特表 2022-527694 高アスペクト比の孔及び高い孔密度を有するガス分配プレート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-03

(54)【発明の名称】高アスペクト比の孔及び高い孔密度を有するガス分配プレート

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/455 20060101AFI20220527BHJP

   C23C 14/24 20060101ALI20220527BHJP

   C23C 14/34 20060101ALI20220527BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20220527BHJP

【ＦＩ】

C23C16/455

C23C14/24 M

C23C14/34 M

H01L21/302 101G

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021556710

(86)(22)【出願日】2020-02-27

(85)【翻訳文提出日】2021-11-17

(86)【国際出願番号】 US2020020070

(87)【国際公開番号】W WO2020197684

(87)【国際公開日】2020-10-01

(31)【優先権主張番号】62/824,369

(32)【優先日】2019-03-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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・小林特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】アガルワル， スミット

(72)【発明者】

【氏名】バルジャ， サンジーヴ

(72)【発明者】

【氏名】ピーターソン， チャド

(72)【発明者】

【氏名】ライス， マイケル アール．

【テーマコード（参考）】

4K029

4K030

5F004

【Ｆターム（参考）】

4K029DA05

4K029DA06

4K030EA04

4K030EA05

4K030EA06

4K030JA01

4K030KA47

5F004AA01

5F004BB28

5F004BD04

(57)【要約】

処理チャンバのシャワーヘッドアセンブリのためのガス分配プレートは、少なくとも第１プレート及び第２プレートを含み得る。第１のプレートは、各々が少なくとも約１００μｍの直径を有する第１の複数の孔を含み得る。第２のプレートは、各々が少なくとも約１００μｍの直径を有する第２の複数の孔を含み得る。さらに、第１の複数の孔の各々は、第２の複数の孔のうちの対応する孔と整列させられ、複数の相互接続された孔を形成する。相互接続された孔の各々は、他の相互接続された孔の各々から隔離されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャワーヘッドアセンブリのためのガス分配プレートであって、
第１の複数の孔を備えた第１のプレートであって、前記第１の複数の孔の各々が、少なくとも約１００μｍの直径を有する、第１のプレート、及び
前記第１のプレートに連結された第２のプレートであって、当該第２のプレートが、第２の複数の孔を備え、前記第２の複数の孔の各々が、少なくとも約１００μｍの直径を有し、前記第１の複数の孔の各々が、前記第２の複数の孔のうちの対応する孔と整列させられ、複数の相互接続された孔を形成し、前記複数の相互接続された孔の各々が、他の前記複数の相互接続された孔の各々から隔離されている、第２のプレート
を備えているガス分配プレート。

【請求項2】

前記複数の相互接続された孔の各々が、少なくとも約２５対１のアスペクト比を有する、請求項１に記載のガス分配プレート。

【請求項3】

前記第１の複数の孔の各々及び前記第２の複数の孔の各々が、約１００μｍから約６００μｍの直径を有する、請求項１に記載のガス分配プレート。

【請求項4】

前記第１の複数の孔の各々及び前記第２の複数の孔の各々のうちの少なくとも１つが、均一な直径を有し、前記第１の複数の孔及び前記第２の複数の孔の少なくとも１つが、不均一な直径を有する、請求項１に記載のガス分配プレート。

【請求項5】

前記第１のプレート及び前記第２のプレートが、約１００μｍから約１２．７ｍｍの範囲内の厚さを有する、請求項１に記載のガス分配プレート。

【請求項6】

前記ガス分配プレートが、前記第２のプレートに連結された第３のプレートをさらに備え、前記第３のプレートが、第３の複数の孔を備え、前記第３の複数の孔の各々が、前記第１の複数の孔のうちの対応する孔及び前記第２の複数の孔のうちの対応する孔と整列させられる、請求項１に記載のガス分配プレート。

【請求項7】

シャワーヘッドを形成する方法であって、
第１のプレートにおいて第１の複数の孔を生成することであって、当該第１の複数の孔の各々が、少なくとも約１００μｍの直径を有する、第１の複数の孔を生成することと、
第２のプレートにおいて第２の複数の孔を生成することであって、当該第２の複数の孔の各々が、約１００μｍの直径を有する、第２の複数の孔を生成することと、
前記第１の複数の孔の各々を前記第２の複数の孔のうちの対応する孔と整列させて、複数の相互接続された孔を生成することであって、当該複数の相互接続された孔の各々が、他の当該複数の相互接続された孔の各々から隔離されている、複数の相互接続された孔を生成することと、
前記第１のプレートを前記第２のプレートに接合することと
を含む方法。

【請求項8】

前記第１のプレートを前記第２のプレートに接合することが、前記第１のプレートを前記第２のプレートに拡散接合することと、前記第１のプレートを前記第２のプレートにろう付けすることのうちの１つを含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記複数の相互接続された孔の各々が、約２５対１のアスペクト比を有し、前記第１の複数の孔の各々及び前記第２の複数の孔の各々が、約１００μｍから約６００μｍの範囲内の直径を有する、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

前記第１のプレートの圧延方向を前記第２のプレートの圧延方向と整列させることと、
原子層堆積（ＡＬＤ：ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）プロセスを用いて、接合された前記第１のプレート及び前記第２のプレートをコーティングすることと
をさらに含む、請求項７に記載の方法。

【請求項11】

処理チャンバであって、
シャワーヘッドであって、
ガス分配プレートであって、
第１の複数の孔を備えた第１のプレートであって、前記第１の複数の孔の各々が、少なくとも約１００μｍの直径を有する、第１のプレート、及び
前記第１のプレートに連結された第２のプレートであって、当該第２のプレートが、第２の複数の孔を備え、前記第２の複数の孔の各々が、少なくとも約１００μｍの直径を有し、前記第１の複数の孔の各々が、前記第２の複数の孔のうちの対応する孔と整列させられ、複数の相互接続された孔を形成し、前記複数の相互接続された孔の各々が、他の前記複数の相互接続された孔の各々から隔離されている、第２のプレート
を備えたガス分配プレート、
を備えたシャワーヘッドと、
基板を支持するように構成された基板支持体と、
シャワーヘッドアセンブリと流体的に連結され、処理ガスを前記シャワーヘッドアセンブリへ供給するように構成されたガス供給源と
を備えている処理チャンバ。

【請求項12】

前記複数の相互接続された孔の各々が、少なくとも約２５対１のアスペクト比を有する、請求項１１に記載の処理チャンバ。

【請求項13】

前記第１の複数の孔の各々及び前記第２の複数の孔の各々が、均一な直径を有する、請求項１１に記載の処理チャンバ。

【請求項14】

前記第１の複数の孔の直径が、前記第２の複数の孔の直径と異なる、請求項１１に記載の処理チャンバ。

【請求項15】

前記第１の複数の孔及び前記第２の複数の孔のうちの少なくとも１つが、不均一な直径を有する、請求項１１に記載の処理チャンバ。

【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、処理チャンバのためのシャワーヘッドに関し、より具体的には、処理チャンバのための、高アスペクト比の孔及び高い孔密度を有するシャワーヘッドに関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］多くの従来のシャワーヘッド設計では、シャワーヘッドは、処理ガスが流動し得る複数の孔を有するガス分配プレートを含む。しかしながら、これらの孔の数及びこれらの孔のアスペクト比は、限度を有する場合がある。したがって、シャワーヘッドを通る処理ガスの流れの均一性が制限される。ガス分配プレート内の孔の数を制限する主な要因は、孔が生成されるプロセスにある。例えば、機械的な穿孔により、ガス分配プレートに高レベルの応力が加わり、潜在的にガス分配プレートを損傷し、かつ／又はガス分配プレート内にバリが生じる場合がある。さらに、機械的な穿孔は法外に時間がかかり、処理が制限される場合がある。例えば、多くの場合、機械的な穿孔では、約５００μｍの最小直径サイズで入手可能なスピンドル冷却剤供給ドリルが利用され、穿孔可能な最小孔が制限される。他のサブトラクティブな穿孔方法には、超音波穿孔又は微小放電加工（ＥＤＭ）が含まれ、これらはいずれも時間がかかる。サブトラクティブな穿孔の他の例には、典型的に約１０：１のアスペクト比に制限され、法外に時間がかかるレーザ穿孔が含まれる。したがって、孔を生成する従来の方法は、孔のサイズ及び孔のアスペクト比を制限する一方で、ガス分配プレートの製造コストを増加させる。さらに、孔生成の従来の方法は、孔密度を制限し、これにより、ガス分配プレートを流動する処理ガスの均一性が制限される。

【0003】

［０００３］したがって、ガス分配の均一性を改善するためには、費用対効果の良い方法でガス分配プレートに多数の小径孔を作るための、改善された製造方法が必要とされている。

【発明の概要】

【0004】

［０００４］一実施形態では、シャワーヘッドアセンブリためのガス分配プレートは、第１プレート及び第２プレートを含む。第１のプレートは、各々が少なくとも約１００μｍの直径を有する第１の複数の孔を含み得る。第２のプレートは、各々が少なくとも約１００μｍの直径を有する第２の複数の孔を含み得る。さらに、第１の複数の孔の各々は、第２の複数の孔のうちの対応する孔と整列させられ、複数の相互接続された孔を形成する。複数の相互接続された孔の各々は、他の複数の相互接続された孔の各々から隔離されている。

【0005】

［０００５］一実施形態では、シャワーヘッドを形成する方法は、第１のプレートにおいて第１の複数の孔を生成することと、第２のプレートにおいて第２の複数の孔を生成することを含む。第１の複数の孔の各々は、少なくとも約１００μｍの直径を有し、第２の複数の孔の各々は、約１００μｍの直径を有する。該方法は、第１の複数の孔の各々を第２の複数の孔のうちの対応する孔と整列させて、複数の相互接続された孔を生成することと、第１のプレートを第２のプレートに接合することをさらに含む。複数の相互接続された孔の各々は、他の複数の相互接続された孔の各々から隔離されている。

【0006】

［０００６］一実施形態では、処理チャンバは、シャワーヘッドアセンブリ、基板を支持するように構成された基板支持体、及びシャワーヘッドアセンブリと流体的に連結され、処理ガスをシャワーヘッドアセンブリへと供給するように構成されたガス供給源を備えている。シャワーヘッドアセンブリは、第１プレート及び第２プレートを含むガス分配プレートを備えている。第１のプレートは、各々が少なくとも約１００μｍの直径を有する第１の複数の孔を含む。第２のプレートは、各々が少なくとも約１００μｍの直径を有する第２の複数の孔を含む。さらに、第１の複数の孔の各々は、第２の複数の孔のうちの対応する孔と整列させられ、複数の相互接続された孔を形成し、複数の相互接続された孔の各々は、他の複数の相互接続された孔の各々から隔離されている。

【図面の簡単な説明】

【0007】

［０００７］本開示の上述の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明は、実施形態を参照することによって得ることができる。そのうちの幾つかの実施形態は添付の図面で例示されている。しかしながら、添付の図面は、例示的な実施形態のみを示しており、したがって、本開示がその他の等しく有効な実施形態も許容し得るので、範囲を限定すると見なすべきではないことに留意されたい。

【0008】

【図1】１つ又は複数の実施形態に係る、ガス分配プレートの概略断面図である。

【図2A】１つ又は複数の実施形態に係る、ガス分配プレートの概略断面図である。

【図2B】１つ又は複数の実施形態に係る、ガス分配プレートの一部の概略側面図である。

【図3】１つ又は複数の実施形態に係る、ガス分配プレートの概略断面図である。

【図4A-4I】１つ又は複数の実施形態に係る、ガス分配プレートの概略断面図である。

【図5】１つ又は複数の実施形態に係る、ガス分配プレートを形成するための方法のフロー図を示す。

【図6】１つ又は複数の実施形態に係る、処理チャンバの概略側面図である。 ［００１４］理解を促進するために、可能な場合には、複数の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特徴は、さらなる記述がなくても、他の実施形態に有益に組み込まれ得ると考えられる。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［００１５］本出願の実施形態は、シャワーヘッドアセンブリのための高アスペクト比の孔を有するガス分配プレートを含む。ガス分配プレートは、処理ガスが流動し得る複数の孔を含む。多くの場合、複数の孔の各々のサイズを小さくし、かつ複数の孔の数を多くすることによって、処理中に基板に与えられる処理ガスの均一性も改善することができる。したがって、以下の開示の実施形態は、十分な強度を確保するためにガス分配プレートの十分な厚さを維持しながらも、多数の小さい孔を有するガス分配プレート、及びこのようなガス分配プレートを製造するための方法を説明する。

【0010】

［００１６］図１は、１つ又は複数の実施形態に係る、ガス分配プレート１００を示す。ガス分配プレート１００は、プレート１１０_１及びプレート１１０_２を含む。プレート１１０_１は、ガス分配プレート１００を形成するプレート１１０_２に接続され得る。さらに、ガス分配プレート１００は、シャワーヘッドアセンブリ、例えば、図６のシャワーヘッドアセンブリ６１６の一部であってもよい。

【0011】

［００１７］プレート１１０_１は、孔１１２_１を含む。さらに、プレート１１０_１は、とりわけ、アルミニウム、アルミニウム合金、モリブデン、モリブデン合金、ニッケル、ニッケル合金、又はシリコンから形成され得る。孔１１２_１の数は、約５０，０００以上であってもよい。さらに、孔１１２_１の数は、約１００，０００以上であってもよい。各孔１１２_１の直径は、少なくとも約１００μｍであってもよい。さらに、各孔１１２_１の直径は、約１００μｍから約６００μｍであってもよい。代替的に、各孔１１２_１の直径は、約１００μｍ未満又は約６００μｍ超であってもよい。さらに、各孔１１２_１は、共通のサイズ（例えば、共通の直径）であってもよい。代替的に、１つ又は複数の孔１１２_１の直径は、孔１１２_１の別のうちの１つの直径とは異なる。

【0012】

［００１８］孔１１２_１の各々は、均一な直径を有し得る。例えば、各孔１１２_１内の任意の点における直径が、各孔１１２_１内の任意の他の点における直径と同じであるか、又は製作公差内であるように、各孔１１２_１のアスペクト比は実質的に一定であり得る。さらに、プレート１１０_１の第１の側面における各孔１１２_１の大きさは、プレート１１０_１の第２の側面における各孔１１２_１の大きさと同じであるか、又は製作公差内である。代替的に、図４Ｃの実施形態に関してより詳細に説明されるように、プレート１１０_１の第１の側面上の孔の直径は、プレート１１０_１の第２の側面上の孔の直径と異なる場合がある。

【0013】

［００１９］プレート１１０_１の厚さ１１６は、約２００μｍから約９００μｍの範囲内であってもよい。代替的に、プレート１１０_１の厚さ１１６は、約２００μｍ未満又は約９００μｍ超であってもよい。

【0014】

［００２０］プレート１１０_２は、孔１１２_２を含む。プレート１１０_２は、とりわけ、アルミニウム、アルミニウム合金、モリブデン、モリブデン合金、ニッケル、ニッケル合金、又はシリコンから形成され得る。さらに、プレート１１０_２は、プレート１１０_１と同じ材料から形成されてもよく、プレート１１０_１と異なる材料から形成されてもよい。孔１１２_２の数は、約５０，０００以上であってもよい。さらに、孔１１２_２の数は、約１００，０００以上であってもよい。孔１１２_２の数は、孔１１２_１の数と同じであってもよい。各孔１１２_２の直径は、約１００μｍから約６００μｍであってもよい。代替的に、各孔１１２_２の直径は、約１００μｍ未満又は約６００μｍ超であってもよい。さらに、各孔１１２_２は、共通のサイズ（例えば、共通の直径）であってもよい。代替的に、１つ又は複数の孔１１２_２の直径は、孔１１２_２のうちの別の１つの直径とは異なる。さらに、孔１１２_２の各々の直径は、孔１１２_１の各々の直径と同じであってもよく、又は１つ若しくは複数の孔１１２_２は、孔１１２_１の１つ若しくは複数の直径とは異なっていてもよい。

【0015】

［００２１］孔１１２_２の各々は、均一な直径を有し得る。例えば、各孔１１２_２内の任意の点における直径が、各孔１１２_２内の任意の他の点における直径と同じであるか、又は製作公差内であるように、各孔１１２_２のアスペクト比は実質的に一定であり得る。さらに、プレート１１０_２の第１の側面における各孔１１２_２の大きさは、プレート１１０_２の第２の側面における各孔１１２_１の大きさと同じであるか、又は製作公差内である。代替的に、少なくとも図４Ｃの実施形態に関してより詳細に記載されるように、プレート１１０_１の第１の側面上の孔の直径は、プレート１１０_１の第２の側面上の孔の直径と異なってもよい。

【0016】

［００２２］プレート１１０_２の厚さ１２６は、約２００μｍから約９００μｍの範囲内であってもよい。代替的に、プレート１１０_２の厚さ１２６は、約２００μｍ未満又は約９００ μｍ超であってもよい。

【0017】

［００２３］ガス分配プレート１００及びプレート１１０_１、１１０_２は、円形の形状を有し得る。例えば、ガス分配プレート１００は、約２００ｍｍから約３５０ｍｍの範囲内の直径を有する円形形状を有し得る。代替的に、ガス分配プレート１００は、約２００ｍｍ未満又は約３５０ｍｍ超の直径を有し得る。さらに、ガス分配プレート１００は、円形以外の形状を有していてもよい。例えば、ガス分配プレート１００は、とりわけ楕円形状又は長方形形状を有していてもよい。さらに、ガス分配プレート１００は、２つのプレート（例えば、プレート１１０_１及びプレート１１０_２）を含むように示されているが、ガス分配プレート１００は、２つより多くのプレートを含んでもよい。例えば、図３に示されているように、ガス分配プレート１００は、１１０_Ｎプレートを含んでもよく、Ｎは２より大きい。さらに、ガス分配プレート１００の総厚さは、約２５．４ｍｍであってもよい。代替的に、ガス分配プレート１００の総厚さは、約２５．４ｍｍ未満又は約２５．４ｍｍ超であってもよい。

【0018】

［００２４］プレート１１０_１、１１０_２は、互いに接合されて、ガス分配プレート１００を形成し得る。例えば、図２Ａに示されるように、プレート１１０_１、１１０_２は、互いに接合され、ガス分配プレート１００及び複数の相互接続された孔２１２を形成し得る。

【0019】

［００２５］図２Ａは、一実施形態に係る、ガス分配プレート１００を示す。図２Ａのガス分配プレート１００は、孔１１２_１の各々が、孔１１２_２のうちの対応する孔と整列するように、プレート１１０_１、１１０_２を接合又は連結することによって形成される、組み合わされたプレート２１０を含む。各々の孔１１２_１を孔１１２_２のうちの対応する孔と整列させることにより、複数の相互接続された孔２１２が形成される。相互接続された孔２１２の各々は、孔１１２_１のうちの１つと孔１１２_２のうちの１つから形成されている。さらに、相互接続された孔２１２の各々は、他の相互接続された孔の各々から隔離されていてもよい。例えば、処理ガスは、相互接続された孔２１２の各々を通って流動し得るが、相互接続された孔２１２間を流動しない。さらに、相互接続された孔２１２の各々は、同じ形状及び／又はサイズであってもよい。

【0020】

［００２６］組み合わされたプレート２１０は、２より多くの数のプレートから形成されてもよい。例えば、組み合わされたプレート２１０は、少なくともＮ個のプレートから形成されてもよく、Ｎは、３以上である。組み合わされたプレート２１０は、少なくとも１０個のプレートから形成されてもよい。さらに、組み合わされたプレート２１０は、少なくとも１００個のプレートから形成されてもよい。

【0021】

［００２７］図２Ｂは、１つ又は複数の実施形態に係る、組み合わされたプレート２１０の一部を示す。相互接続された孔２１２ａは、直径２１４及び高さ２１６を有する。さらに、相互接続された孔２１２のアスペクト比は、直径２１４に対する高さ２１６の比に基づき得る。例えば、相互接続された孔２１２ａは、少なくとも約５０対１のアスペクト比を有し得る。代替的に、相互接続された孔２１２ａは、約５０対１未満又は約５０対１超のアスペクト比を有してもよい。さらに、相互接続された孔２１２の各々は、ほぼ同じアスペクト比を有し得る。代替的に、相互接続された孔２１２ａは、約２５対１のアスペクト比を有してもよい。

【0022】

［００２８］相互接続された孔２１２の各々の直径は、実質的に均一であってもよい。例えば、相互接続された孔の任意の点において、直径は、相互接続された孔の任意の他の点の直径と同じであるか、又は製作公差内である。別の言い方をすれば、各相互接続された孔のアスペクト比は、各相互接続された孔の全体にわたって均一であるか、又は実質的に類似している（例えば、製造公差内である）。さらに、組み合わされたプレート２１０の第１の側面（例えば、表面）における各相互接続された孔２１２の直径は、組み合わされたプレート２１０の第２の側面（例えば、表面）における各相互接続された孔２１２の直径と同じである。

【0023】

［００２９］図３は、１つ又は複数の実施形態に係る、ガス分配プレート１００を示す。図３のガス分配プレート１００は、プレート１１０_１、プレート１１０_２、及びプレート１１０_Ｎ（Ｎは２より大きい）を接合することによって形成される、組み合わされたプレート３００を含む。さらに、プレート１１０_１の孔１１２_１、プレート１１０_２の孔１１２_２、及びプレート１１０_Ｎの孔１１２_Ｎが整列させられ、複数の相互接続された孔を生成する。

【0024】

［００３０］図４Ａは、１つ又は複数の実施形態に係る、ガス分配プレート４００ａのプレート４１０_１及び４１０_２を示す。図４Ａの実施形態では２つのプレートが示されているが、代替的に、ガス分配プレート４００ｂは、３つ以上のプレートを含んでもよい。さらに、プレート４１０_１が、プレート４１０_２に接合され、ガス分配プレート４００ａを形成し得る。さらに、ガス分配プレート４００ａは、シャワーヘッドアセンブリ（例えば、図６のシャワーヘッドアセンブリ６１６）の一部であってもよい。

【0025】

［００３１］プレート４１０_１は、孔４１２_１を含み、プレート１１０_１及び１１０_２と同様に形成されてもよい。さらに、プレート４１０_２は、孔４１２_２を含み、プレート１１０_１及び１１０_２と同様に形成されてもよい。

【0026】

［００３２］孔４１２_２の各々の直径は、孔４１２_１の各々の直径とは異なる場合がある。例えば、プレート４１０_１の表面４２４に沿った孔４１２_１の直径は、プレート４１０_２の表面４２６に沿った孔４１２_２の直径よりも大きい。さらに、表面４２６に沿った孔４１２_２の直径は、表面４２８に沿った孔４１２_２の直径と同じであってもよく、又は異なってもよい。例えば、表面４２６に沿った孔４１２_２の直径は、表面４２８に沿った孔４１２_２の直径よりも大きくても又は小さくてもよい。

【0027】

［００３３］種々の直径を有する孔を有するプレートを利用することは、プレートを共に接合する前に、プレートを整列させる助けとなり得る。例えば、互いに完全に整列した共通の直径の孔を利用する場合に比べて、種々の直径の孔を利用することにより、ガス流に対して同様の断面積を維持しながら、孔の整列において僅かなオフセットが許容される。

【0028】

［００３４］図４Ｂは、１つ又は複数の実施形態による、ガス分配プレート４００ａの一部を示す。特に、図４Ｂは、プレート４１０_１をプレート４１０_２に接合した後に形成されるガス分配プレート４００ａの相互接続された孔４４０ａを示す。例えば、相互接続された孔４４０ａは、プレート４１０_１をプレート４１０_２に接合することによって形成され、孔４１２_１のうちの１つ及び孔４１２_２のうちの１つを含む。さらに、相互接続された孔４４０の直径は、不均一（すなわち、不均一直径）である。例えば、表面４２２に沿った相互接続された孔４４０ａの直径は、側面４２８に沿った相互接続された孔４４０の直径とは異なる。図４Ｂに図示されるように、表面４２２に沿った相互接続された孔４４０ａの直径は、表面４２８に沿った相互接続された孔４４０ａの直径よりも大きい。代替的に、表面４２２に沿った相互接続された孔４４０ａの直径は、表面４２８に沿った相互接続された孔４４０ａの直径よりも小さいことがある。

【0029】

［００３５］図４Ｃは、１つ又は複数の実施形態に係る、ガス分配プレート４００ｂのプレート４１０_３及び４１０_４を示す。図４Ｃの実施形態では、２つのプレートが示されているが、代替的に、ガス分配プレート４００ｂは、３つ以上のプレートを含んでもよい。さらに、プレート４１０_３は、プレート４１０_４に接合されて、ガス分配プレート４００ｂを形成し得る。さらに、ガス分配プレート４００ｂは、シャワーヘッドアセンブリ（例えば、図６のシャワーヘッドアセンブリ６１６）の一部であってもよい。

【0030】

［００３６］プレート４１０_３は、孔４１２_３を含み、プレート１１０_１及び１１０_２と同様に形成されてもよい。プレート４１０_４は、孔４１２_４を含み、プレート１１０_１及び１１０_２と同様に形成されてもよい。

【0031】

［００３７］プレート４１０_１及び４１０_２の直径と同様に、孔４１２_３の各々の直径は、孔４１２_４の各々の直径と異なる場合がある。しかしながら、孔４１２_３及び／又は孔４１２_４は、テーパー領域を含んでもよい。例えば、孔４１２_４は、テーパー領域４３４を含む。したがって、孔４１２_４の直径は、不均一である。例えば、表面４２６に沿った孔４１２_４の直径は、表面４２８に沿った孔４１２_４の直径よりも大きい。さらに、又は代替的に、孔４１２_３の直径は、不均一であり得る。例えば、表面４２２及び４２４のうちの一方に沿った孔４１２_３の直径は、表面４２２及び４２４のうちの他方に沿った孔４１２_３の直径とは異なることがある。さらに、孔４１２_３は、テーパー領域を含み得る。

【0032】

［００３８］図４Ｄは、１つ又は複数の実施形態に係る、ガス分配プレート４００ｂの一部を示す。特に、図４Ｄは、プレート４１０_３をプレート４１０_４に接合した後に形成されるガス分配プレート４００ｂの相互接続された孔４４０ｂを示す。例えば、相互接続された孔４４０ａは、プレート４１０_３をプレート４１０_４に接合することによって形成され、孔４１２_３のうちの１つ及び孔４１２_４のうちの１つを含む。したがって、相互接続された孔４４０ｂの直径は、不均一であり、表面４２２と表面４２８との間で異なり、相互接続された孔４４０ｂは、テーパー領域４３４を含む。表面４２２に沿った相互接続された孔４４０ｂの直径は、表面４２８に沿った相互接続された孔４４０ｂの直径よりも大きくてもよく、又は小さくてもよい。

【0033】

［００３９］図４Ｅは、１つ又は複数の実施形態に係る、相互接続された孔４４０ｃを示す。図１、図３、図４Ａ、及び／又は図４Ｃの実施形態に示され、対応する説明に記載されるように、相互接続された孔４４０ｃは、２つ以上のプレートの孔から形成され得る。図４Ｅに示されるように、相互接続された孔４４０ｃは、表面４２２に沿って配置されたテーパー領域４４４を含む。さらに、相互接続された孔４４０ｃの直径は不均一であり、表面４２２と表面４２８との間で変動する。

【0034】

［００４０］図４Ｆは、１つ又は複数の実施形態に係る、相互接続された孔４４０ｄを示す。図１、図３、図４Ａ、及び／又は図４Ｃの実施形態に示され、対応する説明に記載されるように、相互接続された孔４４０ｄは、２つ以上のプレートの孔から形成され得る。図４Ｆに図示されるように、相互接続された孔４４０ｄは、表面４２２に沿って配置されたテーパー領域４５４、及び表面４２２と表面４２８との間に配置されたテーパー領域４５６を含む。さらに、相互接続された孔４４０ｄの直径は不均一であり、表面４２２と表面４２８との間で変動する。

【0035】

［００４１］図４Ｇは、１つ又は複数の実施形態に係る、相互接続された孔４４０ｅを示す。図１、図３、図４Ａ、及び／又は図４Ｃの実施形態に示され、対応する説明に記載されるように、相互接続された孔４４０ｅは、２つ以上のプレートの孔から形成され得る。図４Ｇに図示されるように、相互接続された孔４４０ｅは、表面４２２に沿って配置されたテーパー領域４６４、及び表面４２８に沿って配置されたテーパー領域４６６を含む。さらに、相互接続された孔４４０ｅの直径は不均一であり、表面４２２と表面４２８との間で変動する。表面４２２に沿った相互接続された孔４４０ｅの直径は、表面４２８に沿った相互接続された孔４４０ｅの直径に類似し得る（例えば、製造公差内であり得る）。代替的に、表面４２２に沿った相互接続された孔４４０ｅの直径は、表面４２８に沿った相互接続された孔４４０ｅの直径とは異なる。例えば、表面４２２に沿った相互接続された孔４４０ｅの直径は、表面４２８に沿った相互接続された孔４４０ｅの直径よりも大きくてもよく、又は小さくてもよい。

【0036】

［００４２］図４Ｈは、１つ又は複数の実施形態に係る、相互接続された孔４４０ｆを示す。図１、図３、図４Ａ、及び／又は図４Ｃの実施形態に示され、対応する説明に記載されるように、相互接続された孔４４０ｆは、２つ以上のプレートの孔から形成され得る。図４Ｈに示されるように、相互接続された孔４４０ｆは、表面４２８に沿って配置されたテーパー領域４７４を含む。さらに、相互接続された孔４４０ｆの直径は不均一であり、表面４２２と表面４２８との間で変動する。

【0037】

［００４３］図４Ｉは、１つ又は複数の実施形態に係る、相互接続された孔４４０ｅを示す。図１、図３、図４Ａ、及び／又は図４Ｃの実施形態に示され、対応する説明に記載されるように、相互接続された孔４４０ｇは、２つ以上のプレートの孔から形成され得る。図４Ｉに図示されるように、相互接続された孔４４０ｇは、表面４２２に沿って配置されたテーパー領域４８４、及び表面４２８に沿って配置されたテーパー領域４８６を含む。さらに、相互接続された孔４４０ｇの直径は不均一であり、表面４２２と表面４２８との間で変動する。１つ又は複数の実施形態では、表面４２２に沿った相互接続された孔４４０ｇの直径は、表面４２８に沿った相互接続された孔４４０ｇの直径よりも大きい。代替的に、表面４２８に沿った相互接続された孔４４０ｇの直径は、表面４２２に沿った相互接続された孔４４０ｇの直径よりも大きいことがある。

【0038】

［００４４］プレート１１０_１、１１０_２、１１０_Ｎは、プレートを損傷せずに、相互接続された孔の間の独立性を維持しながら、プレートの接合に適した任意の方法を用いて接合することができる。例えば、図５は、１つ又は複数の実施形態に係る、プレートを接合して、ガス分配プレート１００を生成する方法のフロー図を示す。動作５１０では、複数の孔が、第１のプレートにおいて生成される。例えば、図１に示すように、孔１１２_１は、プレート１１０_１において生成される。孔１１２_１は、機械的穿孔、超音波穿孔、レーザ穿孔、放電加工、又は任意の他のサブトラクティブな加工方法のプロセスによって生成されてもよい。

【0039】

［００４５］動作５２０では、複数の孔が、第２のプレートにおいて生成される。例えば、図１に示すように、孔１１２_２は、プレート１１０_２において生成される。孔１１２_１は、機械的穿孔、超音波穿孔、レーザ穿孔、放電加工、又は任意の他のサブトラクティブな加工方法のプロセスによって生成されてもよい。さらに、同様の方法を用いて、任意の数のプレートに孔を生成することができる。

【0040】

［００４６］動作５３０では、プレートは、接合のために準備される。例えば、プレートの適切な接合を容易にするために、表面が確実に平坦かつ清浄であるように、プレート１１０及び４１０の表面を接合のために準備することができる。接合のための表面の準備には、とりわけ、表面の研磨、表面のラッピング、表面の洗浄、及び表面のエッチングのうちの１つ又は複数が含まれてもよい。

【0041】

［００４７］動作５４０では、第１のプレートの複数の孔の各々は、第２のプレートの複数の孔のうちの対応する孔と整列する。例えば、孔１１２_１の各々は、孔１１２_２のうちの対応する孔と整列させられ、複数の相互接続された孔２１２を形成する。さらに、組み合わされたプレートを形成するために２つより多くのプレートが利用される実施形態では、任意の２つのプレートからの孔が整列させられ、複数の相互接続された孔を形成し得る。相互接続される孔の各々は、ガス分配プレート１００を形成するために利用される各々のプレートからの孔から形成され得る。

【0042】

［００４８］動作５５０では、第１のプレートは、第２のプレートと接合される。例えば、プレートは、とりわけ、ろう付け法（すなわち、ろう付け技法）又は拡散接合法（すなわち、拡散接合技法）を使用して、共に合わせることができる。

【0043】

［００４９］ろう付け法では、孔を整列させ、プレートを積み重ね、ろう付けシート（ｂｒａｚｅ ｓｈｅｅｔ）又は充填シートを配置して、プレート間に挟み得る。例えば、プレート１１０_１をプレート１１０_２と積み重ね、孔１１２_１の各々を、孔１１２_２のうちの対応する孔と整列させてもよい。加えて、ろう付けシートがプレート上に配置された後、そしてプレートが積み重ねられる前に、対応するプレートの孔に重なる得るろう付けシートの部分を除去することができる。プレート１１０_１及び１１０_２が整列した後、ろう付けプロセスを完了させてもよい。例えば、ろう付けシートの溶融温度以上の温度をガス分配プレート１００に適用して、ろう付けシートを溶融させ、プレート１１０_１をプレート１１０_２と接合させることができる。

【0044】

［００５０］拡散接合法では、ガス分配プレート１００の各プレートを積み重ね、各プレートの孔を整列させ得る。例えば、プレート１１０_１をプレート１１０_２と積み重ね、孔１１２_１の各々を、孔１１２_２のうちの対応する孔と整列させてもよい。プレートを積み重ね、孔を整列させた後、拡散接合プロセスを完了させることができる。さらに、孔を整列させることは、各プレートの原材料の圧延方向が整列するようにプレートを方向付けることを含み得る。プレートの圧延方向を方向付けることにより、プレートの原材料の方向に基づく材料特性における任意の不適合が、確実にガス分配プレートの接合及び性能に影響を及ぼさないようにすることができる。圧延方向は、プレートを製造するために利用された製造プロセスの結果として生じたプレートの表面上の構造的な線に平行であり得る。

【0045】

［００５１］動作５６０では、第１のプレート及び第２のプレートを接合することによって形成されたガス分配プレートが洗浄される。例えば、一実施形態では、接合プロセスの完了後、ガス分配プレートは、任意の適切な化学洗浄プロセスを使用して洗浄されてもよい。動作５７０では、ガス分配プレート１００、４００は、酸化物でコーティングされ、原子層堆積（ＡＬＤ）法、又は処理ガスが依然として相互接続された孔を通過できるようにガス分配プレート１００、４００上に層を堆積することが可能な任意の他のプロセスを使用して、ガス分配プレート上にコーティングを形成し得る。例えば、ガス分配プレート１００、４００は、とりわけ、酸化アルミニウム又は酸化イットリウムなどの酸化物内でコーティングされてもよい。

【0046】

［００５２］図６は、一実施形態に係る、処理チャンバ６００の概略図を示す。処理チャンバ６００を使用して、その中の１つ又は複数の基板６４０を処理することができ、これには、基板６４０上への材料の堆積、基板６４０の加熱、基板６４０のエッチング、又はこれらの組み合わせというプロセスが含まれる。処理チャンバ６００は、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバであってもよい。さらに、処理チャンバ６００は、とりわけ、化学気相堆積（ＣＶＤ）処理チャンバ、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）処理チャンバ、又は物理的気相堆積（ＰＶＤ）処理チャンバであってもよい。

【0047】

［００５３］１つ又は複数の実施形態では、処理チャンバ６００は、内部領域６１１を有し、内部領域６１１内には、基板６４０を支持するために配置された基板支持体６４２が含まれる。基板支持体６４２は、加熱素子６１８、及び基板支持体６４２の上面５４４に基板６４０を保持する素子（例えば、静電チャック、真空チャック、基板保持クランプ等）を含む。基板支持体６４２は、リフトシステムに接続されたステム６１０に連結され、ステム６１０によって内部領域６１１内で移動可能に配置され得る。リフトシステムは、基板支持体６４２を上昇処理位置と下降位置との間で移動させ、これにより、基板６４０が、開口６２４を通して処理チャンバ６００に出入りすることが容易になる。

【0048】

［００５４］処理チャンバ６００は、ガス供給源６２６を含み得る。１つ又は複数の実施形態では、ガス供給源６２６は、ガス供給源と内部領域６１１との間に配置された質量流量制御（ＭＦＣ）装置を含み得る。質量流量制御（ＭＦＣ）装置は、ガス供給源から、内部領域６１１にわたって処理ガスを分配するために使用されるシャワーヘッドアセンブリ６１６のガス分配プレート１００への処理ガス又はガスの流量を制御する。例えば、処理ガスは、ガス入口６１４を通って、ガス分配プレート１００の孔を通って流動し得る。シャワーヘッドアセンブリ６１６は、処理チャンバ６００に連結されている。例えば、ガス分配プレート１００を基板６４０の上方に位置決めするように、シャワーヘッドアセンブリ６１６を処理チャンバ６００に連結してもよい。ガス分配プレート１００は、基板６４０の上で中央に位置付けされ得る。さらに、ガス分配プレート１００の端部が基板３４０の端部を越えて延在するように、ガス分配プレート１００は基板６４０よりも大きくてもよい。シャワーヘッドアセンブリ６１６は、内部領域６１１内で処理ガスからプラズマを生成するＲＦ電源に接続され得る。さらに、堆積プロセスを利用して、基板６４０を処理圧力で処理し、基板６４０上に膜を堆積又は成長させることができる。

【0049】

［００５５］ステム６１０は、基板６４０を処理するために基板支持体６４２を上昇処理位置へ移動させるように構成されている。さらに、真空ポンプ６５７を内部領域６１１に連結させて、内部領域６１１内の圧力を制御することができる。

【0050】

［００５６］堆積ガス又は洗浄化学物質のような処理ガスを、ガス供給源６２７から、処理チャンバ６００のガス入口６１３を通して、内部領域６１１へ供給することができる。さらに、処理ガスは、ガス出口６３６を通して処理ガス領域から排出され得る。ガス出口６３６を経由する処理ガス（洗浄化学物質を含む）の除去は、ガス出口６３６に連結された真空ポンプ６５７によって促進され得る。

【0051】

［００５７］上述の処理チャンバ６００は、コントローラ６３０などのプロセッサベースのシステムコントローラによって制御可能である。例えば、基板処理シーケンスの種々の動作の間、コントローラ６３０は、様々な前駆体ガス、処理ガス、及びパージガスの流れを制御するように構成されている。さらなる実施例として、コントローラ６３０は、数々の制御動作の中でも、ガス供給、ランプ動作、又は他のプロセスパラメータを制御するように構成されている。

【0052】

［００５８］コントローラ６３０は、概して、処理チャンバ６００内の構成要素の制御及び自動化を促進するために使用される。コントローラ６３０は、例えば、コンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ、又は組込型コントローラであってもよい。コントローラ６３０は、典型的には、中央処理装置（ＣＰＵ）６３２、メモリ６３４、及び入出力（Ｉ／Ｏ）用の支持回路を含む。ＣＰＵ６３２は、様々なシステム機能、基板の運動、チャンバ処理、及び制御支援ハードウエア（例えば、センサ、モータ、ヒータ等）を制御するために産業環境で使用される任意の形態のコンピュータプロセッサのうちの１つであってよく、処理チャンバ６００内で実施される処理をモニタリングする。メモリ６３４は、ＣＰＵ６３２に接続されており、容易に利用可能な非揮発性メモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、又は任意の他の形態のローカル若しくは遠隔のデジタルストレージ）のうちの１つ又は複数であってよい。ＣＰＵ６３２に命令を与えるために、ソフトウェア命令及びデータを符号化して、メモリ内に記憶することができる。従来の様態でプロセッサを支持するために、支持回路もＣＰＵ６３２に接続される。支持回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入出力回路、サブシステム等を含み得る。コントローラ６３０によって読み取り可能なプログラム（例えば、ソフトウェアルーチン又はコンピュータ命令）は、どのタスクが処理チャンバ６００内の構成要素によって実行可能であるかを判断する。好ましくは、プログラムは、コードを含む、コントローラ６３０内のプロセッサによって読み取り可能なソフトウェアであり、このコードは、コントローラ６３０によって制御される様々な処理タスク及び様々なシーケンスと共に、処理チャンバ６００内で実行されるプロセスの１つ又は複数で利用されるプロセス変数の供給及び制御の監視、実行、及び制御、並びに処理チャンバ６００内の基板６４０及び他の構成要素の移動、支持、及び／又は位置決めに関連するタスクを実行するためのものである。

【0053】

［００５９］基板の処理中に基板に供給される処理ガスの均一性を向上させるために、ガス分配プレートが形成され得る。ガス分配プレートは、２つ以上のプレートを接合することによって形成され得る。各々のプレートには、複数の孔が形成され得、プレートのうちの第１のプレートの孔の各々は、プレートのうちの第２のプレートの対応する孔と整列させられる。プレート同士が接合されると、整列した孔は、複数の相互接続された孔を形成する。さらに、ガス分配プレートを制作するために接合されたより薄い板に孔を形成することにより、単一のプレートから形成されたより厚いガス分配プレートに孔を形成する場合よりも、孔はより高いアスペクト比を有し得る。さらに、各プレートに形成され得る孔の数は、単一のプレートから形成されたガス分配プレートに形成され得る孔の総数よりも多い場合がある。

【0054】

［００６０］上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに、本発明の他の実施形態及びさらなる実施形態を考案してもよい。本発明の範囲は、下記の特許請求の範囲によって決定される。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図4F】

【図4G】

【図4H】

【図4I】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】