JP2002510152A - 化学蒸着中の汚染を減少するためのチャンバ - Google Patents

化学蒸着中の汚染を減少するためのチャンバ

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、化学蒸着又は搬送重合化を含む電子デバイス処理装置の構成に関する。ガス分離プレートの新たな設計、それらの構成、及びシステムを通るガス流の調整は、分離プレートから離れる先駆物質ガス流のパターンを制御し、反応室全体にわたりプレートに付着される副産物の量を減少する。分散ヘッドの他の面を整形する新たな構成は、これら要素の汚染を減少し、そしてチャンバパネルの新たな構成は、これら表面及び反応質の他の要素における副産物の付着を減少する。副産物の付着が減少することにより、清掃のためにシステムを停止する必要なく付着できる膜の量及び質が高くなる。これは、付着プロセスにおける生成物のスループットを高め、これにより、電子デバイスの製造効率を高めると共に、コストを下げる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願】
本発明は、１９９８年３月２８日に出願されたレクセル氏等を発明者とする「
化学蒸着中の汚染を減少するためのチャンバ(Chamber for Reducing Contaminat
ion During Chemical Vapor Deposition)」と題する米国特許出願第０９／０５ ０，２２８号の一部継続出願である。
【０００２】
【技術分野】
本発明は、半導体デバイスの製造、特に、化学蒸着（ＣＶＤ）又は搬送重合化
（ＴＰ）方法を用いた誘電体薄膜層の付着に係る。より詳細には、本発明は、半
導体製造装置の内面における副産物の付着の制御に係る。
【０００３】
【背景技術】
集積回路は、一般に、基体内及びその上に材料の薄膜層を積層しそしてパター
ン化することにより作られる。このような層は、ＣＶＤ又はＴＰを用いて作るこ
とができる。ＣＶＤ及びＴＰの間に、薄膜の先駆物質が処理されて、反応性中間
種が形成され、これらが付着チャンバへ搬送される。これらの反応性中間種は、
半導体基体の表面に接触すると、そこに付着し、互いに重合化されて、薄膜層を
形成する。しかしながら、これらの層は、半導体基体の表面に付着されるときに
、基体を保持するのに使用される機構や、基体の周囲に材料を供給するのに使用
される装置にも付着する。付着装置のこの不所望な汚染は定期的に除去されねば
ならず、そして除去プロセス中には、その装置を停止しなければならない。それ
故、薄膜層の付着に利用できる生産時間が失われ、スループットが減少すると共
に、製造コストが増加する。 付着チャンバの多数の異なる表面が副産物の付着によって影響される。それら
は、付着チャンバの反応剤分散ヘッド及び内部パネルを含む。
【０００４】 Ａ．分散ヘッドの表面における副産物の蓄積 図１は、ガス分離プレート１０４と、傾斜又は面取りされた上面１１２をもつ
冷却プレート１０８と、平らな上面１２０をもつガス注入プレート１１６とを有
する公知の分散ヘッド装置１００を示している。半導体薄膜用の先駆物質を含む
ガスは、ガス注入プレート１１６を経て分散ヘッドへ供給され、ガス分離プレー
ト１０４間に分配され、そしてその後、分散ヘッドの上部を経て放出される。チ
ャック及び半導体基体（図示せず）は、分散ヘッド上に配置され、そこで、半導
体薄膜層が付着される。
【０００５】 図２は、公知の分散ヘッド２０４及びガス分離プレート２０８を有する大気圧
化学蒸着システムの公知付着チャンバ２００の各要素を概略的に示す。先駆物質
ガスは、分散ヘッド２０４において混合され、そしてガス分離プレート２０８間
の通路２１０を通過し、その後、スペース２１２をウェハ２１６に向かって横方
向に流れ、ウェハ２１６は、ヒータ２２４により高温に維持されたサセプタ２２
０に保持されている。ガスは、ウェハの表面に到達すると、ウェハの基体と反応
し、ウェハ表面に接合される薄膜を形成する。ガスは、ウェハ２１６を通過する
と、排出ポート２２８を経て排出される。
【０００６】 この薄膜の厚み及び均一性に影響する重要な変数の１つは、分散ヘッドの上部
とウェハ表面との間の距離である。分散ヘッドがウェハから離れ過ぎると、付着
率が低過ぎ、そして分散ヘッドがウェハに近付き過ぎると、得られるフィルムの
均一性が悪くなる。 更に、例えば、ＳｉＯ2を成長するときには、若干のガスがウェハ表面から離 れて反応し、白い粉末状の副産物を生成する。同様に、他の材料が付着されると
きには、副産物がウェハ表面から離れて生成し得る。粉末状の副産物は、先駆物
質ガスに露出されたいかなる表面にも付着し、このガスは、それらの表面上にお
けるガス流速が低い。低いガス流速は、装置の表面における先駆物質の滞留時間
を長くする。例えば、この生成物が集まる１つの場所は、ガス分離プレート２０
８の水平上面である。これら公知プレートの上面に副産物が蓄積するにつれて、
プレートの有効上面とウェハとの間の距離が減少する。この分離距離の減少は、
ウェハの膜厚を非均一なものにする。それ故、公知のガス分離プレートの表面は
頻繁に清掃しなければならず、これは、使用時間を短縮し、製造効率を低下し、
そしてコストを高める。
【０００７】 図３は、公知の分散ヘッドの各要素及びウェハ３００を示す。ガス分離プレー
ト３０８の配列体は、一連の均一に離間されたプレートより成り、それらの間に
一連のガス流チャンネル３１０が画成される。公知プレートの上部は、平らであ
り、側面に対して９０°の角度を形成する。ウェハ３１６は、分離プレートの上
に示されて、付着スペース３１２を画成する。この図では、ガスの流速（矢印）
が、ガス分離プレート配列体の中心線（Ｃ／Ｌ）からの距離と、プレートの上部
に沿った距離との関数としてプロットされている。流れプロファイルは、Ｆｌｕ
ｅｎｔ／ＵＮＳ４．２．５プログラム（０３７６６ＮＨ、レバノン、カベンディ
ッシュ・コート１０、セントラル・リソースパークのＦｌｕｅｎｔ社から入手で
きる）を用いて導出された計算上の流体力学モデルを使用して計算されたもので
あり、ガスの方向及び線速度が矢印で示されている。このモデルにおいて、ガス
の速度は、ガス流チャンネル３１０を通して３．６５ｃｍ／秒であった。このモ
デルは、ガス密度の変化を考慮するために、熱伝達、放射、対流及び伝導性熱伝
達を伴う圧縮性の流れとして２次元層流を考えたものである。これら分析のため
のレイノルズ数は、約１．０であった。
【０００８】 ガスの速度は、矢印の長さ（ｃｍ／秒）で示され、そして速度は一定の目盛で
描かれ、目盛バーは、１．０ｃｍ／秒の直線的な流速を表す。流れプロファイル
は非対称的であり、最大の垂直流速は、中心線（Ｃ／Ｌ）付近に存在する。中心
線から横方向に、ガスの流れは横に転回し、ウェハ３１６と更に平行状態になる
。 図３ｂは、公知のガス分離プレート３０８の配列体のガス速度プロファイルを
示す。ガス速度は矢印で示され、矢印の長さは、ガス流の速度に比例する。速度
目盛バーは、３．５ｃｍ／秒であり、この構成のこの部分に対して計算された最
高速度に対応する。３つのプレート３０８があり、それらの間にガス流チャンネ
ル３１０がある。ガスがガス分離プレート間を上方に流れ、そしてプレート上の
スペース３１２へ出るときには、ガスの流れが非均一となる。ガス分離プレート
３０８の上縁付近では、ガスの流れが上縁に対して平行な形態に向けられ、低速
度の領域３１１において短い矢印で示すように低速となる。この低速度ガス流の
領域は、先駆物質ガスが分離プレート３０８と接触する滞留時間を増加させ、そ
の結果、粉末状の副産物がこの場所に付着し得る。上面から更に離れると、ベク
トルは、更にウェハに向かう方向とされ、長い矢印で示すように、流れは急にな
る。ウェハは、ガス分離プレートの上に保持される（図示せず）。
【０００９】 図３ｃは、図３ｂに示した公知構成のガス速度プロファイルを示す別の図であ
る。図の右側のガス分離プレートは、配列体の中心線（図示せず）により近く、
一方、左側のプレート３０８は、中心線からより離れており、各プレート上の流
れプロファイルが等しくないことを考慮している。この図では、ガス速度１ｃｍ
／秒以下のみが示されている。これは、ガス流の非均質性をより明確に示してい
る。ガス分離プレート３０８の上部のガス速度は、領域３１１においてプレート
の上部のすぐ近くの短い矢印で示されたように、低い。多数のベクトルは、０．
１ｃｍ／秒未満のガス流速度を示している。領域３１１は、粉末状副産物の付着
場所である。
【００１０】 ガス分離プレートの上面３１１に平行なガス流は低速であるので、気相におい
て粉末状副産物が生成して上面に付着する機会が生じる。副産物がガス分離プレ
ートの上縁に蓄積するにつれて、分散ヘッドの上部とウェハとの間の有効距離が
短くなる。これは、非均一な膜厚みを招く。薄膜の厚み及び均一性を指定の範囲
内に維持するためには、この副産物を定期的に除去しなければならない。副産物
の蓄積程度及び清掃の頻度は、多数のファクタに依存する。例えば、非ドープの
二酸化シリコン層を１０００Å／分の付着率及び５００℃の付着温度で付着する
場合には、約２４ミクロンの膜がウェハに付着した後に副産物を除去しなければ
ならない（テーブル１を参照）。この清掃頻度は、付着プロセスのウェハ対ウェ
ハ（ＷＴＷ）の非均一性を±２％以内に維持するために必要とされる。副産物の
蓄積を除去するには、ウェハ処理の停止を必要とし、従って、ウェハのスループ
ットを及び装置の生産性を低減することになる。
【００１１】 同様に、図１に示す付着ヘッドの他の面も、粉末状副産物の付着場所となる。
冷却プレート及びガス注入プレートは、平らな面を有し、直角に構成される（図
１の１２０）か、約４５°の角度で傾斜される（図１の１１２）。従って、これ
らの他の面も、副産物の不所望な蓄積を防止するために頻繁に清掃しなければな
らない。 Ｂ．付着中の先駆物質ガス流の調整 付着プロセス中にウェハにわたってガス流が非均一になるために、薄膜材料の
付着も非均一になる。図３ａから明らかなように、ガスの流れは、ウェハの中心
において最大である。それ故、これは、薄膜の付着が最低の場所となる。この場
所において付着率を高める１つの方法は、この場所でウェハを冷却することであ
る。しかしながら、膜の特性は、付着温度と共に変化する。更に、付着中にウェ
ハの温度勾配を厳密に調整することは非常に困難である。それ故、半導体ウェハ
における非均一な付着は、克服が困難な問題であった。
【００１２】 Ｃ．付着チャンバの壁における副産物の付着 付着ヘッドの要素が汚染されるのに加えて、付着チャンバの内部の他の面も副
産物で汚染されることになる。これらは、付着チャンバ自体の内壁を含む。 公知の装置は、装置の製造に依存し、その内面は、先駆物質及び／又は反応性
中間物及び／又はポリマーの付着を回避するように選択される。これは、表面を
比較的容易に清掃できるようにする。しかしながら、弱く結合した汚染物が基体
の表面へ容易に移動して薄膜を汚染するので、頻繁な清掃を必要とする。
【００１３】 或いは又、先駆物質、反応性中間物及び／又はポリマーの結合を最大とするよ
うに物質が選択される。これは、汚染物が基体表面に甚だしく移動せずに汚染物
の厚い層を蓄積させる。 これらの方法は、異なる先駆物質、反応性中間物及び／又はポリマーが、製造
装置の内面を構成する材料に対して異なる親和力を有するという問題に直面して
いる。従って、１つの内面は、ある形式の先駆物質、中間物又はポリマーの結合
を禁止するが、異なる先駆物質又は中間物は、より緊密に結合し得る。同様に、
１つの内面は、１つの形式の先駆物質、中間物又はポリマーの結合を促進し得る
が、異なる先駆物質、中間物又はポリマーは弱く結合し得る。更に、付着される
べき１つの形式の分子種に対して特に設計された個別の付着装置を形成すること
は実際的でない。
【００１４】 それ故、公知の付着装置は、種々の表面における副産物の付着で悩まされてい
る。その蓄積は、装置の要素の頻繁な清掃を必要とし、そのたびに装置を停止す
る必要がある。これは、製造効率を悪化すると共に、半導体製造のコストを高め
る。それ故、本発明は、付着チャンバ装置の清掃の頻度を減少し、そして付着で
きる薄膜の質及び量を改善することに向けられる。 そこで、本発明の目的は、半導体ＣＶＤ装置の分散ヘッドの表面における副産
物蓄積量を減少することである。 本発明の別の目的は、分散ヘッドの清掃サイクル間の時間周期を長くすること
である。
【００１５】 本発明の更に別の目的は、電子装置の製造に使用される誘電体材料の薄膜、金
属、又はエッチング停止層、又はバリア層の化学蒸着に対しウェハのスループッ
トを高めることである。 本発明の更に別の目的は、付着される薄膜の均一性を高めることである。 本発明の更に別の目的は、副産物の付着を禁止する付着チャンバの壁を製造す
ることである。
【００１６】
【発明の開示】
それ故、本発明は、化学蒸着中に副産物の付着を受ける付着装置の要素の表面
に対する新たな設計を提供する。この新たな設計は、流率が低くなるところの表
面積を減少できるカーブした表面を組み込む。付着装置の要素に対する先駆物質
ガスの流率を減少することにより、副産物の付着を減少できる。カーブした表面
をもつ要素を設計することにより、装置を用いて付着できる半導体材料の量を、
装置を停止して清掃しなければならなくなる前に、実質的に増加することができ
る。
【００１７】 本発明の１つの特徴は、分散ヘッド要素における副産物の付着を減少するため
のガス分離プレートの新規な設計を含む。 本発明の別の特徴は、丸み付けされた上縁を有するガス分離プレートにある。 本発明の別の特徴は、非対称的な上縁を有するガス分離プレートにある。 本発明の更に別の特徴は、ガス分離プレートの配列体であって、そのプレート
の上部とウェハとの間の距離が配列体の中心線からの距離と共に変化するような
配列体にある。
【００１８】 本発明の付加的な特徴は、不均一な間隔をもつガス分離プレートの配列体にあ
る。 本発明の更に別の特徴は、丸み付けされた輪郭をもつ分散ヘッド表面にある。 本発明の別の特徴は、内面への副産物の侵入を減少するために、ガスを通流で
きるように多孔性である付着チャンバの壁にある。 本発明の付加的な特徴は、個別の先駆物質ガス流チャンネル及びバイアスガス
流チャンネルを有するガス分離プレートの配列体を含む。
【００１９】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。 本発明は、化学蒸着及び／又は搬送重合化装置に使用するための要素であって
、これら要素の表面付近での先駆物質ガスの滞留時間を短縮することにより副産
物の付着低減を示す要素を提供する。滞留時間を短縮することにより、先駆物質
ガスは、装置反応質を形成する要素の表面に核を生成する機会がほとんどなくな
る。本発明は、公知装置の場合のように角度の付いた角をもつ平らな要素ではな
く、カーブした滑らかな要素を設けることにより、滞留時間を短縮する。カーブ
した要素は、先駆物質を含むガスが装置要素上に流れるところに配置することが
できる。これら要素は、例えば、ガス分離プレート、冷却プレート、ガス注入プ
レートを含むが、ここに示す実施形態は、これら特定の要素に限定されるもので
はない。むしろ、いかなる現在の構成又は未来の構成においても、本発明は、副
産物の付着を低減し、これにより、製品のスループット及び製造効率を改善する
ことができる。
【００２０】 又、本発明は、半導体ウェハ表面上に先駆物質ガスをより均一に分配すること
により薄膜付着の均一性を高める。これは、以下に述べるように、ガス分離プレ
ートの間隔、高さ及び形状を変えることにより達成される。 更に、本発明は、パネルの内面にガスブランケットを形成するようにパネルを
通るガス流を与えることにより副産物の付着を禁止する付着チャンバ用パネルを
提供する。
【００２１】 化学蒸着又は搬送重合化によって付着し得る材料の付着は、本発明を使用して
改善することができる。付着される膜の形式は、例えば、テトラエチルオーソシ
リケート（ＴＥＯＳ）及びオゾン（Ｏ3）から付着されるＳｉＯ2のような酸化物
や、アルミニウム、銅、タンタル又はチタンのような金属や、窒化物及びオキシ
ニトライドのようなエッチング停止層や、ポリ（パラ−キシリレン）のような有
機ポリマー誘電体材料を含む。このリストは、これに限定されるものではなく、
ＣＶＤ及び／又はＴＰ方法により付着される他の全ての材料の付着の改善も、本
発明の一部分であると考えられる。
【００２２】 Ｉ．ガス分離プレート 本発明の多数の実施形態は、ガス分離プレートの新たな設計及びこれらプレー
トの新たな構成を含む。角度の付いた又は先鋭な縁又は角や、平らな表面を有す
る公知のガス分離プレートは、低いガス流率により要素の表面付近での先駆物質
の滞留時間が長くなるので、副産物の付着を許す。これに対し、本発明は、空気
力学的原理を利用して、分散ヘッド内の要素の形状及び構成を最適化し、低いガ
ス流の領域を最小にし、これにより、副産物の付着を減少する。更に、この設計
は、分離プレート及び分散ヘッドの他の要素の縁に粒子を蓄積させ得る静電荷の
蓄積を最小にする。
【００２３】 Ａ．ガス分離プレートの設計 それ故、本発明では、ガス分離プレートの形状及び構成は、要素の表面付近で
長い滞留時間を伴わずに異なる物理的特性のガスを通すことのできるガス分散ヘ
ッドを提供するように選択することができる。例えば、図４ａ−４ｃに示す本発
明の１つの実施形態では、ガス分離プレートは、平行な側面を有するが、２つの
丸み付けされた上縁を有し、それらの間に狭い平らな表面を有する。この実施形
態では、ガス分離プレート４０８のプレート厚みが０．７８インチである。プレ
ートの両上縁の曲率半径は、０．０３インチであり、従って、プレートの平らな
上部４１６は、０．０１８インチの巾となる。丸み付けされた縁は、ガスがガス
分離プレート間のチャンネルを出るときに滑らかなガスの流れを与える。流れが
滑らかなほど、表面付近のガス速度の直線性が高くなり、低いガス流状態が存在
する領域を減少することができる。
【００２４】 図４ｂは、ガス分散ヘッド４０２の一部分の計算されたガス速度プロファイル
を示す断面図である。この流れプロファイルは、Ｆｌｕｅｎｔ／ＵＮＳ４．２．
５プログラム（０３７６６ＮＨ、レバノン、カベンディッシュ・コート１０、セ
ントラル・リソース・パークのＦｌｕｅｎｔ社から入手できる）を用いて導出さ
れた計算上の流体力学モデルを使用して計算されたものであり、ガスの方向及び
線速度が矢印で示されている。このモデルにおいて、ガスの速度は、ガス流チャ
ンネル４１０を通して３．６５ｃｍ／秒であった。このモデルは、ガス密度の変
化を考慮するために、熱伝達、放射、対流及び伝導性熱伝達を伴う圧縮性の流れ
として２次元層流を考えたものである。これら分析のためのレイノルズ数は、約
１．０であった。
【００２５】 分散ヘッドは、図４ａに示す設計のガス分離プレート４０８の配列体を含む。
この配列体の半分しか示されておらず、図の右側に中心線（Ｃ／Ｌ）が示されて
いる。ガスは、均一に離間されたガス分離プレート間のガス流チャンネル４１０
に流れる。ガス流チャンネル４１０を通るガスの流れは、配列体の全てのチャン
ネルを通る同じ速度及び同じ体積流量に調整される。ガスは、ガス流チャンネル
の上部から、この上部において半導体ウェハ４１６により画成されたスペースへ
と流出する。ガスは、スペース４１２へ移動すると、中心線から離れるように横
に向きを変える。ガス分離プレートの上部に対する種々の位置の速度ベクトルは
、ガスの流速に比例する。バーは、１ｃｍ／秒の速度を表す。
【００２６】 図示されたように、ガス分離プレートの周りのガスの速度ベクトルは、図の右
側の方が長い。ガス分離プレートに近いベクトルは、ガスが中心線から離れて横
方向に流れるときにウェハに対する向きがより平行になる。又、図示されたよう
に、ウェハの中心線及びその付近では高い速度が存在する。その結果、ウェハの
中心において付着率が減少される。
【００２７】 図４ｃは、図４ｂに示すガス速度プロファイルの一部分の拡大断面図である。
最大ガス流速は、３．１５ｃｍ／秒である。ガスがガス流チャンネル４１０を出
るときに、最も長いガス流ベクトルは上向きである。しかしながら、ガス分離プ
レート４０８の上部では、低いガス流率を示す短いベクトルにより特徴付けられ
た領域４１１がある。本発明のこの実施形態では、領域４１１が小さく、そして
小さなベクトルは、公知の上部が平らなガス分離プレート（図３ａ−３ｃ）の場
合より少数である。最も低いガス速度は、約０．２ｃｍ／秒である。
【００２８】 図４ｄは、図４ｃの場合と同じガス分離プレート配列体の部分を示すが、高速
度のベクトルは示されていない。これは、領域４１１における低いガス流の特性
を強調するものである。図３ｃと図４ｄを比較すると、丸み付けされた上縁は、
付着領域のサイズを減少し、これら領域上の流率を高める。 図５ａは、本発明の別の実施形態５００の断面図であり、この場合、ガス分離
プレート５０４は、半円筒形の上端５０８を有し、その曲率半径は、０．０３９
インチである。この実施形態では、プレートの厚みが０．０７９インチである。
他の厚みのプレートは、他の曲率半径をもつことができる。この実施形態では、
ガス分離プレートの上面全体が丸み付けされ、従って、副産物が付着する平らな
表面は排除される。
【００２９】 図５ｂは、図５ａに示すガス分離プレート５０８を備えた分散ヘッド５０２の
一部分に対する計算されたガス速度プロファイルの断面図である。ガス速度ベク
トルは、図４ｂ−４ｄの場合と同様に計算されている。この図から明らかなよう
に、スペース５１２におけるガス流プロファイルは、図４ｂ−４ｄに示した上記
実施形態の場合と同様である。目盛バーは、１ｃｍ／秒のガス速度を示す。図４
ｃ−４ｄの場合と同様に、低いガス速度を示す短いベクトルは、公知装置（図３
ｂ−３ｃ）の場合より少数である。
【００３０】 図５ｃは、図５ａ及び５ｂに示したガス分離プレート構成より成る分散ヘッド
５０２の一部分に対する流れ速度プロファイルの拡大図である。低い流れ領域５
１１は、ほとんど存在せず、最も低い流率は、約０．３ｃｍ／秒である。 図５ｄは、図５ｃに示した最低速度流率の断面図である。低い流れ領域５１１
は、ほとんど存在せず、最低流率は、約０．３ｃｍ／秒である。 従って、ガス分離プレートをよりカーブさせることにより、低い流れの領域が
最小にされ、そして最低流率の大きさは、公知ガス分離プレートの場合の約０．
１ｃｍ／秒から、丸み付けされた上縁及び小さな平らな上部を有する本発明の実
施形態の場合の約０．２ｃｍ／秒、そして半円筒状の上部を有する本発明の実施
形態の場合の約０．３ｃｍ／秒へと増加される。
【００３１】 図６は、本発明のガス分離プレートに対する別の設計の断面図である。図６ａ
は、凹凸形状の上部６０４を有するプレート６０８を示す。図６ｂは、長軸がプ
レートの軸に平行な半楕円形の上部６１２を有するプレート６０８を示す。図６
ｃは、パラボラ状の上部６１６を有するプレート６０８を示す。図６ｄは、非対
称的な上部を有するガス分離プレート６０８を示し、一方の側６２４は、図６ａ
の上部と同様の凹凸設計であり、そして他方の側は、図５ａ、６ｂ又は６ｃの凸
状である。好ましいガス流方向は、凹凸側（先導側）であり、凸側は、追従側で
ある。
【００３２】 図６ｅは、図６ｂに示す楕円形状のガス分離プレートに対するガス流プロファ
イルを示す断面図である。分散ヘッド６０２の一部分は、図６ｂに示す楕円形の
上部を有するガス分離プレート６０８を備えている。先駆物質ガスは、ガス流チ
ャンネル６１０を経て、ガス分離プレートの上部と半導体ウェハ６１６の底面と
で画成された付着スペース６１１へ流れ込む。流れプロファイルは、Ｆｌｕｅｎ
ｔ／ＵＮＳ５．０プログラム（０３７６６ＮＨ、レバノン、カベンディッシュ・
コート１０、セントラル・リソース・パークのＦｌｕｅｎｔ社から入手できる）
を用いて導出された計算上の流体力学モデルを使用して計算されたものであり、
ガスの方向及び線速度が矢印で示されている。このモデルにおいて、ガスの速度
は、ガス流チャンネル６１０を通して３．６５ｃｍ／秒であった。このモデルは
、ガス密度の変化を考慮するために、熱伝達、放射、対流及び伝導性熱伝達を伴
う圧縮性の流れとして２次元層流を考えたものである。これら分析のためのレイ
ノルズ数は、約１．０であった。従って、このモデルは、図４及び５に示したガ
ス流プロファイルを予想するのに使用したものと同様である。ガスの流れは、中
心線Ｃ／Ｌ付近で最も大きく、そしてガスが中心線から横に離れて流れるに釣れ
て減少する。速度が１ｃｍ／秒未満の速度ベクトルは僅かである。目盛バーは１
ｃｍ／秒の速度を指示する。それ故、ガス分離プレート６０８の表面には先駆物
質又は副産物の付着がほとんどない。 上記説明は、例示に過ぎず、本発明の範囲を何ら限定するものではない。上記
の一般的な原理を用いてガス分離プレートの他の種々の形状を決定することがで
き、それらは全て本発明の部分とみなされる。
【００３３】 例１ 公知のガス分離プレートを用いた付着率 分散プレートの性能に対する副産物蓄積の影響を定量化するために、公知のガ
ス分離プレートを含む分散ヘッドにより半導体基体に付着したＳｉＯ2の膜厚み （Å）を測定する一連の実験を行った。ＴＥＯＳ及びオゾンを先駆物質ガス混合
体として使用し、変形Ｑｕｅｓｔｅｒ６０００原型付着システムを使用して非ド
ープのシリケートガラス（ＵＳＧ）を付着した。分散ヘッドの冷媒（水）の温度
は、約８℃ないし約２５℃にセットした。分散ヘッドとウェハとの間のギャップ
は、６ｍｍにセットされ、１つの分散ヘッドは、５ｍｍにセットされ、そしてウ
ェハの温度は、５００℃にセットされた。この構成では、分散ヘッドの中心温度
が１００℃になり、そして平均温度が７０℃になった。ＴＥＯＳの流量は、３０
標準リッター／分であり、そして付着時間は３００秒であった。オゾン濃度は、
８０ｇｍ／ｍ3であった。このプロセスでは付着率が１０００Å／分であった。
【００３４】 ＰｒｏｍｅｔｒｉｘＳＭ１５０膜厚分析器を使用して膜厚み及び厚みの非均一
性を測定した。６ｍｍの縁を除いてウェハ当たり全部で４９ポイントが測定され
た。厚みの非均一性は、次の関係式を用いて計算した。 ％非均一性＝［（最大厚み−最小厚み）／（２ｘ平均厚み）］ｘ１００ 図７は、付着した先駆物質の合計量と膜厚みとの関係を示す。縦軸は、膜厚み
（Å）を表し、そして横軸は、最後の清掃から分散ヘッドによって付着した膜の
合計量を表す。全ての分散ヘッドに対し、付着膜の合計量が増加するにつれて、
膜厚みが増加した。これは、より多くの膜が付着されるにつれて、ガス分離プレ
ートの上部に蓄積した副産物が、分離プレートの上部とウェハとの間の有効距離
を減少し、これにより、より多くの先駆物質がウェハ表面に到達して付着するか
らである。これらの結果を定量化し、以下のテーブル１に示す。
【００３５】 テーブル１ 公知のガス分離プレートを使用した場合の付着率に対する 分散ヘッド副産物蓄積の影響 分散ヘッド ギャップ距離 傾斜 切片 (mm) (Å/μm付着±SD*) (Å/μm付着±SD*) Ａ ６．０ １８±２ ４６８０±１９ Ｂ ６．０ １７±３ ４５８８±３１ Ｃ ６．０ １９±３ ４６２４±３１ Ｄ ５．０ ３６±５ ５０５０±３０ Ｅ ６．０ １８±３ ４４９８±２９ ＊ＳＤは、平均値からの１標準偏差である。 テーブル１は、６ｍｍのギャップをもつ分散ヘッドにおける膜厚みの増加率が
５ｍｍギャップの場合の増加率より少ないことを示している。従って、ガス分離
プレートに副産物が蓄積するにつれて、ウェハ間非均一性が増大する。これは、
初期ギャップが５ｍｍにセットされた構成について特に言えることである。
【００３６】 例２ 本発明のガス分離プレートを用いた付着率 本発明のガス分離プレートが、全付着膜による付着率の敏感さを減少するかど
うかを決定するために、分散ヘッドＢの半分のガス分離プレートを、図４ａ−４
ｄに示した丸み付けされた端設計のものに置き換えた以外は、例１について述べ
たのと同様に一連のテストを実行した。 その結果が図８に示されており、これは、分散ヘッドから副産物を最後に清掃
して以来の全付着膜の関数として膜付着率を示すグラフである。公知のガス分離
プレートをもつ分散ヘッドの半分は、ダイヤモンド形（標準）で示され、そして
本発明のガス分離プレートをもつ分散ヘッドの半分は、塗りつぶされた方形（半
径付き）として示されている。この構成のガス分離プレートで形成された分散ヘ
ッドのテストは、付着率が１０００Å／分及び付着温度が５００℃のプロセスで
非ドープの二酸化シリコンの薄膜を付着することにより行なわれた。
【００３７】 公知のプレートを含む分散ヘッドの部分は、図７に示したように、分散ヘッド
により付着される全膜に対して付着率が同様の敏感さを示した。この関係の傾斜
は、例１で示した以前の実験（図７）の場合と同様の大きさ及び誤差であった。
しかしながら、本発明のガス分離プレートを含む分散ヘッドの半分は、全量の先
駆物質が付着されたときに膜厚みの変化を示さなかった。従って、分散ヘッドに
より付着される全膜量に対して付着率は全く敏感でなかった。テーブル２は、図
７に示すデータの要約である。 テーブル２ ウェハ間非均一性に対する本発明の ガス分離プレートの影響 ガス分離プレ ギャップ 傾斜 切片 ートの形式 (mm) (Å膜/μm付着) (Å膜) 半径付き ６．０ ０±６ ４９７３±６ 標準 ６．０ １７±３ ４５８８±３１
【００３８】 この観察を考慮する１つの理論は、カーブした要素がガス分離プレートにおけ
るＳｉＯ2粒子の付着を減少し、これにより、プレートの上部での材料の蓄積を 減少することである。従って、ガス分離プレートの上部間の距離は、公知のガス
分離プレートで生じたように減少しない。しかしながら、他の理論でこの観察を
考慮してもよく、本発明は、動作性能に対する特定の理論に依存するものではな
い。
【００３９】 図９は、分散ヘッドの清掃が行なわれた後の上記２つの実験（例１及び２）の
薄膜厚みを示す。縦軸は、平均膜厚みを表し、そして横軸は、分散ヘッドの設計
を表す。分散ヘッドＡ、Ｂ（公知の標準的なガス分散プレート）、Ｃ及びＥは、
全て、４７００Åより薄い膜厚みを示す。これに対し、ヘッドの半分が本発明の
ガス分離プレートを含む分散ヘッドＢは、同等の付着状態の間に約５０００Åの
付着率増加を示した。公知のガス分離プレートを本発明のプレートに置き換える
ことにより得られる付着率の増加は、約９％である。この改善は、付着効率の著
しい増加を表し、そして副産物蓄積の排除とあいまって、本発明は、薄膜の生産
率及び効率を高めることができる。
【００４０】 テーブル２及び図９に示すデータは、本発明のガス分離プレートが付着中に副
産物の蓄積を実質的に防止するという観察と一致する。それ故、本発明は、化学
蒸着中の副産物の蓄積に関連した問題を実質的に解消する。これは、分散ヘッド
を清掃する必要なく付着することのできる膜の全量が実質的に増加されることを
意味する。 以下のテーブル３は、公知のガス分離プレート及び本発明のガス分離プレート
を使用して付着されたＣＶＤのＴＥＯＳ膜の付着率、膜厚み及びウェハ非均一性
を要約するものである。付着条件は、約１０００Å／分の付着率を与えるように
選択され、そして付着が開始されて、ウェハ内非均一性が２％という所定限界に
達するまで続けられた。付着された膜の全量が、公知のガス分離プレート及び新
規なガス分離プレートについて比較された。
【００４１】 テーブル３ 付着率、副産物の付着、及びガス分離プレートの清掃頻度 変数 公知プレート 本発明の実施形態 付着率 １０００Å／分 １０００Å／分 清掃が必要になるまで に付着した全膜厚み ２４μｍ ８０μｍ ウェハの非均一性 ２％ ２％ テーブル３は、本発明のカーブしたガス分離プレートを使用することにより、
同じ付着率及び同程度のウェハ非均一性を維持しながら、公知のガス分離プレー
トが２４μｍのみであるのに比して、８０μｍの膜を付着できることを示してい
る。これは、分散ヘッドの清掃を許すために膜付着を停止しなければならなくな
るまでに付着できる膜の量を３倍以上増加させる。それ故、カーブしたガス分離
プレートを使用することにより副産物の蓄積が著しく減少された。
【００４２】 Ｂ．ガス分離プレートの構成 ガス分離プレートに特定の形状を与えるのに加えて、本発明は、ウェハ内膜厚
の非均一性を減少するためのガス分離プレートの新たな構成も意図する。ガス分
離プレートの配列体の幾何学形状は、それらの間のガス流れプロファイルを決定
し、ひいては、使用中の副産物の蓄積を決定することが知られている。ガス分離
プレート間のガス流チャンネルの断面積を増加することにより直線的なガス速度
を減少することができる。しかしながら、プレートが離れ過ぎている場合には、
反応性中間物の滞留時間が、プレートの側面に副産物が生成し得る点まで増加し
得る。直線的なガス速度が低過ぎる場合には、ガス流チャンネル内に副産物が付
着し、ガス流を阻止又は制限し得る。 更に、ガス流速及び体積流量は、ガス分離プレートの上部とウェハとの間の付
着スペースにおいて横方向にいくほど、ウェハの中心付近の速度及び流量に比し
て高いことが良く知られている。速度及び流量の差は、ウェハ内膜厚みの非均一
性に対して少なくとも部分的に作用する。
【００４３】 例３ 種々のガス分離プレート設計、間隔及び構成をもつ配列体 図１０ａは、配列体の幾何学形状がガスの流れ及び薄膜の付着に作用するよう
に構成された本発明の別の実施形態１０００を示す。図１０ａは、異なる設計の
ガス分離プレートが配列体の異なる領域に使用される１つの形式の実施形態を示
している。例えば、中心線（Ｃ／Ｌ）にあるガス分離プレート１００８は、半円
筒状、楕円形又はパラボラ状の上部をもつように示され、付着スペース１０１２
は、プレートの上部とその上のウェハ１００６との間に厚みｈ1を有する。その 横方向にある他のガス分離プレート１００９は、異なる設計で示されており、こ
の場合は、非対称的形状の上部を含む。中心プレートの横方向に隣接するプレー
トは、付着スペース厚みｈ2をもつように示されている。更に横方向のプレート １００９は、付着スペース厚みｈ3をもつように示されている。この形態では、 ウェハの周囲に向かうガス速度の変化を減少するように、ガス分離プレートとウ
ェハとの間のギャップの厚みを制御することができる。従って、ガス流の分布を
調整することができる。
【００４４】 図１０ｂは、ガス分離プレート間の距離（ｄ）が配列体の周囲に向かうほど大
きくなる別の実施形態を示す。このような構成は、周囲のガスチャンネル１０１
０ほど、それを通るガスの線速度を減少する。異なる厚みの付着スペース１０１
２（ｈ1、ｈ2及びｈ3）との組合せにおいて、ガス分離プレートの配列体は、多 数の所望の流れパターンを与えて、良好な膜厚均一性を得るように流れパターン
を最適化するよう設計することができる。 図示された実施形態は、一例に過ぎない。本発明の一般的な原理を使用して、
ガス分離プレート設計、ガス分離プレート間隔及び付着スペース厚みの多数の異
なる構成を得ることができ、これらは、全て、本発明の部分と考えられる。
【００４５】 Ｃ．体積ガス流量及び速度の調整 更に、付着スペースへの先駆物質の体積流量を調整することにより、付着率を
調整することができる。ある用途の場合、付着率を最大にしなければならない。
このような用途は、例えば、厚い膜が必要とされるところに誘電体層又は金属層
を付着することを含む。他の用途としては、非常に薄い膜が必要とされる。これ
らは、例えば、窒化物、オキシニトライド、又は他の薄膜材料のエッチング停止
層又はバリア層の付着を含む。
【００４６】 更に、ある用途では、副産物の生成又は先駆物質の再生成を最小にするために
反応性中間物の流量を高くしなければならない。反応性中間種の寿命が短い場合
に高い流量が必要となる。それ故、気相における先駆物質の再生成又はポリマー
の生成を防止するために、ガスチャンネルを通る流量及び線速度を高くしなけれ
ばならない。しかしながら、ウェハにわたるガスの速度が高過ぎる場合には、付
着率が低下する。それ故、これらの形式の高反応性中間物の付着を最適化するた
めに、付着プロセスの上記観点に対して入念な制御が必要となる。これに対して
、安定性の高い中間物の付着については、分散ヘッド内の滞留時間を短く保って
はならず、付着率を最大にするように流量を高めることができる。例えば、ポリ
（パラ−キシリレン）の先駆物質の再二量化は、低い圧力では好ましくなく、そ
れ故、得られる膜を二量体で汚染する著しいおそれを伴わずに、所望の付着率を
達成するように、先駆物質の流量を調整することができる。
【００４７】 ＩＩ．多孔性メンブレンをもつ分散ヘッド 本発明の他の実施形態では、ウェハに付着された薄膜を、先駆物質ガス流にお
ける粉末又は他の副産物による汚染から保護することができる。例えば、ＴＲＯ
Ｓ／Ｏ3を使用するときには、先駆物質ガス流中に粉末状のＳｉＯ3が生成し得る
。このような粉末が薄膜付着中にウェハに当たると、粉末が非均一な付着及び不
充分な結晶生成の領域を生じさせる。薄膜におけるこれらの欠陥は、膜の品質及
び最終的に製造されるデバイスの機能に悪影響を及ぼす。 それ故、ガス分離プレートとウェハとの間に多孔性メンブレンを配置すること
ができる。このメンブレンは、ＳｉＯ2のような粒子の貫通を防止するに充分な 小さな孔であるが、ガス状の先駆物質をメンブレンに貫通させてウェハに薄膜を
付着させるに充分な大きさの孔をもつことができる。
【００４８】 例４ カーブしたガス分離プレート及び多孔性メンブレンを結合する分散ヘッド 図１１は、ここではパラボラ状の上端をもつように示されたガス分離プレート
１１０８の配列体を付着ヘッド１１０４が備えた本発明の別の実施形態１１００
を示している。ガスは、ポート１１０９を通して分散ヘッドへ流れ込み、そして
混合チャンバ１１１０へ入る。その後、ガスは、ガス分離プレート１１０８間の
ガスチャンネルを通って、ガス分離プレートの上部と多孔性メンブレン１１１３
とで画成されたスペース１１１２へ流れ込む。このメンブレンは、先駆物質が付
着スペース１１１４に入る前に通過する小さなチャンネルを形成する極微孔を有
している。付着スペースの他側は、ウェハ１１２８によって画成される。付着中
に、メンブレンは、ガス分離プレートの配列体を通過中に生成された粉末をフィ
ルタ除去する。
【００４９】 孔のサイズは、重要ではなく、エアロゾル化された副産物粒子をフィルタ除去
するに充分であればよく、そして孔は、メンブレンを横切って充分なガス流を与
えるに充分な数がなければならない。典型的な孔サイズは、約０．１μｍないし
約５００μｍの範囲であり、好ましくは約０．２μｍないし約２０μｍであり、
そして更に好ましくは、約０．５μｍである。しかしながら、孔の全断面積は、
メンブレンを横切って所望の圧力低下及び直線的ガス速度を維持するに充分なほ
ど小さくなければならない。メンブレン１１１３における孔は小さいので、穴を
通るガスの線速度は、メンブレン１１１３における副産物の付着を防止するに充
分なほど高くなければならない。従って、付着スペース１１１４に到達するガス
は、エアロゾル化された副産物によりほとんど汚染されない。更に、メンブレン
１１１３は、図３、４及び５に見られる高速度ガスの比較的大きな領域を分断す
る。従って、ウェハ内の非均一性が減少され、そして付着膜の純度及び品質が最
大にされる。
【００５０】 メンブレン１１１３として使用される材料は、先駆物質と反応しないいかなる
金属、セラミック、ガラス又は有機材料でもよく、そして一貫したサイズの多数
の極微孔を与えるに充分な機械的強度を有するものである。例えば、メンブレン
は、ステンレススチールで作ることができる。１つのこのような材料は、０６０
３２ＣＴ、ファーミングトン、スプリング・レーン８４のＭｏｔｔ社から入手で
きるＭｏｔｔ Ｐｏｒｏｕｓ３１６１ステンレススチール、シリーズ１１００で
ある。材料の厚みは、パネルにまたがる圧力差に耐えるに充分でなければならな
い。例えば、厚みは、０．０４７インチである。更に、適当な有機ポリマーは、
ＤｕＰｏｎｔ社の登録商標であるＶｅｓｐｅｌである。典型的に、大気圧付着の
場合には、メンブレンにまたがる圧力勾配が約０．０１ポンド／平方インチ（ｐ
ｓｉ）ないし約１００ｐｓｉの範囲であり、好ましくは、約１ｐｓｉないし約１
０ｐｓｉであり、そして更に好ましくは、約０．１ｐｓｉないし約１ｐｓｉであ
る。ステンレススチールに加えて、他の材料も、半導体薄膜の付着に通常使用さ
れる温度及び圧力に耐え得るものであれば、使用できる。 便宜性のため、メンブレン１１１３は、清掃のために分散ヘッドから容易に取
り外せねばならない。装置を停止せずに取り外せるのが理想的である。メンブレ
ンの清掃は、適当な液体溶媒又はガスを用いて逆流により行うことができる。
【００５１】 ＩＩＩ．冷却プレート及びガス注入プレート 本発明は、分散ヘッドのガス分離プレート以外の要素の形状の改良も意図する
。薄膜付着中に汚染される他の場所は、図１に示す冷却プレート１０８及びガス
注入プレート１１６を含む。これらプレートの上縁は、通常、縁を伴う平らな面
を含む。図１に例示されたように、冷却プレートは、約４５°の傾斜を有し、そ
してガス注入プレートは、側壁に対して９０°の角度の平らな上部を有する。実
際に、分散ヘッドの平らな表面は、いずれも汚染される。 それ故、本発明は、冷却プレート及びガス注入プレートの一部分としてカーブ
した面を組み込むことができる。カーブした面を設けることにより、ガス速度の
低い要素の領域が形成されるおそれが少なくなる。本発明の他の実施形態のガス
流分離プレートと同様に、カーブした面は、付着装置の内面に対する先駆物質生
成物及び副産物の付着を減少する。
【００５２】 例５ カーブした冷却プレートを有する分散ヘッド 図１２ａは、冷却プレート１２００の傾斜縁１２０４のガス流速プロファイル
を示す。この図において、ガスは、付着スペース（右側、図示せず）から冷却プ
レート１２００の上面へ流れ出す。傾斜縁１２０４に到達すると、ガス速度が低
下する領域１２０５がある。ガスの速度は、ベクトルの長さに比例し、１．６１
ｍ／秒の速度を表すバーを使用して目盛付けされる。副産物が蓄積する場所は、
傾斜面１２０４に沿ったところである。副産物の蓄積は、付着チャンバの機械的
及び化学的要素に汚染を生じ、これを周期的に清掃しなければならない。ガスが
傾斜縁の側部を下流に側部パネル１２０６へと更に流れるにつれて、側部１２２
０へのガスの自由流速が増加する。従って、副産物の蓄積は、冷却パネル又はガ
ス注入パネルの傾斜部分に局所化される。
【００５３】 分散ヘッドのこれら要素の上部に副産物が蓄積するのを克服するために、冷却
プレート及びガス注入プレートの上部に丸みが付けられる。図１２ｂは、縁１２
０４が一定の半径にされた本発明の実施形態１２０２を示す。又、上記の例及び
図と同様に計算されたガス速度プロファイルも示されている。ガスは、図の右側
のガスチャンネルから付着スペースへ放出される。次いで、ガスは、冷却プレー
トの上縁を左へ横方向に流れる。表面がカーブしているために、ガスは、低い流
量の領域を形成せずに層流状態で流れる。その結果、表面に付着する粉末状副産
物は、ほとんどない。
【００５４】 ＩＶ．側壁パネルの自己清掃 本発明のこの特徴は、ＣＶＤ及び／又はＴＰ用付着チャンバの内面に調整可能
なガスブランケットを形成する表面及びプロセスに係る。ガスブランケットは、
表面がブランケット内のガス以外の物質、例えば反応物質及び副産物に接触する
のを防止するか、又は表面と潜在的な汚染物との接触の量を減少する。装置の表
面に形成されるガスブランケットは、装置により付着される膜が表面に接触し、
ひいては、表面に付着するのを防止する。 表面は、通常、補充ガス供給源を含む充満領域が裏張りされた多孔性シンター
処理材料で作られる。充満領域の内側と多孔性材料の外面との間には、圧力差が
確立される。この圧力差は、充満領域から、多孔性材料の孔を経て、保護される
べき表面へとガスを通流させる。
【００５５】 パネルは、例えば、ステンレススチールを含むいかなる従来の材料で作ること
もできる。しかしながら、材料は、半導体薄膜の付着に通常使用される温度に絶
えることができねばならない。１つのこのような材料は、０６０３２ＣＴ、ファ
ーミングトン、スプリング・レーン８４のＭｏｔｔ社から入手できるＭｏｔｔ
Ｐｏｒｏｕｓ３１６１ステンレススチール、シリーズ１１００である。材料の厚
みは、パネルにまたがる圧力差に耐えるに充分でなければならない。典型的に、
大気圧での付着の場合は、壁を比較的薄くすることができる。しかしながら、約
０．０１Ｔｏｒｒの低い圧力で付着する場合には、８インチ直径のウェハを受け
入れるように作られたチャンバに対し、壁の厚みを約０．０１ないし約０．２イ
ンチにしなければならない。
【００５６】 一般に、本発明は、反応ガス又は副産物が反応チャンバの表面に当たるのを防
止するようにガス流によって形成される表面バリアを提供する。このようなバリ
アは、高密度の孔を伴うメンブレンでよく、より均一なガス分布を与える多孔性
材料の使用を含む。孔のサイズ及び穴の密度は両方とも多孔性材料の製造におい
て制御できるので、薄膜を付着するのに使用される反応ガスの流れの乱れを最小
にするようにガスの流れを制御することができる。
【００５７】 孔のサイズは、ガス流要件を最適化しそしてブランケットガスを均一に分布さ
せるに充分な圧力低下を孔にまたがってもつように選択されねばならない。穴の
直径は、通常、約０．１μｍないし約１００μｍの範囲であり、好ましくは、約
０．２μｍないし約５μｍであり、そして更に好ましくは、約０．２μｍないし
約０．５μｍである。 パネルは、ユーザの特定のニーズを満たすように設計することができる。例え
ば、パネルは、同じサイズ及び形状である必要はない。更に、付着チャンバの全
ての壁がこれらパネルを含むことができる。一般に、どこに不所望な汚染が生じ
ても、本発明のパネルは、副産物の付着を減少するように使用できる。
【００５８】 例６ シンター処理された内面をもつ側壁パネルの自己清掃 図１３ａ及び１３ｂは、パネル組立体の構造を詳細に示す。寸法単位はインチ
である。図１３ａは、チャック１３０８に隣接した上部パネル部材１３０４を含
む付着チャンバの部分１３００の上面図である。ポート１３１６は、ブランケッ
トガスをパネル部材へ注入するためのものである。 図１３ｂは、パネル１３０８を通る断面図で、ブランケットガスを注入するた
めの導入ポート１３１６と、ブランケットガスの通過を許さない背面パネル１３
２０とを示す。ガスケット要素１３２４は、背面パネル１３２０をシンター処理
要素１３２８から分離し、これにより、パネル１３０８内に内部スペース（図示
せず）を形成する。ブランケットガス流は、内部スペース（図示せず）から、矢
印１３４０で示すように多孔性部材を通る。
【００５９】 図１４ａ−１４ｃは、本発明のパネルの構造を詳細に示す。寸法単位はインチ
である。図１４ａにおいて、背面パネル１４２０は、ガスケット物質１４２４に
取り付けられ、これは、取付ブラケット１４３６に取り付けられる。ガスケット
１４２４は、多孔性メンブレン１４２８に取り付けられ、矢印１４４０で示すよ
うに、このメンブレンを経てブランケットガスが通流し得る。 図１４ｂは、パネル１４０８の一端の構造を詳細に示し、ここでは、背面パネ
ル１４２０がガスケット１４２４に取り付けられ、そしてガスケットが取付ブラ
ケット１４３６に取り付けられる。ガスケットは、矢印１４４０で示すように、
ブランケットガスを通過し得る多孔性メンブレン１４２８に取り付けられる。
【００６０】 図１４ｃは、パネル１４０８の別の形式の取り付けを詳細に示す。背面パネル
１４２０は、取付ブラケット１４３６に取り付けられ、これは、次いで、ガスケ
ット１４２４に取り付けられ、そしてガスケットは、多孔性メンブレン１４２８
に取り付けられ、多孔性メンブレンは、矢印１４４０で示すように、ブランケッ
トガスを通すことができる。又、要素１４２４も多孔性であって、その外面１４
２６への付着を防止するようにしてもよい。 使用するブランケットガスは、不活性であるように選択されてもよいし、又は
パネルの表面付近で化学反応が生じるのを防止するように選択されてもよい。例
えば、Ｎ2、Ａｒ、Ｈｅ又はＯ2を使用することができる。更に、ガスは、半導体
基体表面上で行なわれるよう意図された化学反応を妨げないように選択されねば
ならない。例えば、ＳｉＯ2の付着は、上記ガスのいずれかを使用して行うこと ができる。しかしながら、ポリ（パラ−キシリレン）のような有機ポリマーを付
着する場合には、酸素は使用してはならず、Ｎ2又は貴ガス、例えば、アルゴン を使用しなければならない。
【００６１】 付着チャンバ内の反応性中間物の希釈を減少するために、ガス流量を最小にし
なければならない。ガスブランケットの厚みは、ガス流量を増加することにより
増加できる。半導体薄膜の製造に使用される典型的サイズの付着チャンバの場合
には、ガス流量は、約２リッター／分ないし約１００リッター／分の範囲であり
、好ましくは、約５リッター／分ないし約１５リッター／分であり、そして更に
好ましくは、約１０リッター／分である。多孔性パネルにまたがる圧力勾配は、
当然、ブランケットガスの密度及び粘性に依存する。例えば、Ａｒは、Ｈｅより
密度が高く、それ故、所望のブランケットガス流を発生するのに高い圧力勾配を
必要とする。
【００６２】 Ｖ．バイアスガス流を有するガス分離プレートの配列体 本発明の別の形式の実施形態では、ガス分離プレートが２つの形式のガス流チ
ャンネルを形成し、その一方が先駆物質の付着に使用され、そしてその他方がバ
イアスガス流に使用されるようなガス分離プレート配列体を作ることができる。
先駆物質の付着に使用されるチャンネルから交互のチャンネルにバイアスガス流
を与えることにより、プレートにおける副産物の付着が減少されると共に、先駆
物質ガス流をウェハにより直接的に向けて、副産物が生成される機会を減少する
ことができる。更に、バイアスガス流を与えることにより、先駆物質ガスの排出
を加速することができる。
【００６３】 一般に、バイアス流は、付着状態のもとで不活性であれば、いかなるガスでも
よい。例えば、ＴＥＯＳ／Ｏ3の付着の場合には、窒素、酸素、又は貴ガス、例 えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン又はキセノンを使用することができる。しか
しながら、ポリ（パラ−キシリレン）のようなポリマーを酸素のない環境におい
て付着する場合には、窒素又は貴ガスを使用するのが望ましい。使用できるガス
の形式は、先駆物質分子の特定の条件や、チャンバ内の温度及び圧力に基づいて
容易に選択することができる。 通常、バイアスガスの流量は、先駆物質ガスの流量より低くてもよい。バイア
スガスの流れが少な過ぎる場合には、先駆物質を希釈し、そして付着率を減少す
ることができる。それ故、本発明のある実施形態では、ガス流チャンネルから出
るガスの線速度が、先駆物質ガス流チャンネルから出るガスの速度より約５％な
いし約５０％低くなるようにバイアスガス流を調整することができる。
【００６４】 チャンバ内に所望の流れプロファイルを与えるようにガス分離プレートの特定
の設計を選択することができる。典型的に、充分な体積流量を与えながら、比較
的低い放出速度をもつように、くさび形状のバイアスチャンネルが使用される。
くさび形状の流れチャンネルでは、チャンネルの巾が、ガス流分離プレートの上
端に向かって測定されるほど、次第に広くなる。チャンネルの巾が増加するにつ
れて、ガス流に使用できる断面積が増加し、ガス流の線速度を減少することがで
きる。バイアスガスの流れがガス流分離プレートの上部に到達するときには、ガ
ス流分離プレート上の流れが層流に保たれるように線速度を充分に低くしなけれ
ばならない。流れプロファイルを層流に保つことにより、先駆物質が付着する機
会が減少する。チャンネルの形状は重要ではないが、ガス流分離プレートの上端
に近付くほど、チャンネルが次第に広くなるのが望ましい。この構成は、層流を
維持する最大の機会を与えることができる。 他の形式のチャンネルにおいては、先駆物質ガス流が、ガス流分離プレートの
上端に向かって流れる。これらのチャンネルは、くさび形状をもつ必要がない。
先駆物質の流れがガス流分離プレートに達すると、隣接チャンネルに流れるバイ
アスガスが、先駆物質ガス流内に乱流が生じる傾向を低減し得る。
【００６５】 例７ くさび形状のバイアス流チャンネルを有するガス流分離プレート配列体 図１５は、ガス分離プレート１５０８及び１５２０の配列体１５０４の一部分
を示す。プレート１５０８は、平らな側面１５１０及び傾斜した側面１５１２を
有し、そしてプレート１５２０は、平らな側面１５２２及び傾斜した側面１５２
４を有する。ガス分離プレート１５０８及び１５２０は、それらの間に２つの形
式の流れチャンネルを画成する。１つの形式の流れチャンネル１５２６は、分離
プレート１５０８及び１５２０の平らな側面１５１０と１５２２との間のスペー
スにより各々画成される。先駆物質流れチャンネル１５２６の巾は、チャンネル
の下部から上部へほぼ一定である。従って、チャンネル１５２６を通るガスの流
量は、下部から上部へとほぼ一定である。チャンネルから出るガスの流れは、チ
ャンネル１５２６から出る矢印の長さで示されたように、比較的高くなる。この
形式のチャンネル１５２６は、通常、解離したＴＥＯＳ／Ｏ3のような先駆物質 流に使用される。しかしながら、他の形式の先駆物質は、この形式の配列体設計
を用いて分配することができる。
【００６６】 これに対して、他の形式の流れチャンネルは、ガス分離プレート１５０８及び
１５２０の傾斜側面により画成される。傾斜領域１５１４より下のチャンネルの
領域では、チャンネル１５２８は、実質的に平行な側面を有する。チャンネルの
上部、即ち傾斜領域１５１４では、チャンネル１５３０が、分離プレート１５０
８及び１５２０の傾斜部分１５１２及び１５２４によって各々画成される。チャ
ンネル１５３０では、２つの傾斜側面間の距離が、分離プレート１５０８及び１
５２０の上部１５２６に向かって次第に広くなる。傾斜部分１５１２及び１５２
４の角度θは、通常、約５°ないし約２０°であり、或いは約１０°ないし約１
５°であり、そして別の実施形態では、約１２°である。この傾斜チャンネル１
５３０は、通常、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン、又は
付着状態のもとで不活性な他のガスを含むバイアスガスの流れに対して有用であ
る。
【００６７】 傾斜チャンネル１５３０は、ガスが狭い部分１５２８からチャンネル１５３０
を経て配列体１５０６から出るように次々に流れるときに、ガスの線速度が次第
に低下するという点で望ましい。従って、チャンネル１５３０に流れるガスは、
バイアスガスがチャンネル１５３０に流れて流れチャンネル１５２６の上から出
るときに、次第に短くなる矢印で示されたように、次第に低速になる。角度θは
、分離プレート１５０８及び１５２０の上部１５１６に向けてチャンネル１５３
０を通るガスの流速を次第に低速化するように選択される。しかしながら、チャ
ンネル全体にわたって流れが層流に保たれるような流れ状態をチャンネル１５３
０に与えることが望ましい。従って、角度θは、チャンネル１５３０におけるガ
スの層流が甚だしく乱れないように充分に低く保たれねばならない。それ故、チ
ャンネル１５３０における乱流を最小にすることができ、従って、チャンネル１
５３０を経て上方に向かう比較的一貫したバイアスガス流が得られる。ウェハに
向かうバイアスガスの体積流を最小にするために、バイアスガスの流れを充分に
低くできることが望まれる。ウェハに向けられるバイアスガスが多過ぎると、先
駆物質の流れパターンが破壊され、付着される膜の均一性が悪化し得る。更に、
分離プレートの上部１５１６とウェハとの間のスペースにおいて考えられる先駆
物質の希釈を最小にするように、バイアスガスの体積流を低く保つことができる
。先駆物質の濃度が希釈されないように保つことにより、膜の付着率を所望のレ
ベルに維持することができる。
【００６８】 チャンネル１５３０にバイアスガス流を与えることにより、チャンネル１５２
６からの先駆物質の流れを、上方にそしてガス分離プレート１５０８及び１５２
０の上部１５１６から離すように向けることができる。先駆物質の流れを上部１
５１６から離すように向けることにより、先駆物質又は副産物が付着する機会を
最小にすることができる。上部１５１６は、平らであってもよいし、或いは図６
ａ−６ｄに示したガス分離プレートの他の実施形態について示したようにカーブ
してもよい。上部１５１６が平らである実施形態では、上部が比較的狭く、例え
ば、約０．０２インチであるよう確保することが望ましい。先駆物質流チャンネ
ル１５２６から比較的高い速度を与えることにより、ガス流のモーメントが先駆
物質をガス分離プレート１５０８及び１５２０から運び去る傾向となり、これに
より、ガス分離プレートに先駆物質及び副産物が付着する機会が最小となる。 以上、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形
態は、本発明を例示するものに過ぎず、これに限定されるものではない。当業者
であれば、本発明の実施形態に対し種々のやり方で変更又は追加ができるであろ
う。従って、このような変更や追加は、請求の範囲に記載された本発明の精神及
び範囲内に包含されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 公知の分散ヘッドを示す図である。
【図２】 公知の分散ヘッドの要素を示す概略図である。
【図３ａ】 ガス分離プレートの公知配列体のガス流速プロファイルを示す断面図である。
【図３ｂ】 公知のガス分離プレートを含む図３ａの配列体の流速プロファイルを示す拡大
図で、副産物の付着領域を示す図である。
【図３ｃ】 公知のガス分離プレートの低い流速プロファイルの一部分を示す断面図で、副
産物の付着領域を示す図である。
【図４ａ】 丸み付けされた上縁及び平らな領域をもつ本発明のガス分離プレートの一実施
形態を示す断面図である。
【図４ｂ】 図４ａに示す本発明の実施形態のガス分離プレート配列体の一部分及び半導体
ウェハに関連してガスの流れプロファイルの一部分を示す断面図である。
【図４ｃ】 図４ａ及び４ｂに示す本発明の実施形態のガス分離プレートの周囲のガス速度
プロファイルの一部分を示す断面図である。
【図４ｄ】 図４ａ−４ｃに示す本発明実施形態のガス分離プレートの周囲の低速度ガス流
のプロファイルの一部分を示す断面図である。
【図５ａ】 断面が半円筒状で、上部に平らな部分をもたない本発明のガス分離プレートの
別の実施形態を示す断面図である。
【図５ｂ】 図５ａに示す本発明実施形態のガス分離プレート配列体の一部分と半導体ウェ
ハとに関連してガスの流れプロファイルの一部分を示す断面図である。
【図５ｃ】 図５ａ及び５ｂに示す本発明実施形態のガス分離プレートの周りのガス速度プ
ロファイルの一部分を示す断面図である。
【図５ｄ】 図５ａ−５ｃに示す本発明実施形態のガス分離プレートの周りの低速度ガス流
プロファイルの一部分を示す断面図である。
【図６ａ】 上端が二重凹状のガス分離プレートの一部分を示す断面図である。
【図６ｂ】 上端が半楕円形のガス分離プレートの一部分を示す断面図である。
【図６ｃ】 端に対してパラボラ状のガス分離プレートを示す断面図である。
【図６ｄ】 非対称的な上端を有するガス分離プレートを示す断面図である。
【図６ｅ】 図６ｂに示す本発明実施形態の楕円形ガス分離プレートの周りに低い速度をも
つガス流プロファイルの一部分を示す断面図である。
【図７】 公知のガス分離プレートを完全に使用した分散ヘッドの関数として付着膜厚み
をμｍで表したグラフである。
【図８】 公知のガス分離プレートと、図４ａ−４ｄに示す本発明のカーブした（半径付
の）ガス分離プレートの付着膜厚みを示すグラフである。
【図９】 図７及び８に示されたデータを要約するもので、公知のガス分離プレートと、
本発明のカーブした分離プレートとの付着率を比較する図である。
【図１０ａ】 種々の形状のプレートを組み込み、それらの間に均一な間隔を有する本発明の
ガス分離プレート配列体の一部分を示す断面図である。
【図１０ｂ】 図１０ａに示すものとは異なり、種々の形状のプレートを有し、それらの間に
不均一な間隔を有する本発明の別の実施形態のガス分離プレート配列体の一部分
を示す断面図である。
【図１１】 本発明のガス分離プレート配列体の実施形態を示す断面図で、その配列体とウ
ェハとの間に多孔性プレートを示した図である。
【図１２ａ】 公知の冷却プレート又はガス注入プレートの角度付けされた縁に対するガス速
度プロファイルの一部分を示す断面図である。
【図１２ｂ】 本発明の冷却プレート又はガス注入プレートのカーブした縁に対するガス速度
プロファイルの一部分を示す断面図である。
【図１３ａ】 本発明の付着チャンバの一部分として自己清掃パネルの実施形態を示す上面図
である。
【図１３ｂ】 本発明の付着チャンバの１つの自己清掃パネルを示す断面図で、多孔性プレー
ト、充満領域及び補充ガス供給源を示す図である。
【図１４ａ】 本発明の多孔性パネルの一部分を示す断面図で、幾つかの構造細部を示す図で
ある。
【図１４ｂ】 図１４ａに示す多孔性パネルの一部分を示す断面図である。
【図１４ｃ】 図１４ａに示す多孔性パネルの一部分を示す断面図である。
【図１５】 個別の先駆物質ガス流チャンネル及びバイアスガス流チャンネルを間にもつガ
ス分離プレートの配列体の一部分を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 チャン ミン シー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95035 ミルピタス ラ パルマ プレイ ス 940 (72)発明者 エルール ジョセフ ピー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95120 サン ホセ クウェイル クリー ク サークル 1283 (72)発明者 ルース ジーン エル アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94555 フリーモント ゴーヴ テラス 34440 (72)発明者 ライアン ディヴィッド ティー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94520 コンコード ヴァーグス コート 2603 (72)発明者 シャリーフ イクバル エイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95008 キャンベル ウェスト ハシエン ダ アベニュー 575 (72)発明者 リー チュン ジェイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94539 フリーモント オロ ドライヴ 1673 (72)発明者 キャンベル スティーヴン エム アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95111 サン ホセ スカイウェイ ドラ イヴ 340 (72)発明者 フォッジャート ジョヴァンニ アントニ オ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95037 モーガン ヒル オークウッド レーン 16340 Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA09 AA14 BA01 BA02 BA17 BA18 BA35 BA38 BA42 BA44 BA61 CA04 CA12 EA05 EA11 JA03 JA12 KA12 KA45 KA46 LA15 5F045 AB32 AB39 AB40 AC07 BB01 BB08 BB10 BB14 EB02 EB03 EE14 EE20 EF14

Claims (88)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 化学蒸着又は搬送重合化のためのチャンバにおいて、 各々上部及び下部を有する複数のプレートを含み、少なくとも１つのプレート
    の上部はカーブした面を含む分散ヘッドと、 半導体ウェハを保持する装置と、 上記分散ヘッドがガス流内に配置される構成となるよう上記分散ヘッドを収容
    する包囲体とを備えたことを特徴とするチャンバ。
  2. 【請求項２】 上記プレートは、ガス分離プレート、冷却プレート及びガス
    注入プレートより成るグループから選択される請求項１に記載のチャンバ。
  3. 【請求項３】 反応室のためのガス分離プレートにおいて、このガス分離プ
    レートは２つの部分を有し、その上部はカーブしていて、ガス流内に配置される
    ことを特徴とするガス分離プレート。
  4. 【請求項４】 上記反応室は、化学蒸着に使用される請求項３に記載のガス
    分離プレート。
  5. 【請求項５】 上記ガス流は、先駆物質を含む請求項３に記載のガス分離プ
    レート。
  6. 【請求項６】 上記反応室は、半導体薄膜層の付着に使用される請求項３に
    記載のガス分離プレート。
  7. 【請求項７】 カーブした縁と平らな部分とを有する整形された上面を含む
    請求項３に記載のガス分離プレート。
  8. 【請求項８】 少なくともカーブした縁を有する上部を含む請求項３に記載
    のガス分離プレート。
  9. 【請求項９】 凸形状を有する整形された上部を含む請求項３に記載のガス
    分離プレート。
  10. 【請求項１０】 上記上部の少なくとも一部分の形状は、半円筒、楕円体、
    及びパラボラより成るグループから選択される請求項９に記載のガス分離プレー
    ト。
  11. 【請求項１１】 上記ガス分離プレートの上部の少なくとも一部分の形状は
    凹凸形状である請求項８に記載のガス分離プレート。
  12. 【請求項１２】 複数のガス分離プレートを備え、隣接するガス分離プレー
    ト間に少なくとも１つのチャンネルを有するガス分離プレート配列体であって、
    少なくとも１つのガス分離プレートはカーブした面を含み、そして上記プレート
    間の少なくとも１つのチャンネルは、そのチャンネル内に付着ガスの層流を許す
    に充分な広さであることを特徴とするガス分離プレート配列体。
  13. 【請求項１３】 各々の上記プレートは２つの横面を有し、そして隣接する
    プレートの横面は、そのプレートの上部付近の方が、そのプレートの上記部分の
    下部よりも大きい請求項１２に記載のガス分離プレート配列体。
  14. 【請求項１４】 上記プレート間の上記チャンネルは、約１ｃｍ／秒以上の
    付着ガス流率を許すに充分な狭さである請求項１２に記載のガス分離プレート配
    列体。
  15. 【請求項１５】 上記プレート間の上記チャンネルの巾は、付着ガスの流率
    を調整するように調整される請求項１２に記載のガス分離プレート配列体。
  16. 【請求項１６】 半導体ウェハ上に半導体膜を付着するためのものであって
    、上記ガス分離プレートの上部と上記半導体ウェハとの間の距離は、付着ガスの
    流率を調整するように別々に調整される請求項１２に記載のガス分離プレート配
    列体。
  17. 【請求項１７】 請求項１２に記載のガス分離プレート配列体を備えたガス
    分散ヘッド。
  18. 【請求項１８】 ガス導入ポート及び排出ポートを更に備えた請求項１７に
    記載のガス分散ヘッド。
  19. 【請求項１９】 上記ガス分離プレート配列体と、上記半導体ウェハを保持
    するための上記装置との間に配置された多孔性メンブレンを更に備えた請求項２
    に記載のチャンバ。
  20. 【請求項２０】 ステンレススチール、セラミック、ガラス及び有機ポリマ
    ー材料より成るグループから選択された材料で形成される請求項１９に記載の多
    孔性メンブレン。
  21. 【請求項２１】 直径が約０．１μｍないし約５００μｍの範囲の孔を含む
    請求項１９に記載の多孔性メンブレン。
  22. 【請求項２２】 直径が約０．２μｍないし約２０μｍの範囲の孔を含む請
    求項１９に記載の多孔性メンブレン。
  23. 【請求項２３】 直径が約０．５μｍの孔を含む請求項１９に記載の多孔性
    メンブレン。
  24. 【請求項２４】 薄膜を付着するためのチャンバにおいて、 ガス分離プレートの配列体を含むガス分散ヘッドと、 半導体ウェハを保持する装置と、 上記ガス分散ヘッド及び上記半導体ウェハを保持する装置を取り巻く側壁とを
    備え、少なくとも１つの側壁は、上記チャンバの内部を向いた多孔性部材を含む
    ことを特徴とするチャンバ。
  25. 【請求項２５】 非多孔性の背部部材と、 上記背部部材にシール可能に取り付けられたガスケット部材と、 複数の孔を含む多孔性部材とを備え、この多孔性部材は、上記ガスケット部材
    にシール可能に取り付けられ、 上記背部部材、上記ガスケット部材及び上記多孔性部材は、側壁スペースを画
    成し、そして 上記側壁スペースにブランケットガスを導入するための導入ポートを更に備え
    た請求項２４に記載の側壁。
  26. 【請求項２６】 上記側壁スペース内の圧力は、上記ブランケットガスを上
    記多孔性部材の孔を経て上記付着チャンバへ流し込むために、上記付着チャンバ
    内の圧力より充分に高い請求項２５に記載の側壁。
  27. 【請求項２７】 直径が約０．１μｍないし約５００μｍの範囲の複数の孔
    を含む請求項２４に記載の多孔性部材。
  28. 【請求項２８】 直径が約０．２μｍないし約２μｍの範囲の複数の孔を含
    む請求項２４に記載の多孔性部材。
  29. 【請求項２９】 直径が約０．２μｍないし約０．５μｍの範囲の複数の孔
    を含む請求項２４に記載の多孔性部材。
  30. 【請求項３０】 上記ブランケットガスは、窒素、酸素、アルゴン及びヘリ
    ウムより成るグループから選択される請求項２５に記載の側壁。
  31. 【請求項３１】 上記側壁の内面に副産物が付着するのを防止するガスを含
    む請求項２５に記載のブランケットガス。
  32. 【請求項３２】 上記薄膜は、誘電体物質を含む請求項２４に記載のチャン
    バ。
  33. 【請求項３３】 上記薄膜は、セラミック物質を含む請求項３２に記載のチ
    ャンバ。
  34. 【請求項３４】 上記薄膜は、酸化物を含む請求項３２に記載のチャンバ。
  35. 【請求項３５】 上記酸化物は、ＳｉＯ2である請求項３４に記載のチャン バ。
  36. 【請求項３６】 上記薄膜は、有機ポリマーを含む請求項３２に記載のチャ
    ンバ。
  37. 【請求項３７】 上記誘電体層は、酸化物及び有機ポリマーの混合物を含む
    請求項３２に記載のチャンバ。
  38. 【請求項３８】 上記薄膜は、金属を含む請求項２４に記載のチャンバ。
  39. 【請求項３９】 上記金属は、銅、アルミニウム、チタン及びタンタルより
    成るグループから選択される請求項３８に記載のチャンバ。
  40. 【請求項４０】 上記薄膜は、エッチング停止及びバリア層の少なくとも１
    つを含む請求項２４に記載のチャンバ。
  41. 【請求項４１】 上記薄膜は、窒化物及びオキシニトライドより成るグルー
    プから選択される請求項４０に記載のチャンバ。
  42. 【請求項４２】 ガス流中の先駆物質から表面に膜を付着するための方法に
    おいて、 上記ガス流をガス分離プレートの配列体の周りに通流させ、上記ガス分離プレ
    ートの少なくとも１つは、上記ガス流中に配置されるカーブした表面を含み、そ
    して 上記膜における汚染物の付着を最小にするように上記表面に上記膜を付着する
    という段階を含むことを特徴とする方法。
  43. 【請求項４３】 上記方法は、化学蒸着及び搬送重合化より成るグループか
    ら選択される請求項４２に記載の方法。
  44. 【請求項４４】 上記膜は、半導体薄膜である請求項４２に記載の方法。
  45. 【請求項４５】 上記薄膜は、誘電体材料を含む請求項４４に記載の方法。
  46. 【請求項４６】 上記薄膜は、セラミック材料を含む請求項４４に記載の方
    法。
  47. 【請求項４７】 上記薄膜は、酸化物を含む請求項４４に記載の方法。
  48. 【請求項４８】 上記酸化物は、ＳｉＯ2を含む請求項４４に記載の方法。
  49. 【請求項４９】 上記薄膜は、有機ポリマーを含む請求項４４に記載の方法
    。
  50. 【請求項５０】 上記誘電体層は、酸化物及び有機ポリマーの混合物を含む
    請求項４４に記載の方法。
  51. 【請求項５１】 上記薄膜は、金属を含む請求項４４に記載の方法。
  52. 【請求項５２】 上記金属は、銅、アルミニウム、チタン及びタンタルより
    成るグループから選択される請求項５０に記載の方法。
  53. 【請求項５３】 上記薄膜は、エッチング停止及びバリア層の少なくとも１
    つを含む請求項４４に記載の方法。
  54. 【請求項５４】 上記薄膜は、窒化物及びオキシニトライドより成るグルー
    プから選択される請求項５３に記載の方法。
  55. 【請求項５５】 多孔性メンブレンを通して上記先駆物質を通流させること
    を更に含む請求項４２に記載の方法。
  56. 【請求項５６】 上記チャンバの内面にガスブランケットを設けることを更
    に含む請求項４３に記載の方法。
  57. 【請求項５７】 先駆物質ガスの流れから表面に膜を付着するための方法に
    おいて、 上記先駆物質ガスを、少なくとも１つのカーブした表面を有する反応室の要素
    の周りに通流させ、そして 上記膜における汚染物の付着を最小にするように上記表面に上記先駆物質を付
    着する、 という段階を含むことを特徴とする方法。
  58. 【請求項５８】 上記方法は、化学蒸着及び搬送重合化より成るグループか
    ら選択される請求項５７に記載の方法。
  59. 【請求項５９】 上記膜は、半導体薄膜である請求項５７に記載の方法。
  60. 【請求項６０】 側壁の多孔性表面を通してブランケットガスを通流させ、
    ブランケットガスの流れは、上記側壁における汚染物の付着を減少させる請求項
    ５８に記載の方法。
  61. 【請求項６１】 請求項３８に記載の方法を使用して付着した薄膜。
  62. 【請求項６２】 上記膜は、半導体薄膜である請求項６１に記載の膜。
  63. 【請求項６３】 請求項４２に記載の方法を使用して付着した薄膜を含む半
    導体デバイス。
  64. 【請求項６４】 請求項４２に記載の方法を使用して付着した薄膜を含む集
    積回路チップ。
  65. 【請求項６５】 上記プレートの各々は、カーブした表面を含む請求項２に
    記載のチャンバ。
  66. 【請求項６６】 チャンバ要素のガス流プロファイルは、上記要素上のガス
    滞留時間を短縮するように調整される請求項１に記載のチャンバ。
  67. 【請求項６７】 半導体ウェハを処理するための反応室において、 ガス分離プレート、冷却プレート及びガス注入プレートの配列体の少なくとも
    １つを含む分散ヘッドを備え、上記ガス分離プレート、冷却プレート及びガス注
    入プレートの少なくとも１つの少なくとも一部分は、カーブした表面を含み、そ
    して上記プレートの上記少なくとも１つは、ガス流中に配置され、更に、 上記半導体ウェハを保持する装置と、 上記分散ヘッド、及び上記半導体ウェハを保持する装置を収容するチャンバと
    を備えたことを特徴とする反応室。
  68. 【請求項６８】 上記チャンネルは、ガス流のレイノルズ数が約１００００
    以下となるに充分な巾を有する請求項１２に記載の配列体。
  69. 【請求項６９】 上記のチャンネルは、ガス流のレイノルズ数が約１０００
    以下となるに充分な巾を有する請求項１２に記載の配列体。
  70. 【請求項７０】 上記チャンネルは、少なくとも０．２ｃｍ／秒の付着ガス
    の線速度を発生するに充分な間隔とされる請求項１２に記載の配列体。
  71. 【請求項７１】 長手軸と、２つの側面とを有し、少なくとも一方の側面は
    、上記長手軸に対してある角度を抱く傾斜部分を含むことを特徴とするガス分離
    プレート。
  72. 【請求項７２】 上記傾斜部分は、上記長手軸に対して約２．５°ないし約
    １０°の範囲の角度を抱く請求項７１に記載のガス分離プレート。
  73. 【請求項７３】 カーブした上部を更に含む請求項７１に記載のガス分離プ
    レート。
  74. 【請求項７４】 請求項７１に記載のガス分離プレートを複数個含む配列体
    であって、各プレートは、傾斜部分をもつ側面と、傾斜部分をもたない側面とを
    有し、上記プレートは、隣接プレートの上記傾斜部分を有する側面が互いに対向
    して、上記隣接ガス分離プレートの上記傾斜部分間に少なくとも１つのくさび状
    のガス流チャンネルを画成するように配列され、そして上記プレートは、上記ガ
    ス分離プレート間の、傾斜部分をもたない側面間に少なくとも１つの平行な側面
    付きのガス流チャンネルを画成するように配列されるガス分離プレート配列体。
  75. 【請求項７５】 隣接するガス分離プレートの傾斜付き側面により抱かれる
    角度は、約５°ないし約２０°である請求項７４に記載の配列体。
  76. 【請求項７６】 隣接するガス分離プレートの傾斜付き側面により抱かれる
    角度は、約１０°ないし約１５°である請求項７５に記載の配列体。
  77. 【請求項７７】 隣接するガス分離プレートの傾斜付き側面により抱かれる
    角度は、約１２°である請求項７４に記載の配列体。
  78. 【請求項７８】 上記くさび状ガス流チャンネルの少なくとも１つにバイア
    スガス源が接続され、そして上記平行な側面付きガス流チャンネルの少なくとも
    １つに先駆物質ガス源が接続される請求項７４に記載の配列体。
  79. 【請求項７９】 上記くさび状ガス流チャンネルにおけるバイアスガスの流
    率は、そのくさび状ガス流チャンネルの広い部分にガスが流れるときに減少する
    請求項７８に記載の配列体。
  80. 【請求項８０】 化学蒸着及び搬送重合化の一方によりウェハに半導体薄膜
    を付着する方法において、 請求項７４に記載のガス分離プレート配列体の少なくとも１つの平行ガス流チ
    ャンネルに先駆物質ガスを通流させ、そして 上記ウェハに上記半導体薄膜を付着する、 という段階を含むことを特徴とする方法。
  81. 【請求項８１】 上記ガス分離プレート配列体の少なくとも１つのくさび状
    ガス流チャンネルにバイアスガスを通流させる段階を更に含む請求項８０に記載
    の方法。
  82. 【請求項８２】 上記くさび状チャンネルを通るガスの流率、及び隣接ガス
    分離プレートの傾斜付き側面により抱かれる角度は、上記くさび状ガス流チャン
    ネルを通るガス層流を形成するように選択される請求項８０に記載の方法。
  83. 【請求項８３】 上記バイアスガスは、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン
    及びキセノンより成るグループから選択される請求項８１に記載の方法。
  84. 【請求項８４】 上記先駆物質ガスは、ＴＥＯＳ及びオゾンを含む請求項８
    ０に記載の方法。
  85. 【請求項８５】 上記バイアスガスチャンネルを出るバイアスガスの速度は
    、上記先駆物質ガス流チャンネルを出る上記先駆物質ガスの速度より低い請求項
    ８２に記載の方法。
  86. 【請求項８６】 上記くさび状チャンネルを出るバイアスガスの速度は、上
    記先駆物質ガスチャンネルを出る先駆物質ガスの流速の約５％ないし約５０％の
    範囲である請求項８２に記載の方法。
  87. 【請求項８７】 半導体ウェハを処理するための反応室において、 ガス分離プレート、冷却プレート及びガス注入プレートの配列体を少なくとも
    １つ含む分散ヘッドを備え、上記ガス分離プレート、冷却プレート及びガス注入
    プレートの少なくとも１つの少なくとも一部分は、カーブした表面を含み、上記
    プレートの上記少なくとも１つは、ガス流中に配置され、更に、 上記分散ヘッドに先駆物質ガスを与えるためのガス入口と、 上記分散ヘッドに対して定められた位置に上記半導体ウェハを保持するための
    装置とを備え、 上記分散ヘッドは、先駆物質ガスの流れを上記半導体ウェハに向けるのに適し
    ており、 上記分散ヘッド及び上記半導体ウェハを保持する装置を収容するためのチャン
    バを更に備え、このチャンバは、多孔性表面を含む側壁を有し、更に、 上記多孔性表面を経て上記チャンバへバイアスガス流を発生するためのブラン
    ケットガス源と、 排出ポートとを備えたことを特徴とする反応室。
  88. 【請求項８８】 半導体ウェハを処理するための反応室において、 分散ヘッドを備え、この分散ヘッドはガス分離プレートの配列体を含み、この
    配列体は、傾斜部分をもつ側面及び傾斜部分をもたない側面を各々有する複数の
    ガス分離プレートを備え、上記プレートは、その隣接プレートの上記傾斜部分を
    もつ側面が互いに対向するように配列されて、上記隣接するガス分離プレートの
    上記傾斜部分間に少なくとも１つのくさび状のガス流チャンネルを形成し、そし
    て上記プレートは、上記ガス分離プレート間の、傾斜部分をもたない側面間に少
    なくとも１つの平行な側面付きガス流チャンネルを画成するように配列され、更
    に、少なくとも１つの冷却プレートと、少なくとも１つのガス注入プレートとを
    含み、上記ガス分離プレート、冷却プレート及びガス注入プレートの少なくとも
    １つの少なくとも一部分は、カーブした表面を含み、そして上記プレートの上記
    少なくとも１つは、ガス流中に配置され、更に、 上記半導体ウェハを上記分散ヘッドに対して定められた位置に保持するための
    装置を備え、 上記分散ヘッドは、先駆物質ガスの流れを上記半導体ウェハに向けさせるのに
    適しており、更に、 上記分散ヘッドに先駆物質ガスを与えるためのガス入口と、 上記分散ヘッドにバイアスガスを与えるためのガス入口と、 上記分散ヘッド及び上記半導体ウェハを保持する装置とを収容するためのチャ
    ンバとを備え、このチャンバは、多孔性表面を含む側壁を有し、更に、 上記多孔性表面を経て上記チャンバへバイアスガス流を発生するためのブラン
    ケットガス源と、 排出ポートとを備えたことを特徴とする反応室。
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