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特表2023-549224プロセスチャンバにガスを供給するための装置およびシステム
(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】2023-11-22
(54)【発明の名称】プロセスチャンバにガスを供給するための装置およびシステム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/31 20060101AFI20231115BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20231115BHJP
【ＦＩ】
H01L21/31 B
H01L21/302 101G
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023528439
(86)(22)【出願日】2021-10-27
(85)【翻訳文提出日】2023-07-06
(86)【国際出願番号】 US2021056732
(87)【国際公開番号】W WO2022103576
(87)【国際公開日】2022-05-19
(31)【優先権主張番号】63/113,316
(32)【優先日】2020-11-13
(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
【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】オルセン， クリストファー エス．
(72)【発明者】
【氏名】ハウリルチャック， ララ
(72)【発明者】
【氏名】コーフマン－オズボーン， トービン
(72)【発明者】
【氏名】チャン， ウェンフェイ
【テーマコード（参考）】
5F004
5F045
【Ｆターム（参考）】
5F004BB18
5F004BB28
5F004BC05
5F004BC06
5F004BD04
5F004CA09
5F004DA24
5F004DA25
5F004DA26
5F045AC11
5F045AC15
5F045DP04
5F045DQ17
5F045EB10
5F045EF09
5F045EF13
5F045EN04
(57)【要約】
本明細に記載する実施形態は、概して、メインフレームドアとプロセスチャンバとの間に配置されたガスアセンブリに関する。ガスアセンブリは、処理容積部内にマルチゾーンガスクロスフロー分布を提供する。ゾーンの各々は、独立して制御される。ゾーンは各々、単一のノズルを含み、ゾーンは各々、複数のノズルに流体的に結合されたプレナムを含み、またはそれらの組み合わせを含む。ノズルと含まれるプレナムなど、ノズルは、マニホールド内のマニホールドの第１の主要面と第２の主要面との間に配置される。ノズルの出口は、マニホールドの第２の主要面と流体連結し、プロセスチャンバの容積部と流体連結する。独立して制御される複数のゾーンは、流れの影響を受けやすい化学プロセスのための質量流の制御可能性を提供する。ガスアセンブリは、真空メインフレームロボットに結合されるように構成されたアダプタプレートを含む。
【選択図】図５Ａ
【選択図】図５Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アダプタプレートであって、第１の主要面と、前記第１の主要面とは反対側の第２の主要面と、前記第１の主要面から前記第２の主要面まで前記アダプタプレートを貫通して延びる開口部とを備えるアダプタプレートと、前記アダプタプレート内に配置された１つまたは複数のプレナムであって、前記アダプタプレート内の前記第１の主要面と前記第２の主要面との間に形成され、１つまたは複数のノズルによって前記開口部に流体的に結合されている、１つまたは複数のプレナムと、
前記アダプタプレート内に形成された１つまたは複数のガス通路であって、前記１つまたは複数のガス通路の各々が、前記アダプタプレートの第３の面から前記１つまたは複数のプレナムまで延びている、１つまたは複数のガス通路と、
前記第１の主要面に形成され、前記開口部を取り囲んでいる溝と、
を備えるマニホールド。
【請求項2】
前記アダプタプレートが、ファスナを収容する複数のファスナ開口部を備え、前記複数のファスナ開口部が、前記アダプタプレートの外周の周りに、前記第１の主要面から前記第２の主要面まで配置されている、請求項１に記載のマニホールド。
【請求項3】
前記１つまたは複数のプレナムが、約２個～約９個のプレナムを含み、各プレナムが、１個～８個のノズルを備える、請求項１に記載のマニホールド。
【請求項4】
前記アダプタプレート内に配置された取り外し可能なインサートであって、前記１つまたは複数のプレナムおよび前記１つまたは複数のノズルを備える取り外し可能なインサートを備える、請求項１に記載のマニホールド。
【請求項5】
前記１つまたは複数のノズルの出口を備える前記アダプタプレートの表面から前記アダプタプレートの前記開口部の底面まで延びるデフレクタをさらに備え、前記１つまたは複数のノズルが前記デフレクタに向かって配向されている、請求項１に記載のマニホールド。
【請求項6】
前記デフレクタが、前記アダプタプレートの前記開口部内に延びるフードを備え、前記１つまたは複数のノズルの前記出口を備える前記アダプタプレートの前記表面が、前記開口部の前記底面と実質的に同一平面上にある、請求項５に記載のマニホールド。
【請求項7】
前記開口部が矩形であり、前記デフレクタが、前記開口部の底面に対して実質的に平行かつ同一平面上にあるフードを備える、請求項５に記載のマニホールド。
【請求項8】
前記フードの前縁の間のギャップが、前記アダプタプレートの前記第１の主要面および前記アダプタプレートの前記第２の主要面からの距離よりも小さいことをさらに含む、請求項７に記載のマニホールド。
【請求項9】
１つまたは複数のノズル出口を備える前記アダプタプレートの表面をさらに備え、前記表面が、前記アダプタプレートの前記開口部の底面と実質的に同一平面上にある、請求項１に記載のマニホールド。
【請求項10】
１つまたは複数の流量制御バルブをさらに備え、前記１つまたは複数の流量制御バルブの各々が、前記１つまたは複数のプレナムのそれぞれのプレナムに流体的に結合されており、各流量制御バルブが独立して制御される、請求項１に記載のマニホールド。
【請求項11】
前記１つまたは複数のプレナムの各々の中に、異なる数のノズルが配置されている、請求項１に記載のマニホールド。
【請求項12】
基板支持体を備えるプロセスチャンバと、ガスアセンブリであって、
マニホールドであって、第１の主要面、および前記第１の主要面とは反対側の第２の主要面と、前記第１の主要面から前記第２の主要面まで前記マニホールドを貫通して延在する開口部とを備えるマニホールドと、
前記マニホールド内に形成され、前記プロセスチャンバのプロセス容積部と流体連結している１つまたは複数のガス通路であって、前記マニホールドが、前記第２の主要面で前記プロセスチャンバに結合されている、１つまたは複数のガス通路と、
を備えるガスアセンブリと、
前記第１の主要面において前記マニホールドに結合されたメインフレームドアと、
を備えるプロセスシステム。
【請求項13】
前記１つまたは複数の流量制御バルブをさらに備え、前記１つまたは複数の流量制御バルブの各々が、それぞれのガスラインに流体的に結合されており、前記１つまたは複数の流量制御バルブのうちの少なくとも２つが、独立して制御される、請求項１２に記載のプロセスシステム。
【請求項14】
前記マニホールドが、前記マニホールド内に配置された１つまたは複数のプレナムをさらに備え、前記１つまたは複数のプレナムが、前記マニホールド内の前記第１の主要面と前記第２の主要面との間に形成されており、前記１つまたは複数のプレナムが、１つまたは複数のノズルによって前記開口部に流体的に結合されている、請求項１２に記載のプロセスシステム。
【請求項15】
前記ガスアセンブリが、各ノズルからのガスを前記プロセス容積部内に方向転換するように構成されたデフレクタをさらに備える、請求項１２に記載のプロセスシステム。
【請求項16】
前記デフレクタがフードをさらに備え、前記フードが各ノズルから約１ｍｍ～約３ｍｍ離れて配置されている、請求項１５に記載のプロセスシステム。
【請求項17】
前記デフレクタが、前記プロセスチャンバの開口部に流体的に結合された開口部を形成している、請求項１６に記載のプロセスシステム。
【請求項18】
前記プロセスチャンバが、エピタキシチャンバまたはラジカル酸化チャンバである、請求項１２に記載のプロセスシステム。
【請求項19】
前記ガス通路の各々に流体的に結合されたガス源をさらに備える、請求項１２に記載のプロセスシステム。
【請求項20】
マニホールドであって、第１の主要面と、第２の主要面と、前記第１の主要面から前記第２の主要面まで延びる開口部と、前記マニホールド内の前記第１の主要面と前記第２の主要面との間に配置された１つまたは複数のプレナムとを備え、前記プレナムの各々が１つまたは複数のノズルを備え、前記１つまたは複数のノズルが前記第２の主要面と流体連結しており、１つまたは複数のガスラインが前記マニホールドの第３の面から前記１つまたは複数のプレナムまで延びており、前記ガスラインのうちの少なくとも２つが独立して制御される、マニホールドと、前記第１の主要面に結合された移送システムメインフレームドアと、
チャンバ開口部を有するプロセスチャンバであって、前記チャンバ開口部が前記１つまたは複数のノズルと流体連結している、プロセスチャンバと、
を備えるガス流システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は、プロセスチャンバにガスを供給するための装置およびシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
電子デバイス製造システムは、たとえば、脱ガス、前洗浄または洗浄、堆積（たとえば、化学気相堆積、物理的気相堆積、および／または原子層堆積）、コーティング、酸化、窒化、エッチング（たとえば、プラズマエッチング）などを含む、任意の数の基板プロセスを行うように構成された１つまたは複数のプロセスチャンバを含む。基板としては、半導体ウエハ、ガラス板もしくはパネル、および／または電子デバイスもしくは回路部品を作製するために使用されるワークピースがある。基板は、スリットバルブを備えるアセンブリなどのチャンバポートアセンブリを介して、プロセスチャンバと移送チャンバとの間で移送される。チャンバポートアセンブリは、プロセスチャンバのチャンバポートと移送チャンバのチャンバポートとの間のインターフェースを提供する。チャンバポートアセンブリを介する基板の移送中に、チャンバハードウェアからの粒子状物質が基板に移動する場合がある。この粒子状物質は、電子デバイスの欠陥を増加させるなど、基板の処理に影響を与える。
【0003】
したがって、基板上にまたはプロセス容積部内に汚染物質を導入することなく、プロセスチャンバ内およびプロセスチャンバ間で基板を処理および移送する装置およびシステムが必要とされている。
【発明の概要】
【0004】
１つの実施形態では、第１の主要面と、第１の主要面とは反対側の第２の主要面と、第２の主要面の開口部まで延びる第１の主要面の開口部によって画定された切り抜き部とを備えるアダプタプレートを有する、マニホールドが提供される。マニホールド内の第１の主要面と第２の主要面との間に、１つまたは複数のプレナムが配置されている。プレナムの各々は、第２の主要面の開口部の底面および開口部と流体連結している１つまたは複数のノズルを含み、１つまたは複数のプレナムの各々は、それぞれの流量制御バルブに結合されている。
【0005】
別の実施形態では、内部に基板支持体が配置されているプロセスチャンバを有するプロセスシステムが提供される。プロセスシステムは、第１の主要面および第２の主要面を備えたマニホールドを有するガスアセンブリを含む。マニホールド内の第１の主要面と第２の主要面との間に、１つまたは複数のガスラインが配置されており、ガスラインの各々は、プロセスチャンバのプロセス容積部と流体連結しているノズルを含む。マニホールドは、第２の主要面でプロセスチャンバに結合されており、第１の主要面において、マニホールドにメインフレームドアが結合されている。
【0006】
別の実施形態では、第１の主要面と、第２の主要面と、第１の主要面から第２の主要面まで延びる開口部とを有するマニホールドを含む、ガス流システムが提供される。マニホールド内の第１の主要面と第２の主要面との間に、１つまたは複数のプレナムが配置されている。プレナムの各々は、１つまたは複数のノズルを含む。１つまたは複数のノズルは、第２の主要面と流体連結しており、１つまたは複数のガスラインが、マニホールド内に配置されている。ガスラインのうちの少なくとも２つは、互いに独立して制御される。ガスラインの各々は、マニホールドの上面にガス出口を含む。第１の主要面と、スロットを含むプロセスチャンバとに、移送システムメインフレームドアが結合されている。スロットは、１つまたは複数のノズルと流体連結している。
【0007】
本開示の上記に列挙した特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に概要を述べた本開示のより詳細な説明を、実施形態を参照して行うことができ、そうした実施形態のうちのいくつかを添付図面に示す。しかしながら、添付図面は、単に例示的な実施形態を示すものであり、したがって、本開示は他の同様に有効な実施形態を認めることができるため、添付図面は範囲を限定するものとみなされるべきではないことが留意されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】一実施形態による処理システムの概略平面図である。
【図2】一実施形態による処理システムの概略断面部分側面図である。
【図3A】一実施形態による、マルチゾーンガスアセンブリごとの単一ノズルの概略断面正面図である。
【図3B】一実施形態による、マルチゾーンガスアセンブリごとのマルチノズルの概略断面正面図である。
【図4A】一実施形態による処理システムの概略断面部分上面図である。
【図4B】一実施形態による処理システムの概略断面部分上面図である。
【図5A】いくつかの実施形態による、アダプタプレートおよびデフレクタインサートの概略断面側面図である。
【図5B】いくつかの実施形態による、アダプタプレートおよびデフレクタインサートの概略断面側面図である。
【図5C】いくつかの実施形態による、アダプタプレートおよびデフレクタインサートの概略断面側面図である。
【図5D】いくつかの実施形態による、アダプタプレートおよびデフレクタインサートの概略断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
理解を容易にするために、可能な場合は、図に共通する同一の要素を指定するために同一の参照番号を使用している。ある実施形態の要素および特徴は、これ以上説明することなく、他の実施形態に有益に組み込むことができることが企図されている。
【0010】
本明細書に記載する実施形態は、概して、プロセスチャンバに結合されたガスアセンブリに関連する。本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、ガスアセンブリは、メインフレーム（たとえば、移送チャンバ）とプロセスチャンバとの間に配置される。プロセスチャンバに結合され、メインフレーム（たとえば、移送チャンバ）の位置から離れた位置など、ガスアセンブリに対する他の位置も企図される。ガスアセンブリは、プロセスチャンバの処理容積部内にマルチゾーンガスクロスフロー分布を提供する。ゾーンの各々は、独立して制御される。ゾーンは各々、単一のノズル、複数のノズルに流体的に結合されたプレナム、またはそれらの組み合わせを含む。ノズル、および／またはノズルと含まれるプレナムは、マニホールド内のマニホールドの第１の主要面と第２の主要面との間に配置されている。ノズルの出口は、マニホールドの第２の主要面と流体連結するとともに、プロセスチャンバの処理容積部と流体連結している。独立して制御される複数のゾーンは、流れの影響を受けやすい化学プロセスのための質量流の制御可能性を提供する。ガスアセンブリは、真空メインフレームドアに結合されるように構成されたアダプタプレートを含む。
【0011】
図１は、１つまたは複数の実施形態による電子デバイス製造システム１００を示す。電子デバイス製造システム１００は、複数の基板を同時に処理するように構成することができる。基板としては、半導体ウエハ、ガラス板もしくはパネル、および／または電子デバイスもしくは回路部品を作製するために使用される他のワークピースがある。電子デバイス製造システム１００は、移送チャンバ１０２、複数のプロセスチャンバ１０４、および１つまたは複数のロードロックチャンバ１０６を含み、これらの各々は真空圧で動作することができる。移送チャンバ１０２は、各プロセスチャンバ１０４および各ロードロックチャンバ１０６にかつそれらから基板を移送するように構成されたロボット（図示せず）を含む。
【0012】
プロセスチャンバ１０４は各々、たとえば、堆積（たとえば、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、および／または原子層堆積）、酸化、窒化、コーティング、エッチング（たとえば、プラズマエッチング）、研磨、洗浄、リソグラフィ、脱ガスなどを含む、同一または異なる基板プロセスを実施する。さらにまたは代替的に、プロセスチャンバ１０４によって、他の基板プロセスを実施することができる。各プロセスチャンバ１０４内では、１つまたは複数の基板が処理される。いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ１０４は、エピタキシチャンバ、またはインシトゥ（その場）蒸気発生チャンバなどのラジカル酸化チャンバである。
【0013】
ロードロックチャンバ１０６は各々、バッチタイプまたは単一基板タイプのロードロックチャンバである。ロードロックチャンバ１０６は、ファクトリインターフェース１０８に結合することができ、ファクトリインターフェース１０８と移送チャンバ１０２との間に第１の真空インターフェースを提供することができる。
【0014】
ファクトリインターフェース１０８は、１つまたは複数のＦＯＵＰ（前方開口型統一ポッド）１１０に結合することができる。各ＦＯＵＰ１１０は、複数の基板を保持する据え付けのカセットを有する容器である。ＦＯＵＰ１１０は各々、ファクトリインターフェース１０８とともに使用されるように構成された前面開口型インターフェースを有する。他の実施形態では、ＦＯＵＰ１１０の代わりに、任意の好適なタイプのポッドおよび／またはロードポートを使用することができる。ファクトリインターフェース１０８は、ＦＯＵＰ１１０とロードロックチャンバ１０６との間の線形運動、回転運動、および／または垂直運動を介して任意の順序または方向で基板を移送するように構成された１つまたは複数のロボット（図示せず）を有することができる。電子デバイス製造システム１００は、他の好適な数のＦＯＵＰ１１０を有する。
【0015】
コントローラ１１２が、電子デバイス製造システム１００における、および電子デバイス製造システム１００を介する基板の処理および移送の一部またはすべてを制御する。コントローラ１１２は、たとえば、汎用コンピュータであってもよく、かつ／または、マイクロプロセッサまたは他の好適なＣＰＵ（中央処理装置）、電子デバイス製造システム１００を制御するソフトウェアルーチンを記憶するメモリ、入出力周辺機器、およびサポート回路（たとえば、電源、クロック回路、ロボットを駆動する回路、キャッシュなど）を含んでもよい。
【0016】
移送チャンバ１０２は、移送チャンバ１０２と各チャンバ（たとえば、プロセスチャンバ１０４、ロックロードチャンバ１０６）との間の各インターフェースに、スリットバルブなどのメインフレームドア１１４を含む。それぞれのプロセスチャンバに結合された各メインフレーム１１４の間に、マニホールド１２４が配置されている。代替的に、マニホールド１２４は、メインフレームドア１１４とは分離した別個の位置で、各プロセスチャンバに結合されている。メインフレームドア１１４は、複数のファスナを用いるなど、任意の好適な方法を用いて、マニホールド１２４に直接取り付けられている。ファスナは、ねじ切りされたねじまたはボルトであり得る。メインフレームドア１１４とマニホールド１２４との間、およびマニホールド１２４とプロセスチャンバ１０４との間に、それらの間に気密シールを提供するために、１つまたは複数のＯリングが配置されている。この気密シールにより、いずれのチャンバもその中の真空圧を失うことなく、基板がチャンバ間を通過することができる。同様に、マニホールド１２４の第２の側は、相互作用するプロセスチャンバ１０４の側壁に結合されている。移送チャンバ１０２、プロセスチャンバ１０４、およびロードロックチャンバ１０６の各々は、１つまたは複数のポート（図示せず）を有する。ポートは、ロボットまたは他の好適な機構を介して、実質的に水平方向に配向された基板が通過することができるように構成された、チャンバの側壁の開口部である。チャンバポートは、長尺状スロットもしくはスリット、または基板をそこに通すのに好適な任意の形状である。マニホールド１２４は、マニホールド１２４と相互作用するチャンバポート（たとえば、メインフレームドアのポートおよびプロセスチャンバのポート）に対応する開口部を含む。開口部は、卵形、楕円形、長円形、円形、矩形などの任意の好適な形状である。
【0017】
図２は、一実施形態による処理システムの概略断面側面図を示す。マニホールド１２４は、メインフレームドア１１４とプロセスチャンバ１０４との間に配置されている。基板が、移送チャンバ１０２から、メインフレームドア１１４のポートを通り、マニホールド１２４の開口部２２０を通り、プロセスチャンバ１０４のポートを通って移送される。開口部２２０は、マニホールド１２４の第１の主要面２１０から第２の主要面２１２まで、マニホールド１２４を貫通して延びている。本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、マニホールド１２４は、メインフレームドア１１４と相互作用する第１の主要面２１０と、プロセスチャンバ１０４と相互作用する第２の主要面２１２とを含む。複数のガス通路２２２が、マニホールドの第３の面２１４からマニホールドの開口部２２０の下面２１８までＹ方向（たとえば、垂直方向）に延びるように設けられている。ガス通路２２２は、マニホールド１２４の底面（たとえば、第３の面２１４）からマニホールド１２４の開口部２２０の下面２１８まで延びるように描かれているが、マニホールド１２４の上面２１６からマニホールドの開口部２２０の上面２１９まで、またはマニホールド１２４のメインフレームドア１１４と相互作用する側から延びるなど、他の配向が企図される。本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、第１の主要面から第２の主要面までのマニホールドの幅は、約０．７インチなど、約０．５インチ～約１インチである。１つの例では、マニホールド１２４は、プロセスチャンバ１０４がメインフレームドア１１４または移送チャンバ１０２に直接的に結合するように本来設計または構築されていた既存のシステムに容易に後付けされる。メインフレームドア１１４の第１の主要面には、メインフレームドア１１４のポートを取り囲むメインフレーム溝２１５が形成されている。メインフレームドア１１４の溝２１５は、マニホールド１２４の第１の主要面２１０と相互作用する。溝２１５は、メインフレームドア１１４とマニホールド１２４との間に気密シールを提供するＯリングなどのシールを受けるように構成されている。マニホールド１２４の２１２の第２の側には、プロセスチャンバ１０４と相互作用するマニホールド溝２１７が形成されている。溝２１７は、開口部２２０を取り囲み、マニホールド１２４とプロセスチャンバ１０４との間に気密シールを提供するＯリングなどのシールを受けるように構成されている。
【0018】
図３Ａは、一実施形態による、ゾーンごとに単一ノズルを有するマルチゾーンガスアセンブリ３００Ａの概略断面正面図を示す。図３Ａに描かれているガスアセンブリ３００Ａは、複数のゾーンを含み、各ゾーンは、単一のノズル３０４を含む。ゾーンの各々（たとえば、ノズル３０４）は、互いに関して独立して制御される。各ゾーンは、独立して制御される質量流量制御バルブ３０６を含む。質量流量制御バルブ３０６は、ガス源３０８に結合されている。ガス源３０８は、窒素、水素、酸素、またはそれらの組み合わせなど、任意のガスを含む。本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、マニホールド１２４は、約２個～約９個のガス流のゾーンを含む。ノズルの各々は、独立して制御される（たとえば、ゾーンごとに１つのノズル）。所望の追加の制御の量に基づいて、各ゾーンは幅が等しく、または少なくとも２つのゾーンは幅が等しくない。より小さい幅を有するより多くのゾーンは、より大きい幅を有するより少ないゾーンと比較して、より高い調整可能性を提供する。本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、基板のエッジにおける追加の調整可能性のために、エッジにおける追加のゾーンが提供される。言い換えれば、単位長さ当たりのゾーンの数（たとえば、ゾーン密度）は、マニホールド１２４の中央領域と比較して、マニホールド１２４の横方向外側のエッジの方が大きくなりうる。デフレクタ３０２が、開口部２２０の下面および上面に実質的に平行な（たとえば、ガス流の方向に対して垂直な）フード（たとえば、棚）を提供する。デフレクタは、開口部内に少なくとも部分的に延び、ノズル３０４からのガス流をプロセス容積部内に偏向させるように構成されている。理論に縛られることなく、デフレクタは、ノズル３０４からプロセス容積部に供給される超音速ガスの流れを制限する衝突点を提供すると考えられる。独立して制御されるゾーンの使用とともに、結果として得られるガス流により、ガスアセンブリからプロセス容積部へのカスタマイズ可能な流れ（たとえば、均一または不均一な流れ）が提供され、プロセスにわたる再現性が改善される。
【0019】
図３Ｂは、一実施形態による、ゾーンごとに複数のノズルを有するマルチゾーンガスアセンブリ３００Ｂの概略断面正面図を示す。図３Ｂに描かれているガスアセンブリ３００Ｂは、約２個～約９個のゾーンを提供し、各ゾーンはプレナム３１０を含み、プレナム３１０は、プレナム３１０ごとに約４個～約６個のノズルなどの複数のノズル３０４を有する。各プレナム３１０は、それぞれの質量流量バルブ３０６を介して独立して制御されるガスライン３１２に結合されている。マニホールド１２４内に、１つまたは複数のガス通路３１３が形成されている。１つまたは複数のガス通路３１３の各々は、マニホールド１２４の第３の面３１４から１つまたは複数のプレナム３１０まで延びている。ガス通路の各々は、ガスラインを受けるように構成され、またはガスラインと流体連結している。プレナム３１０は、幅が等しく、または代替的に、質量流量制御の所望の量に基づいて幅が変化する。各プレナムは、プレナムごとに均一な数のノズルを有し、または代替的に、少なくとも１つのプレナムを、少なくとも１つの他のプレナムよりも多いものとして有する。マニホールド１２４上に、ファスナを収容する複数のファスナ開口部３２０が配置されている。ファスナを収容する複数のファスナ開口部３２０は、マニホールド１２４の外周の周りに第１の主要面から第２の主要面まで配置されている。
【0020】
図４Ａは、一実施形態による処理システムの概略断面上面図を示す。メインフレームドア１１４が、マニホールド１２４の第１の主要面に結合されている。図３Ａおよび図３Ｂに関して説明したノズルの出口など、複数のガスライン出口３０４を示す。例として、図４Ａは、独立して制御される３つのゾーン４１０Ａ、４１０Ｂ、４１０Ｃを描いている。ゾーン４１０Ａおよび４１０Ｃは、３つのノズルを含み、ゾーン４１０Ｂは、４つのノズルを含む。ノズルからのガスは、プロセスチャンバ側壁内のスロット（たとえば、スリットバルブ開口部）を介してプロセス容積部の側部にクロスフローとして提供される。気体の横方向の流れを促進するために、デフレクタ３０２（図３Ａに示す）を設けることができる。ガスは、基板支持体４０６の表面および／または基板支持体４０６上に配置された基板にわたって流れる。
【0021】
図４Ｂは、一実施形態による処理システムの概略上面図を示す。図４Ｂは、デフレクタ４０２を包囲しかつ／または支持するアダプタプレート４１４を有するマニホールド１２４を提供する。アダプタプレート４１４は、メインフレームドア１１４に近接する第１の部分４１４Ａと、プロセスチャンバ１０４に近接する第２の部分４１４Ｂとを有する。
【0022】
図５Ａ～図５Ｄは、アダプタプレート４１４およびデフレクタ４０２を有するガスアセンブリ５００の概略断面側面図を示す。アダプタプレート４１４は、プロセスチャンバ１０４から、アダプタプレート４１４の開孔を通って、メインフレームドア１１４まで延びるファスナ５１６によって、プロセスチャンバ１０４およびメインフレームドア１１４に結合されている。本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、デフレクタ４０２は、取り外し可能なインサートなど、取り外し可能なデフレクタである。図は、アダプタプレート４１４およびデフレクタ４０２を２つの別個の部品として描いているが、デフレクタ４０２と一体であるアダプタプレート４１４も企図される。デフレクタ４０２は、フード５０２と、プレナム５０４と、ノズル出口５０６と、フード５０２を支持する背板５１０とを含む。ノズル出口５０６とフード５０２との間の距離５０８は、約１ｍｍ～約２ｍｍなど、約０．５ｍｍ～約３ｍｍである。フード５０２と開口部２２０の上面との間に、間隙５１２もまた設けられている。本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、図５Ａに示すように、間隙５１２の高さは開口部２２０の高さに等しい。代替的に、フード５０２は、図５Ｂに示すように、間隙５１２の高さが開口部２２０の高さよりも小さくなるように開口部２２０の中に延びている。ノズル出口５０６は、開口部２２０の下面２１８と実質的に同一平面上にある。間隙を通して、メインフレーム装置からの第２のガス流を導入することができる。本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、デフレクタ４０２は、メインフレームドアのポートを通してアダプタプレート内に設置される取り外し可能なインサートである。デフレクタ４０２は、アダプタプレート４１４の開孔を通して挿入される止め板５１４を使用して適所に固定されている。アダプタプレート４１４の開孔の底部は、デフレクタ表面の上面と同一平面上にあるか、またはデフレクタの開孔に嵌め込まれている。本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、アダプタプレート４１４の開孔の底部は、開口部２２０の底部と同一平面上にある。本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、デフレクタ４０２は、１つまたは複数のノズルの出口５０６を含む取り外し可能なインサートの表面４１５からアダプタプレート４１４の開口部の底面４１７まで延び、１つまたは複数のノズルはデフレクタ４０２に向かって配向されている。本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、デフレクタは、アダプタプレート４１４と一体であり、１つまたは複数のノズルの出口５０６を含むアダプタプレート４１４の表面４１５からアダプタプレート４１４の開口部の底面４１７まで延び、１つまたは複数のノズルはデフレクタに向かって配向されている。
【0023】
再び図４Ｂを参照すると、デフレクタ４０２のフード５０２は、メインフレームドア１１４に近接する位置からプロセスチャンバ１０４に近接する位置までｘ方向に延びている。フード５０２の前縁と、プロセスチャンバ１０４に近接するアダプタプレート４１４の部分との間に、複数の間隙４０８が設けられている。間隙４０８は、ガスがノズル出口から処理チャンバのプロセス容積部内に流れる通路を提供する。各間隙は、ガスが出るプレナムまたはノズルに対応している。デフレクタ４０２は、複数のフィン４０４をさらに含む。各フィン４０４は、隣接する間隙４０８を分離している。各フィンは、１つまたは複数のノズル５０６の出口を有する取り外し可能なインサートの表面から、フード５０２まで延びている。
【0024】
フィン４０４は、デフレクタ４０２の長手方向軸（たとえば、ｘ方向）に対して垂直であり、またはフィン４０４は、第２の主要面の平面に対して鋭角または鈍角に角度付けされている。
【0025】
本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、図５Ｃおよび図５Ｄに示すように、デフレクタ４０２は、フードを含まない。図５Ｃは、マニホールド開口部２２０の下面２１８と実質的に同一平面上にあるノズル出口５０６を備えた上面を有する取り外し可能なデフレクタなどのデフレクタを描いている。ノズル出口５０６は、上向きに、かつ開口部の下面２１８に対して垂直に配向されている。代替的に、ノズル出口５０６は、図５Ｄに示すように、プロセスチャンバ１０４に向かって配向されている。ノズル出口５０６は、水平軸に対して約０度～約９０度の角度で配向されている。
【0026】
要約すると、メインフレームドアとプロセスチャンバとの間に配置された、独立して制御される複数のパージゾーンを有するガスアセンブリが提供される。ガスアセンブリは、均一な（かつ／または不均一な）、カスタマイズ可能な、制御可能な、クロスフロー分布を処理容積部内に提供する。ガスアセンブリは、エピタキシ、ラジカル酸化、インシトゥ（その場）蒸気発生（ＩＳＳＧ）、半導体リアクタなど、クロスフロープロセスチャンバなどの任意のプロセスチャンバに有用である。ガスアセンブリは、プロセスチャンバを隣接するチャンバ（移送チャンバなど）のメインフレームドアから遠ざけ、ガスアセンブリを配置することにより、既存のプロセスチャンバに後付けすることができる。
【0027】
上述したことは本開示の実施形態を対象とするが、本開示の他のおよびさらなる実施形態は、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく考案することができ、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【0028】
本明細書で用いる場合の「約」という用語は、名目値からの±１０％の変動を指す。こうした変動は、本明細書に提供する任意の値に含めることができることが理解されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【国際調査報告】