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(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】2022-08-09
(45)【発行日】2022-08-18
(54)【発明の名称】高密度プラズマ化学気相堆積チャンバ
(51)【国際特許分類】
C23C 16/505 20060101AFI20220810BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20220810BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20220810BHJP
【ＦＩ】
C23C16/505
H01L21/31 C
H05H1/46 L
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2021504228
(86)(22)【出願日】2019-07-19
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-12-16
(86)【国際出願番号】 US2019042684
(87)【国際公開番号】W WO2020040915
(87)【国際公開日】2020-02-27
【審査請求日】2021-03-18
(31)【優先権主張番号】62/720,974
(32)【優先日】2018-08-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】ウォン， テギョン
(72)【発明者】
【氏名】リ， ヤン トン
(72)【発明者】
【氏名】カオ， シェン－テー
(72)【発明者】
【氏名】ヤーダヴ， サンジェイ ディー．
(72)【発明者】
【氏名】チェ， スー ヤン
(72)【発明者】
【氏名】アンウォー， スハール
【審査官】末松 佳記
(56)【参考文献】
【文献】韓国公開特許第１０－２０１１－０１２４９３５（ＫＲ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／００７９３５６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０６２０３６５７（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２５６７２９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０５９９７６４９（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ １６／００－１６／５６
Ｈ０１Ｌ ２１／３１
Ｈ０５Ｈ １／４６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の支持部材のうちの１つ又は複数に各々が連結された複数の穿孔タイルを有するシャワーヘッドと、複数の誘電体プレートであって、前記複数の誘電体プレートの１つが、前記複数の穿孔タイルの１つに対向する、複数の誘電体プレートと、
複数の誘導性連結器であって、前記複数の誘導性連結器の１つの誘導性連結器が、前記複数の誘電体プレートの１つの誘電体プレート上に、或いは、前記複数の誘電体プレートの１つの誘電体プレートに隣接して設けられ、前記支持部材が、前記誘導性連結器と前記穿孔タイルとの間に形成される空間に前駆体ガスを供給する、複数の誘導性連結器と
を備える、プラズマ堆積チャンバ。
【請求項2】
前記複数の支持部材の各々が、前記前駆体ガスを流すための、内部に形成された導管を含む、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項3】
前記複数の支持部材の各々が、冷却剤を流すための、内部に形成された冷却剤チャネルを含む、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項4】
前記誘導性連結器がそれぞれ、各誘電体プレート上に、或いは、各誘電体プレートに隣接して設けられ、前記誘電体プレートが、前記空間の片側と境を接する、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項5】
前記複数の穿孔タイル及び前記複数の支持部材の各々が、界面部分を含む、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項6】
各界面部分が、取り外し可能なストリップを含む、請求項５に記載のチャンバ。
【請求項7】
前記複数の穿孔タイルの一部が、穿孔ストリップによって分離される、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項8】
各穿孔ストリップが、界面部分によって前記複数の支持部材の１つの支持部材に連結される、請求項７に記載のチャンバ。
【請求項9】
各界面部分が、取り外し可能なストリップを含む、請求項８に記載のチャンバ。
【請求項10】
プラズマ堆積チャンバのためのシャワーヘッドであって、複数の第１の支持面と複数の第２の支持面とを備える支持部材であって、前記複数の第１の支持面が、第１の方向に、前記複数の第２の支持面から第１の距離に配置される、支持部材と、
複数の穿孔タイルと複数の誘電体プレートとを備える複数のガス供給アセンブリであって、前記複数のガス供給アセンブリの各々が、
前記複数の第１の支持面の１つの第１の支持面上に配置された穿孔タイルと、
前記複数の第２の支持面の１つの第２の支持面上に配置された誘電体プレートと、
を備え、
ガス空間が、前記誘電体プレートの表面と前記穿孔タイルの表面との間に画定される、複数のガス供給アセンブリと、
複数のガス供給ポートであって、各ガス供給ポートが、前記複数のガス供給アセンブリのガス空間にガスを供給するように構成される、複数のガス供給ポートと、
前記シャワーヘッド内の前記複数のガス供給アセンブリの１つ又は複数の上に配置されたコイルと、
を備える、シャワーヘッド。
【請求項11】
前記支持部材が、前駆体ガスを流すための、内部に形成された導管を含む、請求項１０に記載のシャワーヘッド。
【請求項12】
前記支持部材が、冷却剤を流すための、内部に形成された冷却剤チャネルを含む、請求項１０に記載のシャワーヘッド。
【請求項13】
前記誘電体プレートが、前記ガス空間の片側と境を接する、請求項１０に記載のシャワーヘッド。
【請求項14】
前記複数の穿孔タイル及び前記支持部材の各々が、界面部分を含む、請求項１０に記載のシャワーヘッド。
【請求項15】
各界面部分が、取り外し可能なストリップを含み、前記複数の穿孔タイルの一部が、穿孔ストリップによって分離される、請求項１４に記載のシャワーヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［０００１］本開示の実施形態は、概して、大面積基板を処理するための装置に関する。より詳細には、本開示の実施形態は、デバイス製造のための化学気相堆積システムに関する。
【背景技術】
【0002】
［０００１］ソーラーパネル又はフラットパネルのディスプレイ製造において、基板（半導体基板、ソーラーパネル基板、並びに液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及び／又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の基板など）に薄膜を堆積させ、その基板上に電子デバイスを形成するために、多くのプロセスが採用される。概して、堆積は、温度制御された基板支持体の上に配置された基板を有する真空チャンバ内に前駆体ガスを導入することによって、実現される。前駆体ガスは、通常、真空チャンバの上部付近に位置するガス供給プレートを通して方向付けられる。真空チャンバ内の前駆体ガスは、チャンバに連結された１つ又は複数のＲＦ源からチャンバ内に配置された導電性シャワーヘッドに高周波（ＲＦ）を印加することによって、プラズマ内にエネルギー供給（例えば、励起）されうる。励起されたガスは反応して、温度制御された基板支持体の上に配置された基板の表面に材料の層を形成する。
【0003】
［０００２］電子デバイスを形成するための基板のサイズは、現在、常に表面積が１平方メートルを超えている。これらの基板全域で膜の厚さの均一性を実現することは困難である。膜の厚さの均一性は、基板サイズが大きくなるにつれて更に困難になる。従来、プラズマは、ガス原子をイオン化し、堆積ガスのラジカルを形成するための従来のチャンバ内で形成され、堆積ガスのラジカルは、容量性連結電極構成を使用して、このサイズの基板上に膜層を堆積させるのに有用である。最近、円形の基板又はウエハの上への堆積でこれまで利用されてきた誘導結合のプラズマ構造への関心が、これらの大型基板のための堆積プロセスで使用するために研究されている。しかしながら、誘導結合は、構造的支持構成要素として誘電体材料を利用し、これらの材料は、大気側のチャンバの大面積構造部分の片側に対する大気圧の存在によって生じる構造的負荷に耐え、これらのより大きな基板のための従来のチャンバで使用される、その他の側の真空圧条件に対する構造的強度を有していない。したがって、誘導結合のプラズマシステムは、大面積基板プラズマプロセスのために開発されつつある。しかしながら、プロセスの均一性、例えば、大型基板にわたる堆積厚さの均一性は、望ましくない。
【0004】
［０００３］したがって、基板の堆積表面全体にわたって膜の厚さの均一性を改善するように構成された大面積基板上で使用するための誘導結合のプラズマ源が必要とされる。
【発明の概要】
【0005】
［０００４］本開示の実施形態は、シャワーヘッド、及び大面積基板上に膜の１つ又は複数の層を形成することができる、シャワーヘッドを有するプラズマ堆積チャンバための方法及び装置を含む。
【0006】
［０００５］１つの実施形態では、複数の支持部材のうちの１つ又は複数に各々が連結された複数の穿孔タイルと、シャワーヘッド内の複数の誘導性連結器を含み、複数の誘導性連結器の１つの誘導性連結器が、複数の穿孔タイルの１つに対応し、支持部材が、誘導性連結器と穿孔タイルとの間に形成される空間（ｖｏｌｕｍｅ）に前駆体ガスを供給する、プラズマ堆積チャンバのためのシャワーヘッドが提供される。
【0007】
［０００６］別の実施形態では、複数の穿孔タイルを有するシャワーヘッドと、複数の穿孔タイルの１つ又は複数に対応する誘導性連結器と、穿孔タイルの各々を支持するための複数の支持部材とを含み、支持部材の１つ又は複数が、誘導性連結器と穿孔タイルとの間に形成される空間に前駆体ガスを供給する、プラズマ堆積チャンバが提供される。
【0008】
［０００７］別の実施形態では、複数の支持部材のうちの１つ又は複数に各々が連結された複数の穿孔タイルを有するシャワーヘッドと、複数の誘電体プレートであって、複数の誘電体プレートの１つが、複数の穿孔タイルの１つに対応する、複数の誘電体プレートと、複数の誘導性連結器であって、複数の誘導性連結器の１つの誘導性連結器が、複数の誘電体プレートの１つに対応し、支持部材が、誘導性連結器と穿孔タイルとの間に形成される空間に前駆体ガスを供給する複数の誘導性連結器とを含む、プラズマ堆積チャンバが提供される。
【0009】
［０００８］別の実施形態では、基板の上に膜を堆積させるための方法であって、シャワーヘッドの複数のガス空間に前駆体ガスを流すことであって、ガス空間の各々が、それぞれのガス空間に電気的に連通する穿孔タイル及び誘導性連結器を含む、前駆体ガスを流すことと、ガス空間の各々への前駆体ガス流を変化させることとを含む方法が、提供される。
【0010】
［０００９］本開示の上述の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約されている本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、それらの実施形態の一部が添付図面に示される。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、添付の図面が本開示の典型的な実施形態を例示しているにすぎず、よって本開示の範囲を限定すると見なされるべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】［００１０］本発明の１つの実施形態による例示的な処理チャンバを示す側断面図である。
【図2B】［００１２］コイルの１つの実施形態の上面図である。
【図3A】［００１３］シャワーヘッドのフェースプレートの１つの実施形態の底面図である。
【図3B】［００１４］シャワーヘッドのフェースプレートの別の実施形態の部分底面図である。
【図4】［００１５］シャワーヘッドの流量制御の別の実施形態を示す概略底面図である。
【図5】［００１６］シャワーヘッドの支持フレームの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
［００１７］理解を容易にするために、可能な場合には、図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。具体的な記述がなくとも、１つの実施形態で開示される要素は、他の実施形態で有益に利用されうると考えられる。
【0013】
［００１８］本開示の実施形態は、大面積基板上に複数の層を堆積させるように動作可能な処理システムを含む。本明細書で使用される大面積基板は、通常、約１平方メートル以上の表面積を有する基板などの大面積基板である。しかしながら、基板は、いかなる特定のサイズ又は形状にも限定されない。１つの態様では、「基板」という用語は、例えば、フラットパネルディスプレイの製造に使用されるガラス又はポリマー基板などの、任意の多角形、正方形、長方形、湾曲、又は他の非円形の被加工物を指す。
【0014】
［００１９］本明細書では、シャワーヘッドは、処理ゾーン内のガスに曝露される基板の表面の処理の均一性を改善するために、複数の独立して制御されるゾーン内のチャンバの処理空間内に、シャワーヘッドを通ってガスを流すよう構成される。加えて、各ゾーンは、プレナムと、プレナムとチャンバの処理空間との間の１つ又は複数の穿孔プレートと、ゾーン又は個々の穿孔プレート専用のコイル又はコイルの一部とを備えて構成される。プレナムは、誘電体窓、穿孔プレートと周囲の構造との間に形成される。各プレナムは、処理ガス（複数可）をそこに流入させ、分散させ、穿孔プレートを通って処理空間にガスの比較的均一な流量、又は場合によっては調整された流量をもたらすように構成される。プレナムは、好ましくは、プレナム内の処理ガスの圧力で処理ガスから形成されるプラズマの暗黒空間の厚さの２倍未満の厚さを有している。誘導性連結器は、好ましくはコイルの形状で、誘電体窓の後方に配置され、誘電体窓、プレナム及び穿孔プレートを通してエネルギーを誘導結合し、処理空間内のプラズマに衝突し、それを支持する。加えて、隣接する穿孔プレートの間の領域において、追加の処理ガス流が供給される。各ゾーン内及び穿孔プレート間の領域を通る処理ガス（複数可）の流れは、基板上に所望のプロセス結果を達成するために、均一な又は調整されたガス流をもたらすように制御される。
【0015】
［００２０］本開示の実施形態は、基板上に１つ又は複数の層又は膜を形成するように動作可能な高密度プラズマ化学気相堆積（ＨＤＰ ＣＶＤ）処理チャンバを含む。本明細書に開示される処理チャンバは、プラズマ中で生成される前駆体ガスのエネルギー供給された種を供給するように適合される。プラズマは、真空下でエネルギーをガスに誘導結合することによって生成されうる。本明細書に開示される実施形態は、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社の子会社であるＡＫＴアメリカ社から入手可能なチャンバでの使用に適合されうる。本明細書で検討される実施形態は、他の製造会社から入手可能なチャンバでも実行されうると理解すべきである。
【0016】
［００２１］図１は、本開示の１つの実施形態による、例示的な処理チャンバ１００を示す側断面図である。例示的な基板１０２は、チャンバ本体１０４内に示される。処理チャンバ１００はまた、リッドアセンブリ１０６、及びペデスタル又は基板支持アセンブリ１０８も含む。リッドアセンブリ１０６は、チャンバ本体１０４の上端に配置され、基板支持アセンブリ１０８は、チャンバ本体１０４内に少なくとも部分的に配置される。基板支持アセンブリ１０８は、シャフト１１０に連結されている。シャフト１１０は、チャンバ本体１０４内で基板支持アセンブリ１０８を垂直に（Ｚ方向に）移動させるドライバ１１２に連結されている。図１に示す処理チャンバ１００の基板支持アセンブリ１０８は、処理位置にある。しかしながら、基板支持アセンブリ１０８は、移送ポート１１４に隣接する位置までＺ方向に下降されてもよい。下降されると、基板支持アセンブリ１０８内に移動可能に配置されたリフトピン１１６は、チャンバ本体１０４の底部１１８に接触する。リフトピン１１６が底部１１８に接触すると、リフトピン１１６は、基板支持アセンブリ１０８と共に下方に移動することができなくなり、基板支持アセンブリ１０８の基板受容面１２０がそこから下方に移動する際に、基板１０２を固定位置に維持する。その後、エンドエフェクタ又はロボットブレード（図示せず）が、移送ポート１１４を通って、基板１０２と基板受容面１２０との間に挿入され、基板１０２をチャンバ本体１０４から移送する。
【0017】
［００２２］リッドアセンブリ１０６は、チャンバ本体１０４上に載置されるバッキング板１２２を含みうる。リッドアセンブリ１０６はまた、ガス分配アセンブリ又はシャワーヘッド１２４も含む。シャワーヘッド１２４は、ガス源からの処理ガスをシャワーヘッド１２４と基板１０２との間の処理領域１２６に供給する。シャワーヘッド１２４はまた、フッ素含有ガスなどの洗浄ガスを処理領域１２６に供給する洗浄ガス源にも連結される。
【0018】
［００２３］シャワーヘッド１２４はまた、プラズマ源１２８としても機能する。プラズマ源１２８として機能するために、シャワーヘッド１２４は、１つ又は複数の誘導結合のプラズマ発生構成要素、すなわちコイル１３０を含む。１つ又は複数のコイル１３０の各々は、単一のコイル１３０、２つのコイル１３０、又は３つ以上のコイル１３０とすることができ、以下では単にコイル１３０と記載する。１つ又は複数のコイル１３０の各々は、電源及び接地１３３にわたって連結されている。シャワーヘッド１２４はまた、複数の別個の穿孔タイル１３４を含むフェースプレート１３２を含む。電源は、コイル１３０の電気的特性を調整するための整合回路又は同調能力を含む。
【0019】
［００２４］穿孔タイル１３４の各々は、複数の支持部材１３６によって支持されている。１つ又は複数のコイル１３０の各々、又は１つ又は複数のコイル１３０の部分は、それぞれの誘電体プレート１３８上又はその上方に位置付けられる。リッドアセンブリ１０６内の誘電体プレート１３８の上方に配置されるコイル１３０の一例が、図２Ａに更に明確に示されている。複数のガス空間（ｇａｓ ｖｏｌｕｍｅ）１４０は、誘電体プレート１３８、穿孔タイル１３４及び支持部材１３６の表面によって画定される。１つ又は複数のコイル１３０の各々は、ガスがガス空間１４０に流入し、隣接する穿孔タイルを通ってチャンバ空間（ｃｈａｍｂｅｒ ｖｏｌｕｍｅ）内に流入すると、ガス空間１４０の下方の処理領域１２６内のプラズマ内に、処理ガスにエネルギー供給する電磁場を生成するように構成され、ガス源からの処理ガスは、支持部材１３６内の導管を介してガス空間１４０の各々に供給される。シャワーヘッドに出入りするガスの体積又は流量は、シャワーヘッド１２４の異なるゾーンで制御される。処理ガスのゾーン制御は、図１に示される質量流量コントローラ１４２、１４３及び１４４のような複数の流量コントローラによって提供される。例えば、シャワーヘッド１２４の周辺ゾーン又は外側ゾーンへのガスの流量は、流量コントローラ１４２、１４３によって制御され、一方、シャワーヘッド１２４の中央ゾーンへのガスの流量は、流量コントローラ１４４によって制御される。チャンバ洗浄が必要な場合、洗浄ガス源からの洗浄ガスが、ガス空間１４０の各々に流れ、次いで、処理空間１４０に流れ、そこで洗浄ガスは、イオン、ラジカル、又はその両方に励起される。エネルギー供給された洗浄ガスは、チャンバ部品を洗浄するために、穿孔タイル１３４を通って処理領域１２６に流入する。
【0020】
［００２５］図２Ａは、図１のリッドアセンブリ１０６の一部の拡大図である。先ほど説明したように、ガス源からの前駆体ガスは、バッキング板１２２を通って形成される第１の導管２００を通り、ガス空間１４０に至る。第１の導管２００の各々は、支持部材１３６に形成された第２の導管２０５に連結される。第２の導管２０５は、開口部２１０において前駆体ガスをガス空間１４０に供給する。第２の導管２０５の一部は、２つの隣接するガス空間１４０にガスを供給する（第２の導管２０５のうちの１つが、図２Ａに破線で示される）。代表的なガス空間１４０へのガス流は、図４により明確に示される。第２の導管２０５は、ガス空間１４０への流れを制御するための流量絞り機構２１５を含みうる。流量絞り機構２１５のサイズは、そこを通るガス流を制御するために変化させてもよい。例えば、流量絞り機構２１５の各々は、流量を制御するために利用される特定のサイズ（例えば、直径）のオリフィスを含む。更に、流量絞り機構２１５の各々は、それを通る流量を制御するために、必要に応じて、より大きなオリフィス寸法、又はより小さなオリフィス寸法を提供するよう、必要に応じて、変化させてもよい。
【0021】
［００２６］図２Ａに示されるように、穿孔タイル１３４は、それを通って延びる複数の開口部２２０を含む。複数の開口部２２０の各々は、ガスが、ガス空間１４０と処理領域１２６との間を延びる開口部２２０の直径に起因する所望の流量で、ガス空間１４０から処理領域１２６に流入できるようにする。開口部２２０、及び／又は開口部２２０の行及び列は、穿孔タイル１３４の１つ又は複数内の開口部２２０の各々を通るガス流を均等にするために、異なる大きさ及び／又は異なる間隔にしてもよい。代替的には、開口部２２０の各々からのガス流は、所望のガス流特性に応じて、不均一であってもよい。
【0022】
［００２７］穿孔タイル１３４に加えて、フェースプレート１３２は、穿孔タイル１３４の側面に沿って延びる複数の穿孔ストリップ２２５を含む。複数の穿孔ストリップ２２５の各々は、ガスが、第２の導管２０５から二次プレナム２３５に流入し、次いで処理領域１２６に流入し、エネルギーが供給されプラズマ内に流入できるようにする複数の開口部２３０を含む。
【0023】
［００２８］支持部材１３６は、ボルト又はねじのような締め具２４０によってバッキング板１２２に連結される。支持部材１３６の各々は、界面部分２４５で穿孔タイル１３４を支持する。界面部分２４５の各々は、穿孔タイル１３４の周辺又はエッジの一部を支持するレッジ又は棚でありうる。いくつかの実施形態では、界面部分２４５は、取り外し可能なストリップ２５０を含む。取り外し可能なストリップ２５０は、ボルト又はねじのような締め具（図示せず）によって支持部材１３６に締結される。界面部分２４５の一部はＬ字形であり、一方、界面部分２４５の別の部分はＴ字形である。界面部分２４５の各々はまた、穿孔ストリップ２２５の周辺又はエッジを支持する。１つ又は複数のシール２６５が、ガス空間１４０を密閉するために利用される。例えば、シール２６５は、Ｏリングシール又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ジョイントシーラント材料などのエラストマ材料である。１つ又は複数のシール２６５は、支持部材１３６と、穿孔タイル１３４及び穿孔ストリップ２２５との間に設けられうる。取り外し可能なストリップ２５０は、穿孔ストリップ２２５及び穿孔タイル１３４の一方又は両方を支持部材１３６上に支持するために利用される。取り外し可能なストリップ２５０は、必要に応じて、取り外し、穿孔ストリップ２２５及び穿孔タイル１３４の一方又は両方を交換することができる。
【0024】
［００２９］加えて、支持部材１３６の各々は、そこから延びる棚２７０（図２Ａに示される）を利用して、誘電体プレート１３８を支持する。シャワーヘッド１２４／プラズマ源１２８の実施形態では、誘電体プレート１３８は、シャワーヘッド１２４／プラズマ源１２８全体の表面積と比較して、横方向の表面積（Ｘ－Ｙ平面）が小さい。誘電体プレート１３８を支持するために、棚２７０が利用される。複数の誘電体プレート１３８の低減された横方向の表面積により、大気圧負荷を支持する大面積に基づき、その内部に大きな応力を加えることなく、ガス空間１４０及び処理領域１２６内の真空環境及びプラズマと、隣接するコイル１３０が通常配置される大気環境との間の物理的バリアとして、誘電体材料が使用できるようになる。
【0025】
［００３０］シール２６５は、（大気圧又はほぼ大気圧で）空間２７５を、ガス空間１４０（処理中にミリトール以下の範囲より低いの大気圧にある）から密閉するために使用される。界面部材２８０は、支持部材１３６から延びるように示されており、締め具２８５は、シール２６５及び棚２７０に対して誘電体プレート１３８を固定する、すなわち押圧するために利用される。また、シール２６５は、穿孔タイル１３４の外周と支持部材１３６との間の空間を密閉するために利用されてもよい。
【0026】
［００３１］シャワーヘッド１２４／プラズマ源１２８の材料は、電気的特性、強度及び化学的安定性のうちの１つ又は複数に基づいて選択される。コイル１３０は、導電性材料で作られる。バッキング板１２２及び支持部材１３６は、支持される構成要素の重量及び大気圧負荷を支持することができる材料で作られ、この材料は、金属又は他の類似の材料を含みうる。バッキング板１２２及び支持部材１３６は、アルミニウム材料のような非磁気材料（例えば、非常磁気又は非強磁気材料）で作ることができる。取り外し可能なストリップ２５０はまた、アルミニウムといった金属材料、又はセラミック材料（例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）若しくはサファイア（Ａｌ２Ｏ３））などの非磁気材料で形成される。穿孔ストリップ２２５及び穿孔タイル１３４は、石英、アルミナ又は他の類似の材料のようなセラミック材料で作られる。誘電体プレート１３８は、石英、アルミナ又はサファイア材料で作られる。
【0027】
［００３２］いくつかの実施形態では、支持部材１３６は、内部に１つ又は複数の冷却剤チャネル２５５を含む。１つ又は複数の冷却剤チャネル２５５は、冷却剤チャネル２５５に冷却剤媒体を供給するように構成された流体源２６０に流体連結される。
【0028】
［００３３］図２Ｂは、リッドアセンブリ１０６内に見られる誘電体プレート１３８上に位置決めされたコイル１３０の１つの実施形態の上面図である。１つの実施形態では、図示されたコイル構成が誘電体プレート１３８の各々の上に個々に形成され、よって、各平面コイルがシャワーヘッド１２４にわたって所望のパターンで隣接して配置されたコイル１３０と直列に接続されるように、図２Ｂに示すコイル１３０の構成が使用されうる。コイル１３０は、長方形の螺旋形状である導体パターン２９０を含む。電気的接続は、電気入力端子２９５Ａ及び電気出力端子２９５Ｂを含む。シャワーヘッド１２４の１つ又は複数のコイル１３０の各々は、直列及び／又は並列に接続される。
【0029】
［００３４］図３Ａは、シャワーヘッド１２４のフェースプレート１３２の１つの実施形態の底面図である。上述のように、シャワーヘッド１２４は、１つ又は複数のゾーンを含むように構成され、各々に独立して制御されたガス流が含まれる。例えば、フェースプレート１３２は、中央ゾーン３００Ａと、中間ゾーン３００Ｂと、１つ又は複数の外側ゾーン３００Ｃ及び３００Ｄとを含む。ゾーンへのガス流は、フローコントローラ１４２、１４３及び１４４（図１に示される）によって制御される。
【0030】
［００３５］図３Ｂは、シャワーヘッド１２４のフェースプレート１３２の別の実施形態の部分的な底面図である。この実施形態では、穿孔タイル１３４は、穿孔ストリップ２２５によって支持される。締め具３０５は、穿孔ストリップ２２５及び取り外し可能なストリップ２５０を支持部材１３６に固定するために利用されるが、これらは、穿孔ストリップ２２５及び取り外し可能なストリップ２５０の背後にあるので、この図には示されていない。
【0031】
［００３６］図４は、シャワーヘッド１２４の別の実施形態を示す概略底面図であり、シャワーヘッド１２４内に形成されたガス空間１４０へのガス流注入パターンを示す。基板の長さ４００及び幅４０５は、シャワーヘッド１２４の側面に示されている。ガス空間１４０への前駆体の流れは、矢印４１０によって示されるように一方向に、又は矢印４１５によって示されるように双方向に提供されうる。前駆体フロー制御は、フローコントローラ１４２、１４３及び１４４（図１に示される）によって提供されうる。加えて、エッジゾーン４２０、コーナーゾーン４２５、及び中央ゾーン４３０などのガス流ゾーンが、流量コントローラ１４２、１４３、及び１４４（図１に示される）によって提供されうる。ガス空間１４０及び／又はゾーンの各々への前駆体の流量は、開口部２２０、開口部２３０、及び流量絞り機構２１５（すべて図２Ａに示される）のうちの１つ又は組み合わせのサイズを変化させることによって調節されうる。
【0032】
［００３７］ガス空間１４０の各々への流量は、同じであっても異なっていてもよい。ガス空間１４０への流量は、図１に示す質量流量コントローラ１４２、１４３及び１４４によって制御されうる。ガス空間１４０への流量は、上述のように流量絞り機構２１５のサイジングによって更に制御されうる。処理領域１２６への流量は、穿孔タイル１３４の開口部２２０のサイズ、並びに穿孔ストリップ２２５の開口部２３０のサイズによって制御されうる。必要に応じて、処理領域１２６への十分なガス流を提供するために、ガス空間１４０への双方向流又は一方向流が利用される。
【0033】
［００３８］ガス流を制御する方法は、１）質量流量コントローラ１４２、１４３及び１４４からの異なる流量を使用するマルチゾーン（中心／エッジ／コーナー／任意の他のゾーン）制御、２）異なるオリフィスサイズ（流量絞り機構２１５のサイズ）による流量制御、３）ガス空間１４０への流れ方向制御（一方向又は双方向）、並びに、４）穿孔タイル１３４の開口部２２０のサイズ、穿孔タイル１３４の開口部２２０の数及び／又は穿孔タイル１３４の開口部２２０の位置による流量制御を含む。
【0034】
［００３９］図５は、図１に示す断面線から見た支持フレーム５００の底部断面図である。支持フレーム５００は、複数の支持部材１３６からなる。図５の図における支持フレーム５００は、流量絞り機構２１５の様々な直径（オリフィスサイズ）を明らかにする第２の導管２０５の一部に沿って切断される。１つの実施形態では、流量絞り機構２１５の各々の様々なオリフィスは、所望のガス流特性に基づいて、変更又は構成されうる。
【0035】
［００４０］この実施形態では、流量絞り機構２１５の各々は、第１の直径部分５０５と、第２の直径部分５１０と、第３の直径部分５１５とを含む。第１の直径部分５０５、第２の直径部分５１０、及び第３の直径部分５１５の直径の各々は、異なるか、又は同じである。直径の各々は、シャワーヘッド１２４の所望の流れ特性に基づいて選択されうる。１つの実施形態では、ここでの第１の直径部分５０５は、最小の直径を有し、ここでの第３の直径部分５１５は、最大の直径を有し、第２の直径部分５１０は、第１の直径部分５０５と第３の直径部分５１５との間の直径を有する。図示された実施形態では、第１の直径部分５０５を有する複数の流量絞り機構２１５が、支持フレーム５００の中央部分に示される一方、第３の直径部分５１５を有する複数の流量絞り機構２１５が、支持フレーム５００の外側部分に示される。
【0036】
［００４１］加えて、第２の直径部分５１０を有する複数の流量絞り機構２１５が、中央部分と外側部分との間の中間ゾーンに示されている。他の実施形態において、第１の直径部分５０５、第２の直径部分５１０、及び第３の直径部分５１５を有する流量絞り機構２１５の位置は、図５に示されるように、支持フレーム５００の部分において逆になりうる。代替的には、第１の直径部分５０５、第２の直径部分５１０、及び第３の直径部分５１５を有する流量絞り機構２１５は、ガス空間１４０を通した所望の特性及び制御に応じて、支持フレーム５００の様々な部分に配置されうる。いくつかの実施例では、シャワーヘッド１２４にわたる均一なガス流が望ましいことがある。しかしながら、他の実施形態では、シャワーヘッド１２４のガス空間１４０の各々へのガス流は、均一でなくてもよい。不均一なガス流は、処理チャンバ１００の何らかの物理的構造及び／又は形状寸法に起因しうる。例えば、シャワーヘッド１２４の他の部分におけるガス流と比較して、移送ポート１１４（図１に示す）に隣接するシャワーヘッド１２４の部分において、より多くのガス流を有することが望ましいことがある。
【0037】
［００４２］本開示の実施形態は、シャワーヘッド、及び大面積基板上に膜の１つ又は複数の層を形成することができる、シャワーヘッドを有するプラズマ堆積チャンバのための方法及び装置を含む。プラズマ均一性並びにガス（又は前駆体）流は、個々の穿孔タイル１３４、穿孔タイル１３４のうちのコイル１３０専用の特定のもの、及び／又は流量コントローラ１４２、１４３、及び１４４、並びに流量絞り機構２１５の様々なサイズ及び／又は位置の構成の組み合わせによって制御される。
【0038】
［００４３］上記は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が、その基本的な範囲から逸脱せずに考案されてもよく、その範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】