JP2022543211A - 半導体処理チャンバ及びそれを洗浄するための方法 - Google Patents
半導体処理チャンバ及びそれを洗浄するための方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022543211A JP2022543211A JP2022505420A JP2022505420A JP2022543211A JP 2022543211 A JP2022543211 A JP 2022543211A JP 2022505420 A JP2022505420 A JP 2022505420A JP 2022505420 A JP2022505420 A JP 2022505420A JP 2022543211 A JP2022543211 A JP 2022543211A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- space
- pumping liner
- processing
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 226
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 135
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims description 103
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 9
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 183
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 73
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 42
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 26
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 14
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 333
- 238000011066 ex-situ storage Methods 0.000 description 49
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 34
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 20
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 20
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005465 channeling Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 description 1
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45502—Flow conditions in reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3244—Gas supply means
- H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/32853—Hygiene
- H01J37/32862—In situ cleaning of vessels and/or internal parts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
- C23C16/4585—Devices at or outside the perimeter of the substrate support, e.g. clamping rings, shrouds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
処理チャンバは、ガス分布部材と、基板支持体と、ポンピングライナとを含み得る。ガス分布部材及び基板支持体は、少なくとも部分的に処理空間を画定し得る。ポンピングライナは、処理空間の周りに円周方向に配置されたポンピングライナの複数の開孔を介して処理空間と流体連結した内部空間を画定し得る。処理チャンバは、ガス分布部材から処理空間への流体分布中にポンピングライナの複数の開孔のサブセットを介して流体流をポンピングライナの内部空間から処理空間内へ向けるように動作可能な流量制御機構をさらに含み得る。【選択図】図6B
Description
関連出願の相互参照
[0001]本出願は、2019年7月29日出願の米国仮特許出願第62/879,720号の利益を主張し、その全体的な内容は、あらゆる目的のために全体として参照により本明細書に援用される。
[0001]本出願は、2019年7月29日出願の米国仮特許出願第62/879,720号の利益を主張し、その全体的な内容は、あらゆる目的のために全体として参照により本明細書に援用される。
[0002]本技術は、半導体処理及び装置に関する。より具体的には、本技術は、半導体処理チャンバ及びそれを洗浄するための方法に関する。
[0003]集積回路は、基板表面上に複雑にパターニングされた材料層を形成する処理によって可能になる。次世代デバイスではデバイスサイズが縮小し続けるため、処理条件の均一性が重要性を増し続けており、チャンバの設計及びシステムのセットアップが、製造されるデバイスの品質に重要な役割を果たす場合がある。したがって、高品質のデバイス及び構造体を製造するために使用することができるシステム及び方法が必要とされる。
[0004]一態様によれば、処理チャンバは、ガス分布部材と、ガス分布部材の下方に位置決めされた基板支持体とを含み得る。ガス分布部材及び基板支持体は、少なくとも部分的に処理空間を画定し得る。ガス分布部材は、処理空間内への流体アクセスを提供し得る。処理チャンバは、基板支持体から半径方向外向きに配置されたポンピングライナをさらに含み得る。ポンピングライナは、処理空間の周りに円周方向に配置された複数の開孔と、複数の開孔を介して処理空間と流体連結し得る内部空間とを画定し得る。ポンピングライナは、複数の開孔から半径方向外向きに配置されたガス入口をさらに画定し得る。ガス入口は、ポンピングライナの内部空間内への流体アクセスを提供し得る。処理チャンバは、流量制御機構をさらに含み得る。流量制御機構は、ガス分布部材から処理空間への流体分布中に、流体流をガス入口を介して内部空間内へ、その後、ポンピングライナの複数の開孔のサブセットを介して処理空間内へ向けるように動作可能であり得る。
[0005]いくつかの実施態様では、流量制御機構は、ポンピングライナ内部に配置された第1のチョークプレート及び第2のチョークプレートを含み得る。第1のチョークプレート及び第2のチョークプレートは、ポンピングライナの内部空間を第1の空間と第2の空間とに分割し得る。第1の空間は、複数の開孔の半分を介して処理空間と流体連結し得る。第2の空間は、複数の開孔の他方の半分を介して処理チャンバと流体連結し得る。流量制御機構は、流体流を処理空間を介して第1の空間から第2の空間内へ向けるように動作可能であり得る。
[0006]いくつかの実施態様では、流量制御機構は、ガス出口の下流且つ排気の上流に配置されたバルブを含み得る。バルブは、処理チャンバ又はポンピングライナの内部空間からガス出口を介して排気への流体流を防ぐために閉鎖するように動作可能であり得る。
[0007]いくつかの実施態様では、ガス出口は第1のガス出口であり得る。バルブは第1のバルブであり得る。流量制御機構は、第2のガス出口と、第2のガス出口の下流且つ排気口の上流に配置された第2のバルブとをさらに含み得る。ガス入口は第1のガス入口であり得る。ポンピングライナは、第2のガス入口をさらに画定し得る。第2のバルブは、ガス分布部材から処理空間への流体分布中に、流体流を第2のガス入口を介して内部空間内へ、その後、複数の開孔の別のサブセットを介して処理空間内へ向けるために閉鎖するように動作可能であり得る。
[0008]いくつかの実施態様では、流量制御機構は、第1のガス出口を排気へ結合する第1のダクト内部の圧力と第2のガス出口を排気へ結合する第2のダクト内部の圧力との間の圧力差を生み出すよう動作可能であり得る。
[0009]いくつかの実施態様では、ポンピングライナは、互いに直径方向に対向した第1の内部バッフルと第2の内部バッフルとを含み得る。いくつかの実施態様では、第1のバッフルは、ガス入口と複数の開孔との間に配置され得る。
[0010]いくつかの実施態様では、ポンピングライナは、ポンピングライナの内部空間の第1の横方向に延びる空間部分を画定する第1の部分を含み得る。ガス入口は、第1の部分の上面に配置され得る。ポンピングライナは、ポンピングライナの内部空間の第2の横方向に延びる空間部分を画定する第2の部分をさらに含み得る。第1の横方向に延びる空間部分と第2の横方向に延びる空間部分とは、互いに直径方向に対向し得る。ポンピングライナは、ポンピングライナの内部空間の第1のトロイダル形状の空間部分を画定する第3の部分をさらに含み得る。第1のトロイダル形状の空間部分は、第1の横方向に延びる空間部分と第2の横方向に延びる空間部分との間に配置され得る。ポンピングライナは、ポンピングライナの内部空間の第2のトロイダル形状の空間部分を画定する第4の部分をさらに含み得る。第1のトロイダル形状の空間部分と第2のトロイダル形状の空間部分とは、互いに直径方向に対向し得る。
[0011]いくつかの実施態様では、ガス入口は第1のガス入口であり得る。ポンピングライナは、第2の部分の上面に配置される第2のガス入口をさらに画定し得る。流量制御機構は、ガス分布部材から処理空間内への流体分布中に、第2のガス入口を介してポンピングライナの内部空間内へ、その後、ポンピングライナの複数の開孔の別のサブセットを介して処理空間内へ、流体流を向けるようさらに動作可能であり得る。
[0012]いくつかの実施態様では、処理チャンバは、基板支持体の周りに環状の間隙をさらに含み、処理チャンバの下部から処理空間及びポンピングライナの内部空間への流体アクセスを提供し得る。いくつかの実施態様では、複数の開孔の各開孔は、複数の開孔の隣接する2つの開孔から等しい距離で配置され得る。
[0013]別の態様によれば、処理チャンバを洗浄するための方法は、第1のガスを、処理チャンバのガス分布部材を通じて、処理チャンバのガス分布部材と基板支持体とによって少なくとも部分的に画定される処理空間内へ流すことを含み得る。この方法は、第2のガスを処理チャンバのポンピングライナのガス入口を通じてポンピングライナの内部空間内へ流すことをさらに含み得る。ポンピングライナは、基板支持体から半径方向外向きに配置され得る。内部空間は、処理空間の周りに円周方向に配置されたポンピングライナの複数の開孔を介して処理空間と流体連結し得る。この方法は、処理空間内の第1のガスの流れを維持しながら、第2のガスの一部をポンピングライナの内部空間から複数の開孔の第1のサブセットの開孔を通じて処理空間内へ流すことをさらに含み得る。この方法は、第2のガスの一部を処理空間から複数の開孔の第2のサブセットの開孔を介してポンピングライナの内部空間内へ流すことをさらに含み得る。
[0014]いくつかの実施態様では、ポンピングライナの内部空間は、一対のチョークプレートによって分離された第1の空間と第2の空間とを含み得る。第2のガスをポンピングライナのガス入口を通じてポンピングライナの内部空間内へ流すことは、第2のガスをポンピングライナのガス入口を通じて第1の空間内へ流すことを含み得る。第2のガスの一部をポンピングライナの内部空間から処理空間内へ流すことは、第2のガスの一部を第1の空間から処理空間内へ流すことを含み得る。第2のガスの一部は、処理空間全体に分布され得る。第2のガスの一部を処理空間からポンピングライナの内部空間内へ流すことは、第2のガスの一部を処理空間から第2の空間内へ流すことを含み得る。
[0015]いくつかの実施態様では、第1のガスは、実質的に均一な濃度で処理空間全体に分布され得る。いくつかの実施態様では、第1のガスは、第1の流量で流され得る。第2のガスは、第1の流量よりも大きい第2の流量で流され得る。
[0016]いくつかの実施態様では、ガス入口は第1のガス入口であり得、方法は、第2のガスをポンピングライナの第1のガス入口を通じてポンピングライナの内部空間内へ流すのを中止することをさらに含み得る。この方法は、第3のガスをポンピングライナの第2のガス入口を通じてポンピングライナの内部空間内へ流すことをさらに含み得る。この方法は、第3のガスの一部をポンピングライナの内部空間から複数の開孔の第2のサブセットの開孔を通じて処理空間内へ流すことをさらに含み得る。この方法は、第3のガスの一部を処理空間から複数の開孔の第1のサブセットの開孔を介してポンピングライナの内部空間内へ流すことをさらに含み得る。
[0017]いくつかの実施態様では、方法は、第3のガスを基板支持体を取り囲む環状の間隙を通じて処理空間へ向かって上向きの方向において流すことをさらに含み得る。
[0018]別の態様によれば、堆積方法は、第1のガスを、処理チャンバのガス分布部材を通じて、上に半導体基板を支持する処理チャンバの基板支持体とガス分布部材とによって少なくとも部分的に画定される処理空間内へ流すことを含み得る。
この堆積方法は、第2のガスを処理チャンバのポンピングライナのガス入口を通じてポンピングライナの内部空間内へ流すことをさらに含み得る。ポンピングライナは、基板支持体から半径方向外向きに配置され得る。ポンピングライナの内部空間は、処理空間の周りに円周方向に配置されたポンピングライナの複数の開孔を介して処理空間と流体連結し得る。第1のガスは第1の流量で流され得る。第2のガスは、処理空間内への第2のガスの流れが実質的に防止され得る一方、第1のガスが処理空間から複数の開孔を介してポンピングライナの内部空間内へ流され得るように、第1の流量より小さい第2の流量で流され得る。処理空間内部の2つの周辺位置間の圧力差は、0.1Torr未満であり得る。
この堆積方法は、第2のガスを処理チャンバのポンピングライナのガス入口を通じてポンピングライナの内部空間内へ流すことをさらに含み得る。ポンピングライナは、基板支持体から半径方向外向きに配置され得る。ポンピングライナの内部空間は、処理空間の周りに円周方向に配置されたポンピングライナの複数の開孔を介して処理空間と流体連結し得る。第1のガスは第1の流量で流され得る。第2のガスは、処理空間内への第2のガスの流れが実質的に防止され得る一方、第1のガスが処理空間から複数の開孔を介してポンピングライナの内部空間内へ流され得るように、第1の流量より小さい第2の流量で流され得る。処理空間内部の2つの周辺位置間の圧力差は、0.1Torr未満であり得る。
[0019]いくつかの実施態様では、ガス入口は第1のガス入口であり得、堆積方法は、第3のガスをポンピングライナの第2のガス入口を通じてポンピングライナの内部空間内へ流すことをさらに含み得る。第1のガス入口と第2のガス入口とは、互いに直径方向に対向し得る。処理空間内への第3のガスの流れが実質的に防止され得るように、第3のガスは、第1の流量よりも小さい第3の流量で流され得る。第1のガスの流れ、第2のガスの流れ、及び第3のガスの流れは、集合的に、処理空間の中心軸の周りの処理空間内部に軸方向に対称な圧力プロファイルを生み出し得る。
[0020]いくつかの実施態様では、堆積方法は、第3のガスを基板支持体を取り囲む環状の間隙を通じて処理空間へ向かって上向きの方向において流すことをさらに含み得る。
[0021]本発明の技術は、従来のシステム及び技法よりも多数の利点をもたらし得る。例えば、本発明の技術は、従来のインシトゥ洗浄法よりも有意に速く処理チャンバを洗浄し得るため、製造スループットを改善する。本発明の技術はまた、実質的に均一に処理チャンバを洗浄し得る。これらの実施態様及びその他の実施態様は、その多くの利点や特徴と共に、後述の記載及び添付の図面により詳細に説明され得る。
[0022]開示された技術の性質及び利点は、本明細書の残りの部分と図面を参照することによってさらに理解を深めることができる。
[0033]いくつかの図面は、概略図として含まれている。図面は例示を目的としており、縮尺どおりであると明記されていない限り、縮尺どおりであるとみなしてはならないことを理解するべきである。さらに、概略図として、図面は、理解を助けるために提供されており、現実的な描写に比べてすべての態様又は情報を含まない場合があり、例示を目的として強調された素材を含むことがある。
[0034]添付の図面では、類似の構成要素及び/又は特徴は、同じ参照符号を有し得る。更に、同じ種類の様々な構成要素は、類似の構成要素間を区別する文字により、参照符号に従って区別することができる。本明細書において第1の参照符号のみが使用される場合、その記載は、文字に関わりなく、同じ第1の参照符号を有する類似の構成要素のうちのいずれにも適用可能である。
[0035]半導体デバイスの製造中、ウエハは、一又は複数の化学気相堆積プロセスなどの一又は複数の堆積プロセスを行うために、半導体処理チャンバの処理空間内に送達され得る。堆積中、ウエハ上に堆積される材料、例えば一又は複数の堆積ガスは、堆積ガスに曝露されたさまざまなチャンバ部品の表面にも堆積され得る。よって、処理チャンバは、時々洗浄され得る。従来のチャンバ設計は、インシトゥ洗浄法を利用し得る。その方法では、洗浄ガスは、堆積ガスが処理空間内へ送達され得るのと同様のやり方で、処理チャンバ内へ送達され得る。よって、インシトゥの洗浄ガスは、処理空間を画定するさまざまなチャンバ部品と、処理空間の上流のチャンバ部品とを洗浄し得る。しかしながら、このようなインシトゥ洗浄は、処理空間の下流のさまざまな処理チャンバを十分に洗浄しない場合があるか、又は、下流の部品が十分に洗浄されるまでにかなりの時間がかかる場合があり、これにより製造スループットが低下する可能性がある。
[0036]本発明の技術は、処理チャンバのポンピングライナのバイパスガス入口を通じて送達され得るエクスシトゥ洗浄ガスを利用することにより、これらの問題を克服する。エクスシトゥ洗浄ガスは、インシトゥ洗浄ガスと同時に送達され得る。本発明の技術は、一又は複数の流量制御機構をさらに利用して、エクスシトゥ洗浄ガスの流れを調節するため、エクスシトゥ洗浄ガスは、処理空間及び処理空間の下流のさまざまなチャンバ部品を効果的に洗浄し得る。インシトゥ洗浄の代わりに又はそれに加えてエクスシトゥ洗浄を実施することにより、処理チャンバ全体を効率的に洗浄することができ、製造スループットを改善することができる。
[0037]残りの開示は、開示された技術を利用して処理チャンバを洗浄するためのさまざまな流体流をルーティン的に同定するが、この技術は、洗浄プロセスのみに限定されると見なされるべきではない。本技術は、調節された及び/又は均一な流体流が有益であり得る、堆積、エッチングなどを含むがこれらに限定されない他のプロセスに利用することができる。さらに、例示的な半導体処理チャンバが本発明の技術の理解を助けるために記載されるが、この技術は、半導体処理チャンバの部品のみを洗浄する場合、又は記載した例示的なチャンバに限定されるものと見なされるべきではない。本発明の技術は任意の種類の処理チャンバに利用することができることを理解されたい。
[0038]図1は、本発明の技術の実施態様による、例示的な処理チャンバ100の概略断面図を示す。処理チャンバ100は、ガス分布部材又はシャワーヘッド102と、ガス分布部材102の下方に位置決めされた基板支持体104とを含み得る。ガス分布部材102及び基板支持体104は、少なくとも部分的に処理空間106を画定し得る。ガス分布部材102は、処理空間106内へ流体アクセスを提供するよう構成された多くの開孔を含み得る。基板支持体104の上部部品は、処理中に基板支持体104の上面上に置かれ得る基板又はウエハを支持及び加熱するよう構成され得るヒータであり得るか又はそれを含み得る。処理チャンバ100は、基板支持体104から半径方向外向きに配置されたポンピングライナ110をさらに含み得る。ポンピングライナ110は、処理空間106の周りに円周方向に配置された多くの開孔112を画定し得る。ポンピングライナ110は、開孔112を介して処理空間106と流体連結し得る内部空間114をさらに画定し得る。
[0039]いくつかの実施態様では、基板支持体104は、底部ボウル120内部に収納され得る。基板支持体104と底部ボウル120の間には環状であり得る間隙122が形成されて、基板支持体104が底部ボウル120内部を上下に移動するのを可能にし得る。ガス分布部材102から処理空間106内へ送達され得る堆積ガスなどの処理ガスが、基板支持体104の上面の下方から下向きに流れて、間隙122を通じて処理チャンバ100の下部内へ入るのを制限又は防止するために、アルゴン、窒素等の不活性ガスを含み得るパージガスは、処理空間106へ向かって上向きの方向に間隙122内へ流され得る。
[0040]いくつかの実施態様では、パージガスは、処理チャンバ100の底部のパージ入口128を通じてパージ空間126内へ送達され得る。パージバッフル130は、パージガスの流れを偏向させるためにパージ入口128に隣接して配置され、パージ空間126全体へのパージガスの分布を容易にし得る。いくつかの実施態様では、処理チャンバ100は、単一のパージ入口128と単一のパージバッフル130とを含み得る。いくつかの実施態様では、処理チャンバ100は、複数のパージ入口128と、対応する数のパージバッフル130とを含み得る。パージガスは、その後、底部ボウル120内に画定された多くのパージ等化器孔124を通じて間隙122内に入り、処理空間106へ向かって上向きに流れ得る。パージガス及び処理ガは、その後、処理空間106の外周で組み合わされて、開孔112を通じてポンピングライナ110により除去され得る。いくつかの実施態様では、パージ等化器孔124は共通のサイズを有し得る。いくつかの実施態様では、パージ等化器孔124はさまざまなサイズを有し得る。例えば、パージ入口128に対するパージ等化器孔124の位置に応じて、パージ入口128に近いパージ等化器孔124は、パージ入口128から遠いパージ等化器孔124よりも小さい直径を有し得る。パージガスをパージ空間126全体に分布し、パージガスを適切なサイズのパージ等化器孔124に流すことにより、方位角的に均一なパージガス流が達成され得る。これは、ウエハ上の均一な堆積プロファイルをさらに促進し得る。
[0041]図2は、選択された部品の構成をよりよく示すために、処理チャンバ100の選択された部品の部分の斜視断面図を概略的に示している。示されているように、ポンピングライナ110の開孔112は、ポンピングライナ110の内周の周りに円周方向に配置されてもよく、等しい距離で互いに離間されていてもよい。パージガスは、間隙122を通じて上向きに流され、基板支持体104のエッジ又は周辺部の近くで処理ガスと混合されてもよく、処理空間106(図2では図示せず)から開孔112を通じてポンピングライナ110の内部空間114内へ流される。
[0042]図3は、図1の処理チャンバ100の選択されたチャンバ部品によって画定される一又は複数の流れ空間の右斜視図を概略的に示している。図3及び他の後続の流れ空間の図に示される流れ空間は、1つ又は複数の流れ空間を画定するさまざまなチャンバ部品の内部空間又は内部形状のみを表すことができることに留意されたい。よって、本明細書に記載される各チャンバ部品では、内部空間又は内部形状は同じであり得るが、外部の形状又は形態は、チャンバ部品が処理チャンバ100内にどのように統合され得るか及び/又は他のチャンバ部品及びさまざまな他の考慮事項と組み合わされ得るかに応じて、実施態様ごとに変化し得る。さらに、検討の目的で、特定のチャンバ部品は、実際のチャンバ部品が流れ空間の図に示されていなくても、流れ空間の図を参照することによって説明され得る。
[0043]引き続き図3を参照すると、流れ空間は、ガス分布部材102の底面と基板支持体104の上面とによって画定される処理空間106を含み得、ポンピングライナ110の内部空間114は、ポンピングライナ110の開孔112を介して処理空間106に流体連結し得る。流れ空間は、ポンピングライナ110の内部空間114と流体連結し、且つその下流にある、一又は複数のフォアライン空間140をさらに含み得る。いくつかの実施態様では、第1のフォアライン空間140aは、ポンピングライナ110の内部空間114の第1の横方向に延びる空間部分116aと連結していてもよく、第2のフォアライン空間140bは、ポンピングライナ110の内部空間114の第2の横方向に延びる空間部分116bと連結していてもよい。流れ空間は、第1及び第2のフォアライン空間140a、140bと流体連結し、且つその下流にある、排気空間142をさらに含み得る。フォアライン空間140a、140bのそれぞれは、ポンピングライナ110のガス出口に連結したフォアラインによって画定され得る。排気空間142は、流体流を処理チャンバ100の排気に向かって向け得る排気ダクトによって画定され得る。
[0044]ポンピングライナ110の内部空間114は、第1の横方向に延びる空間部分116aと第2の横方向に延びる空間部分116bとを含み得る。ポンピングライナ110の内部空間114は、2つのトロイダル形状の空間部分118a、118bを、又は第1のトロイダル形状の空間部分118aと第2のトロイダル形状の空間部分118bとをさらに含み得る。2つのトロイダル形状の空間部分118a、118bはそれぞれ、2つの横方向に延びる空間部分116a、116bの間に配置され得る。2つの横方向に延びる空間部分116a、116bは、互いに直径方向に対向し得る。また、トロイダル形状の空間部分118a、118bは、互いに直径方向に対向し得る。
[0045]いくつかの実施態様では、横方向に延びる空間部分116a、116bは、横方向に延び得るポンピングライナ110の2つのライナ部分によって画定され得、トロイダル形状の空間部分118a、118bは、トロイダル形状をそれぞれ有し得るポンピングライナ110の2つのライナ部分によって画定され得る。しかしながら、すでに上で言及したように、トロイダル形状の又は横方向に延びる空間部分116a、116b、118a、118bを画定する個別のライナ部分は、いくつかの実施態様では、対応する又は同様の外部形状又は形態を有しない場合がある。
[0046]図3に示すように、ポンピングライナ110の内部空間114は、2つのトロイダル形状の空間部分118a、118bのそれぞれの中央を通過する対称軸と、2つの横方向に延びる空間部分116a、116bのそれぞれの中央を通過する別の対称軸とを有し得る。対応するライナ部分は、ポンピングライナ110が、他のチャンバ部品によって支持されることを可能にする、及び/又は処理チャンバ100の他の流れ空間との上流及び/又は下流の流体連結のための一又は複数のガス入口及びガス出口を画定することを可能にするように、サイズ決定及び成形され得るため、横方向に延びる空間部分116a、116bは、トロイダル形状の空間部分118a、118bよりも大きい場合がある。
[0047]処理空間106内部の均一な流体流プロファイルを促進するため、及びポンピングライナ110の非軸対称形状の内部空間114、又は横方向に延びる空間部分116a、116bを画定するライナ部分のガス入口及び出口が、処理空間106内部の流体流プロファイルに対して及ぼし得るあらゆる影響を最小限に抑えるために、いくつかの実施態様では、ポンピングライナ110は、横方向に延びる空間部分116a、116bを画定するライナ部分内に配置された一対の湾曲したバッフルを含み得る。2つのバッフルは、バッフルを通る流体流がない場合があるため、図3では2つの間隙117a、117bとして示されている。
[0048]堆積中、単一ガス又は混合ガス等の処理ガスは、ガス分布部材102から処理空間106内へ流され得る。余剰の処理ガスは、その後、ポンピングライナ110の開孔112を通じて、ポンピングライナ110の内部空間114内へ流され、その後、処理チャンバ100の排気へ向かって、フォアライン空間140a、140b及びさまざま他の下流の流れ空間を通じて、下流に流され得る。堆積は、処理ガスの流れに曝露されたさまざまなチャンバ部品の表面上で生じ得る。
[0049]一又は複数の堆積プロセスが完了すると、処理チャンバ100は、洗浄ガスをさまざまな流れ空間内へ流して、さまざまなチャンバ部品表面上に堆積されたあらゆる材料を除去することにより、洗浄され得る。洗浄ガスは、単一ガス又は混合ガスを含み得る。いくつかの実施態様では、洗浄ガスは、処理チャンバ100に連結された遠隔プラズマ源又はユニット内で生成され、その後、処理チャンバ100内へ流され得るプラズマ放出物を含み得る。いくつかの実施態様では、プラズマ放出物は、処理チャンバ100内部で生成される容量結合プラズマなど、処理チャンバ100内で局所的に生成され得る。処理チャンバ100の洗浄中、パージガスは、継続して、処理チャンバ100の底部から図1を参照して上で説明した環状の間隙122を介して処理チャンバ100内へ流され、洗浄ガスが基板支持体104の下方に流れることを制限又は防止し得る。
[0050]いくつかの実施態様では、洗浄ガスは、堆積プロセス中に処理ガスが処理チャンバ100内へ流され得るのと同様のやり方で、処理チャンバ100内に流され得る。具体的には、洗浄ガスは、ガス分布部材102を通じて処理空間106内に流され得、これはその後、処理チャンバ100の排気へ向かってさまざまな下流の流れ空間を通じてポンピングライナ110の内部空間114内流され得る。よって、処理ガスに曝露された同じ構成要素及び/又は表面もまた、洗浄ガスに曝露され、したがって、洗浄ガスにより洗浄され得る。上記のように洗浄ガスをガス分布部材102を通じて処理空間106内へ流すことによる処理チャンバ100の洗浄は、インシトゥ洗浄とも呼ばれる場合がある。インシトゥ洗浄ガスは、処理空間106の上流のさまざまなチャンバ部品を効果的に洗浄し得る。しかしながら、処理空間106の下流のチャンバ部品を十分に洗浄するためのインシトゥ洗浄サイクルに関連する時間は、長い場合があり、製造スループットに影響を及ぼし得る。
[0051]いくつかの実施態様では、洗浄時間又は洗浄サイクルを短くするために、エクスシトゥ洗浄が利用され得る。図3に示すように、いくつかの実施態様では、流れ空間は、ポンピングライナ110の内部空間114と流体連結したバイパス空間144をさらに含み得る。バイパス空間144は、ポンピングライナ110のバイパスガス入口、又は単にガス入口、に連結したバイパスダクトによって画定され得る。ガス入口は、横方向に延びる空間部分116a、116bのうちの一つを画定するライナ部分の上面上に配置され得る。バイパス空間144及びポンピングライナ110のガス入口又はバイパス入口は、ガス分布部材102をバイパスしながら、洗浄ガスがポンピングライナ110の内部空間114又はさまざまな他の流れ空間(以下で詳述する)内に送達されて、処理チャンバ100を洗浄することを可能にし得る。バイパス空間144を介して送達される洗浄ガスは、単一ガス又は混合ガスを含み得、プラズマ放出物を含み得る。プラズマ放出物は、遠隔プラズマ源又は遠隔プラズマユニットを使用して生成され、その後、処理チャンバ100を洗浄するために、バイパス空間144及びポンピングライナ110のガス入口を通じて処理チャンバ100内へ提供され得る。洗浄ガスをポンピングライナ110のバイパスガス入口を通じて処理チャンバ100内へ流すことによる処理チャンバ100の洗浄は、エクスシトゥ洗浄とも呼ばれる場合がある。
[0052]図4は、処理空間106の下流のチャンバ部品を洗浄するためのエクスシトゥ洗浄を利用する方法400の例示的な工程を示している。図5A及び5Bは、方法400を概略的に示している。具体的には、図3と同様に、図5A及び5Bは、さまざまなチャンバ部品によって画定された流れ空間を概略的に示している。図5Aは、下流の洗浄方法400のうちの一又は複数の工程が実施され得る間の図3に示す流れ空間の前面図を概略的に示している。図5Bは、下流の洗浄方法400のうちの一又は複数の他の工程が実施され得る間の図5Aと同じ前面図を概略的に示している。パージガス流れ空間の一部又は図1に示す環状の間隙122も、図5A及び5Bに示している。方法400のさまざまな工程は、任意の順序で実施されてもよく、除去又は修正されてもよい。
[0053]方法400は、工程405で第1の又はインシトゥ洗浄ガス150をガス分布部材102を介して処理空間106内に流し、工程410で第2のガス152を処理空間106に向かって上向きの方向において基板支持体104を取り囲む間隙122を通じて流し、工程415で第3の又はエクスシトゥ洗浄ガス154をポンピングライナ110のバイパスガス入口を介してバイパス空間144からポンピングライナ110の内部空間114内へ流すことによって、開始し得る。
[0054]第1のガス流150は、洗浄ガス流又はより具体的にはさまざまなチャンバ部品のインシトゥ洗浄を行うためのインシトゥ洗浄ガス流であり得るか、又はそれを含み得る。第1のガス流150は、ガス分布部材102を通じて処理空間106内へ継続して送達され得る。よって、エクスシトゥ洗浄及びインシトゥ洗浄は、方法400では同時に行われ得る。いくつかの実施態様では、インシトゥ洗浄が実行されない場合でも、第1のガス流150は、バイパス空間144を通じて送達される第3のガス流154のいずれもガス分布部材102の上流のチャンバ空間内へ入るのを防止するように、不活性ガスをガス分布部材102を通じて処理空間106内へ流すことによって、依然として維持され得る。
[0055]パージガス流であり得るか又はそれを含み得、堆積中に送達されるパージガス流と同様であり得るか又は同じであり得る第2のガス流152も、第1のガス流150及び第3のガス流154のいずれも処理チャンバ100の下部内に入るのを防止するように、維持され得る。第3のガス流154は、洗浄ガス流又はより具体的にはさまざまなチャンバ部品のエクスシトゥ洗浄を行うためのエクスシトゥ洗浄ガス流であり得るか、又はそれを含み得る。第3のガス流154は、ポンピングライナ110のバイパスガス入口を介してバイパス空間144からポンピングライナ110の内部空間114内へ継続して送達され得る。
[0056]図5Aを参照すると、第1、第2、及び第3のガス150、152、154は同時に流され、第3のガス154の大部分又は実質的にすべては、ポンピングライナ110の内部空間114の横方向に延びる空間部分116aを単に通過し、ポンピングライナ110の内部空間114の第1の横方向に延びる空間部分116の下方の第1のフォアライン空間140aに入り得る。第3のガス流154はその後、排気空間142へ入り、処理チャンバ100の排気へ向かって流れ得る。よって、第3のガス流154は、第1のフォアライン空間140a及び排気空間142を画定するさまざまなダクトと、他の下流のチャンバ部品とを洗浄し得る。しかしながら、第3のガス流154はポンピングライナ110の内部空間114全体及び第2のフォアライン空間140bを実質的にバイパスし得るため、ポンピングライナ110と、第2のフォアライン空間140bを画定するダクトとは、洗浄されない場合がある。
[0057]ポンピングライナ110を洗浄するために、いくつかの実施態様では、処理チャンバ100は、フォアラインアクトに沿って配置された、バルブ160などの流量制御機構を含み、第3のガス流154の流れを調節し得る。バルブ160は、第1のフォアライン空間140aを通る第3のガス流154を許可又は防止ために開閉するように構成され得る。これは、次に、第3のガス流154をポンピングライナ110の内部空間114及び第2のフォアライン空間140bを通って流すように強制し得る。よって、工程420では、バルブ160は閉鎖されていてよい。図5Bに示すように、第1のフォアライン空間140a内への第3のガス流154はその後、防止される場合があり、第3のガス流154は、ポンピングライナ110の内部空間114内へ入り、排気へ向かって第2のフォアライン空間140bを通って流れるよう強制されてもよく、ポンピングライナ110、第2のフォアライン空間140bを画定するフォアラインダクト、及び他の下流のチャンバ部品を洗浄する。
[0058]いくつかの実施態様では、バルブ160の代わりに又はそれに加えて、他のデバイス又は機構が実装されて、第3のガス流154を内部空間114及び第2のフォアライン空間140bの方へ向けてもよい。例えば、2つのフォアライン空間140a、140b間の圧力差は、第3のガス流154をポンピングライナ110の内部空間114を介して第2のフォアライン空間140bへ向けるために生み出され得る。具体的には、機構は、第1のフォアライン空間140a内部の圧力が第2のフォアライン空間140b内部の圧力よりも大きくなり得るように、第1のフォアライン空間140a内部の圧力を増加させるために実装され得る。例えば、別のガス流は、第1のフォアライン空間140aを画定するダクトに沿って生み出され、ガス流を第2のフォアライン空間140b内に向け、それによりその中の圧力を増加させ得る。圧力差は、第3のガス流154をポンピングライナ110の内部空間114及び第2のフォアライン空間140bを通じて流して、ポンピングライナ110、第2のフォアライン空間140bを画定するダクト、及び他のさまざまな下流チャンバ部品を洗浄するように強制し得る。いくつかの実施態様では、少なくとも約0.5torr、少なくとも約1torr、少なくとも約1.5torr、少なくとも約2torr、少なくとも約2.5torr、少なくとも約3torr、少なくとも約3.5torr、少なくとも約4torr、又はそれ以上の圧力差が生み出され且つ/又は維持され得る。
[0059]方法400の工程を実施することにより、処理空間106の下流のさまざまなチャンバ部品、例えば、ポンピングライナ110、下流ダクトなどは、エクスシトゥ洗浄ガス流154によって洗浄され得る。エクスシトゥ洗浄中、第3のガス流154の一部は、ポンピングライナ110の内部空間114内へ第3のガス154の流れを向けるために実装される機構に応じて、内部空間114からポンピングライナ110の開孔112を介して処理空間106内へ入り得る。よって、処理空間106を画定するチャンバ部品の一部も、第3のガス流154によって洗浄され得る。しかしながら、処理空間106内部の第3のガス流154の濃度は低い場合があり、第3のガス流154は処理空間106全体に分布されない場合がある。
[0060]例えば、バルブ160が閉鎖されていてよいとき、処理空間106からポンピングライナ110の内部空間114へ向かう第1のガス流150及び第2のガス流152の流れにより、非常にわずかな量の第3のガス154がポンピングライナ110の少数の開孔112を介して処理空間106内へ流れ得る。さらに、第3のガス流154は、バイパス空間144の近くの処理空間106の周辺領域にのみ到達し得、バイパス空間144からさらに離れた処理空間106の中央領域又は処理容積106の周辺領域には到達し得ない。
[0061]第1のフォアライン空間140aと第2のフォアライン空間140bとの間の圧力差が、第1のフォアライン空間140a内部の圧力を増加させることにより生み出され得るとき、第3のガス154は、ポンピングライナ110の複数の開孔112を介して処理空間106内へ流され、より高い濃度で処理空間106内部へ分布され得る。しかしながら、処理空間106内での第3のガス154の分布は、均一ではない場合がある。例えば、ポンピングライナ110のバッフル近くの処理空間106の領域における第3のガス154の濃度は、処理空間106の他の領域よりも低い場合がある。よって、処理空間106を画定するさまざまなチャンバ部品は、エクスシトゥ洗浄ガス154によって均一に洗浄されない場合があり、さまざまなチャンバ部品上に堆積されたすべての材料を確実に除去し得るのに非常に長い洗浄時間を必要とする場合があり、これは、製造スループットを低減し得る。
[0062]図6Aは、処理空間106内への第3のガス流154を増加させ得る流量制御機構を組み込んでいる、処理チャンバ100の流れ空間の左斜視図を概略的に示している。図6Bは、流量制御機構を組み込んでいる、処理チャンバ100の流れ空間の部分平面図を示している。示されているように、流量制御機構は、一対のチョークプレート170a、170b、又は第1のチョークプレート170a及び第2のチョークプレート170bを含み得る。チョークプレート170a、170bのそれぞれは、ポンピングライナ110の内部空間114のトロイダル形状の空間部分118a、118bのうちの一つの中央に配置され得る。よって、内部空間114は、2つのより小さな空間又は2つのサブ空間、例えば第1の基板空間115aと第2のサブ空間115bとに分割され得る。第1のサブ空間115aは、第1の横方向に延びる空間部分116と、第1及び第2のトロイダル形状の空間部分118a、118bのそれぞれの一部、例えば半分とを含み得る。第2のサブ空間115bは、第2の横方向に延びる空間部分116bと、第1及び第2のトロイダル形状の空間部分118a、118bのそれぞれの残りの部分、例えば残りの半分とを含み得る。チョークプレート170a、170bは、ポンピングライナ110のバッフルに対して垂直に配向され得る。具体的には、バッフルは、図6A及び6Bのバッフルによって生み出される流れ間隙117a、177bの延在部によって示されるように、円周方向に延び得るが、それに対して、チョークプレート170a、170bは半径方向に延び得るため、バッフルに対して垂直になり得る。
[0063]チョークプレート170a、170bは、第1のサブ空間115aから第2のサブ空間115bへの、又はその逆の、流体流を直接遮断又は防止し得る。第1のサブ空間115aから第2のサブ空間115bへの又はその逆の流体アクセスは、ポンピングライナ110の開孔112及び処理空間106を介して確立され得る。具体的には、開孔112の半分は、第1のサブ空間115aと処理空間106との間の流体アクセスを提供し得、開孔112の残りの半分は、第2のサブ空間115bと処理空間106との間の流体アクセスを提供し得る。第1のサブ空間115aから第2のサブ空間115bへの、又はその逆の直接的な流体流を防ぐことによって、エクスシトゥ洗浄ガス154は、図6Bに示すように、第1のサブ空間115a内へ入った後に処理空間106内へ入るように強制され得、その後、処理空間106から第2のサブ空間115b内へ入るように強制され得る。
[0064]よって、方法400のさまざまな工程、すなわち、第1のガス流150と、第2のガス流152と、第3のガス流154とを流すこと、及びバルブ160を閉鎖することが実施され得るとき、第3のガス154は、第1の横方向に延びる空間部分116a及びトロイダル形状の空間部分118a、118bのそれぞれの半分に入って、ポンピングライナ110の半分を洗浄し、その後、開孔112の半分を介して処理空間106内に入って、チャンバ部品、例えば、処理空間106を画定する、ガス分布部材102と基板支持体104とを洗浄し得る。第3のガス流154は、その後、トロイダル形状の空間部分118a、118bのそれぞれの残りの半分及び第2の横方向に延びる空間部分116bに入って、ポンピングライナ110の残りの半分を洗浄し得る。
[0065]図6A及び6Bに示すように、チョークプレート170a、170bはトロイダル形状の空間部分118a、118bの中央に置かれ得るため、ポンピングライナ110の開孔112を、第1のサブ空間115aと処理空間106との間の流体アクセスを確立するため及び第2のサブ空間115bと処理空間106との間の流体アクセスを確立するための同数の開孔112に分割し得る。よって、開孔112は、チョークプレート170a、170bのそれぞれのどちらかの側に対称的に分布されて、等流量分布を容易にし得る。チョークプレート170a、170bはまた、トロイダル形状の空間部分118a、118bのそれぞれを二等分し得る。このような等分は、堆積及び/又は洗浄プロセス中に処理空間106内部の均一な流れプロファイルを生み出す及び/又は維持することを容易にし得る。チョークプレート170a、170bをトロイダル形状の空間部分118a、118bの中央に置くことによって、第3のガス流154は、第1のサブ空間115aと処理空間106との間の流体アクセスを確立する開孔112のすべてを通って流れるように、及び処理空間106と第2のサブ空間115bとの間の流体アクセスを確立する開孔112のすべてを通って流れるように強制され得る。そして、第3のガス154は、処理空間106全体に分布され得る。
[0066]さらに、チョークプレート170a、170bが利用され得ないときの処理空間106内部の第3のガス流154の濃度と比較して、処理空間106内部の第3のガス154の濃度は、チョークプレート170a、170bをポンピングライナ110内に組み込むことによって有意に高くなり得、第3のガス154の濃度は、処理空間106全体で実質的に均一になり得る。いくつかの実施態様では、ポンピングライナ110及び/又は処理空間106内部の第3のガス154の濃度は、約104ppm以上、約105ppm以上、約106ppm以上、又はそれより大きい場合がある。よって、ポンピングライナ110、及び処理空間106を画定するさまざまなチャンバ部品の効果的な洗浄が、効率的に達成され得る。
[0067]チョークプレート170a、170bが存在することにより、いくつかの実施態様では、第1のガス150が流され得るとき、ポンピングライナ110の第1のサブ空間115a内には第1のガス流150又は第2のガス流152が存在しない場合がある。よって、ポンピングライナ110の第1のサブ空間115a内の第3のガス154の質量分率は、方法400のさまざまな工程が実施され得るとき、少なくとも約90%、少なくとも約95%、又は最大100%であり得る。第2のサブ空間115b内の第3のガス154の質量分率は、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、又はそれより高くてもよい。第2のサブ空間115b内に第1のガス流150及び/又は第2のガス流152が存在することにより、第2のサブ空間115b内の第3のガス154の質量分率は、第1のサブ空間115a内の第3のガス154の質量分率よりも低い場合があるが、ポンピングライナ110の第2のサブ空間115b内の第3のガス154の濃度は、それにもかかわらず非常に高い場合があり、効果的に洗浄するためには、約104ppm以上、約105ppm以上、約106ppm以上、又はそれより大きくてもよい。よって、チョークプレート170a、170bをポンピングライナ110内に組み込むことにより、処理空間106を画定するさまざまなチャンバ部品、及び、例えば、ポンピングライナ110、フォアライン空間140a、140bを画定するダクト、排気空間142などの、他の下流のチャンバ部品の効果的で効率的な洗浄を実現することができる。
[0068]いくつかの実施態様では、チョークプレート170a、170bは、ポンピングライナ110の内部空間114内に置くことができる別個の構成要素であり得る。いくつかの実施態様では、ポンピングライナ110は、下向きの開口部を有する上部と、上部の下向きの開口部と一致する上向きの開口部を有する下部とを組み立てることによって作製され得る。チョークプレート170a、170bは、組み立て前に、上部又は下部のうちの一方の内部に置かれてもよく、又はその中に組み込まれてもよい。いくつかの実施態様では、ポンピングライナ110は、左側の部分又は左半分と右側の部分又は右半分とを一緒に組み立てることによって作製され得る。左側の部分は、第1の横方向に延びる空間部分116a、及びトロイダル形状の空間部分118a、118bのそれぞれの半分を画定し得、右側の部分は、第2の横方向に延びる空間部分116b、及びトロイダル形状の空間部分118a、118bのそれぞれの半分を画定し得る。左側の部分又は右側の部分のうちの少なくとも一方は、トロイダル形状の空間部分118a、118bの半分を画定する閉端部を含み得る。よって、左側の部分及び右側の部分が組み立てられ得るとき、トロイダル形状の空間部分118a、118bは、閉端部によって分割することができ、これは、上記のチョークプレート170a、170bとして効果的に機能し得る。チョークプレート170a、170bをポンピングライナ110内に組み込むさまざまな他のやり方が実装され得る。
[0069]チョークプレート170a、170bは、約0.2mmと約4mmの間、約0.5mmと約3.5mmの間、約1mmと約3mmの間、約1.5mmと約2.5mmの間の範囲の厚さを有し得る。チョークプレート170a、170bのそれぞれの厚さは、約0.5mm、約1mm、約1.5mm、約2mm、約2.5mm、約3mm、約3.5mm、又は約4mmであり得る。チョークプレート170a、170bは、特定の用途に応じて、ポンピングライナ110と同じ材料で作製されてもよく、これには、アルミニウム、アルミナ、及び任意の他の適切なチャンバ部品材料が含まれ得る。2つのチョークプレート170a、170bが例として記載されているが、さまざまな他の考慮事項に基づいて、2つを超えるチョークプレート170が利用されてもよい。さらに、用途及びさまざまな他の考慮事項に応じて、2つ以上のチョークプレートが、ガス流を調節するために、トロイダル形状の空間部分118a、118bの中央に加えて又はその代わりに、任意の他の位置に置かれてもよい。
[0070]第1のガス150、又はインシトゥ洗浄ガスは、単一ガス又は混合ガスであってもよく、且つ/又は、インシトゥ洗浄ガスのラジカルを有するプラズマ放出物を含んでもよい。いくつかの実施態様では、プラズマは、処理チャンバ100に連結された遠隔プラズマ源又はユニット内で生成され、その後、処理チャンバ100の処理空間106内へ流され得る。いくつかの実施態様では、プラズマ放出物は、処理空間106内部で生成される容量結合プラズマなど、処理チャンバ100内で局所的に生成され得る。上で検討したように、いくつかの実施態様では、処理空間106は、第3のガス154、又はエクスシトゥ洗浄ガスによって洗浄され得るため、第1のガス150は、チャンバ部品上に堆積された材料と能動的に反応し得る洗浄ガスではない場合がある。第1のガス150は、一又は複数の不活性ガス、例えば、窒素又は貴ガスを含み、エクスシトゥ洗浄ガス154が処理チャンバ100の上流の部品内へ逆流するのを防止し得る。
[0071]第2のガス152は、チャンバ部品上に堆積される材料又は処理チャンバ100内に送達される他のガスに対して不活性且つ非反応性であり得る単一ガス又はガス混合物を含み得る。第2のガス152は、窒素、一又は複数の貴ガス、例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、及びラドンなどであり得るか、又はそれらを含み得る。第3のガス154、又はエクスシトゥ洗浄ガスは、単一ガス又は混合ガスであってもよく、且つ/又は、エクスシトゥ洗浄ガスのラジカルを有するプラズマ放出物を含んでもよい。プラズマは、遠隔プラズマ源又はユニット内で生成されて、その後、バイパス空間144を介して処理チャンバ100内へ流され得る。いくつかの実施態様では、第3のガス154は酸素又は酸素ラジカルを含み得るが、さまざまなチャンバ部品から除去される材料堆積に応じて、任意の他の適切な洗浄ガスが利用されてもよい。
[0072]堆積、インシトゥ洗浄、及び/又はエクスシトゥ洗浄を含む、本明細書に記載されるさまざまなプロセス中、処理チャンバ100の動作圧力は、約1torrと約10torrの間で維持され得るか、又は、約2torr、約4torr、約6torr、約8torr、若しくは約10torrで維持され得る。いくつかの実施態様では、動作圧力は、異なるプロセス中に、概して同じレベル又は同様のレベルで維持され得る。いくつかの実施態様では、動作圧力は、プロセスごとに変化し得る。
[0073]プロセスに応じて、さまざまなガス流、例えば、第1のガス流150、第2のガス流152、及び/又は第3のガス流154の流量は、プロセスごとに変化し得る。エクスシトゥ洗浄中、第2のガス流152は、第1のガス流150よりも高いレベルで維持され得、第3のガス流154は、第2のガス流152よりも高いレベルで維持され得る。
[0074]いくつかの実施態様では、エクスシトゥ洗浄中、第1のガス流150は、約200sccm以上、約300sccm以上、約400sccm以上、約500sccm以上、約600sccm以上、約700sccm以上、約800sccm以上、約900sccm以上、約1000sccm以上、約1100sccm以上、約1200sccm以上、約1300sccm以上、約1400sccm以上、約1500sccm以上、又はそれより高いレベルで維持され得る。
[0075]いくつかの実施態様では、エクスシトゥ洗浄中、第2のガス流152は、約1500sccm以上、約2000sccm以上、約2500sccm以上、約3000sccm以上、約3500sccm以上、約4000sccm以上、又はそれより高いレベルで維持され得る。第3のガス流154は、約4000sccm以上、約4500sccm以上、約5000sccm以上、約5500sccm以上、約6000sccm以上、約6500sccm以上、約7000sccm以上、約7500sccm以上、約8000sccm以上、又はそれより高いレベルで維持され得る。
[0076]いくつかの実施態様では、エクスシトゥ洗浄中、第1のガス150の流量の第3のガス154の流量に対する比は、1:5と1:15の間の範囲であり得るか、又は約1:5、約1:6、約1:7、約1:8、約1:9、約1:10、約1:11、約1:12、約1:13、約1:14、約1:15、又はそれ未満であり得る。第2のガス152の流量の第3のガス154の流量に対する比は、1:2と1:5の間の範囲であり得るか、又は約1:2、約1:3、約1:4、約1:5、又はそれ未満であり得る。
[0077]堆積中、第3のガス154の流れは、継続して維持されて、堆積ガスがバイパス空間144及びバイパス空間144の上流の他のチャンバ空間内へ流れるのを防止し得る。バルブ160は、堆積中に開放され得るため、第3のガス流154の実質的にすべては、バイパス空間144からポンピングライナ110の内部空間114の第1の横方向に延びる空間部分116aの小領域を通って、その後、第1のフォアライン空間140a内へ流れ得る。実質的にゼロ又は非常に限られた量の第3のガス流154がバッフルを越えて流れ得るか、又はバッフルの後ろのポンピングライナ110の空間又は処理空間106に入り得る。しかし、第3のガス流154は、処理空間106内に存在し得る第3のガス154の任意の量を制限するように、及び処理空間106内の堆積ガスの圧力及び流れプロファイルに対して有し得る任意の影響を制限するように、エクスシトゥ洗浄中と比較して比較的低いレベルで維持され得る。
[0078]いくつかの実施態様では、堆積中、第3のガス流154は、堆積ガスがバイパス空間144及びバイパス空間144の上流の他のチャンバ空間へ入るのを効果的に制限又は防止する一方、約600sccm以下、約500sccm以下、約400sccm以下、約300sccm以下、約200sccm以下、約100sccm以下、約75sccm以下、約50sccm以下、又はそれ未満であり得る。第3のガス154の流量の第1のガス150の流量に対する比は、1:5と1:100の間の範囲であり得るか、又は約1:5、約1:8、約1:10、約1:20、約1:30、約1:40、約1:50、約1:60、約1:80、約1:100、又はそれ未満であり得る。第3のガス154の流量の第2のガス152の流量に対する比は、1:2から1:50の間の範囲であり得るか、又は約1:2、約1:4、約1:8、約1:10、約1:15、約1:20、約1:30、約1:40、約1:50、又はそれ未満であり得る。第3のガス流154を比較的低いレベルに維持することにより、処理空間106内の第3のガス154の濃度は、もしあれば、4ppm未満、3ppm未満、2ppm未満、1ppm未満、0.5ppm未満、0.1ppm未満、又はそれ未満であり得る。
[0079]いくつかの実施態様では、第1のガス150、第2のガス152、及び/又は第3のガス154の流量に応じて、チョークプレート170a、170bの配向に垂直な方向に沿って、処理空間106内に小さな又は最小の圧力スキューが観察され得る。言い換えれば、圧力プロファイルは、処理空間106の中心軸の周りで処理空間106内部で完全に同心又は軸対称ではない場合がある。
[0080]図7は、第3のガス154の異なる流量についての処理空間106内部の圧力プロファイルを概略的に示している。例えば、第3のガス154が500sccmで流され得るとき、チョークプレート170a、170bの配向に垂直な方向に沿って、処理空間106の2つの周辺位置で、約0.001torr以下の圧力スキュー又は圧力差が観察され得る。第3のガス154が100sccmで流され得るとき、チョークプレート170a、170bの配向に垂直な方向に沿って、同じ2つの周辺位置で、約0.0002torr以下の圧力スキュー又は圧力差が観察され得る。特定の用途に応じて、このような圧力差は無視してもよい。
[0081]第3のガス流154によって生み出され得るあらゆる圧力スキューを排除するために、図8に示すように2つのバイパス流が生み出され得る。上で検討したように、ポンピングライナ110は、バイパス空間144又は図8に示す第1のバイパス空間144aからポンピングライナ110の第1の横方向に延びる空間部分116a内への流体アクセスを提供するためのバイパスガス入口又は第1のバイパスガス入口を含む。図8に示す実施態様では、ポンピングライナ110は、第2のバイパス空間144bから第2の横方向に延びる空間部分116b内へ流体アクセスを提供するための第2のバイパスガス入口をさらに含み得る。第3のガス154は、上で検討した第3のガス流154の流量の範囲又はレベルのいずれかなどの共通する流量で、第1のバイパス空間144aを通じて第1の横方向に延びる空間部分116a内へ、及び第2のバイパス空間144bを通じて第2の横方向に延びる空間部分116b内へ同時に流され得る。第3のガス154の並流154a、154bは、堆積中の処理空間106の同心又は軸方向に対称な圧力プロファイルを生み出すこと及び/又は維持することを容易にし得る。
[0082]図9は、処理空間100を洗浄するためのエクスシトゥ洗浄を利用する方法900の例示的な工程を示している。図10A及び10Bは、方法900を概略的に示している。具体的には、図10A及び10Bは、さまざまなチャンバ部品によって画定された流れ空間を概略的に示している。図10Aは、方法900の一又は複数の工程が実施され得る間の流れ空間の右斜視図を概略的に示している。図10Bは、方法900の一又は複数の他の工程が実施され得る間の図10Bの同じ斜視図を概略的に示している。方法900のさまざまな工程は、任意の順序で実施されてもよく、除去又は修正されてもよい。
[0083]方法900は、工程905で第1の又はインシトゥ洗浄ガスをガス分布部材102を介して処理空間106内に流し、工程910で第2のガス152を処理空間106に向かって上向きの方向において基板支持体104を取り囲む間隙122を通じて流し、工程915で第3の又はエクスシトゥ洗浄ガスを第1及び第2のバイパス空間144a、144bからそれぞれ第1及び第2のバイパス入口を通じてポンピングライナ110の内部空間114内へ流すことによって、開始し得る。方法900中の第1のガス、第2のガス、及び第3のガス流は、上記の方法400中に流される第1のガス150、第2のガス152、及び第3のガス154とそれぞれ同じであり得る。第1のガス150の流量、第2のガス152の流量、及び第3のガス154の流量は、上で検討した流量のいずれかで維持され得る。さらに、処理チャンバ100の動作圧力は、上で検討した任意の圧力レベル又は範囲で維持され得る。
[0084]工程920では、第2のフォアライン空間140bを画定するフォアラインに沿って配置されたバルブ160bは、第2のフォアライン空間140bを通る流れを防止することができるように、閉鎖することができる。バルブ160bは、第1のフォアライン空間140aを画定するフォアラインに沿って配置されたバルブ160aと同等であるか、同じであるか、又は同様であり得る。説明のために、バルブ160a及びバルブ160bは、それぞれ第1のフォアラインバルブ160a及び第2のフォアラインバルブ160bと称され得る。
[0085]工程925では、ポンピングライナ110の第1のバイパスガス入口を通じた、第1のバイパス空間144aから内部空間114、より具体的には第1のサブ空間115a内への第3のガス又はエクスシトゥ洗浄ガスの流れは、例えば、第1のバイパスガス入口の上流に置かれ、第1のバイパス空間144a内へのエクスシトゥ洗浄ガスの流れを制御するよう構成され得るバルブを閉鎖することによって、停止され得る。工程925では、第2のバイパス空間144bからポンピングライナ110の第2のバイパスガス入口を通じた第2のサブ空間115b内へのエクスシトゥ洗浄ガスの流れは、維持され得る。
[0086]工程925が完了すると、図10Aに示されるようなガス流又は流体流が達成され得る。具体的には、エクスシトゥ洗浄ガスが、第2のバイパス空間144bから第2のサブ空間115b内に流され得る。バルブ160bが閉鎖されること及びチョークプレート170a、170bが存在することにより、エクスシトゥ洗浄ガスは、その後、ポンピングライナ110の開孔112の半分を介して処理空間106内へ入り、その後、ポンピングライナ110の開孔112の残りの半分を介して第1のサブ空間115a内へ入り得る。エクスシトゥ洗浄ガスは、その後、第1のフォアライン空間140a及び排気空間142を介して排気へ向かって流れ得る。図10Aに示されるようなさまざまな流れ空間を通じたエクスシトゥ洗浄ガスの流れは、ポンピングライナ110と、ガス分布部材102及び基板支持体104などの、処理空間106を画定するチャンバ部品と、エクスシトゥ洗浄ガス流に曝露されるさまざまな他の下流のダクト及びチャンバ部品とを洗浄し得る。図10Aに示されるようなエクスシトゥ洗浄ガスの流れは、さまざまなチャンバ部品が十分に洗浄され得るまで維持され得る。
[0087]工程930では、第1のバイパス空間144aからポンピングライナ110の第1のバイパスガス入口を通じた内部空間114、又はより具体的には第1のサブ空間115a内へのエクスシトゥ洗浄ガスの流れが、再開され得る。工程935では、第2のフォアラインバルブ160bが開放されてもよく、工程940では、第1のフォアラインバルブ160aは、第1のフォアライン空間140aを通る流体流を防止するために閉鎖されてもよい。
[0088]工程945では、ポンピングライナ110の第2のバイパスガス入口を通じた、第2のバイパス空間144bから内部空間114、より具体的には第2のサブ空間115b内へのエクスシトゥ洗浄ガスの流れは、例えば、第2のバイパスガス入口の上流に置かれ、第2のバイパス空間144b内へのエクスシトゥ洗浄ガスの流れを制御するよう構成され得るバルブを閉鎖することによって、停止され得る。工程945では、第1のバイパス空間144aからポンピングライナ110の第1のバイパスガス入口を通じた第1のサブ空間115a内へのエクスシトゥ洗浄ガスの流れは、維持され得る。
[0089]工程945が完了すると、図10Bに示されるようなガス流又は流体流が達成され得る。具体的には、エクスシトゥ洗浄ガスが、第1のバイパス空間144aから第1のサブ空間115a内に流され得る。バルブ160aが閉鎖されること及びチョークプレート170a、170bが存在することにより、エクスシトゥ洗浄ガスは、その後、ポンピングライナ110の開孔112の半分を介して処理空間106内へ入り、その後、ポンピングライナ110の開孔112の残りの半分を介して第2のサブ空間115b内へ入り得る。エクスシトゥ洗浄ガスは、その後、第2のフォアライン空間140b及び排気空間142を介して排気へ向かって流れ得る。図10Bに示されるようなさまざまな流れ空間を通じたエクスシトゥ洗浄ガスの流れは、ポンピングライナ110と、ガス分布部材102及び基板支持体104などの、処理空間106を画定するチャンバ部品と、エクスシトゥ洗浄ガス流に曝露されるさまざまな他の下流のダクト及びチャンバ部品とをさらに洗浄し得る。図10Bに示されるようなエクスシトゥ洗浄ガスの流れは、さまざまなチャンバ部品が十分に洗浄され得るまで維持され得る。
[0090]工程905から945のうちの一部又はすべてを実施することによって、処理チャンバ100が洗浄され得ると、工程950では、第1のバイパス空間144bからポンピングライナ110の第2のバイパスガス入口を通じた内部空間114、又はより具体的には第1のサブ空間115a内へのエクスシトゥ洗浄ガスの流れが、再開され得る。工程955では、第1のフォアラインバルブ160aが開放され得る。エクスシトゥ洗浄ガスの流量、並びに第1及び第2のガスの流量は、堆積プロセスを行うために上で検討された適切なレベル、又はさまざまな他のプロセスのための他の適切なレベルに、調整され得る。
[0091]方法900の一又は複数の工程を実施することにより、処理空間106の下流のチャンバ部品、並びに、ガス分布部材102及び基板支持体104などの、処理空間106を画定するチャンバ部品は、ポンピングライナ110のバイパス入口を通じて送達されるエクスシトゥ洗浄ガスを用いて洗浄され得る。エクスシトゥ洗浄は、インシトゥ洗浄と同時に送達され得る。よって、処理空間106を画定するチャンバ部品と、処理空間106の上流のチャンバ部品と、処理空間106の下流のチャンバ部品とは、同時に洗浄され得る。処理チャンバ100全体は、インシトゥ洗浄単独での利用と比較してより効率的に洗浄することができ、よって、製造スループットを改善することができる。
[0092]上記の記載では、説明を目的として、本技術の様々な実施態様の理解を促すために、数々の詳細が提示されている。しかしながら、当業者には、これらの詳細のうちの一部がなくても、或いは、追加の詳細があれば、特定の実施態様を実施できることが明らかであろう。
[0093]いくつかの実施態様を開示したが、当業者は、実施態様の精神から逸脱することなく、様々な修正例、代替構造物、及び均等物を使用できることを認識されよう。さらに、いくつかの周知の処理及び要素は、本技術を不必要に不明瞭にすることを避けるために説明されていない。したがって、上記の説明は、本技術の範囲を限定するものと見なすべきではない。さらに、方法又は処理は、連続的又は段階的に説明され得るが、動作は、同時に行われてもよく、又は、記載よりも異なる順序で行われてもよいことを理解するべきである。
[0094]値の範囲が提供されている場合、文脈上そうでないと明示されていない限り、当然ながら、その範囲の上限値と下限値との間の各介在値は、下限値の最も小さい単位まで具体的に開示されている。記載された範囲の任意の記載値又は記載されていない介在値の間の任意の狭い範囲、そしてその記載範囲のその他任意の記載された又は介在する値も包含される。これら小さい範囲の上限及び下限は、その範囲に個々に含まれ、又はその範囲から除外される場合があり、小さい範囲に限界値のいずれかが含まれる、どちらも含まれない、又は両方が含まれる各範囲もまた、記載された範囲における明確に除外される任意の限界値を条件として、この技術範囲に包含される。記載された範囲に1つ又は両方の限界値が含まれる場合、これらの含有限界値のいずれか又は両方を除外する範囲もまた含まれる。
[0095]本明細書及び特許請求の範囲で使用される単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈が他のことを明らかに示していない限り、複数の参照対象を含む。したがって、例えば、「ある前駆体(a precursor)」が言及されている場合、複数のこのような前駆体が含まれ、「その層(the layer)」が言及されている場合、当業者に周知の1つ以上の層及び均等物への言及が含まれ、その他の形にも同様のことが当てはまる。
[0096]また、「備える(comprise(s))」、「備えている(comprising)」、「含有する(contain(s))」、「含有している(containing)」、「含む(include(s))」、及び「含んでいる(including)」という用語は、本明細書及び特許請求の範囲で使用された場合、記載された特徴、整数、構成要素、又はステップの存在を特定することを意図しているが、一又は複数のその他の特徴、整数、構成要素、工程、動作、又はグループの存在又は追加を除外するものではない。
Claims (15)
- 処理チャンバであって、
ガス分布部材と;
前記ガス分布部材の下方に位置決めされた基板支持体であって、前記ガス分布部材と前記基板支持体とが少なくとも部分的に処理空間を画定し、前記ガス分布部材が前記処理空間内への流体アクセスを提供する、基板支持体と;
前記基板支持体から半径方向外向きに配置されたポンピングライナであって、
前記ポンピングライナが、前記処理空間の周りに円周方向に配置された複数の開孔と、前記複数の開孔を介して前記処理空間と流体連結した内部空間とを画定し;
前記ポンピングライナが、前記複数の開孔から半径方向外向きに配置されたガス入口をさらに画定し、前記ガス入口が、前記ポンピングライナの前記内部空間内への流体アクセスを提供する、
ポンピングライナと;
流量制御機構であって、前記ガス分布部材から前記処理空間内への流体分布中に、流体流を、前記ガス入口を介して前記内部空間内へ、その後、前記ポンピングライナの前記複数の開孔のサブセットを介して前記処理空間内へ向けるように動作可能である、流量制御機構と
を含む、処理チャンバ。 - 前記流量制御機構が、前記ポンピングライナ内部に配置された、第1のチョークプレートと第2のチョークプレートとを含み、前記第1のチョークプレートと前記第2のチョークプレートとが、前記ポンピングライナの前記内部空間を第1の空間と第2の空間とに分割し、前記第1の空間が、前記複数の開孔の半分を介して前記処理空間と流体連結しており、前記第2の空間が、前記複数の開孔の残りの半分を介して前記処理チャンバと流体連結しており、前記流量制御機構が、流体流を前記第1の空間から前記処理空間を介して前記第2の空間内へ向けるように動作可能である、請求項1に記載の処理チャンバ。
- 前記流量制御機構が、ガス出口の下流且つ排気の上流に配置されたバルブを含み、前記バルブが、前記処理チャンバ又は前記ポンピングライナの前記内部空間から前記ガス出口を介した前記排気への流体流を防止するために閉鎖するように動作可能である、請求項1に記載の処理チャンバ。
- 前記ガス出口が第1のガス出口であり、前記バルブが第1のバルブであり、前記流量制御機構が、第2のガス出口と、前記第2のガス出口の下流且つ前記排気の上流に配置された第2のバルブとをさらに含み、前記ガス入口が第1のガス入口であり、前記ポンピングライナが第2のガス入口をさらに画定し、前記第2のバルブが、前記ガス分布部材から前記処理空間への流体分布中に、流体流を、前記第2のガス入口を介して前記内部空間内へ、その後、前記複数の開孔の別のサブセットを介して前記処理空間内へ向けるために閉鎖するように動作可能である、請求項3に記載の処理チャンバ。
- 前記ポンピングライナが、互いに直径方向に対向した第1の内部バッフルと第2の内部バッフルとを含み、前記第1のバッフルが、前記ガス入口と前記複数の開孔との間に配置されている、請求項1に記載の処理チャンバ。
- 前記ポンピングライナが、
前記ポンピングライナの前記内部空間の第1の横方向に延びる空間部分を画定する第1の部分であって、前記ガス入口が前記第1の部分の上面に配置されている、第1の部分と;
前記ポンピングライナの前記内部空間の第2の横方向に延びる空間部分を画定する第2の部分であって、前記第1の横方向に延びる空間部分と前記第2の横方向に延びる空間部分とが、互いに直径方向に対向している、第2の部分と;
前記ポンピングライナの前記内部空間の第1のトロイダル形状の空間部分を画定する第3の部分であって、前記第1のトロイダル形状の空間部分が、前記第1の横方向に延びる空間部分と前記第2の横方向に延びる空間部分との間に配置されている、第3の部分と;
前記ポンピングライナの前記内部空間の第2のトロイダル形状の空間部分を画定する第4の部分であって、前記第1のトロイダル形状の空間部分と前記第2のトロイダル形状の空間部分とが、互いに直径方向に対向している、第4の部分と
を含む、請求項1に記載の処理チャンバ。 - 前記ガス入口が第1のガス入口であり、前記ポンピングライナが、前記第2の部分の上面に配置された第2のガス入口をさらに画定し、前記流量制御機構が、前記ガス分布部材から前記処理空間内への流体分布中に、流体流を、前記第2のガス入口を介して前記ポンピングライナの前記内部空間内へ、その後、前記ポンピングライナの前記複数の開孔の別のサブセットを介して前記処理空間内へ向けるようにさらに動作可能である、請求項6に記載の処理チャンバ。
- 前記基板支持体の周りに環状の間隙をさらに含み、前記処理チャンバの下部から前記処理空間及び前記ポンピングライナの前記内部空間への流体アクセスを提供する、請求項1に記載の処理チャンバ。
- 処理チャンバを洗浄するための方法であって、
第1のガスを、処理チャンバのガス分布部材を通じて、前記処理チャンバの前記ガス分布部材と基板支持体とによって少なくとも部分的に画定される処理空間内へ流すことと;
第2のガスを、前記処理チャンバのポンピングライナのガス入口を通じて、前記ポンピングライナの内部空間内へ流すことであって、前記ポンピングライナが、前記基板支持体から半径方向外向きに配置されており、前記内部空間が、前記処理空間の周りに円周方向に配置された前記ポンピングライナの複数の開孔を介して前記処理空間と流体連結している、第2のガスを流すことと;
前記第1のガスの前記流れを前記処理空間内に維持しながら、前記第2のガスの一部を、前記ポンピングライナの前記内部空間から前記複数の開孔の第1のサブセットの開孔を通じて前記処理空間内へ流すことと;
前記第2のガスの前記一部を、前記処理空間から前記複数の開孔の第2のサブセットの開孔を介して前記ポンピングライナの前記内部空間内へ流すことと
を含む、方法。 - 前記ポンピングライナの前記内部空間(interval volume)が、一対のチョークプレートによって分離された第1の空間と第2の空間とを含み、
前記第2のガスを、前記ポンピングライナの前記ガス入口を通じて前記ポンピングライナの前記内部空間内へ流すことが、前記第2のガスを前記ポンピングライナの前記ガス入口を通じて前記第1の空間内へ流すことを含み;
前記第2のガスの前記一部を前記ポンピングライナの前記内部空間から前記処理空間内へ流すことが、前記第2のガスの前記一部を前記第1の空間から前記処理空間内へ流すことを含み、前記第2のガスの前記一部が、前記処理空間全体に分布され;
前記第2のガスの前記一部を前記処理空間から前記ポンピングライナの前記内部空間内へ流すことが、前記第2のガスの前記一部を前記処理空間から前記第2の空間内へ流すことを含む、
請求項9に記載の方法。 - 前記第1のガスが、実質的に均一な濃度で前記処理空間全体に分布され、前記第1のガスが第1の流量で流され、前記第2のガスが、前記第1の流量よりも大きい第2の流量で流される、請求項9に記載の方法。
- 前記ガス入口が第1のガス入口であり、
前記ポンピングライナの前記第1のガス入口を通じた前記ポンピングライナの前記内部空間内への前記第2のガスの流れを中止することと;
第3のガスを、前記ポンピングライナの第2のガス入口を通じて前記ポンピングライナの前記内部空間内へ流すことと;
前記第3のガスの一部を、前記ポンピングライナの前記内部空間から前記複数の開孔の前記第2のサブセットの開孔を通じて前記処理空間内へ流すことと;
前記第3のガスの前記一部を、前記処理空間から前記複数の開孔の前記第1のサブセットの開孔を介して前記ポンピングライナの前記内部空間内へ流すことと、
をさらに含む、請求項9に記載の方法。 - 第3のガスを、前記基板支持体を取り囲む環状の間隙を通じて、前記処理空間へ向かって上向きの方向において流すことをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- 堆積方法であって、
第1のガスを、処理チャンバのガス分布部材を通じて、上に半導体基板を支持する前記処理チャンバの基板支持体と前記ガス分布部材とによって少なくとも部分的に画定された処理空間内へ流すことと;
第2のガスを、前記処理チャンバのポンピングライナのガス入口を通じて、前記ポンピングライナの内部空間内へ流すことであって、前記ポンピングライナが、前記基板支持体から半径方向外向きに配置されており、前記ポンピングライナの前記内部空間が、前記処理空間の周りに円周方向に配置された複数の開孔を介して前記処理空間と流体連結しており、前記第1のガスが第1の流量で流され、前記第2のガスが、前記処理空間への前記第2のガスの前記流れが実質的に防止される一方で前記第1のガスが前記処理空間から前記複数の開孔を介して前記ポンピングライナの前記内部空間内へ流されるように、前記第1の流量より小さい第2の流量で流され、前記処理空間内部の2つの周辺位置間の圧力差が0.1torr未満である、第2のガスを流すこと
とを含む、方法。 - 前記ガス入口が第1のガス入口であり、前記堆積方法が、さらに、
第3のガスを、前記ポンピングライナの第2のガス入口を通じて、前記ポンピングライナの前記内部空間内へ流すことであって、前記第1のガス入口と前記第2のガス入口とが、互いに直径方向に対向しており、前記第3のガスが、前記処理空間内への前記第3のガスの前記流れが実質的に防止されるように、前記第1の流量より小さい第3の流量で流され、前記第1のガスの前記流れと、前記第2のガスの前記流れと、前記第3のガスの前記流れとが、集合的に、前記処理空間の中心軸の周りの前記処理空間内部に軸方向に対称な圧力プロファイルを生み出す、第3のガスを流すことと;
前記第3のガスを、前記基板支持体を取り囲む環状の間隙を通じて、前記処理空間へ向かって上向きの方向において流すことと
ことを含む、請求項14に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201962879720P | 2019-07-29 | 2019-07-29 | |
US62/879,720 | 2019-07-29 | ||
PCT/US2020/043197 WO2021021542A1 (en) | 2019-07-29 | 2020-07-23 | Semiconductor processing chambers and methods for cleaning the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022543211A true JP2022543211A (ja) | 2022-10-11 |
Family
ID=74228468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022505420A Pending JP2022543211A (ja) | 2019-07-29 | 2020-07-23 | 半導体処理チャンバ及びそれを洗浄するための方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11952660B2 (ja) |
JP (1) | JP2022543211A (ja) |
KR (1) | KR20220035488A (ja) |
CN (1) | CN114174554A (ja) |
TW (1) | TWI752570B (ja) |
WO (1) | WO2021021542A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11952660B2 (en) * | 2019-07-29 | 2024-04-09 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor processing chambers and methods for cleaning the same |
US20220020615A1 (en) * | 2020-07-19 | 2022-01-20 | Applied Materials, Inc. | Multiple process semiconductor processing system |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6063441A (en) * | 1997-12-02 | 2000-05-16 | Applied Materials, Inc. | Processing chamber and method for confining plasma |
US20050150452A1 (en) * | 2004-01-14 | 2005-07-14 | Soovo Sen | Process kit design for deposition chamber |
US8282768B1 (en) | 2005-04-26 | 2012-10-09 | Novellus Systems, Inc. | Purging of porogen from UV cure chamber |
US8377207B2 (en) * | 2007-05-09 | 2013-02-19 | Ulvac, Inc. | Purge gas assembly |
WO2009017322A1 (en) | 2007-07-30 | 2009-02-05 | Ips Ltd. | Reactor for depositing thin film on wafer |
KR101334643B1 (ko) * | 2009-07-02 | 2013-12-02 | 주식회사 원익아이피에스 | 박막증착장치 |
CN103597119B (zh) * | 2009-07-08 | 2017-03-08 | 艾克斯特朗欧洲公司 | 用于等离子体处理的装置和方法 |
US20120009765A1 (en) * | 2010-07-12 | 2012-01-12 | Applied Materials, Inc. | Compartmentalized chamber |
US9443753B2 (en) * | 2010-07-30 | 2016-09-13 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for controlling the flow of a gas in a process chamber |
US8911553B2 (en) * | 2010-10-19 | 2014-12-16 | Applied Materials, Inc. | Quartz showerhead for nanocure UV chamber |
CN105164788B (zh) * | 2013-04-30 | 2020-02-14 | 应用材料公司 | 具有空间分布的气体通道的气流控制衬垫 |
US9028765B2 (en) | 2013-08-23 | 2015-05-12 | Lam Research Corporation | Exhaust flow spreading baffle-riser to optimize remote plasma window clean |
JP5941491B2 (ja) | 2014-03-26 | 2016-06-29 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法並びにプログラム |
CN113169101B (zh) * | 2019-01-08 | 2022-09-30 | 应用材料公司 | 用于基板处理腔室的泵送设备与方法 |
CN114127898A (zh) * | 2019-06-06 | 2022-03-01 | 应用材料公司 | 以高能量低剂量等离子体后处理氮化硅基的介电膜的方法 |
US11952660B2 (en) * | 2019-07-29 | 2024-04-09 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor processing chambers and methods for cleaning the same |
US11584993B2 (en) * | 2020-10-19 | 2023-02-21 | Applied Materials, Inc. | Thermally uniform deposition station |
US20230265560A1 (en) * | 2022-02-23 | 2023-08-24 | Applied Materials, Inc. | Pumping liner and methods of manufacture and use thereof |
-
2020
- 2020-07-22 US US16/936,110 patent/US11952660B2/en active Active
- 2020-07-23 WO PCT/US2020/043197 patent/WO2021021542A1/en active Application Filing
- 2020-07-23 KR KR1020227005753A patent/KR20220035488A/ko not_active Application Discontinuation
- 2020-07-23 JP JP2022505420A patent/JP2022543211A/ja active Pending
- 2020-07-23 CN CN202080054583.XA patent/CN114174554A/zh active Pending
- 2020-07-29 TW TW109125547A patent/TWI752570B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11952660B2 (en) | 2024-04-09 |
KR20220035488A (ko) | 2022-03-22 |
TW202120735A (zh) | 2021-06-01 |
WO2021021542A1 (en) | 2021-02-04 |
US20210032747A1 (en) | 2021-02-04 |
CN114174554A (zh) | 2022-03-11 |
TWI752570B (zh) | 2022-01-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7295246B2 (ja) | 処理チャンバのミキシングシステム | |
JP7464642B2 (ja) | マルチゾーンガス分配システム及び方法 | |
CN108962715B (zh) | 用于多前体流的半导体处理腔室 | |
JP7028956B2 (ja) | プラズマエッチングプロセスでのコーティング部品を使用するプロセスウィンドウの拡大 | |
JP7237461B2 (ja) | マルチゾーン半導体基板支持体 | |
JP2022543211A (ja) | 半導体処理チャンバ及びそれを洗浄するための方法 | |
US20180258531A1 (en) | Diffuser design for flowable cvd | |
KR102255071B1 (ko) | 반도체 처리 챔버 다중스테이지 혼합 장치 | |
TWI814291B (zh) | 均勻的原位清洗及沉積 | |
CN111799143B (zh) | 半导体处理腔室多阶段混合设备 | |
JP6736720B1 (ja) | 半導体処理チャンバマルチステージミキシング装置 | |
US20220084845A1 (en) | High conductance process kit | |
JP2020205422A (ja) | 半導体処理チャンバマルチステージミキシング装置 | |
TW202038328A (zh) | 半導體處理腔室多階段混合設備 | |
TWM599997U (zh) | 半導體處理系統部件 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230718 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240515 |