JP2015015469A5

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Publication number: JP2015015469A5
Application number: JP2014136530A
Authority: JP
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2017-08-10
Anticipated expiration: 2034-07-02

Description

具体的な実施形態を参照しつつ、等温蒸着チャンバを備えたプラズマ処理装置について詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく、様々な変更および変形を行い、等価物を用いることが可能であることは、当業者にとって明らかである。例えば、以下の適用例として実施可能である。
［適用例１］化学蒸着装置であって、
化学的隔離チャンバと、
前記化学的隔離チャンバ内に形成された蒸着チャンバと、
フェースプレートおよびバッキングプレートを有すると共に、リアクタ化学物質を空洞に供給する複数の流入口と、リアクタ化学物質を除去する排気流出口とを備えたシャワーヘッドモジュールと、
前記排気流出口を介して前記空洞に流体連通する少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリと
を備え、
前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリには１または複数の排気真空ラインを介して排気装置が流体連通され、
前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、
（ａ）ボールバルブアセンブリであって、
円錐形の下側部分を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記円錐形の下側部分から前記空洞の前記排気流出口の内の１または複数まで伸び、流入口および流出口を有する導管と、
前記円錐形の下側部分内に収まるよう構成された球体と
を備え、
前記球体は、供給工程中には、前記導管の前記流出口を遮断して、前記導管を通して前記リアクタ化学物質が流れるのを防ぎ、パージ工程中には、前記空洞内で第１の圧力および流量を超えると、上昇して、前記球体の下面と、前記導管の前記流出口との間に開口部を提供することにより、前記リアクタ化学物質およびパージガスが前記空洞から前記１または複数の排気真空ラインに流れることを可能にするよう構成されているボールバルブアセンブリ、
（ｂ）調整ガス部分およびチャンバ流出部分を有する流体バルブであって、前記調整ガス部分は、調整ガス供給部からの調整ガスの流れを前記空洞からのリアクタ化学物質の流れに向けるよう構成され、前記調整ガスの流れは、前記空洞からの前記リアクタ化学物質の前記流れによって経験される流れ抵抗を調整する流体バルブ、
（ｃ）回転バルブであって、
上側回転プレートと、
前記上側回転プレートに磁気的に結合された下側回転プレートと
を備え、
前記下側回転プレートは、複数の導管を有し、前記複数の導管の各々は、前記空洞からのリアクタ化学物質を、前記排気流出口の内の１または複数と流体連通する前記シャワーヘッドモジュール内の対応する排気導管から受け入れるよう構成されている回転バルブ、および／または、
（ｄ）磁気的に結合されたリニアバルブであって、
磁気ハウジングと、
複数の流路内で磁気的に上下されるよう構成された複数のリニアロッドであって、前記複数のリニアロッドの各々は、前記磁気ハウジング内で前記複数のリニアロッドを上下させる前記磁気ハウジングと磁気的に結合されるよう構成された近位部分と、前記リアクタ化学物質および／または前記パージガスを前記排気流出口から放出するためのバルブとして機能する遠位端とを有するリニアロッドと
を備えるリニアバルブ
の内の１または複数から選択される装置。
［適用例２］適用例１に記載の装置であって、
前記空洞から前記リアクタ化学物質をパージするために前記空洞に供給されるパージガスの供給源を備える装置。
［適用例３］適用例１に記載の装置であって、前記ボールバルブアセンブリの前記ハウジングは、前記１または複数の排気真空ラインと流体連通する上側部分を備える装置。
［適用例４］適用例１に記載の装置であって、前記ボールバルブアセンブリの前記球体は、前記供給工程中に、前記空洞内で前記第１の圧力および流量以下になった時に、前記導管の前記流出口を遮断するよう構成されている装置。
［適用例５］適用例１に記載の装置であって、
基板を支持するよう構成された台座モジュールを備え、
前記台座モジュールは、前記台座モジュールと、前記フェースプレートの外側部分との間の前記空洞を閉じるように垂直移動し、前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、前記基板台座モジュールの周りで円周方向に均等に離間された複数のコンダクタンス制御アセンブリである装置。
［適用例６］適用例５に記載の装置であって、前記複数のコンダクタンス制御アセンブリの各々は、２以上の排気流出口と流体連通されるよう構成されている装置。
［適用例７］適用例１に記載の装置であって、前記ボールバルブアセンブリの前記球体は、耐腐食性材料で製造され、前記球体の重さおよびサイズは、前記空洞から前記リアクタ化学物質をパージする間のみ持ち上がるよう構成されている装置。
［適用例８］適用例１に記載の装置であって、
半導体基板を備え、
化学蒸着、プラズマ強化化学蒸着、原子層蒸着、プラズマ強化原子層蒸着、パルス蒸着層、および／または、プラズマ強化パルス蒸着層の内の少なくとも１つが、前記基板に実行される装置。
［適用例９］適用例１に記載の装置であって、前記流体バルブの調整ガスは、不活性ガスである装置。
［適用例１０］適用例９に記載の装置であって、前記流体バルブの前記調整ガス部分は、前記調整ガス供給部から前記調整ガスを受け入れる調整流入口と、内部空洞と、少なくとも１つの流入口と、少なくとも１つの流出口とを有し、前記少なくとも１つの流出口は、前記調整ガスの流れを前記空洞からの前記リアクタ化学物質の流れに向けるよう構成されている装置。
［適用例１１］適用例１０に記載の装置であって、前記少なくとも１つの流入口および前記少なくとも１つの流出口は、前記流体バルブの前記調整ガス部分内の円筒孔であり、導管を形成する装置。
［適用例１２］適用例１に記載の装置であって、前記流体素子の前記調整ガスおよび前記リアクタ化学物質は、前記１または複数の真空ガスラインと流体連通する空洞内で混合される装置。
［適用例１３］適用例１に記載の装置であって、前記回転バルブの前記上側回転プレートおよび前記下側回転プレートは、磁気的に結合される装置。
［適用例１４］適用例１３に記載の装置であって、
前記上側回転プレートを回転させるための手段を備える装置。
［適用例１５］適用例１４に記載の装置であって、前記下側回転プレート内の前記複数の導管の各々は、前記下側回転プレートの下面上に流入口および上面上に流出口を有し、前記複数の排気導管の各々は、さらに、前記空洞と流体連通する流入口および前記下側回転プレートの前記流入口と流体連通する流出口を備える装置。
［適用例１６］適用例１５に記載の装置であって、前記下側回転プレートの前記流出口の各々は、前記１または複数の排気ガスラインと流体連通する内部空洞と流体連通する装置。
［適用例１７］適用例１に記載の装置であって、前記排気流出口は、同心の排気流出口である装置。
［適用例１８］適用例１に記載の装置であって、前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、最小コンダクタンスから最大コンダクタンスまで３桁の範囲を有する装置。
［適用例１９］化学蒸着装置の空洞内のコンダクタンスを制御する方法であって、
前記化学蒸着装置の前記空洞内で基板を処理する工程であって、前記空洞は、シャワーヘッドモジュールと、前記基板を受けるよう構成された基板台座モジュールとの間に形成され、前記シャワーヘッドモジュールは、リアクタ化学物質を前記空洞に供給する複数の流入口と、リアクタ化学物質およびパージガスを前記空洞から除去する排気流出口とを備える工程と、
パージガスを前記空洞内に注入する工程と、
前記排気流出口を介して前記空洞に流体連通する少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリで、前記空洞のコンダクタンスの変化を制御する工程と
を備え、
前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、
（ａ）ボールバルブアセンブリであって、
円錐形の下側部分を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記円錐形の下側部分から前記空洞の前記排気流出口の内の１または複数まで伸び、流入口および流出口を有する導管と、
前記円錐形の下側部分内に収まるよう構成された球体と
を備え、
前記球体は、供給工程中には、前記導管の前記流出口を遮断して、前記導管を通して前記リアクタ化学物質が流れるのを防ぎ、パージ工程中には、前記空洞内で第１の圧力および流量を超えると、上昇して、前記球体の下面と、前記導管の前記流出口との間に開口部を提供することにより、前記リアクタ化学物質およびパージガスが前記空洞から前記１または複数の排気真空ラインに流れることを可能にするよう構成されているボールバルブアセンブリ、
（ｂ）調整ガス部分およびチャンバ流出部分を有する流体バルブであって、前記調整ガス部分は、調整ガス供給部からの調整ガスの流れを前記空洞からのリアクタ化学物質の流れに向けるよう構成され、前記調整ガスの流れは、前記空洞からの前記リアクタ化学物質の前記流れによって経験される流れ抵抗を調整する流体バルブ、
（ｃ）回転バルブであって、
上側回転プレートと、
前記上側回転プレートに磁気的に結合された下側回転プレートと
を備え、
前記下側回転プレートは、複数の導管を有し、前記複数の導管の各々は、前記空洞からのリアクタ化学物質を、前記排気流出口の内の１または複数と流体連通する前記シャワーヘッドモジュール内の対応する排気導管から受け入れるよう構成されている回転バルブ、および／または、
（ｄ）磁気的に結合されたリニアバルブであって、
磁気ハウジングと、
複数の流路内で磁気的に上下されるよう構成された複数のリニアロッドであって、前記複数のリニアロッドの各々は、前記磁気ハウジング内で前記複数のリニアロッドを上下させる前記磁気ハウジングと磁気的に結合されるよう構成された近位部分と、前記リアクタ化学物質および／または前記パージガスを前記排気流出口から放出するためのバルブとして機能する遠位端とを有するリニアロッドと
を備えるリニアバルブ
の内の１または複数から選択される方法。
［適用例２０］適用例１９に記載の方法であって、
１または複数の排気真空ラインで前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリを排気装置に接続する工程を備える方法。

Claims

化学蒸着装置であって、
化学的隔離チャンバと、
前記化学的隔離チャンバ内に形成された蒸着チャンバと、
フェースプレートおよびバッキングプレートを有し、前記フェースプレートは、リアクタ化学物質を空洞に供給する複数の流入口と、リアクタ化学物質を前記空洞から除去する、前記流入口の半径方向外向きの排気流出口とを備えたシャワーヘッドモジュールと、
前記排気流出口を介して前記空洞に流体連通する少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリであって、１または複数の排気真空ラインを介して排気装置が流体連通されたコンダクタンス制御アセンブリと
を備え、
前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、
前記１または複数の排気真空ラインと流体連通する調整ガス部分およびチャンバ流出部分を有する、移動部品のない流体バルブであって、前記調整ガス部分は、調整ガス供給部からの調整ガスの流れを前記空洞からのリアクタ化学物質の流れに向けるよう構成され、前記調整ガスの流れは、前記調整ガスの流れを前記空洞からの前記リアクタ化学物質の流れに向けることによって、前記空洞からの前記リアクタ化学物質の前記流れによって生じる流れ抵抗を調整する流体バルブを備える装置。
請求項１に記載の装置であって、
前記空洞から前記リアクタ化学物質をパージするために前記空洞に供給されるパージガスの供給源を備える装置。
請求項１に記載の装置であって、
基板を支持するよう構成された基板台座モジュールを備え、
前記基板台座モジュールは、前記基板台座モジュールと、前記フェースプレートの外側部分との間の前記空洞を閉じるように垂直移動し、前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、前記基板台座モジュールの周りで円周方向に均等に離間された複数のコンダクタンス制御アセンブリである装置。
請求項３に記載の装置であって、前記複数のコンダクタンス制御アセンブリの各々は、２以上の排気流出口と流体連通されるよう構成されている装置。
請求項１に記載の装置であって、
半導体基板を備え、
化学蒸着、プラズマ強化化学蒸着、原子層蒸着、プラズマ強化原子層蒸着、パルス蒸着層、および／または、プラズマ強化パルス蒸着層の内の少なくとも１つが、前記半導体基板に実行される装置。
請求項１に記載の装置であって、前記流体バルブの前記調整ガスは、不活性ガスである装置。
請求項６に記載の装置であって、前記流体バルブの前記調整ガス部分は、前記調整ガス供給部から前記調整ガスを受け入れる調整流入口と、内部空洞と、少なくとも１つの流入口と、少なくとも１つの流出口とを有し、前記少なくとも１つの流出口は、前記調整ガスの流れを前記空洞からの前記リアクタ化学物質の流れに向けるよう構成されている装置。
請求項７に記載の装置であって、前記少なくとも１つの流入口および前記少なくとも１つの流出口は、前記流体バルブの前記調整ガス部分内の円筒孔であり、導管を形成する装置。
請求項１に記載の装置であって、前記流体バルブの前記調整ガスおよび前記リアクタ化学物質は、前記１または複数の真空ガスラインと流体連通する前記調整ガス部分の排気導管内で混合される装置。
請求項１に記載の装置であって、前記排気流出口は、同心の排気流出口である装置。
請求項１に記載の装置であって、前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、最小コンダクタンスから最大コンダクタンスまで３桁の範囲を有する装置。
化学蒸着装置であって、
化学的隔離チャンバと、
前記化学的隔離チャンバ内に形成された蒸着チャンバと、
フェースプレートおよびバッキングプレートを有するシャワーヘッドモジュールであって、前記フェースプレートは、リアクタ化学物質を空洞に供給する複数の流入口と、リアクタ化学物質を前記空洞の外縁から半径方向に伸びる排気通路を介して前記空洞から除去する排気流出口とを備えるシャワーヘッドモジュールと、
ボールバルブアセンブリを備えた少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリであって、前記排気流出口を介して前記空洞に、かつ１または複数の排気真空ラインを介して前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリと流体連通する排気装置に、流体連通する少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリと、
を備え、
前記ボールバルブアセンブリは、
円錐形の下側部分を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記円錐形の下側部分から前記空洞の前記排気流出口の内の１または複数まで伸び、流入口および流出口を有する導管と、
前記円錐形の下側部分内に収まるよう構成された球体と
を備え、
前記球体は、供給工程中には、前記導管の前記流出口を遮断して、前記導管を通して前記リアクタ化学物質が流れるのを防ぎ、パージ工程中には、前記空洞内で第１の圧力および流量を超えると、前記第１の圧力を超えるパージガスの流れの結果、上昇して、前記球体の下面と、前記導管の前記流出口との間に開口部を提供することにより、前記リアクタ化学物質および前記パージガスが前記空洞から前記１または複数の排気真空ラインに流れることを可能にするよう構成されている装置。
請求項１２に記載の装置であって、
前記リアクタ化学物質の前記空洞をパージするために前記空洞に供給されるパージガスの供給源を備える装置。
請求項１２に記載の装置であって、
前記ボールバルブアセンブリの前記ハウジングは、前記１または複数の排気真空ラインと流体連通する上側部分を備える装置。
請求項１２に記載の装置であって、
前記ボールバルブアセンブリの前記球体は、前記供給工程中に、前記空洞内で前記第１の圧力および流量以下になった時に、前記導管の前記流出口を遮断するよう構成されている装置。
請求項１２に記載の装置であって、
基板を支持するよう構成された基板台座モジュールを備え、
前記基板台座モジュールは、前記基板台座モジュールと、前記フェースプレートの外側部分との間の前記空洞を閉じるように垂直移動し、前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、前記基板台座モジュールの周りで円周方向に均等に離間された複数のコンダクタンス制御アセンブリである装置。
請求項１６に記載の装置であって、
前記複数のコンダクタンス制御アセンブリの各々は、２以上の排気流出口と流体連通されるよう構成されている装置。
請求項１２に記載の装置であって、
前記ボールバルブアセンブリの前記球体は、耐腐食性材料で製造され、前記球体の重さおよびサイズは、前記空洞から前記リアクタ化学物質をパージする間のみ持ち上がるよう構成されている装置。
請求項１２に記載の装置であって、
半導体基板を備え、
化学蒸着、プラズマ強化化学蒸着、原子層蒸着、プラズマ強化原子層蒸着、パルス蒸着層、および／または、プラズマ強化パルス蒸着層の内の少なくとも１つが、前記半導体基板に実行される装置。
請求項１２に記載の装置であって、
前記排気流出口は、同心の排気流出口である装置。
請求項１２に記載の装置であって、
前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、最小コンダクタンスから最大コンダクタンスまで３桁の範囲を有する装置。
化学蒸着装置であって、
化学的隔離チャンバと、
前記化学的隔離チャンバ内に形成された蒸着チャンバと、
フェースプレートおよびバッキングプレートを有するシャワーヘッドモジュールであって、前記フェースプレートは、リアクタ化学物質を空洞に供給する複数の流入口と、リアクタ化学物質を前記空洞から除去する前記流入口の半径方向外向きの排気流出口とを備えるシャワーヘッドモジュールと、
少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリであって、前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、前記排気流出口を介して前記空洞に、および１または複数の排気真空ラインを介して前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリと流体連通する排気装置に流体連通し、前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、回転バルブを備え、前記回転バルブは、
上側回転プレートと、
前記上側回転プレートに磁気的に結合された下側回転プレートであって、前記上側回転プレートは大気中で回転し、前記下側回転プレートは真空中で回転し、前記下側回転プレートは、前記下側回転プレートと前記上側回転プレートとの間のプレナムと流体連通する複数の導管を有し、前記プレナムは、前記１または複数の排気真空ラインと流体連通し、前記複数の導管の各々は、前記空洞からのリアクタ化学物質を、前記排気流出口の内の１または複数と流体連通する前記シャワーヘッドモジュール内の対応する排気導管から受け入れるよう構成されている装置。
請求項２２に記載の装置であって、
前記リアクタ化学物質の前記空洞をパージするために前記空洞に供給されるパージガスの供給源を備える装置。
請求項２２に記載の装置であって、
前記上側回転プレートと前記下側回転プレートは、同一方向に回転する装置。
請求項２２に記載の装置であって、
前記下側回転プレート内の前記複数の導管の各々は、前記下側回転プレートの下面上に流入口および上面上に流出口を有し、前記複数の排気導管の各々は、さらに、前記空洞と流体連通する流入口および前記下側回転プレートの前記流入口と流体連通する流出口を備える装置。
請求項２２に記載の装置であって、
前記下側回転プレートの前記流出口の各々は、前記１または複数の排気ガスラインと流体連通する内部空洞と流体連通する装置。
請求項２２に記載の装置であって、
基板を支持するよう構成された基板台座モジュールを備え、
前記基板台座モジュールは、前記基板台座モジュールと前記フェースプレートの外側部分との間の前記空洞を閉じるように垂直移動し、前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、前記基板台座モジュールの周りで円周方向に均等に離間された複数のコンダクタンス制御アセンブリである装置。
請求項２７に記載の装置であって、
前記複数のコンダクタンス制御アセンブリの各々は、２以上の排気流出口と流体連通されるよう構成されている装置。
請求項２２に記載の装置であって、
半導体基板を備え、
化学蒸着、プラズマ強化化学蒸着、原子層蒸着、プラズマ強化原子層蒸着、パルス蒸着層、および／または、プラズマ強化パルス蒸着層の内の少なくとも１つが、前記半導体基板に実行される装置。
請求項２２に記載の装置であって、
前記排気流出口は、同心の排気流出口である装置。
請求項２２に記載の装置であって、
前記少なくとも１つのコンダクタンス制御アセンブリは、最小コンダクタンスから最大コンダクタンスまで３桁の範囲を有する装置。