JP2014220231A - 温度制御機能を備えるマルチプレナムシャワーヘッド - Google Patents
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Abstract
【解決手段】装置は、フェースプレートアセンブリ100を形成するプレートまたは構成要素のスタックを含むことがある。フェースプレートアセンブリは、ラジカル拡散器プレート101と、前駆体送達プレート103と、ラジカル拡散器プレートと前駆体送達プレートとの間に挿間された断熱体102と、を含むことがある。フェースプレートアセンブリは、ラジカル拡散器プレートに実質的に垂直な中心線を有するラジカル通過穴のパターンを有することがある。断熱体は、ラジカル拡散器プレートと前駆体送達プレートとの間の熱の流れを調整するように構成することができる。
【選択図】図1A
Description
本出願は、米国特許法第119条(e)の下で、どちらも「MULTI−PLENUM SHOWERHEAD WITH TEMPERATURE CONTROL」という名称の2013年2月15日出願の米国仮特許出願第61/765,432号および2013年2月27日出願の第61/770,251号に対する利益を主張する。上記の仮特許出願はどちらも、それらの全体を参照により本明細書に組み込む。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
適用例1:
半導体処理操作用のシャワーヘッドであって、
第1の面と、反対側の第2の面と、を有する前駆体送達プレートと、
第1の面と、反対側の第2の面と、を有するラジカル通過プレートであって、前記ラジカル通過プレートの前記第2の面が、前記前駆体送達プレートの前記第1の面に面する、ラジカル通過プレートと、
前記前駆体送達プレートと前記ラジカル通過プレートとの間に挿間された断熱体と、
ラジカル通過穴のパターンと、を備え、
前記ラジカル通過穴がそれぞれ、
前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体を貫通し、
前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体に実質的に垂直な穴中心軸を有し、
前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体を通る前記ラジカル通過穴の前記穴中心軸に垂直な実質的に均一な断面積を維持する、シャワーヘッド。
適用例2:
適用例1のシャワーヘッドであって、
前記ラジカル通過プレートと前記前駆体送達プレートが直接的に熱接触し、前記ラジカル拡散器プレートの前記第1の面と前記前駆体送達プレートの前記第2の面とが同じ距離を保つように厚さ設定された場合における前記ラジカル通過プレートと前記前駆体送達プレートとの間の熱流量未満になるように、前記ラジカル通過プレートと前記前駆体送達プレートとの間の熱流量を制御するように前記断熱体が構成される、シャワーヘッド。
適用例3:
適用例1のシャワーヘッドであって、
前記前駆体送達プレートが、ガス送達穴のパターンと、1つまたは複数の内部ガス分散経路と、を含み、
前記ガス送達穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体に実質的に垂直な穴中心軸を有し、
前記ガス送達穴が、それぞれ、前記1つまたは複数のガス分散経路の少なくとも1つに流体接続され、
前記ガス送達穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレートの前記第2の面で、前記前駆体送達プレートから出る、シャワーヘッド。
適用例4:
適用例1のシャワーヘッドであって、
前記ラジカル通過穴が、7:1〜10:1の間の長さ対直径の比を有する、シャワーヘッド。
適用例5:
適用例1のシャワーヘッドであって、
前記ラジカル通過穴が、6:1〜11:1の間の長さ対直径の比を有する、シャワーヘッド。
適用例6:
適用例1のシャワーヘッドであって、
前記ラジカル通過穴が、少なくとも0.25インチ(0.635cm)の長さを有する、シャワーヘッド。
適用例7:
適用例1のシャワーヘッドであって、
前記ラジカル通過プレートが、前記ラジカル通過プレートにわたって延在する1つまたは複数の第1の内部冷却経路を含み、前記1つまたは複数の第1の内部冷却経路が、前記ラジカル通過プレート内部の前記ラジカル通過穴から流体的に隔離されている、シャワーヘッド。
適用例8:
適用例7のシャワーヘッドであって、
前記第1の内部冷却経路が、経路のアレイを含み、
各経路が、平均で、前記ラジカル通過プレートの前記第1の面に実質的に垂直な基準面に実質的に平行な進路に従い、
各経路が、入口に流体接続された第1の端部と、出口に流体接続された第2の端部と、を有する、シャワーヘッド。
適用例9:
適用例7のシャワーヘッドであって、
前記第1の内部冷却経路が、経路のアレイを含み、
各経路が、平均で、前記ラジカル通過プレートの前記第1の面に実質的に垂直な基準面に実質的に平行な進路に従い、
前記基準面の第1の面に位置される各経路が、第1の入口に流体接続される第1の端部と、第1の出口に流体接続される第2の端部と、を有し、
前記基準面の前記第1の面とは反対の前記基準面の第2の面に位置される各経路が、第2の入口に流体接続される第1の端部と、第2の出口に流体接続される第2の端部と、を有する、シャワーヘッド。
適用例10:
適用例9のシャワーヘッドであって、
前記第1の入口、前記第2の入口、前記第1の出口、および前記第2の出口が、それぞれ、個別のクーラントプレナムを介してそれぞれの経路に接続され、前記クーラントプレナムが、実質的に弧状であり、径方向で前記ラジカル通過プレートの中心軸の周りに配置される、シャワーヘッド。
適用例11:
適用例7のシャワーヘッドであって、
前記第1の内部冷却経路が、第1の経路のアレイを含み、
前記第1の経路が、それぞれ、平均で、前記ラジカル通過プレートの前記第1の面に実質的に垂直な基準面に実質的に平行な第1の進路に従い、
前記第1の内部冷却経路が、第2の経路のアレイを含み、
前記第2の経路が、それぞれ、平均で、前記基準面に実質的に平行な第2の進路に従い、
前記第1の経路と前記第2の経路が、前記ラジカル通過プレート内部で互いに流体的に隔離され、
各第1の経路が、第1の入口に流体接続された第1の端部と、第1の出口に流体接続された、前記第1の経路の前記第1の端部とは反対側の第2の端部と、を有し、
各第2の経路が、第2の入口に流体接続された第1の端部と、第2の出口に流体接続された、前記第2の経路の前記第1の端部とは反対側の第2の端部と、を有し、
前記第1の入口、前記第2の入口、前記第1の出口、および前記第2の出口が、
前記第1の入口内に流される冷却流体が、第1の平均方向で、前記第1の経路を通って前記第1の出口から出るように流れ、
前記第2の入口内に流される冷却流体が、第2の平均方向で、前記第2の経路を通って前記第2の出口から出るように流れ、
前記第1の平均方向と前記第2の平均方向とが実質的に逆向きである
ように構成される、シャワーヘッド。
適用例12:
適用例1のシャワーヘッドであって、さらに、
周方向プレナムを備え、
前記周方向プレナムが、
内周縁を有し、
前記ラジカル通過プレートの前記第1の面の近位にあり、
前記内周縁にわたって実質的に均等に分散した様式で、実質的に前記ラジカル通過プレートの中心軸に向けてガスを流すように構成される、シャワーヘッド。
適用例13:
適用例12のシャワーヘッドであって、さらに、
プラズマドームを備え、前記プラズマドームが、前記ラジカル通過プレートの前記中心軸の周りで実質的に軸対称である内面と、前記ラジカル通過プレートの前記中心軸の近くで、前記プラズマドームの一端に位置された1つまたは複数のラジカルガス入口と、前記プラズマドームの反対側の端部に位置され、前記プラズマドームを前記シャワーヘッドと接続するように構成された取付インターフェースと、を有し、それにより、前記プラズマドームの前記内面と、前記ラジカル通過プレートの前記第1の面とが、ラジカル源体積を画定し、前記周方向プレナムからのガス流が、前記ラジカル源体積内に流れる、シャワーヘッド。
適用例14:
適用例13のシャワーヘッドであって、
前記周方向プレナムが、前記プラズマドームと前記ラジカル通過プレートとの間に挿間されたアダプタ内に位置される、シャワーヘッド。
適用例15:
適用例13のシャワーヘッドであって、
前記周方向プレナムが、前記取付インターフェースの近くで前記プラズマドーム内に位置される、シャワーヘッド。
適用例16:
適用例1のシャワーヘッドであって、
前記断熱体が、前記前駆体送達プレートおよび前記ラジカル通過プレートのそれぞれの熱伝導率よりも実質的に低い熱伝導率を有するプレートを備える、シャワーヘッド。
適用例17:
適用例1のシャワーヘッドであって、
前記断熱体が、
前記ラジカル通過プレートと前記前駆体送達プレートとの間に間隙を有し、前記間隙が、前記ラジカル通過プレートと前記前駆体送達プレートとの間の自由体積を画定し、
前記断熱体が、さらに、ラジカル通過穴の前記パターン内のラジカル通過穴の数に対応する数の管状構造を備え、
各管状構造が、
前記ラジカル通過穴の異なる1つに対応し、
前記対応するラジカル通過穴の公称直径に実質的に等しい内径を有し、
前記間隙にわたって延在し、
流体連絡に関して前記自由体積から前記ラジカル通過穴を実質的に隔離する、シャワーヘッド。
適用例18:
適用例17のシャワーヘッドであって、
前記管状構造の少なくとも1つが、個別の管セグメントである、シャワーヘッド。
適用例19:
適用例18のシャワーヘッドであって、
前記管状構造の前記少なくとも1つが、水晶またはサファイアからなる群から選択される材料から形成される、シャワーヘッド。
適用例20:
適用例1のシャワーヘッドであって、
前記断熱体が、
少なくとも2つの積層された層を備え、
各層が、前記ラジカル通過穴を含む、シャワーヘッド。
適用例21:
適用例20のシャワーヘッドであって、
前記断熱体が、さらに、前記層のうちの1層の第1の対合表面と、隣接する層の第2の対合表面との間の第1の界面を備え、
前記第1の対合表面と前記第2の対合表面の少なくとも一方が、約8〜16マイクロインチ以上の表面粗さRa値を有する、シャワーヘッド。
適用例22:
適用例20のシャワーヘッドであって、
前記層が、各層にわたって約0.002インチ(0.00508cm)の絶対平面度を有する、シャワーヘッド。
適用例23:
適用例3のシャワーヘッドであって、
前記ラジカル通過穴が、第1の平面上の開口を介して前記前駆体送達プレートの前記第2の面から出ており、前記ガス送達穴が、前記前駆体送達プレートの前記第1の面とは逆の方向に第1の非ゼロ距離だけ前記第1の平面からずらされた第2の平面上の開口を介して前記前駆体送達プレートの前記第2の面から出る、シャワーヘッド。
適用例24:
適用例23のシャワーヘッドであって、
前記第1の非ゼロ距離が0.25インチ(0.635cm)よりも大きい、シャワーヘッド。
適用例25:
適用例23のシャワーヘッドであって、
前記第1の非ゼロ距離が0.25インチ(0.635cm)〜3インチ(7.62cm)の間である、シャワーヘッド。
適用例26:
適用例23のシャワーヘッドであって、
前記第1の非ゼロ距離が3インチ(7.62cm)〜12インチ(30.48cm)の間である、シャワーヘッド。
適用例27:
適用例3のシャワーヘッドであって、
前記ラジカル通過穴が、第1の平面上の開口を介して前記前駆体送達プレートの前記第2の面から出ており、前記ガス送達穴が、第2の平面上の開口を介して前記前駆体送達プレートの前記第2の面から出ており、前記第2の平面が、前記前駆体送達プレートの前記第1の面とは反対の方向に前記第1の平面からずらされており、また、前記第1の平面上の前記開口を介して前記ラジカル通過プレートから流されるラジカル化されたガスが前記第2の平面に衝突する前に実質的に十分に発達した流れを示すように、前記第2の平面が十分に前記第1の平面から離れている、シャワーヘッド。
適用例28:
適用例1のシャワーヘッドであって、
前記ラジカル拡散器プレートが、前記ラジカル拡散器プレートとのラジカル再結合を阻止する材料で少なくとも部分的にコーティングされる、シャワーヘッド。
適用例29:
適用例28のシャワーヘッドであって、
前記材料が、窒化アルミニウム、水晶、およびサファイアからなる群から選択される、シャワーヘッド。
適用例30:
適用例1のシャワーヘッドであって、
プロセスチャンバをさらに含み、前記ラジカル拡散器プレートと、前記断熱体と、前記前駆体送達プレートとが、前記プロセスチャンバにプロセスガスを送達するように構成される、シャワーヘッド。
適用例31:
適用例30のシャワーヘッドであって、
1つまたは複数の追加のプロセスチャンバをさらに含み、前記プロセスチャンバと前記1つまたは複数の追加のプロセスチャンバとが、複数チャンバ半導体処理ツールを形成する、シャワーヘッド。
適用例32:
適用例30のシャワーヘッドであって、
さらに、第2のラジカル拡散器プレートと、第2の断熱体と、第2の前駆体送達プレートと、を備え、
前記第2のラジカル拡散器プレートと、前記第2の断熱体と、前記第2の前駆体送達プレートとが、前記ラジカル拡散器プレート、前記断熱体、および前記前駆体送達プレートと同様に配置され、
前記プロセスチャンバが、少なくとも第1の処理ステーションと第2の処理ステーションと、を含み、
前記ラジカル拡散器プレートと、前記断熱体と、前記前駆体送達プレートとが、前記第1のステーションにプロセスガスを送達するように構成され、
前記第2のラジカル拡散器プレートと、前記第2の断熱体と、前記第2の前駆体送達プレートとが、前記第2のステーションにプロセスガスを送達するように構成される、シャワーヘッド。
適用例33:
半導体処理操作用のシャワーヘッドを使用するための方法であって、前記シャワーヘッドが、
第1の面と、反対側の第2の面と、を有する前駆体送達プレートと、
第1の面と、反対側の第2の面と、を有するラジカル通過プレートと、を備え、前記ラジカル通過プレートの前記第2の面が、前記前駆体送達プレートの前記第1の面に面し、
シャワーヘッドが、さらに、前記前駆体送達プレートと前記ラジカル通過プレートとの間に挿間された断熱体と、
ラジカル通過穴のパターンと、を備え、
前記ラジカル通過穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレートと、前記ラジカル通過プレートと、前記断熱体と、を貫通し、
前記ラジカル通過穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体に実質的に垂直な穴中心軸を有し、
前記ラジカル通過穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体を通る前記ラジカル通過穴の前記穴中心軸に垂直な実質的に均一な断面積を維持し、
前記前駆体送達プレートが、ガス送達穴のパターンと、1つまたは複数の内部ガス分散経路と、を含み、
前記ガス送達穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体に実質的に垂直な穴中心軸を有し、
前記ガス送達穴が、それぞれ、前記1つまたは複数のガス分散経路の少なくとも1つに流体接続され、
前記ガス送達穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレートの前記第2の面で、前記前駆体送達プレートから出ており、
前記方法が、
前記前駆体送達プレートを第1の温度で保つステップと、
前記ラジカル通過プレートを第2の温度で保つステップと、
前記ラジカル通過プレートが前記第1の温度である状態で、前記ガス送達穴を介して第1のプロセスガスを提供するステップと、
前記ラジカル通過プレートが前記第2の温度である状態で、前記ラジカル通過穴を介して第2のプロセスガスを提供するステップと、を含む方法。
適用例34:
半導体処理操作用のリアクタであって、
リアクタチャンバと、
前記リアクタチャンバ内部に位置されたウェハ支持体と、
シャワーヘッドと、を備え、
前記シャワーヘッドが、
第1の面と、反対側の第2の面と、を有する前駆体送達プレートと、
第1の面と、反対側の第2の面と、を有するラジカル通過プレートであって、前記ラジカル通過プレートの前記第2の面が、前記前駆体送達プレートの前記第1の面に面する、ラジカル通過プレートと、
前記前駆体送達プレートと前記ラジカル通過プレートとの間に挿間された断熱体と、
ラジカル通過穴のパターンと、を含み、
前記ラジカル通過穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレートと、前記ラジカル通過プレートと、前記断熱体と、を貫通し、
前記ラジカル通過穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体に実質的に垂直な穴中心軸を有し、
前記ラジカル通過穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体を通る前記ラジカル通過穴の前記穴中心軸に垂直な実質的に均一な断面積を維持し、
前記シャワーヘッドと前記ウェハ支持体とが、前記ウェハ支持体が前記リアクタチャンバ内部で前記シャワーヘッドの下にあるように構成される、リアクタ。
適用例35:
第1の面と、
前記第1の面と実質的に平行であり、前記第1の面からずらされた第2の面と、
前記第1の面と前記第2の面との間にわたって延在する複数の管状構造であって、前記第1の面と前記第2の面とにわたって分散されたパターンで配列される複数の管状構造と、を備え、
前記管状構造が、前記管状経路内部の体積と、前記第1の面と前記第2の面との間に実質的に画定される体積との間の流体の流れを実質的に防止する、断熱体。
適用例36:
適用例35の断熱体であって、さらに、
前記第1の面と前記第2の面の間にわたって延在し、前記複数の管状構造を取り囲む周壁を備え、
前記周壁、前記第1の面、前記第2の面、および前記管状構造の最外面が、前記断熱体の中空内部体積を画定する、断熱体。
適用例37:
適用例36の断熱体であって、さらに、
前記断熱体の前記中空内部体積と流体連絡する1つまたは複数のポートを備える、断熱体。
Claims (37)
- 半導体処理操作用のシャワーヘッドであって、
第1の面と、反対側の第2の面と、を有する前駆体送達プレートと、
第1の面と、反対側の第2の面と、を有するラジカル通過プレートであって、前記ラジカル通過プレートの前記第2の面が、前記前駆体送達プレートの前記第1の面に面する、ラジカル通過プレートと、
前記前駆体送達プレートと前記ラジカル通過プレートとの間に挿間された断熱体と、
ラジカル通過穴のパターンと、を備え、
前記ラジカル通過穴がそれぞれ、
前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体を貫通し、
前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体に実質的に垂直な穴中心軸を有し、
前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体を通る前記ラジカル通過穴の前記穴中心軸に垂直な実質的に均一な断面積を維持する、シャワーヘッド。 - 請求項1に記載のシャワーヘッドであって、
前記ラジカル通過プレートと前記前駆体送達プレートが直接的に熱接触し、前記ラジカル拡散器プレートの前記第1の面と前記前駆体送達プレートの前記第2の面とが同じ距離を保つように厚さ設定された場合における前記ラジカル通過プレートと前記前駆体送達プレートとの間の熱流量未満になるように、前記ラジカル通過プレートと前記前駆体送達プレートとの間の熱流量を制御するように前記断熱体が構成される、シャワーヘッド。 - 請求項1に記載のシャワーヘッドであって、
前記前駆体送達プレートが、ガス送達穴のパターンと、1つまたは複数の内部ガス分散経路と、を含み、
前記ガス送達穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体に実質的に垂直な穴中心軸を有し、
前記ガス送達穴が、それぞれ、前記1つまたは複数のガス分散経路の少なくとも1つに流体接続され、
前記ガス送達穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレートの前記第2の面で、前記前駆体送達プレートから出る、シャワーヘッド。 - 請求項1に記載のシャワーヘッドであって、
前記ラジカル通過穴が、7:1〜10:1の間の長さ対直径の比を有する、シャワーヘッド。 - 請求項1に記載のシャワーヘッドであって、
前記ラジカル通過穴が、6:1〜11:1の間の長さ対直径の比を有する、シャワーヘッド。 - 請求項1に記載のシャワーヘッドであって、
前記ラジカル通過穴が、少なくとも0.25インチ(0.635cm)の長さを有する、シャワーヘッド。 - 請求項1に記載のシャワーヘッドであって、
前記ラジカル通過プレートが、前記ラジカル通過プレートにわたって延在する1つまたは複数の第1の内部冷却経路を含み、前記1つまたは複数の第1の内部冷却経路が、前記ラジカル通過プレート内部の前記ラジカル通過穴から流体的に隔離されている、シャワーヘッド。 - 請求項7に記載のシャワーヘッドであって、
前記第1の内部冷却経路が、経路のアレイを含み、
各経路が、平均で、前記ラジカル通過プレートの前記第1の面に実質的に垂直な基準面に実質的に平行な進路に従い、
各経路が、入口に流体接続された第1の端部と、出口に流体接続された第2の端部と、を有する、シャワーヘッド。 - 請求項7に記載のシャワーヘッドであって、
前記第1の内部冷却経路が、経路のアレイを含み、
各経路が、平均で、前記ラジカル通過プレートの前記第1の面に実質的に垂直な基準面に実質的に平行な進路に従い、
前記基準面の第1の面に位置される各経路が、第1の入口に流体接続される第1の端部と、第1の出口に流体接続される第2の端部と、を有し、
前記基準面の前記第1の面とは反対の前記基準面の第2の面に位置される各経路が、第2の入口に流体接続される第1の端部と、第2の出口に流体接続される第2の端部と、を有する、シャワーヘッド。 - 請求項9に記載のシャワーヘッドであって、
前記第1の入口、前記第2の入口、前記第1の出口、および前記第2の出口が、それぞれ、個別のクーラントプレナムを介してそれぞれの経路に接続され、前記クーラントプレナムが、実質的に弧状であり、径方向で前記ラジカル通過プレートの中心軸の周りに配置される、シャワーヘッド。 - 請求項7に記載のシャワーヘッドであって、
前記第1の内部冷却経路が、第1の経路のアレイを含み、
前記第1の経路が、それぞれ、平均で、前記ラジカル通過プレートの前記第1の面に実質的に垂直な基準面に実質的に平行な第1の進路に従い、
前記第1の内部冷却経路が、第2の経路のアレイを含み、
前記第2の経路が、それぞれ、平均で、前記基準面に実質的に平行な第2の進路に従い、
前記第1の経路と前記第2の経路が、前記ラジカル通過プレート内部で互いに流体的に隔離され、
各第1の経路が、第1の入口に流体接続された第1の端部と、第1の出口に流体接続された、前記第1の経路の前記第1の端部とは反対側の第2の端部と、を有し、
各第2の経路が、第2の入口に流体接続された第1の端部と、第2の出口に流体接続された、前記第2の経路の前記第1の端部とは反対側の第2の端部と、を有し、
前記第1の入口、前記第2の入口、前記第1の出口、および前記第2の出口が、
前記第1の入口内に流される冷却流体が、第1の平均方向で、前記第1の経路を通って前記第1の出口から出るように流れ、
前記第2の入口内に流される冷却流体が、第2の平均方向で、前記第2の経路を通って前記第2の出口から出るように流れ、
前記第1の平均方向と前記第2の平均方向とが実質的に逆向きである
ように構成される、シャワーヘッド。 - 請求項1に記載のシャワーヘッドであって、さらに、
周方向プレナムを備え、
前記周方向プレナムが、
内周縁を有し、
前記ラジカル通過プレートの前記第1の面の近位にあり、
前記内周縁にわたって実質的に均等に分散した様式で、実質的に前記ラジカル通過プレートの中心軸に向けてガスを流すように構成される、シャワーヘッド。 - 請求項12に記載のシャワーヘッドであって、さらに、
プラズマドームを備え、前記プラズマドームが、前記ラジカル通過プレートの前記中心軸の周りで実質的に軸対称である内面と、前記ラジカル通過プレートの前記中心軸の近くで、前記プラズマドームの一端に位置された1つまたは複数のラジカルガス入口と、前記プラズマドームの反対側の端部に位置され、前記プラズマドームを前記シャワーヘッドと接続するように構成された取付インターフェースと、を有し、それにより、前記プラズマドームの前記内面と、前記ラジカル通過プレートの前記第1の面とが、ラジカル源体積を画定し、前記周方向プレナムからのガス流が、前記ラジカル源体積内に流れる、シャワーヘッド。 - 請求項13に記載のシャワーヘッドであって、
前記周方向プレナムが、前記プラズマドームと前記ラジカル通過プレートとの間に挿間されたアダプタ内に位置される、シャワーヘッド。 - 請求項13に記載のシャワーヘッドであって、
前記周方向プレナムが、前記取付インターフェースの近くで前記プラズマドーム内に位置される、シャワーヘッド。 - 請求項1に記載のシャワーヘッドであって、
前記断熱体が、前記前駆体送達プレートおよび前記ラジカル通過プレートのそれぞれの熱伝導率よりも実質的に低い熱伝導率を有するプレートを備える、シャワーヘッド。 - 請求項1に記載のシャワーヘッドであって、
前記断熱体が、
前記ラジカル通過プレートと前記前駆体送達プレートとの間に間隙を有し、前記間隙が、前記ラジカル通過プレートと前記前駆体送達プレートとの間の自由体積を画定し、
前記断熱体が、さらに、ラジカル通過穴の前記パターン内のラジカル通過穴の数に対応する数の管状構造を備え、
各管状構造が、
前記ラジカル通過穴の異なる1つに対応し、
前記対応するラジカル通過穴の公称直径に実質的に等しい内径を有し、
前記間隙にわたって延在し、
流体連絡に関して前記自由体積から前記ラジカル通過穴を実質的に隔離する、シャワーヘッド。 - 請求項17に記載のシャワーヘッドであって、
前記管状構造の少なくとも1つが、個別の管セグメントである、シャワーヘッド。 - 請求項18に記載のシャワーヘッドであって、
前記管状構造の前記少なくとも1つが、水晶またはサファイアからなる群から選択される材料から形成される、シャワーヘッド。 - 請求項1に記載のシャワーヘッドであって、
前記断熱体が、
少なくとも2つの積層された層を備え、
各層が、前記ラジカル通過穴を含む、シャワーヘッド。 - 請求項20に記載のシャワーヘッドであって、
前記断熱体が、さらに、前記層のうちの1層の第1の対合表面と、隣接する層の第2の対合表面との間の第1の界面を備え、
前記第1の対合表面と前記第2の対合表面の少なくとも一方が、約8〜16マイクロインチ以上の表面粗さRa値を有する、シャワーヘッド。 - 請求項20に記載のシャワーヘッドであって、
前記層が、各層にわたって約0.002インチ(0.00508cm)の絶対平面度を有する、シャワーヘッド。 - 請求項3に記載のシャワーヘッドであって、
前記ラジカル通過穴が、第1の平面上の開口を介して前記前駆体送達プレートの前記第2の面から出ており、前記ガス送達穴が、前記前駆体送達プレートの前記第1の面とは逆の方向に第1の非ゼロ距離だけ前記第1の平面からずらされた第2の平面上の開口を介して前記前駆体送達プレートの前記第2の面から出る、シャワーヘッド。 - 請求項23に記載のシャワーヘッドであって、
前記第1の非ゼロ距離が0.25インチ(0.635cm)よりも大きい、シャワーヘッド。 - 請求項23に記載のシャワーヘッドであって、
前記第1の非ゼロ距離が0.25インチ(0.635cm)〜3インチ(7.62cm)の間である、シャワーヘッド。 - 請求項23に記載のシャワーヘッドであって、
前記第1の非ゼロ距離が3インチ(7.62cm)〜12インチ(30.48cm)の間である、シャワーヘッド。 - 請求項3に記載のシャワーヘッドであって、
前記ラジカル通過穴が、第1の平面上の開口を介して前記前駆体送達プレートの前記第2の面から出ており、前記ガス送達穴が、第2の平面上の開口を介して前記前駆体送達プレートの前記第2の面から出ており、前記第2の平面が、前記前駆体送達プレートの前記第1の面とは反対の方向に前記第1の平面からずらされており、また、前記第1の平面上の前記開口を介して前記ラジカル通過プレートから流されるラジカル化されたガスが前記第2の平面に衝突する前に実質的に十分に発達した流れを示すように、前記第2の平面が十分に前記第1の平面から離れている、シャワーヘッド。 - 請求項1に記載のシャワーヘッドであって、
前記ラジカル拡散器プレートが、前記ラジカル拡散器プレートとのラジカル再結合を阻止する材料で少なくとも部分的にコーティングされる、シャワーヘッド。 - 請求項28に記載のシャワーヘッドであって、
前記材料が、窒化アルミニウム、水晶、およびサファイアからなる群から選択される、シャワーヘッド。 - 請求項1に記載のシャワーヘッドであって、
プロセスチャンバをさらに含み、前記ラジカル拡散器プレートと、前記断熱体と、前記前駆体送達プレートとが、前記プロセスチャンバにプロセスガスを送達するように構成される、シャワーヘッド。 - 請求項30に記載のシャワーヘッドであって、
1つまたは複数の追加のプロセスチャンバをさらに含み、前記プロセスチャンバと前記1つまたは複数の追加のプロセスチャンバとが、複数チャンバ半導体処理ツールを形成する、シャワーヘッド。 - 請求項30に記載のシャワーヘッドであって、
さらに、第2のラジカル拡散器プレートと、第2の断熱体と、第2の前駆体送達プレートと、を備え、
前記第2のラジカル拡散器プレートと、前記第2の断熱体と、前記第2の前駆体送達プレートとが、前記ラジカル拡散器プレート、前記断熱体、および前記前駆体送達プレートと同様に配置され、
前記プロセスチャンバが、少なくとも第1の処理ステーションと第2の処理ステーションと、を含み、
前記ラジカル拡散器プレートと、前記断熱体と、前記前駆体送達プレートとが、前記第1のステーションにプロセスガスを送達するように構成され、
前記第2のラジカル拡散器プレートと、前記第2の断熱体と、前記第2の前駆体送達プレートとが、前記第2のステーションにプロセスガスを送達するように構成される、シャワーヘッド。 - 半導体処理操作用のシャワーヘッドを使用するための方法であって、前記シャワーヘッドが、
第1の面と、反対側の第2の面と、を有する前駆体送達プレートと、
第1の面と、反対側の第2の面と、を有するラジカル通過プレートと、を備え、前記ラジカル通過プレートの前記第2の面が、前記前駆体送達プレートの前記第1の面に面し、
シャワーヘッドが、さらに、前記前駆体送達プレートと前記ラジカル通過プレートとの間に挿間された断熱体と、
ラジカル通過穴のパターンと、を備え、
前記ラジカル通過穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレートと、前記ラジカル通過プレートと、前記断熱体と、を貫通し、
前記ラジカル通過穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体に実質的に垂直な穴中心軸を有し、
前記ラジカル通過穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体を通る前記ラジカル通過穴の前記穴中心軸に垂直な実質的に均一な断面積を維持し、
前記前駆体送達プレートが、ガス送達穴のパターンと、1つまたは複数の内部ガス分散経路と、を含み、
前記ガス送達穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体に実質的に垂直な穴中心軸を有し、
前記ガス送達穴が、それぞれ、前記1つまたは複数のガス分散経路の少なくとも1つに流体接続され、
前記ガス送達穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレートの前記第2の面で、前記前駆体送達プレートから出ており、
前記方法が、
前記前駆体送達プレートを第1の温度で保つステップと、
前記ラジカル通過プレートを第2の温度で保つステップと、
前記ラジカル通過プレートが前記第1の温度である状態で、前記ガス送達穴を介して第1のプロセスガスを提供するステップと、
前記ラジカル通過プレートが前記第2の温度である状態で、前記ラジカル通過穴を介して第2のプロセスガスを提供するステップと、を含む方法。 - 半導体処理操作用のリアクタであって、
リアクタチャンバと、
前記リアクタチャンバ内部に位置されたウェハ支持体と、
シャワーヘッドと、を備え、
前記シャワーヘッドが、
第1の面と、反対側の第2の面と、を有する前駆体送達プレートと、
第1の面と、反対側の第2の面と、を有するラジカル通過プレートであって、前記ラジカル通過プレートの前記第2の面が、前記前駆体送達プレートの前記第1の面に面する、ラジカル通過プレートと、
前記前駆体送達プレートと前記ラジカル通過プレートとの間に挿間された断熱体と、
ラジカル通過穴のパターンと、を含み、
前記ラジカル通過穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレートと、前記ラジカル通過プレートと、前記断熱体と、を貫通し、
前記ラジカル通過穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体に実質的に垂直な穴中心軸を有し、
前記ラジカル通過穴が、それぞれ、前記前駆体送達プレート、前記ラジカル通過プレート、および前記断熱体を通る前記ラジカル通過穴の前記穴中心軸に垂直な実質的に均一な断面積を維持し、
前記シャワーヘッドと前記ウェハ支持体とが、前記ウェハ支持体が前記リアクタチャンバ内部で前記シャワーヘッドの下にあるように構成される、リアクタ。 - 第1の面と、
前記第1の面と実質的に平行であり、前記第1の面からずらされた第2の面と、
前記第1の面と前記第2の面との間にわたって延在する複数の管状構造であって、前記第1の面と前記第2の面とにわたって分散されたパターンで配列される複数の管状構造と、を備え、
前記管状構造が、前記管状経路内部の体積と、前記第1の面と前記第2の面との間に実質的に画定される体積との間の流体の流れを実質的に防止する、断熱体。 - 請求項35に記載の断熱体であって、さらに、
前記第1の面と前記第2の面の間にわたって延在し、前記複数の管状構造を取り囲む周壁を備え、
前記周壁、前記第1の面、前記第2の面、および前記管状構造の最外面が、前記断熱体の中空内部体積を画定する、断熱体。 - 請求項36に記載の断熱体であって、さらに、
前記断熱体の前記中空内部体積と流体連絡する1つまたは複数のポートを備える、断熱体。
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