JP2022535430A - 底部パージガス流の均一性を改善するためのバッフルの実装 - Google Patents

Abstract

本開示は、概して、処理ガスの圧力プロファイルの方位角均一性を改善するための装置に関する。一例では、処理チャンバは、処理容積を画成する、リッド、側壁、及び基板支持体を含む。底部ボウル、チャンバベース、及び壁はパージ容積を画成する。パージ容積は、処理容積の下に位置づけられる。底部ボウルは、第１のイコライザ孔を有する第１の表面を含む。通路は、第１のイコライザ孔及び入り口を介して、処理容積をパージ容積に結合する。通路は、第１のイコライザ孔の上に位置づけられる。チャンバベースは、パージ容積にパージガスを供給するためのパージガスラインに結合可能なパージポートを有する。バッフルは、パージポートの上のある高さでパージ容積内に配置され、パージガスの軌道を偏向させるように構成される。【選択図】図２

Description

本明細書に記載される例は、概して、基板処理装置に関し、より詳細には、基板処理装置における基板の処理均一性を改善するための装置に関する。

化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセス及びプラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）プロセスなどの堆積プロセスは、半導体デバイスの製造において一般的に使用されている。半導体デバイスの製造中、材料は、処理チャンバの処理容積内で１つ以上のガス状前駆体を反応させて、基板表面上に材料の層を形成することによって、基板表面上に層状に堆積される。ガス状前駆体は、ガス相前駆体及び蒸気相前駆体の一方又は両方を含みうる。

ガス状前駆体及びそれらの反応副生成物などの残留材料は、処理チャンバの処理容積内の１つ以上の内面に材料を望ましくなく堆積させる可能性がある。堆積物の厚さは、処理されるすべての基板とともに増加する可能性がある。残留材料の堆積物の厚さが増大するにつれて、堆積物は最終的に処理チャンバの表面から剥がれ落ち、処理容積内の望ましくない微粒子汚染につながる。微粒子汚染は、基板上に堆積した材料層の品質に悪影響を与える可能性がある。したがって、ＣＶＤ及びＰＥＣＶＤ処理チャンバは、そこから残留材料を除去するために、定期的に洗浄する必要がある。プロセスチャンバの洗浄には、基板処理動作の合間の周期的な洗浄サイクル、並びに洗浄及び定期保守のためのチャンバの開放のうちの一方又は両方が含まれる。このような洗浄及び保守は、結果的に、基板のスループットの低下及びチャンバのダウンタイムの増加をもたらす。このように、この洗浄及び保守により、処理チャンバの生産能力が失われる可能性がある。

したがって、当技術分野では、処理チャンバの処理容積の内面への望ましくない堆積を防止するための装置が必要とされている。

プラズマ処理チャンバのパージガス容積のためのバッフルが、本明細書に開示される。処理チャンバは、処理容積を集合的に画成する、リッド、側壁、及び基板支持体を含む。底部ボウル、チャンバベース、及び該チャンバベースと底部ボウルとに結合された壁は、パージ容積を集合的に画成する。パージ容積は、処理容積の下に位置づけられる。底部ボウルは、それを貫通して配置された第１のイコライザ孔を有する第１の表面を含む。通路は、第１のイコライザ孔及び入り口を介して、処理容積をパージ容積に結合する。該通路は、第１のイコライザ孔の上に位置づけられる。チャンバベースは、パージポートを介してパージ容積にパージガスを供給するためのパージガスラインに結合可能なパージポートを有する。バッフルは、パージポートの上のある高さでパージ容積内に配置される。バッフルは、パージ容積に入るパージガスの軌道を偏向させるように構成される。

別の例では、処理チャンバは、処理容積を集合的に画成する、リッド、側壁、及び基板支持体を含む。底部ボウル、チャンバベース、及び該チャンバベースと底部ボウルとに結合された壁は、パージ容積を集合的に画成する。パージ容積は、処理容積の下に位置づけられる。底部ボウルは、それを貫通して配置された第１のイコライザ孔を有する第１の表面を含む。通路は、第１のイコライザ孔及び入り口を介して、処理容積をパージ容積に結合する。通路は、第１のイコライザ孔の上に位置づけられる。チャンバベースは、パージポートを介してパージ容積にパージガスを供給するための第１のパージガスラインに結合可能な第１のパージポートを有する。チャンバベースは、第２のパージポートを介してパージ容積にパージガスを供給するための第２のパージガスラインに結合可能な第２のパージポートを有する。バッフルは、第１のパージポート及び第２のパージポートの上のある高さでパージ容積内に配置される。

さらに別の例では、処理チャンバは、処理容積を集合的に画成する、リッド、側壁、及び基板支持体を含む。底部ボウル、チャンバベース、及び該チャンバベースと底部ボウルとに結合された壁は、パージ容積を集合的に画成する。パージ容積は、処理容積の下に位置づけられる。底部ボウルは、それを貫通して配置された第１のイコライザ孔を有する第１の表面を含む。通路は、第１のイコライザ孔及び入り口を介して、処理容積をパージ容積に結合する。該通路は、第１のイコライザ孔の上に位置づけられる。チャンバベースは、パージポートを介してパージ容積にパージガスを供給するためのパージガスラインに結合可能なパージポートを有する。バッフルは、パージポートの上のある高さでパージ容積内に配置される。バッフルは、パージ容積に入るパージガスの軌道を偏向させるように構成される。バッフルは、第１のイコライザ孔におけるパージガスの速度をパージポートにおけるパージガスジェットの速度の２０パーセント未満に低下させるように構成される。

本開示の上記特徴部を詳細に理解することができるように、その一部が添付の図面に示されている本明細書の例を参照することにより、上に簡単に要約されている本開示のより詳細な説明を得ることができる。しかしながら、添付の図面は単なる例を示しており、したがって、本開示の範囲を限定するものと見なされるべきではないことに留意されたい。したがって、添付の図面は、他の同様に効果的な例を認めるものである。

一例による、例示的な処理チャンバ１００の概略的な断面図 図１の処理チャンバのパージ容積内に配置されたバッフルの一例を示す断面平面図 図１の処理チャンバのパージ容積内に配置されたバッフルの別の例を示す断面平面図 図１の処理チャンバのパージ容積内に配置されたバッフルのさらに別の例を示す断面平面図 図１の処理チャンバのパージ容積内に配置されたバッフルのさらに別の例を示す断面平面図 図１に示される処理チャンバ１００のパージ容積の別の構成の断面平面図 図１の処理チャンバの複数のパージライン及びバッフルの位置を示す概略的な上面平面図 複数のイコライザ孔において示された質量流量の均一性のグラフ 図１の処理チャンバのパージ容積内に配置されたバッフルの別の例を示す断面平面図

理解を容易にするために、可能な場合には、図面に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号が用いられる。一例の要素及び特徴部は、さらなる記述がなくとも、他の例に有益に組み込まれうることが想定されている。

本明細書に開示される例は、概して、パージガス容積内のパージガスのジェットを遮断する流れ偏向装置に関する。有利なことに、パージガスのジェットの遮断は、（一又は複数の）イコライザ孔におけるパージガスの平均質量流量に影響を与える。イコライザ孔は、通路を介してパージガス容積を処理容積に結合する。イコライザ孔におけるパージガスの質量流量は、入り口における処理容積に入る処理ガスの質量流量に対応する。別の言い方をすれば、パージガス容積内のパージガスの質量流量は、入り口における質量流量、すなわち、処理容積がパージガス容積に結合する領域におけるパージガスの質量流量に比例する。通路の入り口における処理ガスの速度は、処理容積内の基板全体にわたるプラズマの方位角圧力プロファイル及び質量流量均一性に影響を与える。同様に、通路の入り口における処理ガスの運動量は、処理容積内の基板全体にわたるプラズマの方位角圧力プロファイル及び質量流量均一性に影響を与える。

基板上の堆積の均一性は、基板の周りの質量流量均一性及び圧力プロファイルに対応する。流量及び圧力プロファイルの均一性は、処理ガスの個々の均一性レベル、及び（一又は複数の）パージガスの質量流量均一性と相関する。有利なことに、バッフルをパージ容積内に配置すると、パージガスがパージ容積と処理容積とを結合する入り口において処理ガスと相互作用するときのパージガスの質量流量の均一性が大幅に改善される。したがって、基板の周りの非常に均一な圧力及び流量プロファイルが提供される。このように、パージ容積内の流量の均一性を高めると、処理チャンバの内壁への材料の不要な堆積が減少し、それにより、処理チャンバの洗浄頻度が減少し、処理チャンバのダウンタイムが減少する。

本明細書の例は、基板をエッチングするように構成されたシステムにおける使用に関して、以下に例示的に説明される。しかしながら、開示される主題は、化学気相堆積システム、物理的気相堆積システム、及びパージガスがプラズマ処理チャンバの内部容積に導入される他のシステムなど、他のシステム構成に有用であることに留意すべきである。本明細書に開示される例は、さまざまな寸法の基板を処理するように構成されている他のプロセスチャンバでの実施に適合させることができることもまた理解されるべきである。

図１は、一例による、例示的な処理チャンバ１００の概略的な断面図である。処理チャンバ１００は、１つ以上の側壁１０４、チャンバベース１０６、及びチャンバリッドアセンブリ１０８を有するチャンバ本体１０２を含む。内部容積１０３は、チャンバ本体１０２、側壁１０４、チャンバベース１０６、及びチャンバリッドアセンブリ１０８によって画成される。基板支持体１１１は、内部容積１０３内に配置される。内部容積１０３は、処理容積１１６及びパージ容積１１８を含む。処理容積１１６は、側壁１０４の内面、チャンバリッドアセンブリ１０８の内面、及び基板支持体１１１の第１の表面１１２によって画成される。パージ容積１１８は、側壁１０４、チャンバベース１０６、ベローズ１３０、及び底部ボウル１６６によって画成される。

本明細書では、チャンバリッドアセンブリ１０８は、側壁１０４から電気的に分離されている。シャワーヘッド１０９は、チャンバリッドアセンブリ１０８内に配置され、それに結合される。シャワーヘッド１０９は、それを貫通して配置された複数の開口部１１０を有する。複数の開口部１１０は、１つ以上の処理ガス１１７を処理ガス源１５０から処理容積１１６内へと均一に分散する。本明細書では、シャワーヘッド１０９は、導電性材料で形成されている。シャワーヘッド１０９は、ＲＦ電源などの第１の電源１３２にも結合される。第１の電源１３２は、それとの容量結合を通じて処理ガスのプラズマを点火し、維持するための電力を提供する。

基板支持体１１１は内部容積１０３内に位置づけられる。支持シャフト１２６は、該支持シャフト１２６を上下させるリフトアクチュエータ１２８に結合される。基板支持体１１１は支持シャフト１２６に結合される。リフトアクチュエータ１２８は、基板支持体１１１を下降位置と上昇位置との間で移動させるように構成される。上昇位置又は下降位置は、内部容積１０３の内外への基板１１４の移送を容易にすることができる。基板支持体１１１の高さは、支持シャフト１２６の垂直位置に関連して決定される。

ベローズ１３０もまた支持シャフト１２６を取り囲んでいる。ベローズ１３０はまた、リフトアクチュエータ１２８に結合されて、それらの間にフレキシブルシールを提供することができる。ベローズ１３０は、内部容積１０３の真空完全性を維持する。

基板支持体１１１はまた、処理容積１１６内に部分的に位置づけられる。基板支持体１１１は、パージ容積１１８の上に位置づけられる。基板支持体１１１は、基板１１４を受け入れるためのチャンバリッドアセンブリ１０８に面する第１の表面１１２を含む。第２の表面１１３は、第１の表面１１２とは反対側であり、チャンバベース１０６に面している。基板処理中、基板１１４は、静電チャック（ＥＳＣ）によって基板支持体１１１の第１の表面１１２に固定される。基板支持体１１１は、１つ以上のヒータを含みうる。基板支持体１１１はまた、１つ以上の冷却チャネル（図示せず）も含みうる。基板支持体１１１は、その上に配置された基板１１４の温度の制御を可能にする。

基板処理中、処理ガス１１７がシャワーヘッド１０９によって内部容積１０３に提供される。処理ガス１１７はまた、基板支持体１１１上に配置された基板１１４の中心の上の領域から半径方向外側に向かって処理容積１１６内に引き込まれる。処理ガス１１７は、基板支持体１１１の第１の表面１１２の円周方向のエッジを越えて下方へと引き込まれうる。このような場合、処理ガス１１７は、第１の通路１２０の第１の入り口１２１を通って排気ライナアセンブリ１３４に引き込まれる。

排気ライナアセンブリ１３４は、内部容積１０３に配置される。排気ライナアセンブリ１３４は、円周方向のＣチャネル形状のセクションを含みうる。排気ライナアセンブリ１３４は、チャンバ本体１０２の内壁への望ましくない残留材料の堆積を低減するように構成される。排気ライナアセンブリ１３４は、処理容積１１６からの処理ガス１１７の除去を容易にする。排気ライナアセンブリ１３４は、処理容積１１６内の処理ガス１１７がパージ容積１１８内へと流入することを防止するのに役立つ。排気ライナアセンブリ１３４はまた、パージガス１１９がパージ容積１１８から処理容積１１６内へと流入することを防止する。排気ライナアセンブリ１３４はまた、パージ容積１１８内に配置されたチャンバ構成要素の表面への残留材料の堆積を低減するように構成される。

排気ライナアセンブリ１３４はライナ１３６を含む。ライナ１３６は内部空間１３８を有する。本明細書では、ライナ１３６は、酸化アルミニウムなどのセラミック材料から作ることができる。ライナ１３６はまた、ＮＦ_３をベースとしたプラズマなどのハロゲン含有洗浄プラズマからの熱及び腐食に対して適切に耐性がある他の材料から作られてもよい。ライナ１３６は、定期的な洗浄又は交換のために処理チャンバ１００から取り外すことができる。

パージガス１１９は、パージポート１４４と流体連結したパージガス源１４６によって供給される。パージライン１４８は、パージガス源１４６をパージポート１４４に結合する。本明細書では、パージガス１１９は、基板処理中又はチャンバ洗浄動作中にパージ容積１１８に供給することができる。パージガス１１９は、パージポート１４４を通ってパージ容積１１８内へと流れる。パージポート１４４はチャンバベース１０６を貫通して配置される。パージポート１４４は、円形の断面形状など、対称断面形状を有しうる。他の例では、パージポート１４４は、非対称の断面形状を有しうる。

パージガス源１４６は、パージ容積１１８内にパージガス１１９を供給する。パージガス１１９はまた、第１の通路１２０に流体的に結合された排気導管１２３を通じて、ライナ１３６の内部空間１３８内へと引き込まれる。内部空間１３８は排気チャネル１４０に結合される。排気チャネル１４０は排気口１４２に結合される。次に、処理ガス１１７及びパージガス１１９の両方が、ライナ１３６の内部空間１３８から排気チャネル１４０を通じて引き出され、排気口１４２を通じて排気される。

図２は、図１の処理チャンバ１００のパージ容積１１８内に配置されたバッフル２００の一例を示す断面平面図である。パージ容積１１８は、ベローズ１３０、チャンバベース１０６、底部ボウル２０４、及び側壁１０４によって画成される。ベローズ１３０はチャンバベース１０６に結合される。ベローズ１３０はまた、底部ボウル２０４にも結合される。パージポート２０８がチャンバベース１０６に配置される。パージガス源１４６は、パージポート２０８を通じてパージガス１１９をパージ容積１１８に供給する。パージライン１４８は、パージポート２０８を通じてパージガス源１４６をパージ容積１１８に結合する。

バッフル２００がパージポート２０８の上に位置づけられる。バッフル２００は、セラミック、金属、又はパージ容積１１８の内面２４８に堅固に取り付けることができる不活性ガス環境に適した他の任意の材料で作ることができる。例えば、バッフル２００は、窒化アルミニウムなどのアルミニウムを含む材料で作ることができる。バッフル２００は、任意の幾何学形状を有することができる。バッフル２００の１つの幾何学形状の非限定的な例は、長さ３０ｍｍ、幅２８ｍｍ、及び厚さ５ｍｍの四辺形の形状である。バッフル２００は、パージポート２０８の上に高さ２２８で位置づけられる。バッフル２００の高さ２２８は、パージポート２０８の５ｍｍから１３ｍｍ上でありうる。しかしながら、これらの寸法は、バッフル２００がパージガス１１９のジェット２１２の軌道２４４を変更するように構成されている限り、さらに小さくてもさらに大きくてもよい。底部ボウル２０４とバッフル２００の底面２３２との間の垂直距離２４０は、底部ボウル２０４が垂直方向に移動するにつれて変化しうる。高さ２２８及び垂直距離２４０は、パージポート２０８と（一又は複数の）イコライザ孔２１６との間の垂直長さ２５０と実質的に同様である。バッフル２００の底面２３２は、チャンバベース１０６の内面２４８に実質的に平行である。

イコライザ孔２１６は底部ボウル２０４に配置される。イコライザ孔２１６は、パージ容積１１８を第１の通路１２０に結合する。単一のイコライザ孔２１６が示されているが、一連のイコライザ孔２１６が底部ボウル２０４に沿って放射状に配置される。一連のイコライザ孔２１６は、底部ボウル２０４に沿って等距離に位置づけられる。パージガス１１９がパージ容積１１８に入る際に、パージガス１１９のジェット２１２が、パージポート２０８において生成される。パージポート２０８におけるパージガス１１９のジェット２１２の速度は、５０ｍ／秒を超えうる。バッフル２００は、パージ容積１１８内へと移動するパージガス１１９のジェット２１２の流れを制限する。ジェット２１２の速度は、バッフル２００によってパージポート２０８の上方付近で大幅に低減される。

このように、パージガス１１９の速度は、それが底部ボウル２０４内のイコライザ孔２１６に入る時までに散逸する。したがって、イコライザ孔２１６の近くの領域におけるパージガス１１９の速度及びエネルギーは、パージポート２０８におけるパージガス１１９の速度及びエネルギーよりも実質的に小さい。エネルギーの散逸は、初期形態及び初期エネルギーを有する流体の機械的仕事を行う能力が、流体の最終形態において機械的仕事を行う流体の能力よりも小さい場合に起こる。ジェット２１２はバッフル２００の底面２３２に接触する。ジェット２１２の軌道２４４は、バッフル２００によって変更される。ジェット２１２の運動量は、パージガス１１９がバッフル２００に接触すると減少し、バッフル２００はジェット２１２の軌道２４４を変更する。それに対応して、パージガス１１９の運動エネルギーもまた減少する。ガスがバッフル２００に接触するときにパージガス１１９の運動量が減少するため、パージガス１１９の速度もまた減少する。このような場合、パージガス１１９は、第１の通路１２０を通過する際に、より少ない運動量を有する。

図１及び図２を参照すると、第１の通路１２０を通って移動するパージガス１１９が第１の入り口１２１に到達すると、パージガス１１９は、処理容積１１６内の処理ガス１１７との背圧を生成する。したがって、処理ガス１１７は処理容積１１６内で加圧される。したがって、第１の入り口１２１におけるパージガス１１９の圧力は、基板１１４全体にわたる処理ガス１１７の方位角圧力プロファイルに影響を与える。したがって、処理ガス１１７の圧力プロファイルの方位角均一性は、バッフル２００によって改善される。

有利には、バッフル２００がパージポート２０８の上に位置づけられると、イコライザ孔２１６におけるパージガス２１９の速度が低下する。このように、第１の通路１２０内のパージガス１１９は、したがって、処理容積１１６に入ることを妨げられる。したがって、パージガス１１９の低減された速度を使用して、基板１１４全体にわたる処理ガス１１７の方位角プラズマプロファイルを制御することができる。バッフル２００がパージポート２０８における速度ジェット２１２を低減するように位置づけられると、基板１１４上の処理ガス１１７の圧力プロファイルの方位角均一性は、処理容積１１６内において大幅に改善される。

図３は、図１の処理チャンバ１００のパージ容積１１８内に配置されたバッフル３００のさらに別の例を示す断面平面図である。バッフル３００は脚部３０４によって支持されうる。脚部３０４は、バッフル３００の底面３１２からチャンバベース１０６まで延在しうる。脚部３０４は、バッフル３００又はその一部の回転を防止するように構成することができる。複数の締め具３０２は、バッフル３００を所定の高さ２２８でパージ容積１１８内に固定するように構成される。締め具３０２は、ボルト、ピン、溶接ロッド、又は任意の他の適切な接続デバイスでありうる。締め具３０２はバッフル３００の上面３０８を通過しうる。あるいは、締め具３０２は、バッフル３００に取り付けられるか、又はバッフル３００にねじ込まれてもよい。締め具３０２は、チャンバベース１０６の内面２４８に固定される。例えば、締め具３０２は、チャンバベース１０６に溶接、ねじ込み、ピン留め、又は他の適切な技法によって取り付けることができる。バッフル３００をパージ容積１１８内に固定することにより、バッフル３００がチャンバベース１０６から外れることを防止する。バッフル３００を固定することはまた、パージガスジェット２１２の力に起因するバッフル３００の望ましくない回転又は傾斜を防止するのに役立つ。

バッフル３００は、該バッフル３００の長さ３２４がパージポート２０８の中心線３２８によって二分割されるように、パージポート２０８の上に位置づけられる。第１の幅３１６及び第２の幅３２０を合わせると、バッフル３００の長さ３２４に実質的に等しくなりうる。したがって、バッフル３００の第１の幅３１６は、バッフル３００の第２の幅３２０と実質的に同じである。バッフル３００の下面３１２は、チャンバベース１０６の内面２４８と実質的に平行である。

イコライザ孔２１６とバッフル３００の下面３１２との間の垂直距離３３２は、基板支持体１１１がリフトアクチュエータ１２８（図１に示される）によって上下される際に、底部ボウル２０４の位置が垂直方向に移動するにつれて変化する。この例では、バッフル３００の下面３１２は、イコライザ孔２１６の下に垂直距離３３２で位置づけられている。垂直距離３３２は、５ｍｍから１３ｍｍの間でありうる。

図４は、図１の処理チャンバ１００のパージ容積１１８内に配置されたバッフル４００のさらに別の例を示す断面平面図である。バッフル４００もまた脚部３０４によって支持される。バッフル４００はまた、複数の締め具３０２によってチャンバベース１０６に固定することができる。本明細書で論じられるバッフル４００は、バッフル３００に関して上で論じられたバッフルと実質的に同様の寸法を有しうる。バッフル４００は、第１の幅４０４と第２の幅４０８とを有する。第１の幅４０４及び第２の幅４０８を合わせると、バッフル４００の長さ４２０に実質的に等しくなりうる。第１の幅４０４及び第２の幅４０８は、幅が異なる、すなわち、少なくとも１つの寸法が等しくない。この例では、バッフル４００の長さ４２０は、パージポート２０８の中心線３２８によって二分割されていない。バッフル４００は、上記バッフル２００と同様に、パージポート２０８の上に高さ２２８で位置づけられる。

イコライザ孔２１６とバッフル４００の下面４１２との間の垂直距離４１６は、基板支持体１１１（図１に示される）の上昇及び下降に伴って垂直方向に移動するにつれて変化しうる。バッフル４００の下面４１２は、イコライザ孔２１６の上に垂直距離４１６で位置づけられている。垂直距離４１６は５ｍｍから１３ｍｍの間でありうる。バッフル４００の下面４１２は、チャンバベース１０６の内面２４８に実質的に平行である。

有利なことに、バッフル４００は、増加した表面積を有しており、これによりジェット２１２の運動量をさらに減少させることができる。ジェット２１２の運動量又は速度の減少は、処理容積１１６（図１に示される）内の基板全体にわたるプラズマの方位角圧力プロファイルを改善する。

図５は、図１の処理チャンバ１００のパージ容積１１８内に配置されたバッフル５００のさらに別の例を示す断面平面図である。この例では、バッフル５００はベローズ１３０の一部に取り付けられている。バッフル５００の底面５１２は、チャンバベース１０６の内面２４８に実質的に平行である。バッフル５００は、締め具３０２又は脚部３０４、若しくは両方の組合せ（図５には示されていない）を用いて、ベローズ１３０の一部に取り付けることができる。バッフル５００は、チャンバベース１０６の内面２４８に実質的に平行のままであることを確保する任意の適切な配置を利用してベローズに取り付けることができる。この例では、バッフル５００は、基板支持体１１１（図１に示される）が上下する際に、チャンバベース１０６の内面２４８に対して底面５１２の高さ５０４を変化させる方法で垂直に移動することができる。底部ボウル２０４が垂直方向に移動すると、ベローズ１３０も移動する。したがって、ベローズ１３０に取り付けられたバッフル５００もまた移動する。よって、バッフル５００の底面５１２とイコライザ孔２１６との間の垂直距離５０８は、基板支持体１１１の動きとともに変化する。別の言い方をすれば、バッフル５００の高さ５０４は、基板支持体１１１の高さに基づいて変化するように構成される。先に論じたように、高さ５０４又は垂直距離５０８を変化させると、速度を低下させること及びパージガスがパージ容積１１８に入る方向を変えることにより、イコライザ孔２１６の近くのパージガス１１９の平均質量流量に影響を与える。

図６は、図１に示される処理チャンバ１００のパージ容積１１８の別の構成の断面平面図である。図６に示されるバッフル６００は、第１の脚部６０４及び第２の脚部６０８を含む。第２の脚部６０８は第１の脚部６０４に結合される。例えば、第１の脚部６０４は、第２の脚部６０８に溶接、ねじ込み、ボルト締め、ろう付け、又は接着することができる。第１の脚部６０４及び第２の脚部６０８はまた、材料の単一のブロックから均一に製造することができる。第１の脚部６０４の表面は、第１の内面６２４に実質的に平行である。例えば、第１の内面６２４は、チャンバベース１０６の内面２４８など、パージ容積１１８の表面に平行である。第２の脚部６０８は、チャンバベース１０６の側壁６１６に実質的に平行である。第１の脚部６０４と第２の脚部６０８との間に角度６２０が形成される。この例では、角度６２０は、約９０度など、約６０度から約１２０度の間の範囲でありうる。

バッフル６００は第２の内面６２８に取り付けられうる。例えば、バッフル６００は、チャンバベース１０６など、パージ容積１１８の側壁に取り付けることができる。バッフル６００は、第１の脚部６０４がチャンバベース１０６の第１の内面６２４と実質的に平行のままであることを確保する任意の適切な配置を利用して、チャンバベース１０６に取り付けられる。この例では、バッフル６００はまた、第２の脚部６０８がチャンバベース１０６の第２の内面６２８に実質的に平行のままであることを確保する任意の適切な配置を利用して取り付けられる。

バッフル６００は、チャンバベース１０６の第１の内面６２４とバッフル６００の一部との間に間隙６３２が存在するように、パージ容積１１８内に位置づけられる。パージライン６１２は、パージポート６３６を介してパージガス１１９をパージ容積１１８に供給する。パージガス１１９のジェット２１２は、チャンバベース１０６の側壁６１６にあるパージポート６３６を通ってパージ容積１１８に入る。別の言い方をすれば、パージガスは、パージ容積１１８の底部にある第１の内面６２４から直交して、パージ容積１１８の側面にあるパージポート６３６から入る。パージガス１１９の軌道２４４は、バッフル６００に接触することによって変更される。したがって、イコライザ孔２１６におけるパージガス１１９の平均質量流量は、パージポート６３６におけるジェット２１２の質量流量に対して減少する。

図７は、図１の処理チャンバ１００の複数のパージライン７１４及びバッフルの位置７００を示す概略的な上面平面図である。バッフルの位置７００には、複数のバッフル７３２が含まれる。各バッフル７３２は、パージポート７１２に隣接して配置される。したがって、２つ以上のパージポート７１２が存在してよく、各パージポート７１２はパージライン７１４に接続される。各バッフル７３２は、パージガス１１９のジェット２１２がパージ容積１１８に入る際に、パージガス１１９のジェット２１２を混乱させるように構成される。各バッフル７３２は、内部容積１０３の中心軸７０４から同じ距離７１６に位置づけられる。１つのバッフル７３２と隣接するバッフル７３２との間の角度７２８は、同じ角度でありうる。角度７２８はまた、異なっていてもよい。示される例では、４つのバッフル位置が存在し、各バッフル位置７００はバッフル７３２を有している。示される例では、各バッフル７３２間の角度７２８は約９０度である。別の非限定的な例では、各バッフル位置７００間の角度は約６０度から約１８０度の間の任意の角度であってよく、複数のバッフル７３２が存在する。他の例と同様の方法で、バッフル７３２は、金属又はセラミック材料で作ることができる。

さらに、破線で表される代替となる円形バッフル８００が図７に示されている。バッフル７３２の代わりに円形バッフル８００を利用することができる。この例では、円形バッフル８００は、パージ容積１１８を通って延在する連続セクション８０８を有している。連続セクション８０８は、環状又はトロイダル形状をしている。連続セクション８０８は、各パージポート７１２に隣接するように、パージ容積１１８内に配置される。

バッフル７３２と円形バッフル８００とが同じ図に示されているが、バッフル７３２と円形バッフル８００とはパージ容積１１８に同時に配置されない。円形バッフル８００は、約５ｍｍから約１３ｍｍの間の幅８０４を有しうる。円形バッフル８００は、上述のバッフル２００、３００、４００、５００と一致する、約５ｍｍの厚さを有しうる。図３のバッフル３００の説明と同様に、円形バッフル８００は、脚部３０４で支持されるか、締め具３０２でチャンバベース１０６の底面に固定されるか、又は両方の組合せでありうる。

円形バッフル８００の断面形状は、図７の線Ａ－Ａに沿って取られる。円形バッフル８００は、バッフル３００又はバッフル４００と同じ断面形状を有することができる。図５に示されるバッフル５００に関して論じたように、円形バッフル８００は、交互にベローズ１３０に取り付けることができる。円形バッフル８００は、バッフル５００と同じ断面形状を有することができる。図６に示されるように、円形バッフル８００はまた、チャンバベース１０６の第２の内面６２８に取り付けることもできる。円形バッフル８００は、バッフル６００と同じ断面形状を有することができる。円形バッフル８００は、該円形バッフル８００を支持する第１の脚部６０４及び第２の脚部６０８を有することができる。他の例と同様の方法で、円形バッフル８００は、金属又はセラミック材料で作ることができる。

図８は、複数のイコライザ孔において示された質量流量均一性のグラフである。各イコライザ孔２１６における平均質量流量を観察した。本明細書に示される例では、７０を超えるイコライザ孔２１６が存在する。この例では、ｘ軸に沿った識別子に示されている変数ｘは、グラフ内の孔の数の乗数であり、４より大きく１０より小さくなりうる。例えば、ｘ＝４の場合、ｘ軸上の識別子は４、８、１２、１６などとなる。

パージ容積１１８内にバッフル２００が配置されていない従来のシステムでは、イコライザ孔２１６における平均質量流量は、他のイコライザ孔２１６において取られた平均質量流量に対して、±３％もの大きさで逸脱する。例えば、約－３％の標準偏差を有する、位置８ｘと１０ｘとの間に位置づけられたイコライザ孔９９９は、バッフル２００が存在しない場合、パージポート２０８の最も近くに位置づけられる。所与のイコライザ孔２１６はパージポート２０８から放射状に離れて位置づけられているため、質量流量の標準偏差は大きく変動する。パージポート２０８の近くにない（例えば、位置ｘと４ｘとの間）イコライザ孔９９８では、質量流量は±２％の大きさで逸脱しうる。複数のイコライザ孔２１６における質量流量のこの変動は、処理容積１１６の第１の入り口１２１におけるパージガス１１９の運動量に影響を与える。質量流量の変動は運動量に影響を与え、したがってパージガス１１９が処理容積１１６に入る際の速度にも影響を与える。結果として生じる第１の入り口１２１における速度の変動は、基板１１４上の処理ガス１１７の圧力プロファイルの方位角均一性をさらに混乱させる。

有利なことに、バッフル２００などのバッフルがパージポート２０８の上に位置づけられると、イコライザ孔２１６の各々を横切る質量流量の標準偏差は大幅に減少する。バッフル２００がパージ容積１１８内に配置されている場合、複数のイコライザ孔８１６の各々を横切る質量流量の標準偏差は±１％未満である。したがって、第１のイコライザ孔におけるパージガスの第１の平均質量流量は、第２のイコライザ孔における平均質量流量の１標準偏差以内であり、第１のイコライザ孔は第２のイコライザ孔に直接隣接している。これは、従来のシステムに対し、質量流量の標準偏差が約６０％減少するという改善である。イコライザ孔２１６における平均質量流量が減少するため、バッフルが存在しない従来のシステムと比較して、処理容積１１６に入るパージガス１１９を実質的に減少させる。したがって、第１の通路１２０に入るパージガス１１９の速度の低下は、基板１１４上の処理ガス１１７の圧力プロファイルの方位角均一性に寄与する。

図９は、図１の処理チャンバ１００のパージ容積１１８内に配置されたバッフルの別の例を示す断面平面図である。バッフル９００は脚部３０４によって支持されうる。脚部３０４は、バッフル９００の底面９２０から底部ボウル２０４の内面９１６まで延在する。脚部３０４は、バッフル９００又はその一部の回転を防止するように構成することができる。複数の締め具３０２（図３に示される）は、チャンバベース１０６の内面２４８の上に高さ９１２でパージ容積１１８内にバッフル９００を固定するように構成される。バッフル９００もまた、パージポート２０８の上に実質的に同じ高さ９１２で位置づけられる。チャンバベース１０６の内面２４８とバッフル９００の上面９０４との間の高さ９１２は、基板支持体１１１がリフトアクチュエータ１２８（図１に示される）によって上下される際に、底部ボウル２０４の位置が垂直方向に移動するにつれて変化しうる。脚部３０４は、ボルト、ピン、溶接ロッド、又は任意の他の適切な接続デバイスでありうる締め具３０２で固定することができる。締め具３０２は、バッフル９００の上面９０４を通過しうる。あるいは、締め具３０２は、バッフル９００の底面９２０に取り付けられるか、又はバッフル９００にねじ込まれてもよい。締め具３０２は、底部ボウル２０４の内面９１６に固定される。上で論じた例と同様に、締め具３０２は、底部ボウル２０４に溶接、ねじ込み、ピン留め、又は他の適切な技法によって取り付けることができる。

イコライザ孔２１６とバッフル９００の上面９０４との間の垂直距離９０８は、底部ボウル２０４が垂直方向に移動するにつれて変化しない。バッフル９００の上面９０４は、イコライザ孔２１６の下に垂直距離９０８で位置づけられている。垂直距離９０８は、高さ９１２が約５ｍｍから約１３ｍｍの間になるように調整することができる。バッフル９００の上面９０４は、チャンバベース１０６の内面２４８に実質的に平行である。

上記は特定の例を対象としているが、他の例は、その基本的な範囲から逸脱することなく考案することができ、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (20)

1. 処理チャンバであって、
   処理容積を集合的に画成する、リッド、側壁、及び基板支持体、
   パージ容積を集合的に画成する、底部ボウル、チャンバベース、及び前記チャンバベースと前記底部ボウルとに結合された壁であって、前記パージ容積が前記処理容積の下に位置づけられ、前記底部ボウルがそれを貫通して配置された第１のイコライザ孔を有する第１の表面を含み、通路が前記第１のイコライザ孔及び入り口を介して前記処理容積を前記パージ容積に結合し、かつ前記通路が前記第１のイコライザ孔の上に位置づけられ、前記チャンバベースがパージポートを介して前記パージ容積にパージガスを供給するためのパージガスラインに結合可能なパージポートを有している、底部ボウル、チャンバベース、及び壁；並びに
   前記パージポートの上のある高さで前記パージ容積内に配置されたバッフルであって、前記パージ容積に入る前記パージガスの軌道を偏向させるように構成される、バッフル
   を含む、処理チャンバ。
2. 前記バッフルが、前記パージポートの上に前記バッフルの厚さの１倍から３倍に等しい高さで配置される、請求項１に記載の処理チャンバ。
3. 前記バッフルが、前記第１のイコライザ孔における前記パージガスの速度を、前記パージポートにおける前記パージガスの速度の１０パーセント未満から２０パーセント未満の間に低下させるように構成される、請求項２に記載の処理チャンバ。
4. 前記バッフルの高さが、前記基板支持体の高さに基づいて変化するように構成される、請求項１に記載の処理チャンバ。
5. 前記バッフルの水平位置が、前記バッフルの幅が前記パージポートの中心から延びる垂直線によって実質的に二等分されるように配置され、前記幅が前記垂直線によって略等しい長さの２つの辺へと二等分される、請求項１に記載の処理チャンバ。
6. 前記バッフルの水平位置が、前記バッフルの幅が前記パージポートの中心から延びる垂直線によって分割されるように配置され、前記幅が前記垂直線によって異なる長さを有する２つの辺へと分割される、請求項１に記載の処理チャンバ。
7. 前記バッフルが、
   パージガスジェットの方向に実質的に平行に位置づけられた第１の脚部；
   前記第１の脚部に直交して位置づけられた第２の脚部であって、前記パージガスジェットの速度を低下させるように構成された、第２の脚部
   を含む、請求項１に記載の処理チャンバ。
8. 前記第１のイコライザ孔における前記パージガスの第１の平均質量流量が、前記底部ボウルに配置された第２のイコライザ孔における第２の平均質量流量の１標準偏差以内であり、前記第１のイコライザ孔が前記第２のイコライザ孔に直接隣接している、請求項１に記載の処理チャンバ。
9. 前記底部ボウルに配置された第３のイコライザ孔における前記パージガスの第３の平均質量流量が、前記第２のイコライザ孔における前記第２の平均質量流量の１標準偏差以内であり、かつ前記第１のイコライザ孔における前記第１の平均質量流量の１標準偏差以内であり、前記第１のイコライザ孔が前記第２のイコライザ孔に直接隣接しており、前記第２のイコライザ孔が前記第３のイコライザ孔に直接隣接している、
   請求項８に記載の処理チャンバ。
10. 処理チャンバであって、
    処理容積を集合的に画成する、リッド、側壁、及び基板支持体、
    パージ容積を集合的に画成する、底部ボウル、チャンバベース、及び前記チャンバベースと前記底部ボウルとに結合された壁であって、前記パージ容積が前記処理容積の下に位置づけられ、前記底部ボウルがそれを貫通して配置された第１のイコライザ孔を有する第１の表面を含む、底部ボウル、チャンバベース、及び壁
    を含み、ここで、
    通路が前記第１のイコライザ孔及び入り口を介して前記処理容積を前記パージ容積に結合し、かつ前記通路が前記第１のイコライザ孔の上に位置づけられ、前記チャンバベースが前記第１のパージポートを介して前記パージ容積にパージガスを供給するための第１のパージガスラインに結合可能な第１のパージポートを有し、前記チャンバベースが前記第２のパージポートを介して前記パージ容積に前記パージガスを供給するための第２のパージガスラインに結合可能な第２のパージポートを有しており、
    前記第１のパージポート及び前記第２のパージポートの上のある高さで前記パージ容積内に配置されたバッフル
    をさらに含む、処理チャンバ。
11. 前記バッフルが、前記第１のパージポート又は前記第２のパージポートの上に前記バッフルの厚さの１倍から３倍に等しい高さで配置される、請求項１０に記載の処理チャンバ。
12. 前記バッフルが、前記第１のイコライザ孔における前記パージガスの速度を前記第１のパージポート又は前記第２のパージポートにおける前記パージガスの速度の１０パーセント未満から２０パーセント未満の間に低下させるように構成される、請求項１１に記載の処理チャンバ。
13. 前記バッフルの高さが、基板を支持するように構成された前記基板支持体の高さに基づいて変化するように構成される、請求項１０に記載の処理チャンバ。
14. 前記バッフルが複数のセクションを含み、前記複数のセクションの各セクションが前記第１のパージポート又は第２のパージポートのうちの一方の上に配置され、各セクションがさらに前記処理容積の中心軸から等距離に配置される、請求項１０に記載の処理チャンバ。
15. 前記バッフルが連続セクションを含み、前記連続セクションが前記第１のパージポート及び第２のパージポートの上に配置され、前記連続セクションが前記処理容積の中心軸から等距離に配置される、請求項１０に記載の処理チャンバ。
16. 前記バッフルが、
    パージガスジェットの方向に実質的に平行に位置づけられた第１の脚部；
    前記第１の脚部に直交して位置づけられた第２の脚部であって、前記パージガスジェットの速度を低下させるように構成された、第２の脚部
    を含む、請求項１０に記載の処理チャンバ。
17. 前記バッフルが、前記第１のイコライザ孔における前記パージガスの速度を前記第１のパージポート又は前記第２のパージポートにおけるパージガスジェットの速度の２０パーセント未満に低下させるように構成される、請求項１０に記載の処理チャンバ。
18. 前記第１のイコライザ孔における前記パージガスの第１の平均質量流量が、前記底部ボウルに配置された第２のイコライザ孔における第２の平均質量流量の１標準偏差以内であり、前記第１のイコライザ孔が前記第２のイコライザ孔に直接隣接している、請求項１０に記載の処理チャンバ。
19. 前記底部ボウルに配置された第３のイコライザ孔における前記パージガスの第３の平均質量流量が、前記第２のイコライザ孔における前記第２の平均質量流量の１標準偏差以内であり、かつ前記第１のイコライザ孔における前記第１の平均質量流量の１標準偏差以内であり、前記第１のイコライザ孔が前記第２のイコライザ孔に直接隣接しており、前記第２のイコライザ孔が前記第３のイコライザ孔に直接隣接している、請求項１８に記載の処理チャンバ。
20. 処理チャンバであって、
    処理容積を集合的に画成する、リッド、側壁、及び基板支持体、
    パージ容積を集合的に画成する、底部ボウル、チャンバベース、及び前記チャンバベースと前記底部ボウルとに結合された壁であって、前記パージ容積が前記処理容積の下に位置づけられる、底部ボウル、チャンバベース、及び壁
    を含み、ここで、
    前記底部ボウルがそれを貫通して配置された第１のイコライザ孔を有する第１の表面を含み、通路が前記第１のイコライザ孔及び入り口を介して前記処理容積を前記パージ容積に結合し、かつ前記通路が前記第１のイコライザ孔の上に位置づけられ、前記チャンバベースがパージポートを介して前記パージ容積にパージガスを供給するためのパージガスラインに結合可能なパージポートを有しており、
    前記パージポートの上のある高さで前記パージ容積内に配置されたバッフルであって、前記パージ容積に入る前記パージガスの軌道を偏向させるように構成され、かつ前記第１のイコライザ孔における前記パージガスの速度を前記パージポートにおけるパージガスジェットの速度の２０パーセント未満に低下させるように構成される、バッフル
    をさらに含む、処理チャンバ。

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