特表 2024-535817 プラズマ抑制のためのガス流ガイド設計

(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】2024-10-02

(54)【発明の名称】プラズマ抑制のためのガス流ガイド設計

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20240925BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20240925BHJP

   C23C 16/509 20060101ALI20240925BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20240925BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 C

C23C16/455

C23C16/509

H05H1/46 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024516413

(86)(22)【出願日】2022-09-06

(85)【翻訳文提出日】2024-03-13

(86)【国際出願番号】 US2022042651

(87)【国際公開番号】W WO2023043643

(87)【国際公開日】2023-03-23

(31)【優先権主張番号】63/243,819

(32)【優先日】2021-09-14

(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】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(74)【代理人】

【識別番号】100141553

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 信彦

(74)【代理人】

【識別番号】100176418

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 嘉晃

(72)【発明者】

【氏名】知利 美蘭

(72)【発明者】

【氏名】リャン マイケル

(72)【発明者】

【氏名】コ ジェフリー エイ

(72)【発明者】

【氏名】ホ クァン ス

【テーマコード（参考）】

2G084

4K030

5F045

【Ｆターム（参考）】

2G084FF15

2G084FF39

4K030AA11

4K030AA14

4K030BA02

4K030BA22

4K030BA42

4K030BA43

4K030EA03

4K030FA03

4K030KA12

4K030KA45

5F045AA08

5F045AA15

5F045AB40

5F045AC00

5F045AC11

5F045AC15

5F045AD01

5F045AE01

5F045BB01

5F045BB15

5F045DP04

5F045DQ10

5F045EE17

5F045EF13

5F045EH06

5F045EH13

(57)【要約】

本明細書に記載された実施形態は、プロセスガスを均一に供給するためのガス流入り口ガイドを有するチャンバを提供する。ガス流入り口ガイドは、開口を有するフローガイドボトムプレートを有する。フローガイドボトムプレートの上にトッププレートが配されており、開口の上にプラズマブロッカが配されている。プラズマブロッカは、プラズマ密度、電子温度、イオン温度またはプロセスガスの特性のうちの１つまたは複数に基づいてサイズが決められた１つまたは複数の開孔を含む。
【選択図】図３Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の開口および第２の開口を備えるフローガイドボトムプレートであり、前記第２の開口が、前記第２の開口の上に配されたプラズマブロッカを含む、前記フローガイドボトムプレートと、
プレナムを画定するために、前記フローガイドボトムプレートの上に、前記フローガイドボトムプレートと接触して配されたトッププレートと、
前記第１の開口から前記第２の開口にガスを導くために前記プレナム内に配された複数のフローガイドと
を備えるガス流入り口ガイド。

【請求項2】

前記プラズマブロッカが金属メッシュである、請求項１に記載のガス流入り口ガイド。

【請求項3】

前記金属メッシュの開孔サイズが約５０μｍ～約１００μｍである、請求項２に記載のガス流入り口ガイド。

【請求項4】

前記金属メッシュが、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、これらの合金またはこれらの組合せを含む、請求項２に記載のガス流入り口ガイド。

【請求項5】

前記金属メッシュがステンレス鋼を含む、請求項２に記載のガス流入り口ガイド。

【請求項6】

前記金属メッシュがアルミニウムを含む、請求項２に記載のガス流入り口ガイド。

【請求項7】

前記プラズマブロッカが、前記フローガイドボトムプレートの表面に形成された凹部に配された、請求項１に記載のガス流入り口ガイド。

【請求項8】

第１の開口および第２の開口を備えるフローガイドボトムプレートであり、前記第２の開口が、前記第２の開口の上に配されたプラズマブロッカを含む、前記フローガイドボトムプレートと、
プレナムを画定するために、前記フローガイドボトムプレートの上に、前記フローガイドボトムプレートと接触して配されたトッププレートと、
前記プレナム内の、前記第１の開口と前記第２の開口との間に配されたフローガイドモジュレータと、
前記第１の開口から前記第２の開口にガスを導くために前記プレナム内に配された複数のフローガイドと
を備えるガス流入り口ガイド。

【請求項9】

前記プラズマブロッカが金属メッシュである、請求項８に記載のガス流入り口ガイド。

【請求項10】

前記金属メッシュの開孔サイズが約５０μｍ～約１００μｍである、請求項９に記載のガス流入り口ガイド。

【請求項11】

前記金属メッシュが、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、これらの合金またはこれらの組合せを含む、請求項１０に記載のガス流入り口ガイド。

【請求項12】

前記フローガイドモジュレータが、前記フローガイドモジュレータを貫いて形成された複数の開口を備え、それぞれの開口が、隣り合うフローガイドによって画定されたチャネルと位置合わせされている、請求項１１に記載のガス流入り口ガイド。

【請求項13】

前記フローガイドが互いに対して非平行である、請求項１２に記載のガス流入り口ガイド。

【請求項14】

前記フローガイドのうちのそれぞれのフローガイドが長さを有し、横方向外側のフローガイドの長さが内側に配置されたフローガイドの長さよりも長い、請求項１３に記載のガス流入り口ガイド。

【請求項15】

チャンバ本体と、
前記チャンバ本体に結合されたリッドと、
前記リッドに結合されたガス流入り口ガイドと
を備え、前記ガス流入り口ガイドが、
第１の開口および第２の開口を備えるフローガイドボトムプレートであり、前記第２の開口が、前記第２の開口の上に配されたプラズマブロッカを含み、前記フローガイドボトムプレートが三角形の形状を有する、前記フローガイドボトムプレートと、
プレナムを画定するために、前記フローガイドボトムプレートの上に、前記フローガイドボトムプレートと接触して配されたトッププレートであり、前記トッププレートが三角形の形状を有する、前記トッププレートと、
前記プレナム内の、前記第１の開口と前記第２の開口との間に配されたフローガイドモジュレータと、
前記第１の開口から前記第２の開口にガスを導くために前記プレナム内に配された複数のフローガイドと
を備える、プロセスチャンバ。

【請求項16】

前記フローガイドボトムプレートと係合するプロセスキットをさらに処理する、請求項１５に記載のプロセスチャンバ。

【請求項17】

前記プラズマブロッカが金属メッシュである、請求項１６に記載のプロセスチャンバ。

【請求項18】

前記金属メッシュの開孔サイズが約５０μｍ～約１００μｍである、請求項１７に記載のプロセスチャンバ。

【請求項19】

前記金属メッシュが、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、これらの合金またはこれらの組合せを含む、請求項１８に記載のプロセスチャンバ。

【請求項20】

前記フローガイドモジュレータが、前記フローガイドモジュレータを貫いて形成された複数の開口を備え、それぞれの開口が、隣り合うフローガイドによって画定されたチャネルと位置合わせされている、請求項１９に記載のプロセスチャンバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施形態は一般にプロセスチャンバ用のガス流ガイド（ｇａｓ ｆｌｏｗ ｇｕｉｄｅ）設計に関する。より詳細には、本開示の実施形態は、プロセスガスを均一に供給し、最小限の欠陥で基板を効果的に処理するためのガス流ガイドに関する。

【背景技術】

【0002】

基板の上に材料を均一に堆積させるために、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはプラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）チャンバなどのいくつかのプロセスチャンバに対してガス分配アセンブリが使用されている。ガス分配アセンブリには、プラズマ源からの寄生プラズマまたはプロセスチャンバのプロセス容積からの寄生プラズマが侵入することがあり、この寄生プラズマによってガス分配アセンブリ内で堆積が生じることがある。時間の経過とともに、この堆積は、基板を汚染しうるまたは基板の欠陥の原因となりうる粒子を形成する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

したがって、当技術分野では、プロセスガスを均一に供給するガス分配アセンブリであり、ガス分配アセンブリに寄生プラズマが侵入することを防ぐガス分配アセンブリを有するチャンバが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

一実施形態では、ガス流入り口ガイドが、第１の開口および第２の開口を備えるフローガイドボトムプレートであり、第２の開口が、第２の開口の上に配されたプラズマブロッカを含む、フローガイドボトムプレートと、プレナムを画定するために、フローガイドボトムプレートの上に、フローガイドボトムプレートと接触して配されたトッププレートと、第１の開口から第２の開口にガスを導くためにプレナム内に配された複数のフローガイドとを備える。

【0005】

別の実施形態では、ガス流入り口ガイドが、第１の開口および第２の開口を備えるフローガイドボトムプレートであり、第２の開口が、第２の開口の上に配されたプラズマブロッカを含む、フローガイドボトムプレートと、プレナムを画定するために、フローガイドボトムプレートの上に、フローガイドボトムプレートと接触して配されたトッププレートと、プレナム内の、第１の開口と第２の開口との間に配されたフローガイドモジュレータ（ｆｌｏｗ ｇｕｉｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）と、第１の開口から第２の開口にガスを導くためにプレナム内に配された複数のフローガイドとを備える。

【0006】

別の実施形態では、プロセスチャンバが、チャンバ本体と、チャンバ本体に結合されたリッドと、リッドに結合されたガス流入り口ガイドとを備え、ガス流入り口ガイドが、第１の開口および第２の開口を備えるフローガイドボトムプレートであり、第２の開口が、第２の開口の上に配されたプラズマブロッカを含み、フローガイドボトムプレートが三角形の形状を有する、フローガイドボトムプレートと、プレナムを画定するために、フローガイドボトムプレートの上に、フローガイドボトムプレートと接触して配されたトッププレートであり、トッププレートが三角形の形状を有する、トッププレートと、プレナム内の、第１の開口と第２の開口との間に配されたフローガイドモジュレータと、第１の開口から第２の開口にガスを導くためにプレナム内に配された複数のフローガイドとを備える。

【0007】

上に挙げた本開示の特徴を詳細に理解することができるようにするため、そのうちのいくつかが添付図面に示されている実施形態を参照することにより、上に概要を簡単に示した本開示のより詳細な説明を得ることができる。しかしながら、添付図面は例示的な実施形態だけを示しており、したがって、添付図面を本開示の範囲を限定するものとみなすべきではないことに留意すべきである。これは、本開示が、等しく有効な他の実施形態を受け入れる可能性があるためである。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態による原子層堆積チャンバの概略断面図である。

【図2】一実施形態によるガス流入り口ガイドの概略側断面図である。

【図3A】一実施形態によるガス流入り口ガイドのフローガイドボトムプレートの概略図である。

【図3B】一実施形態によるフローモジュレータの概略図である。

【図4】一実施形態によるガス流入り口ガイドのフローガイドトッププレートの概略下面図である。

【図5】一実施形態による、プラズマブロッカのメッシュ開口サイズを決定するための例示的なデバイ長曲線を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

理解を容易にするため、可能な場合には、図に共通の同一の要素を示すのに同一の参照符号を使用した。追加の記載なしに、１つの実施形態の要素および特徴を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る。

【0010】

本明細書に記載された実施形態は、プロセスガスを均一に供給するためのガス流入り口ガイドと、プロセスガスを効果的にパージし、パージ時間を短縮するためのガス流出口ガイドとを有するチャンバを提供する。このチャンバはチャンバ本体を含み、チャンバ本体は、リッドアセンブリ、チャンバ内の処理領域と流体連結するように構成されたプロセスガス入り口およびプロセスガス出口、プロセスガス入り口に配されたガス流入り口ガイド、ならびにプロセスガス出口に配されたガス流出口ガイドを有する。ガス流入り口ガイドはフローモジュレータおよび入り口ガイドチャネルを含む。ガス流出口ガイドは出口ガイドチャネルを含む。

【0011】

図１は、一実施形態によるＡＬＤチャンバ１００の概略断面図である。適当なＡＬＤチャンバは、米カリフォルニア州Ｓａｎｔａ ＣｌａｒａにあるＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手することができる。以下で説明するシステムは例示的なチャンバであり、他の製造業者のチャンバを含む他のチャンバを本開示の諸態様とともに使用すること、または他の製造業者のチャンバを含む他のチャンバを本開示の諸態様を実施するように変更することができることを理解すべきである。ＰＥＣＶＤチャンバが本開示の諸態様から利益を得ることも企図される。ＡＬＤチャンバ１００は、チャンバ本体１０２、リッドアセンブリ１０４、プロセスキット１０６、基板支持アセンブリ１０８、プロセスガス入り口１１０およびプロセスガス出口１１２を含む。

【0012】

リッドアセンブリ１０４はチャンバ本体１０２の上に配されており、基板支持アセンブリ１０８は少なくとも部分的にチャンバ本体１０２内に配されている。プロセスキット１０６はリッドアセンブリ１０４に結合されている。基板支持アセンブリ１０８は、ステム（ｓｔｅｍ）１１８によってチャンバ本体１０２内に移動可能に配されたペデスタル１１６を含む。ペデスタル１１６は、基板１０１を支持するように構成された基板支持面１３２を含む。ステム１１８はチャンバ本体１０２を貫いて延びており、そこで、ステム１１８は、ペデスタル１１６を処理位置（図示の位置）と移送位置との間で移動させるリフトシステム（図示せず）に接続されている。移送位置は、ＡＬＤチャンバ１００の内部へのアクセスを提供するためにチャンバ本体１０２の側壁に形成されたスリットバルブ開口１１４を通して基板１０１を移送することを容易にする。

【0013】

処理位置では、基板支持アセンブリ１０８がプロセスキット１０６と接触して、基板支持面１３２と、プロセスキット１０６とリッドアセンブリ１０４の下面とによって画定された処理領域１２０を形成する。処理位置にある基板支持アセンブリ１０８がプロセスキット１０６と接触して処理領域１２０を形成したとき、プロセスキット１０６のガス入り口１２２およびガス出口１２４はそれぞれプロセスガス入り口１１０およびプロセスガス出口１１２に結合されて、密封されたそれぞれのガス通路を形成する。プロセスガス入り口１１０およびプロセスガス出口１１２は処理領域１２０と流体連結するように配置されている。このようにすると、プロセスガスはプロセスガス入り口１１０に供給され、ガス入り口１２２を通して処理領域１２０に供給される。プロセスガス出口１１２はポンプ１２６に接続されている。ポンプ１２６によって、プロセスガスは処理領域１２０内を基板１０１を横切って流れ、ガス出口１２４およびプロセスガス出口１１２を通して排出される。リッドアセンブリ１０４の電極１３０にＲＦ（高周波）源１２８が結合されている。ＲＦ源１２８は電極１３０に電力を供給して、処理領域１２０内でプロセスガスからプラズマを発生させることを容易にする。ペデスタル１１６は接地されており、または、ＲＦ源１２８に接続されたときにペデスタル１１６が、基板１０１に向かってプラズマ種を加速するためにリッドアセンブリ１０４の下面とペデスタル１１６との間に容量性電場を発生させるためのカソードの役割を果たしてもよい。

【0014】

ＡＬＤおよび／またはＰＥＣＶＤに対して使用される特定の一種または数種のガスは、実行する１つまたは複数のプロセスによって決まる。一実施形態では、このガスが、トリメチルアルミニウム（ＣＨ₃）₃Ａｌ（ＴＭＡ）、ＣｐＺｒ、テトラキスエチルメチルアミノジルコニウムＺｒ［Ｎ（ＣＨ₃）（Ｃ₂Ｈ₅）］₄（ＴＥＭＡＺ）、窒素（Ｎ₂）および酸素（Ｏ₂）を含みうるが、ガスはこれらに限定されるわけではなく、一種または数種の前駆体、還元剤、触媒、担体、パージガス、洗浄ガス（例えばＢＣｌ₃）またはこれらの混合物もしくは組合せを含むことがある。ガスは片側からＡＬＤチャンバ１００に導入され、基板１０１を横切って流れる。例えば、ガスは、プロセスガス入り口１１０、ガス入り口１２２を通り、処理領域１２０を横切って流れ、ガス出口１２４およびプロセスガス出口１１２を通して排出される。

【0015】

例示的な酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）膜形成プロセスでは、処理領域１２０にＴＭＡの流れが供給される。処理領域１２０を横切って流れるＴＭＡは基板１０１を横切って流れ、基板１０１上にＴＭＡの層を形成する。処理領域１２０に酸素含有ガスの流れが供給される。処理領域１２０を横切って流れる酸素含有ガスは、基板１０１を横切って流れ、活性化されてプラズマとなって、ＴＭＡの層と反応するための酸素ラジカルを供給する。一実施形態ではこの酸素含有ガスがＯ₂またはオゾン（Ｏ₃）である。この酸素ラジカルは基板１０１上のＴＭＡの層と反応してＡｌ₂Ｏ₃の層を形成する。ＴＭＡを流すこと、酸素含有ガスを流すこと、および酸素含有ガスを活性化してプラズマとし基板１０１上に追加の層を形成することの反復を、所望の厚さを有するＡｌ₂Ｏ₃膜が形成されるまで続ける。

【0016】

例示的な二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）膜形成プロセスでは、処理領域１２０にＴＥＭＡＺの流れが供給される。処理領域１２０を横切って流れるＴＥＭＡＺは基板１０１を横切って流れ、基板１０１上にＴＥＭＡＺの層を形成する。処理領域１２０に酸素含有ガスの流れが供給される。処理領域１２０を横切って流れる酸素含有ガスは、基板１０１を横切って流れ、活性化されてプラズマとなって、ＴＥＭＡＺの層と反応するための酸素ラジカルを供給する。この酸素ラジカルは基板１０１上のＴＥＭＡＺの層と反応して基板１０１上にＺｒＯ₂の層を形成する。ＴＥＭＡＺを流すこと、Ｏ₂を流すこと、および酸素含有ガスを活性化してプラズマとすることの反復を、所望の厚さを有するＺｒＯ₂膜が形成されるまで続ける。

【0017】

プロセスガス流を均一に供給するためにガス流入り口ガイド２０２が提供されており、プロセスガスを効果的かつ効率的にパージするためにガス流出口ガイド２０３が提供されている。処理中には、従来のガス流入り口ガイドに、プラズマ源（図示せず）からのプラズマまたはプロセス容積からのプラズマなどの寄生プラズマが侵入し、この寄生プラズマによってフローガイドアセンブリ内で堆積が生じる。この堆積の結果、粒子が生成し、これによって基板支持体上に配されたガラス基板などの基板上に汚染が生じる。しかしながら、ガス流入り口ガイド２０２の開口とプロセスキット１０６との境界面にプラズマブロッカ２０１を含めることによって、ガス流入り口ガイド２０２へのプラズマの侵入を大幅に低減させることができることが分かった。プラズマブロッカ２０１は、例えば金属でできたメッシュ材料またはメッシュを含んでもよく、プラズマブロッカ２０１を通り抜けてガスが流れることを許し、その一方で寄生プラズマの侵入を防ぐ。適切なサイズのメッシュ材料を選択することによって寄生プラズマの侵入を防ぐことができる。

【0018】

図２は、ガス流入り口ガイド２０２の概略側断面図である。ガス流入り口ガイド２０２は、フローガイドボトムプレート２０６に結合されたフローガイドトッププレート２０４から形成されている。ガス流入り口ガイド２０２は、ガス流入り口ガイド２０２内に形成されたプロセスガス入り口１１０を含む。プロセスガス入り口１１０を画定するために、フローガイドトッププレート２０４は、トッププレートシール２１０、例えばＯリングなどを用いてフローガイドボトムプレート２０６と気密シールを形成している。プロセスガス入り口１１０内には、少なくとも１つのチャネル２１４（図３には複数のチャネル２１４が示されている）が配されている。それぞれのチャネル２１４は隣り合うガイド２７０間に画定されており、それらのフローガイドは、互いに対して非平行構成で配置されている。チャネル２１４は、プロセスガス入り口１１０を通る改良されたガス流を容易にする。入り口２７４を介してプロセスガス入り口１１０にプロセスガスが供給される。任意選択のフローガイドモジュレータ３９０（図３Ｂに関してさらに詳細に説明する）が、チャネル２１４内でのガス流の誘導および／または調節を容易にする。

【0019】

フローガイドボトムプレート２０６は、処理領域１２０（図１に示されている）と流体連結した開口２０８を含む。開口２０８は、処理領域１２０との流体連結を容易にするためにプロセスキット１０６の開口と位置合わせされている。フローガイドボトムプレート２０６は、フローガイド本体シール２１２、例えばＯリングなどを用いてプロセスキット１０６と気密シールを形成している。いくつかの実施形態では、プロセスキット１０６が、石英、炭化ケイ素、窒化ケイ素または別のセラミック材料などのセラミックからなる。

【0020】

プロセスガス源２７２からプロセスガスが、プロセスガス入り口１１０、少なくとも１つのチャネル２１４を通って開口２０８に流れる。プロセスキット１０６とフローガイドボトムプレート２０６との境界面２０７にプラズマブロッカ２０１が配されている。プラズマブロッカ２０１は、フローガイドボトムプレート２０６またはプロセスキット１０６に結合されている。代替として、フローガイドボトムプレート２０６は、フローガイド本体シール２１２のために形成された溝の中において、プロセスキット１０６とフローガイドボトムプレート２０６との間に締め付けられている。プラズマブロッカは、金属メッシュなどのメッシュ材料であり、このメッシュ材料は、メッシュ材料を通り抜けてガスが流れることを許し、その一方で寄生プラズマの逆流を防ぐ。一例では、プラズマの逆流を軽減するようにメッシュサイズが選択される。サイズおよびパターンを含むさまざまなメッシュ構成が、ガスが十分に流れることを容易にし、その一方で寄生プラズマの逆流を軽減する可能性があることが企図される。例えば、メッシュは、正方形または長方形の開口を形成するように配置された複数の金属ワイヤによって形成されたものとすることができる。このような例では、このような開口の長さの幅が、７５０以下、例えば５００マイクロメートル以下、例えば４００マイクロメートル以下、例えば３００マイクロメートル以下、例えば２００マイクロメートル以下、１５０マイクロメートル以下、例えば１００マイクロメートル以下、例えば５０マイクロメートル以下、例えば４０マイクロメートル以下、例えば３０マイクロメートル以下、例えば２０マイクロメートル以下であってもよい。上記のとおり、他のサイズも企図される。

【0021】

図３Ａは、フローガイドボトムプレート２０６の概略上面図であり、図４は、フローガイドトッププレート２０４の概略下面図である。フローガイドボトムプレート２０６は、プロセスキット１０６と少なくとも部分的にインターフェースするように構成されたインターフェース面を含む。このインターフェース面は内面３０２の反対側の主要面である。インターフェース面にはシール２１２（破線で示されている）が配されている。フローガイドボトムプレート２０６は、長さが等しい２辺を有する三角形として示されているが、他の形状の三角形を含む他の形状も企図される。

【0022】

フローガイドボトムプレート２０６は上流端３０６および下流端３０７を含む。開口２０８は下流端３０７に隣接して配されており、開口２０８を通してガスを分配するように構成されている。プラズマブロッカ２０１は少なくとも部分的に開口２０８の上に配されている。図示されているように、プラズマブロッカ２０１は開口２０８を完全に覆っている。プラズマブロッカ２０１は、フローガイドボトムプレート２０６に取外し可能に結合されているか、またはプロセスキット１０６とフローガイドボトムプレート２０６との間に締め付けられている。プラズマブロッカ２０１をその中に受け取るために、プロセスキット１０６またはフローガイドボトムプレート２０６に凹部が形成されていてもよい。いくつかの実施形態では、所定の量の基板処理後にプラズマブロッカ２０１が交換される。いくつかの実施形態では、プラズマブロッカ２０１の材料に適合するＢＣｌ₃などの洗浄ケミストリを使用してプラズマブロッカ２０１が洗浄される。いくつかの実施形態では、所定の回数の処理後にプラズマブロッカ２０１が交換される。いくつかの実施形態では、保守中にプラズマブロッカ２０１およびシール２１２が交換される。

【0023】

隣り合うガイド２７０間に複数のチャネル２１４が形成されている。ガイド２７０は、互いから角度の付いた間隔を置いて配置されており、プラズマブロッカ２０１に向かってガスを導く。ガイド２７０は、任意選択のガス流モジュレータ３９０から所定の距離だけ延びている。ガイド２７０はプラズマブロッカ２０１まで延びていてもよいこと、または（図示されているように）プラズマブロッカ２０１まで達していなくてもよいことが企図される。さらに、ガイド２７０の長さ、幅、角度の付いた間隔および量を、プロセス仕様に従ってガス流に影響を与えるように調整してもよいことも企図される。

【0024】

一例では、プラズマブロッカが、幅の少なくとも２倍、例えば少なくとも５倍、例えば少なくとも１０倍、例えば少なくとも２０倍の長さを有する。一例では、プラズマブロッカ２０１の長さが、最も外側のフローガイド２７０の最も開いた点間の最大幅よりも大きい。他の寸法および構成も企図される。

【0025】

図３Ｂは、任意選択のガス流モジュレータ３９０の概略図である。ガス流入り口ガイド２０２内でのガス流の誘導を容易にするため、フローガイドボトムプレート２０６にガス流モジュレータ３９０を結合してもよい。ガス流モジュレータは、ガスをチャネル２１４に導入するための複数の開口２９１（１つに符号がつけられている）を含む。一例では、それぞれの開口２９１が単一チャネル２１４に対応する。しかし他の構成も企図される。プロセス均一性（例えば堆積均一性）を調整するために、チャネル２１４を通して所定の態様で流れを導くように、開口のサイズ（例えば直径）、方向、位置および／または数を調整することができる。ガス流モジュレータ３９０の形状は円弧形である（しかし他の形状も企図される）。ガス流モジュレータ３９０の端部は、フローガイドボトムプレート２０６の隣接する側壁に接している。

【0026】

図４を参照すると、表面４０８を取り囲む凹部４０４を有するフローガイドトッププレート２０４の下面図が示されている。凹部４０４は、その中でシールを支持するように構成された溝である。例えば、凹部４０４は、トッププレートシール２１０（図２に示されている）のための蟻溝（ｄｏｖｅｔａｉｌ ｇｒｏｏｖｅ）であってもよい。表面４０８は、フローガイドボトムプレート２０６と少なくとも部分的にインターフェースして、フローガイドボトムプレート２０６内にプレナム（例えばプロセスガス入り口１１０）を画定するように構成されている。

【0027】

フローガイドトッププレート２０４は、締め具４０６（３つの締め具が示されているが、それよりも多くの締め具も企図される）を使用してフローガイドボトムプレート２０６に結合されている。フローガイドトッププレート２０４は三角形として示されているが、他の形状も企図される。さらに、凹部４０４も三角形として示されているが、１つまたは複数の頂点が丸くなった三角形など、他の形状も企図される。凹部４０４が存在することを除けば、フローガイドトッププレート２０４は、反対側を向いた平らな主要面を有する平らな部材である、

【0028】

プラズマブロッカ２０１（図１に示されている）は、表面４０８など、ガス流入り口ガイド２０２の容積を形成している表面内における材料の堆積を抑止することが分かった。プラズマブロッカ２０１は、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、これらの合金またはこれらの組合せなどの金属からなる。プラズマブロッカ２０１は、処理において使用される１種または数種のプラズマのデバイ長（λ_D）に基づいて決められたメッシュ開口サイズを有するメッシュである。プラズマブロッカは、プラズマ密度、電子温度またはイオン温度などの１つまたは複数のプラズマ特性に基づいてサイズが決められた１つまたは複数のメッシュ開口を含む。いくつかの実施形態では、メッシュ開口のサイズが、ガス原子またはガス分子のサイズなどプロセスガスの特性に基づいて決められる。本明細書で使用されるとき、メッシュ開口サイズは、メッシュの開孔の長さまたは直径、例えば平均長または平均直径を指す。このメッシュは、平面状に配置されたワイヤの第１のセットであり、ワイヤの第１のセットの隣り合うワイヤの各々が互いに実質的に平行である、ワイヤの第１のセットと、ワイヤの第１のセットの上に配置されたワイヤの第２のセットであり、ワイヤの第２のセットの隣り合うそれぞれのワイヤが互いに実質的に平行である、ワイヤの第２のセットとからなることができる。ワイヤの第１のセットは、ワイヤの第２のセットに対して角度が付けられている。例えば垂直配置をとっている。メッシュ開口は、ワイヤの第１のセットもしくは第２のセットの隣り合うワイヤ間の距離とすることができ、または隣り合うワイヤ交点間の距離とすることができる。他のメッシュテクスチャおよび配置も企図される。

【0029】

デバイ長は下式（１）を使用して決定される。

【数1】

上式で、λ_Dはデバイ長、ε₀は材料の誘電率（例えば自由空間）、ｋ_Bはボルツマン定数、ｑ_eは電子電荷、Ｔ_eは電子温度、Ｔ_iはイオン温度、ｎ_eは電子密度、ｎ_jは、正のイオン電荷ｚ_jｑ_eを有する原子種ｊの密度である。

【0030】

いくつかの実施形態では、イオンの移動度を無視できるときなどに、デバイ長が下式（２）を使用して決定される。

【数2】

上式で、λ_Dはデバイ長、εは材料の誘電率（例えば自由空間）、ｋ_Bはボルツマン定数、ｑは電子電荷、Ｔ_eは電子温度、ｎは電子密度である。

【0031】

メッシュ開口サイズを、下式（３）によって表すことができるデバイ長の因数とすることができる。
メッシュ開口＝Ｃ×λ_D、ここでＣは０よりも大きい。 式（３）

【0032】

約０～約１以下のＣ値は非常に良好な遮蔽に対応するが、プロセスガス流およびプラズマを少なくとも部分的にまたは完全に遮断しうる。いくつかの実施形態では、約１～約１０、約２～約５などの約１以上のＣ値が、良好なプラズマ遮蔽を提供し、その一方で、それを通り抜けてプロセスガスが流れることを許す。

【0033】

図５は、さまざまなプラズマ密度を、メッシュ開口サイズを決定するのに使用する対応するデバイ長に関連づけるＣＣＰパラメータから生成された曲線を示している。例示的なプロセスに関して、プラズマの電子密度は約１×１０¹⁰ｃｍ³～約１０×１０¹⁰ｃｍ³であり、電子温度は約１～約４ｅＶである。プラズマの電子密度は、約３×１０¹⁰ｃｍ³～約５×１０¹⁰ｃｍ³、または７×１０¹⁰ｃｍ³～約９×１０¹⁰ｃｍ³でありうる。メッシュ開口サイズは約５０μｍ～約１００μｍが選択される。メッシュ開口サイズは、プラズマの侵入を高い確率レジームで防ぎ、その一方でプロセスガスがメッシュを通り抜けてプロセス容積に入ることを許すように選択される。プラズマに応じて他の電子密度およびメッシュ開口サイズも企図される。小さすぎるメッシュ開口サイズを選択することはプロセスに影響を及ぼしうることが分かった。例えば、小さすぎるメッシュ開口サイズを選択すると、プロセスに必要なガス分子の少なくとも一部が遮断されることによって、プロセスチャンバに流入するガスのケミストリが変化しうる。また、大きすぎるメッシュ開口サイズを選択すると、ガス流入り口ガイド２０２に入る寄生プラズマを低減させる効果がなくなる。

【0034】

ＡＬＤチャンバに関してプラズマブロッカ２０１を説明したが、ＰＥＣＶＤチャンバなど、プラズマを使用する他のチャンバも企図される。メッシュでできたプラズマブロッカ２０１を使用し、メッシュ開口サイズを、プラズマ密度、電子温度などのプラズマプロセス特性に基づいて決定することによって、プラズマブロッカ２０１を通り抜けてガスが流れることを許し、その一方で寄生プラズマを遮断することができる。

【0035】

以上の説明は本開示の例を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく本開示の他の例および追加の例が考案される可能性があり、本開示の範囲は以下の請求項によって決定される。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】