JP2003504841A - 半導体処理用のガス分配装置 - Google Patents
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Abstract
Description
関し、具体的には、これらの反応チャンバ内で使用されるガス分配システムの改
良に関する。
工程、これらの層のエッチング、フォトレジスト・マスキング層のアッシングな
どを含む。エッチングの場合には、金属、誘電体および半導体材料をエッチング
するために、プラズマ・エッチングが従来使用されている。平行板プラズマ・リ
アクタは一般に、1つまたは複数のバッフルを含むガス・チャンバ、エッチング
・ガスが通過するシャワーヘッド電極、下部電極上でシリコン・ウェハを支持す
る架台、RF電源、ガスをガス・チャンバに供給するためのガス注入源を含む。
ガスは電極によってイオン化されてプラズマを形成し、このプラズマが、シャワ
ーヘッド電極の下に支持されているウェハをエッチングする。
渡された米国特許第5,074,456号、第5,472,565号、第5,5
34,751号、第5,569,356号で開示されている。他のシャワーヘッ
ド電極ガス分配システムは、米国特許第4,209,357号、第4,263,
088号、第4,270,999号、第4,297,162号、第4,534,
816号、第4,579,618号、第4,590,042号、第4,593,
540号、第4,612,077号、第4,780,169号、第4,854,
263号、第5,006,220号、第5,134,965号、第5,494,
713号、第5,529,657号、第5,593,540号、第5,595,
627号、第5,614,055号、第5,716,485号、第5,746,
875号、第5,888,907号で開示されている。
部のエッチングである。誘電体材料は、フッ化酸化シリコン(FSG)などのド
ープ酸化シリコン、二酸化シリコンなどのアンドープ酸化シリコン、ホウ素燐ケ
イ酸ガラス(BPSG)および燐ケイ酸ガラス(PSG)などのケイ酸塩ガラス
、ドープまたはアンドープの熱成長酸化シリコン、ドープまたはアンドープのT
EOS蒸着酸化シリコンなどを含む。誘電体ドーパントは、ホウ素、燐、および
/またはヒ素を含む。誘電体は、多結晶シリコンなどの導電性または半導体層、
アルミニウム、銅、チタン、タングステン、モリブデンまたはそれらの合金など
の金属、窒化チタンなどの窒化物、チタンシリサイド、コバルトシリサイド、タ
ングステンシリサイド、モリブデンシリサイドなどの金属シリサイドなどの上に
重ねることができる。酸化シリコン内で開口部をエッチングするために平行板プ
ラズマ・リアクタを使用するプラズマ・エッチング技法は、米国特許第5,01
3,398号に開示されている。
属化工程を説明している。「シングル・ダマシン」手法では、導体またはビアの
金属化パターンを誘電体層内にエッチングし、誘電体層内でエッチングした溝ま
たはビア・ホール内に金属層を充填し、余分な金属を化学的機械的平坦化法(C
MP)またはエッチ・バック工程によって除去するという別々のステップでビア
および導体を形成する。「デュアル・ダマシン」手法では、ビアおよび導体用の
金属化パターンを誘電体層内でエッチングし、エッチングした溝およびビア開口
部を単一の金属充填および余剰金属除去工程中に金属で充填する。
マをウェハの表面の上に均等に分配することが望ましい。現行のガス分配チャン
バの設計は、ウェハ部で所望のエッチング効果を達成するためエッチング・ガス
を均一に分配するように最適化された複数のバッフルを含む。しかし、現行のバ
ッフルおよびシャワーヘッド電極の設計は、ウェハとシャワーヘッド電極の間の
特定の隙間に対して均一にガスを分配するために経験に基づいて最適化するのに
最も適しており、ウェハとシャワーヘッドの間で変わる隙間に合わせて調整する
のは困難である。さらに、従来のガス分配設計には、数百個の開口部を有する、
またはシャワーヘッド電極の裏側へのエッチング・ガスの均等な分配を確保する
には複雑で製造困難な幾何形状を有するバッフルも含まれる。大型の12インチ
(300mm)ウェハをエッチングする場合には、プロセス・ガスを制御してシ
ャワーヘッド全体にわたる均一な圧力分布を生み出すことがさらに困難である。
開口部とバッフルの数を著しく増やしてエッチング・ガスの均一な分配を維持し
なければならない。バッフル内の開口部の数が増加するにつれて、またバッフル
の数が増加するにつれて、このようなガス分配装置を製造するための複雑さとコ
ストが大幅に増加する。
して送達される所望のガス分配をなおも達成する、製造容易な設計のガス分配シ
ステムを提供する。ガス流は、任意のサイズの基板、および/またはシャワーヘ
ッドと処理する半導体基板の間の隙間に合わせて最適化できる。さらに、本発明
はシャワーヘッド電極から冷却サポート板への熱伝導をも改善でき、それによっ
て電極表面全体にわたる良好な温度均一性を生み出す。さらに、本発明は、シャ
ワーヘッド電極ガス分配システムの構成要素の間で概ね連続した電気接触を提供
できる。
サポート板およびシャワーヘッドを含む。チャンバは、シャワーヘッド全体にわ
たって所望の圧力分布を達成するために使用できる1つまたは複数のバッフルプ
レートを含めたバッフル・アセンブリを含む。複数のガス供給源は、プロセス・
ガスをガス分配チャンバ内に供給し、ここでプロセス・ガスは、バッフル・アセ
ンブリを介して、かつシャワーヘッドを介して下方に流通する。
リを含む。Oリングなどのシール部材は、上部バッフルプレートとサポート板の
間の中間位置にある。シール部材は、それを間にして空間を内側領域と外側領域
に分割する。第1ガス供給源からのガスは、内側領域にガスを向けて送り、第2
ガス供給源からのガスは、外側領域にガスを向けて送る。この構成は、様々なガ
ス化学的性質および/またはガス圧力を内側領域および外側領域に提供すること
を可能にする。その結果、基板全体にわたるガス化学的性質および/またはガス
圧力の良好な制御は、プロセス・パラメータを事前選択することによって、ある
いはそのようなプロセス・パラメータを基板の処理中に調整することによって達
成できる。
ナムを画定できる。第1プレナムは、上部バッフルプレートと中間部バッフルプ
レートの間に位置する。第2プレナムは中間部バッフルプレートと下部バッフル
プレートの間に位置し、第3プレナムは下部バッフルプレートとシャワーヘッド
の間に位置する。プレナムは、シャワーヘッド全体にわたってより均一なプロセ
ス・ガス圧力分布を生み出すために使用できる。
ス分配チャンバを画定する。サポート部材は、第1プロセス・ガスを凹部チャン
バの中央区域内に供給する第1ガス出口と、第2プロセス・ガスを凹部の周辺区
域内に供給する第2ガス出口を有する。バッフル・チャンバ内には、上部バッフ
ルプレートおよび下部バッフルプレートが固定されている。上部バッフルプレー
トは、専ら第1ガス供給源からガスを受け入れるように構成され、下部バッフル
プレートは、専ら第2ガス供給源からガスを受け入れるように構成される。上部
バッフルプレート内ガス通路の第1組が第2バッフルプレート内ガス通路と流体
接続して1組の流動接続通路を生み出し、そこを介して第1プロセス・ガスが上
部バッフルプレートから下部バッフルプレートの下面に直接通過する。第2プロ
セス・ガスは、下部バッフルプレート内ガス通路の第2組を介して、シャワーヘ
ッドの裏側に隣接するそれ自体の下面に流通する。この構成では、第1プロセス
・ガスが、下部バッフルの下面に流れる前に第2プロセス・ガスと実質的に混合
しない。下部バッフルとシャワーヘッドの間の空間は、離間された環状チャネル
を有することができ、これによりシャワーヘッドを介して通過するガスを選択的
に制御して、たとえばシャワーヘッド全体にわたって均一または不均一なガス化
学的性質および/または圧力を達成することができる。第1ガス供給源と第2ガ
ス供給源どちらからのガスもシャワーヘッド内開口部の第3組を介して基板全体
にわたる領域に流通する。
う。
本発明の好ましい例示的実施形態が図示され、述べられている。さらに、図面内
の類似の要素を識別するために使用されている参照番号は全体を通じて同じであ
る。
ワーヘッドの下に配置された基板に均一に分配できる。シャワーヘッドは、半導
体基板の上にプロセス・ガスを分配することが望ましいどのようなタイプの半導
体処理装置内でも使用できる。このような装置は、CVDシステム、アッシャ、
容量結合プラズマ・リアクタ、誘導結合プラズマ・リアクタ、ECRリアクタな
どを含む。
0とシャワーヘッド22が、密閉ガス分配チャンバ24を画定するように固定さ
れている。1つまたは複数のバッフルプレートを含むバッフル・アセンブリ26
が、サポート板20とシャワーヘッド22の間に位置する。本発明によれば、バ
ッフル・アセンブリ26の幾何形状および構成は、シャワーヘッド22の裏側2
8にガスを均一に供給するように構成する。化学蒸着工程またはドライエッチ・
プラズマ工程など半導体ウェハ工程では、これらの工程の一貫性および歩留りを
高めるために、基板全体にわたってプロセス・ガスを制御して分配することが望
ましい。
ンブリ26がバッフルプレート30Aと、任意選択のバッフルプレート30Bお
よび30Cとを含む。バッフルプレート30A〜30Cは、シャワーヘッド22
の上向きに突出した周辺側部34によって画定された凹部32内に配置される。
上部バッフルプレート30Aは、Oリング38によってサポート板20の底面3
6から離間されている。Oリング38は、上部バッフルプレート30Aとサポー
ト板20の間の空間を2つの領域に分割し、それぞれが異なるガス化学的性質、
圧力、および/または流量を有するプロセス・ガスを供給できる。第1ガス供給
源40からのガスは、上部バッフルプレート30Aとサポート板20の間の中央
領域42に流入する。第2ガス供給源44からのガスは、環状チャネル44aに
流入し、次いで上部バッフルプレート30Aとサポート板20の間の周辺領域4
6に入る。中間部板および下部板30B、30Cは、上部バッフルプレート30
Aの下に配列して、その間で開放プレナム48A、48Bを、また下部バッフル
プレート30Cとシャワーヘッド22の間で開放プレナム48Cを画定できる。
生み出し、このガス圧力はガス供給源出口付近で最も高く、出口から離れる方向
で低くなる。したがって、上部バッフルプレート30Aの上面の周辺領域46と
中央領域42の間の相対ガス圧力は、第1および第2ガス供給源40、44に接
続される第1および第2マス・フロー・コントローラ50A、50Bを使用して
調整できる。マス・フロー・コントローラ50A、50Bにはそれぞれ、ガス供
給源50C、50D、50E、50Fなどから供給される2つ以上のガスの流量
を調整することによって所望の混合ガスを供給できる。
域42および周辺領域46全体にわたって分配され、上部バッフルプレート30
A内の開口部52Aを通過して上部および中央バッフルプレート30A、30B
の間の開放プレナム48Aに入る。その後、ガスは中央バッフルプレート30B
内の開口部52Bを下に向かって流通し、中央および下部バッフルプレート30
B、30Cの間の開放プレナム48Bに入り、次いで下部バッフルプレート30
C内の開口部52Cを介して下部バッフルプレート30Cとシャワーヘッド22
の間の開放プレナム48Cに入り、最後にシャワーヘッド22内の開口部54を
介して基板に達する。ガスが開放プレナムに入るたびに、不均一な圧力が高圧の
区域から低圧の区域へと幾分均等化されるにつれて不均一な圧力分布が弱まる。
したがって、バッフルプレート30間で複数のプレナム48を画定するようにガ
ス分配システムを構成することによって、シャワーヘッド22の裏側28部で実
質的に均一な圧力分布が達成できる。
・アセンブリは、2枚のバッフルプレート56A、56Bを含む。上部バッフル
プレート56Aはサポート板20と接触する部分を含み、下部バッフルプレート
56Bはシャワーヘッド22と接触する部分を含む。サポート板20とバッフル
・アセンブリ26とシャワーヘッド22の間の表面と表面の接触は、どちらもシ
ャワーヘッド22とバッフル・アセンブリ26とサポート板20の間の熱伝導を
促進し、シャワーヘッドを上部電極として使用する場合は、シャワーヘッド22
とバッフル・アセンブリ26とサポート板20の間で電気的な導電性経路を提供
することができる。
ワーヘッド22からバッフル・アセンブリ26を介して熱を引き出す。たとえば
、サポート板20内の冷却チャネル58を介して冷却剤を循環させて、基板の処
理中に発生する熱を放散させることができる。
中央凹部62にガスを供給するように構成する。第2ガス供給源64はガスを環
状マニフォルド66に供給し、これが下部バッフルプレート56Bより上の周辺
領域68にガスを分配する。マニフォルド66は、サポート板20と一体にする
こともでき、またはガス分配システムの別個の構成要素を含むこともできる。
ね中央に位置する第1ガス供給源60から上部バッフルプレート56Aの周辺部
にガスを分配する。チャネル70は、サポート板20の下面36と接触する接触
表面72間に画定される。熱および電流は、上部バッフルプレート56Aから表
面72を介してサポート板20に流れる。同様に、下部バッフルプレート56B
の上面は放射状に延びるチャネル74を含み、これが周辺に位置するマニフォル
ド66から下部バッフルプレート56Bの中央部内の環状チャネル76にガスを
分配する。放射状に延びるチャネル74は、上部バッフルプレート56Aと熱的
かつ電気的に接触する接触表面78間に画定される。図ではチャネル70、74
、76が上部および下部バッフルの上面内にあるが、サポート板20および上部
バッフルプレートの下面内に形成することもできる。
0は、下部バッフルプレート56B内開口部82の第1組に流動接続する。つま
り、上部バッフルプレート56A内開口部80および下部バッフルプレート56
B内開口部82の第1組は、第1ガス供給源60から上部および下部バッフルプ
レート56A、56Bを介して概ね連続する、途切れのない流体経路を画定する
。第2ガス供給源64からのガスは、下部バッフルプレート56B内のチャネル
74内開口部84の第2組を介して流通する。流動接続された開口部80、82
と開口部84の第2組は、第1ガス供給源60からのガスと第2ガス供給源64
からのガスの間での著しい混合を防止するように構成する。このような構成では
、一部のガスが上部バッフルプレートと下部バッフルプレートの間で移動できる
。このような移動を防止するためには、上部および下部バッフルプレートは、2
つのガスが混合しないような形で接着またはメタラジによって結合できよう。
置合せ機能など適切な技法によって、上部バッフルプレート内開口部80を下部
バッフルプレート内開口部82の第1組に位置合せすることによって作り出す。
しかし、開口部80を開口部82に接続するための他の手法は、上部バッフルと
下部バッフルの間にパターン付きガスケットを挿入すること、または上部および
下部バッフル内の開口部間に結合された個別の管を設けることを含む。
み、これがシャワーヘッド22の上面に熱的かつ電気的に接触する。流動接続さ
れた開口部80、82と、開口部84の第2組はどちらも、下向きに突出した壁
部分86によって画定され、放射状に離間された環状チャネル88に通じる。チ
ャネル88は、シャワーヘッドの上面内に形成でき、または下部バッフルプレー
トとシャワーヘッドの間の空間は、その間にシャワーヘッドからの熱を伝導する
ための、かつ/または電力をシャワーヘッドに供給するための接触部分を有する
、または有さない開放プレナムとすることができる。
6Aおよび下部バッフルプレート56B内の流動接続された開口部80、82を
流通し、第2ガス供給源64からのガスが、下部バッフルプレート56B内の開
口部84の第2組を流通する。第1および第2ガス供給源60、64両方からの
ガスが、シャワーヘッド22の上面より上にある下部バッフルプレートの下面内
のチャネル88内で混合され、シャワーヘッド22内の開口部90の第3組を流
通して基板に向かう。
ス供給源60付近で最も高く、上部バッフルプレート56Aの周辺部付近で最も
低い。プロセス・ガスは上部および下部バッフルプレート56A、56B内の流
動接続された開口部82、84を下に向かって通り、下部バッフルプレート56
Bの下面内の開放チャネル88に流通する。動作中は、第1および第2ガス供給
源が同じ圧力でガスを供給した場合、第1ガス供給源60からのガスは、圧力が
下部バッフルプレート56Bの中央に隣接して高く、下部バッフルプレート56
Bの周辺部で低い圧力分布をもたらす一方、第2ガス供給源64からのガスは、
圧力が下部バッフルの周辺部で高く中央で低い圧力分布をもたらす。その結果、
本発明のバッフル構成によって、シャワーヘッドの裏側で見られる圧力を、シャ
ワーヘッドの裏側全体にわたってより均一にすることができる。
体にわたって制御された、不均一なガス圧力分布を提供できる。たとえば、シャ
ワーヘッド22の裏側28の周辺部で高いガス圧力が望ましい場合は、第2ガス
供給源64を介した流れを、第1ガス供給源60を介した流れに対して選択的に
増やすことができる。逆にシャワーヘッド22の裏側28の中央付近で比較的高
いガス圧力が望ましい場合は、第1ガス供給源60を介した流れを、第2ガス供
給源64を介した流れに対して増やすことができる。したがって、枚葉ウェハ処
理の場合は、ガス分配システムが、ウェハより上にある1つまたは複数の環状ゾ
ーンに様々なガス化学的性質を供給できる。ガス化学的性質、流量、圧力は、こ
のような各環状ゾーン周りに円周的に均一にできる一方、ゾーンからゾーンにか
けて放射状に変えることができるため、ウェハ表面部での処理条件がウェハ全体
にわたり変化するような工程中に、ウェハの均一な処理に影響を与えることが可
能である。
エッチングできる様子を示す略図である。図7Aは、トレンチに対応する開口部
500が、酸化シリコンなどの第1誘電体層540、窒化シリコンなどの第1ス
トップ層560、酸化シリコンなどの第2誘電体層580、窒化シリコンなどの
第2ストップ層600、シリコン・ウェハなどの基板620からなるスタックの
上に重なるフォトレジスト・マスキング層520内に設けられているエッチング
前状態を示す。1回のエッチングされるステップで第1ストップ層560を介し
てビアをエッチングするために、第1ストップ層560は開口部640を含む。
図7Bはエッチング後の構造を示し、開口部500が誘電体層540を介して第
1ストップ層560に延び、開口部640が第2誘電体580を介して第2スト
ップ層600に延びている。このような構成を「セルフアライン・デュアル・ダ
マシン」構造と呼ぶことができる。
よって供給されるプロセス・ガス条件を互いに対して変更できる。たとえば、ト
レンチ500のエッチング中は、Ar、酸素およびフッ化炭化水素(たとえば、
CHF3およびC4F8)の混合体を供給でき、ビア640のエッチング中は、
ウェハの中央領域への酸素の流れを減らすことができる。low−k誘電体層を
エッチングする場合は、C2H4などの炭化水素を含むことができ、炭化水素対
酸素ガス流量比を放射状に変えて均一なエッチングを達成できる。したがって、
本発明によれば、ウェハの中央および縁部へのガスの流れを調整して、プラズマ
・チャンバ内で縁部の早いエッチングおよび中央の早いエッチングの状態を補償
できる。たとえば、従来型プラズマ・チャンバでは、フォトレジストが腐食され
るまで縁部の早いエッチング状態が起こり、その後中央の早いエッチング状態が
起こりうる。本発明によるガス分配装置によって、ウェハがフォトレジスト層を
有する間はより多くの酸素を中央に供給でき、フォトレジスト層が腐食除去され
たとき中央への酸素の流れを減らすことができる。その結果、縁部の早いエッチ
ング状態および中央の早いエッチング状態を補償することによって、より均一な
エッチングを達成できる。
二酸化シリコンなどのアンドープ酸化シリコン、スピン・オン・ガラス(SOG
)、ホウ素燐ケイ酸ガラス(BPSG)および燐ケイ酸ガラス(PSG)などの
ケイ酸塩ガラス、ドープまたはアンドープの熱成長酸化シリコン、ドープまたは
アンドープのTEOS蒸着酸化シリコンなど様々な誘電体層のプラズマ・エッチ
ングを含む様々なプラズマ工程に適用可能である。誘電体ドーパントは、ホウ素
、燐、および/またはヒ素を含む。誘電体は、多結晶シリコンなどの導体または
半導体層、アルミニウム、銅、チタン、タングステン、モリブデンまたはそれら
の合金などの金属、窒化チタンなどの窒化物、チタンシリサイド、コバルトシリ
サイド、タングステンシリサイド、モリブデンシリサイドなどの金属シリサイド
などの上に重ねることができる。
とすることができる。このようなプラズマ・リアクタは一般に、高密度プラズマ
を発生させるためのRFエネルギー、マイクロ波エネルギー、磁界などを使用す
る高エネルギー源を有する。たとえば、高密度プラズマは、誘導結合プラズマ・
リアクタとも呼ばれる変圧器結合プラズマ(TCP(商標))、電子サイクロト
ロン共鳴(ECR)プラズマ・リアクタ、ヘリコン・プラズマ・リアクタなどの
中で発生させることができよう。高密度プラズマの得られる高流量プラズマ・リ
アクタの例は、本願の所有者が所有する米国特許第5,820,723号で開示
されており、その開示を参照により本明細書に組み込む。
の精神から逸脱することなく、上述した以外の特定形態で本発明を実施すること
が可能なことは、当業者には容易に明らかであろう。好ましい実施形態は例示的
なものであり、決して限定的であると見なしてはならない。本発明の範囲は、前
述の説明ではなく添付の特許請求の範囲に提示されており、特許請求の範囲内に
該当する変形形態および均等物はすべて、その中に包含するものとする。
Claims (31)
- 【請求項1】 半導体基板処理で使用する反応チャンバ用として有効なガス
分配システムであって、 その下部表面内に凹部を有し、前記凹部の中央区域に通じる第1ガス供給源お
よび前記凹部の周辺区域に通じる第2ガス供給源を有するサポート部材と、 バッフル構成であって、前記第1ガス供給源からのガスが当該バッフル構成内
の第1開口部を通過し、前記第2ガス供給源からのガスが当該バッフル構成内の
第2開口部を通過するように前記凹部内に位置するバッフル構成と、 前記第1開口部および前記第2開口部を通過するガスが互いに混合され、シャ
ワーヘッド内の第3開口部セットを通過するようにサポート部材によって支持さ
れたシャワーヘッドと を備えることを特徴とするガス分配システム。 - 【請求項2】 前記シャワーヘッドが上部電極であり、前記サポート部材が
プラズマ反応チャンバの温度制御された部材であることを特徴とする請求項1に
記載のガス分配システム。 - 【請求項3】 前記サポート部材が、温度制御された部材に取り付けられた
支持リングを備えることを特徴とする請求項1に記載のガス分配システム。 - 【請求項4】 前記バッフル構成が、上部バッフルプレートおよび下部バッ
フルプレートを含み、前記上部バッフルプレートと前記下部バッフルプレートの
間に位置する1つまたは複数のガス流チャネルにガスを供給する前記第2ガス供
給源と、前記バッフルプレートの外側領域から前記バッフルプレートの内側領域
への方向でチャネルを流通する前記第2ガス供給源からのガスとを含むことを特
徴とする請求項1に記載のガス分配システム。 - 【請求項5】 前記チャネルが、前記上部バッフルプレートの下部表面内お
よび/または前記下部バッフルプレートの上部表面内に形成されることを特徴と
する請求項4に記載のガス分配システム。 - 【請求項6】 前記下部バッフルプレートの上部表面が前記上部バッフルプ
レートの下部表面と熱接触することを特徴とする請求項5に記載のガス分配シス
テム。 - 【請求項7】 前記シャワーヘッドが電極であり、前記上部バッフルプレー
トおよび前記下部バッフルプレートが導電性材料からなり、前記下部バッフルプ
レートの上部表面が前記上部バッフルプレートの下部表面と電気接触することを
特徴とする請求項5に記載のガス分配システム。 - 【請求項8】 前記バッフル構成が、前記上部バッフルプレートおよび前記
下部バッフルプレートを含み、前記第1開口部および前記第2開口部を通過する
ガスが、前記下部バッフルプレートと前記シャワーヘッドの間に位置するガス流
チャネル内で混合されることを特徴とする請求項1に記載のガス分配システム。 - 【請求項9】 前記チャネルが、前記下部バッフルプレートの下部表面内お
よび/または前記シャワーヘッドの上部表面内に形成され、前記下部バッフルプ
レートの下部表面が前記シャワーヘッドの上部表面と接触することを特徴とする
請求項8に記載のガス分配システム。 - 【請求項10】 前記シャワーヘッドが電極であり、前記上部バッフルプレ
ートおよび前記下部バッフルプレートが導電性材料からなり、前記下部バッフル
プレートの下部表面内および/または前記シャワーヘッドの上部表面内にチャネ
ルが形成され、前記下部バッフルプレートの下部表面が前記シャワーヘッドの上
部表面と電気的かつ熱的に接触することを特徴とする請求項8に記載のガス分配
システム。 - 【請求項11】 前記シャワーヘッドがシャワーヘッド電極を備えることを
特徴とする請求項1に記載のガス分配システム。 - 【請求項12】 前記バッフル構成が、バッフルプレートとシール部材とを
含み、前記シール部材が、前記バッフルプレートと前記サポート部材の間の空間
を中央領域と周辺領域に分離し、前記第1ガス供給源が中央領域に通じ、前記第
2ガス供給源が周辺領域に通じることを特徴とする請求項1に記載のガス分配シ
ステム。 - 【請求項13】 前記シール部材がOリングであることを特徴とする請求項
12に記載のガス分配システム。 - 【請求項14】 前記第1ガス供給源に接続された第1マス・フロー・コン
トローラと、前記第2ガス供給源に接続された第2マス・フロー・コントローラ
と、前記第1および第2マス・フロー・コントローラに接続され、前記第1およ
び第2ガス供給源によって供給されるプロセス・ガスの化学的性質および/また
はガス流量を調節するコントローラと、をさらに備えることを特徴とする請求項
1に記載のガス分配システム。 - 【請求項15】 反応チャンバ内で基板を処理する方法において、 ガス分配システムが、内部でバッフル・チャンバを画定するサポート部材を含
み、 前記サポート部材が、前記バッフル・チャンバの中央領域に通じる第1ガス供
給源と、前記バッフル・チャンバの周辺領域に通じる第2ガス供給源とを有し、 バッフル構成が、前記第1ガス供給源からのガスは前記バッフル構成内の第1
開口部を通過し、前記第2ガス供給源からのガスは前記バッフル構成内の第2開
口部を通過するように前記バッフル・チャンバ内に位置し、 シャワーヘッドが、前記第1開口部および前記第2開口部を通過するガスが互
いに混合され、前記シャワーヘッド内の第3開口部を通過するように前記サポー
ト部材に支持されており、 前記方法は、 前記反応チャンバに半導体基板を供給する工程と、 プロセス・ガスがバッフル構成を通過するまで混合されることなくプロセス・
ガスが前記バッフル構成を通過し、その後混合された前記プロセス・ガスがシャ
ワーヘッドを通過して反応チャンバの内部に入るように第1ガス供給源および第
2ガス供給源に前記プロセス・ガスを供給する工程と、 前記シャワーヘッドを通過する前記プロセス・ガスで前記半導体基板を処理す
る工程と を有することを特徴とする方法。 - 【請求項16】 前記シャワーヘッドが、通過する前記プロセス・ガスを活
性化してプラズマ状態にするシャワーヘッド電極であることを特徴とする請求項
15に記載の方法。 - 【請求項17】 さらに、前記半導体基板の露出表面と接触するプラズマを
前記プロセス・ガスが形成するように前記シャワーヘッド電極にRF電源を供給
して、前記半導体基板上の層をエッチングすることを特徴とする請求項16に記
載の方法。 - 【請求項18】 前記半導体基板がシリコン・ウェハを含み、前記方法がウ
ェハ上の材料の誘電体、半導体または導電性層をドライ・エッチングすることを
特徴とする請求項15に記載の方法。 - 【請求項19】 前記方法が前記半導体基板上で材料の層を蒸着することを
含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 【請求項20】 前記シャワーヘッドがシャワーヘッド電極を備え、前記サ
ポート部材が温度制御された部材を備え、前記方法が前記温度制御された部材を
介して冷却剤を通過させることによって、前記シャワーヘッドから熱を除去する
ことを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 【請求項21】 前記バッフル構成が、上部バッフルおよび下部バッフルプ
レートを含み、前記第2ガス供給源が、前記上部バッフルプレートと前記下部バ
ッフルプレートの間に位置する1つまたは複数のガス流チャネルにガスを供給し
、前記第2ガス供給源からのガスが、前記バッフルプレートの外側領域から前記
バッフルプレートの内側領域への方向でチャネルを通過することを特徴とする請
求項15に記載の方法。 - 【請求項22】 さらに、前記シャワーヘッドの裏側全体にわたって所望の
ガス圧力分布が得られるように、前記第1ガス供給源に供給される前記プロセス
・ガスの流量および/またはガス圧力を調節すること、および前記第2ガス供給
源に供給されるプロセス・ガスの流量および/またはガス圧力を調節することを
特徴とする請求項15に記載の方法。 - 【請求項23】 さらに、前記バッフル構成が、上部バッフルプレートおよ
び下部バッフルプレートを含み、前記方法が、前記シャワーヘッド、前記下部バ
ッフルプレート、前記上部バッフルプレートおよび/または前記サポート部材の
接触表面を介して前記シャワーヘッドから熱を除去することによって前記シャワ
ーヘッドを冷却することを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 【請求項24】 前記バッフル構成が、上部バッフルプレートおよび下部バ
ッフルプレートを含み、前記第1および第2開口部を通過するガスが、前記下部
バッフルプレートと前記シャワーヘッドの間に位置する放射状に離間された環状
ガス流チャネル内で混合されることを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 【請求項25】 前記チャネルが前記下部バッフルプレートの下部表面内お
よび/または前記シャワーヘッドの上部表面内に形成され、前記半導体基板の処
理中に熱が前記シャワーヘッドから除去されるように前記下部バッフルプレート
の下部表面が前記シャワーヘッドの上部表面と接触することを特徴とする請求項
24に記載の方法。 - 【請求項26】 前記第1ガス供給源を流通する前記プロセス・ガスが、前
記第2ガス供給源を流通する前記プロセス・ガスと同じ化学的性質を有すること
を特徴とする請求項15に記載の方法。 - 【請求項27】 前記第1ガス供給源を通過する前記プロセス・ガスが、前
記第2ガス供給源を通過する前記プロセス・ガスと異なる化学的性質を有するこ
とを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 【請求項28】 前記基板が、少なくとも第1および第2ステップでエッチ
ングされる半導体ウェハであり、前記第1ガス供給源を通過する前記プロセス・
ガスが第2ガス供給源を通過するプロセス・ガスに対して調節されて、前記第1
および第2ステップ中に、縁部の早いエッチング状態および中央の早いエッチン
グ状態を補償することを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 【請求項29】 前記開口部が、前記基板の誘電体層の露出した部分を介し
て前記基板の導電性または半導体層へとエッチングされることを特徴とする請求
項15に記載の方法。 - 【請求項30】 前記エッチングされるステップが、ダマシン構造を製造す
る工程の一部として実施されることを特徴とする請求項29に記載の方法。 - 【請求項31】 前記半導体基板がフォトレジスト・マスキング層、第1誘
電体層、第1ストップ層、第2誘電体層、第2ストップ層の層を含み、前記エッ
チングされるステップは、前記フォトレジスト層内にパターン付けられたトレン
チが前記エッチングされるステップの第1段階中に第1誘電体層を介して前記第
1ストップ層へとエッチングされ、ビアまたはコンタクト開口部が前記エッチン
グされるステップの第2段階中に第2誘電体層を介して第2ストップ層へとエッ
チングされるように実施され、前記第1ガス供給源および第2ガス供給源によっ
て供給されるプロセス・ガスは、前記第1段階中のプロセス・ガス組成および/
または流量が前記第2段階中のプロセス・ガス組成および/または流量と異なる
ように調整されることを特徴とする請求項29に記載の方法。
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