JP2021524887A - Upper electrode assembly, reaction chamber and atomic layer deposition equipment - Google Patents
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Abstract
本開示は、上方電極アセンブリ、反応チャンバおよび原子層堆積装置を提供する。上方電極アセンブリは、第1の経路(101)を備えた吸気構造(10)と、第2の経路(21)を備えた上方電極板(2)とを含み、第1の経路(101)は、第2の経路(21)にプロセスガスを投入するように構成されており、第2の経路(21)は、反応チャンバにプロセスガスを投入するように構成されている。上方電極アセンブリは、上方電極板(2)と吸気構造(10)との間に配置された吸気絶縁アセンブリをさらに含む。吸気絶縁アセンブリは、第1の経路(101)から第2の経路(21)内にプロセスガスを投入している間、第1の経路(101)の内壁を第2の経路(21)の内壁から電気的に絶縁するように構成されている。上方電極アセンブリ、反応チャンバおよび原子層堆積装置の技術的解決策は、吸気構造(10)と上方電極板(2)との間に電位差が生じるのを回避し、これにより、発火を有効に回避する。The present disclosure provides an upper electrode assembly, a reaction chamber and an atomic layer deposition apparatus. The upper electrode assembly includes an intake structure (10) with a first path (101) and an upper electrode plate (2) with a second path (21), the first path (101). , The second path (21) is configured to charge the process gas into the reaction chamber, and the second path (21) is configured to charge the process gas into the reaction chamber. The upper electrode assembly further includes an intake insulation assembly disposed between the upper electrode plate (2) and the intake structure (10). In the intake insulation assembly, the inner wall of the first path (101) is changed to the inner wall of the second path (21) while the process gas is introduced into the first path (101) to the second path (21). It is configured to be electrically insulated from. The technical solution of the upper electrode assembly, reaction chamber and atomic layer deposition device avoids the potential difference between the intake structure (10) and the upper electrode plate (2), thereby effectively avoiding ignition. do.
Description
技術分野
本開示は、半導体製造技術の分野に関し、特に、上方電極アセンブリ、反応チャンバおよび原子層堆積装置に関する。
Technical Fields The present disclosure relates to the field of semiconductor manufacturing technology, in particular to upper electrode assemblies, reaction chambers and atomic layer deposition equipment.
背景
現在、薄膜堆積技術は、半導体、集積回路、ソーラーパネル、フラットパネルディスプレイ、マイクロエレクトロニクスおよび発光ダイオードなどの複数の分野のデバイスに広く適用されている。原子層堆積(atomic layer deposition:ALD)技術は、通常、薄膜を堆積させるためにいくつかの薄膜堆積プロセスにおいて用いられており、ALDプロセスによって生成される膜が非常に薄いために他の技術に勝る顕著な利点を有している。
Background Currently, thin film deposition technology is widely applied to devices in multiple disciplines such as semiconductors, integrated circuits, solar panels, flat panel displays, microelectronics and light emitting diodes. Atomic layer deposition (ALD) techniques are commonly used in some thin film deposition processes to deposit thin films, and other techniques because the films produced by the ALD process are so thin. It has a significant advantage over it.
ALD技術におけるプラズマ強化ALD(plasma enhanced ALD:PE−ALD)プロセスを用いて、さまざまな薄膜を製造することができる。容量性PE−ALDプロセスでは、通常の条件下では互いに反応しない2つのプロセスガスを反応チャンバ内に投入し、高周波(radio frequency:RF)周期を調整することによってALDプロセスを実行する。 A variety of thin films can be produced using the plasma enhanced ALD (PE-ALD) process in ALD technology. In the capacitive PE-ALD process, two process gases that do not react with each other under normal conditions are introduced into the reaction chamber and the ALD process is performed by adjusting the radio frequency (RF) period.
図1に示されるように、既存の容量性PE−ALD装置は、反応チャンバ100と、シャワープレート200および吸気管300を含む上方電極アセンブリとを含む。吸気管300の吸気口400は接地されており、プロセスガスは、吸気管300およびシャワープレート200を順次通過して反応チャンバ100内に流入する。シャワープレート200は、RF電源に電気的に接続されており、RF電源がオンに切換えられると反応チャンバ内のプロセスガスを励起してプラズマを発生させるための電極板として機能する。
As shown in FIG. 1, the existing capacitive PE-ALD apparatus includes a reaction chamber 100 and an upper electrode assembly including a
本開示を実現するプロセスにおいて、出願人は、先行技術に以下の欠点があることを見いだした。 In the process of achieving this disclosure, Applicants have found that the prior art has the following drawbacks:
吸気管300の吸気口400が接地されており、シャワープレート200がRF電源に電気的に接続されているので、吸気管300とシャワープレート200との間に電位差が生じ、この電位差によって吸気管300内にプラズマが発生し、これにより、吸気管300の内壁に導電性薄膜が堆積する。結果として、吸気口400とシャワープレート200との間に短絡が発生し、発火し易くなる。
Since the
概要
先行技術の技術的問題を少なくとも部分的にを解決するために、本開示は、上方電極アセンブリ、反応チャンバおよび原子層堆積装置を提供することで、吸気構造と上方電極板との間に電位差が生じるのを回避し、これにより、発火を有効に回避するものである。
Overview To at least partially solve the technical problems of the prior art, the present disclosure provides an upper electrode assembly, a reaction chamber and an atomic layer deposition apparatus to provide a potential difference between the intake structure and the upper electrode plate. Is to be avoided, thereby effectively avoiding ignition.
本開示の一局面に従うと、第1の経路を備えた吸気構造と、第2の経路を備えた上方電極板とを含む上方電極アセンブリが提供される。当該第1の経路は、プロセスガスを当該第2の経路内に投入するように構成されており、当該第2の経路は、当該プロセスガスを反応チャンバ内に投入するように構成されている。当該上方電極アセンブリはさらに、当該上方電極板と当該吸気構造との間に配置された吸気絶縁アセンブリを含む。当該吸気絶縁アセンブリは、当該プロセスガスを当該第1の経路から当該第2の経路内に投入している間、当該第1の経路の内壁を当該第2の経路の内壁から電気的に絶縁するように構成されている。 According to one aspect of the present disclosure, an upper electrode assembly comprising an intake structure with a first path and an upper electrode plate with a second path is provided. The first path is configured to charge the process gas into the second path, and the second path is configured to charge the process gas into the reaction chamber. The upper electrode assembly further includes an intake insulation assembly disposed between the upper electrode plate and the intake structure. The intake insulation assembly electrically insulates the inner wall of the first path from the inner wall of the second path while the process gas is being introduced into the second path from the first path. It is configured as follows.
本開示のいくつかの実施形態においては、当該吸気絶縁アセンブリは、当該上方電極板と当該吸気構造との間に配置された絶縁部材を含み、当該絶縁部材に中間経路が配置されている。 In some embodiments of the present disclosure, the intake insulation assembly comprises an insulating member disposed between the upper electrode plate and the intake structure, the insulating member having an intermediate path.
当該中間経路は、当該第1の経路および当該第2の経路の各々と連通しており、当該第1の経路の当該内壁を当該第2の経路の当該内壁から電気的に絶縁するように構成された吸気絶縁構造を採用している。 The intermediate route communicates with each of the first route and the second route, and is configured to electrically insulate the inner wall of the first route from the inner wall of the second route. Adopts the intake insulation structure.
本開示のいくつかの実施形態においては、当該吸気絶縁アセンブリは、
当該上方電極板と当該吸気構造との間に配置された絶縁部材を備え、当該絶縁部材は、当該吸気構造から当該上方電極板を電気的に絶縁するように構成されており、中間経路が、当該絶縁部材に配置されているとともに、当該第1の経路および当該第2の経路の各々と連通しており、当該吸気絶縁アセンブリはさらに、
当該中間経路内に配置された吸気絶縁構造を含み、当該吸気絶縁構造は、当該第1の経路の当該内壁を当該第2の経路の当該内壁から電気的に絶縁するように構成されている。
In some embodiments of the present disclosure, the intake insulation assembly is
An insulating member arranged between the upper electrode plate and the intake structure is provided, and the insulating member is configured to electrically insulate the upper electrode plate from the intake structure, and an intermediate path is formed. The intake insulation assembly is further located on the insulating member and communicates with each of the first path and the second path.
The intake insulation structure includes an intake insulation structure arranged in the intermediate path, and the intake insulation structure is configured to electrically insulate the inner wall of the first path from the inner wall of the second path.
本開示のいくつかの実施形態においては、当該吸気絶縁構造は、少なくとも1つの吸気孔を含み、当該吸気孔の軸は、当該中間経路の軸に対して平行であるか、または、当該吸気孔の当該軸と当該中間経路の当該軸との間に予め定められた角度が形成されている。 In some embodiments of the present disclosure, the intake insulation structure comprises at least one intake hole, the axis of the intake hole being parallel to the axis of the intermediate path, or the intake hole. A predetermined angle is formed between the axis of the above and the axis of the intermediate path.
本開示のいくつかの実施形態においては、複数の吸気孔が設けられており、当該複数の吸気孔は、当該中間経路の当該軸を中心とする少なくとも1つの円周上に分布しているか、または、当該複数の吸気孔は、当該中間経路の径方向断面に対してアレイ状に配置されている。 In some embodiments of the present disclosure, a plurality of intake holes are provided, and the plurality of intake holes are distributed on at least one circumference centered on the axis of the intermediate path. Alternatively, the plurality of intake holes are arranged in an array with respect to the radial cross section of the intermediate path.
本開示のいくつかの実施形態においては、当該吸気絶縁構造は、少なくとも2つの吸気孔群を含み、各々の吸気孔群は少なくとも1つの吸気孔を含み、当該吸気孔群における当該吸気孔の軸は当該中間経路の軸に対して平行であるか、または、当該吸気孔の当該軸と当該中間経路の当該軸との間に予め定められた角度が形成されており、
異なる複数の吸気孔群における複数の当該吸気孔の軸と当該中間経路の当該軸との間の角度は異なっており、および/または、異なる複数の吸気孔群における複数の当該吸気孔は、異なる複数の径方向断面形状を有する。
In some embodiments of the present disclosure, the intake insulation structure comprises at least two intake hole groups, each intake hole group includes at least one intake hole, and the axis of the intake hole in the intake hole group. Is parallel to the axis of the intermediate path, or a predetermined angle is formed between the axis of the intake hole and the axis of the intermediate path.
The angles between the axes of the intake holes in the different intake hole groups and the axes of the intermediate path are different, and / or the intake holes in the different intake hole groups are different. It has a plurality of radial cross-sectional shapes.
本開示のいくつかの実施形態においては、当該吸気絶縁構造は、第1の吸気孔群および第2の吸気孔群である2つの吸気孔群を含み、
当該第1の吸気孔群は、少なくとも2つの第1の円周上に分布する複数の吸気孔を含み、当該少なくとも2つの第1の円周は当該中間経路の当該軸を中心とするとともに異なる半径を有し、当該第1の吸気孔群における各々の吸気孔は円形貫通孔であり、
当該第2の吸気孔群は、当該中間経路の当該軸を中心とする第2の円周上に分布する複数の吸気孔を含み、当該第2の吸気孔群における各々の吸気孔は矩形貫通孔であり、当該矩形貫通孔の径方向断面形状の長さは、当該第2の円周の径方向に沿って配置されている。
In some embodiments of the present disclosure, the intake insulation structure comprises two intake hole groups, a first intake hole group and a second intake hole group.
The first intake hole group includes a plurality of intake holes distributed on at least two first circumferences, and the at least two first circumferences are centered on and different from the axis of the intermediate path. Each intake hole in the first intake hole group having a radius is a circular through hole.
The second intake hole group includes a plurality of intake holes distributed on the second circumference centered on the axis of the intermediate path, and each intake hole in the second intake hole group penetrates a rectangle. It is a hole, and the length of the radial cross-sectional shape of the rectangular through hole is arranged along the radial direction of the second circumference.
本開示のいくつかの実施形態においては、当該第1の吸気孔群における当該吸気孔が位置する当該第1の円周の当該半径が大きいほど、当該吸気孔の直径が大きくなる。 In some embodiments of the present disclosure, the larger the radius of the first circumference where the intake hole is located in the first intake hole group, the larger the diameter of the intake hole.
本開示のいくつかの実施形態においては、当該予め定められた角度は30°〜89°の範囲である。 In some embodiments of the present disclosure, the predetermined angle is in the range of 30 ° to 89 °.
本開示のいくつかの実施形態においては、当該吸気孔は円形貫通孔であり、当該円形貫通孔の直径は0.5mm〜4mmの範囲である。 In some embodiments of the present disclosure, the intake hole is a circular through hole and the diameter of the circular through hole ranges from 0.5 mm to 4 mm.
本開示のいくつかの実施形態においては、当該円形貫通孔の直径は0.5mm〜4mmの範囲である。 In some embodiments of the present disclosure, the diameter of the circular through hole ranges from 0.5 mm to 4 mm.
本開示のいくつかの実施形態においては、当該矩形貫通孔の径方向断面の面積は、1mm2〜20mm2の範囲である。 In some embodiments of the present disclosure, the area of the radial cross section of the rectangular through-holes is in the range of 1 mm 2 to 20 mm 2.
本開示のいくつかの実施形態においては、当該上方電極板は、噴出口が設けられたシャワープレートであり、当該吸気孔の当該軸と当該噴出口の軸とが互い違いに配置されている。 In some embodiments of the present disclosure, the upper electrode plate is a shower plate provided with a spout, and the shaft of the intake hole and the shaft of the spout are alternately arranged.
本開示のいくつかの実施形態においては、当該上方電極板は、噴出口が設けられたシャワープレートであり、当該吸気孔の当該軸と当該噴出口の軸とが互い違いに配置されている。 In some embodiments of the present disclosure, the upper electrode plate is a shower plate provided with a spout, and the shaft of the intake hole and the shaft of the spout are alternately arranged.
本開示の他の局面に従うと、チャンバ本体と当該上方電極アセンブリとを含む反応チャンバが提供される。 According to other aspects of the disclosure, a reaction chamber comprising a chamber body and the upper electrode assembly is provided.
本開示のさらに別の局面に従うと、上記反応チャンバを含むALD装置が提供される。
本開示によって提供される上方電極アセンブリ、反応チャンバおよびALD装置の技術的解決策では、吸気絶縁アセンブリは、吸気構造が上方電極板と直接接触する経路を遮断するとともに、第1の経路の内壁を第2の経路の内壁から電気的に絶縁するように配置されており、このため、吸気構造と上方電極板との間に電位差が発生せず、これにより、発火を有効に防止する。
According to yet another aspect of the present disclosure, an ALD apparatus including the above reaction chamber is provided.
In the technical solution of the upper electrode assembly, reaction chamber and ALD apparatus provided by the present disclosure, the intake insulation assembly blocks the path through which the intake structure comes into direct contact with the upper electrode plate and provides an inner wall of the first path. It is arranged so as to be electrically insulated from the inner wall of the second path, so that a potential difference does not occur between the intake structure and the upper electrode plate, thereby effectively preventing ignition.
図面の簡単な説明
本開示の上記および他の目的、技術的特徴および利点は、添付の図面を参照した本開示の実施形態についての以下の説明によって、より明らかになるだろう。
Brief Description of Drawings The above and other objectives, technical features and advantages of this disclosure will be further clarified by the following description of embodiments of this disclosure with reference to the accompanying drawings.
参照番号:
[先行技術]
100 反応チャンバ、200 シャワープレート、300 吸気管、400 吸気口。
reference number:
[Prior art]
100 reaction chamber, 200 shower plate, 300 air intake pipe, 400 air intake.
[本開示]
10 吸気構造、101 第1の経路、102 第1の分岐経路、103 第2の分岐経路、104 パージ経路、105 吸気マニホールド用シール溝、11 絶縁部材、111 中間経路、112 絶縁ブロック用シール溝、12 吸気絶縁構造、120、120′ 吸気孔、121 第1の吸気孔、122 第2の吸気孔、Θ 予め定められた角度、2 上方電極板、21 第2の経路、22 高周波発生器、3チャンバ本体、31 プロセス反応ゾーン、32 プロセスゾーンの分散グリッド、33 支持基部。
[Disclosure]
10 Intake structure, 101 1st path, 102 1st branch path, 103 2nd branch path, 104 purge path, 105 intake manifold seal groove, 11 insulation member, 111 intermediate path, 112 insulation block seal groove, 12 Intake insulation structure, 120, 120'intake hole, 121 first intake hole, 122 second intake hole, Θ predetermined angle, 2 upper electrode plate, 21 second path, 22 high frequency generator, 3 Chamber body, 31 process reaction zones, 32 process zone distribution grids, 33 support bases.
詳細な説明
先行技術における少なくとも1つの技術的問題を解決するために、本開示は、上方電極アセンブリ、反応チャンバおよびALD装置を提供する。本開示の目的、技術的解決策および利点をより明らかにするために、本開示を、具体的な実施形態および添付の図面を参照しつつ以下において詳細にさらに説明する。これらの説明は例示にすぎず、本開示の範囲を限定するように意図されたものではないことを理解されたい。加えて、以下の説明では、本開示の概念の不必要な混乱を避けるために、周知の構造および技術は記載はしない。
Detailed Description To solve at least one technical problem in the prior art, the present disclosure provides an upper electrode assembly, a reaction chamber and an ALD device. To better clarify the objectives, technical solutions and advantages of the present disclosure, the present disclosure will be further described below with reference to specific embodiments and accompanying drawings. It should be understood that these explanations are for illustration purposes only and are not intended to limit the scope of this disclosure. In addition, the following description does not describe well-known structures and techniques to avoid unnecessary confusion of the concepts of the present disclosure.
本開示の第1の実施形態は、ALD装置、特に容量性PE−ALD装置に適用することができる上方電極アセンブリを提供する。 The first embodiment of the present disclosure provides an upper electrode assembly that can be applied to an ALD device, particularly a capacitive PE-ALD device.
図2に示されるように、上方電極アセンブリは、ALD装置の反応チャンバの上に配置されており、吸気構造10および上方電極板2を含む。吸気構造10は、第1の経路101を備えており、本実施形態においては、少なくとも2つの分岐経路をさらに備える。ALD装置が作動すると、前駆体Aおよび前駆体Bがそれぞれ2つの分岐経路を通過して第1の経路101内に同時に進入し、第1の経路101内で混合される。すなわち、第1の経路101は、前駆体Aと前駆体Bとを混合するとともに前駆体Aと前駆体Bとの混合ガスを送達するための主管として用いられる。前駆体Aおよび前駆体Bは、通常の条件下では互いに反応しない2つのプロセスガスである。
As shown in FIG. 2, the upper electrode assembly is located above the reaction chamber of the ALD device and includes the
上方電極板2には第2の経路21が設けられている。前駆体Aと前駆体Bとの混合ガスは、第1の経路101を介して第2の経路21に投入され、第2の経路21は、混合ガスを反応チャンバに投入するように構成されている。本実施形態においては、上方電極板2はシャワープレートである。シャワープレートは、反応チャンバの上に配置されており、RF発生器22に接続されている。RF発生器22は、反応チャンバ内のプロセスガスを励起してプラズマを発生させるためにシャワープレートにRF電力を印加するように構成されている。さらに、シャワープレートは分散チャンバを有しており、分散チャンバの上端には中央吸気孔が設けられており、下端にはプロセスガスを反応チャンバ内に均一に排出するための複数の噴出口が設けられている。第2の経路21は中空管であってもよく、シャワープレートの軸に沿って延在して分散チャンバの中心吸気孔と連通しているか、または、第2の経路21は分散チャンバの中心吸気孔である。
The
上方電極アセンブリは吸気絶縁アセンブリをさらに含む。吸気絶縁アセンブリは、上方電極板2と吸気構造10との間に配置されており、プロセスガスを第1の経路101から第2の経路21内に投入している間、第1の経路101の内壁を第2の経路21の内壁から電気的に絶縁するように構成されている。電気的絶縁とは、正極と負極との間に電流が流れないように、正極が負極と直接接触する経路を遮断することを指している。
The upper electrode assembly further includes an intake insulation assembly. The intake insulation assembly is located between the
反応チャンバ内で処理を実行する場合、シャワープレートが正極として機能するとともに吸気構造10が負極として機能しており、第1の経路101が第2の経路21と直接連通すると、シャワープレートと吸気構造との間に電位差が生じ易くなる。この問題を解決するために、上方電極板2と吸気構造10との間に吸気絶縁アセンブリを配置して、正極が負極と直接接触する(図2に矢印で示す)経路を遮断し、第1の経路101の内壁を第2の経路21の内壁から電気的に絶縁する。こうして、電位差の発生を防止することにより、発火を有効に回避する。一方、吸気絶縁アセンブリは、プロセスガスを通過させることができ、これにより、ガスの流れに影響を及ぼすことなく、ガスを第1の経路101から第2の経路21内へと投入することができる。
When the treatment is performed in the reaction chamber, the shower plate functions as a positive electrode and the
以下に、吸気絶縁アセンブリの構造を詳細に説明する。具体的には、本実施形態においては、吸気絶縁アセンブリは絶縁部材11および吸気絶縁構造12を含む。絶縁材料でできた絶縁部材11は、上方電極板2と吸気構造10との間に配置されており、上方電極板2を吸気構造10から電気的に絶縁するように構成されている。絶縁部材11には中間経路111が設けられており、中間経路111は、第1の経路101および第2の経路21のそれぞれと連通して、ガスを第1の経路101から第2の経路21に投入する。
The structure of the intake insulation assembly will be described in detail below. Specifically, in this embodiment, the intake insulation assembly includes an insulating
吸気絶縁構造12は、中間経路111に配置されており、電位差の発生を避けるために、第1の経路101の内壁を第2の経路21の内壁から電気的に絶縁するように構成されている。
The
好ましくは、吸気構造10、絶縁部材11およびシャワープレートは同軸に配置されており、第1の経路101、中間経路111および第2の経路21も同軸に配置されている。
Preferably, the
なお、本実施形態においては、第1の経路101内にガス混合のために十分な空間を確保するために、中間経路111に吸気絶縁構造12が配置されているが、本開示はこれに限定されない。実用の際には、第1の経路101内にガス混合のために十分な空間がある限り、吸気絶縁構造12は、第1の経路101に、または第1の経路101および中間経路111の両方に配置され得る。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態においては、吸気絶縁構造12は絶縁部材11から独立した構成要素であるが、本開示はこれに限定されない。実用の際には、吸気絶縁構造12は中間経路111内に形成されてもよく、すなわち、中間経路111は、第1の経路101の内壁を第2の経路21の内壁から電気的に絶縁することもできる吸気絶縁構造12を採用している。
In the present embodiment, the
図3〜図4bを参照すると、本実施形態においては、吸気絶縁構造12は複数の吸気孔120を備えており、複数の吸気孔120の軸は中間経路111の軸に対して平行であり、このため、プロセスガスをより滑らかに投入することができる。
Referring to FIGS. 3 to 4b, in the present embodiment, the
任意には、複数の吸気孔120は、ガスを第2の経路21内に均一に投入するように、中間経路111の径方向断面に対してアレイ状に配置されている。アレイは、ほぼ円形のアレイ、正方形のアレイなどであってもよい。実用の際には、複数の吸気孔120は、他の如何なる態様で分布させてもよく、たとえば、複数の吸気孔120は中間経路111の軸を中心とする少なくとも1つの円周上に分布している。
Optionally, the plurality of
任意には、ガスの流れの要件を満たすために、吸気孔120の数は20個〜200個、好ましくは80個〜170個である。
Optionally, the number of
本実施形態においては、すべての吸気孔120は円形貫通孔であり、これら円形貫通孔の直径は0.5mm〜4mm、好ましくは0.8mm〜3mmである。このような直径範囲であれば、第1の経路101の内壁を第2の経路21の内壁から電気的に絶縁することができる。吸気孔120の直径は同じであってもよく、互いに異なっていてもよく、または、部分的に同じであってもよい。
In the present embodiment, all the intake holes 120 are circular through holes, and the diameter of these circular through holes is 0.5 mm to 4 mm, preferably 0.8 mm to 3 mm. Within such a diameter range, the inner wall of the
なお、本実施形態においては、すべての吸気孔120は円形貫通孔であるが、本開示はこれに限定されない。実用の際には、すべての吸気孔120の径方向断面は、正方形、楕円形または多角形などの他の形状であってもよい。加えて、吸気孔120は、径方向断面の形状が異なっている2種類以上の吸気孔を含んでいてもよい。
In the present embodiment, all the intake holes 120 are circular through holes, but the present disclosure is not limited to this. In practice, the radial cross section of all
なお、本実施形態においては、すべての吸気孔120は貫通孔であるが、本開示はこれに限定されない。実用の際には、吸気孔120は、テーパ孔などの異なる軸方向寸法を有する構造を採用してもよい。
In the present embodiment, all the intake holes 120 are through holes, but the present disclosure is not limited to this. In practical use, the
任意には、吸気孔120の厚さは、約2mm〜20mm、好ましくは5mm〜15mm、たとえば10mmである。
Optionally, the thickness of the
任意には、12インチの直径を有するシリコンウェハに適用可能であるプロセスの場合、第1の経路101の内径および中間経路111の内径は、6mm〜60mm、好ましくは25mm〜45mm、より好ましくは30mm〜40mm、たとえば38mmである。
Optionally, for a process applicable to a silicon wafer having a diameter of 12 inches, the inner diameter of the
なお、本実施形態においては、複数の吸気孔120の軸は中間経路111の軸に対して平行であるが、本開示はこれに限定されない。実用の際には、図5に示されるように、予め定められた角度Θが、複数の吸気孔120′の軸と中間経路111の軸との間に形成される。このようにして、第1の経路101の内壁を第2の経路21の内壁から有効に電気的に絶縁して発火を回避することができ、さらに、プロセスガスは、傾斜した吸気孔120′を通過した後に円盤状の磁場や循環する磁場を発生させることができ、このため、プロセスガスを十分に混合させることができる。
In the present embodiment, the axes of the plurality of
任意には、予め定められた角度Θは、好ましくは30°〜89°、より好ましくは60°〜80°である。 Optionally, the predetermined angle Θ is preferably 30 ° to 89 °, more preferably 60 ° to 80 °.
本開示の第2の実施形態は上方電極アセンブリを提供する。第2の実施形態に従った上方電極アセンブリの技術的特徴は、第1の実施形態に従った上方電極アセンブリの技術的特徴と同一または同様であるため、ここでは説明を省略する。以下、第2の実施形態のうち第1の実施形態とは異なる内容についてのみ説明する。 A second embodiment of the present disclosure provides an upper electrode assembly. Since the technical features of the upper electrode assembly according to the second embodiment are the same as or similar to the technical features of the upper electrode assembly according to the first embodiment, description thereof will be omitted here. Hereinafter, only the contents of the second embodiment different from those of the first embodiment will be described.
本実施形態においては、吸気絶縁構造12は少なくとも2つの吸気孔群を含み、当該少なくとも2つの吸気孔群の各々は少なくとも1つの吸気孔を含む。吸気孔群における吸気孔の軸は中間経路111の軸に対して平行であるか、または、吸気孔の軸と中間経路111の軸との間に予め定められた角度が形成されている。さらに、異なる複数の吸気孔群における複数の吸気孔の軸と中間経路111の軸との間の角度は異なっており、および/または、異なる複数の吸気孔群における複数の吸気孔は異なる径方向断面形状を有する。すなわち、吸気絶縁構造12は、吸気孔の傾斜角および/または径方向断面形状が異なっている2つ以上の吸気孔群を含む。
In the present embodiment, the
たとえば、図6に示されるように、吸気絶縁構造12は、第1の吸気孔群および第2の吸気孔群を含む少なくとも2つの吸気孔群を含む。第1の吸気孔群は少なくとも1つの第1の吸気孔121を含む。第2の吸気孔群は少なくとも1つの第2の吸気孔122を含む。第1の吸気孔121の軸は中間経路111の軸に対して平行であり、第2の吸気孔122の軸と中間経路111の軸との間に予め定められた角度Θが形成されている。予め定められた角度Θは、好ましくは30°〜89°、より好ましくは60°〜80°である。
For example, as shown in FIG. 6, the
傾斜角が異なっている2種類の吸気孔を設定することにより、第1の経路101の内壁を第2の経路21の内壁から有効に電気的に絶縁して発火を回避することができ、さらに、プロセスガスがそれぞれ第1の吸気孔121および第2の吸気孔122を通過した後に異なる方向に流れるので、プロセスガスをより十分に混合させることができる。
By setting two types of intake holes having different inclination angles, the inner wall of the
任意には、第1の吸気孔121の径方向断面形状と第2の吸気孔122の径方向断面形状とは同じであってもよく異なっていてもよい。加えて、第1の吸気孔121および第2の吸気孔122はいずれも円形貫通孔であるが、直径が異なっていてもよい。
Optionally, the radial cross-sectional shape of the
別の例として、図7、図8a、図8bおよび図9を参照すると、吸気絶縁構造12は、第1の吸気孔群および第2の吸気孔群を含む少なくとも2つの吸気孔群を含む。第1の吸気孔群は複数の第1の吸気孔121を含み、これら第1の吸気孔121は、中間経路111の軸を中心とするとともに異なる半径を有する少なくとも2つの第1の円周上に分布している。第1の吸気孔121の各々は円形貫通孔である。
As another example, with reference to FIGS. 7, 8a, 8b and 9, the
図8aおよび図8bに示すように、複数の第1の吸気孔121は、中間経路111の軸を中心とするとともに異なる半径を有する3つの第1の円周上に分布している。3つの第1の円周はそれぞれ、中間経路111のうち中央領域、中間領域および周辺領域に位置しており、このため、第1の吸気孔121を中間経路111の径方向に沿って均一に分布させることができる。
As shown in FIGS. 8a and 8b, the plurality of first intake holes 121 are distributed on three first circumferences centered on the axis of the
任意には、2つの隣接する第1の円周同士の間の径方向距離は、3mm〜10mm、好ましくは4mm〜8mmである。 Optionally, the radial distance between the two adjacent first circumferences is 3 mm to 10 mm, preferably 4 mm to 8 mm.
実用の際には、各々の第1の円周上の第1の吸気孔121の数は、特定の要件に応じて自由に設定されてもよい。任意には、最も外側の第1の円周上の第1の吸気孔121の数は、5個〜20個、好ましくは8個〜15個である。中間の第1の円周上の第1の吸気孔121の数は、最も外側の第1の円周上の第1の吸気孔121の数以下であってもよい。任意には、中間の第1の円周上の第1の吸気孔121の数は、5個〜20個、好ましくは8個〜15個である。最も内側の第1の円周上の第1の吸気孔121の数は、中間の第1の円周上の第1の吸気孔121の数以下であってもよい。任意には、最も内側の第1の円周上の第1の吸気孔121の数は、1個〜8個、好ましくは2個〜6個である。 In practice, the number of first intake holes 121 on each first circumference may be freely set according to specific requirements. Optionally, the number of first intake holes 121 on the outermost first circumference is 5 to 20, preferably 8 to 15. The number of first intake holes 121 on the first circumference in the middle may be less than or equal to the number of first intake holes 121 on the outermost first circumference. Optionally, the number of first intake holes 121 on the first circumference in the middle is 5 to 20, preferably 8 to 15. The number of first intake holes 121 on the innermost first circumference may be less than or equal to the number of first intake holes 121 on the middle first circumference. Optionally, the number of first intake holes 121 on the innermost first circumference is 1 to 8, preferably 2 to 6.
実用の際には、各々の第1の円周上の第1の吸気孔121の直径は、特定の要件に応じて自由に設定されてもよい。任意には、第1の吸気孔121が配置されている第1の円周の半径が大きいほど、これらの第1の吸気孔121の直径は大きくなる。具体的には、最も外側の第1の円周上の第1の吸気孔121の直径が最も大きく、最も内側の第1の円周上の第1の吸気孔121の直径が最も小さい。このようにして、吸気絶縁構造12の空間を十分に活用して、吸気絶縁構造12を通過するプロセスガスの単位時間あたりの量を増やすことができ、これにより、プロセスガスをより迅速に吸気絶縁構造12内を通過させることができる。
In practice, the diameter of the
実用の際には、各々の第1の円周上の第1の吸気孔121の傾斜角は、特定の要件に応じて自由に設定されてもよい。具体的には、各々の第1の円周上の第1の吸気孔121の軸は中間経路111の軸に対して平行であるか、または、各々の第1の円周上の第1の吸気孔121の軸と中間経路111の軸との間に予め定められた角度Θが形成されている。予め定められた角度Θは、好ましくは30°〜89°、より好ましくは60°〜80°である。
In practical use, the inclination angle of the
さらに、同じ第1の円周上の第1の吸気孔121の傾斜角は、同じであってもよく異なっていてもよい。異なる複数の第1の円周上の複数の第1の吸気孔121の傾斜角は、同じであってもよく異なっていてもよい。 Further, the inclination angles of the first intake holes 121 on the same first circumference may be the same or different. The inclination angles of the plurality of first intake holes 121 on the plurality of different first circumferences may be the same or different.
なお、本実施形態においては、第1の吸気孔121は円形貫通孔であるが、本開示はこれに限定されない。実用の際には、第1の吸気孔121の径方向断面形状は、正方形、楕円形、または多角形であってもよい。
In the present embodiment, the
図8a、図8bおよび図9に示すように、第2の吸気孔群は複数の第2の吸気孔122を含む。これら複数の第2の吸気孔122は中間経路111の軸を中心とする第2の円周上に分布している。第2の吸気孔122の各々は、矩形貫通孔であり、この矩形貫通孔の径方向断面形状の長さが第2の円周の径方向に沿って配置されている。実用の際には、第2の吸気孔122の径方向断面形状は、細長い楕円形であってもよく、または、角に丸みのある準長方形であってもよい。
As shown in FIGS. 8a, 8b and 9, the second intake hole group includes a plurality of second intake holes 122. These plurality of second intake holes 122 are distributed on the second circumference centered on the axis of the
さらに、本実施形態においては、最も外側の第1の円周上の隣接する任意の2つの第1の吸気孔121同士の間、および、最も外側の第1の円周上の隣接する当該2つの第1の吸気孔121に対応する中間の第1の円周上の隣接する2つの第1の吸気孔121同士の間に、1つの第2の吸気孔122が設けられている。さらに、最も内側の第1の円周上の第1の吸気孔121はすべて、第2の吸気孔122の内端よりも内側に位置している。このようにして、第1の吸気孔121と第2の吸気孔122とを中間経路111の円周方向に沿って交互に配置することができ、これにより、プロセスガスを十分に混合させることが可能となる。
Further, in the present embodiment, the two adjacent first intake holes 121 on the outermost first circumference and adjacent to each other on the outermost first circumference. A
任意には、第2の吸気孔122は矩形貫通孔であり、その径方向断面の面積は1mm2〜20mm2、好ましくは5mm2〜15mm2の範囲である。
Optionally, the
実用の際には、第2の吸気孔122の傾斜角は特定の要件に応じて自由に設定されてもよい。具体的には、(中間経路の軸に対して平行な)第2の吸気孔122の軸と中間経路111の軸とが互いに対して平行であるか、または、第2の吸気孔122の軸と中間経路111の軸との間に予め定められた角度Θが形成されている。予め定められた角度Θは、好ましくは30°〜89°、より好ましくは60°〜80°である。
In practical use, the inclination angle of the
以下、図2および図3を参照して上述の各実施形態に従った上方電極アセンブリの一例を説明する。吸気絶縁構造12は中間経路111内に埋込まれており、中間経路111の径方向断面形状は円形である。さらに、中間経路111は入口区域と本体区域とに分割されている。本体区域は、第1の経路101から第2の経路21へと延在する方向に沿って入口区域と連通している。入口区域の直径は本体区域の直径よりも大きい。吸気絶縁構造12は、軸に沿って第1の区域と第2の区域とに分割された円筒体を含み、第1の区域の外径は第2の区域の外径よりも大きい。加えて、第1の区域の外壁は、中間経路111の入口区域の内壁と適合し、第2の区域の外壁は中間経路111の本体区域の内壁と適合しており、このため、吸気絶縁構造12を中間経路111内に埋込むことができる。このようにすると、吸気絶縁構造12を位置決めし、設置し、分解し、洗浄するのに好都合である。
Hereinafter, an example of the upper electrode assembly according to each of the above-described embodiments will be described with reference to FIGS. 2 and 3. The
加えて、第1の経路101の径方向断面形状も円形であり、第1の経路101の直径は、吸気絶縁構造12の第1の区域の外径よりも小さく、このため、吸気構造10は吸気絶縁構造12を押圧することができ、これにより、堅固な設置の向上が容易となる。
In addition, the radial cross-sectional shape of the
本開示の別の実施形態は、チャンバ本体3と、上述の実施形態のいずれか1つに従った上方電極アセンブリとを含む反応チャンバを提供する。
Another embodiment of the present disclosure provides a reaction chamber comprising a
図10に示すように、支持基部33がチャンバ本体3の底部に設けられるとともに接地されており、加熱機能を有し、基板を支持して加熱するように構成されている。
As shown in FIG. 10, the
チャンバ本体3、上方電極アセンブリのシャワープレートおよび支持基部33は、ALDプロセスを実現するためのプロセス反応ゾーン31を形成している。プロセス反応ゾーン31を構成するチャンバ本体3の側壁の一部にプロセスゾーン32の分散グリッドが配置されている。プロセスゾーン32の分散グリッドはプロセスガスの流れの均一性を向上させるように構成されている。
The
第1の経路101、第1の分岐経路102、第2の分岐経路103、およびパージ経路104は吸気構造10の側壁に設けられており、第1の分岐経路102、第2の分岐経路103およびパージ経路104はすべて、第1の経路101と連通している。一例では、第1の分岐経路102、第2の分岐経路103およびパージ経路104は、吸気構造10の側壁上において周方向に沿って異なる位置に配置されているものの、すべて同じ高さに位置している。シャワープレートの上面には絶縁ブロック用シール溝112が設けられており、絶縁ブロック用シール溝112内のシールリングによって絶縁部材11およびシャワープレートが封止されている。吸気構造10の下面上には吸気マニホールド用シール溝105が設けられており、この吸気マニホールド用シール溝105内のシールリングによって吸気構造10および絶縁ブロックが封止されている。
The
前駆体Aは第1の分岐経路102を通過して第1の経路101に進入し、前駆体Bは第2の分岐経路103を通過して第1の経路101に進入する。前駆体Aおよび前駆体Bは、反応チャンバに進入した後、チャンバ本体3のプロセス反応ゾーン31に進入する。プロセス反応ゾーン31では、前駆体Aが基板の表面に吸着される。次いで、不活性ガスがパージ経路104を通過して第1の経路101に進入し、さらに、吸気絶縁構造、中間経路111およびシャワープレートを通過してプロセス反応ゾーン31に進入して、残留する前駆体Aをパージする。最後に、RF発生器22をオンに切換えて前駆体Bのプラズマを発生させる。このプラズマは基板の表面上の前駆体Aと反応して薄膜を形成する。以上の工程をプロセス全体にわたって連続的に繰返し、得られる薄膜の厚さがプロセス要件を満たすまで、基板上に薄膜を繰返し堆積させる。
Precursor A passes through the
本開示のさらに別の実施形態は、ALD装置、より特定的には、上述の実施形態によって提供される反応チャンバを含む容量性PE−ALD装置、を提供する。 Yet another embodiment of the present disclosure provides an ALD device, more specifically, a capacitive PE-ALD device including a reaction chamber provided by the embodiments described above.
本開示の目的、技術的解決策および有益な効果は、上述の具体的な実施形態によってさらに詳細に説明される。しかしながら、上記で説明されるものは本開示の特定の実施形態にすぎず、本開示を限定するよう意図されたものではないことを理解されたい。本開示の精神および原理の範囲内で実施される任意の変形例、同等例および改善例は本開示の保護範囲内に包含されるべきである。 The objectives, technical solutions and beneficial effects of the present disclosure will be described in more detail by the specific embodiments described above. However, it should be understood that what is described above is only a specific embodiment of the present disclosure and is not intended to limit this disclosure. Any modifications, equivalents and improvements implemented within the spirit and principles of this disclosure should be included within the scope of protection of this disclosure.
なお、実施形態において「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」などの方向を示すために用いられる用語は、添付の図面を基準とした方向を示しているに過ぎず、本開示の保護範囲を限定するよう意図されたものではない。添付の図面全体にわたって、同一の要素には同一または同様の参照符号を付している。本開示の誤解が生じる可能性がある場合、従来の構造または構成は省略される。 In the embodiment, the terms used to indicate the directions such as "up", "down", "front", "rear", "left", and "right" indicate the directions based on the attached drawings. It is merely intended to limit the scope of protection of this disclosure. Throughout the accompanying drawings, the same elements are labeled with the same or similar reference numerals. Where the misunderstandings of this disclosure may arise, conventional structures or configurations are omitted.
特に指定のない限り、明細書および添付の特許請求の範囲において提供される数値パラメータは、本開示によって得られる所要の特性に応じて異なる可能性のある近似値である。具体的には、本明細書および特許請求の範囲における成分の含有量または反応条件を表すすべての数字は、すべての状況において「約」という語によって変更されることを理解されたい。概して、数とは、いくつかの実施形態において±10%、±5%、±1%、または±0.5%といった具体的な数のバリエーションが含まれることを意味する。 Unless otherwise specified, the numerical parameters provided in the specification and the appended claims are approximations that may vary depending on the required properties obtained by the present disclosure. Specifically, it should be understood that all numbers representing the content of ingredients or reaction conditions herein and in the claims are modified by the word "about" in all circumstances. In general, number means that some embodiments include specific number variations such as ± 10%, ± 5%, ± 1%, or ± 0.5%.
さらに、「含む(include)」という語は、特許請求の範囲に列挙されていない要素またはステップを排除するものではない。要素の前に付されている「1つの(「a」または「an」)」という語は、そのような要素が複数あることを排除するものではない。 Moreover, the term "include" does not exclude elements or steps not listed in the claims. The word "one (" a "or" an ")" preceded by an element does not preclude the existence of multiple such elements.
本明細書および特許請求の範囲における「第1」、「第2」および「第3」などの順序番号は、対応する要素を変更することを意図しているが、変更された要素が任意の順序番号を有することを示唆または示すものではない。さらに、順序番号は、要素の順序や要素の製造プロセスの順序を示すものではなく、同じ名称をもつ2つの要素を区別するよう意図されたものに過ぎない。 Sequence numbers such as "first," "second," and "third" in the specification and claims are intended to alter the corresponding element, but the modified element is arbitrary. It does not imply or indicate that it has a sequence number. Moreover, the sequence number does not indicate the sequence of the elements or the sequence of the manufacturing process of the elements, but is only intended to distinguish between two elements with the same name.
同様に、本開示を簡略化して本開示の1つ以上の局面を理解するのを助けるために、本開示の技術的特徴は、本開示の例示的な実施形態の上記説明において、単一の実施形態、添付の図面またはその説明において一緒に分類されることがあることを理解されたい。しかしながら、本開示の方法は、請求される開示が各請求項に明示的に記録されたものより多くの特徴を必要とするという意図を反映するものとして解釈されるべきではない。より正確には、添付の特許請求の範囲に反映されるように、開示される局面は、前述の単一の実施形態におけるすべての技術的特徴よりも少ない。したがって、本明細書における詳細な記載に従った特許請求の範囲は詳細な説明に明示的に組込まれており、各々の請求項自体が本開示の単一の実施形態と見なされる。 Similarly, to simplify the disclosure and help understand one or more aspects of the disclosure, the technical features of the disclosure are single in the above description of the exemplary embodiments of the disclosure. It should be understood that they may be categorized together in embodiments, accompanying drawings or descriptions thereof. However, the methods of this disclosure should not be construed as reflecting the intent that the requested disclosure requires more features than those expressly recorded in each claim. More precisely, as reflected in the appended claims, the disclosed aspects are less than all the technical features in the single embodiment described above. Therefore, the scope of claims according to the detailed description in the present specification is explicitly incorporated in the detailed description, and each claim itself is regarded as a single embodiment of the present disclosure.
Claims (17)
前記中間経路は、前記第1の経路および前記第2の経路の各々と連通しており、前記第1の経路の前記内壁を前記第2の経路の前記内壁から電気的に絶縁するように構成された吸気絶縁構造を採用している、請求項1に記載の上方電極アセンブリ。 The intake insulation assembly includes an insulating member disposed between the upper electrode plate and the intake structure, and an intermediate path is arranged in the insulating member.
The intermediate path communicates with each of the first path and the second path, and is configured to electrically insulate the inner wall of the first path from the inner wall of the second path. The upper electrode assembly according to claim 1, wherein the intake insulation structure is adopted.
前記上方電極板と前記吸気構造との間に配置された絶縁部材を備え、前記絶縁部材は、前記吸気構造から前記上方電極板を電気的に絶縁するように構成されており、中間経路が、前記絶縁部材に配置されているとともに、前記第1の経路および前記第2の経路の各々と連通しており、前記吸気絶縁アセンブリはさらに、
前記中間経路内に配置された吸気絶縁構造を含み、前記吸気絶縁構造は、前記第1の経路の前記内壁を前記第2の経路の前記内壁から電気的に絶縁するように構成されている、請求項1に記載の上方電極アセンブリ。 The intake insulation assembly
An insulating member arranged between the upper electrode plate and the intake structure is provided, and the insulating member is configured to electrically insulate the upper electrode plate from the intake structure, and an intermediate path is formed. The intake insulation assembly is further located on the insulating member and communicates with each of the first path and the second path.
The intake insulation structure includes an intake insulation structure arranged in the intermediate path, and the intake insulation structure is configured to electrically insulate the inner wall of the first path from the inner wall of the second path. The upper electrode assembly according to claim 1.
異なる複数の吸気孔群における複数の前記吸気孔の軸と前記中間経路の前記軸との間の角度は異なっており、および/または、異なる複数の吸気孔群における複数の前記吸気孔は、異なる径方向断面形状を有する、請求項2または3に記載の上方電極アセンブリ。 The intake insulation structure includes at least two intake hole groups, each intake hole group includes at least one intake hole, and the axis of the intake hole in the intake hole group is parallel to the axis of the intermediate path. There is, or a predetermined angle is formed between the axis of the intake hole and the axis of the intermediate path.
The angles between the axes of the intake holes in the different intake hole groups and the axes of the intermediate path are different, and / or the intake holes in the different intake hole groups are different. The upper electrode assembly according to claim 2 or 3, which has a radial cross-sectional shape.
前記第1の吸気孔群は、少なくとも2つの第1の円周上に分布する複数の吸気孔を含み、前記少なくとも2つの第1の円周は前記中間経路の前記軸を中心とするとともに異なる半径を有し、前記第1の吸気孔群における各々の吸気孔は円形貫通孔であり、
前記第2の吸気孔群は、前記中間経路の前記軸を中心とする第2の円周上に分布する複数の吸気孔を含み、前記第2の吸気孔群における各々の吸気孔は矩形貫通孔であり、前記矩形貫通孔の径方向断面形状の長さは、前記第2の円周の径方向に沿って配置されている、請求項6に記載の上方電極アセンブリ。 The intake insulation structure includes two intake holes, which are a first intake hole group and a second intake hole group.
The first intake hole group includes a plurality of intake holes distributed on at least two first circumferences, and the at least two first circumferences are centered on and different from the axis of the intermediate path. Each intake hole in the first intake hole group having a radius is a circular through hole.
The second intake hole group includes a plurality of intake holes distributed on a second circumference centered on the axis of the intermediate path, and each intake hole in the second intake hole group penetrates a rectangle. The upper electrode assembly according to claim 6, wherein the hole is a hole, and the length of the radial cross-sectional shape of the rectangular through hole is arranged along the radial direction of the second circumference.
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