特表 2024-541792 中央にＵＶブロッカを備えたガス分配プレート

(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】2024-11-13

(54)【発明の名称】中央にＵＶブロッカを備えたガス分配プレート

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20241106BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 104H

H01L21/302 102

H01L21/304 645C

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024508022

(86)(22)【出願日】2022-08-15

(85)【翻訳文提出日】2024-02-08

(86)【国際出願番号】 US2022040298

(87)【国際公開番号】W WO2023048849

(87)【国際公開日】2023-03-30

(31)【優先権主張番号】17/484,605

(32)【優先日】2021-09-24

(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】100101502

【弁理士】

【氏名又は名称】安齋 嘉章

(72)【発明者】

【氏名】ラマスワミ カルティク

(72)【発明者】

【氏名】ウィルワース マイケル ディー

(72)【発明者】

【氏名】ヤン ヤン

【テーマコード（参考）】

5F004

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F004AA14

5F004BB02

5F004BB18

5F004BB28

5F004BB29

5F004DB26

5F157AA64

5F157AA91

5F157BG32

(57)【要約】

基板を処理するための装置は、上部プレートと下部プレートと、上部プレートと下部プレートとの間の中実ディスクとを含むガス分配プレートを含むことができる。上部プレート及び下部プレートの各々は、中央領域と、中央領域を取り囲む外側領域とを有し、中央領域は中実であり、外側領域は複数の貫通孔を有する。上部プレートと下部プレートは、上部プレートの中央領域の中心と下部プレートの中央領域の中心とを介して延在する中心軸に沿って同軸に整列される。中実ディスクは、上部プレート及び下部プレートと同軸に位置合わせされる。中実ディスクは、中実ディスクを介する紫外線の透過を阻止するように構成される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス分配プレートであって、
中央領域と、中央領域を取り囲む外側領域とを有する第１のプレートであって、中央領域は中実であり、外側領域は複数の貫通孔を有し、中央領域及び外側領域を介して紫外線放射が透過できるように構成される第１のプレートと、
第１のプレートの中央領域と位置合わせされた中実ディスクであって、中実ディスクを介した紫外線放射の透過を遮断するように構成された中実ディスクを備えるガス分配プレート。

【請求項2】

中実ディスクは第１のプレートの上面又は下面に配置される、請求項１に記載のガス分配プレート。

【請求項3】

中実ディスクは第１のプレートの中央領域を完全に横断して延在し、第１のプレートの外側領域を覆わない、請求項１に記載のガス分配プレート。

【請求項4】

第１のプレートが石英で形成されている、請求項１に記載のガス分配プレート。

【請求項5】

中実ディスクは、黒色石英、シリコン、又はアルミニウムのうちの少なくとも１つで形成される、請求項１に記載のガス分配プレート。

【請求項6】

中央領域と中央領域を取り囲む外側領域とを有し、中央領域は中実であり、外側領域は複数の貫通孔を有する第２のプレートを備え、
中実ディスクは第１のプレートと第２のプレートとの間に配置され、
第１のプレートの中央領域と第２のプレートの中央領域は、互いに、及び中実ディスクと整列する、請求項１～５のいずれか１項に記載のガス分配プレート。

【請求項7】

第１のプレートは上部プレートであり、第２のプレートは下部プレートであり、
中実ディスクは上部プレートと下部プレートの間でカプセル化される、請求項６に記載のガス分配プレート。

【請求項8】

第１のプレートは上部プレートであり、第２のプレートは下部プレートであり、下部プレートの中央領域は、中実ディスクの少なくとも一部を受容するように構成された凹部を画定する、請求項６に記載のガス分配プレート。

【請求項9】

第１のプレートは上部プレートであり、第２のプレートは下部プレートであり、上部プレートは、上部プレートの外側領域の周囲に延在する周縁フランジを有し、周縁フランジは、クリーニングチャンバの保持溝に受容されるように構成される、請求項６に記載のガス分配プレート。

【請求項10】

上部プレートの中央領域及び外側領域は同一平面上にあり、下面を画定し、周縁フランジは、下面から軸方向に延在し、下部プレートを受容するように構成された凹部を画定する、請求項９に記載のガス分配プレート。

【請求項11】

下部プレートは、下部プレートの外側領域の周囲に延在する周縁端部を有し、周縁端部は、下部プレートが凹部内に受容されるときに、周縁フランジと係合するように構成される、請求項１０に記載のガス分配プレート。

【請求項12】

第１のプレートが上部プレートであり、第２のプレートが下部プレートであり、下部プレートは、下部プレートの中央領域及び外側領域を介する紫外線放射の透過を可能にするように構成される、請求項６に記載のガス分配プレート。

【請求項13】

第２プレートが石英で形成される、請求項６に記載のガス分配プレート。

【請求項14】

第１のプレートの複数の貫通孔は、第２のプレートの複数の貫通孔と整列される、請求項６に記載のガス分配プレート。

【請求項15】

基板処理チャンバであって、
長手方向軸を中心とする出口穴を有する遠隔プラズマ源と、
出口穴と流体連通するクリーニングチャンバと、
クリーニングチャンバ内に配置され、出口穴から長手方向に間隔を配して配置され、クリーニングチャンバ内で基板を支持するように構成される支持体と、
出口穴と支持体との間で長手方向に間隔を配して配置され、出口穴と支持体を横断して長手方向軸を横断する方向に延在する請求項１～５のいずれか１項に記載のガス分配プレートとを備える基板処理チャンバ。

【請求項16】

中実ディスクの面積は出口穴の面積以上である、請求項１５に記載の基板処理チャンバ。

【請求項17】

中央領域と、中央領域を取り囲む外側領域とを有し、中央領域は中実であり、外側領域は複数の貫通孔を有する第２のプレートを備え
中実ディスクは第１のプレートと第２のプレートとの間に配置され、
第１のプレートの中央領域と第２のプレートの中央領域は、互いに、及び中実ディスクと整列する、請求項１５に記載の基板処理チャンバ。

【発明の詳細な説明】

【分野】

【0001】

本開示の実施形態は、一般に、基板を処理するための装置に係り、より具体的には、基板への紫外線（ＵＶ）放射の透過を阻止する装置に関する。

【背景】

【0002】

半導体製造産業で使用される基板は、処理中に基板上に生成される汚染物質やその他の不要な粒子等の不要な物質を除去するために洗浄（クリーニング）されることが多い。基板は、半導体ウエハ、チャンバコンポーネント、フォトマスク等を含むことができる。

【0003】

フォトレジストは、半導体ウエハの製造において回路パターンをウエハ上に転写するために使用される。フォトレジストパターンを適用した後、フォトマスクを再度使用する前に、残ったフォトレジストをフォトマスクから除去する必要がある。一部のフォトレジストの除去は半導体ウエハ上で行われる場合がある。フォトレジスト除去用途の例は、金属エッチング後、ポリエッチング後、誘電体エッチング後、注入後、及びフォトリソグラフィーのリワークを含む。

【0004】

ガスプラズマストリッピングは、半導体ウエハからフォトレジストを除去する方法の１つである。しかし、本発明者らは、一部のガスプラズマストリッピング装置及び方法により、半導体ウエハがガスプラズマストリッピングの生成物として放出されるＵＶ放射に曝露することを観察した。ＵＶ放射は半導体ウエハに損傷を与える可能性がある。

【0005】

従って、発明者らは、基板を処理するための改良された装置を提供した。

【概要】

【0006】

基板を処理するための装置が本明細書で提供される。幾つかの実施形態では、基板を処理するための装置は、上部プレートと下部プレートと、上部プレートと下部プレートとの間の中実ディスクとを含むガス分配プレートを含む。上部プレート及び下部プレートの各々は、中央領域と、中央領域を取り囲む外側領域とを有する。中央領域は中実であり、外側領域は複数の貫通孔を含む。上部プレートと下部プレートは、上部プレートの中央領域の中心と下部プレートの中央領域の中心とを介して延びる中心軸に沿って同軸に整列される。中実ディスクは、上部プレート及び下部プレートと同軸に位置合わせされる。中実ディスクは、中実ディスクを介する紫外線の透過を阻止するように構成される。

【0007】

また、幾つかの実施形態では、基板を処理するための装置は、中央領域と中央領域を取り囲む外側領域とを有する第１のプレートと、第１のプレートの中央領域と位置合わせされた中実ディスクとを含むガス分配プレートを含む。第１のプレートの中央領域は中実であり、外側領域は複数の貫通孔を含む。第１のプレートは、中央領域及び外側領域を通る紫外線の透過を可能にするように構成される。中実ディスクは、中実ディスクを介した紫外線の透過を阻止するように構成される。

【0008】

幾つかの実施形態では、基板を処理するための装置は、長手方向軸を中心とする出口穴を有する遠隔プラズマ源と、出口穴と流体連通するクリーニングチャンバと、クリーニングチャンバ内に配置され、出口穴から長手方向に間隔を配して配置される支持体とを含む基板処理チャンバを備える。支持体は、クリーニングチャンバ内で基板を支持するように構成される。また、基板処理チャンバは、出口穴と支持体との間で長手方向に間隔を配して配置され、出口穴と支持体を横断して長手軸を横断する方向に延びるガス分配プレートを含む。ガス分配プレートは上部プレートと下部プレートを含み、各々が中央領域と中央領域を取り囲む外側領域を有し、中央領域は中実であり、外側領域は複数の貫通孔を含む。上部プレートと下部プレートは、上部プレートの中央領域と下部プレートの中央領域を介して延在する長手方向軸に沿って同軸に整列される。また、ガス分配プレートは、上部プレートと下部プレートとの間に配置された中実ディスクを含む。中実ディスクは、上部プレート及び下部プレートと同軸に位置合わせされる。中実ディスクは、中実ディスクを介する紫外線の透過を阻止するように構成される。

【0009】

本開示の他の更なる実施形態について以下に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

本開示の実施形態は、上で簡単に要約され、以下でより詳細に論じられるが、添付図面に示される本開示の例示的な実施形態を参照することにより理解することができる。しかし、添付図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、従って、本開示は他の同様に効果的な実施形態を含むことができるため、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

【図1】本開示の少なくとも幾つかの実施形態による処理チャンバを有する処理ツールの部分断面図を示す。

【図2】図１に示される処理ツールに接続されたガス分配プレートとＵＶブロックディスクの配置を示す。

【図3】図２に示されるガス分配プレートとＵＶブロックディスクの配置の分解図を示す。

【0011】

理解を容易にするために、可能であれば、各図に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号が使用される。図面は一定の縮尺で描かれておらず、理解の容易のために簡略化されている場合がある。一実施形態の要素及びフィーチャは、更に詳述することなく、他の実施形態に有益に組み込むことができる。

【詳細な説明】

【0012】

基板を処理するための処理チャンバの実施形態が本明細書に提供される。実施形態では、処理チャンバは、基板をクリーニング（洗浄）して不要な粒子又は残留物を除去するように構成される。基板は、例えば、半導体ウエハ、フォトマスク等であってもよい。フォトマスクの例では、基板上にフォトレジストが残る場合がある。ガスプラズマストリッピング（ガスプラズマ除去）はフォトレジストを除去する方法の１つである。次に、解離された残留物を処理チャンバの内部容積から除去することができる。ガスプラズマストリッピングの副産物の１つは、基板に損傷を与える可能性があるＵＶ放射である場合がある。

【0013】

図１は、本開示の少なくとも幾つかの実施形態による、基板（図示せず）を収容し、処理するための処理チャンバ１０２を有する処理ツール１００の部分断面図を示す。処理チャンバ１０２は、基板支持体１０４が配置される内部容積１０３を画定する。基板支持体１０４は、処理チャンバ１０２により支持される平坦なプラットフォーム（プラットフォーム１０５）の形態で示される。プラットフォーム１０５は、処理チャンバ１０２の内部容積内で、基板（図示せず）を長手方向軸１０６を横断する実質的に水平な位置で支持するように構成される。図１に示されるように、長手方向軸１０６は、基板支持体１０４の中心を通って延在することができる。

【0014】

また、処理ツール１００は、基板支持体１０４から長手方向に間隔を配して配置された遠隔プラズマ源１０８を含む。遠隔プラズマ源１０８は、処理チャンバ１０２の内部容積１０３にプラズマラジカルを供給するように構成される。遠隔プラズマ源１０８は出口穴１１０を有する。出口穴１１０は、長手方向軸１０６及び基板支持体１０４と同軸である。出口穴１１０は、処理チャンバ１０２及び内部容積１０３と流体連通している。遠隔プラズマ源１０８により発せられたＵＶ放射は、出口穴１１０を介して内部容積１０３内へ出射される場合がある。

【0015】

処理チャンバ１０２は、出口穴１１０と基板支持体１０４との間に長手方向に離間したフランジ１１２を有する。以下でより詳細に説明されるように、フランジ１１２は、出口穴１１０と基板支持体１０４との間に長手方向に離間し、長手方向軸１０６を実質的に横断する方向（＋／−１０度）に出口穴１１０及び基板支持体１０４を横断して延在するガス分配プレート１１４を支持するように構成される。

【0016】

ガス分配プレート１１４は、上部プレート１１６及び下部プレート１１８を含むことができる。上部プレート１１６は、中央（例えば、円形）領域１１６ａと、中央領域１１６ａを取り囲む外側（例えば、環状）領域１１６ｂとを有する。下部プレート１１８は、中央（例えば、円形）領域１１８ａと、中央領域１１８ａを取り囲む外側（例えば、環状）領域１１８ｂとを有する。中央領域１１６ａ、１１８ａは中実であり、外側領域１１６ｂ、１１８ｂは、ガスを透過させるための複数の貫通孔１１６ｃ、１１８ｃを各々含む。上部プレート１１６及び下部プレート１１８は、上部プレート１１６の中央領域１１６ａ及び下部プレート１１８の中央領域１１８ａを通って延在する長手方向軸１０６に沿って同軸に整列するように構成される。中央領域１１６ａ、１１８ａは同じサイズ及び形状（例えば、円形）を有し、外側領域１１６ｂ、１１８ｂは同じサイズ及び形状（例えば、環状）を有し、複数の貫通孔１１６ｃ、１１８ｃは同じサイズ及び形状（例えば、円形）、及びパターンを有することができる。上部プレート１１６の貫通孔１１６ｃは下部プレート１１８の貫通孔１１８ｃと整列するように構成され、ガス分配プレート１１４を通るガスのフロー（流れ）を促進する。

【0017】

上部プレート１１６及び下部プレート１１８は、石英（例えば、ＧＥ１２４溶融石英）等のＵＶ透過性材料で形成することができる。また、このような材料は、ＵＶ透過性であることに加えて、上部プレート１１６及び下部プレート１１８の表面上の消滅ラジカルに対する耐性のために選択することができる。

【0018】

また、ガス分配プレート１１４は、中実ディスク１２２を含むことができる。図１、２、及び３に示される実施形態では、中実ディスク１２２は、上部プレート１１６と下部プレート１１８との間に配置される。中実ディスク１２２は、上部プレート１１６と下部プレート１１８との間でカプセル化することができる。中実ディスク１２２がラジカルを消滅させる可能性のあるアルミニウム等の材料で作られている場合、中実ディスク１２２をカプセル化することにより、中実ディスク１２２がラジカルを消滅させることを防止することができる。

【0019】

中実ディスク１２２は、長手方向軸１０６に沿って上部プレート１１６及び下部プレート１１８と同軸に整列するように構成することができる。中実ディスク１２２は、中実ディスク１２２を介したＵＶ放射の透過をブロック（遮断）するように構成される。例えば、中実ディスク１２２は、例えば、黒色石英（ＨＢＱ（登録商標）１００、ドイツ、ハーナウのヘレウスホールディングＧｍｂＨの登録商標）、低抵抗率シリコン（抵抗率０．０１オームｃｍ未満）、又はアルミニウム等のＵＶ遮断材料で形成することができる。

【0020】

図２に示されるように、ガス分配プレート１１４が処理チャンバ１０２のフランジ１１２に接続されると、中実ディスク１２２は出口穴１１０の領域上に突出し、出口穴１１０と基板との間で長手方向に配置することができる。これにより、出口穴１１０を介して基板支持体１０４に向けて放出されるＵＶ放射は中実ディスク１２２により遮断され、基板支持体１０４により支持される基板（図示せず）をＵＶ放射への曝露から保護することができる。

【0021】

中実ディスク１２２は出口穴１１０の面積と等しいかそれより大きい面積を有することができ、これによって、中実ディスク１２２の領域が出口穴１１０の領域を完全に横断するか、重なるように突出する。例えば、実施形態では、中実ディスク１２２及び出口穴１１０は円形であってもよく、中実ディスク１２２は出口穴１１０の直径よりも１０％～１５％大きい直径を有することができる。また、中実ディスク１２２は、上部プレート１１６の中央領域１１６ａ及び／又は下部プレート１１８の中央領域１１８ａと等しいか、又はそれより大きい面積を有することができる。中実ディスク１２２は、中実ディスク１２２が上部プレート１１６の貫通孔１１６ｃ及び下部プレート１１８の貫通孔１１８ｃのいずれも覆わないサイズを有することができる。幾つかの実施形態では、中実ディスク１２２は、約２．５インチの直径と、約０．０３インチの厚さを有する。

【0022】

図３に示されるように、上部プレート１１６は、平面状の上面１２４と平面状の下面１２６を有することができる。上部プレート１１６の中央領域１１６ａ及び外側領域１１６ｂは同一平面上にあり、下面１２６を画定することができる。また、下部プレート１１８は平面状の上面１２８及び平面状の下面１３０を有することができる。図２に示されるように、上部プレート１１６及び下部プレート１１８を中実ディスク１２２と組み立てると、上部プレート１１６の下面１２６は下部プレート１１８の上面１２８と接触することができる。ディスク受容凹部１３２を、下部プレート１１８の上面１２８の中央領域１１８ａに画定することができる。ディスク受容凹部１３２は中実ディスク１２２の少なくとも一部を受容し、支持するように構成される。図３に示される実施形態では、ディスク受容凹部１３２は十分な深さを有し、これによって中実ディスク１２２の上面１３４が下部プレート１１８の上面１２８と同一面になるか、又はそれよりも窪む。幾つかの実施形態では、上部プレート１１６は上部プレートの下面１２６に凹部（図示せず）を画定し、中実ディスク１２２を完全に受容することができる。また、幾つかの実施形態では、上部プレート１１６は下面１２６に凹部（図示せず）を有し、下部プレート１１８は上面１２６に凹部（図示せず）を有することができ、これによって両方の凹部が一体となって中実ディスク１２２を保持するための単一のキャビティを画定する。

【0023】

図３に示されるように、上部プレート１１６は、上部プレート１１６の外側領域１１６ｂの周囲に延在する周縁フランジ１３６を有する。周縁フランジ１３６は、長手方向部分１３６ａと、長手方向部分１３６ａから延在する横断部分１３６ｂとを有し、これによって、周縁フランジ１３６は、ほぼＬ字形の断面を有する。周縁フランジ１３６の横断部分１３６ｂは、図２に示されるように、処理チャンバ１０２のフランジ１１２の保持溝１１３内に受容されるように構成される。

【0024】

図３に示されるように、周縁フランジ１３６の長手方向部分１３６ａは、上部プレート１１６の下面１２６から長手方向に延在する内面１３８を有する。図２に示されるように、上部プレート１１６の内面１３８と下面１２６は、下部プレート１１８を入れ子構造で受容するように構成されるプレート受容凹部１４０を画定する。幾つかの実施形態では、図２に示されるように、下部プレート１１８がプレート受容凹部１４０内に受容されると、周縁フランジ１３６の横断部分１３６ｂの下面１４２は、下部プレート１１８の下面１３０と同一平面上にあるように構成される。また、下部プレート１１８は、下部プレート１１８の外側領域１１８ｂの周りに延在する周縁端部１４４を有する。図２に示されるように、下部プレート１１８がプレート受容凹部１４０内に受容されると、周囲端部１４４は、周縁フランジ１３６の長手方向部分１３６ａの内面１３８と係合することができる。

【0025】

図２に示されるガス分配プレート１１４は、中実ディスク１２２をディスク受容凹部１３２内に配置し、次に上部プレート１１６を下部プレート１１８の上に配置して、下部プレートがプレート受容凹部１４０に受容されるようにすることにより組み立てることができる。

【0026】

上記は本開示の実施形態を対象とするが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の更なる実施形態を創作することができる。例えば、上述のガス分配プレート１１４は複数のプレート（上部プレート及び下部プレート）を含むが、他の実施形態では、ガス分配プレートは、中実ディスク１２２のような中実のＵＶ遮断ディスクを保持するように構成された１つのプレートのみを有してもよい。また、他の実施形態では、ガス分配プレートは、黒色石英又は低抵抗シリコン等のＵＶ遮断材料の単一プレートで完全に形成される。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】