JP2023512451A - 溝の輪郭を最適化するために複数のゾーンを有するガス分配プレート - Google Patents

Abstract

基板処理システムのガス分配装置は、１つの第１の孔および複数の第２の孔を有する上方プレートと、下方プレートとを含む。下方プレートは、下方プレートの上面と上方プレートの下面とのいずれか一方に形成された陥凹領域を有する。陥凹領域は、上方プレートと下方プレートとの間にプレナム空間を画定する。下方プレートはさらに、陥凹領域内に位置する隆起した囲いを有する。囲いは、プレナム空間を第１のプレナムと第２のプレナムに分離し、第１のプレナムは、第１の孔と流体連通しており、第２のプレナムは、複数の第２の孔と流体連通している。【選択図】図２

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年１月１３日に出願された米国仮出願第６２／９６０，３９０号の利益を主張するものである。上記出願の開示全体を参照して本願に援用する。

本開示は、基板処理システムの処理チャンバに処理ガスを注入するためのガス分配装置に関する。

本明細書に記載している背景説明は、本開示の状況を全体的に提示することを目的としている。この背景の項に記載している範囲で、現在明記している発明者の研究、および出願時に先行技術として適格ではない可能性がある説明の側面は、明示的にも黙示的にも本開示に対抗する先行技術であるとは認められない。

半導体ウエハなどの基板のエッチング、堆積、および／またはその他の処理を実施するために基板処理システムを用いてよい。基板上で実施してよい例示的なプロセスとして、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）プロセス、化学強化プラズマ蒸着（ＣＥＰＶＤ）プロセス、スパッタリング物理蒸着（ＰＶＤ）プロセス、イオン注入プロセス、および／またはその他のエッチング（例えば化学エッチング、プラズマエッチング、反応性イオンエッチングなど）、堆積、および洗浄プロセスがあるが、これらに限定されない。

基板は、基板処理システムの処理チャンバ内のペデスタル、静電チャック（ＥＳＣ）などの基板支持体に配置されてよく、および１種類以上の処理ガスを含むガス混合物を処理チャンバに導入してよい。例えば、プラズマ系エッチングプロセスでは、１つ以上の前駆体を含むガス混合物を処理チャンバに導入し、プラズマを打って基板をエッチングする。

基板処理システムのガス分配装置は、１つの第１の孔および複数の第２の孔を有する上方プレートと、下方プレートとを含む。下方プレートは、下方プレートの上面と上方プレートの下面とのいずれか一方に形成された陥凹領域を有する。陥凹領域は、上方プレートと下方プレートとの間にプレナム空間を画定する。下方プレートはさらに、陥凹領域内に位置する隆起した囲いを有する。囲いは、プレナム空間を第１のプレナムと第２のプレナムに分離し、第１のプレナムは、第１の孔と流体連通しており、第２のプレナムは、複数の第２の孔と流体連通している。

他の特徴として、上方プレートは、レセプタクルを有し、第１の孔および複数の第２の孔は、このレセプタクルの中に位置している。レセプタクルは、第１のチャネルおよび第２のチャネルを有する中央インジェクタを受け入れるように構成される。ガス分配装置はさらに、中央インジェクタを有し、第１の孔は、レセプタクル内の中央に位置し、第１のチャネルは、第１の孔と同一線上にあり、かつ流体連通している。第２のチャネルは、複数の第２の孔と同一線上にあって流体連通している環状底部を有する。

他の特徴として、第１の孔は、上方プレートの中央に位置し、複数の第２の孔は、第１の孔の径方向外向きに位置している。第１の孔の面積は、複数の第２の孔の全面積と実質的に同じである。第１のプレナムと第２のプレナムは、同一平面上にある。囲いの高さは、陥凹領域を取り囲んでいる下方プレートと上方プレートのうち対応するいずれか一方の外側部分の高さと同じである。

他の特徴として、第１のプレナムは、複数の第１の突出部を有し、囲いは、複数の第２の突出部を有し、複数の第２の突出部の各々が、複数の第１の突出部のそれぞれの突出部を取り囲む。第１のプレナムは、４つの突出部を有するクローバーの葉の形状である。第２のプレナムは、囲いの複数の第２の突出部のうちの隣同士の対の間に位置する複数の第３の突出部を有する。囲いは、ジグザグ路を有し、ジグザグ路は、複数の第２の突出部のうちの隣同士の対を接続し、複数の第１の突出部のうちの隣同士の対の間に内向き突出する。ジグザグ路は、複数の第３の突出部のそれぞれの突出部に流路を画定する。流路は、複数の第１の突出部のうちの隣同士の対の間、および複数の第２の突出部のうちの隣同士の対の間にある、複数の第３の突出部のそれぞれの突出部に向かって径方向外向きに延在する。流路の径方向内向きの端部は、複数の第２の孔と同一線上にある。

他の特徴として、下方プレートは、第１のプレナムから下方プレートの下面まで延在する複数の第１の孔と、第２のプレナムから下方プレートの下面まで延在する複数の第２の孔とを有する。複数の第２の孔は、複数の第１の孔の径方向外向きに位置している。

基板処理システムのガス分配装置は、１つの第１の孔および複数の第２の孔を有する上方プレートと、下方プレートとを含む。下方プレートは、下方プレートの上面と上方プレートの下面とのいずれか一方に形成された陥凹領域を有する。陥凹領域は、上方プレートと下方プレートとの間にプレナム空間を画定する。下方プレートはさらに、陥凹領域内に位置する複数の溝と、複数の溝のそれぞれの溝に位置する複数のシーリング部材とを有する。複数のシーリング部材は、プレナム空間を１つの第１のプレナムと複数の第２のプレナムに分離し、第１のプレナムは、第１の孔と流体連通しており、複数の第２のプレナムは、複数の第２の孔と流体連通している。

他の特徴として、複数のシーリング部材はＯリングである。

本開示のさらに他の適用可能分野は、詳細な説明、特許請求の範囲および図面から明らかになるであろう。詳細な説明および具体的な例は、単なる例示を意図しており、本開示の範囲を限定する意図はない。

本開示は、詳細な説明および添付の図面からさらに完全に理解されるであろう。

本開示の原理による例示的な基板処理システムの機能ブロック図である。

本開示の原理による２つのガス分配ゾーンを有する例示的なガス分配装置の図である。

本開示の原理によるガス分配装置の例示的な上方プレートを示す図である。 本開示の原理によるガス分配装置の例示的な下方プレートを示す図である。

本開示の原理によるガス分配装置の別の例示的な下方プレートを示す図である。 本開示の原理によるガス分配装置の別の例示的な下方プレートを示す図である。

図面では、同様の要素および／または同一の要素を識別するために符号を再度使用していることがある。

基板処理システムでは、１種類以上の処理ガスを含むガス混合物を、ガス分配装置を用いて処理チャンバに導入してよい。いくつかの例では、ガス分配装置は、（例えばガスを分配するためのノズルおよび／または分流器を使用して）ガスを処理チャンバに注入するように構成された、中央に位置するガスインジェクタを有する。他の例では、ガス分配装置は、プレナムを画定するシャワーヘッドを有する。ガスはプレナムに供給され、プレナムから流れ出て、基板に面する面またはシャワーヘッドのフェースプレートに構成された複数の孔を通って処理チャンバに流れ込む。孔は、シャワーヘッドの様々な配列またはゾーンに設けられてよいが、ガスの分配は、孔の中心注入点からのそれぞれの距離に応じて偏りがあってよい。

本開示によるガス分配装置またはガス分配プレートは、２つ以上のガス分配ゾーンを有する。例えば、ガス分配装置は、２つのプレート（例えば上方プレートと下方プレート）および上方プレートと下方プレートとの間に画定されたプレナム空間を有する。上方プレートと下方プレートとの間の境界部は、プレナム空間を第１のプレナムと第２のプレナムに分離するように構成される。ガスは、上方プレートを通ってプレナムに導入される。例えば、中央インジェクタは、上方プレートのそれぞれの孔を介してガスをプレナムに別々に供給するように構成される。境界部は、第１のプレナムと第２のプレナムの中でガスの分離を維持する。

例えば、境界部は、下方プレートの上面に形成された隆起領域または陥凹領域に相当するとしてよい。逆に、上方プレートの下面は、実質的に平坦であってよい。したがって、下方プレートの上面の陥凹領域は、プレナムを画定する。いくつかの例では、陥凹領域は上方プレートの下面に形成され、下方プレートの上面は実質的に平坦である。

別の例では、プレナム空間は、下方プレートの上面または上方プレートの下面に形成された単一の陥凹領域に相当するとしてよい。この例では、陥凹領域は、複数の溝を有していてよく、溝は、その溝に構成されたそれぞれのゾーンおよびそれぞれのＯリングを画定する。Ｏリングは、溝で画定されたそれぞれのゾーン内でガスの分離を維持する。

ここで図１を参照すると、堆積および（例えば高周波、すなわちＲＦ、プラズマを用いる）エッチングなどだがこれに限定されないプロセスを実施するための例示的な基板処理システム１００が示されている。基板処理システム１００は、基板処理システム１００の他の構成要素が入っている処理チャンバ１０２を備えている。基板処理システム１００は、上方電極１０４および静電チャック（ＥＳＣ）などの基板支持体１０６を備えている。動作中、基板支持体１０６には基板１０８が配置される。

単なる例として、上方電極１０４は、処理ガスを処理チャンバ１０２に導入し、分配するシャワーヘッド１１０などのガス分配装置を備えていてよい。いくつかの例では、シャワーヘッド１１０は、ステム部分１１２を有していてよく、ステム部分の一方の端部は、処理チャンバ１０２の最上面に接続されている。ステム部分１１２は、処理ガスを受け入れ、処理ガスをシャワーヘッド１１０を通して処理チャンバ１０２に供給するように構成された中央インジェクタに相当するとしてよい。

シャワーヘッド１１０は、全体的に筒状で、処理チャンバ１０２の最上面から離れた場所で、ステム部分１１２の反対側の端部から径方向外向きに延在する。シャワーヘッド１１０の基板に面する面またはフェースプレートは、処理ガスまたはパージガスが流れる複数の孔を有する。他の例では、シャワーヘッド１１０は、処理チャンバ１０２の上面の隣または上に配置されてよい。いくつかの例では、シャワーヘッド１１０は、処理チャンバ１０２の中に組み込まれ、かつ／または処理チャンバ１０２の蓋として機能してよい。本開示によるシャワーヘッド１１０は、以下にさらに詳細に説明するガス分配ゾーンを２つ以上有する。

基板支持体１０６は、下方電極として作用する伝導性ベースプレート１１４を有する。ベースプレート１１４は、セラミック層１１６を支持し、セラミック層は、セラミック加熱プレートに相当するとしてよい。ＲＦ発生システム１２０が、上方電極１０４と下方電極のいずれか一方（例えば基板支持体１０６のベースプレート１１４）にＲＦ電圧を発生させ、出力する。上方電極１０４とベースプレート１１４のもう一方は、ＤＣ接地、ＡＣ接地、または浮動状態であってよい。単なる例として、ＲＦ発生システム１２０は、ＲＦ電圧を発生させるＲＦ電圧発生器１２２を有していてよく、ＲＦ電圧は、整合分配ネットワーク１２４によって上方電極１０４またはベースプレート１１４に供給される。他の例では、プラズマは、誘導または遠隔により発生させてよい。

本明細書に記載したように、ＲＦ発生システム１２０は、トランス結合プラズマ（ＴＣＰ）システムに相当するとしてよい。他の例では、本開示の原理は、他の種類の基板処理システム、例えば容量結合プラズマ（ＣＣＰ）システム、ＣＣＰカソード、遠隔マイクロ波プラズマ発生分配システムなどに実装されてよい。

ガス送給システム１３０は、１つ以上のガス源１３２－１、１３２－２…および１３２－Ｎ（まとめてガス源１３２と称する）を有し、Ｎは、ゼロよりも大きい整数である。ガス源１３２は、１つ以上の前駆体を供給し、それを混合する。ガス源１３２は、パージガスも供給してよい。気化した前駆体を使用してもよい。ガス源１３２は、バルブ１３４－１、１３４－２…および１３４－Ｎ（まとめてバルブ１３４と称する）およびマスフローコントローラ１３６－１、１３６－２…および１３６－Ｎ（まとめてマスフローコントローラ１３６と称する）を介してマニホールド１４０に接続される。マニホールド１４０の出力は、処理チャンバ１０２に供給される。単なる例として、マニホールド１４０の出力は、シャワーヘッド１１０に供給される。

バルブ１５０およびポンプ１５２が処理チャンバ１０２から反応物を排出する。システムコントローラ１６０が基板処理システム１００の構成要素を制御する。ロボット１７０が基板支持体１０６の上に基板を運び、基板支持体から基板を取り除く。例えば、ロボット１７０は、基板支持体１０６とロードロック１７２との間で基板を搬送してよい。温度コントローラ１４２は、別個のコントローラとして示されているが、システムコントローラ１６０の中に実装されてよい。

図２は、本開示の原理による２つのガス分配ゾーンを有する例示的なガス分配装置２００（例えばシャワーヘッド）を示している。ガス分配装置は、２つのプレート（例えば上方プレート２０４と下方プレート２０８）および上方プレート２０４と下方プレート２０８との間に画定されたプレナム空間２１２を有する。上方プレート２０４と下方プレート２０８との間の境界部（陥凹領域２１６に相当）は、プレナム空間２１２を第１のプレナムと第２のプレナム（図２には図示せず）に分離するように構成される。プレナム空間２１２には中央インジェクタ２２４を用いてガスが上方プレート２０４の複数の孔２２０を通して導入される。例えば、上方プレート２０４は、中央インジェクタ２２４を受け入れるように構成されたソケットまたはレセプタクル２２６などの陥凹領域を有する。

中央インジェクタ２２４は、プレナム空間２１２の第１のプレナムと第２のプレナムに、中央インジェクタに画定されたそれぞれのチャネルを介してガスを別々に供給するように構成される。例えば、第１のチャネル２２８は、複数の孔２２０のうちの第１の孔（例えば中央孔）を通して第１のプレナムにガスを供給する。逆に、第２のチャネル２３２は、複数の孔２２０のうちの２つ以上の第２の孔（例えば外側の孔）を通して第２のプレナムにガスを供給する。例えば、第２のチャネル２３２は、複数の孔２２０と同一線上にあって流体連通している環状底部２３６を有する。

陥凹領域２１６は、第１のプレナムおよび第２のプレナムの中でガスの分離を維持するように構成された隆起したフィーチャ（図２には示していないが以下にさらに詳細に説明する）を有する。例えば陥凹領域２１６は、下方プレート２０８の上面２４０に形成され、上方プレート２０４の下面２４４は実質的に平坦であってよい。他の例では、陥凹領域２１６は、上方プレート２０４の下面２４４に形成されてよく、下方プレート２０８の上面２４０は実質的に平坦である。第１のプレナムおよび第２のプレナムに供給されたガスは、基板に面する面２５２または下方プレート２０８のフェースプレートにある複数の孔２４８を通って処理チャンバに流れ込む。

この例では、下方プレート２０８は、陥凹領域２１６、ならびにプレナム空間２１２内に画定された第１のプレナムおよび第２のプレナムの構成を自由に改造するために、取り外し可能かつ交換可能であってよい。換言すると、上方プレート２０４の孔２２０の位置は固定されていてよいが、所望の構成の第１のプレナムおよび第２のプレナム、異なる構成で異なる流れパターンの孔２４８などに応じて、様々な構成の下方プレート２０８を選択して設定してよい。いくつかの例では、下方プレート２０８は、単一のガス分配ゾーンのみを画定する下方プレートに置き換えてよい。下方プレート２０８は、摩耗のために交換してもよく、かつ／または修理のために取り外したり、コーティングをし直したり表面を修復したりするために取り外してもよい。単なる例として、上方プレート２０４および下方プレート２０８は、セラミック（例えばアルミナ、石英など）で構成されてよく、下方プレート２０８はイットリアでコーティングされてよい。いくつかの例では、下方プレート２０８は、下方プレート２０８と処理チャンバの側壁との間に配置されたキャリアリング（図示せず）上で支持されてよい。例えば、下方プレート２０８は、２０２０年９月２１日に出願された米国仮出願第６３／０８１，２５２号に記載されているキャリアリング上で支持されてよく、同文献の全容を本願に援用する。

次に図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、本開示による例示的な上方プレート３００および下方プレート３０４が示されている。上方プレート３００の上面３０８は、中央インジェクタ（例えば図２の中央インジェクタ２２４）を受け入れるように構成されたソケットまたはレセプタクル３１２などの陥凹領域を有する。レセプタクル３１２は、複数の開口または孔（例えば孔２２０に相当）を有し、孔は、中央インジェクタ２２４の中に画定されたそれぞれのチャネルと同一線上にある。例えば、レセプタクル３１２は、第１のチャネル２２８と同一線上にある中央孔３１６と、第２のチャネル２３２の環状底部２３６と同一線上にある（例えば中央孔３１６の径方向外向きに位置している）複数の外側の孔３２０とを有する。このようにして、第１のチャネル２２８を通して供給されたガスは、中央孔３１６を介して上方プレート３００を流れ、第２のチャネル２３２を通して供給されたガスは、外側の孔３２０を介して上方プレート３００を流れる。中央孔３１６の面積は、中央孔３１６を通るガスの流れが外側の孔３２０を通るガスの流れと実質的に同じになるように、外側の孔３２０の全体面積と実質的に同じ（例えば全体面積の＋／－５％以内）であってよい。

下方プレート３０４の上面３２４は、陥凹領域３２８を有する。陥凹領域３２８は、上方プレート３００と下方プレート３０４との間にプレナム空間３３２を画定する。隆起したパターンまたはフィーチャ（例えば「囲い」）３３６は、プレナム空間３３２を第１の（例えば内）プレナム３４０と第２の（例えば外）プレナム３４４（それぞれが内ゾーンと外ゾーンに該当）に分離するように構成される。第１のプレナム３４０と第２のプレナム３４４とは同一平面上にある。例えば、囲い３３６の高さは、下方プレート３０４の外側部分３４８の高さと同じであってよい。したがって、囲い３３６と外側部分３４８とは、上方プレート３００の下面３５２と接触して第１のプレナム３４０と第２のプレナム３４４との間でガスが漏れるのを防ぐ。換言すると、囲い３３６は、第１のプレナム３４０と第２のプレナム３４４との間にバリアを画定する。

第１のプレナム３４０は、中央孔３１６および第１のチャネル２２８と流体連通している。逆に、第２のプレナム３４４は、複数の外側の孔３２０および第２のチャネル２３２と流体連通している。囲い３３６は、第１のプレナム３４０と第２のプレナム３４４それぞれに供給されたガスの分離を維持する。第１のプレナム３４０に供給されたガスは複数の第１の孔３５６を通って処理チャンバに流れ込む。第２のプレナム３４４に供給されたガスは、複数の第２の孔３６０を通って処理チャンバに流れ込む。

下方プレート３０４は、陥凹領域３２８、囲い３３６、第１のプレナム３４０、および／または第２のプレナム３４４の構成を自由に改造するために、取り外し可能かつ交換可能であってよい。換言すると、上方プレート３００の孔３１６および３２０の位置は固定されていてよいが、第１のプレナム３４０およびそれに対応する複数の第１の孔３５６ならびに第２のプレナム３４４およびそれに対応する複数の第２の孔３６０の所望の構成に応じて、様々な構成の下方プレート３０４を選択して設定してよい。

単なる例として、図示したように、第１のプレナム３４０は、４つの四分円（例えば突出部３６４）を含むクローバーの葉の模様を有し、この四分円は、囲い３３６のそれぞれの突出部３６８で囲まれている。第１のプレナム３４０（例えば中央孔３１６と同一線上にある場所３７０）に供給されたガスは、それぞれの突出部３６４に外向きに流れる。逆に、第２のプレナム３４４は、囲い３３６の突出部３６８のそれぞれの隣同士の対の間に位置する４つの四分円または突出部３７２を有する。囲い３３６の突出部３６８の隣同士の対は、第２のプレナム３４４の突出部３７２にそれぞれの流路３８０を画定する、内向きに突出している蛇行路（例えばジグザグ路）３７６で接続されている。流路３８０は、第２のプレナム３４４の突出部３７２から、囲い３３６の隣同士の突出部３６８の間に径方向内向きに延在する（あるいは、下方プレート３０４の中央領域から径方向外向きに延在する）。第２のプレナム３４４に供給されたガスは（例えば外側の孔３２０のうちの対応する孔と同一線上にある場所３８２）、流路３８０を通ってそれぞれの突出部３７２に径方向外向きに流れる。

図示したように第１のプレナム３４０は、４つの突出部３６４が囲い３３６の４つの突出部３６８に囲まれているが、他の例では下方プレート３２４は、突出部３６４および３６８がそれよりも少ない（例えば２つか３つ）か多い（例えば５つ以上）としてよい。したがって、下方プレート３２４は、突出部３７２、蛇行路３７６、流路３８０などがそれよりも少ない（例えば２つか３つ）か多い（例えば５つ以上）としてよい。

このように、陥凹領域３２８は、２つの別個のガス分配ゾーン（例えば径方向内側ゾーンと径方向外側ゾーン）を画定し、それぞれが第１のプレナム３４０と第２のプレナム３４４に相当する。ガスは中央に供給されるが（例えば中央インジェクタ２２４を介して）、ガスは、第１のプレナム３４０と第２のプレナム３４４の全体にわたって均一に分配される。

別の例では、プレナム空間が、下方プレートの上面に形成された単一の陥凹領域に相当するとしてよい。この例では、陥凹領域は、複数の溝を有してよく、溝がそれぞれのゾーンおよびそれぞれのＯリングを画定して溝内に構成する。Ｏリングは、溝で画定されたそれぞれのゾーン内でガスの分離を維持する。例えば、ここで図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、上面４０４および下面４０８を有する別の例示的な下方プレート４００が示されている。下方プレート４００の上面４０４は、上方プレート（例えば上方プレート３００）と下方プレート４００との間にプレナム空間４１６を画定する陥凹領域４１２を有する。

前述した図３Ａおよび図３Ｂの囲い３３６の代わりに、陥凹領域４１２は、複数の溝４２０と、この溝４２０の中に配置されたガスケットまたはＯリング４２４などのそれぞれのシーリング部材を有する。Ｏリング４２４は、プレナム空間４１６を第１の（例えば内）プレナム４２８と第２の（例えば外）プレナム４３２に分離し、それぞれが内ゾーンと外ゾーンに相当する。Ｏリング４２４および上面４０４の外側部分４２６は、上方プレートの下面と接触して、第１のプレナム４２８と第２のプレナム４３２との間でガスが漏れるのを防ぐ。換言すると、Ｏリング４２４は、第１のプレナム４２８と第２のプレナム４３２との間にシールを実現する。

上方プレート（例えば上方プレート３００など）および中央インジェクタ２２４を含むガス分配装置アセンブリでは、第１のプレナム４２８は、中央孔３１６および第１のチャネル２２８と流体連通している。逆に、第２のプレナム４３２は、複数の外側の孔３２０のうちのそれぞれの孔および第２のチャネル２３２と流体連通している。第１のプレナム４２８に供給されたガスは、複数の第１の孔４３６を通って処理チャンバに流れ込む。第２のプレナム４３２に供給されたガスは、複数の第２の孔４４０を通って処理チャンバに流れ込む。

以上の説明は、単に例示的なものであり、本開示、その応用または使用を何ら限定する意図はない。本開示の幅広い教示は、多様な形態で実施できる。したがって、本開示は特定の実施例を含んでいるが、図面、明細書、および以下の特許請求の範囲を検討することでその他の修正が明らかになるため、本開示の実際の範囲がそのように限定されるべきではない。１つの方法の中の１つ以上の工程は、本開示の原理を変更することなく異なる順序で（または同時に）実行されてよいことを理解すべきである。さらに、各々の実施形態を特定の特徴を有するものとして前述したが、本開示のいずれかの実施形態に関して記載したそのような特徴のいずれか１つ以上を、任意の他の実施形態で実施でき、かつ／または任意の他の実施形態の特徴と組み合わせることができ、その組み合わせが明示的に記載されていなくてもよい。換言すると、記載した実施形態は、相互に排除し合うものではなく、１つ以上の実施形態を互いに入れ替えたものも依然として本開示の範囲内である。

要素間（例えばモジュール間、回路要素間、半導体層間など）の空間的および機能的関係は、「接続され（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「係合され（ｅｎｇａｇｅｄ）」、「結合され（ｃｏｕｐｌｅｄ）」、「隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ）」、「～の隣（ｎｅｘｔ ｔｏ）」、「～の上に（ｏｎ ｔｏｐ ｏｆ）」、「～の上方に（ａｂｏｖｅ）」、「～の下に（ｂｅｌｏｗ）」、および「配置され（ｄｉｓｐｏｓｅｄ）」などの様々な用語を用いて記載されている。「直接」と明示的に記載されていなければ、第１の要素と第２の要素との関係が上記の開示に記載されているとき、その関係は、第１の要素と第２の要素との間に他の介入要素がない直接の関係であり得るが、第１の要素と第２の要素との間に（空間的または機能的に）１つ以上の介入要素がある間接の関係でもあり得る。本明細書で使用したように、Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つという句は、非排他的論理ＯＲを使用して、論理の（ＡまたはＢまたはＣ）という意味に解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つと、Ｂの少なくとも１つと、Ｃの少なくとも１つ」という意味に解釈してはならない。

いくつかの実施態様では、コントローラはシステムの一部であり、システムは、上記の実施例の一部としてよい。このようなシステムは、１つまたは複数の処理ツール、１つまたは複数のチャンバ、処理用の１つまたは複数のプラットフォーム、および／または特定の処理構成要素（ウエハのペデスタル、ガス流システムなど）を含む半導体処理装置を含むことができる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板を処理する前、その間、およびその後にシステムの動作を制御する電子機器と一体化していてよい。電子機器は、「コントローラ」と呼ばれてよく、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素またはサブパーツを制御してよい。コントローラは、システムの処理要件および／または種類に応じて、処理ガスの送給、温度設定（例えば加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生器の設定、ＲＦ整合回路の設定、周波数設定、流量設定、流体送給の設定、位置設定および動作の設定、ツールおよびその他の移送ツールの中へ、またはそこからのウエハ移送および／または特定のシステムに接続されているか、特定のシステムの境界となっているロードロックなど、本明細書に開示したいずれかの処理を制御するようにプログラムされてよい。

概して、コントローラは、命令を受け、命令を発し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどを行う、様々な集積回路、論理回路、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器であると定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を保存するファームウェア形態のチップ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）と定義されるチップ、および／または１つ以上のマイクロプロセッサ、またはプログラム命令（例えばソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを備えていてよい。プログラム命令は、半導体ウエハ上で、もしくは半導体ウエハ用に、またはシステムに対して、特定の処理を実行する動作パラメータを定義する様々な個別の設定（またはプログラムファイル）の形態でコントローラへと伝達される命令としてよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つ以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／またはウエハのダイを製造する過程で１つ以上の処理工程を達成するために処理エンジニアによって定義されたレシピの一部としてよい。

コントローラは、いくつかの実施態様では、システムと一体化して接続しているか、システムとネットワーク接続されているか、これらを組み合わせた状態であるコンピュータの一部であってもよいし、このコンピュータに接続していてもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」にあってもよいし、あるいはウエハ処理の遠隔アクセスを可能にできるファブホストコンピュータシステムの全体または一部であってもよい。コンピュータは、製造動作の現在の進捗を監視し、過去の製造動作の履歴を調査し、複数の製造動作から傾向または性能メトリックを調査し、現在の処理のパラメータを変更し、処理ステップを設定して現在の処理に従い、または新しい処理を始めるために、システムへの遠隔アクセスを可能にしてよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えばサーバ）は、ネットワークを介してシステムに処理レシピを提供でき、このネットワークは、ローカルネットワークまたはインターネットを含んでいてよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザ境界を含んでいてよく、それらのパラメータおよび設定はその後、リモートコンピュータからシステムへ伝達される。いくつかの例では、コントローラは、１つ以上の動作中に実行される各々の処理工程に対するパラメータを指定するデータ形態の命令を受け取る。パラメータは、実行される処理の種類、およびコントローラがインターフェース接続するか制御するように構成されるツールの種類に対して固有のものとしてよいと理解すべきである。そのため、前述したように、一緒にネットワーク化され、本明細書に記載した処理および制御などの共通の目的に向かって機能する１つ以上の別個のコントローラを備えることなどによってコントローラを分散してよい。このようにするために分散したコントローラの例が、（例えばプラットホームレベルで、またはリモートコンピュータの一部として）遠隔地に位置する１つ以上の集積回路と通信するチャンバ上にあって、組み合わさってこのチャンバ上の処理を制御する１つ以上の集積回路であろう。

非限定的に、例示的なシステムには、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、析出チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、半導体ウエハの製造および／または生産に関連するか使用されてよい任意のその他の半導体処理システムがあってよい。

上記のように、ツールによって実行される１つまたは複数の処理工程に応じて、コントローラは、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインタフェース、隣接するツール、近隣のツール、工場全体に位置するツール、主要コンピュータ、別のコントローラ、または、ウエハの容器を、半導体製造工場内のツール位置および／または搭載ポートへ運び、そこから運び出す材料輸送に使用されるツールのうちの１つ以上のツールと通信することがあってよい。

Claims (20)

1. 基板処理システムのガス分配装置であって、前記ガス分配装置は、
   １つの第１の孔および複数の第２の孔を有する上方プレートと、
   下方プレートと、を備え、前記下方プレートは
   （ｉ）前記下方プレートの上面と（ｉｉ）前記上方プレートの下面とのいずれか一方に形成された陥凹領域であって、前記陥凹領域は、前記上方プレートと前記下方プレートとの間にプレナム空間を画定する、陥凹領域、および
   前記陥凹領域内に位置する隆起した囲いであって、前記囲いは、前記プレナム空間を第１のプレナムと第２のプレナムに分離し、前記第１のプレナムは、前記第１の孔と流体連通しており、前記第２のプレナムは、前記複数の第２の孔と流体連通している、囲い
   を有する、ガス分配装置。
2. 請求項１に記載のガス分配装置であって、前記上方プレートは、レセプタクルを有し、前記第１の孔および前記複数の第２の孔は、前記レセプタクルの中に位置している、ガス分配装置。
3. 請求項２に記載のガス分配装置であって、前記レセプタクルは、第１のチャネルおよび第２のチャネルを有する中央インジェクタを受け入れるように構成される、ガス分配装置。
4. 請求項３に記載のガス分配装置であって、さらに前記中央インジェクタを有し、前記第１の孔は、前記レセプタクル内の中央に位置し、前記第１のチャネルは、前記第１の孔と同一線上にあり、かつ流体連通している、ガス分配装置。
5. 請求項４に記載のガス分配装置であって、前記第２のチャネルは、前記複数の第２の孔と同一線上にあって流体連通している環状底部を有する、ガス分配装置。
6. 請求項１に記載のガス分配装置であって、前記第１の孔は、前記上方プレートの中央に位置し、前記複数の第２の孔は、前記第１の孔の径方向外向きに位置している、ガス分配装置。
7. 請求項１に記載のガス分配装置であって、前記第１の孔の面積は、前記複数の第２の孔の全面積と実質的に同じである、ガス分配装置。
8. 請求項１に記載のガス分配装置であって、前記第１のプレナムと前記第２のプレナムは、同一平面上にある、ガス分配装置。
9. 請求項１に記載のガス分配装置であって、前記囲いの高さは、前記陥凹領域を取り囲んでいる前記下方プレートと前記上方プレートのうち対応するいずれか一方の外側部分の高さと同じである、ガス分配装置。
10. 請求項１に記載のガス分配装置であって、前記第１のプレナムは、複数の第１の突出部を有し、前記囲いは、複数の第２の突出部を有し、前記複数の第２の突出部の各々が、前記複数の第１の突出部のそれぞれの突出部を取り囲む、ガス分配装置。
11. 請求項１０に記載のガス分配装置であって、前記第１のプレナムは、４つの突出部を有するクローバーの葉の形状である、ガス分配装置。
12. 請求項１０に記載のガス分配装置であって、前記第２のプレナムは、前記囲いの前記複数の第２の突出部のうちの隣同士の対の間に位置する複数の第３の突出部を有する、ガス分配装置。
13. 請求項１２に記載のガス分配装置であって、前記囲いは、ジグザグ路を有し、前記ジグザグ路は、前記複数の第２の突出部のうちの隣同士の対を接続し、複前記数の第１の突出部のうちの隣同士の対の間に内向き突出する、ガス分配装置。
14. 請求項１３に記載のガス分配装置であって、前記ジグザグ路は、前記複数の第３の突出部のうちの対応する突出部に流路を画定する、ガス分配装置。
15. 請求項１４に記載のガス分配装置であって、前記流路は、前記複数の第１の突出部のうちの隣同士の対の間、および複前記数の第２の突出部のうちの隣同士の対の間にある、前記複数の第３の突出部のうちの対応する突出部に向かって径方向外向きに延在する、ガス分配装置。
16. 請求項１４に記載のガス分配装置であって、前記流路の径方向内向きの端部は、前記第２の複数の孔と同一線上にある、ガス分配装置。
17. 請求項１に記載のガス分配装置であって、前記下方プレートは、前記第１のプレナムから前記下方プレートの下面まで延在する複数の第１の孔と、前記第２のプレナムから前記下方プレートの下面まで延在する複数の第２の孔とを有する、ガス分配装置。
18. 請求項１７に記載のガス分配装置であって、前記複数の第２の孔は、前記複数の第１の孔の径方向外向きに位置している、ガス分配装置。
19. 基板処理システムのガス分配装置であって、前記ガス分配装置は、
    １つの第１の孔および複数の第２の孔を有する上方プレートと、
    下方プレートと、を含み、
    前記下方プレートは、
    （ｉ）下方プレートの上面と（ｉｉ）上方プレートの下面とのいずれか一方に形成された陥凹領域であって、前記陥凹領域は、前記上方プレートと前記下方プレートとの間にプレナム空間を画定する、陥凹領域、および
    前記陥凹領域内に位置する複数の溝、および
    前記複数の溝のうちのそれぞれの溝に位置する複数のシーリング部材を有し、
    前記複数のシーリング部材は、前記プレナム空間を１つの第１のプレナムと複数の第２のプレナムに分離し、前記第１のプレナムは、前記第１の孔と流体連通しており、前記複数の第２のプレナムは、前記複数の第２の孔と流体連通している、ガス分配装置。
20. 請求項１９に記載のガス分配装置であって、前記複数のシーリング部材はＯリングである、ガス分配装置。

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