルを介して、前記ガス分配層の前記移送チャネルに通過することを可能にするように動くよう構成されている、アクティブシャワーヘッド。
［適用例１９］
適用例１７に記載のアクティブシャワーヘッドであって、前記基板層は、
底面を有するダイヤフラム層であって、前記ダイヤフラム層の底面は、複数のダイヤフラムであり、前記ダイヤフラム層は、アクチュエータを備える、ダイヤフラム層と、
前記ダイヤフラム層の下方に配置されたバルブシート層であって、前記バルブシート層は、移送チャネルおよびガス通路を備える、バルブシート層と、
前記バルブシート層の下方に配置されたガス分配層であって、前記ガス分配層は、移送チャネル、ガス受け入れチャンバ、および、通路チャネルを備える、ガス分配層と、
を備え、
前記アクチュエータは、前記通路チャネルから受け入れられた前記１または複数の処理ガスが、前記ガス受け入れチャンバ、前記ガス通路、および、前記バルブシート層の前記移送チャネルを介して、前記ガス分配層の前記移送チャネルに通過することを可能にするように動くよう構成されている、アクティブシャワーヘッド。
［適用例２０］
適用例１７に記載のアクティブシャワーヘッドであって、上面を有し、前記ガスラインは、前記アクティブシャワーヘッドの前記上面に取り付けられており、ガスシリンダと前記アクティブシャワーヘッドとの間のガスボックスに接続されることなしに、前記ガスシリンダに接続されている、アクティブシャワーヘッド。
［適用例１］
半導体処理のためのシステムであって、
アクチュエータ制御部と、
ガスラインと、
前記ガスラインおよび前記アクチュエータ制御部に接続されたプラズマリアクタと、
を備え、
前記プラズマリアクタは、
チャックアセンブリと、
前記チャックアセンブリの上方に配置されたアクティブシャワーヘッドと、
を備え、
前記アクティブシャワーヘッドは、
複数の基板層であって、前記基板層は、前記アクチュエータ制御部に接続されたアクチュエータ／移送構成要素を備え、前記アクチュエータ／移送構成要素は、ガスチャネルを介して前記ガスラインに接続されている、複数の基板層と、
前記基板層の下方に配置された電極層であって、前記電極層および前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記チャックアセンブリと前記アクティブシャワーヘッドとの間のギャップにつながる開口部を共有する、電極層と、
を備え、
前記アクチュエータ制御部は、前記ガスラインおよび前記ガスチャネルから受け入れられた１または複数の処理ガスが前記開口部を通して前記ギャップ内に通過することを可能にするように、前記アクチュエータ／移送構成要素を制御するよう構成されている、システム。
［適用例２］
適用例１に記載のシステムであって、前記ガスラインは、前記アクティブシャワーヘッドの上面に取り付けられており、ガスシリンダと前記アクティブシャワーヘッドとの間のガスボックスに接続されることなしに、前記ガスシリンダに接続されている、システム。
［適用例３］
適用例１に記載のシステムであって、前記アクチュエータ／移送構成要素は、アクチュエータを備え、前記アクチュエータは、前記基板層の内の１つの中に配置され、前記アクチュエータ制御部に接続され、前記アクチュエータ制御部は、伸長または収縮するように前記アクチュエータを制御するよう構成されている、システム。
［適用例４］
適用例１に記載のシステムであって、前記アクティブシャワーヘッドは、前記電極層の下方に絶縁体コーティングを備え、前記開口部は、前記絶縁体コーティングを通して伸びている、システム。
［適用例５］
適用例１に記載のシステムであって、前記電極層は、容量電極プレート、または、少なくとも高周波（ＲＦ）コイルを備える、システム。
［適用例６］
適用例１に記載のシステムであって、前記基板層は、
前記アクティブシャワーヘッドの構成要素を上に支持するための支持基板層と、
前記支持基板層の下方に配置されたアクチュエータ層であって、前記アクチュエータ層は、前記アクチュエータ制御部に接続されたアクチュエータを有する、アクチュエータ層と、
前記アクチュエータ層の下方に配置されたダイヤフラム層であって、前記ダイヤフラム層の底面は、複数のダイヤフラムとして機能する、ダイヤフラム層と、
前記ダイヤフラム層の下方に配置されたバルブシート層であって、前記バルブシート層は、移送チャネルおよびガス通路を備える、バルブシート層と、
前記バルブシート層の下方に配置されたガス分配層であって、前記ガス分配層は、移送チャネル、ガス受け入れチャンバ、および、通路チャネルを備える、ガス分配層と、
を備え、
前記アクチュエータ制御部は、前記通路チャネルから受け入れられた前記１または複数の処理ガスが、前記ガス受け入れチャンバ、前記ガス通路、前記バルブシート層の前記移送チャネル、および、前記ガス分配層の前記移送チャネルを介して、前記ギャップ内に通過することを可能にするように、前記アクチュエータを制御するよう構成されている、システム。
［適用例７］
適用例１に記載のシステムであって、前記基板層は、
前記アクティブシャワーヘッドの構成要素を上に支持するための支持基板層と、
前記支持基板層の下方に配置されたダイヤフラム層であって、前記ダイヤフラム層の底面は、複数のダイヤフラムとして機能し、前記ダイヤフラム層は、アクチュエータを備える、ダイヤフラム層と、
前記ダイヤフラム層の下方に配置されたバルブシート層であって、前記バルブシート層は、移送チャネルおよびガス通路を備える、バルブシート層と、
前記バルブシート層の下方に配置されたガス分配層であって、前記ガス分配層は、移送チャネル、ガス受け入れチャンバ、および、通路チャネルを備える、ガス分配層と、
を備え、
前記アクチュエータ制御部は、前記通路チャネルから受け入れられた前記１または複数の処理ガスが、前記ガス受け入れチャンバ、前記ガス通路、前記バルブシート層の前記移送チャネル、および、前記ガス分配層の前記移送チャネルを介して、前記ギャップ内に通過することを可能にするように、前記アクチュエータを制御するよう構成されている、システム。
［適用例８］
適用例１に記載のシステムであって、前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記１または複数の処理ガスを前記ギャップ内の第１ゾーンに移送するよう構成され、前記アクティブシャワーヘッドは、さらなるアクチュエータ／移送構成要素を備え、前記さらなるアクティブ／移送構成要素は、１または複数の処理ガスを前記ギャップ内の第２ゾーンに移送するよう構成されている、システム。
［適用例９］
適用例１に記載のシステムであって、前記アクティブシャワーヘッドは、前記１または複数の処理ガスに関連するパラメータを測定するための測定ツールを備えるよう構成された測定層を備える、システム。
［適用例１０］
適用例１に記載のシステムであって、前記アクティブシャワーヘッドは、前記１または複数の処理ガスを貯留するためのガスリザーバ層を備える、システム。
［適用例１１］
適用例１に記載のシステムであって、前記アクチュエータ制御部は、
光を発するよう構成された光源と、
或る波長の光を提供するように前記光を分離するために前記光源に接続された光分波器と、
前記波長の前記光を受け入れて電気信号を生成するために前記光分波器に接続されたマイクロアクチュエータ回路であって、前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記マイクロアクチュエータ回路に接続されたアクチュエータを備え、前記アクチュエータは、前記電気信号によって生成された電磁場の影響下で伸縮するよう構成されている、マイクロアクチュエータ回路と、
を備える、システム。
［適用例１２］
適用例１１に記載のシステムであって、前記マイクロアクチュエータ回路は、
前記波長の前記光を検出するよう構成されたフォトダイオードと、
前記電気信号のインピーダンスを変えるためにフォトダイオードと直列に接続されたインダクタと、
を備える、システム。
［適用例１３］
半導体処理のためのシステムであって、
アクチュエータ制御部と、
ガスラインと、
前記ガスラインおよび前記アクチュエータ制御部に接続されたプラズマリアクタと、
を備え、
前記プラズマリアクタは、
チャックアセンブリと、
前記チャックアセンブリの上方のアクティブシャワーヘッドと、を備え、
前記アクティブシャワーヘッドは、
複数の基板層であって、前記基板層は、前記アクチュエータ制御部に接続されたアクチュエータ／移送構成要素を備え、前記アクチュエータ／移送構成要素は、ガスチャネルを介して前記ガスラインに接続されている、複数の基板層と、
前記基板層の下方に配置された電極層と、
前記電極層の下方に配置された混合チャンバと、
前記混合チャンバの下方に配置され、複数の開口部を有するシャワーヘッドプレートであって、前記電極層および前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記混合チャンバにつながる開口部を共有する、シャワーヘッドプレートと、
を備え、
前記アクチュエータ制御部は、ガス混合物を生成するために、前記ガスラインおよび前記ガスチャネルから受け入れられた１または複数の処理ガスが、前記電極層および前記アクチュエータ／移送構成要素によって共有された前記開口部を通して前記混合チャンバ内に移動することを可能にするように、前記アクチュエータ／移送構成要素を制御するよう構成され、前記ガス混合物は、前記シャワーヘッドプレートの前記複数の開口部を介して前記ギャップ内に流れるよう構成されている、システム。
［適用例１４］
適用例１３に記載のシステムであって、前記ガスラインは、前記アクティブシャワーヘッドの上面に取り付けられており、ガスシリンダと前記アクティブシャワーヘッドとの間のガスボックスに接続されることなしに、前記ガスシリンダに接続されている、システム。
［適用例１５］
適用例１３に記載のシステムであって、前記アクチュエータ／移送構成要素は、アクチュエータを備え、前記アクチュエータは、前記基板層の内の１つの中に配置され、前記アクチュエータ制御部に接続され、前記アクチュエータ制御部は、伸長または収縮するように前記アクチュエータを制御するよう構成されている、システム。
［適用例１６］
適用例１３に記載のシステムであって、前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記１または複数の処理ガスを前記混合チャンバ内のゾーンに移送するよう構成され、前記アクティブシャワーヘッドは、さらなるアクチュエータ／移送構成要素を備え、前記さらなるアクティブ／移送構成要素は、１または複数の処理ガスを前記混合チャンバ内の別のゾーンに移送するよう構成されている、システム。
［適用例１７］
半導体処理のためのアクティブシャワーヘッドであって、
複数の基板層であって、前記基板層は、アクチュエータ／移送構成要素を備え、前記アクチュエータ／移送構成要素は、ガスチャネルを介してガスラインに接続されている、複数の基板層と、
前記基板層の下方に配置された電極層であって、前記電極層および前記アクチュエータ／移送構成要素は、開口部を共有する、電極層と、
を備え、
前記アクチュエータ／移送構成要素は、前記ガスラインおよび前記ガスチャネルから受け入れられた１または複数の処理ガスが前記開口部内に移動することを可能にするよう構成されている、アクティブシャワーヘッド。
［適用例１８］
適用例１７に記載のアクティブシャワーヘッドであって、前記基板層は、
アクチュエータを有するアクチュエータ層と、
前記アクチュエータ層の下方に配置されたダイヤフラム層であって、前記ダイヤフラム層の底面は、複数のダイヤフラムとして機能する、ダイヤフラム層と、
前記ダイヤフラム層の下方に配置されたバルブシート層であって、前記バルブシート層は、移送チャネルおよびガス通路を備える、バルブシート層と、
前記バルブシート層の下方に配置されたガス分配層であって、前記ガス分配層は、移送チャネル、ガス受け入れチャンバ、および、通路チャネルを備える、ガス分配層と、
を備え、
前記アクチュエータは、前記通路チャネルから受け入れられた前記１または複数の処理ガスが、前記ガス受け入れチャンバ、前記ガス通路、および、前記バルブシート層の前記移送チャネルを介して、前記ガス分配層の前記移送チャネルに通過することを可能にするように動くよう構成されている、アクティブシャワーヘッド。
［適用例１９］
適用例１７に記載のアクティブシャワーヘッドであって、前記基板層は、
底面を有するダイヤフラム層であって、前記ダイヤフラム層の底面は、複数のダイヤフラムであり、前記ダイヤフラム層は、アクチュエータを備える、ダイヤフラム層と、
前記ダイヤフラム層の下方に配置されたバルブシート層であって、前記バルブシート層は、移送チャネルおよびガス通路を備える、バルブシート層と、
前記バルブシート層の下方に配置されたガス分配層であって、前記ガス分配層は、移送チャネル、ガス受け入れチャンバ、および、通路チャネルを備える、ガス分配層と、
を備え、
前記アクチュエータは、前記通路チャネルから受け入れられた前記１または複数の処理ガスが、前記ガス受け入れチャンバ、前記ガス通路、および、前記バルブシート層の前記移送チャネルを介して、前記ガス分配層の前記移送チャネルに通過することを可能にするように動くよう構成されている、アクティブシャワーヘッド。
［適用例２０］
適用例１７に記載のアクティブシャワーヘッドであって、上面を有し、前記ガスラインは、前記アクティブシャワーヘッドの前記上面に取り付けられており、ガスシリンダと前記アクティブシャワーヘッドとの間のガスボックスに接続されることなしに、前記ガスシリンダに接続されている、アクティブシャワーヘッド。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図9A】
【図9B】
【図10】