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特許7346698フラットパネルディスプレイ用の大面積高密度プラズマ処理チャンバ
(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】2023-09-08
(45)【発行日】2023-09-19
(54)【発明の名称】フラットパネルディスプレイ用の大面積高密度プラズマ処理チャンバ
(51)【国際特許分類】
H01L 21/31 20060101AFI20230911BHJP
C23C 16/455 20060101ALI20230911BHJP
【ＦＩ】
H01L21/31 C
C23C16/455
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2022501126
(86)(22)【出願日】2019-07-15
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-09-15
(86)【国際出願番号】 US2019041759
(87)【国際公開番号】W WO2021010952
(87)【国際公開日】2021-01-21
【審査請求日】2022-03-09
(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
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(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】アンウォー， スハール
(72)【発明者】
【氏名】セケイラ， ジーヴァン プラカシュ
(72)【発明者】
【氏名】ウー， ユイ ルン
(72)【発明者】
【氏名】クデラ， ジョゼフ
(72)【発明者】
【氏名】ソレンセン， カール， エー．
【審査官】長谷川 直也
(56)【参考文献】
【文献】特開２００１－１６８０８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３１０７９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３１９１２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２７４１５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－０２８２９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３０４１７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２０６０７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１９－５０１２９１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３１
Ｃ２３Ｃ １６／４５５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のディフューザプレートを備えるガス分配アセンブリを備えるリッドプレートであって、前記ディフューザプレートの一部分は、誘電体プレートによって分離されており、前記複数のディフューザプレートの各々は、第１の面内に形成された溝、及び前記溝の面と前記第１の面の反対側の第２の面との間に形成された１以上のオリフィス孔を含み、
前記１以上のオリフィス孔は、前記ディフューザプレートの厚み方向に対してある角度の方向に前記溝の前記面から延在しているオリフィス孔を含む、リッドプレート。
【請求項2】
前記複数のディフューザプレートは、複数の内側ディフューザプレート、及び前記内側ディフューザプレートの両側にある外側ディフューザプレートを更に備える、請求項１に記載のリッドプレート。
【請求項3】
前記複数の内側ディフューザプレートの各々は、その長さに沿った複数のオリフィス位置を含み、前記複数のオリフィス位置の各々は、前記１以上のオリフィス孔を有する、請求項２に記載のリッドプレート。
【請求項4】
前記外側ディフューザプレートは、その長さに沿った複数のオリフィス位置を含み、前記複数のオリフィス位置の各々は、単一のオリフィス孔を有する、請求項３に記載のリッドプレート。
【請求項5】
前記１以上のオリフィス孔は、中央オリフィス孔、及び前記中央オリフィス孔の両側にある２つの外側オリフィス孔を含む、請求項２に記載のリッドプレート。
【請求項6】
前記２つの外側オリフィス孔は、前記中央オリフィス孔に対して角度が付けられている、請求項５に記載のリッドプレート。
【請求項7】
前記溝は、半円形状プロファイルを含む、請求項１に記載のリッドプレート。
【請求項8】
前記溝は、矩形状プロファイルを含む、請求項１に記載のリッドプレート。
【請求項9】
前記溝は、その長さに沿って変化する深さを含む、請求項１に記載のリッドプレート。
【請求項10】
複数のディフューザプレートを備えるガス分配アセンブリを備えるリッドプレートであって、前記複数のディフューザプレートの一部分は、複数の誘電体プレート及び複数の分離プレートによって分離されており、前記複数のディフューザプレートの各々は、第１の面内に形成された溝、及び前記溝の面と前記第１の面の反対側の第２の面との間に形成された１以上のオリフィス孔を含み、前記１以上のオリフィス孔は、前記ディフューザプレートの厚み方向に対してある角度の方向に前記溝の前記面から延在しているオリフィス孔を含む、リッドプレート。
【請求項11】
前記複数のディフューザプレートの各々は、複数の平行な行として方向付けられ、前記複数の分離プレートの各々は、複数の列として方向付けられている、請求項１０に記載のリッドプレート。
【請求項12】
前記溝は、半円形状プロファイルを含む、請求項１０に記載のリッドプレート。
【請求項13】
前記溝は、矩形状プロファイルを含む、請求項１０に記載のリッドプレート。
【請求項14】
前記溝は、その長さに沿って変化する深さを含む、請求項１０に記載のリッドプレート。
【請求項15】
複数のディフューザプレートを備えるガス分配アセンブリを備えるリッドプレートであって、前記複数のディフューザプレートは、複数の内側ディフューザプレート、及び前記内側ディフューザプレートの両側にある外側ディフューザプレートを備え、前記複数の内側ディフューザプレートは、１以上の誘電体プレート及び複数の分離プレートによって分離されており、前記複数のディフューザプレートの各々は、第１の面内に形成された溝、及び前記溝の面と前記第１の面の反対側の第２の面との間に形成された１以上のオリフィス孔を含み、前記１以上のオリフィス孔は、前記ディフューザプレートの厚み方向に対してある角度の方向に前記溝の前記面から延在しているオリフィス孔を含む、リッドプレート。
【請求項16】
前記角度は鋭角である、請求項１から１５のいずれか一項に記載のリッドプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[0001] 本開示の実施形態は、広くは、プラズマ化学気相堆積（PECVD）チャンバなどのプロセスチャンバに関する。特に、本開示の実施形態は、プロセスチャンバ用のリッドアセンブリに関する。
【背景技術】
【0002】
[0002] ソーラーパネルやフラットパネルディスプレイの製造では、半導体基板、ソーラーパネル基板、及び液晶ディスプレイ（LCD）、並びに／又は有機発光ダイオード（OLED）基板などの基板上に薄膜を堆積させて、その基板上に電子デバイスを形成するために、数多くのプロセスが採用されている。堆積は、一般に、温度制御された基板支持体上に配置された基板を有するチャンバの中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、典型的には、チャンバの上部付近に配置されたガス分配プレートを通して導かれる。チャンバ内の前駆体ガスは、チャンバに結合された１以上の高周波（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RF電力を印加することによって、プラズマの中にエネルギー供給（例えば、励起）されてもよい。励起されたガスは、反応して、温度制御された基板支持体上に配置された基板の表面上に材料の層を形成する。
【0003】
[0003] 電子デバイスを形成するための基板のサイズは、今日では、通常、表面積が１平方メートルを超えている。これらの基板にわたる膜厚の均一性を実現することは困難である。膜厚の均一性は、基板のサイズが大きくなるにつれて更に難しくなる。伝統的に、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生成するための従来のチャンバ内で生成される。それらは、容量結合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、丸い基板又はウエハ上への堆積において歴史的に利用されてきた誘導結合プラズマ構成への関心が、これらの大きな基板用の堆積プロセスに使用するために探求されている。しかし、誘導結合は、構造的支持構成要素として誘電材料を利用する。これらの誘電材料は、これらのより大きな基板向けに従来のチャンバで使用されているように、大気側であるチャンバの大面積構造部分の一方の側に対して大気圧が存在し、他方の側に減圧条件が存在することによって生じる構造的な荷重に耐える、構造的強度を有していない。したがって、誘導結合プラズマシステムは、大面積基板のプラズマプロセス用に開発されつつある。しかし、プロセスの均一性、例えば、大きな基板にわたる堆積厚さの均一性が所望のようにならない。
【0004】
[0004] したがって、当該技術分野で必要とされるのは、基板の堆積表面全体にわたって膜厚の均一性を改善するように構成された大面積基板について使用するためのチャンバのリッドアセンブリである。
【発明の概要】
【0005】
[0005] 本明細書で説明される実施形態は、チャンバの内部空間内のプラズマ密度及びガス分布を独立して制御するためのチャンバのリッドプレートを提供する。一実施形態では、リッドアセンブリが、複数のディフューザプレートを備えるガス分配アセンブリを含み、ディフューザプレートの一部分は誘電体プレートによって分離され、複数のディフューザプレートの各々は、第１の面内に形成された溝、及び溝の面と第１の面の反対側の第２の面との間に形成された１以上のオリフィス孔を含む。
【0006】
[0006] 別の一実施形態では、リッドプレートが、複数のディフューザプレートを備えるガス分配アセンブリを含み、複数のディフューザプレートの一部分は、複数の誘電体プレート及び複数の分離プレートによって分離され、複数のディフューザプレートの各々は、第１の面内に形成された溝、及び溝の面と第１の面の反対側の第２の面との間に形成された１以上のオリフィス孔を含む。
【0007】
[0007] 更に別の一実施形態では、リッドプレートが、複数のディフューザプレートを備えるガス分配アセンブリを含み、複数のディフューザプレートは、複数の内側ディフューザプレート、及び複数の内側ディフューザプレートの両側にある外側ディフューザプレートを備え、複数の内側ディフューザプレートは、１以上の誘電体プレート及び複数の分離プレートによって分離され、複数のディフューザプレートの各々は、第１の面内に形成された溝、及び溝の面と第１の面の反対側の第２の面との間に形成された１以上のオリフィス孔を含む。
【0008】
[0008] 上述の本開示の特徴を詳細に理解しうるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって得られ、一部の実施形態は、付随する図面に例示されている。しかしながら、添付図面は例示的な実施形態を示しているにすぎず、従って、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、その他の等しく有効な実施形態も許容され得ることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】[0009] 一実施形態によるチャンバの概略断面図である。
【図2】[0010] 一実施形態によるプレートの概略断面図である。
【図3A】[0011] 一実施形態によるプレートの概略斜視図である。
【図3B】[0012] 一実施形態によるプレートの負の斜視図（negative perspective view）である。
【図4】[0013] 一実施形態によるプレートの概略下面図である。
【図5】[0014] リッドプレートの一実施態様の概略下面図である。
【図8】[0017] ディフューザプレートの裏側面の平面図である。
【図10】[0019] リッドプレートの別の一実施態様の概略下面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
[0020] 理解し易くするために、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。一実施形態の要素及びフィーチャは、更なる記述がなくても、他の実施形態に有益に組み込むことができると考えられている。
【0011】
[0021] 本明細書で説明される実施形態は、チャンバの内部空間内のプラズマ密度及びガス分布を独立して制御するためのチャンバのリッドアセンブリを提供する。リッドアセンブリは、プラズマ生成システム及びガス分配アセンブリを含む。プラズマ生成システムは、減圧に対して配向された下面、及び大気圧に対して配向されるように動作可能な上面を有する、複数の誘電体プレートを含む。１以上のコイルが、複数の誘電体プレート上又はその上に配置される。ガス分配アセンブリは、第１のディフューザ及び第２のディフューザを含む。第１のディフューザは、第２のディフューザの複数の第２のチャネルと交差する複数の第１のチャンネルを含む。
【0012】
[0022] 図１は、本明細書で説明される実施形態から利益を受け得る、PECVDチャンバなどのチャンバ１００の概略断面図である。適切なチャンバは、カリフォルニア州サンタクララのカリフにあるアプライドマテリアルズ社（Applied Materials, Inc.）から入手することができる。以下で説明されるシステムは、例示的なチャンバであり、他の製造業者からのチャンバを含む他のチャンバが、本開示の態様を実現するために使用されてもよく、又は修正されてもよいことを理解されたい。チャンバ１００は、チャンバ本体１０４、リッドアセンブリ１０６、及び基板支持アセンブリ１０８を含む。リッドアセンブリ１０６は、チャンバ本体１０４の上端に配置されている。
【0013】
[0023] 基板支持アセンブリ１０８は、チャンバ本体１０４の内部空間内に少なくとも部分的に配置されている。基板支持アセンブリ１０８は、基板支持体１１０及びシャフト１１２を含む。基板支持体１１０は、基板１０２を支持するための支持面１１８を有する。本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る一実施形態では、基板１０２が、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、基板１０２は、何らかの特定のサイズ又は形状に限定されない。一態様では、用語「基板」が、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、矩形、湾曲、又は他の非円形のワークピースを指す。
【0014】
[0024] 基板支持体１１０は、典型的には、加熱要素（図示せず）を含む。基板支持体１１０は、チャンバ本体１０４を通って延びるシャフト１１２によって、チャンバ本体１０４の内部空間内で移動可能に配置されている。その場合、シャフト１１２は、基板支持体駆動システム１１４に接続されている、基板支持体駆動システム１１４は、持ち上げられた処理位置（図示されている）と、チャンバ本体１０４を通して形成された開口部１１６を通る、チャンバ本体１０４の内部空間への、及び、からの基板の移送を容易にする、下げられた位置との間で、基板支持体１１０を移動させる。本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る一実施形態では、基板支持体駆動システム１１４が、シャフト１１２及び基板支持体１１０を回転させる。
【0015】
[0025] リッドアセンブリ１０６は、チャンバ本体１０４の上端に配置されたリッドプレート１２２を含む。リッドプレート１２２は、ガス分配アセンブリ１２４及びプラズマ生成システム１２６を含む。ガス分配アセンブリ１２４は、リッドプレート１２２内に配置された第１のディフューザ１２８の１以上の第１のディフューザ入口１３０を含む。本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る一実施形態では、リッドプレート１２２が、アルミニウム含有材料を含む。本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る一実施形態では、ガス分配アセンブリ１２４が、リッドプレート１２２内に配置された第２のディフューザ１３６に結合された１以上の第２のディフューザ入口（図３Ａ及び図３Ｂで示されている）を含む。１以上の第１のディフューザ入口１３０は、第１のガス源１３４に結合可能である。１以上の第１のディフューザ入口１３０の各々は、第１ディフューザ１２８の第１のチャネル（図３Ｂで示されている）と流体連通している。１以上の第２のディフューザ入口（図３Ａ及び図３Ｂで示されている）は、第２のガス源１３８に結合可能である。１以上の第２のディフューザ入口（図３Ａ及び図３Ｂで示されている）の各々は、第２のディフューザ１３６の第２のチャネル（図３Ｂで示されている）と流体連通している。幾つかの実施形態では、第１のガス源１３４によって提供されるガスが、第２のガス源１３８によって提供されるガスと同じである。
【0016】
[0026] 第１のディフューザ１２８は、第１のガス源１３４から、リッドプレート１２２の下面１６０と基板支持体１１０との間の処理領域１２０に、１以上の第１のガスを供給する。１以上の第１のガスは、第１のディフューザ１２８の各第１のチャネル（図３Ｂで示されている）の複数の第１の孔（図４で示されている）を通して、処理領域１２０に提供される。質量流量制御（MFC）デバイスなどの流量コントローラ１４１が、１以上の第１のディフューザ入口１３０の各々と第１のガス源１３４との間に配置されて、第１のガス源１３４から各第１のチャネル（図３Ｂで示されている）への第１のガスの流量を制御し、したがって、処理領域１２０内の第１のガス流の独立した制御を提供する。１以上の第２のガスは、第２のディフューザ１３６の各第２のチャネル（図３Ｂで示されている）の複数の第２の孔（図４で示されている）を通して、処理領域１２０に提供される。流量コントローラ１４１は、１以上の第２のディフューザ入口（図３Ａ及び図３Ｂで示されている）の各々と第２のガス源１３８との間に配置されて、第２のガス源１３８から各第２のチャネル（図３Ｂで示されている）への第２のガスの流量を制御し、したがって、処理領域１２０内の第２のガス流の独立した制御を提供する。ポンプ１５５が、処理領域１２０と流体連通している。ポンプ１５５は、処理領域１２０内の圧力を制御し、処理領域１２０からガス及び副生成物を排出するように動作可能である。一実施形態では、第１のガスと第２のガスの各々が同じガスである。
【0017】
[0027] プラズマ生成システム１２６は、リッドプレート１２２内に平行に配置された１以上の空洞１４０を含む。１以上の空洞１４０の各々は、複数の誘電体プレート１５０用の凹部（図２から図４で示されている）を含む。１以上の空洞１４０の各々は、複数の誘電体プレート１５０上又はその上に配置された１以上のコイル１４２を含む。複数の誘電体プレート１５０は、１以上の空洞１４０内の大気圧の存在と、チャンバ本体１０４の内部空間内の減圧の存在と、によって生成される構造的負荷に耐える構造的強度を有する物理的バリアを提供する。複数の誘電体プレート１５０の各々は、下面１５１、及び下面１５１の反対側に方向付けられた上面１５３を含む。下面１５１は、処理領域１２０に対して（すなわち、向けて）方向付けられている。それによって、誘電体プレート１５０の各々の下面１５１は、減圧などの処理領域１２０内の第１の圧力に曝露される。上面１５３は、処理領域１２０とは反対に（すなわち、離れるように）方向付けられている。それによって、誘電体プレート１５０の各々の上面１５３は、大気圧などの処理領域１２０の外側の第２の圧力に曝露される。本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る一実施形態では、第１の圧力と第２の圧力が異なっている。
【0018】
[0028] 本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る一実施形態では、誘電体プレートが、、酸化アルミニウム（Al2O3）、窒化アルミニウム（AlN）、石英、二酸化ジルコニウム（ZrO2）、窒化ジルコニウム（ZrN）、及びガラス材料のうちの少なくとも１つを含む。各コイル１４２は、電源１５２に接続された電気入力端子１４４、及びアース１５４に接続された電気出力端子１４６を有する。本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る一実施形態では、各コイル１４２が、コイル１４２のインピーダンスなどの電気特性を調整するための整合回路を有する整合ボックス１４８を介して電源１５２に接続されている。各コイル１４２は、１以上の第１のガスと第２のガスのうちの少なくとも１つを誘導結合プラズマの中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ている。それぞれの電源１５２に対して１以上の空洞１４０の各々の各コイル１４２を独立して接続することにより、各コイル１４２に提供される電力レベル及び周波数の独立した制御が可能になる。各コイル１４２に提供される電力レベル及び周波数の独立した制御により、誘導結合プラズマの密度を、各コイル１４２に対応するプロセスゾーン１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃ、１５６ｄ（集合的にプロセスゾーン１５６と称される）内で独立して制御することが可能になる。コントローラ１５８は、チャンバ１００に結合され、処理中にチャンバ１００の諸態様を制御するように構成されている。
【0019】
[0029] 図２は、リッドプレート１２２の概略断面図である。図２は、ガス分配アセンブリ１２４の第１のディフューザ１２８の１以上の第１のディフューザ入口１３０、並びに、プラズマ生成システム１２６の複数の誘電体プレート１５０用の、１以上の空洞１４０、各コイル１４２、各電気入力端子１４４、各電気出力端子１４６、及び凹部２０１を示している。本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る一実施形態では、リッドアセンブリ１０６が、熱交換器（図示せず）に結合可能な複数の流体チャネル（図３Ｂで示されている）を含む、熱交換システムを含む。冷却器などの熱交換器は、複数の流体チャネル（図３Ｂで示されている）の流体入口２０２及び流体出口２０４を介して各流体チャネルと流体連通している。それによって、リッドプレート１２２は、所定の温度に維持されている。各コイル１４２は、１以上のターン（turn）を有する。
【0020】
[0030] 図３Ａは、複数の誘電体プレート１５０及び各コイル１４２を有さないリッドプレート１２２の概略斜視図である。図３Ｂは、複数の誘電体プレート１５０及びコイル１４２を有さないリッドプレート１２２の負の斜視図である。リッドプレート１２２は、複数の第１のチャネル３０２を含む。第１のチャネル３０２の各々は、リッドプレート１２２内に配置されるか又は形成されている。複数の第１のチャネル３０２の各第１のチャネルは、凹部２０１のうちの１つに隣接して配置されている。凹部２０１の各々は、リッドプレート１２２内に配置された２つの隣接する第１のチャネル３０２の間にある。第１のチャネル３０２の各々は、１以上の第１のディフューザ入口１３０のうちの少なくとも１つの第１のディフューザ入口と流体連通している。
【0021】
[0031] 本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る一実施形態では、リッドプレート１２２が、リッドプレート１２２内に配置されるか又は形成された複数の第２のチャネル３０４を含む。複数の第２のチャネル３０４の各第２のチャネルは、１以上の空洞１４０のうちの２つの隣接する空洞１４０の間に配置されている。第２のチャネル３０４の各々は、リッドプレート１２２内に形成された１以上の第２のディフューザ入口３０６のうちの少なくとも１つの第２のディフューザと流体連通している。本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る別の一実施形態では、リッドプレート１２２が、熱交換器（図示せず）に結合可能な熱交換システムの複数の流体チャネル３０８を含む。冷却器などの熱交換器は、流体入口２０２及び流体出口２０４を介して複数の流体チャネル３０８と流体連通している。複数の流体チャネル３０８は、１以上の空洞１４０と凹部２０１の外側の凹部とに隣接して配置されている。
【0022】
[0032] 図４は、リッドプレート１２２の概略下面図である。図４で示されているように、第１のチャネル３０２の各々と第２のチャネル３０４の各々とは交差している。本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る一実施形態では、第１のチャネル３０２の各々が、第２のチャネル３０４の各々と直交している。誘電体プレート１５０の各々は、第１のチャネル３０２に隣接して配置され、第２のチャネル３０４のうちの少なくとも１つに隣接して配置されている。複数の第１のチャネル３０２の各第１のチャネルは、リッドプレート１２２を通って延びる複数の第１の孔４０２を含む。流量コントローラ１４１は、第１のガス源１３４から複数の第１の孔４０２を通る第１のガスの流量を制御する。第１のガスの流量を制御することにより、複数の第１のチャネル３０２の各第１のチャネルに対応する、処理領域１２０の第１のゾーン４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃ、４０６ｄ、４０６ｅ、４０６ｆ、４０６ｇ、４０６ｈ、４０６ｉ（集合的に第１のゾーン４０６と称される）内の第１のガス流の独立した制御が提供される。本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る、第２のディフューザ１３６を有する一実施形態では、複数の第２のチャネル３０４の各第２のチャネルが、リッドプレート１２２を通って延びる複数の第２の孔４０４を含む。流量コントローラ１４１は、第２のガス源１３８から複数の第２の孔４０４を通る第２のガスの流量を制御する。第２のガスの流量を制御することにより、複数の第２のチャネル３０４の各第２のチャネルに対応する、処理領域１２０の第２のゾーン、４０８ａ、４０８ｂ、４０８ｃ（集合的に第２のゾーン４０８と称される）内の第２のガス流を独立して制御することができる。
【0023】
[0033] 図５は、リッドプレート１２２の一実施態様の概略下面図である。図５のリッドプレート１２２は、リッドプレート１２２の下面１６０の構造を概略的に示している。第１のゾーン４０６及び第２のゾーン４０８は図示されていないが、リッドプレート１２２は、上述のように１以上のゾーンを含み得る。
【0024】
[0034] リッドプレート１２２は、外側ディフューザプレート５００及び内側ディフューザプレート５０５として示されている、複数のディフューザプレートを含む。内側ディフューザプレート５０５の各々は、誘電体プレート１５０及び／若しくは分離プレート５１０によって分離されるか、並びに／又はそれらの間に配置されている。外側ディフューザプレート５００の各々は、それの片側に、誘電体プレート１５０及び１以上の分離プレート５１０を有する。
【0025】
[0035] 外側ディフューザプレート５００、内側ディフューザプレート５０５、及び分離プレート５１０の各々は、アルミニウムなどの導電性材料で作製されてよい。
【0026】
[0036] この実施形態では、分離プレート５１０、ならびに、外側ディフューザプレート５００及び内側ディフューザプレート５０５の各々が、それぞれ、複数のファスナ５１５及び５２０を含む。ファスナ５１５及び５２０の各々は、セラミック材料又は金属材料で作製されてよい。外側ディフューザプレート５００と内側ディフューザプレート５０５の各々は、一体（すなわち、一体構造）であってもよく、又は外側ディフューザプレート５００と内側ディフューザプレート５０５の各々は、複数の部品を含んでもよい。同様に、誘電体プレート１５０は、単一の材料片を含んでもよく、又は複数のプレートを含んでもよい。誘電体プレート１５０が複数のプレートである実施形態では、誘電体プレート１５０の各々が、ファスナ（図示せず）を使用してリッドプレート１２２に結合されてもよく、並びに／又は分離プレート５１０及び／若しくは外側ディフューザプレート５００と内側ディフューザプレート５０５とに結合されてもよい。
【0027】
[0037] 外側ディフューザプレート５００と内側ディフューザプレート５０５の各々は、１以上のオリフィス孔５２５（例えば、第１の孔４０２）を含む。１以上のオリフィス孔５２５の各々は、第１のチャネル３０２（図３Ｂでも示されている）のうちの対応する１つと流体連通している。幾つかの実施形態では、分離プレート５１０の各々が、１以上のオリフィス孔５３０（例えば、第２の孔４０４）を含む。分離プレート５１０の１以上のオリフィス孔５３０の各々は、第２のチャネル３０４（図３Ｂでも示されている）のうちの対応する１つと流体連通している。
【0028】
[0038] 図６Ａ及び図６Ｂは、図５からのリッドプレート１２２の断面図である。図６Ａでは、外側ディフューザ板プレート５０５と内側ディフューザプレート５００の一部分が、それらの間の分離プレート５１０の部分と共に示されている。図６Ｂでは、内側プレート５０５のうちの１つが、その長さ方向に沿って示されている。
【0029】
[0039] 図７は、図６Ａからのリッドプレート１２２の拡大断面図である。内側ディフューザプレート５０５のうちの１つ、ならびに２つの分離プレート５１０の一部分が図示されている。内側ディフューザプレート５０５は、複数の第１のチャネル３０２のうちの１つならびに１以上のオリフィス孔５２５と流体連通する溝７００を含む。図示されていないが、内側ディフューザプレート５０５のうちの他のものも、同様に構成されてよい。加えて、外側ディフューザプレート５００は、溝７００、ならびに１以上のオリフィス孔５２５を含む。
【0030】
[0040] 内側ディフューザプレート５０５は、ファスナ５２０によってリッドプレート１２２の本体７０５に結合されている。各ファスナ５２０は、溝７００及び１以上のオリフィス孔５２５の両側にあるそれぞれの皿孔７１０内に配置されている。同様に、分離プレート５１０は、ファスナ７１５（１つだけが図示されている）によって本体７０５に結合されている。ファスナ７１５は、皿孔７２０内に配置されている。ファスナ７１５及び５２０は、分離プレート５１０の（下）面７２５Ａ及び内側ディフューザプレート５０５の（下）面７２５Ｂまで、それぞれの皿孔内で延在する。面７２５Ａ及び面７２５Ｂは、平面的であるか又は平坦である。それによって、それらの面は、互いに同一平面上にある。加えて、それぞれの皿孔内のファスナ７１５及び５２０の延長部は、平坦又は平面的な下面を呈する（すなわち、突出や窪みがない）。それによって、より均一なプラズマ形成が促進される。図示されていないが、誘電体プレート１５０（すなわち、下面１５１）の各々も、面７２５Ｂと同一平面上にある。
【0031】
[0041] 溝７００及び第１のチャネル３０２は、本体７０５内に形成された溝７３５内に配置された弾性シール（elastomeric seal）７３０によって流体的に密封されている。弾性シール７３０は、溝７００及び第１のチャネル３０２を取り囲むようにサイズ決定されている。弾性シール７３０は、細長いＯリングであってもよい。弾性シール７３０は、内側ディフューザプレート５０５の密封面７４０に対して圧縮される。密封面７４０は、面７２５Ｂ及び裏側面７４５の残り、ならびに内側ディフューザプレート５０５の他の外面よりも滑らかである。幾つかの実施形態では、密封面７４０が、約１６（二乗平均平方根（RMS））又は１６マイクロインチ（平均表面粗さ（Ra））の表面仕上げを含む。
【0032】
[0042] 図８は、ディフューザプレート８００の裏側面７４５の平面図である。ディフューザプレート８００は、外側ディフューザプレート５００のうちの１つであってもよく、又は内側ディフューザプレート５０５のうちの１つであってもよい。
【0033】
[0043] ディフューザプレート８００は、基板（図示せず）の長さ又は幅よりも長い長さ８０５を含む。一実施例では、長さ８０５が、約５フィートから約６フィート、又はそれよりも長い。密封面７４０は、溝７００を取り囲むように図示されている。加えて、複数の孔８１０が、ディフューザプレート８００の長さ８０５に沿って配置されている。各孔８１０は、ファスナ５２０（図７で示されている）を受け入れるようになっている。孔８１０は、ディフューザプレート８００の縁部８１５と密封面７４０との間に形成されている。各ファスナ５２０は、ねじ回し、六角キー、TORX（登録商標）の下に市販されているビットと共に使用可能なドライバーなど、と共に使用され得る六角頭部又は凹んだインターフェースなどの工具インターフェースを有する、ねじ又はボルトである。
【0034】
[0044] オリフィス孔５２５は、この図面では示されていないが、複数のオリフィス位置８２５の各々において溝７００内に形成されている。長さ８２０は、オリフィス孔５２５が溝７００に沿って開始及び終了する位置を示している。長さ８２０は、長さ８０５よりも短い。オリフィス位置８２５は、長さ８２０の範囲内に位置付けられている。オリフィス位置８２５は、長さ８２０に沿った等ピッチ又は不等ピッチであってよい。オリフィス位置８２５の間のピッチは、約０．２５インチから約１インチであってよい。
【0035】
[0045] 図９Ａ～図９Ｃは、ディフューザプレート８００の様々な構成を示している、図８からの断面図である。特に、図９Ａ～図９Ｃは、溝７００及び／又はオリフィス孔５２５のプロファイルの変形例を示している。
【0036】
[0046] 図９Ａでは、ディフューザプレート９００Ａが、示されており、半円形状プロファイルを有する溝７００を含む。加えて、３つのオリフィス孔５２５が、第１の面９０５と溝７００の面９１０との間に形成されるように示されている。溝７００の面９１０は、半径面（radius surface）又は曲面である。３つのオリフィス孔５２５が図示されているが、オリフィス孔の数は、図８で示されているオリフィス位置８２５の各々において、１つから５つであってよく又はそれより多くてよい。
【0037】
[0047] 図９Ａで示されているオリフィス孔５２５は、中央オリフィス孔９１５及び２つの外側オリフィス孔９２０を含む。中央オリフィス孔９１５の直径と外側オリフィス孔９２０の直径は、同じであってもよく又は異なっていてもよい。中央オリフィス孔９１５及び外側オリフィス孔９２０の一部又は全部の直径は、約０．００８インチから約０．０４インチであってよい。外側オリフィス孔９２０の長さは、同じであるか又は実質的に等しくてよい。一方、中央オリフィス孔９１５の長さは、外側オリフィス孔９２０のものよりも短い。
【0038】
[0048] 中央オリフィス孔９１５は、第１の面９０５から約９０度の角度にある軸９２５に沿って設けられている。外側オリフィス孔９２０は、軸９２５から鋭角９３０で形成されている。鋭角９３０は、軸９２５から約２０度から約５０度、例えば、約３５度から約４５度、例えば、約４０度であってよい。
【0039】
[0049] 図示されていないが、長さ８２０に沿って他のオリフィス位置８２５にある他のオリフィス孔５２５（図８）は、図９Ａで示されている中央オリフィス孔９１５及び外側オリフィス孔９２０と、同じであってよく又は異なっていてもよい。加えて、面９１０は、長さ８０５（図８）に沿って一定であってよい。しかし、面９１０は、長さ８０５に沿って異なっていてもよい。例えば、溝７００は、長さ８０５に沿って、ディフューザプレート８００の中央部分でより深くてよく、ディフューザプレート８００の端部分においてより浅くてよい。
【0040】
[0050] 図９Ｂは、以下の例外を除いて図９Ａで示されているディフューザプレート９００Ａと実質的に同様であるディフューザプレート９００Ｂを示している。溝７００は、四角形状プロファイルを有し、外側オリフィス孔９２０は、フレア付き部分９３５を含む。フレア付き部分９３５は、外側オリフィス孔９２０を溝７００の面９１０に接続する。溝７００は、面９１０から垂直な角度で延在する２つの側面９４０を含む。
【0041】
[0051] 図９Ｃは、以下の例外を除いて図９Ａで示されているディフューザプレート９００Ａと実質的に同様であるディフューザプレート９００Ｃを示している。ディフューザプレート９００Ｃは、オリフィス位置８２５において単一のオリフィス孔９４５を含む。ディフューザプレート９００Ｃの構成は、図５で示されている外側ディフューザプレート５００として有益に利用され得る。単一のオリフィス孔９４５は、鋭角９３０で角度を付けられてよく、基板１０２（図１で示されている）の中心に向けてガスを誘導することができる。
【0042】
[0052] 図１０は、リッドプレート１２２の別の一実施態様の概略下面図である。外側ディフューザプレート５００及び内側ディフューザプレート５０５は、他の図面では単一の一体片として示されているが、図１０で示されているリッドプレート１２２は、複数の分割されたディフューザプレートを含む。それらは、第１の複数の外側ディフューザプレート１０００及び第２の複数の内側ディフューザプレート１００５として示されている。第１の複数の外側ディフューザプレート１０００及び第２の複数の内側ディフューザプレート１００５は、複数の行１０１０内に配置されている。各行１０１０は、他の行１０１０と実質的に平行である。
【0043】
[0053] 第１の複数の外側ディフューザプレート１０００は、２以上のディフューザセグメント１０１５を含み、第２の複数の内側ディフューザプレート１００５は、２以上のディフューザセグメント１０２０を含む。ディフューザセグメント１０１５とディフューザセグメント１０２０の各々は、長さがより短い点を除いて、図８で示されているディフューザプレート８００、ならびに図９Ａ～図９Ｃで示されているディフューザプレート９００Ａ～９００Ｃと同様に構築されてよい。外側ディフューザプレート１０００及び内側ディフューザプレート１００５のより短い長さは、それらの熱膨張及び熱収縮の効果を最低限に抑えることができる。加えて、ディフューザセグメント１０１５及び１０２０の各々を通るガスの流れは、独立して制御されてよい。
【0044】
[0054] 要約すると、チャンバの内部空間内のプラズマ密度及びガス分布を独立して制御するためのチャンバのリッドアセンブリが提供される。各コイルに提供される電力レベル及び周波数を独立して制御することにより、誘導結合プラズマの密度を、各コイルに対応するプロセスゾーン内で独立して制御することが可能になる。第１のガスの流量を制御することにより、複数の第１のチャネルの各第１のチャネルに対応する処理領域の第１のゾーン内での第１のガス流の独立した制御が提供される。第２のガスの流量を制御することにより、複数の第２のチャネルの各第２のチャネルに対応する処理領域の第２のゾーン内での第２のガス流の独立した制御が提供される。幾つかの実施形態では、処理領域にわたる均一なガス流が所望され得る。しかし、他の実施形態では、処理領域にわたるガス流は均一でなくてもよい。不均一なガス流は、チャンバの何らかの（１以上の）物理的構造及び／又は幾何学的形状のために所望され得る。
【0045】
[0055] 以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱せずに本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって規定される。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10】