JP2024510364A - Gas injector for epitaxy chamber and CVD chamber - Google Patents

Gas injector for epitaxy chamber and CVD chamber Download PDF

Info

Publication number
JP2024510364A
JP2024510364A JP2023543348A JP2023543348A JP2024510364A JP 2024510364 A JP2024510364 A JP 2024510364A JP 2023543348 A JP2023543348 A JP 2023543348A JP 2023543348 A JP2023543348 A JP 2023543348A JP 2024510364 A JP2024510364 A JP 2024510364A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
injector
passage
ring
passageway
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
Application number
JP2023543348A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
哲也 石川
スワミナサン ティー. スリニバサン,
マティアス バウアー,
アラ モラディアン,
マンジュナート サバンナ,
カルティク ブペンドラ シャー,
エロール アントニオ シー. サンチェス,
ソーラブ ゾカエイ,
マイケル アール. ライス,
ピーター ライマー,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US17/317,342 external-priority patent/US20220364231A1/en
Priority claimed from US17/317,684 external-priority patent/US20220367216A1/en
Priority claimed from US17/317,363 external-priority patent/US20220364261A1/en
Priority claimed from US17/317,565 external-priority patent/US20220364229A1/en
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of JP2024510364A publication Critical patent/JP2024510364A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth
    • C30B25/16Controlling or regulating
    • C30B25/165Controlling or regulating the flow of the reactive gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/4401Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4409Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber characterised by sealing means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/4412Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45512Premixing before introduction in the reaction chamber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45561Gas plumbing upstream of the reaction chamber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • C23C16/4557Heated nozzles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • C23C16/45574Nozzles for more than one gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • C23C16/45578Elongated nozzles, tubes with holes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • C23C16/4558Perforated rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/48Chemical 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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/482Chemical 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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using incoherent light, UV to IR, e.g. lamps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth
    • C30B25/14Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/6719Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the processing chambers, e.g. modular processing chambers

Abstract

Figure 2024510364000001

本開示は、概して、半導体基板を処理する処理チャンバのためのガス注入装置に関する。ガス注入装置が、処理チャンバに結合されるよう構成された1つ以上のガスインジェクタを含む。ガスインジェクタのそれぞれが、プロセスガスを受け取って、1つ以上のガス出口にプロセスガスを分配するよう構成されている。ガスインジェクタが、複数の通路、フィンアレイ、バッフルアレイを含む。ガスインジェクタは個別に加熱される。混合ガスアセンブリがまた、ガスインジェクタのそれぞれから処理空間に流入するロセスガスの濃度を制御するために利用される。混合ガスアセンブリにより、プロセスガスの濃度及び流量を制御することが可能となる。
【選択図】図4A

Figure 2024510364000001

TECHNICAL FIELD This disclosure relates generally to gas injection apparatus for processing chambers that process semiconductor substrates. A gas injection device includes one or more gas injectors configured to be coupled to the processing chamber. Each of the gas injectors is configured to receive a process gas and distribute the process gas to one or more gas outlets. A gas injector includes a plurality of passages, a fin array, and a baffle array. Gas injectors are heated individually. A mixed gas assembly is also utilized to control the concentration of process gas entering the process space from each of the gas injectors. The mixed gas assembly allows the concentration and flow rate of process gases to be controlled.
[Selection diagram] Figure 4A

Description

本開示の実施形態は、概して、半導体基板を作製するための装置及び方法に関する。より具体的には、本明細書に開示される装置は、半導体プロセスの範囲内のガス注入のための構成要素に関する。 Embodiments of the present disclosure generally relate to apparatus and methods for making semiconductor substrates. More specifically, the apparatus disclosed herein relates to components for gas injection within semiconductor processing.

半導体基板は、集積デバイス及び微小デバイスの製造を含む様々な用途のために処理される。処理中、基板は処理チャンバ内のサセプタ上に配置される。サセプタは中心軸の周りに回転可能な支持体シャフトによって支持される。基板の上下に配設された複数の加熱ランプなどの熱源を正確に制御することによって、極めて厳密な許容誤差の範囲内で基板を加熱することができる。基板の温度は、基板の上に堆積する材料の均一性に影響を及ぼしうる。 Semiconductor substrates are processed for a variety of applications, including the manufacture of integrated devices and microdevices. During processing, a substrate is placed on a susceptor within a processing chamber. The susceptor is supported by a support shaft rotatable about a central axis. By precisely controlling a heat source, such as a plurality of heat lamps disposed above and below the substrate, the substrate can be heated within very tight tolerances. The temperature of the substrate can affect the uniformity of material deposited on the substrate.

処理チャンバ内の基板温度を正確に制御する能力はスループット及び生産収率に大きな影響を与える。従来の処理チャンバでは、次世代デバイスの製造に必要な温度制御基準を満たしつつ、生産収率の向上及びスループットの高速化に対するますます高まる要求を満たすことが困難であった。 The ability to accurately control substrate temperature within a processing chamber has a significant impact on throughput and production yield. Conventional processing chambers have difficulty meeting the increasing demands for increased production yields and faster throughput while meeting the temperature control standards necessary for manufacturing next generation devices.

従って、ハードウェア部品を低コストで交換でき、基板を横切るガス流の制御を強化できる、改良された処理チャンバ及びガス注入装置に対する必要性が存在する。 Accordingly, a need exists for improved processing chambers and gas injection devices that allow for low cost replacement of hardware components and provide enhanced control of gas flow across the substrate.

本開示の一実施形態において、処理チャンバ内で使用するためのガスインジェクタが記載される。ガスインジェクタは、インジェクタ基体と、インジェクタ基体に結合されておりインジェクタ基体から外方に延びるインジェクタ挿入部と、を含む。インジェクタ挿入部が、ガス導入通路、ガス拡散通路、及び出口開口部を含む。ガス導入通路が、インジェクタ基体を貫通して配置されており、インジェクタ挿入部に流体的に結合されている。ガス拡散通路が、ガス導入通路に結合されており、ガス分配ツリーを形成する。出口開口部が、ガス導入通路とは反対側のインジェクタ挿入部の注入面を貫通して配置されており、ガス拡散通路と流体連通している。 In one embodiment of the present disclosure, a gas injector is described for use within a processing chamber. The gas injector includes an injector base and an injector insert coupled to and extending outwardly from the injector base. The injector insert includes a gas introduction passage, a gas diffusion passage, and an outlet opening. A gas introduction passageway is disposed through the injector base and fluidly coupled to the injector insert. A gas diffusion passage is coupled to the gas introduction passage to form a gas distribution tree. An outlet opening is disposed through the injection face of the injector insert opposite the gas introduction passageway and is in fluid communication with the gas diffusion passageway.

他の実施形態において、基板処理のためのチャンバが記載される。処理チャンバが、ベースリング、注入リング、1つ以上のガスインジェクタを含む。ベースリングが、自身を通って配置された基板移送通路及び1つ以上の上部チャンバ排気通路を含む。注入リングが、ベースリングの上に配置されており、1つ以上のインジェクタ通路が注入リングを通って配置されている。1つ以上のガスインジェクタがそれぞれ、インジェクタ通路のうちの1つの中に配置されている。ガスインジェクタのそれぞれが、注入リングのインジェクタ支持面に結合するよう構成されたインジェクタ基体と、インジェクタ基体から外方に延びるインジェクタ挿入部と、を含む。インジェクタ挿入部が、ガス導入通路と、ガス拡散通路と、ガス導入通路とは反対側のインジェクタ挿入部の注入面を貫通して配置され、ガス拡散通路と流体連通した出口開口部と、を含む。 In other embodiments, a chamber for substrate processing is described. A processing chamber includes a base ring, an injection ring, and one or more gas injectors. A base ring includes a substrate transfer passageway and one or more upper chamber exhaust passageways disposed therethrough. An injection ring is disposed above the base ring and one or more injector passageways are disposed through the injection ring. One or more gas injectors are each disposed within one of the injector passages. Each of the gas injectors includes an injector base configured to couple to an injector support surface of an injection ring and an injector insert extending outwardly from the injector base. The injector insert includes a gas introduction passageway, a gas diffusion passageway, and an outlet opening disposed through the injection face of the injector insert opposite the gas introduction passageway and in fluid communication with the gas diffusion passageway. .

他の実施形態において、熱処理チャンバで使用するための混合ガスアセンブリが記載される。混合ガスアセンブリが、プロセスガス供給源、ガスリザーバ、排気誘導バルブ、排気ポンプ、複数のスプリッタバルブ、処理チャンバ、及びマスタ流量コントローラを含む。ガスリザーバが、プロセスガス供給源に流体的に結合されている。排気誘導バルブが、ガスリザーバに流体的に結合されている。排気ポンプが、排気誘導バルブと流体的に結合されている。複数のスプリッタバルブが並列に配置されており、ガスリザーバに流体的に結合されている。処理チャンバが、スプリッタバルブのそれぞれと流体連通した処理空間を含む。マスタ流量コントローラが、排気誘導バルブ及び複数のスプリッタバルブのそれぞれを通る流量を制御するよう構成されている。 In other embodiments, a mixed gas assembly for use in a thermal processing chamber is described. A mixed gas assembly includes a process gas supply, a gas reservoir, an exhaust directing valve, an exhaust pump, a plurality of splitter valves, a processing chamber, and a master flow controller. A gas reservoir is fluidly coupled to the process gas supply. An exhaust diversion valve is fluidly coupled to the gas reservoir. An exhaust pump is fluidly coupled to the exhaust diversion valve. A plurality of splitter valves are arranged in parallel and fluidly coupled to the gas reservoir. A processing chamber includes a processing volume in fluid communication with each of the splitter valves. A master flow controller is configured to control flow through the exhaust diversion valve and each of the plurality of splitter valves.

本開示の先に記載した特徴が詳細に理解できるように、先に簡潔に要約した本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって得るができ、実施形態の一部が添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は例示的な実施形態を示しているにすぎず、従って、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、その他の等しく有効な実施形態も許容されうることに注意されたい。 In order that the above-described features of the disclosure may be understood in detail, a more specific description of the disclosure may be obtained by reference to the embodiments briefly summarized above, some of which are attached. shown in the drawing. It is noted, however, that the accompanying drawings depict only exemplary embodiments and therefore should not be considered as limiting the scope of the disclosure; other equally valid embodiments may also be tolerated.

本開示の実施形態に係る処理チャンバの概略図である。1 is a schematic diagram of a processing chamber according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る、チャンバ本体アセンブリの概略的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a chamber body assembly according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、他の平面を通る図2Aのチャンバ本体アセンブリの概略的な断面図である。2B is a schematic cross-sectional view of the chamber body assembly of FIG. 2A through another plane, according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、ベースリングの概略的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a base ring according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態に係る、図3Aのベースリングの概略的な平面図である。3B is a schematic plan view of the base ring of FIG. 3A, according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、図3Aのベースリングを切断線3C-3Cで切った概略的な断面な平面図である。3C is a schematic cross-sectional plan view of the base ring of FIG. 3A taken along section line 3C-3C, according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、注入リングの概略的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an injection ring, according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、図4Aの注入リングの概略的な平面図である。4B is a schematic plan view of the injection ring of FIG. 4A, according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、ガスインジェクタの概略的な等角図である。1 is a schematic isometric view of a gas injector, according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、図5Aのガスインジェクタを切断線5B-5Bで切った概略的な断面図である。5B is a schematic cross-sectional view of the gas injector of FIG. 5A taken along section line 5B-5B, according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、図5Aのガスインジェクタを切断線5C-5Cで切った概略的な断面による平面図である。5C is a schematic cross-sectional top view of the gas injector of FIG. 5A taken along section line 5C-5C, according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、図5Aのガスインジェクタの第1の側からの概略的な側面図である。5A is a schematic side view from a first side of the gas injector of FIG. 5A, according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、図5Aの注入リングの第2の側からの概略的な側面図である。5A is a schematic side view from a second side of the injection ring of FIG. 5A, according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、他の実施形態によるガスインジェクタの概略的な等角図である。FIG. 3 is a schematic isometric view of a gas injector according to another embodiment of the present disclosure; 本開示の実施形態に係る、図6Aのガスインジェクタを切断線6B-6Bで切った概略的な断面図である。6B is a schematic cross-sectional view of the gas injector of FIG. 6A taken along section line 6B-6B, according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、図6Aのガスインジェクタの第1の側からの概略的な側面図である。6B is a schematic side view from a first side of the gas injector of FIG. 6A, according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、図6Aのガスインジェクタの第2の側からの概略的な側面図である。6B is a schematic side view from a second side of the gas injector of FIG. 6A, according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、混合ガスアセンブリの概略的なガスフロー図である。1 is a schematic gas flow diagram of a mixed gas assembly according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、図7Aの混合ガスアセンブリ及び第2の混合ガスアセンブリの概略的なガスフロー図である。7B is a schematic gas flow diagram of the mixed gas assembly of FIG. 7A and a second mixed gas assembly, according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、図7Aの混合ガスアセンブリで使用するための方法のフロー図である。7B is a flow diagram of a method for use with the mixed gas assembly of FIG. 7A, according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態に係る、リングインジェクタの概略的な平面図である。1 is a schematic plan view of a ring injector according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る、他の実施形態によるリングインジェクタの概略的な平面図である。FIG. 7 is a schematic plan view of a ring injector according to another embodiment of the present disclosure;

理解を容易にするため、可能な場合には、複数の図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照番号を使用した。一実施形態の構成要素及び特徴は、さらなる記載がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれ得ると想定されている。 To facilitate understanding, where possible, the same reference numerals have been used to refer to identical elements common to several figures. It is contemplated that components and features of one embodiment may be beneficially incorporated into other embodiments without further description.

本開示の実施形態は、概して、半導体処理のための装置に関する。より具体的には、本明細書に開示された装置は、処理チャンバ及びその構成要素に関する。処理チャンバは、エピタキシャル堆積チャンバといった熱堆積チャンバとして構成されている。本明細書で開示される処理チャンバによって、改善されたプロセスガス流及び基板の加熱が可能となる。処理チャンバは、従来のチャンバに比べて部品が安価であるため、チャンバ本体の一部が摩耗した後又はチャンバ本体の一部に改良された設計が施されたときの処理チャンバの一部の交換コストを削減する。開示される処理チャンバは、チャンバ空間を流過するプロセスガス流の改善、及びより均一な熱制御を含む従来の課題を克服し、これによりスループットがより良くなってプロセス歩留まりが向上する。 Embodiments of the present disclosure generally relate to apparatus for semiconductor processing. More specifically, the apparatus disclosed herein relates to processing chambers and components thereof. The processing chamber is configured as a thermal deposition chamber, such as an epitaxial deposition chamber. The processing chambers disclosed herein allow for improved process gas flow and substrate heating. Processing chambers have cheaper parts compared to traditional chambers, making it easier to replace parts of the processing chamber after parts of the chamber body wear out or when parts of the chamber body have an improved design. Reduce costs. The disclosed processing chamber overcomes conventional challenges, including improved process gas flow through the chamber space and more uniform thermal control, resulting in better throughput and increased process yield.

本明細書には、処理チャンバの構成要素も開示されている。本明細書で開示される構成要素には、注入リング、ベースリング、上方ランプモジュール、下方ランプモジュール、サセプタ、回転アセンブリ、上方ライナ、下方ライナ、及び1つ以上の加熱要素が含まれる。処理チャンバの構成要素のそれぞれは、1つ以上のプロセスガスを基板の表面に亘って水平方向に流すために一緒に使用される。処理チャンバの構成要素は互いに結合されており、例えばエピタキシャル堆積によって基板が処理される処理空間を形成する。 Also disclosed herein are processing chamber components. Components disclosed herein include an injection ring, a base ring, an upper lamp module, a lower lamp module, a susceptor, a rotating assembly, an upper liner, a lower liner, and one or more heating elements. Each of the processing chamber components are used together to flow one or more process gases horizontally across the surface of the substrate. The components of the processing chamber are coupled to each other and form a processing space in which a substrate is processed, for example by epitaxial deposition.

図1は、本開示の実施形態に係る処理チャンバ100の概略図である。処理チャンバ100は、エピタキシャル堆積チャンバであり、クラスタツール(図示せず)の一部として使用することができる。処理チャンバ100は、基板150といった基板上にエピタキシャル膜を成長させるために利用される。処理チャンバ100は、処理中に基板150の上面を横切る前駆体のクロスフローを生成する。 FIG. 1 is a schematic diagram of a processing chamber 100 according to an embodiment of the present disclosure. Processing chamber 100 is an epitaxial deposition chamber and can be used as part of a cluster tool (not shown). Processing chamber 100 is utilized to grow epitaxial films on a substrate, such as substrate 150. Processing chamber 100 generates a cross-flow of precursors across the top surface of substrate 150 during processing.

処理チャンバ100は、上方ランプモジュール102、下方ランプモジュール104、チャンバ本体アセンブリ106、サセプタアセンブリ124、下方ウィンドウ120、上方ウィンドウ122を含む。サセプタアセンブリ124は、サセプタアセンブリ124と下方ランプモジュール104との間に配置されている。下方ウィンドウ120は、サセプタアセンブリ124と下方ランプモジュール104との間に配置されている。上方ウィンドウ122は、サセプタアセンブリ124と上方ランプモジュール102との間に配置されている。 Processing chamber 100 includes an upper lamp module 102, a lower lamp module 104, a chamber body assembly 106, a susceptor assembly 124, a lower window 120, and an upper window 122. Susceptor assembly 124 is positioned between susceptor assembly 124 and lower lamp module 104. Lower window 120 is positioned between susceptor assembly 124 and lower lamp module 104. Upper window 122 is positioned between susceptor assembly 124 and upper lamp module 102 .

上方ランプモジュール102は、サセプタアセンブリ124の上に配置されており、サセプタアセンブリ124上に配置された基板150といった基板を加熱するよう構成されている。上方ランプモジュール102は、上方モジュール本体126と、上方モジュール本体126を貫通して配置された複数のランプ開口部128と、を含む。複数のランプ開口部128のそれぞれの中には、ランプ130が配置されている。各ランプ130は、ランプベース129に結合されている。ランプベース129のそれぞれは、ランプ130のうちの1つを支持し、各ランプ130を電源(図示せず)に電気的に接続する。各ランプ129は、開口部128内に概ね垂直な配向で伸長しており固定されている。本明細書では、ランプ130の概ね垂直な配向は、サセプタ124の基板支持面に対してほぼ垂直である。ランプ130の垂直な配向は、基板支持面に対して必ずしも垂直ではないが、基板支持面906(図9)に対して約30度~約150度の角度、例えば、基板支持面906に対して約45度~約135度の角度、例えば、基板支持面906に対して約70度~約110度の角度でありうる。 Upper lamp module 102 is disposed above susceptor assembly 124 and is configured to heat a substrate, such as substrate 150 disposed on susceptor assembly 124 . Upper lamp module 102 includes an upper module body 126 and a plurality of lamp openings 128 disposed through upper module body 126. A lamp 130 is disposed within each of the plurality of lamp openings 128. Each lamp 130 is coupled to a lamp base 129. Each lamp base 129 supports one of the lamps 130 and electrically connects each lamp 130 to a power source (not shown). Each lamp 129 extends and is fixed within the opening 128 in a generally vertical orientation. Here, the generally vertical orientation of lamp 130 is approximately perpendicular to the substrate support surface of susceptor 124. The vertical orientation of the lamp 130 is not necessarily perpendicular to the substrate support surface, but may be at an angle of about 30 degrees to about 150 degrees with respect to the substrate support surface 906 (FIG. 9), e.g., with respect to the substrate support surface 906. The angle may be between about 45 degrees and about 135 degrees, for example between about 70 degrees and about 110 degrees with respect to substrate support surface 906.

引き続き図1を参照すると、上方ランプモジュール102は、加熱ガス通路136と、高温計通路138と、をさらに含む。加熱ガス供給源132が、加熱ガス通路136に流体的に結合している。加熱ガス通路136は、上方モジュール本体126の上面から底面まで延びている。加熱ガス通路136は、加熱された空気又は加熱された不活性ガスといった加熱されたガスが、加熱ガス供給源132から上方ウィンドウ122の上面まで流れて、上方ウィンドウ122を対流的に加熱することを可能とするよう構成されている。加熱されたガスは、上方ランプモジュール102と上方ウィンドウ122の間に画定された上方プレナム180に供給される。加熱ガス排気通路142も、上方モジュール本体126を貫通して配置されている。加熱ガス排気通路142は、加熱排気ポンプ140に結合されている。加熱排気ポンプ140は、上方プレナム180からガスを除去する。加熱排気ポンプ140はまた、処理空間の排気ポンプとしても機能する。加熱ガス排気通路142は、幾つかの実施形態において、上方モジュール本体126の縁部に沿って形成された溝であってよく、又は上方プレナム180と流体連通した別個の構成要素を通って形成されてよい。 With continued reference to FIG. 1, upper lamp module 102 further includes a heated gas passage 136 and a pyrometer passage 138. A heated gas supply 132 is fluidly coupled to heated gas passageway 136. The heated gas passage 136 extends from the top surface of the upper module body 126 to the bottom surface. Heated gas passage 136 allows heated gas, such as heated air or heated inert gas, to flow from heated gas supply 132 to the top surface of upper window 122 to convectively heat upper window 122. It is configured to make it possible. The heated gas is supplied to an upper plenum 180 defined between the upper lamp module 102 and the upper window 122. A heated gas exhaust passage 142 is also disposed through the upper module body 126. Heated gas exhaust passage 142 is coupled to heated exhaust pump 140 . A heated exhaust pump 140 removes gas from the upper plenum 180. The heated exhaust pump 140 also functions as an exhaust pump for the processing space. The heated gas exhaust passage 142 may, in some embodiments, be a groove formed along the edge of the upper module body 126 or through a separate component in fluid communication with the upper plenum 180. It's fine.

高温計通路138は、走査高温計といった高温計134が基板150の温度を測定することを可能とするよう、上方モジュール本体126を貫通して配置されている。高温計134は、上方モジュール本体126の上に高温計通路138に隣接して配置されている。高温計通路138は、上方モジュール本体126の上面から、上方ウィンドウ122の近傍の底面まで延びている。 A pyrometer passage 138 is disposed through the upper module body 126 to enable a pyrometer 134, such as a scanning pyrometer, to measure the temperature of the substrate 150. A pyrometer 134 is located on the upper module body 126 and adjacent a pyrometer passageway 138 . Pyrometer passage 138 extends from the top surface of upper module body 126 to the bottom surface adjacent upper window 122 .

下方ランプモジュール104は、サセプタアセンブリ124の下方に配置されており、サセプタアセンブリ124上に配置された基板150の底面を加熱するよう構成されている。下方ランプモジュール104は、下方モジュール本体182と、下方モジュール本体182を貫通して配置された複数のランプ開口部186と、を含む。複数のランプ開口部186のそれぞれの中には、ランプ188が配置されている。各ランプ188は、概ね垂直な配向で配置されており、ランプベース184に結合されている。ランプベース184のそれぞれは、ランプ188のうちの1つを支持し、各ランプ188を電源(図示せず)に電気的に接続する。本明細書では、ランプ188の概ね垂直な配向は、サセプタ124の基板支持面に対して記載されている。概ね垂直な配向は、基板支持面に対して必ずしも概して垂直ではないが、基板支持面に対して約30度~約150度の角度、例えば、基板支持面に対して約45度~約135度の角度、例えば、基板支持面に対して約70度~約110度の角度でもありうる。 Lower lamp module 104 is disposed below susceptor assembly 124 and is configured to heat the bottom surface of substrate 150 disposed on susceptor assembly 124 . Lower lamp module 104 includes a lower module body 182 and a plurality of lamp openings 186 disposed through lower module body 182. A lamp 188 is disposed within each of the plurality of lamp openings 186. Each lamp 188 is arranged in a generally vertical orientation and is coupled to lamp base 184. Each lamp base 184 supports one of the lamps 188 and electrically connects each lamp 188 to a power source (not shown). A generally perpendicular orientation of lamps 188 is described herein with respect to the substrate support surface of susceptor 124. A generally perpendicular orientation is not necessarily generally perpendicular to the substrate support surface, but at an angle of about 30 degrees to about 150 degrees relative to the substrate support surface, such as from about 45 degrees to about 135 degrees relative to the substrate support surface. for example, from about 70 degrees to about 110 degrees relative to the substrate support surface.

下方ランプモジュール104は、サセプタシャフト通路195と、高温計通路192と、をさらに含む。サセプタ124の支持シャフト904(図9)が、サセプタシャフト通路195を通って配置される。サセプタシャフト通路195は、下方モジュール本体182の中央を貫通して配置されている。サセプタシャフト通路195は、サセプタ124の支持シャフト904、及び下方ウィンドウ120の一部が下方モジュール本体182を通れるよう構成されている。 Lower lamp module 104 further includes a susceptor shaft passage 195 and a pyrometer passage 192. A support shaft 904 (FIG. 9) of susceptor 124 is disposed through susceptor shaft passage 195. Susceptor shaft passage 195 is disposed through the center of lower module body 182. Susceptor shaft passageway 195 is configured to allow support shaft 904 of susceptor 124 and a portion of lower window 120 to pass through lower module body 182 .

走査高温計といった高温計190が基板150の底面又は基板支持体の底面の温度を測定することを可能とするよう、高温計通路192が下方モジュール本体182を貫通して配置されている。高温計190が、下方モジュール本体182の下に高温計通路192に隣接して配置されている。高温計通路192は、下方モジュール本体182の底面から、下方ウィンドウ120の近傍の下方モジュール本体182の上面まで配置されている。 A pyrometer passage 192 is disposed through the lower module body 182 to enable a pyrometer 190, such as a scanning pyrometer, to measure the temperature of the bottom surface of the substrate 150 or the bottom surface of the substrate support. A pyrometer 190 is located below lower module body 182 and adjacent pyrometer passageway 192 . Pyrometer passage 192 is arranged from the bottom surface of lower module body 182 to the upper surface of lower module body 182 proximate lower window 120 .

図1を引き続き参照すると、チャンバ本体アセンブリ106が、注入リング116及びベースリング114を含む。注入リング116は、ベースリング114の上に配置されている。注入リング116は、1つ以上のガスインジェクタ108が、自身を貫通して配置されている。ベースリング114は、自身を通って配置された基板移送通路162、1つ以上の上方チャンバ排気通路326(図3C)、及び下方チャンバ排気通路164を含む。基板移送通路162が、1つ以上の上方チャンバ排気通路326及び下方チャンバ排気通路164に対向して配置されている。1つ以上の上方チャンバ排気通路326のそれぞれは、排気モジュール165に結合されている。 With continued reference to FIG. 1, chamber body assembly 106 includes an injection ring 116 and a base ring 114. Injection ring 116 is positioned above base ring 114 . Injection ring 116 has one or more gas injectors 108 disposed therethrough. Base ring 114 includes a substrate transfer passage 162 disposed therethrough, one or more upper chamber exhaust passages 326 (FIG. 3C), and lower chamber exhaust passage 164. A substrate transfer passageway 162 is positioned opposite one or more upper chamber exhaust passageways 326 and lower chamber exhaust passageways 164. Each of the one or more upper chamber exhaust passages 326 is coupled to the exhaust module 165.

上方チャンバ111は、処理空間110のうち、基板150が処理されプロセスガスが注入される部分である。下方チャンバ113は、処理空間110のうち、基板150がサセプタアセンブリ124上へとロードされる部分である。上方チャンバ111は、サセプタアセンブリ124が処理位置にある間サセプタアセンブリ124のサセプタの上方にある空間としても理解されうる。下方チャンバ113は、サセプタアセンブリ124が処理位置にある間サセプタアセンブリ124のサセプタの下にある空間であると理解される。処理位置(図示せず)とは、水平面125と同じ平面上に又は水平面125より上に基板150が配置される位置である。水平面125は、注入リング116とベースリング114が互いに接触する平面である。 The upper chamber 111 is a portion of the processing space 110 where the substrate 150 is processed and a process gas is injected. Lower chamber 113 is the portion of processing space 110 into which substrate 150 is loaded onto susceptor assembly 124 . Upper chamber 111 may also be understood as the space above the susceptor of susceptor assembly 124 while susceptor assembly 124 is in the processing position. Lower chamber 113 is understood to be the space below the susceptor of susceptor assembly 124 while susceptor assembly 124 is in the processing position. A processing position (not shown) is a position where substrate 150 is placed on the same plane as horizontal plane 125 or above horizontal plane 125 . Horizontal plane 125 is the plane where injection ring 116 and base ring 114 contact each other.

1つ以上の上方チャンバ排気通路326及び下方チャンバ排気通路164は、1つ以上の排気ポンプ(図示せず)に結合されている。1つ以上の排気ポンプは、1つ以上の上方チャンバ排気通路326及び下方チャンバ排気通路164を介して、処理空間110から排気ガスを除去するよう構成されている。幾つかの実施形態において、上方チャンバ排気通路326及び下方チャンバ排気通路164のそれぞれは、複数の導管を用いて単一の排気ポンプに結合されている。他の実施形態において、上方チャンバ排気通路326が、下方チャンバ排気通路164とは異なる排気ポンプに結合されている。 One or more upper chamber exhaust passages 326 and lower chamber exhaust passages 164 are coupled to one or more exhaust pumps (not shown). One or more exhaust pumps are configured to remove exhaust gas from the processing space 110 via one or more upper chamber exhaust passages 326 and lower chamber exhaust passages 164. In some embodiments, each of upper chamber exhaust passage 326 and lower chamber exhaust passage 164 are coupled to a single exhaust pump using multiple conduits. In other embodiments, upper chamber exhaust passage 326 is coupled to a different exhaust pump than lower chamber exhaust passage 164.

基板移送通路162は、ベースリング114を貫通して形成されており、クラスタツール(図示せず)の移送チャンバから基板がそこを通って通過することを可能とするよう構成されている。処理チャンバ100をクラスタツール(図示せず)に取り付けることを可能とするために、フランジ168が、ベースリング114の一端に取り付けられている。基板移送通路162は、フランジ168を貫通している。 A substrate transfer passageway 162 is formed through the base ring 114 and is configured to allow substrates to pass therethrough from a transfer chamber of a cluster tool (not shown). A flange 168 is attached to one end of base ring 114 to allow processing chamber 100 to be attached to a cluster tool (not shown). Substrate transfer passage 162 passes through flange 168.

上方冷却リング118及び下方冷却リング112が、チャンバ本体アセンブリ106の両側に配置されている。上方冷却リング118は、注入リング116の上に配置されており、注入リング116を冷却するよう構成されている。下方冷却リング112は、ベースリング114の下方に配置されており、ベースリング114を冷却するよう構成されている。上方冷却リング118は、冷却材通路146がその中に配置されている。冷却液通路146を通って循環する冷却材は、幾つかの実施形態において水又は油を含みうる。下方冷却リング112は、冷却材通路148がその中に配置されている。冷却材通路148を循環する冷却材は、上方冷却リング118の冷却材通路146を循環する冷却材と同様である。幾つかの実施形態において、上方冷却リング118及び下方冷却リング112は、注入リング116及びベースリング114を所定の位置に固定するのを支援する。上方冷却リング118は、上方ランプモジュール102を部分的に支持することができ、下方冷却リング112は、ベースリング114及び注入リング116を部分的に支持することができる。 Upper cooling ring 118 and lower cooling ring 112 are located on opposite sides of chamber body assembly 106. Upper cooling ring 118 is positioned above injection ring 116 and is configured to cool injection ring 116. Lower cooling ring 112 is disposed below base ring 114 and is configured to cool base ring 114. Upper cooling ring 118 has coolant passages 146 disposed therein. The coolant circulating through coolant passages 146 may include water or oil in some embodiments. Lower cooling ring 112 has coolant passages 148 disposed therein. The coolant circulating through coolant passages 148 is similar to the coolant circulating through coolant passages 146 of upper cooling ring 118 . In some embodiments, upper cooling ring 118 and lower cooling ring 112 help secure injection ring 116 and base ring 114 in place. Upper cooling ring 118 may partially support upper lamp module 102 and lower cooling ring 112 may partially support base ring 114 and injection ring 116.

上方冷却リング118及び下方冷却リング112を使用することで、注入リング116及びベースリング114の温度が下がり、その際に、従来のリングに存在するような、注入リング116及びベースリング114を通って配置された追加の冷却チャネルが必要とならない。これにより、上方冷却リング118及び下方冷却リング112よりも交換頻度が高い注入リング116及びベースリング114の製造コストが削減される。幾つかの実施形態において、注入リング116が、その中に配置された追加の冷却材通路421(図4A)を有しうる。 The use of upper cooling ring 118 and lower cooling ring 112 reduces the temperature of injection ring 116 and base ring 114, while reducing the temperature of injection ring 116 and base ring 114 through injection ring 116 and base ring 114, as present in conventional rings. No additional cooling channels are required. This reduces manufacturing costs for injection ring 116 and base ring 114, which are replaced more frequently than upper cooling ring 118 and lower cooling ring 112. In some embodiments, injection ring 116 may have additional coolant passages 421 (FIG. 4A) disposed therein.

注入リング116の1つ以上のガスインジェクタ108は、注入リング116の内部の1つ以上の開口部を通って配置されている。本明細書に記載の実施形態では、複数のガスインジェクタ108が注入リング116を貫通して配置されている。1つ以上のガスインジェクタ108は、1つ以上のガス出口178を介して処理空間110にプロセスガスを供給するよう構成されている。1つ以上のガスインジェクタ108のうちの1つが図1に示されている。ガスインジェクタ108は、1つ以上のガス出口178がサセプタ124及び基板150に向かって下方を指すように配置されているものとして示されている。ガスインジェクタ108の下向きの角度は、水平から約5度より大きな角度、例えば水平から約10度より大きな角度でありうる。1つ以上のガス出口178のそれぞれは、第1のプロセスガス供給源174又は第2のプロセスガス供給源176といった、1つ以上のプロセスガス供給源に流体的に結合されている。幾つかの実施形態において、第1のプロセスガス供給源174のみが利用される。第1のプロセスガス供給源174と第2のプロセスガス供給源176の双方が利用される実施形態では、各ガスインジェクタ108内に2つのガス出口178が存在する。2つのガス出口178は、重ねられた形態で配置されており、ガスが処理空間110に進入した後にのみガスの混合が可能となる。一部の実施形態において、第1のプロセスガス供給源174がプロセスガスであり、第2のプロセスガス供給源176が洗浄ガスである。他の実施形態において、第1のプロセスガス供給源174と第2のプロセスガス供給源176の双方がプロセスガスである。 One or more gas injectors 108 of injection ring 116 are disposed through one or more openings within injection ring 116. In the embodiments described herein, a plurality of gas injectors 108 are disposed through the injection ring 116. One or more gas injectors 108 are configured to supply process gas to processing space 110 via one or more gas outlets 178. One of the one or more gas injectors 108 is shown in FIG. Gas injector 108 is shown positioned such that one or more gas outlets 178 point downwardly toward susceptor 124 and substrate 150. The downward angle of the gas injector 108 can be greater than about 5 degrees from horizontal, such as greater than about 10 degrees from horizontal. Each of the one or more gas outlets 178 is fluidly coupled to one or more process gas sources, such as a first process gas source 174 or a second process gas source 176. In some embodiments, only the first process gas source 174 is utilized. In embodiments where both a first process gas source 174 and a second process gas source 176 are utilized, there are two gas outlets 178 within each gas injector 108. The two gas outlets 178 are arranged in a superimposed manner, allowing mixing of the gases only after they have entered the processing space 110. In some embodiments, first process gas source 174 is a process gas and second process gas source 176 is a cleaning gas. In other embodiments, both the first process gas source 174 and the second process gas source 176 are process gases.

上方ウィンドウ122は、注入リング116と上方ランプモジュール102との間に配置されている。上方ウィンドウ122は光学的に透明なウィンドウであり、これにより、上方ランプモジュール102により生成された放射エネルギーがそれを通過することができる。一部の実施形態において、上方ウィンドウ122が石英又はガラス材材料で形成される。上方ウィンドウ122はドーム形状をしており、一部の実施形態では上方ドームと描写される。上方ウィンドウ122の外縁が、周辺支持部172を形成する。周辺支持部172は、上方ウィンドウ122の中央部分よりも厚い。周辺支持部172は、注入リング116の上に配置されている。周辺支持部172は、上方ウィンドウ122の中央部分に接続しており、上方ウィンドウ122の中央部分の光学的に透明な材料で形成されている。 Upper window 122 is located between injection ring 116 and upper lamp module 102 . Upper window 122 is an optically transparent window that allows radiant energy produced by upper lamp module 102 to pass therethrough. In some embodiments, upper window 122 is formed of quartz or glass material. The upper window 122 is dome-shaped and is described as an upper dome in some embodiments. The outer edge of the upper window 122 forms a peripheral support 172. Peripheral support 172 is thicker than the central portion of upper window 122. Peripheral support 172 is positioned above injection ring 116 . Peripheral support 172 connects to the central portion of upper window 122 and is formed from an optically transparent material of the central portion of upper window 122 .

下方ウィンドウ120は、ベースリング114と下方ランプモジュール104との間に配置されている。下方ウィンドウ120は光学的に透明なウィンドウであり、これにより、下方ランプモジュール104により生成された放射エネルギーがそれを通過することができる。一部の実施形態において、下方ウィンドウ120が石英又はガラス材材料で形成される。下方ウィンドウ120はドーム形状をしており、一部の実施形態では下方ドームと描写される。下方ウィンドウ120の外縁が、周辺支持部170を形成する。周辺支持部170は、下方ウィンドウ120の中央部分よりも厚い。周辺支持部170は下方ウィンドウ120の中央部分に接続しており、同じ光学的に透明な材料で形成されている。 Lower window 120 is positioned between base ring 114 and lower lamp module 104. Lower window 120 is an optically transparent window that allows radiant energy produced by lower lamp module 104 to pass therethrough. In some embodiments, lower window 120 is formed of quartz or glass material. Lower window 120 is dome-shaped and is described as a lower dome in some embodiments. The outer edge of the lower window 120 forms a peripheral support 170. Peripheral support 170 is thicker than the central portion of lower window 120. A peripheral support 170 connects to the central portion of the lower window 120 and is formed of the same optically transparent material.

様々なライナ及びヒータが、処理空間110内で、チャンバ本体アセンブリ106の内側に配置されている。図1に示すように、チャンバ本体アセンブリ106内には、上方ライナ156及び下方ライナ154が配置されている。上方ライナ156は、下方ライナ154の上方に、かつ注入リング116の内側に配置されている。下方ライナ154は、ベースリング114の内側に配置されている。上方ライナ156と下方ライナ154とは、処理空間内に存在する間、一緒に結合されるよう構成されている。上方ライナ156及び下方ライナ154は、注入リング116及びベースリング114の内面を、処理空間内のプロセスガスから遮蔽するよう構成されている。上方ライナ156及び下方ライナ154はさらに、処理空間から注入リング116及びベースリング114への熱損失を低減する役割を果たす。熱損失が減少すると、基板150の加熱均一性が改善され、処理中の基板150上のより均一な堆積が可能になる。 Various liners and heaters are disposed within the processing space 110 and inside the chamber body assembly 106. As shown in FIG. 1, an upper liner 156 and a lower liner 154 are disposed within the chamber body assembly 106. Upper liner 156 is positioned above lower liner 154 and inside injection ring 116 . Lower liner 154 is located inside base ring 114. Upper liner 156 and lower liner 154 are configured to be coupled together while within the processing space. Upper liner 156 and lower liner 154 are configured to shield the inner surfaces of injection ring 116 and base ring 114 from process gases within the processing space. Upper liner 156 and lower liner 154 further serve to reduce heat loss from the process space to injection ring 116 and base ring 114. Reduced heat loss improves heating uniformity of the substrate 150, allowing for more uniform deposition on the substrate 150 during processing.

上方ヒータ158及び下方ヒータ152も、チャンバ本体アセンブリ106内の処理空間110内に配置されている。図1に示すように、上方ヒータ158は、上方ライナ156と注入リング116の間に配置されており、下方ヒータ152は、下方ライナ154とベースリング114の間に配置されている。上方ヒータ158と下方ヒータ152の双方は、チャンバ本体アセンブリ106の内側に配置されており、基板150が処理チャンバ100内にある間の基板150のより均一な加熱を可能にする。上方ヒータ158及び下方ヒータ152は、チャンバ本体アセンブリ106の壁への熱損失を低減し、処理空間110を形成する表面の周囲で、より均一な温度分布を形成する。上方ライナ156、下方ライナ154、上方ヒータ158、及び下方ヒータ152のそれぞれは、処理空間110内に配置されたフランジ160に結合されている。フランジ160は、上方ライナ156、下方ライナ154、上方ヒータ158、及び下方ヒータ152のそれぞれの固定を可能とするために、注入リング116の一部分とベースリング114との間に固定されるよう構成された水平方向の表面である。上方ヒータ158と下方ヒータ152の双方は、加熱される流体がそこを通るよう構成することができ、又は抵抗ヒータでありうる。上方ヒータ158及び下方ヒータ152はさらに、注入リング116及びベースリング114を貫通する開口部を受け入れるよう成形されている。 Upper heater 158 and lower heater 152 are also located within processing space 110 within chamber body assembly 106 . As shown in FIG. 1, upper heater 158 is positioned between upper liner 156 and injection ring 116, and lower heater 152 is positioned between lower liner 154 and base ring 114. Both upper heater 158 and lower heater 152 are located inside chamber body assembly 106 to enable more uniform heating of substrate 150 while it is within processing chamber 100. Upper heater 158 and lower heater 152 reduce heat loss to the walls of chamber body assembly 106 and create a more uniform temperature distribution around the surfaces forming processing space 110. Each of upper liner 156 , lower liner 154 , upper heater 158 , and lower heater 152 is coupled to a flange 160 located within processing space 110 . Flange 160 is configured to be secured between a portion of injection ring 116 and base ring 114 to enable securing of each of upper liner 156, lower liner 154, upper heater 158, and lower heater 152. It is a horizontal surface. Both the upper heater 158 and the lower heater 152 can be configured to have the heated fluid passed therethrough, or can be resistance heaters. Upper heater 158 and lower heater 152 are further shaped to receive openings through injection ring 116 and base ring 114.

サセプタアセンブリ124は処理空間110内に配置されており、処理中に基板150を支持するよう構成されている。サセプタアセンブリ124は、基板150を支持するための平面的な上面と、下方ウィンドウ120の一部分及び下方ランプモジュール104を通って延びるシャフトと、を含む。サセプタアセンブリ124は、移動アセンブリ194に結合されている。移動アセンブリ194は、回転アセンブリ196及びリフトアセンブリ198を含む。回転アセンブリ196は、中心軸A周りにサセプタアセンブリ124を回転させるよう構成されており、リフトアセンブリ198は、中心軸Aに沿って、処理空間110内を直線的にサセプタアセンブリ124を移動させるよう構成されている。 Susceptor assembly 124 is disposed within processing space 110 and is configured to support substrate 150 during processing. Susceptor assembly 124 includes a planar top surface for supporting substrate 150 and a shaft extending through a portion of lower window 120 and lower lamp module 104 . Susceptor assembly 124 is coupled to translation assembly 194. Movement assembly 194 includes a rotation assembly 196 and a lift assembly 198. Rotation assembly 196 is configured to rotate susceptor assembly 124 about central axis A, and lift assembly 198 is configured to move susceptor assembly 124 linearly within processing space 110 along central axis A. has been done.

図2Aは、本開示の実施形態に係る、チャンバ本体アセンブリ106の概略的な断面斜視図である。チャンバ本体106は、ベースリング114の上に配置されベースリング114に結合された注入リング116を含む。注入リング116は、1つ以上のガスインジェクタ108を含む。注入リング116は内面404を含み、ベースリング114は内面304を含む。ベースリング114の内面304と注入リング116の内面404とは、内面304、404がベースリング114及び注入リング116の外周の少なくとも一部分について同じ直径を有するように、互いに位置合わせされている。ベースリング114の内面304と注入リング116の内面404とが、中央開口部201を形成する。中央開口部201は、ベースリング114の開口部310と注入リング116の開口部410の双方を含む。ベースリングの上面312は、注入リング116の底面324と接触している。 FIG. 2A is a schematic cross-sectional perspective view of chamber body assembly 106, according to an embodiment of the present disclosure. Chamber body 106 includes an injection ring 116 disposed over and coupled to base ring 114 . Injection ring 116 includes one or more gas injectors 108. Injection ring 116 includes an inner surface 404 and base ring 114 includes an inner surface 304. The inner surface 304 of the base ring 114 and the inner surface 404 of the injection ring 116 are aligned with each other such that the inner surfaces 304, 404 have the same diameter about at least a portion of the outer circumferences of the base ring 114 and injection ring 116. The inner surface 304 of base ring 114 and the inner surface 404 of injection ring 116 form central opening 201 . Central opening 201 includes both base ring 114 opening 310 and injection ring 116 opening 410. The top surface 312 of the base ring is in contact with the bottom surface 324 of the injection ring 116.

1つ以上のガスインジェクタ108が、チャンバ本体アセンブリ106の一方の側に配置されており、1つ以上の上方チャンバ排気通路開口部324が、チャンバ本体アセンブリ106の反対の側に配置されている。1つ以上の上方チャンバ排気通路開口部324のそれぞれは、注入リング116の内面に形成された凹所430と位置合わせされている。1つ以上の凹所430のそれぞれと上方チャンバ排気通路開口部324とを位置合わせすることで、1つ以上のガスインジェクタ108によって注入されたガスが、処理空間110(図1)を横切って基板150の上を流れ、その後、上方チャンバ排気通路開口部324を介して処理空間110から除去されることが可能となる。凹所430は、排気ガスを集め、注入リング116と同じ高さの領域から上方チャンバ排気通路開口部324に向かって下方に、排気ガスを方向付ける際に支援する。排気ガスが上方チャンバ排気通路開口部324に進入すると、排気ガスは、1つ以上の上方チャンバ排気通路326を通って流れて、排気出口330から出る。 One or more gas injectors 108 are located on one side of chamber body assembly 106 and one or more upper chamber exhaust passage openings 324 are located on an opposite side of chamber body assembly 106. Each of the one or more upper chamber exhaust passage openings 324 is aligned with a recess 430 formed in the inner surface of the injection ring 116. Aligning each of the one or more recesses 430 with the upper chamber exhaust passageway opening 324 allows gas injected by the one or more gas injectors 108 to flow across the processing space 110 (FIG. 1) toward the substrate. 150 and then removed from the processing space 110 via the upper chamber exhaust passageway opening 324. Recess 430 collects and assists in directing exhaust gas from an area flush with injection ring 116 and downwardly toward upper chamber exhaust passageway opening 324 . Once the exhaust gas enters the upper chamber exhaust passage opening 324 , the exhaust gas flows through one or more upper chamber exhaust passages 326 and exits through the exhaust outlet 330 .

凹所430と上方チャンバ排気通路開口部324との組み合わせによって、ベースリング114及び/又は注入リング116の製造の複雑さが軽減される。凹所430と上方チャンバ排気通路開口部324との組み合わせによって、プロセスガスが処理空間110にわたって水平方向に流れて、上方チャンバ111内に留まることがさらに可能となり、その際に、汚染源となりうる下方チャンバ113内へと下方に迂回することはない。 The combination of recess 430 and upper chamber exhaust passage opening 324 reduces the complexity of manufacturing base ring 114 and/or injection ring 116. The combination of recess 430 and upper chamber exhaust passageway opening 324 further allows process gases to flow horizontally across process space 110 and remain within upper chamber 111 while eliminating potential sources of contamination from the lower chamber. There is no detour downward into 113.

図2Bは、本開示の実施形態に係る、他の平面を通る図2Aのチャンバ本体アセンブリ106の概略的な断面図である。図2Bに示す断面は、下方チャンバ排気通路164、及び、下方チャンバ排気通路164の向きと、上方チャンバ排気通路開口部324、凹所430、及び上方チャンバ排気通路326のうちの少なくとも1つと、の間の関係を示している。凹所430、上方チャンバ排気通路開口部324、及び上方チャンバ排気通路326は、図4D、図4E、及び図5Bを参照して説明するように、下方チャンバ排気通路164に対して或る角度で配置されている。凹所430及び上方チャンバ排気通路開口部324は、下方チャンバ排気通路164の上方に追加的に配置されている。下方チャンバ排気通路164は、下方チャンバ113から排気ガスを除去するよう構成されており、上方チャンバ排気通路開口部324は、上方チャンバ111から排気ガスを除去するよう構成される。 FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of the chamber body assembly 106 of FIG. 2A through another plane, according to an embodiment of the present disclosure. The cross-section shown in FIG. 2B illustrates the relationship between the lower chamber exhaust passage 164 and the orientation of the lower chamber exhaust passage 164 and at least one of the upper chamber exhaust passage opening 324, the recess 430, and the upper chamber exhaust passage 326. It shows the relationship between. Recess 430, upper chamber exhaust passageway opening 324, and upper chamber exhaust passageway 326 are at an angle relative to lower chamber exhaust passageway 164, as described with reference to FIGS. 4D, 4E, and 5B. It is located. Recess 430 and upper chamber exhaust passageway opening 324 are additionally positioned above lower chamber exhaust passageway 164 . Lower chamber exhaust passage 164 is configured to remove exhaust gas from lower chamber 113 and upper chamber exhaust passage opening 324 is configured to remove exhaust gas from upper chamber 111.

図3Aは、ベースリング114の概略的な断面図である。ベースリング114は、ベースリング本体302を含み、ベースリング本体302を通って開口部310が配置されている。開口部310は、処理チャンバ100全体の処理空間110の少なくとも一部を形成する。開口部310は、基板及びサセプタアセンブリ124をその中に配置できるよう寸法設定されている。開口部310は、ベースリング114の内壁304によって形成されている。開口部310は、ベースリング114の上面312からベースリング114の底面314まで延びている。 FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of base ring 114. Base ring 114 includes a base ring body 302 with an opening 310 disposed through base ring body 302. The opening 310 forms at least a portion of the processing space 110 of the entire processing chamber 100. Opening 310 is sized to allow substrate and susceptor assembly 124 to be placed therein. Opening 310 is defined by inner wall 304 of base ring 114. Opening 310 extends from a top surface 312 of base ring 114 to a bottom surface 314 of base ring 114.

ベースリング本体302は、ベースリング114の本体であり、スチール、アルミニウム、銅、ニッケル、又は金属合金といった金属材料で形成されている。幾つかの実施形態において、ベースリング本体302は、炭化ケイ素材料又はドープされた炭化ケイ素材料でありうる。 Base ring body 302 is the body of base ring 114 and is made of a metal material such as steel, aluminum, copper, nickel, or a metal alloy. In some embodiments, base ring body 302 can be a silicon carbide material or a doped silicon carbide material.

上述したように、基板移送通路162が、1つ以上の上方チャンバ排気通路324及び下方チャンバ排気通路164に対向して配置されている。基板移送通路162は、ベースリング114の第1の側面306を貫通して配置されており、1つ以上の上方チャンバ排気通路開口部324及び下方チャンバ排気通路164は、ベースリング114の第2の側面308を通って形成されている。ベースリング114の第1の側面306は、ベースリング114を通って配置された平面C(図3C)の1の側に配置されており、ベースリング114の第2の側面308は、第1の側面306からは平面Cの反対側に配置されている。平面Cは、中心軸Aを通っており、平面Bに対して垂直である。平面Cは、下方チャンバ排気通路164及び上方チャンバ排気通路開口部324から、基板移送通路162を分離する。本明細書に記載の実施形態では、2つの上方チャンバ排気通路開口部324が、ベースリング114の上面312を通って形成されている(図3B)。2つの上方チャンバ排気通路開口部324は、基板移送通路162に対向しているが、基板移送通路162の真向かいからはずれている。2つの上方チャンバ排気通路開口部324は、ガスがガスインジェクタ108(図1)から処理空間110を横切って流れるときにガスが内方に集まるのを防止するために、ずらされている。代わりに、ガス流は、処理空間に亘ってより均等に分散したままであり、基板150上のより均一な堆積が可能となる。2つの上方チャンバ排気通路開口部324は、シール溝316より内側に配置されている。 As mentioned above, a substrate transfer passageway 162 is positioned opposite one or more of the upper chamber exhaust passageway 324 and the lower chamber exhaust passageway 164. A substrate transfer passage 162 is disposed through the first side 306 of the base ring 114 , and one or more upper chamber exhaust passage openings 324 and lower chamber exhaust passage 164 are disposed through the first side 306 of the base ring 114 . It is formed through the side surface 308. A first side 306 of the base ring 114 is located on one side of a plane C (FIG. 3C) disposed through the base ring 114, and a second side 308 of the base ring 114 is located on one side of a plane C (FIG. 3C) disposed through the base ring 114. It is arranged on the opposite side of the plane C from the side surface 306. Plane C passes through central axis A and is perpendicular to plane B. Plane C separates substrate transfer passageway 162 from lower chamber exhaust passageway 164 and upper chamber exhaust passageway opening 324 . In the embodiments described herein, two upper chamber exhaust passage openings 324 are formed through the upper surface 312 of the base ring 114 (FIG. 3B). The two upper chamber exhaust passageway openings 324 are opposite the substrate transfer passageway 162, but are offset from directly across from the substrate transfer passageway 162. The two upper chamber exhaust passage openings 324 are staggered to prevent gas from collecting inwardly as it flows from the gas injector 108 (FIG. 1) across the processing space 110. Instead, the gas flow remains more evenly distributed across the processing space, allowing for more uniform deposition on the substrate 150. Two upper chamber exhaust passage openings 324 are located inboard of seal groove 316 .

基板移送通路162は、そこを通して基板150及び移送アーム(図示せず)を配置できるように、約7mm~約30mm、例えば約10mm~約20mmの高さHを有する。基板移送通路162は、約305mm~約350mm、例えば約305mm~約315mmの幅W(図3C)をさらに有する。幅Wによって、基板150がそこを通ってサセプタアセンブリ124上に配置されることが可能となる。 Substrate transfer passageway 162 has a height H 1 of about 7 mm to about 30 mm, such as about 10 mm to about 20 mm, to allow placement of substrate 150 and transfer arm (not shown) therethrough. Substrate transfer passageway 162 further has a width W 1 (FIG. 3C) of about 305 mm to about 350 mm, such as about 305 mm to about 315 mm. Width W 1 allows substrate 150 to be placed therethrough onto susceptor assembly 124 .

さらに図1を参照すると、下方チャンバ排気通路164は、当該下方チャンバ排気通路164を排気ポンプ(図示せず)と流体連通させるため、基板移送通路162の向かい側に配置されている。排気ポンプはまた、2つの上方チャンバ排気通路開口部324と結合され、2つの上方チャンバ排気通路開口部324と流体連通しうる本明細書では、下方チャンバ排気通路164は、円筒状の通路又は楕円形の通路である。下方チャンバ排気通路164は、約0mm~約75mm、例えば約25mm~約50mmの高さHを有する。下方チャンバ排気通路164の高さHは、適切な下方チャンバガス流が、図10Aに示すように可能なリフトアームアセンブリと共にそこを通過できるよう構成されている。 Still referring to FIG. 1, lower chamber exhaust passage 164 is positioned opposite substrate transfer passage 162 to place lower chamber exhaust passage 164 in fluid communication with an exhaust pump (not shown). The exhaust pump may also be coupled to and in fluid communication with the two upper chamber exhaust passage openings 324. Herein, the lower chamber exhaust passage 164 may be a cylindrical passage or an elliptical passage. It is a passageway of shapes. Lower chamber exhaust passage 164 has a height H 2 of about 0 mm to about 75 mm, such as about 25 mm to about 50 mm. The height H 2 of the lower chamber exhaust passage 164 is configured to allow suitable lower chamber gas flow therethrough with a possible lift arm assembly as shown in FIG. 10A.

引き続き図4Cを参照すると、ベースリング本体302の上面312には、シール溝316が配置されている。シール溝316は、内壁304を取り囲んでおり、Oリング又は他のシーリングガスケットといったシールリングを収容するよう構成されている。シール溝316内に配置されるシールリングは、硬度がショアA(Shore A)スケールで50デュロメータより高い、例えば60デュロメータより高い、例えば約65デュロメータより高いポリマー又はプラスチックでありうる。シール溝316は、図1に示すように、ベースリング114と注入リング116との間のシールを形成するシールリングを収容するよう寸法設定されている。シール溝316は、上方チャンバ排気通路開口部324より径方向外側に配置されており、上方チャンバ排気通路開口部324を通って流れる排気ガスが処理チャンバ100から漏れるのを防止する。 Still referring to FIG. 4C, a sealing groove 316 is disposed in the top surface 312 of the base ring body 302. Seal groove 316 surrounds inner wall 304 and is configured to receive a sealing ring, such as an O-ring or other sealing gasket. The seal ring disposed within the seal groove 316 may be a polymer or plastic having a hardness greater than 50 durometers, such as greater than 60 durometers, such as greater than about 65 durometers, on the Shore A scale. Seal groove 316 is sized to receive a seal ring that forms a seal between base ring 114 and injection ring 116, as shown in FIG. Seal groove 316 is disposed radially outwardly of upper chamber exhaust passageway opening 324 to prevent exhaust gas flowing through upper chamber exhaust passageway opening 324 from escaping from processing chamber 100 .

上面312は、任意選択的に、支持ステップ部340を含む。支持ステップ部340は、上面312と内壁304との間に形成された凹部である。支持ステップ部340は、フランジ160(図1)を支持するよう構成されている。フランジ160は、当該フランジ160を所定の位置に保持するために、ベースリング114及び注入リング116の支持ステップ部340内に少なくとも部分的に配置されるよう構成されている。 Top surface 312 optionally includes a support step 340. Support step portion 340 is a recess formed between top surface 312 and inner wall 304. Support step portion 340 is configured to support flange 160 (FIG. 1). Flange 160 is configured to be disposed at least partially within support steps 340 of base ring 114 and injection ring 116 to hold flange 160 in place.

ベースリング本体302の底面314は、第1のシール溝318及び第2のシール溝320を含む。第1のシール溝318と第2のシール溝320とは同心円上にあり、底面314に沿って内壁304を取り囲んでいる。第1のシール溝318は、当該第1のシール溝318が第2のシール溝320を取り囲むように、第2のシール溝320よりも軸Aからさらに外側に配置されている。第1のシール溝318と第2のシール溝320のそれぞれは、Oリング又は他のシーリングガスケットといったシールリングを収容するよう構成されている。第1のシール溝318内及び第2のシール溝320内に配置されるシールリングは、硬度がショアAスケールで50デュロメータより高い、例えば60デュロメータより高い、例えば約65デュロメータより高いポリマー又はプラスチックでありうる。第1のシール溝318及び第2のシール溝320は、シールリングを収容するよう寸法設定されており、ベースリング114と、図1に示すような下方ウィンドウ120の周辺支持部170と、の間のシールを形成することを可能にする。 The bottom surface 314 of the base ring body 302 includes a first seal groove 318 and a second seal groove 320. The first seal groove 318 and the second seal groove 320 are concentric and surround the inner wall 304 along the bottom surface 314. The first seal groove 318 is arranged further outward from the axis A than the second seal groove 320 so that the first seal groove 318 surrounds the second seal groove 320. Each of first seal groove 318 and second seal groove 320 is configured to receive a seal ring, such as an O-ring or other sealing gasket. The seal rings disposed within the first seal groove 318 and within the second seal groove 320 are made of a polymer or plastic having a hardness greater than 50 durometer, such as greater than 60 durometer, such as greater than about 65 durometer, on the Shore A scale. It's possible. The first seal groove 318 and the second seal groove 320 are sized to receive a seal ring between the base ring 114 and the peripheral support 170 of the lower window 120 as shown in FIG. to form a seal.

図3Bは、図3Aのベースリング114の概略的な平面図である。図3Bに示すように、上面312は、1つ以上の上方チャンバ排気通路開口部324が自身を通って配置されている。1つ以上の上方チャンバ排気通路開口部324は、内壁304とシール溝316との間に配置されている。1つ以上の上方チャンバ排気通路開口部324は、処理空間110の上方部分からプロセスガスを除去するために、上方ライナ156の一部及び注入リング116と流体連通している。1つ以上の上方チャンバ排気通路開口部324はそれぞれ、上方チャンバ排気通路326を介して、排気モジュール165と流体連通している。上方チャンバ排気通路326は、ベースリング本体302を通って配置された通路である(図3C)。上方チャンバ排気通路326は、排気モジュール165のうちの1つを、上方チャンバ排気通路開口部324のうちの1つに流体的に結合する。図3Bに示すように、ベースリング本体302の第2の側面308には2つの排気モジュール165が取り付けられている。2つの排気モジュール165のそれぞれは、下方チャンバ排気通路164の両側に配置されており、これにより、排気モジュール165のそれぞれは、平面Bの両側に配置され平面Bを挟んで鏡写しになっている。平面Bは、中心軸A、基板移送通路162の中心、及び下方チャンバ排気通路164を通っている(図3C)。平面Bは、垂直方向に向いた平面であり、ベースリング114が平面Bを挟んで鏡写しとなるようにベースリング114を半分に分割する。同じ平面Bが、図4Bに示すように、注入リングを参照しながら利用される。 FIG. 3B is a schematic plan view of the base ring 114 of FIG. 3A. As shown in FIG. 3B, the top surface 312 has one or more upper chamber exhaust passage openings 324 disposed therethrough. One or more upper chamber exhaust passage openings 324 are positioned between inner wall 304 and seal groove 316. One or more upper chamber exhaust passage openings 324 are in fluid communication with a portion of upper liner 156 and injection ring 116 for removing process gas from an upper portion of processing space 110. Each of the one or more upper chamber exhaust passage openings 324 is in fluid communication with the exhaust module 165 via an upper chamber exhaust passage 326 . Upper chamber exhaust passage 326 is a passage disposed through base ring body 302 (FIG. 3C). Upper chamber exhaust passage 326 fluidly couples one of exhaust modules 165 to one of upper chamber exhaust passage openings 324. As shown in FIG. 3B, two exhaust modules 165 are attached to the second side 308 of the base ring body 302. Each of the two exhaust modules 165 is positioned on either side of the lower chamber exhaust passage 164, such that each of the exhaust modules 165 is positioned on either side of plane B and is mirrored across plane B. . Plane B passes through central axis A, the center of substrate transfer passageway 162, and lower chamber exhaust passageway 164 (FIG. 3C). Plane B is a vertically oriented plane and divides base ring 114 in half so that base ring 114 is a mirror image with plane B in between. The same plane B is utilized with reference to the injection ring, as shown in FIG. 4B.

1つ以上の上方チャンバ排気通路開口部324はそれぞれ、幅Wが約10mm~約220mm、例えば約20mm~約150mmである。上方チャンバ排気通路開口部324のそれぞれの幅Wによって、処理空間110内のガス流の乱流を低減しながら、処理空間110内からの排気ガスを除去することが可能となる。 Each of the one or more upper chamber exhaust passage openings 324 has a width W 2 from about 10 mm to about 220 mm, such as from about 20 mm to about 150 mm. The width W 2 of each of the upper chamber exhaust passage openings 324 allows exhaust gases to be removed from within the processing space 110 while reducing turbulence of the gas flow within the processing space 110 .

上方チャンバ排気通路開口部324のそれぞれは、平面Bに対して、第1の排気角度αと第2の排気角度βとの間に配置されている。第1の排気角度αは、平面Bに対して約5度~約45度の角度、例えば平面Bに対して約10度~約30度の角度、例えば平面Bに対して約10度~約25度の角度である。第1の排気角度αは、上方チャンバ排気通路326が下方チャンバ排気通路164と交差するのを防止するのに十分な大きさである。第2の排気角度βは、約30度~約70度の角度、例えば約35度~約65度の角度、例えば約45度~約60度の角度である。第2の排気角度βは、1つ以上のガスインジェクタ108によって開口部310に亘って方向付けられたガスを捕捉するのに十分な大きさであり、その際に、ガス経路が平面Bに向かって内方に実質的に曲がることはない。第1の排気角度αと第2の排気角度βとの間の差は、約25度~約60度であり、例えば約30度~約50度である。第1の排気角度αと第2の排気角度βとの間の差によって、上方チャンバ排気通路開口部324を開口部310の所望の円周の周りに配置することが可能となり、上記差が、上方チャンバ排気通路開口部324がその周りに延在するベースリング114の量となる。 Each of the upper chamber exhaust passage openings 324 is positioned with respect to plane B between a first exhaust angle α and a second exhaust angle β. The first exhaust angle α is an angle of about 5 degrees to about 45 degrees with respect to plane B, such as an angle of about 10 degrees to about 30 degrees with respect to plane B, such as about 10 degrees to about 10 degrees with respect to plane B. The angle is 25 degrees. The first exhaust angle α is large enough to prevent upper chamber exhaust passage 326 from intersecting lower chamber exhaust passage 164. The second exhaust angle β is an angle of about 30 degrees to about 70 degrees, such as an angle of about 35 degrees to about 65 degrees, such as an angle of about 45 degrees to about 60 degrees. The second exhaust angle β is large enough to capture gas directed across the opening 310 by the one or more gas injectors 108 such that the gas path is directed toward plane B. There is no substantial inward bending. The difference between the first exhaust angle α and the second exhaust angle β is about 25 degrees to about 60 degrees, such as about 30 degrees to about 50 degrees. The difference between the first exhaust angle α and the second exhaust angle β allows the upper chamber exhaust passage opening 324 to be placed around the desired circumference of the opening 310, such that the difference The upper chamber exhaust passageway opening 324 is the amount of base ring 114 that extends around it.

図3Cは、図3Aのベースリング114を切断線3C-3Cで切った概略的な断面による平面図である。図3Cに示すように、上方チャンバ排気通路326のそれぞれは、排気モジュール165のそれぞれを通って配置された排気モジュール通路328に流体的に結合している。排気モジュール通路328は、上方チャンバ排気通路326を介して、上方チャンバ排気通路開口部324と流体連通している。排気モジュール通路328は、当該排気モジュール通路328がベースリング本体302からさらに延びるにつれて狭くなり、最終的に、排気モジュール通路328は排気出口330と繋がる。排気出口330は、排気モジュール通路328の壁を通って形成された開口部であり、処理チャンバ100から排気ガスを除去するための排気導管(図示せず)に結合されるよう構成されている。上方チャンバ排気通路開口部324と同様に、上方チャンバ排気通路326は、平面Bに対して、第1の排気角度αと第2の排気角度βとの間に配置されている。 FIG. 3C is a schematic cross-sectional plan view of the base ring 114 of FIG. 3A taken along cutting line 3C-3C. As shown in FIG. 3C, each of the upper chamber exhaust passages 326 is fluidly coupled to an exhaust module passage 328 disposed through each of the exhaust modules 165. Exhaust module passage 328 is in fluid communication with upper chamber exhaust passage opening 324 via upper chamber exhaust passage 326 . The exhaust module passage 328 becomes narrower as the exhaust module passage 328 extends further from the base ring body 302, and finally the exhaust module passage 328 connects with the exhaust outlet 330. Exhaust outlet 330 is an opening formed through the wall of exhaust module passageway 328 and is configured to be coupled to an exhaust conduit (not shown) for removing exhaust gases from processing chamber 100. Similar to upper chamber exhaust passage opening 324, upper chamber exhaust passage 326 is positioned with respect to plane B between a first exhaust angle α and a second exhaust angle β.

図4Aは、本開示の実施形態に係る、注入リング116の概略的な断面図である。注入リング116は、ベースリング114の上に着座し、処理空間110にプロセスガスを供給するよう構成されている。注入リング116は、ベースリング114とは別体の構成要素である。注入リング116は、処理空間110を通るガスの主流が水平方向になるように、基板の表面に亘ってガスを注入するよう構成されている。分離可能な注入リング116によって、チャンバ本体アセンブリ106全体を交換する又は取り外すことなく、注入リング116を容易に交換及びメンテナンスすることが可能となる。これにより、交換コストが削減され、他のチャンバ構成要素への影響を最小に抑えながら、新規なガス注入の改良を処理チャンバ100でより簡単に実現することが可能となる。 FIG. 4A is a schematic cross-sectional view of injection ring 116, according to an embodiment of the present disclosure. Injection ring 116 seats on base ring 114 and is configured to supply process gas to processing space 110 . Infusion ring 116 is a separate component from base ring 114. Injection ring 116 is configured to inject gas across the surface of the substrate such that the main flow of gas through processing space 110 is horizontal. Separable injection ring 116 allows for easy replacement and maintenance of injection ring 116 without replacing or removing the entire chamber body assembly 106. This reduces replacement costs and allows new gas injection improvements to be more easily implemented in the processing chamber 100 with minimal impact on other chamber components.

注入リング116は、内面404及び外面406を含む。内面404は、注入リング116内に配置された開口部410の周りのリングを形成する。開口部410は、処理チャンバ100の処理空間110の少なくとも一部を形成する。注入リング116は、1つ以上のガスインジェクタ108が、自身を貫通して配置されている。1つ以上のガスインジェクタ108は、インジェクタ支持面414から注入リング本体402を貫通して内面404まで延びている。本明細書に記載の1つ以上のガスインジェクタ108は、1つ以上のインジェクタ通路408を通って配置されている。各インジェクタ通路408は、1つ以上のガスインジェクタ108のうちの1つ、例えばガスインジェクタ108のうちの1つを収容するよう寸法設定されている。インジェクタ通路408は、インジェクタ支持面414から内面404まで延びている。インジェクタ通路408がインジェクタ支持面414から内面404へと移動するにつれて、インジェクタ通路408は下方に延びている。下方に延びるとは、内面404に向かって径方向内方にインジェクタ通路408が移動するにつれて、インジェクタ通路408が注入リング116の上面418から離れて注入リング116の底面424により近づくよう配置されることとして定義される。 Injection ring 116 includes an inner surface 404 and an outer surface 406. The inner surface 404 forms a ring around an opening 410 located within the injection ring 116. Opening 410 forms at least a portion of processing space 110 of processing chamber 100 . Injection ring 116 has one or more gas injectors 108 disposed therethrough. One or more gas injectors 108 extend from the injector support surface 414 through the injection ring body 402 to the inner surface 404. One or more gas injectors 108 described herein are disposed through one or more injector passageways 408. Each injector passageway 408 is sized to receive one of the one or more gas injectors 108, such as one of the gas injectors 108. Injector passageway 408 extends from injector support surface 414 to interior surface 404 . As injector passageway 408 moves from injector support surface 414 to interior surface 404, injector passageway 408 extends downwardly. Extending downwardly means that as the injector passageway 408 moves radially inward toward the inner surface 404, the injector passageway 408 is positioned away from the top surface 418 of the injection ring 116 and closer to the bottom surface 424 of the injection ring 116. is defined as

内面404は、内面404の外周の大部分の周りに配置された溝436を含み、当該溝436は、例えば、内面404の外周の50%より大きく、例えば内面404の外周の60%より大きく、例えば内面404の外周の70%より大きい割合で配置されている。溝436は、上方加熱要素158といった加熱要素を収容するよう構成されている。溝436は、図4Aでは、注入リング116の内面404及び底面424の一部として形成されたものとして示されている。内面404には、2つの凹所430も配置されている。2つの凹所430は、インジェクタ通路408に対向して配置されている。凹所430は、溝436の範囲内に配置され、溝436よりも注入リング本体402のより奥深くまで延びており、これにより、凹所430は、溝436よりも軸Aからさらに離れて延びている。 The inner surface 404 includes a groove 436 disposed around a majority of the outer circumference of the inner surface 404, the groove 436 being, for example, greater than 50% of the outer circumference of the inner surface 404, such as greater than 60% of the outer circumference of the inner surface 404; For example, they are arranged at a ratio greater than 70% of the outer circumference of the inner surface 404. Groove 436 is configured to receive a heating element, such as upper heating element 158. Groove 436 is shown in FIG. 4A as being formed as part of inner surface 404 and bottom surface 424 of injection ring 116. Groove 436 is shown in FIG. Two recesses 430 are also arranged on the inner surface 404. Two recesses 430 are arranged opposite the injector passage 408. Recess 430 is disposed within groove 436 and extends deeper into injection ring body 402 than groove 436 such that recess 430 extends further from axis A than groove 436. There is.

インジェクタ支持面414は、外側の段差面416と共に、注入リング本体402の外面406の一部である。インジェクタ支持面414は、1つ以上のガスインジェクタ108の一部分を固定するための表面を提供することで、1つ以上のガスインジェクタ108を所定の位置に保持するよう構成されている。1つ以上のガス出口178が、内面404を貫通して配置されており、処理空間110(図1)内に配置された基板150に向かって下方に角度が付けられている。 Injector support surface 414 is part of outer surface 406 of injection ring body 402, along with outer step surface 416. Injector support surface 414 is configured to hold one or more gas injectors 108 in place by providing a surface for securing a portion of one or more gas injectors 108. One or more gas outlets 178 are disposed through interior surface 404 and angled downwardly toward substrate 150 disposed within processing space 110 (FIG. 1).

注入リング116の底面424は、ベースリング114の上面312に接触するよう構成されている。底面424は、外面406と内面404の間に延在する平面的な表面である。外側の段差面416は、外面406の最も外側の部分からインジェクタ支持面414の下方遠位端まで延びている。インジェクタ支持面406は、底面424から離れた、外側の段差面416から延びている。インジェクタ支持面414は底面424に対して或る角度で配置されている。インジェクタ支持面414の角度は、インジェクタ通路408及び1つ以上のガスインジェクタ108の所望の下向きの角度に、少なくとも部分的に依存する。本明細書に記載の実施形態では、底面424に対するインジェクタ支持面414の角度は約45度より大きく、例えば約45度~約85度、例えば約60度~約80度、例えば約70度~約80度である。インジェクタ支持面414は、外側の段差面416から径方向内方に延びており、これにより、外側の段差面416から最も遠いインジェクタ支持面414の遠位端は、内面404により近い。 A bottom surface 424 of injection ring 116 is configured to contact top surface 312 of base ring 114 . Bottom surface 424 is a planar surface extending between outer surface 406 and inner surface 404. Outer step surface 416 extends from the outermost portion of outer surface 406 to the lower distal end of injector support surface 414 . Injector support surface 406 extends from an outer step surface 416 that is spaced from bottom surface 424 . Injector support surface 414 is positioned at an angle relative to bottom surface 424 . The angle of the injector support surface 414 depends, at least in part, on the desired downward angle of the injector passageway 408 and one or more gas injectors 108. In embodiments described herein, the angle of injector support surface 414 with respect to bottom surface 424 is greater than about 45 degrees, such as from about 45 degrees to about 85 degrees, such as from about 60 degrees to about 80 degrees, such as from about 70 degrees to about It is 80 degrees. Injector support surface 414 extends radially inwardly from outer step surface 416 such that the distal end of injector support surface 414 furthest from outer step surface 416 is closer to inner surface 404 .

注入リング116の上面418は、インジェクタ支持面414の上方遠位端から径方向内方に延在している。上面418は水平方向の表面であり、これにより、上面418は底面424に対して平行に延在している。インジェクタ支持面414とは反対側の上面418の遠位端は、ウィンドウ支持溝412に繋がっている。ウィンドウ支持溝412は、注入リング116の上面に沿って配置されたチャネルである。ウィンドウ支持溝412は、そこに上方ウィンドウ122の周辺支持部172を受け入れるよう構成されている。ウィンドウ支持溝412は、第1のウィンドウシール溝420及び第2のウィンドウシール溝422を含む。第1のシールウィンドウ溝420と第2のシールウィンドウ溝422のそれぞれは、Oリング又は他のシーリングガスケットといったシールリングを収容するよう構成されている。第1のウィンドウシール溝420内及び第2のウィンドウシール溝422内に配置されるシールリングは、硬度がショアAスケールで50デュロメータより高い、例えば60デュロメータより高い、例えば約65デュロメータより高いポリマー又はプラスチックでありうる。第1のウィンドウシール溝420及び第2のウィンドウシール溝422は、シールリングを収容するよう寸法設定されており、図1に示すように、注入リング116と上方ウィンドウ122との間のシールを形成することを可能にする。 A top surface 418 of injection ring 116 extends radially inwardly from the upper distal end of injector support surface 414 . Top surface 418 is a horizontal surface such that top surface 418 extends parallel to bottom surface 424 . A distal end of upper surface 418 opposite injector support surface 414 connects to window support groove 412 . Window support groove 412 is a channel located along the top surface of injection ring 116. Window support groove 412 is configured to receive peripheral support 172 of upper window 122 therein. Window support groove 412 includes a first window seal groove 420 and a second window seal groove 422. Each of first sealing window groove 420 and second sealing window groove 422 is configured to receive a sealing ring, such as an O-ring or other sealing gasket. The seal rings disposed within the first window seal groove 420 and within the second window seal groove 422 may be made of a polymer having a hardness greater than 50 durometer, such as greater than 60 durometer, such as greater than about 65 durometer, on the Shore A scale. It can be plastic. The first window seal groove 420 and the second window seal groove 422 are sized to receive a seal ring and form a seal between the injection ring 116 and the upper window 122, as shown in FIG. make it possible to

ウィンドウ支持溝412の内側部分は、角度の付いた突出部411によって形成されている。角度の付いた突出部411は、第1のウィンドウシール溝420及び第2のウィンドウシール溝422より内方に配置されている。角度の付いた突出部411は、底面408から離れるようにウィンドウ支持溝412から上方へと延びている。角度の付いた突出部411は、当該角度の付いた突出部411の最内側に配置されたウィンドウ支持溝412の部分と、当該角度の付いた突出部411の最外側に配置された内面404の部分と、を形成する。角度の付いた突出部411は、ウィンドウ支持溝412から上方に延びつつ径方向内方へと延びている。角度の付いた突出部411は、周辺支持部172といった上方ウィンドウ122の一部を、処理空間110(図1)から遮蔽する。周辺支持部172を処理空間110から遮蔽することで、周辺支持部172と、第1のウィンドウシール溝420内及び第2のウィンドウシール溝422内のシールと、に対する加熱負荷が低減される。加えて、角度の付いた突出部411は、支持溝412内に配置されたシールリングが放射エネルギー又はプロセスガスに直接的に曝露されないように保護し、従って、シールリングのリフト(持ち上げる力、lift)及び信頼性を向上させる。 The inner portion of the window support groove 412 is defined by an angled protrusion 411. The angled protrusion 411 is located more inwardly than the first window seal groove 420 and the second window seal groove 422 . Angled protrusion 411 extends upwardly from window support groove 412 and away from bottom surface 408 . The angled protrusion 411 has a portion of the window support groove 412 disposed on the innermost side of the angled protrusion 411 and a portion of the inner surface 404 disposed on the outermost side of the angled protrusion 411. form part and. Angled protrusion 411 extends upwardly from window support groove 412 and radially inwardly. Angled protrusion 411 shields a portion of upper window 122, such as peripheral support 172, from processing space 110 (FIG. 1). By shielding the peripheral support 172 from the processing space 110, the heating load on the peripheral support 172 and the seals in the first window seal groove 420 and the second window seal groove 422 is reduced. In addition, the angled protrusion 411 protects the seal ring disposed within the support groove 412 from direct exposure to radiant energy or process gases, thus reducing lift of the seal ring. ) and improve reliability.

冷却材通路421が、任意選択的に、注入リング本体402を通って配置される。冷却材通路421は、水又は油といった冷却流体を受け入れるよう構成されている。冷却材通路421は、注入リング本体402を通って配置された部分的なリングであり、注入リング116とベースリング114の双方の温度制御を支援する。 A coolant passage 421 is optionally disposed through the injection ring body 402. Coolant passage 421 is configured to receive a cooling fluid, such as water or oil. Coolant passage 421 is a partial ring disposed through injection ring body 402 to assist in temperature control of both injection ring 116 and base ring 114.

図4Bは、複数のガスインジェクタ108を有する図4Aの注入リング116の概略的な平面図である。図4Bでは、5つのガスインジェクタ108が示されている。ガスインジェクタ108の他の数量も想定され、例えば、3つ以上のガスインジェクタ108、4つ以上のガスインジェクタ108、5つ以上のガスインジェクタ108、又は6つ以上のガスインジェクタ108も想定される。ガスインジェクタ108の数によって、処理空間110(図1)内へとプロセスガスを注入するゾーンの数が決定される。各ガスインジェクタ108は、中心軸Aといったインジェクトリング116の中心部分に向かって配向されたガス出口を有する。ガスインジェクタ108は、処理チャンバ100内の基板を横切るクロスフローを可能とするため、注入リング116の1の側に配置されている。ガスインジェクタ群108は、平面Bを中心として配置されている。平面Bは、ベースリング114を通る平面Bと同じ平面である。平面Bは、中心軸Aを通って配置されており、平面Dに対して直交している。各ガスインジェクタ108の内部には、複数の個々のプロセスガス通路(図5A~図6B)が配置されうる。5つのガスインジェクタ108が利用される実施形態では、中央のガスインジェクタ432aが内側ガス注入ゾーンを形成し、2つの最も外側のガスインジェクタ432cが外側ガス注入ゾーンを形成し、中央のガスインジェクタ432aと最も外側のガスインジェクタ432cとの間の2つの中間ガスインジェクタ432bが中間ガス注入ゾーンを形成する。平面Bは、中央のガスインジェクタ432aを通って配置されている。2つの中間ガスインジェクタ432bは、平面Bを挟んで鏡写しになっている。同様に、2つの最も外側のガスインジェクタ432cは、平面Bを挟んで鏡写しになっている。各インジェクタ通路408を通って、ガスインジェクタ108が配置されている。インジェクタ通路408の数はインジェクタ108の数に等しい。 FIG. 4B is a schematic top view of the injection ring 116 of FIG. 4A with multiple gas injectors 108. In FIG. 4B, five gas injectors 108 are shown. Other quantities of gas injectors 108 are also envisioned, such as three or more gas injectors 108, four or more gas injectors 108, five or more gas injectors 108, or six or more gas injectors 108. The number of gas injectors 108 determines the number of zones into which process gas is injected into the processing space 110 (FIG. 1). Each gas injector 108 has a gas outlet oriented toward a central portion of the inject ring 116, such as central axis A. Gas injector 108 is positioned on one side of injection ring 116 to allow cross flow across the substrate within processing chamber 100 . The gas injector group 108 is arranged with plane B as the center. Plane B is the same plane as plane B passing through base ring 114. Plane B is located through central axis A and is orthogonal to plane D. A plurality of individual process gas passageways (FIGS. 5A-6B) may be disposed within each gas injector 108. In embodiments where five gas injectors 108 are utilized, the middle gas injector 432a forms the inner gas injection zone, the two outermost gas injectors 432c form the outer gas injection zone, and the middle gas injector 432a and Two intermediate gas injectors 432b between the outermost gas injector 432c form an intermediate gas injection zone. Plane B is located through the central gas injector 432a. The two intermediate gas injectors 432b are mirror images with plane B in between. Similarly, the two outermost gas injectors 432c are mirror images with plane B in between. A gas injector 108 is disposed through each injector passageway 408. The number of injector passages 408 is equal to the number of injectors 108.

各インジェクタ通路408は、インジェクタ通路幅Wを有する。各インジェクタ通路408のインジェクタ通路幅Wは同じであるとして示されている。代替的な実施形態において、インジェクタ通路幅Wが、中央のガスインジェクタ432aから最も外側のガスインジェクタ432cへと、インジェクタ通路408が外側に延びるにつれて、変化する。幾つかの実施形態において、最も外側のガスインジェクタ432cが延びるインジェクタ通路408のインジェクタ通路幅Wは、中間のガスインジェクタ432bが延びるインジェクタ通路408のインジェクタ通路幅Wよりも大きい。中間ガスインジェクタ432bが延びるインジェクタ通路408は、中央のガスインジェクタ432aが延びるインジェクタ通路408のインジェクタ通路幅Wよりも大きなインジェクタ通路幅Wを有する。 Each injector passage 408 has an injector passage width W3 . The injector passage width W 3 of each injector passage 408 is shown to be the same. In an alternative embodiment, the injector passage width W 3 changes as the injector passage 408 extends outward, from the central gas injector 432a to the outermost gas injector 432c. In some embodiments, the injector passage width W 3 of the injector passage 408 through which the outermost gas injector 432c extends is greater than the injector passage width W 3 of the injector passage 408 through which the middle gas injector 432b extends. The injector passage 408 through which the intermediate gas injector 432b extends has an injector passage width W3 that is greater than the injector passage width W3 of the injector passage 408 through which the central gas injector 432a extends.

代替的に、インジェクタ通路幅Wは、中央のガスインジェクタ432aが配置されたインジェクタ通路408から、インジェクタ通路408が外側に延びるにつれて、縮小する。本実施形態では、最も外側のガスインジェクタ432cが延びるインジェクタ通路408のインジェクタ通路幅Wは、中間ガスインジェクタ432bが延びるインジェクタ通路408のインジェクタ通路幅Wよりも小さい。中間ガスインジェクタ432bが延びるインジェクタ通路408のインジェクタ通路幅Wは、中央のガスインジェクタ432aが延びるインジェクタ通路408のインジェクタ通路幅Wよりも小さい。 Alternatively, the injector passage width W3 decreases as the injector passage 408 extends outward from the injector passage 408 in which the central gas injector 432a is located. In this embodiment, the injector passage width W 3 of the injector passage 408 through which the outermost gas injector 432c extends is smaller than the injector passage width W 3 of the injector passage 408 through which the intermediate gas injector 432b extends. The injector passage width W 3 of the injector passage 408 through which the intermediate gas injector 432b extends is smaller than the injector passage width W 3 of the injector passage 408 through which the central gas injector 432a extends.

インジェクタ通路408のそれぞれは、平面Bに対してインジェクタ角度γで配置されている。インジェクタ角度γは、平面Bに対して得られるが、平面Dの反対側では、第1の排気角度α及び第2の排気角度βに対して得られる。インジェクタ角度γは、平面Bからは約90度未満、例えば約70度未満であり、例えば平面Bから約65度未満であり、例えば平面Bから約60度未満である。インジェクタ角度γは、第2の排気角度βから10度の範囲内にあるよう構成されており、これにより、インジェクタ角度γと第2の排気角度βとの差は約-10度~約10度であり、例えば、約-5度~約5度、例えば約0度である。インジェクタ角度γと第2の排気角度βとは、ガスが排出される間、ガスインジェクタ108によって処理空間110内に注入されるガスの偏向を低減するという点で類似している。ガスの偏向によって、膜堆積時に不均一性が引き起こる虞がある。 Each of the injector passages 408 is arranged at an injector angle γ with respect to plane B. An injector angle γ is obtained relative to plane B, but on the opposite side of plane D for a first exhaust angle α and a second exhaust angle β. The injector angle γ is less than about 90 degrees from plane B, such as less than about 70 degrees, such as less than about 65 degrees from plane B, such as less than about 60 degrees from plane B. The injector angle γ is configured to be within 10 degrees of the second exhaust angle β such that the difference between the injector angle γ and the second exhaust angle β is between about -10 degrees and about 10 degrees. For example, from about -5 degrees to about 5 degrees, for example about 0 degrees. The injector angle γ and the second exhaust angle β are similar in that they reduce the deflection of the gas injected into the process space 110 by the gas injector 108 while the gas is being exhausted. Gas deflection can cause non-uniformity during film deposition.

注入リング116は、インジェクタ通路408に対向する内面404内に凹所430を含む。凹所430は、1つ以上の上方チャンバ排気通路開口部324(図3B)に対応している。凹所430は、1つ以上の上方チャンバ排気通路開口部324の上に配置されており、これにより、凹所430は、ベースリング114(図4A)の1つ以上の上方チャンバ排気通路326の第1の部分として機能する。本明細書に記載の実施形態では、2つの上方チャンバ排気通路326に対応する2つの凹所430が存在する。2つの凹所430は、インジェクタ通路408からは開口410の反対側に配置されている。2つの凹所430は、注入リング116を通る平面Dの片側に配置されており、インジェクタ通路408は平面Dの反対側に配置されている。2つの凹所430は、中央のガスインジェクタ432aが配置されたインジェクタ通路408の向かい側で、注入リング116の中心からずらされている。どちらの凹所430も平面Bを通って配置されていない。凹所430は、平面Bを挟んで鏡写しになっている。上述のように、2つの凹所430をずらすことで、ガスがガスインジェクタ108(図1)から処理空間110を横切って上方チャンバ排気通路326へと流れるときに、ガスが内方に集まることが防止される。 Injection ring 116 includes a recess 430 within interior surface 404 opposite injector passageway 408 . Recess 430 corresponds to one or more upper chamber exhaust passage openings 324 (FIG. 3B). Recess 430 is disposed above one or more upper chamber exhaust passage openings 324 such that recess 430 is positioned above one or more upper chamber exhaust passages 326 of base ring 114 (FIG. 4A). It functions as the first part. In the embodiment described herein, there are two recesses 430 corresponding to the two upper chamber exhaust passages 326. Two recesses 430 are located on opposite sides of opening 410 from injector passage 408 . The two recesses 430 are located on one side of the plane D through the injection ring 116 and the injector passage 408 is located on the opposite side of the plane D. The two recesses 430 are offset from the center of the injection ring 116, opposite the injector passage 408 in which the central gas injector 432a is located. Neither recess 430 is located through plane B. The recess 430 is a mirror image with the plane B in between. As discussed above, staggering the two recesses 430 allows gas to collect inwardly as it flows from the gas injector 108 (FIG. 1) across the process space 110 to the upper chamber exhaust passageway 326. Prevented.

本明細書では、凹所430は、1つ以上の上方チャンバ排気通路開口部324と同様の大きさ及び形状をしている。凹所430のそれぞれは、幅Wが約0mm~約220mmであり、例えば約10mm~約150mmである。幅Wは、上方チャンバ排気通路開口部324の幅W(図3B)に対応している。幅Wは、処理空間110内のガス流の乱れを低減して、主に層流のガス流と、基板150上への均一な堆積とを可能とするよう構成されている。上方チャンバ排気通路開口部324と同様に、凹所430は、平面Bに対して第1の排気角度αと第2の排気角度βとの間に配置されている。 Herein, recess 430 is similarly sized and shaped as one or more upper chamber exhaust passage openings 324. Each of the recesses 430 has a width W 4 of about 0 mm to about 220 mm, such as about 10 mm to about 150 mm. Width W 4 corresponds to width W 2 (FIG. 3B) of upper chamber exhaust passage opening 324. Width W 4 is configured to reduce turbulence of the gas flow within the processing space 110 to allow a primarily laminar gas flow and uniform deposition onto the substrate 150. Similar to upper chamber exhaust passage opening 324, recess 430 is positioned between first exhaust angle α and second exhaust angle β with respect to plane B.

注入リング本体402が注入リング116を形成しており、スチール、アルミニウム、銅、ニッケル、又は金属合金といった金属材料で形成されている。幾つかの実施形態において、注入リング本体402が、炭化ケイ素材料又はドープされた炭化ケイ素材料から作製されうる。 Injection ring body 402 forms injection ring 116 and is formed of a metallic material such as steel, aluminum, copper, nickel, or a metal alloy. In some embodiments, injection ring body 402 can be made from a silicon carbide material or a doped silicon carbide material.

図5Aは、本開示の一実施形態に係る、ガスインジェクタ108の概略的な等角図である。ガスインジェクタ108は、インジェクタ基体502、及びインジェクタ挿入部500を含む。インジェクタ挿入部500は、インジェクタ基体502に接続されており、インジェクタ通路408(図4A)のうちの1つに嵌め込まれるよう構成されている。インジェクタ基体502は、インジェクタ支持面414に載置されており、インジェクタ通路408のうちの1つのインジェクタ通路408の範囲内の定位置に、インジェクタ挿入部500を固定するよう構成されている。ガスインジェクタ108は、インジェクタ108内に複数のガス経路を形成し、インジェクタ基体502とは反対側のインジェクタ挿入部500の遠位端に配置されたガス出口178から出るガスの広がり(sheet)を提供するよう構成されている。 FIG. 5A is a schematic isometric view of gas injector 108, according to one embodiment of the present disclosure. Gas injector 108 includes an injector base 502 and an injector insertion portion 500. Injector insert 500 is connected to injector base 502 and is configured to fit into one of injector passageways 408 (FIG. 4A). Injector base 502 rests on injector support surface 414 and is configured to secure injector insert 500 in position within one of the injector passageways 408 . The gas injector 108 defines a plurality of gas passageways within the injector 108 and provides a sheet of gas exiting from a gas outlet 178 located at the distal end of the injector insert 500 opposite the injector body 502. is configured to do so.

インジェクタ挿入部500とインジェクタ基体502の双方は、プロセスガスに対する反応性が低く、耐久性が高く、熱伝導率が高い材料で形成されている。インジェクタ基体502及びインジェクタ挿入部500の形成に適した材料は、炭化ケイ素、ニッケル、ステンレス鋼、アルミニウム、及び石英を含む。 Both the injector insert 500 and the injector base 502 are made of materials that have low reactivity to process gases, high durability, and high thermal conductivity. Suitable materials for forming injector base 502 and injector insert 500 include silicon carbide, nickel, stainless steel, aluminum, and quartz.

インジェクタ挿入部500は、インジェクタ基体502の裏面506から延在する。裏面506は、ガスインジェクタ108をインジェクタ支持面414に固定するための取り付け面として機能する。裏面506は、インジェクタ挿入部500のベース501の周囲に配置された平面的な表面である。インジェクタ挿入部500は、外面504及び注入面510を有する。ガス出口178は、注入面510を貫通して配置されている。注入面510は、ベース501及びインジェクタベース502とは反対側のインジェクタ挿入部500の遠位端に配置されている。インジェクタ挿入部500の外面504は、インジェクタ通路408のうちの1つの内部に収まるよう構成されている。インジェクタ挿入部500の外面504及び注入面510の断面は、スタジアム(stadium)形状、又はオブラウンド(obround)形状をしている。一部の実施形態において、外面504及び注入面510の断面が、楕円形、又は、矩形、平行四辺形、台形といった四辺形である。他の形状による外面504及び注入面510の断面も想定され、有効でありうる。 Injector insert 500 extends from backside 506 of injector base 502 . Back surface 506 functions as a mounting surface for securing gas injector 108 to injector support surface 414. The back surface 506 is a planar surface disposed around the base 501 of the injector insertion section 500. Injector insert 500 has an outer surface 504 and an injection surface 510. Gas outlet 178 is disposed through injection surface 510 . Injection surface 510 is located at the distal end of injector insert 500 opposite base 501 and injector base 502 . The outer surface 504 of the injector insert 500 is configured to fit within one of the injector passageways 408. The cross section of the outer surface 504 and injection surface 510 of the injector insert 500 has a stadium shape or an obround shape. In some embodiments, the cross-sections of outer surface 504 and injection surface 510 are elliptical or quadrilateral, such as rectangular, parallelogram, or trapezoid. Other shapes of the outer surface 504 and injection surface 510 cross-sections are also contemplated and may be useful.

インジェクタ挿入部500のガス出口178は、出口開口部508から形成されている。出口開口部508は、インジェクタ挿入部500の外面504を貫通して配置されている。出口開口部508は、当該出口開口部508を通して駆動されるガスを分配して、基板150の上面を横切るよう方向付けられたガスの広がりを形成するよう成形されている。 Gas outlet 178 of injector insert 500 is formed from outlet opening 508 . An outlet opening 508 is disposed through the outer surface 504 of the injector insert 500. Exit opening 508 is shaped to distribute gas driven through exit opening 508 to form a directed expanse of gas across the top surface of substrate 150 .

図5Bは、本開示の実施形態に係る、図5Aのガスインジェクタ108を切断線5B-5Bで切った概略的な断面図である。インジェクタ基体502が前面512を含む。前面512は、インジェクタ基体502の、背面506とは反対側の側面である。前面512は、1つ以上のガス接続及び1つ以上の電気接続を受け入れるよう構成されている。1つ以上のガス接続は、第1のプロセスガス供給源174及び/又は第2のプロセスガス供給源176のいずれかでありうる。1つ以上の電気接続は図示されていないが、ガスインジェクタ108内に配置されたヒータに電力を供給するよう構成されうる。 FIG. 5B is a schematic cross-sectional view of the gas injector 108 of FIG. 5A taken along section line 5B-5B, according to an embodiment of the present disclosure. Injector base 502 includes a front surface 512. Front side 512 is the side of injector base 502 opposite from back side 506. Front surface 512 is configured to receive one or more gas connections and one or more electrical connections. The one or more gas connections can be either a first process gas source 174 and/or a second process gas source 176. One or more electrical connections are not shown but may be configured to power a heater located within gas injector 108.

ガス導入通路514が、前面512を貫通して配置されている。ガス導入通路514は単一のガス通路であり、前面512に接続されたガスラインから、インジェクタ挿入部500の範囲内に配置された拡散通路516へとプロセスガスを移送するよう構成されている。拡散通路516は、ガス導入通路514からのガス流を複数のガス流に分ける。複数のガス流へのガスの拡散は、緩やかであっても突然であってもよく、一部の実施形態では、単一のガス導入通路514が同時に3つ以上の通路に分けられ、他の実施形態では、単一のガス導入通路514が2つのガス通路に分けられ、当該2つのガス通路が4つのガス通路に分けられ、当該4つのガス通路が8つのガス通路に分けられる(図5C)。 A gas introduction passage 514 is disposed through the front surface 512. Gas introduction passage 514 is a single gas passage configured to transfer process gas from a gas line connected to front face 512 to a diffusion passage 516 located within injector insert 500 . Diffusion passage 516 divides the gas flow from gas introduction passage 514 into multiple gas streams. Diffusion of gas into multiple gas streams can be gradual or sudden, and in some embodiments, a single gas introduction passageway 514 is divided into three or more passageways at the same time, and other In embodiments, a single gas introduction passageway 514 is divided into two gas passageways, the two gas passageways are divided into four gas passageways, and the four gas passageways are divided into eight gas passageways (FIG. 5C). ).

従って、拡散通路516は、ガス通路のガス分配ネットワーク又はガス分配ツリーである。図5Cに示すように、拡散通路516内のガスが徐々に分けられることで、各ガス通路内のガスの圧力を、流れ方向にわたって均一にすることが可能となり、従って、複数の個別経路552a~h(図5C)にわたる拡散通路516内のガス分散の均一性が改善される。拡散通路516の様々な構成が、各経路552a~hにわたるガス分散を変更するために利用される。図5Cに示された例では、拡散通路516が第1の分岐540を含み、第1の分岐540は、ガス導入通路から拡散通路516の2つのアームへと延びている。拡散通路516が第1の分岐540で2つのアームに分かれた後で、2つのアームのそれぞれが、2つの第2の分岐542a、542bにおいて、さらに2つのアームに分かれる。2つの第2の分岐542a、542bで分かれた後には、出口開口部508に向かって延びる合計4つのアームが存在する。その後、4つのアームのそれぞれは、4つの第3の分岐550a、550b、550c、550dにおいて、さらに2つのアームに分かれる。4つの第3の分岐550a、550b、550c、550dで分かれた後には、出口開口部508に向かって延びる合計8つのアームが存在する。一部の実施形態において、第1の分岐540、第2の分岐542a、542b、又は第3の分岐550a、550b、550c、550dのそれぞれが、代替的に、2つの追加のアームの代わりに、3つ又は4つの追加アームに分かれてよい。さらに別の実施形態において、第2の分岐542a、542b、又は第3の分岐550a、550b、550c、550dの一方が利用できず、2セットの分岐又は1セットの分岐のみが存在する。 Diffusion passage 516 is thus a gas distribution network or tree of gas passages. As shown in FIG. 5C, the gradual separation of the gas in the diffusion passages 516 allows the pressure of the gas in each gas passage to be equalized across the flow direction, thus providing a plurality of individual passages 552a to 552a. The uniformity of gas distribution within the diffusion passage 516 over h (FIG. 5C) is improved. Various configurations of diffusion passages 516 are utilized to alter the gas distribution across each path 552a-h. In the example shown in FIG. 5C, the diffusion passage 516 includes a first branch 540 that extends from the gas introduction passage to the two arms of the diffusion passage 516. After the diffusion passageway 516 splits into two arms at the first branch 540, each of the two arms further splits into two arms at the two second branches 542a, 542b. After splitting at the two second branches 542a, 542b, there are a total of four arms extending towards the outlet opening 508. Each of the four arms then further splits into two arms at four third branches 550a, 550b, 550c, 550d. After splitting at the four third branches 550a, 550b, 550c, 550d, there are a total of eight arms extending toward the outlet opening 508. In some embodiments, each of the first branch 540, the second branch 542a, 542b, or the third branch 550a, 550b, 550c, 550d, alternatively, instead of two additional arms, It may be divided into three or four additional arms. In yet other embodiments, one of the second branches 542a, 542b or the third branches 550a, 550b, 550c, 550d is unavailable and there are two sets of branches or only one set of branches.

個別経路552a~hが、幾つかの経路552a~hを通過するガス流を、他の経路552a~hに対してより大きくして提供するよう構成されうる。インジェクタ挿入部500の大きさ、及び個別ガス経路552a~hの数はまた、インジェクタ挿入部500の様々な構成及び異なるプロセスのために調整される。拡散通路516によって形成される4~16個の経路が存在し、例えば4~12個の経路、例えば6~10個の経路、例えば8個の経路が存在する。拡散通路516内の各経路552a~hの断面の大きさは、所望の流量、流速、流圧、及び/又は所与のプロセスのために望まれるガスの種類に従って選択される。 The individual paths 552a-h may be configured to provide greater gas flow through some paths 552a-h relative to other paths 552a-h. The size of the injector insert 500 and the number of individual gas paths 552a-h are also tailored for different configurations of the injector insert 500 and different processes. There are 4 to 16 channels formed by the diffusion channels 516, such as 4 to 12 channels, such as 6 to 10 channels, such as 8 channels. The cross-sectional size of each passageway 552a-h within the diffusion passageway 516 is selected according to the desired flow rate, flow rate, flow pressure, and/or type of gas desired for a given process.

ガスインジェクタ108の使用は、ダウンタイムが少なく生産コストを大幅に削減しつつ、新しい注入通路の設計を処理チャンバ内で迅速かつ安価にテストできるという点で有益である。新しい注入経路の設計は、1つ以上のガスインジェクタ108の交換によってテストすることができ、その際に、注入リング116又はベースリング114といった、処理チャンバ100内の他の構成要素を分解又は交換することがない。従って、ガスインジェクタ108によって、新しい拡散通路516及びインジェクタ挿入部500の設計の迅速な適合が可能となる。基板150の様々な部分にプロセスガスを分配するために、様々なガスインジェクタ108を利用することもできる。ガスインジェクタの全長は、約75mm~約150mm、例えば約80mm~約120mm、例えば約100mmとすることができる。基板の中央へのガス供給に対して基板の端部へのガス供給に偏らせられるように、ガスインジェクタ108の様々な長さが様々な理由のために利用される。 The use of gas injector 108 is advantageous in that new injection passage designs can be tested quickly and inexpensively within the processing chamber with little downtime and significantly reduced production costs. New injection path designs may be tested by replacing one or more gas injectors 108 while disassembling or replacing other components within processing chamber 100, such as injection ring 116 or base ring 114. Never. Gas injector 108 therefore allows for rapid adaptation of new diffusion passage 516 and injector insert 500 designs. Various gas injectors 108 may also be utilized to distribute process gases to various portions of the substrate 150. The overall length of the gas injector can be about 75 mm to about 150 mm, such as about 80 mm to about 120 mm, such as about 100 mm. Different lengths of the gas injector 108 may be utilized for different reasons, such as biased gas delivery to the edges of the substrate versus gas delivery to the center of the substrate.

拡散通路516の各経路552a~hは、第1のプレナム518に通じている。第1のプレナム518は、導入通路514からは反対側の、拡散通路516の遠位端に配置された空間である。第1のプレナム518は、拡散通路516の各経路552a~hの遠位端にある単一の空間である。第1のプレナム518によって、個別経路552a~hのうちの1つを移動する各ガス流の間の圧力及び流速を少なくとも部分的に均一にすることが可能となる。第1のプレナム518内の圧力を均一にすることで、各経路551a~h間の流量を少なくとも部分的に均一にすることが可能となり、第1のプレナム518内で背圧が生成されるため、ガス流中のガスが混合される。第1のプレナム518は、個別経路552a~hのそれぞれの間の圧力を部分的に均一にするよう構成されている。第1のプレナム518内のガス流の拡散量は、拡散通路516の遠位端と、拡散通路516に最も近いフィンアレイ520の遠位端と、の間の第1のプレナム518の長さLによって制御される。第1のプレナム518は、長さLが約3mm~約12mm、例えば約3mm~約10mmである。 Each path 552a-h of diffusion passageway 516 communicates with first plenum 518. First plenum 518 is a space located at the distal end of diffusion passageway 516, opposite from introduction passageway 514. First plenum 518 is a single space at the distal end of each passage 552a-h of diffusion passageway 516. The first plenum 518 allows at least partially equalization of pressure and flow rate between each gas stream traveling through one of the individual paths 552a-h. Equalizing the pressure within the first plenum 518 allows the flow rate between each path 551a-h to be at least partially uniform, as back pressure is created within the first plenum 518. , the gases in the gas stream are mixed. The first plenum 518 is configured to partially equalize the pressure between each of the individual passageways 552a-h. The amount of diffusion of the gas flow within the first plenum 518 is determined by the length L of the first plenum 518 between the distal end of the diffusion passageway 516 and the distal end of the fin array 520 closest to the diffusion passageway 516. 1 . The first plenum 518 has a length L 1 from about 3 mm to about 12 mm, such as from about 3 mm to about 10 mm.

フィンアレイ520は、インジェクタ挿入部500の底面503と上面505との間に配置された複数のフィン521を含む。複数のフィン521は、複数の経路延長部534を形成するように分散されている。経路延長部534は、インジェクタ挿入部500の内壁と、フィン521のうちの1つとの間、又は、隣合う2つのフィン521の間に形成されている。本明細書に記載の実施形態では、3~14個のフィン521、例えば4~12個のフィン521、例えば6~8個のフィン521が存在する。フィンは、4~16個の経路延長部534、例えば6~12個の経路延長部534、例えば8個の経路延長部534が存在するように、経路延長部534を形成する。本明細書に記載の実施形態では、経路552a~hと同じ数の経路延長部534が存在し、これにより、ガス流が中断されず、第1のプレナム518を通過した後も続いている。フィンアレイ520内の各フィン521は、個々に異なる方向に向いている。図5Cに示された例では、フィン521は扇形状に配置され、注入リング116の中心線Eから角度が増大するように配向されている。中心線Eからより遠く離れて配置された各フィン521は、中心線Eに対してより大きな角度において配向される(図5C)。中心線E上のフィンは、中心線Eと直線的に揃えられている。 Fin array 520 includes a plurality of fins 521 disposed between bottom surface 503 and top surface 505 of injector insert 500 . The plurality of fins 521 are distributed to form a plurality of path extensions 534. The path extension portion 534 is formed between the inner wall of the injector insertion portion 500 and one of the fins 521 or between two adjacent fins 521. In embodiments described herein, there are between 3 and 14 fins 521, such as between 4 and 12 fins 521, such as between 6 and 8 fins 521. The fins form path extensions 534 such that there are between 4 and 16 path extensions 534, such as between 6 and 12 path extensions 534, such as 8 path extensions 534. In embodiments described herein, there are as many path extensions 534 as paths 552a-h, so that gas flow is uninterrupted and continues after passing through the first plenum 518. Each fin 521 in fin array 520 is individually oriented in a different direction. In the example shown in FIG. 5C, the fins 521 are arranged in a fan shape and oriented at increasing angles from the centerline E of the injection ring 116. Each fin 521 located further away from centerline E is oriented at a greater angle to centerline E (FIG. 5C). The fins on centerline E are linearly aligned with centerline E.

フィンアレイ520は、インジェクタ挿入部500の長さLにわたって配置されている。フィンアレイ520の長さLは、各ガス流の流れベクトル及び分散を決定する際に役立つ。長さLが長いほど、ガス流の速度が落ち、第1のプレナム518内の背圧が増大する。低減された長さLでは、適切な背圧の蓄積又はガスの混合が可能とならない。フィンアレイ520の長さLは、約15mm~約50mm、例えば約20mm~約40mmである。一部の実施形態において、長さLは、インジェクタ挿入部500の全幅Wの約25%~約50%である。 Fin array 520 is arranged over length L 2 of injector insert 500 . The length L 2 of the fin array 520 helps in determining the flow vector and dispersion of each gas stream. The longer the length L2 , the slower the gas flow and the more backpressure within the first plenum 518. The reduced length L2 does not allow for adequate backpressure build-up or gas mixing. The length L 2 of the fin array 520 is about 15 mm to about 50 mm, such as about 20 mm to about 40 mm. In some embodiments, length L 2 is about 25% to about 50% of the overall width W 5 of injector insert 500.

フィンアレイ520のすぐ下流には、第2のプレナム522が存在する。第2のプレナム522は、第1のプレナム520とは反対側の、フィンアレイ520の遠位端に配置された空間である。第2のプレナム522は、フィンアレイ520の各経路延長部534の遠位端にある単一の空間である。第2のプレナム522によって、個別経路延長部534のうちの1つを移動する各ガス流の間の圧力及び流速を少なくとも部分的に均一にすることが可能となる。第2のプレナム522内の圧力を均一にすることで、各経路延長部534間の流量を少なくとも部分的に均一にすることが可能となる。背圧が第2プレナム522内で生成され、ガス流中のガスが混合される。第2のプレナム522は、経路延長部534のそれぞれの間の圧力を部分的に均一にするよう構成されている。第2のプレナム522内のガス流の拡散量、及び背圧の蓄積は、フィンアレイ520の遠位端と、第2のプレナム522に最も近いバッフルアレイ524の遠位端と、の間の第2のプレナム522の長さLによって、部分的に制御される。第2のプレナム522は、長さLが約3mm~約12mm、例えば約3mm~約10mmである。 Immediately downstream of fin array 520 is a second plenum 522 . The second plenum 522 is a space located at the distal end of the fin array 520, opposite the first plenum 520. The second plenum 522 is a single space at the distal end of each path extension 534 of the fin array 520. The second plenum 522 allows at least partially equalization of pressure and flow rate between each gas stream traveling through one of the individual path extensions 534. Equalizing the pressure within the second plenum 522 allows the flow rate between each path extension 534 to be at least partially equalized. Back pressure is created within the second plenum 522 to mix the gases in the gas stream. The second plenum 522 is configured to partially equalize the pressure between each of the path extensions 534. The amount of gas flow diffusion and backpressure build-up within the second plenum 522 is determined by the amount of gas flow spread between the distal end of the fin array 520 and the distal end of the baffle array 524 closest to the second plenum 522. 2 is controlled in part by the length L3 of the plenum 522. The second plenum 522 has a length L 3 from about 3 mm to about 12 mm, such as from about 3 mm to about 10 mm.

バッフルアレイ524は、複数のバッフル535から形成される(図5C)。バッフルアレイ524のバッフル535は、複数の通路出口536を形成する。経路出口535は、各経路552a~h及び経路延長部534の追加の延長部である。経路出口535は、第2のプレナム522の近傍の狭い経路であり、経路出口535が第2のプレナム522から離れて、第3のプレナム526に向かうにつれて広くなる。複数のバッフル535は、第2のプレナム522の近傍の表面の幅が、第3のプレナム526の近傍の表面よりも、ガスの流れ方向にわたって広くなるように、成形されている。一部の実施形態において、各バッフル535は、等脚台形といった台形の形状をしている。バッフル535の他の形状も想定される。本明細書に記載の実施形態では、バッフルアレイ524内に3~14個のバッフル535、例えば4~12個のバッフル、例えば5~10個のバッフル、例えば6~8個のバッフルが存在する。 Baffle array 524 is formed from a plurality of baffles 535 (FIG. 5C). Baffles 535 of baffle array 524 define a plurality of passage outlets 536. Path outlet 535 is an additional extension of each path 552a-h and path extension 534. Pathway exit 535 is a narrow path near second plenum 522 and widens as pathway exit 535 moves away from second plenum 522 and toward third plenum 526 . The plurality of baffles 535 are shaped such that the width of the surface near the second plenum 522 is wider in the direction of gas flow than the surface near the third plenum 526. In some embodiments, each baffle 535 has a trapezoidal shape, such as an isosceles trapezoid. Other shapes for baffle 535 are also envisioned. In embodiments described herein, there are between 3 and 14 baffles 535 within the baffle array 524, such as between 4 and 12 baffles, such as between 5 and 10 baffles, such as between 6 and 8 baffles.

各バッフル535の形状及び向きは、第2のプレナム522内で背圧を生成することで第2のプレナム522を流過するガス流のそれぞれの間の圧力を均一にする際に役立つ。第2のプレナム522内の背圧は、インジェクタ挿入部500を流過するガス流を遅くし、経路出口536を通る均一なガス流を生成するのを助ける。各経路出口536の幅の拡大によって、第3のプレナム536を満たす各ガス流の拡大が促される。従って、バッフルアレイ524は、第3のプレナム526の幅にわたり配置されるプロセスガスのカーテンを形成するのを助ける。プロセスガスのカーテンは、第3のプレナム526の幅全体にわたってプロセスガスの流量及び濃度が同じであるほぼ均一なカーテンとなるよう構成されている。 The shape and orientation of each baffle 535 assists in equalizing the pressure between each of the gas streams passing through the second plenum 522 by creating a backpressure within the second plenum 522 . The backpressure within the second plenum 522 slows the gas flow past the injector insert 500 and helps create a uniform gas flow through the path outlet 536. The increased width of each path outlet 536 facilitates the expansion of each gas flow filling the third plenum 536. Thus, baffle array 524 helps form a curtain of process gas that is disposed across the width of third plenum 526. The process gas curtain is configured to be a substantially uniform curtain with the same process gas flow rate and concentration across the width of the third plenum 526.

バッフルアレイ524は、インジェクタ挿入部500の長さLにわたって配置されている。バッフルアレイ524の長さLは、ガス流の拡大レート、第2のプレナム522内の背圧、及びガス混合のレートを決定する際に役立つ。バッフルアレイ524の長さLは、フィンアレイ520の長さLの約25%~約50%、例えば長さLの約30%~約40%、例えば長さLの約30%~約35%である。 Baffle array 524 is arranged over length L 4 of injector insert 500 . The length L 4 of the baffle array 524 helps determine the rate of gas flow expansion, backpressure within the second plenum 522, and rate of gas mixing. Length L 4 of baffle array 524 is about 25% to about 50% of length L 2 of fin array 520, such as about 30% to about 40% of length L 2 , such as about 30% of length L 2 ~35%.

第3のプレナム526は、バッフルアレイ524と出口開口部508との間に配置されている。第3のプレナム526は、インジェクタ挿入部500の壁の内部に形成された空いた領域である。第3のプレナム526は、バッフルアレイ524から流れ出たガスの流れが混ざってプロセスガスの連続的な広がりに合流することを可能とするよう構成されている。プロセスガスのシート状の広がり(sheet of process gas)は、その後、出口開口部508を通って処理空間110内へと放出される。 A third plenum 526 is positioned between baffle array 524 and outlet opening 508. Third plenum 526 is an open area formed within the wall of injector insert 500. The third plenum 526 is configured to allow the gas streams exiting the baffle array 524 to mix and join into a continuous expanse of process gas. The sheet of process gas is then discharged through outlet opening 508 into processing space 110 .

図5Cは、本開示の実施形態に係る、図5Aのガスインジェクタ108を切断線5C-5Cで切った概略的な断面による平面図である。図5Cは、上述のインジェクタ挿入部500を介した分配システム515をより明確に示している。分配システム515は、ガス導入通路514、拡散通路、第1のプレナム518、フィンアレイ520、第2のプレナム522、バッフルアレイ524、第3のプレナム536、及びこれらから形成される通路を含む。 FIG. 5C is a schematic cross-sectional plan view of the gas injector 108 of FIG. 5A taken along section line 5C-5C, according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 5C more clearly shows the dispensing system 515 via the injector insert 500 described above. Distribution system 515 includes a gas introduction passageway 514, a diffusion passageway, a first plenum 518, a fin array 520, a second plenum 522, a baffle array 524, a third plenum 536, and passageways formed therefrom.

インジェクタ挿入部500の両側には、1つ以上の加熱要素530が配置されている。加熱要素530は、インジェクタ挿入部500の少なくとも一部分を通って、拡散通路516の周囲に配置されている。本明細書に記載の加熱要素530は、インジェクタ基体502の前面512を貫通して配置された1つ以上の開口部528を通して、インジェクタ挿入部500に挿入されている。加熱要素530は、抵抗性加熱要素又は放射加熱要素のいずれかでありうる。図5Cに示す加熱要素530はカートリッジヒータであり、ヒータキャビティ531内に配置されている。図5A~図5Cの実施形態では、2つのヒータキャビティ531が存在し、それぞれのヒータキャビティ531内に1つの加熱要素530が配置されている。 One or more heating elements 530 are located on either side of the injector insert 500. A heating element 530 is disposed through at least a portion of the injector insert 500 and around the diffusion passageway 516. The heating element 530 described herein is inserted into the injector insert 500 through one or more openings 528 disposed through the front surface 512 of the injector base 502. Heating element 530 can be either a resistive heating element or a radiant heating element. The heating element 530 shown in FIG. 5C is a cartridge heater and is located within a heater cavity 531. In the embodiment of FIGS. 5A-5C, there are two heater cavities 531, with one heating element 530 disposed within each heater cavity 531.

各ガスインジェクタ108内に配置された加熱要素530によって、処理空間110(図1)に流入する混合ガス又はプロセスガスの予熱が可能となる。注入リング116及びベース本体114といった処理チャンバ100の他の構成要素とは別に加熱されるガスインジェクタ108によって、当該ガスインジェクタ108を流過するガスのより制御された加熱が可能となる。ガスは、本明細書に記載の加熱要素530を使用して、処理空間に入る直前に所望のプロセス温度まで加熱することができる。ガスインジェクタ108を加熱することは概して、ジクロロシラン又はトリクロロシランといった、安定した又は非反応性の前駆体をガスインジェクタ108を介して流すときに利用される。加熱要素530は、ガスインジェクタ108、及びガスインジェクタ108を流過するガスを、約400℃未満の温度まで、例えば約100℃~約400℃、例えば約150℃~約300℃、例えば約200℃~約300℃の温度まで加熱するよう構成されている。各ガスインジェクタ108を個別に加熱することで、個々のガスインジェクタ108を流過するプロセスガスを制御することがさらに可能となり、これにより、1つ以上のガスインジェクタ108を流過するプロセスガスが、他のガスインジェクタ108を流過するプロセスガスとは異なる温度まで加熱される。加熱要素530によって、基板の上に流す前に未完成のまま消費することなく、ガスを予熱することが可能となる。 A heating element 530 located within each gas injector 108 allows preheating of the mixed or process gas entering the processing space 110 (FIG. 1). Gas injector 108, which is heated separately from other components of processing chamber 100, such as injection ring 116 and base body 114, allows for more controlled heating of the gas flowing past gas injector 108. The gas may be heated to the desired process temperature immediately prior to entering the processing space using heating elements 530 as described herein. Heating the gas injector 108 is generally utilized when flowing stable or non-reactive precursors, such as dichlorosilane or trichlorosilane, through the gas injector 108. The heating element 530 heats the gas injector 108 and the gas flowing through the gas injector 108 to a temperature of less than about 400°C, such as from about 100°C to about 400°C, such as from about 150°C to about 300°C, such as about 200°C. It is configured to heat to a temperature of ~300°C. Heating each gas injector 108 individually further allows for control of the process gas flowing through each individual gas injector 108 such that the process gas flowing through one or more gas injectors 108 The process gas flowing through the other gas injectors 108 is heated to a different temperature. The heating element 530 allows the gas to be preheated before flowing over the substrate without being consumed unfinished.

図5Dは、本開示の実施形態に係る、図5Aのガスインジェクタ108の第1の側からの概略的な側面図である。ガスインジェクタ108は、インジェクタ基体502の前面512に面して示されている。前面512を貫通して、ガス導入通路514、加熱要素530用の1つ以上の開口部528、及び1つ以上の取り付けファスナ507が配置されている。ガス導入通路514は、当該ガス導入通路514が開口部528間の中央に位置されるように、開口部528の間に配置されている。2つの開口部528が示されており、加熱要素530が各開口部528内に配置されている。各開口部528及びガス導入通路514は、インジェクタ挿入部500の外面504より内側に配置されている。 FIG. 5D is a schematic side view from a first side of the gas injector 108 of FIG. 5A, according to an embodiment of the present disclosure. Gas injector 108 is shown facing front side 512 of injector base 502 . Disposed through the front surface 512 are a gas introduction passage 514, one or more openings 528 for a heating element 530, and one or more mounting fasteners 507. The gas introduction passage 514 is arranged between the openings 528 such that the gas introduction passage 514 is centrally located between the openings 528. Two openings 528 are shown, with a heating element 530 disposed within each opening 528. Each opening 528 and gas introduction passage 514 are arranged inside the outer surface 504 of the injector insertion section 500.

1つ以上の取り付けファスナ507は、ガスインジェクタ108を注入リング116に取り付けて、ガスインジェクタ108を定位置に保持するために使用される。1つ以上の取り付けファスナ507は、フック、留め具、固定ピン、ラッチ、ねじ、又はボルトを含みうる。他の種類のファスナも想定される。1つ以上の取り付けファスナ507が、インジェクタ基体502を貫通して配置される。1つ以上の取り付けファスナ507が、少なくとも前面512を貫通して配置される。本明細書で示される1つ以上の取り付けファスナ507は、2つの取り付けファスナ507である。2つの取り付けファスナ507は、インジェクタ基体502の両側に、かつガス導入通路514の両側に配置されている。2つの取り付けファスナ507は、インジェクタ基体502を貫通して配置された開口部528より外側に配置されている。 One or more attachment fasteners 507 are used to attach gas injector 108 to injection ring 116 and hold gas injector 108 in place. One or more attachment fasteners 507 may include hooks, fasteners, securing pins, latches, screws, or bolts. Other types of fasteners are also envisioned. One or more attachment fasteners 507 are disposed through the injector base 502. One or more attachment fasteners 507 are disposed through at least the front surface 512. The one or more attachment fasteners 507 shown herein are two attachment fasteners 507. Two mounting fasteners 507 are located on either side of the injector base 502 and on either side of the gas introduction passage 514. Two mounting fasteners 507 are located outside an opening 528 located through the injector base 502.

一部の実施形態において、加熱要素530又は取り付けファスナ507が追加的に利用される。前面512を貫通して配置された開口部528によって、加熱要素530を個別に電源(図示せず)に接続することが可能となる。ガス導入通路514によって、第1のプロセスガス供給源174又は第2のプロセスガス供給源176といったガス供給源を、拡散通路516に流体的に結合してプロセスガスを供給することが可能となる。 In some embodiments, heating elements 530 or attachment fasteners 507 are additionally utilized. An opening 528 located through the front surface 512 allows the heating elements 530 to be individually connected to a power source (not shown). Gas introduction passageway 514 allows a gas source, such as first process gas source 174 or second process gas source 176, to be fluidly coupled to diffusion passageway 516 to supply process gas.

図5Eは、本開示の実施形態に係る、図5Aのガスインジェクタ108の第2の側からの概略的な側面図である。ガスインジェクタ108は、インジェクタ挿入部500の注入面510に面して示されている。示されるように、出口開口部508が注入面510内に配置されている。1つ以上の取り付けファスナ507が、インジェクタ基体502を貫通してさらに配置されている。 FIG. 5E is a schematic side view from a second side of the gas injector 108 of FIG. 5A, according to an embodiment of the present disclosure. Gas injector 108 is shown facing injection face 510 of injector insert 500. As shown, an outlet opening 508 is located within the injection surface 510. One or more attachment fasteners 507 are further disposed through the injector base 502.

注入面510の高さH、従ってインジェクタ挿入部500の高さは、約5mm~約12mm、例えば約6mm~約11mm、例えば約7mm~約10mmである。高さHは、インジェクタ通路408の高さと同様であり、インジェクタ挿入部500をインジェクタ通路408に挿入することを可能にする。注入面510の幅W、従ってインジェクタ挿入部500の幅は、約50mm~約100mm、例えば約60mm~約90mm、例えば約70mm~約90mmである。幅Wは、インジェクタ通路408の幅と同様であり、インジェクタ挿入部500をインジェクタ通路408に挿入することを可能にする。幅Wによってさらに、処理チャンバ100内で利用されるガスインジェクタ108の数が決定される。注入面500の高さHと幅Wとの比率は、約1:15~約1:5であり、例えば約1:12~約1:8、例えば約1:10である。高さHと幅Wとの比率が、インジェクタ挿入部500から出るガスの均一な広がりの形成を助ける。 The height H 3 of the injection surface 510, and thus the height of the injector insert 500, is about 5 mm to about 12 mm, such as about 6 mm to about 11 mm, such as about 7 mm to about 10 mm. The height H 3 is similar to the height of the injector passage 408 and allows the injector insert 500 to be inserted into the injector passage 408 . The width W 5 of the injection surface 510, and thus the width of the injector insert 500, is about 50 mm to about 100 mm, such as about 60 mm to about 90 mm, such as about 70 mm to about 90 mm. The width W 5 is similar to the width of the injector passage 408 and allows the injector insert 500 to be inserted into the injector passage 408 . Width W 5 further determines the number of gas injectors 108 utilized within processing chamber 100 . The ratio of height H 3 to width W 5 of injection surface 500 is about 1:15 to about 1:5, such as about 1:12 to about 1:8, such as about 1:10. The ratio of height H 3 to width W 5 helps create a uniform spread of gas exiting the injector insert 500.

ガスインジェクタ108の出口開口部508は、約50mm~約100mm、例えば約70mm~約90mmの幅Wを含む。出口開口部508の幅Wは、単一のガスインジェクタ108からのガスの分配を制御するよう構成されている。幅Wは、使用されるガスインジェクタ108がより少ないときには広くなり、使用されるガスインジェクタ108がより多いときには狭くなりうる。出口開口部508の高さHは、約2mm~約8mm、例えば約3mm~約7mm、例えば約3mm~約6mmである。出口開口部508の高さHは、分配システム515の残りの部分の高さと等しい。一部の実施形態において、高さHが分配システム515を通して変化する。 The outlet opening 508 of the gas injector 108 includes a width W 6 of about 50 mm to about 100 mm, such as about 70 mm to about 90 mm. The width W 6 of the outlet opening 508 is configured to control the distribution of gas from a single gas injector 108 . The width W 6 may be wider when fewer gas injectors 108 are used and narrower when more gas injectors 108 are used. The height H 4 of the outlet opening 508 is about 2 mm to about 8 mm, such as about 3 mm to about 7 mm, such as about 3 mm to about 6 mm. The height H 4 of the outlet opening 508 is equal to the height of the rest of the distribution system 515. In some embodiments, the height H 4 varies throughout the distribution system 515.

図6Aは、本開示の第2の実施形態に係る、他の実施形態によるガスインジェクタ108の概略的な等角図である。図6A~図6Bのガスインジェクタ108は、ガスインジェクタ108と類似しているが、インジェクタ挿入部500が、多層インジェクタ挿入部600に置き換えられている。多層インジェクタ挿入部600は、図5A~図5Cのインジェクタ挿入部500と同様であるが、二層のガス流を有しており、第1の広がりのガス流(first sheet of gas flow)が、第2の広がりのガス流(second sheet of gas flow)の下に配置されている。インジェクタ挿入部600は、2つの分配システム515を含み、これにより、第1の分配システム515が、本明細書に記載するように、第2の分配システム515の上に重ねられている。 FIG. 6A is a schematic isometric view of another embodiment of a gas injector 108 according to a second embodiment of the present disclosure. The gas injector 108 of FIGS. 6A-6B is similar to the gas injector 108, but the injector insert 500 is replaced with a multilayer injector insert 600. Multilayer injector insert 600 is similar to injector insert 500 of FIGS. 5A-5C, but has two layers of gas flow, with a first sheet of gas flow: It is located below a second sheet of gas flow. Injector insert 600 includes two distribution systems 515 such that a first distribution system 515 is superimposed on a second distribution system 515 as described herein.

図6A~図6Bのガスインジェクタ108は、インジェクタ基体502、及び多層インジェクタ挿入部600を含む。多層インジェクタ挿入部600は、インジェクタ基体502に接続されており、図5A~図5Cのインジェクタ挿入部500と同様のやり方で、インジェクタ通路408(図4A)のうちの1つに嵌め込まれるよう構成されている。インジェクタ挿入部600を有する各ガスインジェクタ108は、ガス出口178内に、第1の出口開口部608a及び第2の出口開口部608bを含み、これにより、インジェクタ基体502とは反対側の多層インジェクタ挿入部600の遠位端に配置された、2つの別個のガス出口が存在する。第1の出口開口部608aと第2の出口開口部608bのそれぞれには、第1のプロセスガス供給源174及び第2のプロセスガス供給源176といった、別々のプロセスガス供給源から別々のプロセスガスが供給される。 Gas injector 108 of FIGS. 6A-6B includes an injector base 502 and a multilayer injector insert 600. Gas injector 108 of FIGS. Multilayer injector insert 600 is connected to injector base 502 and is configured to fit into one of injector passageways 408 (FIG. 4A) in a manner similar to injector insert 500 of FIGS. 5A-5C. ing. Each gas injector 108 with an injector insert 600 includes a first outlet opening 608a and a second outlet opening 608b within the gas outlet 178, thereby providing a multilayer injector insert opposite the injector body 502. There are two separate gas outlets located at the distal end of section 600. Each of the first outlet opening 608a and the second outlet opening 608b receives a separate process gas from a separate process gas supply, such as a first process gas supply 174 and a second process gas supply 176. is supplied.

多層インジェクタ挿入部600とインジェクタ基体502の双方は、プロセスガスに対する反応性が低く、耐久性が高く、熱伝導率が高い材料で形成されている。インジェクタ基体502及び多層インジェクタ挿入部600の形成に適した材料は、炭化ケイ素、ニッケル、ステンレス鋼、アルミニウム、及び石英を含む。 Both the multilayer injector insert 600 and the injector base 502 are formed from materials that have low reactivity to process gases, high durability, and high thermal conductivity. Suitable materials for forming injector substrate 502 and multilayer injector insert 600 include silicon carbide, nickel, stainless steel, aluminum, and quartz.

多層インジェクタ挿入部600は、インジェクタ基体502の裏面506から延在する。多層インジェクタ挿入部600は、外面604、及び注入面610を有する。ガス出口178は、注入面610を貫通して配置されている。注入面610は、多層インジェクタ挿入部600のベース601及びインジェクタベース502とは反対側の、多層インジェクタ挿入部600の遠位端に配置されている。多層インジェクタ挿入部600の外面604は、インジェクタ通路408のうちの1つの内部に収まるよう構成されている。多層インジェクタ挿入部600の外面604及び注入面610の断面は、スタジアム形状、又はオブラウンド形状をしている。一部の実施形態において、外面604及び注入面610の断面が、楕円形、又は、矩形、平行四辺形、台形といった四辺形である。他の形状による外面604及び注入面610の断面も想定され、有効でありうる。多層インジェクタ挿入部600は、外面604のうち上面605及び底面603を含む。上面605及び底面603は、上面505及び底面503と同様である。 A multilayer injector insert 600 extends from the backside 506 of the injector base 502. Multilayer injector insert 600 has an outer surface 604 and an injection surface 610. Gas outlet 178 is disposed through injection surface 610 . Injection surface 610 is located at the distal end of multilayer injector insert 600 opposite base 601 and injector base 502 of multilayer injector insert 600 . The outer surface 604 of the multilayer injector insert 600 is configured to fit within one of the injector passageways 408. The cross section of the outer surface 604 and injection surface 610 of the multilayer injector insert 600 has a stadium shape or an obround shape. In some embodiments, the cross-sections of outer surface 604 and injection surface 610 are elliptical or quadrilateral, such as rectangular, parallelogram, or trapezoid. Other shapes of the outer surface 604 and injection surface 610 cross-sections are also contemplated and may be useful. The multilayer injector insert 600 includes an outer surface 604 including a top surface 605 and a bottom surface 603 . Top surface 605 and bottom surface 603 are similar to top surface 505 and bottom surface 503.

インジェクタ挿入部600のガス出口178は、第1の出口開口部608a及び第2の出口開口部608bを含む。第1の出口開口部608a及び第2の出口開口部608bは、多層インジェクタ挿入部600の外面604を貫通して配置されている。第1の出口開口部608aと第2の出口開口部608bのそれぞれは、当該第1の出口開口部608a及び第2の出口開口部608bを通って駆動されるガスを分配して、基板の表面にわたってガスの2つのシート状の広がり(two sheets of gas)を形成するように、成形されている。図6A~図6Bの実施形態では、第1の出口開口部608aが、第2の出口開口部608bの下に配置されている。第1の出口開口部608aは、第2の出口開口部608bに対して平行に配置されている。第1の出口開口部608aと第2の出口開口部608bのそれぞれは、別々のガスカーテン又はガスの広がりを提供するよう構成されている。 Gas outlet 178 of injector insert 600 includes a first outlet opening 608a and a second outlet opening 608b. A first outlet opening 608a and a second outlet opening 608b are disposed through the outer surface 604 of the multilayer injector insert 600. Each of the first and second outlet openings 608a and 608b distributes the gas driven through the first and second outlet openings 608a and 608b to the surface of the substrate. It is shaped so as to form two sheets of gas across the gas. In the embodiment of FIGS. 6A-6B, the first outlet opening 608a is located below the second outlet opening 608b. The first outlet opening 608a is arranged parallel to the second outlet opening 608b. Each of the first outlet opening 608a and the second outlet opening 608b is configured to provide a separate gas curtain or spread.

各別々のガスシート(gas sheet)は、互いに対して平行に吐出され、処理空間110(図1)に入った後にのみ混合する。各ガスシートの経路は、インジェクタ挿入部600内を流過する間、分離されている。幾つかの実施形態において、第1の出口開口部608a及び第2の出口開口部608bの一方又は両方が、当該第1の出口開口部608a又は第2の出口開口部608bを出るガスを、対向する出口開口部608a、608bを出るガス流に向かって方向付けるように、配置される。このことにより、出口開口部608a、608bを出るプロセスガスの2つのカーテンの間のガス混合を向上させることができる。 Each separate gas sheet is discharged parallel to each other and mixes only after entering the processing space 110 (FIG. 1). The paths of each gas sheet are separated while flowing through the injector insert 600. In some embodiments, one or both of the first outlet aperture 608a and the second outlet aperture 608b directs gas exiting the first outlet aperture 608a or the second outlet aperture 608b in opposite directions. The outlet openings 608a, 608b are arranged to direct the exiting gas flow. This can improve gas mixing between the two curtains of process gas exiting the outlet openings 608a, 608b.

図6Bは、本開示の実施形態に係る、他の平面を通る図6Aのガスインジェクタ108の概略的な断面図である。本明細書に記載の実施形態では、第1のガス導入通路614a及び第2のガス導入通路614bが存在する。第1のガス導入通路614a及び第2のガス導入通路614bに結合された1つ以上のガス接続は、第1のプロセスガス供給源174又は第2のプロセスガス供給源176のいずれかでありうる。一部の実施形態において、第1のガス導入通路614aが第1のプロセスガス供給源174に結合されており、第2のガス導入通路614bが第2のプロセスガス供給源176に結合されている。第1のガス導入通路614aと第2のガス導入通路614bの双方は、図5B及び図5Cのガス導入通路514と同様である。 FIG. 6B is a schematic cross-sectional view of the gas injector 108 of FIG. 6A through another plane, according to an embodiment of the present disclosure. In the embodiments described herein, there is a first gas introduction passage 614a and a second gas introduction passage 614b. The one or more gas connections coupled to the first gas introduction passageway 614a and the second gas introduction passageway 614b can be either the first process gas source 174 or the second process gas source 176. . In some embodiments, the first gas introduction passage 614a is coupled to the first process gas supply 174 and the second gas introduction passage 614b is coupled to the second process gas supply 176. . Both the first gas introduction passage 614a and the second gas introduction passage 614b are similar to the gas introduction passage 514 of FIGS. 5B and 5C.

第1のガス導入通路614aと第2のガス導入通路614bのそれぞれは、別体の別個のガス通路である。第1のガス導入通路614aは単一のガス通路であり、前面512に接続されたガスラインからのプロセスガスを移送する。第2のガス導入通路614bは、第1のガス導入通路614aと同様であり、前面512に接続された第2のラインからの第2のプロセスガスを移送する単一のガス通路である。第1のガス導入通路614aは、第1の拡散通路616aと流体連通するよう構成されている。第2のガス導入通路614bは、多層インジェクタ挿入部600内に配置された第2の拡散通路616bと流体連通している。第1の拡散通路616aと第2の拡散通路616bの双方は、図5Cの拡散通路516と同様である。第1の拡散通路616aと第2の拡散通路616bとは、幾つかの実施形態において、異なるパターンを有することができ、これにより、第1の拡散通路616aのパターンは、第2の拡散通路616bのパターンとは異なっている。第1の拡散通路616aは、第2の拡散通路616bの下方に配置されている。 Each of the first gas introduction passage 614a and the second gas introduction passage 614b is a separate and separate gas passage. The first gas introduction passage 614a is a single gas passage and transports process gas from a gas line connected to the front face 512. The second gas introduction passageway 614b is similar to the first gas introduction passageway 614a and is a single gas passageway that transports a second process gas from a second line connected to the front surface 512. The first gas introduction passageway 614a is configured to be in fluid communication with the first diffusion passageway 616a. The second gas introduction passageway 614b is in fluid communication with a second diffusion passageway 616b located within the multilayer injector insert 600. Both first diffusion passage 616a and second diffusion passage 616b are similar to diffusion passage 516 of FIG. 5C. The first diffusion passage 616a and the second diffusion passage 616b can have different patterns in some embodiments such that the pattern of the first diffusion passage 616a is different from that of the second diffusion passage 616b. The pattern is different from that of The first diffusion passage 616a is arranged below the second diffusion passage 616b.

第1の拡散通路616a及び第2の拡散通路616bのそれぞれによって形成される4~16個の経路が存在し、例えば4~12個の経路、例えば6~10個の経路、例えば8個の経路が存在する。 There are 4 to 16 paths formed by each of the first diffusion path 616a and the second diffusion path 616b, for example 4 to 12 paths, for example 6 to 10 paths, for example 8 paths. exists.

第1の拡散通路616aの各経路は、第1の下方プレナム618aに通じている。第2の拡散通路616bの各経路は、第1の上方プレナム618bに通じている。第1の下方プレナム618aと第1の下方プレナム618bとは、2つの別個の空間であり、それぞれ、第1の拡散通路616a及び第2の拡散通路616bの遠位端に配置されている。第1の下方プレナム618a及び第1の上方プレナム618bは、図5B及び図5Cの第1のプレナム518と同様である。下方フィンアレイ620aが、第1の拡散通路616aからの第1の下方プレナム618aとは反対側の、第1の下方プレナム618aの遠位端に配置されている。上方フィンアレイ620bは、第1の上方プレナム618bの遠位端に配置されている。下方フィンアレイ620a及び上方フィンアレイ620bのそれぞれは、図5B及び図5Cのフィンアレイ520と同様であり、それぞれが複数のフィンを含む。 Each path of first diffusion passages 616a communicates with a first lower plenum 618a. Each path of second diffusion passages 616b communicates with first upper plenum 618b. A first lower plenum 618a and a first lower plenum 618b are two separate spaces located at the distal ends of the first diffusion passageway 616a and the second diffusion passageway 616b, respectively. The first lower plenum 618a and the first upper plenum 618b are similar to the first plenum 518 of FIGS. 5B and 5C. A lower fin array 620a is disposed at the distal end of the first lower plenum 618a opposite the first lower plenum 618a from the first diffusion passageway 616a. Upper fin array 620b is located at the distal end of first upper plenum 618b. Each of lower fin array 620a and upper fin array 620b is similar to fin array 520 of FIGS. 5B and 5C, and each includes a plurality of fins.

下方フィンアレイ620aのすぐ下流には、第2の下方プレナム622aが存在する。上方フィンアレイ620bのすぐ下流には、第2の上方プレナム622bが存在する。第2の下方プレナム622aと第2の上方プレナム622bは、それぞれ、下方フィンアレイ620a及び上方フィンアレイ620bの遠位端に配置された空間である。第2の下方プレナム622a及び第2の上方プレナム622bは、図5B及び図5Cの第2のプレナム522と同様である。 Immediately downstream of the lower fin array 620a is a second lower plenum 622a. Immediately downstream of the upper fin array 620b is a second upper plenum 622b. Second lower plenum 622a and second upper plenum 622b are spaces located at the distal ends of lower fin array 620a and upper fin array 620b, respectively. The second lower plenum 622a and the second upper plenum 622b are similar to the second plenum 522 of FIGS. 5B and 5C.

下方バッフルアレイ624a及び上方バッフルアレイ624bが、図5Cのバッフル535と同様の複数のバッフルから形成されている。下方バッフルアレイ624aは、下方フィンアレイ620aから最も遠い、第2の下方プレナム622aの遠位端に配置されている。上方バッフルアレイ624bは、下方フィンアレイ620bから最も遠い、第2の上方プレナム622bの遠位端に配置されている。第3の下方プレナム626a及び第3の上方プレナム626bが、それぞれ、下方バッフルアレイ624a及び上方バッフルアレイ624bから延在する。第3の下方プレナム626aは、下方バッフルアレイ624aと第1の出口開口部608aとの間に延在する空間である。第3の上方プレナム626bは、上方バッフルアレイ624bと第2の出口開口部608bとの間に延在する空間である。第3の下方プレナム626aと第3の上方プレナム626bのそれぞれは、第3のプレナム526と同様である。 Lower baffle array 624a and upper baffle array 624b are formed from a plurality of baffles similar to baffle 535 of FIG. 5C. Lower baffle array 624a is located at the distal end of second lower plenum 622a furthest from lower fin array 620a. Upper baffle array 624b is located at the distal end of second upper plenum 622b furthest from lower fin array 620b. A third lower plenum 626a and a third upper plenum 626b extend from the lower baffle array 624a and the upper baffle array 624b, respectively. Third lower plenum 626a is a space extending between lower baffle array 624a and first outlet opening 608a. Third upper plenum 626b is a space extending between upper baffle array 624b and second outlet opening 608b. Each of third lower plenum 626a and third upper plenum 626b is similar to third plenum 526.

図6A及び図6Bには示されていないが、多層インジェクタ挿入部600は、図5Cの加熱要素530と同様の1つ以上の加熱要素をさらに含む。多層インジェクタ挿入部600内の通路、プレナム、フィン、及びバッフルのパターンと分布は、図5A~図5Cの実施形態に関して先に記載したものと同様である。スペースが許す限り、多層インジェクタ挿入部600内には3つ以上の層が存在しうる。一部の実施形態において、処理空間110に3つの別個のガスシートを注入するための3つの層、又は処理空間110に4つの別個のガスシートを注入するための4つの層が存在する。 Although not shown in FIGS. 6A and 6B, multilayer injector insert 600 further includes one or more heating elements similar to heating element 530 of FIG. 5C. The pattern and distribution of passages, plenums, fins, and baffles within multilayer injector insert 600 are similar to those described above with respect to the embodiment of FIGS. 5A-5C. There may be more than two layers within multilayer injector insert 600, space permitting. In some embodiments, there are three layers for injecting three separate sheets of gas into the processing space 110, or four layers for injecting four separate sheets of gas into the processing space 110.

図6Cは、本開示の実施形態に係る、図6Aのガスインジェクタ108の第1の側からの概略的な側面図である。ガスインジェクタ108は、インジェクタ基体502の前面512に面して示されている。先に図5Dを参照して述べたのと同様に、ガスインジェクタ108は、加熱要素530のための1つ以上の開口部528と、1つ以上の取り付けファスナ507と、を含む。ガス導入通路514が、第1のガス導入通路614a及び第2のガス導入通路614bと置き換えられている。第2のガス導入通路614bは、第1のガス導入通路614aの上方に配置されている。第1のガス導入通路614a及び第2のガス導入通路614bの双方は、開口部528間に、かつ加熱要素530間に配置されている。第1のガス導入通路614a及び第2のガス導入通路614bは、多層インジェクタ挿入部600の外面604より内部に存在する。多層インジェクタ挿入部600の高さは、ガス通路の追加の層を補うために調整することができ、又は、各ガス通路は狭くすることができる。 FIG. 6C is a schematic side view from a first side of the gas injector 108 of FIG. 6A, according to an embodiment of the present disclosure. Gas injector 108 is shown facing front side 512 of injector base 502 . Similar to that described above with reference to FIG. 5D, gas injector 108 includes one or more openings 528 for heating elements 530 and one or more attachment fasteners 507. Gas introduction passage 514 has been replaced by first gas introduction passage 614a and second gas introduction passage 614b. The second gas introduction passage 614b is arranged above the first gas introduction passage 614a. Both the first gas introduction passage 614a and the second gas introduction passage 614b are disposed between the openings 528 and between the heating elements 530. The first gas introduction passage 614a and the second gas introduction passage 614b exist inside the outer surface 604 of the multilayer injector insertion portion 600. The height of multi-layer injector insert 600 can be adjusted to compensate for additional layers of gas passages, or each gas passage can be narrowed.

図6Dは、本開示の実施形態に係る、図6Aのガスインジェクタの第2の側からの概略的な側面図である。ガスインジェクタ108は、多層インジェクタ挿入部600の注入面610に面して示されている。示されるように、第1の出口開口部608a及び第2の出口開口部608bは、注入面610の範囲内に配置されている。 FIG. 6D is a schematic side view from a second side of the gas injector of FIG. 6A, according to an embodiment of the present disclosure. Gas injector 108 is shown facing injection face 610 of multilayer injector insert 600. As shown, first outlet opening 608a and second outlet opening 608b are located within injection surface 610.

注入面610の高さH、従ってインジェクタ挿入部600の高さは、約5mm~約15mm、例えば約6mm~約12mm、例えば約8mm~約12mmである。高さHは、インジェクタ通路408の高さと同様であり、インジェクタ挿入部600をインジェクタ通路408に挿入することを可能にする。注入面610の幅Wは、注入面510の幅Wと同様である。幅Wは、インジェクタ通路408の幅と同様であり、インジェクタ挿入部600をインジェクタ通路408に挿入することを可能にする。注入面600の高さHと幅Wとの比率は、約1:7~約1:20であり、例えば約1:8~約1:16、例えば約1:10~約1:15である。高さHと幅Wとの比率が、インジェクタ挿入部600から出るガスの均一な広がりの形成を助ける。 The height H 5 of the injection surface 610 and thus the height of the injector insert 600 is between about 5 mm and about 15 mm, such as between about 6 mm and about 12 mm, such as between about 8 mm and about 12 mm. The height H 5 is similar to the height of the injector passage 408 and allows the injector insert 600 to be inserted into the injector passage 408 . The width W 5 of the injection surface 610 is similar to the width W 5 of the injection surface 510 . The width W 5 is similar to the width of the injector passage 408 and allows the injector insert 600 to be inserted into the injector passage 408 . The ratio of the height H 5 to the width W 5 of the injection surface 600 is about 1:7 to about 1:20, for example about 1:8 to about 1:16, for example about 1:10 to about 1:15. It is. The ratio of height H 5 to width W 5 helps create a uniform spread of gas exiting the injector insert 600.

第1の出口開口部608aと第2の出口開口部608bのそれぞれの幅Wは、出口開口部508の幅Wと同様である。第1の出口開口部608aと第2の出口開口部608bのそれぞれは、高さHをさらに含む。高さHは、約2mm~約8mm、例えば約3mm~約7mm、例えば約3mm~約6mmである。出口開口部608a、608bの高さHは、各分配システム515の残りの部分の高さと等しい。一部の実施形態において、高さHが分配システム515を通して変化する。 The width W 6 of each of the first outlet opening 608a and the second outlet opening 608b is similar to the width W 6 of the outlet opening 508. Each of the first outlet opening 608a and the second outlet opening 608b further includes a height H6 . The height H 6 is about 2 mm to about 8 mm, such as about 3 mm to about 7 mm, such as about 3 mm to about 6 mm. The height H 6 of the outlet openings 608a, 608b is equal to the height of the remainder of each distribution system 515. In some embodiments, the height H 6 varies throughout the distribution system 515.

図7Aは、本開示の実施形態に係る、ガス供給アセンブリ700の概略的なガスフロー図である。ガス供給アセンブリ700は、第1のプロセスガス供給源174及び第2のプロセスガス供給源176のうちの1つの代わりに又は当該1つと共に使用することができる。1つ以上のガス供給アセンブリ700は、1つ以上のガスインジェクタ108を介して、処理空間110にプロセスガスを供給するよう構成されている。ガス供給アセンブリ700は、プロセスガス供給源702から処理空間110への前駆体の分圧及び流量を制御する際に支援する。プロセスガス供給源702からのガスの分圧を制御することで、処理空間110の様々な領域に流入するプロセスガスの濃度を制御することが可能となる。ガス供給アセンブリ700は、ガス供給アセンブリ700の様々なアームを流過するプロセスガス及び前駆体の流量及び分圧(即ち濃度)を別々に制御することを可能とする。ユーザは、同じ流量の特定のプロセスガスを様々な分圧/濃度で供給するよう、ガス供給アセンブリ700の様々なアーム又は導管を構成することが可能である。 FIG. 7A is a schematic gas flow diagram of a gas supply assembly 700, according to an embodiment of the present disclosure. Gas supply assembly 700 can be used in place of or in conjunction with one of first process gas source 174 and second process gas source 176. One or more gas supply assemblies 700 are configured to supply process gases to processing space 110 via one or more gas injectors 108. Gas supply assembly 700 assists in controlling the partial pressure and flow rate of precursors from process gas supply 702 to processing space 110 . Controlling the partial pressure of the gas from the process gas supply 702 allows the concentration of process gas flowing into various regions of the processing space 110 to be controlled. Gas supply assembly 700 allows the flow rates and partial pressures (ie, concentrations) of process gases and precursors flowing through the various arms of gas supply assembly 700 to be separately controlled. A user may configure different arms or conduits of gas supply assembly 700 to supply the same flow rate of a particular process gas at different partial pressures/concentrations.

ガス供給アセンブリ700は、圧力コントローラ704に流体的に結合されたプロセスガス供給源702と、圧力コントローラ704に流体的に結合されたガスリザーバ706と、ガスリザーバ706及び排気ポンプ734に流体的に結合され、かつガスリザーバ706と排気ポンプ734との間に配置された排気誘導バルブ708と、を含む。複数のスプリッタバルブ726a~726fが、ガスリザーバ706及び処理空間110に流体的に接続されている。複数のスプリッタバルブ726a~726fは、ガスリザーバ706に対して並列に結合されている。複数のスプリッタバルブ726a~726fの各スプリッタバルブ726a~726fは、バルブコントローラ724a~724fに接続されている。バルブコントローラ724a~724fは、ガスリザーバ706から各スプリッタバルブ726a~726fを通る体積流量を制御する。 The gas supply assembly 700 includes a process gas supply 702 fluidly coupled to a pressure controller 704 , a gas reservoir 706 fluidly coupled to the pressure controller 704 , and a gas reservoir 706 and an evacuation pump 734 . and an exhaust induction valve 708 disposed between the gas reservoir 706 and the exhaust pump 734. A plurality of splitter valves 726a-726f are fluidly connected to gas reservoir 706 and processing space 110. A plurality of splitter valves 726a-726f are coupled in parallel to gas reservoir 706. Each splitter valve 726a-726f of the plurality of splitter valves 726a-726f is connected to a valve controller 724a-724f. Valve controllers 724a-724f control the volumetric flow rate from gas reservoir 706 through each splitter valve 726a-726f.

キャリアガス供給源728が、複数の混合点732に流体的に結合されている。複数の混合点732は、キャリアガス供給源728と処理空間110との間、及び複数のスプリッタバルブ726a~726fと処理空間110との間に配置されている。スプリッタバルブ726a~726fからのガスと、キャリアガス供給源728からのガスは、ガスインジェクタ108に供給される前に、混合点732で合わされる。 A carrier gas source 728 is fluidly coupled to the plurality of mixing points 732. A plurality of mixing points 732 are disposed between the carrier gas source 728 and the processing space 110 and between the plurality of splitter valves 726a-726f and the processing space 110. Gas from splitter valves 726a-726f and gas from carrier gas source 728 are combined at mixing point 732 before being supplied to gas injector 108.

プロセスガス供給源702は、ガスパネル、又は単一のプロセスガス供給源702でありうる。プロセスガス供給源702は、ケイ素含有ガス、ゲルマニウム含有ガス、窒素含有ガス、炭素含有ガス、酸素含有ガスといったプロセスガスを供給するよう構成されている。他の種類のプロセスガスも考えられる。プロセスガス供給源702は、プロセスガスを所定の濃度及び流量で供給するよう構成されており、これにより、プロセスガス中の成分の質量流量は、プロセスガス供給源702によって制御される。プロセスガス供給源702は、プロセスガス導管714を介して圧力コントローラ704に流体的に結合されている。圧力コントローラ704は、ガスリザーバ706内に貯えられたガスの圧力を制御するよう構成される。圧力コントローラ704は、ガスリザーバ706内の圧力を制御する。圧力コントローラ704は、ガスリザーバ706を出て処理空間110に入るガスを考慮するために、圧力コントローラ704及び排気誘導バルブ708を通るプロセスガスの流れを制御する。 Process gas supply 702 can be a gas panel or a single process gas supply 702. Process gas supply 702 is configured to supply process gases such as silicon-containing gases, germanium-containing gases, nitrogen-containing gases, carbon-containing gases, and oxygen-containing gases. Other types of process gases are also contemplated. Process gas supply 702 is configured to supply a process gas at a predetermined concentration and flow rate such that the mass flow rate of components in the process gas is controlled by process gas supply 702 . Process gas supply 702 is fluidly coupled to pressure controller 704 via process gas conduit 714 . Pressure controller 704 is configured to control the pressure of gas stored within gas reservoir 706 . Pressure controller 704 controls the pressure within gas reservoir 706. Pressure controller 704 controls the flow of process gas through pressure controller 704 and exhaust diversion valve 708 to account for gas leaving gas reservoir 706 and entering processing space 110 .

圧力コントローラ704は、リザーバ供給導管716によってガスリザーバ706に流体的に結合されている。リザーバ供給導管716は、圧力コントローラ704とガスリザーバ706との間でガスを移送する。ガスリザーバ706は、加圧されたガスのリザーバである。ガスリザーバ706は、約10psi~約65psi、例えば約10psi~約60psi、例えば約14psi~約50psiの圧力で保持される。ガスリザーバ706は、一定の圧力を維持するよう構成されている。一定の圧力は、スプリッタバルブ726a~726fを通るプロセスガスの脈動を制御する際に役立つ。ガスリザーバ706は、チャンバ又はタンクであり、基板処理工程中に、約100cmを超えるプロセスガスを保持するよう構成されている。ガスリザーバ706は、約100cm~約750cm、例えば約100cm~約500cmの空間を有する。ガスリザーバ706は、プロセスガス供給源702によって導入されるガスの均一な混合を可能とするのに十分な大きさである。ガスリザーバ706は、約100sccm~約500sccmの流量を連続的に通過させられるよう構成されうる。 Pressure controller 704 is fluidly coupled to gas reservoir 706 by reservoir supply conduit 716. Reservoir supply conduit 716 transfers gas between pressure controller 704 and gas reservoir 706. Gas reservoir 706 is a pressurized gas reservoir. Gas reservoir 706 is maintained at a pressure of about 10 psi to about 65 psi, such as about 10 psi to about 60 psi, such as about 14 psi to about 50 psi. Gas reservoir 706 is configured to maintain a constant pressure. The constant pressure helps in controlling the pulsation of process gas through the splitter valves 726a-726f. Gas reservoir 706 is a chamber or tank configured to hold greater than about 100 cm 3 of process gas during substrate processing steps. Gas reservoir 706 has a space of about 100 cm 3 to about 750 cm 3 , such as about 100 cm 3 to about 500 cm 3 . Gas reservoir 706 is large enough to allow uniform mixing of the gases introduced by process gas supply 702. Gas reservoir 706 can be configured to have a flow rate of about 100 sccm to about 500 sccm continuously passed therethrough.

ガスリザーバ706内の圧力が、所定の限界値を超えた場合には、圧力コントローラ704は、排気バルブコントローラ712を介して排気誘導バルブ708と通信する。排気バルブコントローラ712は、排気誘導バルブ708に結合されており、排気誘導バルブ708を開閉して、ガスリザーバ706から排気ポンプ734へのプロセスガスの流出を増減させる。排気ポンプ734は、排気導管720を介して排気誘導バルブ708に結合されている。排気導管720はまた、排気モジュール165及び下方チャンバ排気通路164を、排気ポンプ734に流体的に結合する。 If the pressure within gas reservoir 706 exceeds a predetermined limit, pressure controller 704 communicates with exhaust diversion valve 708 via exhaust valve controller 712 . Exhaust valve controller 712 is coupled to exhaust diversion valve 708 and opens and closes exhaust diversion valve 708 to increase or decrease the flow of process gas from gas reservoir 706 to exhaust pump 734 . Exhaust pump 734 is coupled to exhaust diversion valve 708 via exhaust conduit 720 . Exhaust conduit 720 also fluidly couples exhaust module 165 and lower chamber exhaust passage 164 to exhaust pump 734 .

排気誘導バルブ708は、各スプリッタバルブ726a~726fが閉じている間は、ガスリザーバ706からのプロセスガスを排気ポンプ734へと排気できるようにする。全てのスプリッタバルブ726a~726fが閉じている間に、排気誘導バルブ708を介して排気されるプロセスガスの流量は、各スプリッタバルブ726a~726fを流過するプロセスガスの所望の流量と等しい。スプリッタバルブ726a~726fが開位置にあり、プロセスガスが処理空間110内に入ることを許容するときには、排気誘導バルブ708は閉じられている。スプリッタバルブ726a~726f及び排気誘導バルブ708を開閉させることを組み合わせることで、速度及び圧力の上昇が少し発生し又は当該上昇が全く発生することなく、高速のガス供給時間が提供される。時間に対する、各スプリッタバルブ726a~726f及び排気誘導バルブ708を通る合計流量は、マスタ流量コントローラ722を使用して、ほぼ一定になるように制御される。 Exhaust diversion valve 708 allows process gas from gas reservoir 706 to be exhausted to exhaust pump 734 while each splitter valve 726a-726f is closed. While all splitter valves 726a-726f are closed, the flow rate of process gas exhausted through exhaust diversion valve 708 is equal to the desired flow rate of process gas flowing past each splitter valve 726a-726f. Exhaust diversion valve 708 is closed when splitter valves 726a-726f are in the open position, allowing process gas to enter processing space 110. The combination of opening and closing the splitter valves 726a-726f and the exhaust directing valve 708 provides fast gas delivery times with little or no velocity and pressure increase. The total flow rate through each splitter valve 726a-726f and exhaust diversion valve 708 over time is controlled to be approximately constant using master flow controller 722.

各スプリッタバルブ726a~726fは、スプリッタ導管725を介してガスリザーバ706に結合されている。スプリッタ導管725は、複数のガスラインに分岐し、スプリッタバルブ726a~726fのそれぞれに接続するよう構成されている。各スプリッタバルブ726a~726fは並列に結合されており、いずれのスプリッタバルブ726a~726bも同じガス流路内には存在しない。複数のスプリッタバルブ726a~726fは、第1のスプリッタバルブ726a、第2のスプリッタバルブ726b、第3のスプリッタバルブ726c、第4のスプリッタバルブ726d、第5のスプリッタバルブ726e、及び第6のスプリッタバルブ726fを含む。各スプリッタバルブ726a~726fは、スプリッタ導管725から自身を通過するプロセスガスの流量を制御するよう構成されている。各スプリッタバルブ726a~726fは、バルブコントローラ724a~724fのうちの1つによって制御されている。バルブコントローラ724a~724fは、マスタ流量コントローラ722に接続されている。マスタ流量コントローラ722は、各バルブコントローラ724a~724fに指示を与えるよう構成されている。バルブコントローラ724a~724fのそれぞれは、当該バルブコントローラ724a~724fのそれぞれがスプリッタバルブ726a~726fのうちの1つを開閉するよう構成されているように、スプリッタバルブ726a~726fの構成を制御するよう構成されている。スプリッタバルブ726a~726fによって、スプリッタバルブアセンブリ731の各分岐を流過するプロセスガスの流量又は分圧(即ち、濃度)を、混合点732でキャリアガスと混合する前に制御することが可能となる。従って、各ガスインジェクタ108から出る流量は同じでありうるが、ガスインジェクタ108から流出するガス流中のプロセスガスの分圧を、各ガスインジェクタ108間で変えることができる。1つの基板が処理されるにつれて各ガスインジェクタ108を通るプロセスガスの濃度が変わるように、ガスインジェクタ108のそれぞれを通るプロセスガスの分圧がさらに、処理チャンバ内の同じプロセスの間に変えられうる。 Each splitter valve 726a-726f is coupled to gas reservoir 706 via a splitter conduit 725. Splitter conduit 725 is configured to branch into multiple gas lines and connect to each of splitter valves 726a-726f. Each splitter valve 726a-726f is coupled in parallel, and no splitter valves 726a-726b are in the same gas flow path. The plurality of splitter valves 726a-726f include a first splitter valve 726a, a second splitter valve 726b, a third splitter valve 726c, a fourth splitter valve 726d, a fifth splitter valve 726e, and a sixth splitter valve. 726f included. Each splitter valve 726a-726f is configured to control the flow rate of process gas therefrom from splitter conduit 725. Each splitter valve 726a-726f is controlled by one of valve controllers 724a-724f. Valve controllers 724a-724f are connected to master flow controller 722. Master flow controller 722 is configured to provide instructions to each valve controller 724a-724f. Each of the valve controllers 724a-724f is configured to control the configuration of the splitter valves 726a-726f such that each valve controller 724a-724f is configured to open or close one of the splitter valves 726a-726f. It is configured. Splitter valves 726a-726f allow the flow rate or partial pressure (i.e., concentration) of process gas flowing through each branch of splitter valve assembly 731 to be controlled prior to mixing with carrier gas at mixing point 732. . Thus, although the flow rate exiting each gas injector 108 may be the same, the partial pressure of the process gas in the gas stream exiting the gas injector 108 may vary between each gas injector 108. The partial pressure of the process gas through each of the gas injectors 108 may also be varied during the same process within the processing chamber, such that the concentration of the process gas through each gas injector 108 changes as one substrate is processed. .

第1のバルブコントローラ724aは、第1のスプリッタバルブ726aを開閉するよう構成されている。第2のバルブコントローラ724bは、第2のスプリッタバルブ726bを開閉するよう構成されている。第3のバルブコントローラ724cは、第3のスプリッタバルブ726cを開閉するよう構成されている。第4のバルブコントローラ724dは、第4のスプリッタバルブ726dを開閉するよう構成されている。第5のバルブコントローラ724eは、第5のスプリッタバルブ726eを開閉するよう構成されている。第6のバルブコントローラ724fは、第6のスプリッタバルブ726fを開閉するよう構成されている。スプリッタバルブ726a~726fのそれぞれは、スプリッタバルブ726a~726fのうちの1つを通るプロセスガスの流れを部分的に制限又は許容するために、様々な程度に開閉することができる。スプリッタバルブ726a~726fを開くことで、流量が1つ以上のスプリッタバルブ726a~726fを介して増大する。1つ以上のスプリッタバルブ726a~726fを少なくとも部分的に閉じることで、流量が1つ以上のスプリッタバルブ726a~726fを介して減少する。 First valve controller 724a is configured to open and close first splitter valve 726a. Second valve controller 724b is configured to open and close second splitter valve 726b. Third valve controller 724c is configured to open and close third splitter valve 726c. Fourth valve controller 724d is configured to open and close fourth splitter valve 726d. A fifth valve controller 724e is configured to open and close a fifth splitter valve 726e. The sixth valve controller 724f is configured to open and close the sixth splitter valve 726f. Each of the splitter valves 726a-726f can be opened or closed to varying degrees to partially restrict or allow flow of process gas through one of the splitter valves 726a-726f. Opening the splitter valves 726a-726f increases the flow rate through the one or more splitter valves 726a-726f. At least partially closing the one or more splitter valves 726a-726f reduces the flow rate through the one or more splitter valves 726a-726f.

6個のスプリッタバルブ726a~726f、及び6個のバルブコントローラ724a~724fを有するものとして示されているが、他の数のスプリッタバルブ726a~726f及びバルブコントローラ724a~724fも考えられる。一部の実施形態において、2~20個のスプリッタバルブ726a~726fが存在し、例えば3~15個のスプリッタバルブ726a~726f、例えば4~12個のスプリッタバルブ726a、726f、例えば4~10個のスプリッタバルブ726a~726f、例えば4~8個のスプリッタバルブ726a~726f、例えば4~6個のスプリッタバルブ726a~726fが存在する。図1、図2A、図2B、図4A、図4Bに示す実施形態では、5個のスプリッタバルブ726a~726fが存在する。同様に、2~20個のバルブコントローラ724a~724fが存在してよく、例えば3~15個のバルブコントローラ724a~724f、例えば4~12個のバルブコントローラ724a~724f、例えば4~10個のバルブコントローラ724a~724f、例えば4~8個のバルブコントローラ724a~724f、例えば4~6個のバルブコントローラ724a~724fが存在してよい。図1、図2A、図2B、図4A、図4Bに示す実施形態では、5個のバルブコントローラ724a~724fが存在する。 Although shown as having six splitter valves 726a-726f and six valve controllers 724a-724f, other numbers of splitter valves 726a-726f and valve controllers 724a-724f are also contemplated. In some embodiments, there are 2-20 splitter valves 726a-726f, such as 3-15 splitter valves 726a-726f, such as 4-12 splitter valves 726a, 726f, such as 4-10 splitter valves 726a-726f. splitter valves 726a-726f, eg, 4-8 splitter valves 726a-726f, eg, 4-6 splitter valves 726a-726f. In the embodiment shown in FIGS. 1, 2A, 2B, 4A, and 4B, there are five splitter valves 726a-726f. Similarly, there may be from 2 to 20 valve controllers 724a-724f, such as from 3 to 15 valve controllers 724a-724f, such as from 4 to 12 valve controllers 724a-724f, such as from 4 to 10 valve controllers. There may be controllers 724a-724f, eg, 4-8 valve controllers 724a-724f, eg, 4-6 valve controllers 724a-724f. In the embodiment shown in FIGS. 1, 2A, 2B, 4A, and 4B, there are five valve controllers 724a-724f.

一部のスプリッタバルブ726a~726fを通る流量は、他のスプリッタバルブ726a~726fを通る流量よりも少なくなるよう制御することができる。一部の実施形態において、スプリッタバルブ726a~726f、及び対応するバルブコントローラ724a~724fのそれぞれが、スプリッタバルブアセンブリ731と見做される。 The flow rate through some splitter valves 726a-726f can be controlled to be less than the flow rate through other splitter valves 726a-726f. In some embodiments, each of the splitter valves 726a-726f and corresponding valve controllers 724a-724f are considered a splitter valve assembly 731.

ガスは、スプリッタバルブ726a~726fのそれぞれを通って、複数のガス分割導管733に流入する。ガス分割導管733は、スプリッタバルブ726a~726fのそれぞれから、複数の混合点732のうちの混合点732まで延びている。各ガス分割導管733を通るガス流は、混合点732でキャリアガスと合わせられる。キャリアガスは、キャリアガス供給源728から供給される。キャリアガスは、キャリアガス供給源728から、キャリアガス導管730を介して各混合点732に供給される。キャリアガス導管730は、先に記載のスプリッタバルブアセンブリ731と同様のスプリッタバルブアセンブリを含みうる。代替的に、キャリアガス導管730が、複数のキャリアガスラインに分けられる。キャリアガスラインのうちの1つが、各混合点732に接続している。キャリアガス供給源728によって供給されるキャリアガスは、ヘリウム(He)、窒素(N)、水素(H)、アルゴン(Ar)、又は酸素(O)のいずれか1つ又はこれらの組み合わせとすることができる。他のキャリアガスも想定される。一部の実施形態において、キャリアガス供給源728が、第2のプロセスガス供給源に置き換えられる。 Gas flows into a plurality of gas split conduits 733 through each of splitter valves 726a-726f. A gas splitting conduit 733 extends from each of the splitter valves 726a-726f to a mixing point 732 of a plurality of mixing points 732. The gas flow through each gas division conduit 733 is combined with a carrier gas at a mixing point 732. Carrier gas is supplied from a carrier gas supply source 728. Carrier gas is supplied from carrier gas supply 728 to each mixing point 732 via carrier gas conduit 730 . Carrier gas conduit 730 may include a splitter valve assembly similar to splitter valve assembly 731 described above. Alternatively, carrier gas conduit 730 is divided into multiple carrier gas lines. One of the carrier gas lines connects to each mixing point 732. The carrier gas supplied by carrier gas source 728 is any one or a combination of helium (He), nitrogen (N 2 ), hydrogen (H 2 ), argon (Ar), or oxygen (O 2 ). It can be done. Other carrier gases are also envisioned. In some embodiments, carrier gas source 728 is replaced with a second process gas source.

プロセスガスが、混合点732のうちの1つでキャリアガスと合わせられて一つになった後で、合わせられたガスは、ガスインジェクタ108を介して処理空間110に注入するために、1つ以上のガスインジェクタ108のそれぞれに供給される。個々の混合ガス導管735が、各混合点732と、対応する各ガスインジェクタ108と、の間に延びている。 After the process gas is combined with the carrier gas at one of the mixing points 732, the combined gas is combined for injection into the process space 110 via the gas injector 108. The gas is supplied to each of the above gas injectors 108. An individual mixed gas conduit 735 extends between each mixing point 732 and each corresponding gas injector 108 .

バルブコントローラ724a~724fのそれぞれは、マスタ流量コントローラ722に接続されている。バルブコントローラ724a~724fのそれぞれは、1つ以上の電気接続を使用してマスタ流量コントローラ722に接続され、又は電子信号又は高周波(RF)信号を使用してつながれる。マスタ流量コントローラ722はさらに、圧力コントローラ704、ガスリザーバ706、及び排気バルブコントローラ712のそれぞれに接続されている。マスタ流量コントローラ722は、バルブコントローラ724a~724f、圧力コントローラ704、ガスリザーバ706、及び排気バルブコントローラ712のそれぞれに指示を送受信して、処理空間110内へのプロセスガスの流量を制御するよう構成されている。 Each of valve controllers 724a-724f is connected to master flow controller 722. Each of the valve controllers 724a-724f is connected to the master flow controller 722 using one or more electrical connections or coupled using electronic or radio frequency (RF) signals. Master flow controller 722 is further connected to each of pressure controller 704, gas reservoir 706, and exhaust valve controller 712. Master flow controller 722 is configured to send and receive instructions to each of valve controllers 724a-724f, pressure controller 704, gas reservoir 706, and exhaust valve controller 712 to control the flow of process gas into processing space 110. There is.

スプリッタバルブ726a~726f、及び排気誘導バルブ708のそれぞれは、ガス供給アセンブリ700内に配置された導管を通るプロセスガスの流量を制御するよう構成されている。スプリッタバルブ726a~726f及び排気誘導バルブ708を構成しうるバルブの種類には、回転バルブ、リニアバルブ、及び自己作動バルブが含まれる。より具体的には、スプリッタバルブ726a~726f及び排気誘導バルブ708は、ボールバルブ、プラグバルブ、バタフライバルブ、ゲートバルブ、グローブバルブ、ピンチバルブ、ダイヤフラムバルブ、又はニードルバルブの1つでありうる。バルブの種類は、少なくとも部分的には、ガス供給アセンブリ700全体にプロセスガスを分配する際に使用される精度の程度に応じて選択される。 Each of the splitter valves 726a-726f and the exhaust directing valve 708 are configured to control the flow rate of process gas through a conduit disposed within the gas supply assembly 700. The types of valves that may make up the splitter valves 726a-726f and the exhaust induction valve 708 include rotary valves, linear valves, and self-actuating valves. More specifically, splitter valves 726a-726f and exhaust directing valve 708 may be one of a ball valve, a plug valve, a butterfly valve, a gate valve, a globe valve, a pinch valve, a diaphragm valve, or a needle valve. The type of valve is selected depending, at least in part, on the degree of precision used in distributing process gases throughout gas supply assembly 700.

ガス供給アセンブリ700によって、処理空間110に進入する混合ガスの流量と、混合ガス中のプロセスガスの濃度/分圧と、の両方を制御することが可能となる。プロセスガスの濃度/分圧と、総流量の両方を制御することで、基板表面に亘るプロセスガスの分配を変えることが可能となる。プロセスガスの濃度を制御することで、基板の様々な領域での堆積速度をより良好に制御することが可能となる。 The gas supply assembly 700 allows control of both the flow rate of the gas mixture entering the processing space 110 and the concentration/partial pressure of the process gas in the gas mixture. By controlling both the concentration/partial pressure and the total flow rate of the process gas, it is possible to vary the distribution of the process gas across the substrate surface. By controlling the concentration of the process gas, it is possible to better control the deposition rate on different regions of the substrate.

図7Bは、本開示の実施形態に係る、図7Aの混合ガスアセンブリ700、及び第2の混合ガスアセンブリ701の概略的なガスフロー図である。ガスインジェクタ108のそれぞれが、混合ガス導管735の1つに取り付けられている。混合ガス導管735のそれぞれは、供給アセンブリ700から延びている。供給アセンブリ700は、図7Aにより詳しく示されている。第2の混合ガスアセンブリ701は、供給アセンブリ700と同様である。第2の混合ガスアセンブリ701は、複数の第2の混合ガス導管740を介して各ガスインジェクタ108に接続されている。第2の混合ガス導管740は、混合ガス導管735と類似しているが、第2の混合ガスアセンブリ701から延びている。第2の混合ガスアセンブリ701内の各構成要素は、供給アセンブリ700内の構成要素と同様である。 FIG. 7B is a schematic gas flow diagram of the mixed gas assembly 700 of FIG. 7A and the second mixed gas assembly 701, according to an embodiment of the present disclosure. Each gas injector 108 is attached to one of the mixed gas conduits 735. Each of mixed gas conduits 735 extends from supply assembly 700 . Supply assembly 700 is shown in more detail in FIG. 7A. Second mixed gas assembly 701 is similar to supply assembly 700. A second mixed gas assembly 701 is connected to each gas injector 108 via a plurality of second mixed gas conduits 740 . A second mixed gas conduit 740 is similar to mixed gas conduit 735 but extends from second mixed gas assembly 701 . Each component within second mixed gas assembly 701 is similar to the components within supply assembly 700.

第2の混合ガスアセンブリ701は、図6A~図6Dの多層インジェクタ挿入部600と共に利用することができる。本明細書に記載の実施形態では、供給アセンブリ700が、ガスインジェクタ108の第1のガス導入通路614a(図6B及び図6C)にガスを供給し、第2の混合ガスアセンブリ701が、ガスインジェクタ108の第2のガス導入通路614b(図6B及び図6C)にガスを供給する。従って、ガスインジェクタ108によって吐出されるガスの広がりが、流量及びプロセスガス濃度の両方において正確に制御されうる。 The second mixed gas assembly 701 can be utilized with the multilayer injector insert 600 of FIGS. 6A-6D. In embodiments described herein, a supply assembly 700 supplies gas to the first gas introduction passage 614a (FIGS. 6B and 6C) of the gas injector 108, and a second mixed gas assembly 701 supplies gas to the gas injector 108. Gas is supplied to the 108 second gas introduction passages 614b (FIGS. 6B and 6C). Therefore, the spread of the gas discharged by the gas injector 108 can be precisely controlled in both flow rate and process gas concentration.

排気モジュール165及び下部チャンバ排気通路164のそれぞれは、第1の混合ガスアセンブリ700と第2の混合ガスアセンブリ701の両方により供給されるガスを除去するための排気導管720と流体連通している。一部の実施形態において、混合ガスアセンブリ700、701の両方が、排気導管720及び排気ポンプ734といった共通の排気システムを共有する。 Each of the exhaust module 165 and lower chamber exhaust passage 164 is in fluid communication with an exhaust conduit 720 for removing gas provided by both the first mixed gas assembly 700 and the second mixed gas assembly 701. In some embodiments, both mixed gas assemblies 700, 701 share a common exhaust system, such as exhaust conduit 720 and exhaust pump 734.

第1の混合ガスアセンブリ700と第2の混合ガスアセンブリ701とは、同じガスを供給してよく、又は異なるガスを供給してよい。一部の実施形態において、第1の混合ガスアセンブリ700が、基板150上に層を堆積させるための第1のプロセスガスを供給する。第2の混合ガスアセンブリ701は、処理空間110に第2のプロセスガスを供給するために利用される。第2のプロセスガスは、第1のプロセスガスと同様であってよく、基板150上に第2の層を堆積させうる。代替的に、第2の混合ガスアセンブリ701は、パージガス、洗浄ガス、又はエッチャントガスを供給する。一部の実施形態において、同じガスが利用されるが、異なる流量又は濃度で供給される。ガスは、第1の混合ガスアセンブリ700及び第2の混合ガスアセンブリ701を介して、同時に、又は、流過するガス及び処理チャンバ100内で実行されている所望のプロセスに従って時間をずらして、供給することができる。 The first mixed gas assembly 700 and the second mixed gas assembly 701 may supply the same gas or may supply different gases. In some embodiments, a first mixed gas assembly 700 provides a first process gas for depositing a layer on the substrate 150. A second mixed gas assembly 701 is utilized to supply a second process gas to the processing space 110. The second process gas may be similar to the first process gas and may deposit a second layer on substrate 150. Alternatively, the second mixed gas assembly 701 provides a purge gas, a cleaning gas, or an etchant gas. In some embodiments, the same gas is utilized but provided at different flow rates or concentrations. Gases are supplied through the first mixed gas assembly 700 and the second mixed gas assembly 701, either simultaneously or staggered according to the gases flowing past and the desired process being performed within the processing chamber 100. can do.

図8は、本開示の実施形態に係る、図7Aのガス供給アセンブリ700で使用するための方法800のフロー図である。方法800は、処理空間110といった処理空間へのプロセスガスの流量及び濃度を制御するために利用される。工程802の間、第1の混合ガスが、ガスリザーバ706といったガスリザーバに導入される。第1の混合ガスは、第1の濃度のプロセスガスを含む。 FIG. 8 is a flow diagram of a method 800 for use with gas supply assembly 700 of FIG. 7A, according to an embodiment of the present disclosure. Method 800 is utilized to control the flow rate and concentration of process gases into a processing space, such as processing space 110. During step 802, a first gas mixture is introduced into a gas reservoir, such as gas reservoir 706. The first gas mixture includes a first concentration of process gas.

ガスリザーバは、その中のガス量を所定の圧力で維持するよう構成された圧力貯蔵器である。ガスの量は、約100sccmより大きく、例えば、約100cmより大きいプロセスガスであり、例えば約100cm~約750cm、例えば約100cm~約500cmのプロセスガスである。ガスリザーバ706内の第1の混合ガスの圧力は、動的な圧力振動を発生させうるガスリザーバ内の共振モードを回避するために、上述の所定の圧力範囲内に保たれる。排気誘導バルブ及び複数のスプリッタバルブが、ガスリザーバ内のほぼ一定の圧力を保つために利用される。排気誘導バルブは排気誘導バルブ708であり、複数のスプリッタバルブはスプリッタバルブ724a~724fである。 A gas reservoir is a pressure storage device configured to maintain the amount of gas therein at a predetermined pressure. The amount of gas is greater than about 100 sccm, such as greater than about 100 cm 3 of process gas, such as from about 100 cm 3 to about 750 cm 3 , such as from about 100 cm 3 to about 500 cm 3 of process gas. The pressure of the first gas mixture within the gas reservoir 706 is kept within the predetermined pressure ranges described above to avoid resonance modes within the gas reservoir that may generate dynamic pressure oscillations. An exhaust diversion valve and multiple splitter valves are utilized to maintain approximately constant pressure within the gas reservoir. The exhaust guide valve is the exhaust guide valve 708, and the plurality of splitter valves are splitter valves 724a to 724f.

第1の混合ガスが、プロセスガス供給源702といったプロセスガス供給源によって、ガスリザーバに導入される。プロセスガス供給源は、プロセスガスを含む第1の混合ガスを供給するよう構成されている。プロセスガスは、ケイ素含有ガス、ゲルマニウム含有ガス、窒素含有ガス、炭素含有ガス、酸素含有ガスの1つ又はこれらの組み合わせでありうる。列挙されていない他の種類のプロセスガスも考えられる。プロセスガス供給源は、所定の第1のプロセスガス濃度及び流量で第1の混合ガスを供給し、これにより、第1の混合ガス中の成分の質量流量は、プロセスガス供給源によって制御されている。プロセスガス供給源からの第1の混合ガスの流量は、第1の流量である。第1の流量は、約100sccm~約2500sccm、例えば約100sccm~約2000sccmである。 A first gas mixture is introduced into the gas reservoir by a process gas source, such as process gas source 702 . The process gas supply is configured to provide a first gas mixture that includes a process gas. The process gas can be one or a combination of a silicon-containing gas, a germanium-containing gas, a nitrogen-containing gas, a carbon-containing gas, an oxygen-containing gas. Other types of process gases not listed are also possible. The process gas supply provides a first gas mixture at a predetermined first process gas concentration and flow rate, such that the mass flow rates of components in the first gas mixture are controlled by the process gas supply. There is. The flow rate of the first mixed gas from the process gas supply is a first flow rate. The first flow rate is about 100 sccm to about 2500 sccm, such as about 100 sccm to about 2000 sccm.

工程802の後に、複数のスプリッタバルブに第1の混合ガスを供給する他の工程804が実行される。複数のスプリッタバルブは、スプリッタバルブ726a~726fでありうる。複数のスプリッタバルブは、スプリッタ導管725といったスプリッタ導管の異なる分岐にそれぞれ配置されている。複数のスプリッタバルブのそれぞれは、そこを通る第1の混合ガスの流量を制御するために利用される。従って、スプリッタバルブは、スプリッタ導管725の各分岐にわたって第1の混合ガスの流量を制御するために利用される。各スプリッタバルブを通る第1の混合ガスの流量は、プロセスガス供給源からの第1の混合ガスの総流量をスプリッタバルブの数で割ったものと等しい。5個のスプリッタバルブが存在する実施形態では、第1の混合ガスの流量は約20sccm~約500sccm、例えば約20sccm~約400sccmである。6個のスプリッタバルブが存在する実施形態では、第1の混合ガスの流量は約15sccm~約420sccm、例えば約15sccm~約335sccmである。各スプリッタバルブは、第1の混合ガスの流量を制御するために開閉させることができる。一部の実施形態において、スプリッタバルブは、そこを通る第1の混合ガスの部分流量を許容するよう制御される。各スプリッタバルブは、当該各スプリッタバルブを所望のガス流量のために調整できるよう、個別に制御される。スプリッタバルブを通過した後で、第1の混合ガスは、ガス分割導管733といった複数のガス分割導管に流入する。1つのガス分割導管が、スプリッタバルブのそれぞれに結合されうる。ガス分割導管733は、そこを通る第1の混合ガスを運んで、複数の混合点732といった複数の混合点に接続する。ガス分割導管733のそれぞれが、混合点732のうちの1つに結合されている。 After step 802, another step 804 is performed to provide a first gas mixture to a plurality of splitter valves. The plurality of splitter valves can be splitter valves 726a-726f. A plurality of splitter valves are each disposed in a different branch of the splitter conduit, such as splitter conduit 725. Each of the plurality of splitter valves is utilized to control the flow rate of the first mixed gas therethrough. Accordingly, the splitter valve is utilized to control the flow rate of the first mixed gas across each branch of the splitter conduit 725. The flow rate of the first gas mixture through each splitter valve is equal to the total flow rate of the first gas mixture from the process gas supply divided by the number of splitter valves. In embodiments where there are five splitter valves, the flow rate of the first gas mixture is between about 20 sccm and about 500 sccm, such as between about 20 sccm and about 400 sccm. In embodiments where there are six splitter valves, the flow rate of the first gas mixture is between about 15 sccm and about 420 sccm, such as between about 15 sccm and about 335 sccm. Each splitter valve can be opened and closed to control the flow rate of the first mixed gas. In some embodiments, the splitter valve is controlled to allow a partial flow of the first gas mixture therethrough. Each splitter valve is individually controlled so that each splitter valve can be adjusted for the desired gas flow rate. After passing through the splitter valve, the first gas mixture enters a plurality of gas split conduits, such as gas split conduit 733 . One gas division conduit may be coupled to each of the splitter valves. Gas splitting conduit 733 carries the first gas mixture therethrough and connects to multiple mixing points, such as multiple mixing points 732 . Each of the gas division conduits 733 is coupled to one of the mixing points 732.

キャリアガス導管にキャリアガスを供給する他の工程806が、工程804の前、工程804と同時に、又は工程804の後に実行される。キャリアガスは、工程806の間、キャリアガス供給源によって供給される。キャリアガス供給源は、キャリアガス供給源728でありうる。キャリアガス供給源は、約30slmより小さい流量で、例えば約5slm~約30slm、例えば約10slm~約30slmの流量でキャリアガスを供給するよう構成されている。キャリアガスは、ヘリウム(He)、窒素(N)、水素(H)、アルゴン(Ar)、又は酸素(O)のいずれか1つ又はこれらの組み合わせでありうる。他のキャリアガスも想定される。キャリアガス導管は、キャリアガス導管730でありうる。キャリアガス導管は、複数のキャリアガスラインに分岐する。1つのキャリアガスラインが、複数の混合点のそれぞれに接続されている。 Another step 806 of providing a carrier gas to the carrier gas conduit is performed before, simultaneously with, or after step 804. A carrier gas is provided by a carrier gas source during step 806. The carrier gas source can be carrier gas source 728. The carrier gas source is configured to supply carrier gas at a flow rate of less than about 30 slm, such as from about 5 slm to about 30 slm, such as from about 10 slm to about 30 slm. The carrier gas may be any one or a combination of helium (He), nitrogen ( N2 ), hydrogen ( H2 ), argon (Ar), or oxygen ( O2 ). Other carrier gases are also envisioned. The carrier gas conduit may be carrier gas conduit 730. The carrier gas conduit branches into multiple carrier gas lines. One carrier gas line is connected to each of the plurality of mixing points.

工程806でキャリアガスがキャリアガス導管を介して供給されるのと同時に、かつ工程804で第1の混合ガスがスプリッタバルブを流過してしまった後で、キャリアガスと第1の混合ガスとが、工程808の間に混ぜ合わされる。第1の混合ガスとキャリアガスとの混合は、複数の混合点において行われる。複数の混合点のうちの混合点のそれぞれは、キャリアガス導管のキャリアガスラインの1つと、ガス分割導管の1つと、の交差点でありうる。従って、各混合点は、キャリアガスラインの遠位端とガス分割導管の遠位端とを合流させてキャリアガスと第1の混合ガスとを混合するための、T字状継手又はY字状継手を含みうる。キャリアガスと第1の混合ガスとを混ぜ合わせることで第2の混合ガスが生成し、第2の混合ガスは、混合点から流れ出て、混合ガス導管735といった複数の混合ガス導管を通って流れる。最初に混合点で混合されるときには、キャリアガスと第1の混合ガスとが均一に混合されないことがある。第2の混合ガスが、複数の混合ガス導管及び1つ以上のガスインジェクタを流過する間、キャリアガスと第1の混合ガスとは混ざり続ける。 The carrier gas and the first gas mixture are simultaneously supplied through the carrier gas conduit in step 806 and after the first gas mixture has passed through the splitter valve in step 804. are mixed during step 808. The first mixed gas and the carrier gas are mixed at multiple mixing points. Each of the mixing points of the plurality of mixing points may be an intersection of one of the carrier gas lines of the carrier gas conduit and one of the gas division conduits. Accordingly, each mixing point is a T-joint or a wye for merging the distal end of the carrier gas line and the distal end of the gas splitting conduit to mix the carrier gas and the first mixed gas. May include fittings. A second gas mixture is produced by combining the carrier gas and the first gas mixture, and the second gas mixture flows out of the mixing point and through a plurality of gas mixture conduits, such as gas mixture conduit 735. . When initially mixed at the mixing point, the carrier gas and the first mixed gas may not be mixed uniformly. The carrier gas and the first gas mixture continue to mix while the second gas mixture flows through the plurality of gas mixture conduits and the one or more gas injectors.

第2の混合ガスは、第1のプロセスガス濃度よりも低い第2のプロセスガス濃度を有する。各混合ガス導管を通る第2の混合ガスの流量は、各混合ガス導管を通る第1の混合ガスとキャリアガスの双方の総流量に等しい。各混合ガス導管を通る第2の混合ガスの流量は、約2slm~約10slm、例えば約4~約8slm、例えば約6slmである。各混合ガス導管を通る第2の混合ガスの流量は、処理チャンバ内のガスインジェクタの数に少なくとも部分的に依存しうる。第2の混合ガス中の第1の混合ガスとキャリアガスとの比率は、本明細書に記載の装置を使用して制御し調整することができ、これにより、各インジェクタを通る第1の混合ガスの濃度及び流量が、様々なプロセスのために望まれるように、個々のインジェクタごとに調整される。各ガスインジェクタを通る総流量は一定に保つことができ、第2の混合ガス中の第1の混合ガスの濃度/分圧が、各ガスインジェクタ間で変えられる。 The second mixed gas has a second process gas concentration that is lower than the first process gas concentration. The flow rate of the second mixed gas through each mixed gas conduit is equal to the total flow rate of both the first mixed gas and the carrier gas through each mixed gas conduit. The flow rate of the second mixed gas through each mixed gas conduit is about 2 slm to about 10 slm, such as about 4 to about 8 slm, such as about 6 slm. The flow rate of the second mixed gas through each mixed gas conduit may depend, at least in part, on the number of gas injectors in the processing chamber. The ratio of the first gas mixture to the carrier gas in the second gas mixture can be controlled and adjusted using the apparatus described herein, thereby increasing the ratio of the first gas mixture through each injector. Gas concentrations and flow rates are adjusted for each individual injector as desired for various processes. The total flow rate through each gas injector can be kept constant, and the concentration/partial pressure of the first gas mixture in the second gas mixture is varied between each gas injector.

第2の混合ガスは、混合ガス導管を介して複数のガスインジェクタへと流される。混合ガス導管のそれぞれは、ガスインジェクタに結合されており、ガスインジェクタに第2の混合ガスを供給する。第2の混合ガスがガスインジェクタに導入されると、第2の混合ガスは、工程810の間に処理チャンバの処理空間に導入される。処理空間への第2の混合ガスの導入は、所定の速度及びガス分配で行われる。第2の混合ガスを導入することで、処理空間内に配置された基板の上に1つ以上の層を形成することが可能となる。 The second gas mixture is flowed through the gas mixture conduit to the plurality of gas injectors. Each of the mixed gas conduits is coupled to a gas injector and supplies a second mixed gas to the gas injector. Once the second gas mixture is introduced into the gas injector, the second gas mixture is introduced into the processing space of the processing chamber during step 810. The introduction of the second gas mixture into the processing space takes place at a predetermined rate and gas distribution. Introducing the second gas mixture allows one or more layers to be formed on a substrate disposed within the processing space.

図9Aは、本開示の実施形態に係る、リングインジェクタ900の概略的な平面図である。リングインジェクタ900は、ガスインジェクタ108に加えて、処理空間の周囲に配置されるよう構成されている。リングインジェクタ900は、処理空間110の内部に配置され、注入リング116の内面404又はベースリング114の内面304に取り付けられている。図1に示すように、リングインジェクタ900は、注入リング116の内面404に取り付けられている。リングインジェクタ900は、基板が処理位置にある間、基板の上面の上方に配置される。従って、リングインジェクタ900は、図1の水平面125より上方に、かつ上部チャンバ111内に配置されている。リングインジェクタ900は、複数の孔906を通して前駆体を処理空間110内に供給するよう構成されている。リングインジェクタ900は、チャンバ内での前駆体供給にフレキシビリティをもたらす。リングインジェクタ900は、ガスインジェクタ108からのガス流を補い、基板150の端部付近で堆積速度を制御するのを支援することができる。 FIG. 9A is a schematic top view of a ring injector 900, according to an embodiment of the present disclosure. Ring injector 900 is configured to be placed around the processing space in addition to gas injector 108. Ring injector 900 is located within processing space 110 and attached to inner surface 404 of injection ring 116 or inner surface 304 of base ring 114 . As shown in FIG. 1, ring injector 900 is attached to inner surface 404 of injection ring 116. As shown in FIG. Ring injector 900 is positioned above the top surface of the substrate while the substrate is in the processing position. Accordingly, ring injector 900 is located above horizontal plane 125 in FIG. 1 and within upper chamber 111. Ring injector 900 is configured to supply precursors into processing space 110 through a plurality of holes 906 . Ring injector 900 provides flexibility in precursor delivery within the chamber. Ring injector 900 can supplement the gas flow from gas injector 108 and help control the deposition rate near the edge of substrate 150.

リング供給ライン902が、分配本体908に接続されている。分配本体908は、リング形状の分配本体908であり、リング供給ライン902に接続されている。リング供給ライン902は、処理チャンバ100の壁内の供給ポート(図示せず)を通過するよう構成されている。リング供給ライン902は、分配本体908に前駆体ガスを供給するよう構成されている。リング供給ライン902及び分配本体908は、プロセスガスが流過できるよう構成された中空の通路又は導管である。分配本体908は、外側リング表面904及び内側リング表面910を有する。外側リング表面904は、注入リング116の内面404といった、処理空間110内の表面に取り付けられるよう構成されている。 A ring supply line 902 is connected to the distribution body 908. The distribution body 908 is a ring-shaped distribution body 908 and is connected to the ring supply line 902 . Ring supply line 902 is configured to pass through a supply port (not shown) in the wall of processing chamber 100. Ring supply line 902 is configured to supply precursor gas to distribution body 908 . Ring supply line 902 and distribution body 908 are hollow passageways or conduits configured to allow process gases to flow therethrough. Distribution body 908 has an outer ring surface 904 and an inner ring surface 910. Outer ring surface 904 is configured to attach to a surface within processing space 110 , such as inner surface 404 of injection ring 116 .

内側リング表面910には、複数の孔906が貫通して形成されている。複数の孔906は、分配本体908の内側中空部分と内側リング表面910との間に形成された開口部である。処理空間110の周囲の、円周上の様々な位置にガスを分配できるように、複数の孔906が、内側リング表面910の周りに間隔を置いて配置されている。分配本体908の直径及び孔906の大きさは、所望の流量及び前駆体分配の所望の位置に影響を受ける。 Inner ring surface 910 has a plurality of holes 906 formed therethrough. The plurality of holes 906 are openings formed between the inner hollow portion of the dispensing body 908 and the inner ring surface 910. A plurality of holes 906 are spaced around the inner ring surface 910 to allow gas to be distributed at various circumferential locations around the processing space 110. The diameter of the distribution body 908 and the size of the holes 906 are influenced by the desired flow rate and the desired location of precursor distribution.

内側リング表面910の直径は、約250mm~約450mm、例えば約300mm~約400mm、例えば約350mmである。孔906のそれぞれの大きさは、孔906の数及び孔906の位置に依存する。孔906は、直径が約1mm~約5mmであり、例えば直径約2mm~約4mm、例えば直径約2mm~約3mmでありうる。内側リング表面906を貫通して配置された約4~30個の孔906が存在し、例えば約6~25個の孔906、例えば約8~20個の孔906が存在する。孔906は、内側リング表面910の全周に均等に配置されている。一部の実施形態において、孔906が内側リング表面906の周りに非対称的に配置される。孔906を非対称的に分散させることで、ガスインジェクタ108又は上方チャンバ排気通路開口部324(図3B)から遠い基板150の端部付近で、プロセスガスの濃度を上げることが可能となる。非対称的な分散はさらに、処理空間110を通るガス流の制御を支援する。 The diameter of the inner ring surface 910 is about 250 mm to about 450 mm, such as about 300 mm to about 400 mm, such as about 350 mm. The size of each hole 906 depends on the number of holes 906 and the position of the holes 906. Holes 906 can have a diameter of about 1 mm to about 5 mm, such as about 2 mm to about 4 mm in diameter, such as about 2 mm to about 3 mm in diameter. There are approximately 4 to 30 holes 906 disposed through inner ring surface 906, such as approximately 6 to 25 holes 906, such as approximately 8 to 20 holes 906. The holes 906 are evenly spaced around the entire circumference of the inner ring surface 910. In some embodiments, holes 906 are arranged asymmetrically about inner ring surface 906. The asymmetric distribution of holes 906 allows for increased concentration of process gas near the edges of substrate 150 that are far from gas injector 108 or upper chamber exhaust passageway opening 324 (FIG. 3B). Asymmetric distribution further assists in controlling gas flow through processing space 110.

図9Bは、本開示の実施形態に係る、他の実施形態によるリングインジェクタ901の概略的な平面図である。図9Bの実施形態では、リングインジェクタ901は、処理空間110の一部分を取り囲むよう構成されているだけであり、これにより、分配本体906は完全なリングではない。図9Bの実施形態では、分配本体906は、半円といった部分的なリングである。代替的に、分配本体906が、1/4リング又は他の円弧セグメントでありうる。代替的に、分配本体906は、当該分配本体906が円の約75%を形成するように、3/4リングでありうる。分配本体906の他の実施形態が、様々な部分リングを形成する。本明細書では、部分的なリングとは、全円よりも小さい円、例えば全円の約5%から約95%、例えば全円の約10%から約90%を形成するリングの部分として定義される。 FIG. 9B is a schematic top view of a ring injector 901 according to another embodiment of the present disclosure. In the embodiment of FIG. 9B, ring injector 901 is only configured to surround a portion of processing space 110, such that dispensing body 906 is not a complete ring. In the embodiment of FIG. 9B, the dispensing body 906 is a partial ring, such as a semicircle. Alternatively, the distribution body 906 can be a quarter ring or other arcuate segment. Alternatively, the dispensing body 906 can be a 3/4 ring such that the dispensing body 906 forms about 75% of a circle. Other embodiments of distribution body 906 form various partial rings. A partial ring is defined herein as a portion of a ring that forms a circle that is smaller than a full circle, such as from about 5% to about 95% of a full circle, such as from about 10% to about 90% of a full circle. be done.

部分的なリングが分配本体906のために使用される図9Bの実施形態は、基板の全周でのガスの分配が望まれない処理工程のために使用されうる。分配本体906の部分的なリング形成以外は、図9Bのリングインジェクタ901は、図9Aのリングインジェクタ900と同様である。 The embodiment of FIG. 9B in which a partial ring is used for the distribution body 906 may be used for processing steps where distribution of gas around the entire circumference of the substrate is not desired. Other than the partial ring formation of distribution body 906, ring injector 901 of FIG. 9B is similar to ring injector 900 of FIG. 9A.

本明細書で記載された構成要素によって、処理チャンバ100といった処理チャンバ内で、より良好な均一性及び堆積制御が可能となる。本明細書では、1つの処理チャンバ100内に一緒に示されているが、本明細書に記載の構成要素は、既存の又は代替的な堆積処理チャンバで別々に利用することができる。 The components described herein allow for better uniformity and deposition control within a processing chamber, such as processing chamber 100. Although shown here together in one processing chamber 100, the components described herein can be utilized separately in existing or alternative deposition processing chambers.

先の記載は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態を考案することができ、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって規定される。 Although the foregoing description is directed to embodiments of the disclosure, other and further embodiments of the disclosure may be devised without departing from the essential scope of the disclosure. The scope is defined by the claims below.

Claims (20)

基板処理のための処理チャンバであって、
注入リングであって、前記注入リングの半分に当該注入リングの半分を貫通して配置された1つ以上のインジェクタ通路を含む注入リングと、
1つ以上のガスインジェクタであって、前記1つ以上のガスインジェクタのそれぞれが、前記インジェクタ通路のうちの1つの内部に配置されており、前記ガスインジェクタのそれぞれが、
インジェクタ挿入部、
ガス導入通路、
前記ガス導入通路に流体的に結合されたガス拡散通路、及び
前記ガス導入通路とは反対側の前記インジェクタ挿入部の注入面を貫通して配置されており、前記ガス拡散通路と流体連通した出口開口部
を含む1つ以上のガスインジェクタと、
を備える、基板処理のための処理チャンバ。
A processing chamber for substrate processing, the processing chamber comprising:
an injection ring, the injection ring half including one or more injector passages disposed through the injection ring half;
one or more gas injectors, each of the one or more gas injectors disposed within one of the injector passages, each of the gas injectors comprising:
injector insertion part,
gas introduction passage,
a gas diffusion passage fluidly coupled to the gas introduction passage; and an outlet disposed through an injection face of the injector insert opposite the gas introduction passage and in fluid communication with the gas diffusion passage. one or more gas injectors including an opening;
A processing chamber for substrate processing, comprising:
前記1つ以上のガスインジェクタのそれぞれが、前記インジェクタ挿入部を通る1つ以上のヒータをさらに備える、請求項1に記載の処理チャンバ。 The processing chamber of claim 1, wherein each of the one or more gas injectors further comprises one or more heaters passing through the injector insert. 3つ以上のインジェクタ通路及び3つ以上のガスインジェクタが存在し、前記ガスインジェクタのそれぞれが、前記注入リングの中央部分に向かって配向されている、請求項1に記載の処理チャンバ。 2. The processing chamber of claim 1, wherein there are three or more injector passages and three or more gas injectors, each of the gas injectors being oriented toward a central portion of the injection ring. 前記ガス導入通路が、インジェクタ基体を貫通して配置された単一の通路である、請求項1に記載の処理チャンバ。 The processing chamber of claim 1, wherein the gas introduction passageway is a single passageway disposed through an injector substrate. 前記ガス拡散通路が、複数の通路の分岐、及び複数の経路を含む、請求項1に記載の処理チャンバ。 2. The processing chamber of claim 1, wherein the gas diffusion passageway includes a plurality of passageway branches and a plurality of paths. フィンアレイが、前記ガス拡散通路と前記出口開口部との間に配置されており、バッフルアレイが、前記フィンアレイと前記出口開口部との間に配置されている、請求項5に記載の処理チャンバ。 6. The process of claim 5, wherein a fin array is disposed between the gas diffusion passageway and the outlet opening, and a baffle array is disposed between the fin array and the outlet opening. chamber. リングインジェクタをさらに含み、前記リングインジェクタが、
内側リング表面を含む分配本体と、
前記内側リング表面を貫通して配置された複数の孔と、
を含む、請求項1に記載の処理チャンバ。
further comprising a ring injector, the ring injector comprising:
a dispensing body including an inner ring surface;
a plurality of holes disposed through the inner ring surface;
2. The processing chamber of claim 1, comprising:
処理チャンバ内で使用するためのガスインジェクタであって、
インジェクタ挿入部と、
前記ガスインジェクタを貫通して配置されたガス導入通路と、
前記ガス導入通路に接続されたガス拡散通路であって、ガス分配ツリーを形成するガス拡散通路と、
前記ガス導入通路とは反対側の前記インジェクタ挿入部の注入面を貫通して配置されており、前記ガス拡散通路と流体連通した出口開口部と、
を含む、ガスインジェクタ。
A gas injector for use within a processing chamber, the gas injector comprising:
an injector insertion section;
a gas introduction passage disposed through the gas injector;
a gas diffusion passageway connected to the gas introduction passageway, the gas diffusion passageway forming a gas distribution tree;
an outlet opening disposed through an injection face of the injector insert opposite the gas introduction passage and in fluid communication with the gas diffusion passage;
Including gas injector.
前記ガス拡散通路が、複数の通路の分岐、及び複数の経路を含む、請求項8に記載のガスインジェクタ。 9. The gas injector of claim 8, wherein the gas diffusion passage includes a plurality of passage branches and a plurality of paths. フィンアレイが、前記ガス拡散通路と前記出口開口部との間に配置されている、請求項9に記載のガスインジェクタ。 10. The gas injector of claim 9, wherein a fin array is disposed between the gas diffusion passage and the outlet opening. バッフルアレイが、前記フィンアレイと前記出口開口部との間に配置されている、請求項10に記載のガスインジェクタ。 11. The gas injector of claim 10, wherein a baffle array is disposed between the fin array and the outlet opening. 前記バッフルアレイが複数のバッフルを含み、各バッフルが、前記フィンアレイに面した第1の表面であって、前記出口開口部に面した第2の表面より広い第1の表面を有するよう成形されている、請求項11に記載のガスインジェクタ。 The baffle array includes a plurality of baffles, each baffle shaped to have a first surface facing the fin array that is wider than a second surface facing the outlet opening. The gas injector according to claim 11. 前記インジェクタ挿入部内に配置された1つ以上のヒータをさらに含む、請求項8に記載のガスインジェクタ。 9. The gas injector of claim 8, further comprising one or more heaters disposed within the injector insert. 前記1つ以上のヒータはそれぞれ、抵抗性加熱要素又は放射加熱要素である、請求項13に記載のガスインジェクタ。 14. The gas injector of claim 13, wherein each of the one or more heaters is a resistive heating element or a radiant heating element. 前記ガス導入通路が第1のガス導入通路であり、前記ガス拡散通路が第1の拡散通路であり、前記出口開口部が第1の出口開口部であり、前記インジェクタ挿入部が、
第2のガス導入通路と、
第2のガス拡散通路と、
第2の出口開口部と、
をさらに含む、請求項8に記載のガスインジェクタ。
The gas introduction passageway is a first gas introduction passageway, the gas diffusion passageway is a first diffusion passageway, the outlet opening is a first outlet opening, and the injector insertion portion includes:
a second gas introduction passage;
a second gas diffusion passage;
a second outlet opening;
9. The gas injector of claim 8, further comprising:
前記第1の出口開口部が、前記第2の出口開口部の下方に配置されている、請求項15に記載のガスインジェクタ。 16. A gas injector according to claim 15, wherein the first outlet opening is located below the second outlet opening. 処理チャンバ内で使用するための混合ガスアセンブリであって、
プロセスガス供給源に接続されるよう構成された入口を有するガスリザーバと、
前記ガスリザーバに流体的に結合されており、前記処理チャンバを迂回する排気ポンプに結合されるよう構成された排気誘導バルブと、
並列に配置されており、前記ガスリザーバに流体的に結合された複数のスプリッタバルブと、
処理チャンバであって、前記処理チャンバの処理空間が前記スプリッタバルブのそれぞれと流体連通している、処理チャンバと、
前記排気誘導バルブと前記複数のスプリッタバルブのそれぞれを通る流量を制御するよう構成されたマスタ流量コントローラと、
を備える、混合ガスアセンブリ。
A mixed gas assembly for use within a processing chamber, comprising:
a gas reservoir having an inlet configured to be connected to a process gas supply;
an exhaust diversion valve fluidly coupled to the gas reservoir and configured to be coupled to an exhaust pump that bypasses the processing chamber;
a plurality of splitter valves arranged in parallel and fluidly coupled to the gas reservoir;
a processing chamber, wherein a processing volume of the processing chamber is in fluid communication with each of the splitter valves;
a master flow controller configured to control flow through each of the exhaust induction valve and the plurality of splitter valves;
A mixed gas assembly comprising:
複数のガス分割導管であって、前記ガス分割導管のそれぞれが、前記スプリッタバルブのうちの1つと、複数の混合点のうちの1つの混合点と、の間に流体的に結合している、複数のガス分割導管と、
キャリアガス供給源、及び前記複数の混合点のそれぞれに流体的に結合するよう構成されたキャリアガス導管と、
前記複数の混合点と前記処理空間との間に延びる複数の混合ガス導管と、
をさらに含む、請求項17に記載の混合ガスアセンブリ。
a plurality of gas division conduits, each gas division conduit fluidly coupled between one of the splitter valves and one of the plurality of mixing points; a plurality of gas division conduits;
a carrier gas conduit configured to fluidly couple to a carrier gas source and each of the plurality of mixing points;
a plurality of mixed gas conduits extending between the plurality of mixing points and the processing space;
18. The mixed gas assembly of claim 17, further comprising:
前記スプリッタバルブのそれぞれに流体的に結合されており、前記処理空間に混合ガスを供給するよう構成されたガスインジェクタをさらに含む、請求項17に記載のガス混合アセンブリ。 18. The gas mixing assembly of claim 17, further comprising a gas injector fluidly coupled to each of the splitter valves and configured to supply a mixed gas to the processing space. 前記スプリッタバルブのそれぞれが、前記スプリッタバルブを開閉するよう構成されたバルブコントローラをさらに含む、請求項17に記載の混合ガスアセンブリ。 18. The mixed gas assembly of claim 17, wherein each of the splitter valves further includes a valve controller configured to open and close the splitter valve.
JP2023543348A 2021-05-11 2022-04-19 Gas injector for epitaxy chamber and CVD chamber Pending JP2024510364A (en)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/317,565 2021-05-11
US17/317,363 2021-05-11
US17/317,342 US20220364231A1 (en) 2021-05-11 2021-05-11 Gas injector for epitaxy and cvd chamber
US17/317,684 US20220367216A1 (en) 2021-05-11 2021-05-11 Multi-zone lamp heating and temperature monitoring in epitaxy process chamber
US17/317,363 US20220364261A1 (en) 2021-05-11 2021-05-11 Chamber architecture for epitaxial deposition and advanced epitaxial film applications
US17/317,565 US20220364229A1 (en) 2021-05-11 2021-05-11 Multi-port exhaust system for epitaxial deposition chamber
US17/317,342 2021-05-11
US17/317,684 2021-05-11
PCT/US2022/025321 WO2022240553A1 (en) 2021-05-11 2022-04-19 Gas injector for epitaxy and cvd chamber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024510364A true JP2024510364A (en) 2024-03-07

Family

ID=84028430

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023543348A Pending JP2024510364A (en) 2021-05-11 2022-04-19 Gas injector for epitaxy chamber and CVD chamber
JP2023543392A Pending JP2024511917A (en) 2021-05-11 2022-04-20 Chamber structures for epitaxial deposition and advanced epitaxial film applications
JP2023543395A Pending JP2024510365A (en) 2021-05-11 2022-04-23 Multi-zone lamp heating and temperature monitoring in epitaxy processing chambers

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023543392A Pending JP2024511917A (en) 2021-05-11 2022-04-20 Chamber structures for epitaxial deposition and advanced epitaxial film applications
JP2023543395A Pending JP2024510365A (en) 2021-05-11 2022-04-23 Multi-zone lamp heating and temperature monitoring in epitaxy processing chambers

Country Status (5)

Country Link
EP (3) EP4337814A1 (en)
JP (3) JP2024510364A (en)
KR (4) KR20230122133A (en)
TW (4) TW202300692A (en)
WO (4) WO2022240553A1 (en)

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999049101A1 (en) * 1998-03-23 1999-09-30 Mattson Technology, Inc. Apparatus and method for cvd and thermal processing of semiconductor substrates
DE10211312A1 (en) * 2002-03-14 2003-10-02 Wacker Siltronic Halbleitermat Epitaxial coating applying method of semiconductor wafer in chemical vapor deposition reactor, involves exposing back surface of semiconductor wafer to ejection gas containing specific amount of hydrogen
KR101153161B1 (en) * 2005-04-01 2012-06-18 주성엔지니어링(주) Gas injector and Apparatus including the same for fabricating Liquid Crystal Display Device
US20080017116A1 (en) * 2006-07-18 2008-01-24 Jeffrey Campbell Substrate support with adjustable lift and rotation mount
US8652259B2 (en) * 2008-10-09 2014-02-18 Silevo, Inc. Scalable, high-throughput, multi-chamber epitaxial reactor for silicon deposition
US8298629B2 (en) * 2009-02-25 2012-10-30 Crystal Solar Incorporated High throughput multi-wafer epitaxial reactor
CN103088415B (en) * 2011-11-03 2015-12-02 上海华虹宏力半导体制造有限公司 Improve the method for temperature homogeneity in lamp heating cavity
WO2014113179A1 (en) * 2013-01-16 2014-07-24 Applied Materials, Inc Quartz upper and lower domes
US9117670B2 (en) * 2013-03-14 2015-08-25 Sunedison Semiconductor Limited (Uen201334164H) Inject insert liner assemblies for chemical vapor deposition systems and methods of using same
JP6368773B2 (en) * 2013-04-30 2018-08-01 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Flow control liner with spatially dispersed gas flow paths
US10145011B2 (en) * 2015-03-30 2018-12-04 Globalwafers Co., Ltd. Substrate processing systems having multiple gas flow controllers
KR101682155B1 (en) * 2015-04-20 2016-12-02 주식회사 유진테크 Substrate processing apparatus
TWI723024B (en) * 2015-06-26 2021-04-01 美商應用材料股份有限公司 Recursive inject apparatus for improved distribution of gas
CN214848503U (en) * 2018-08-29 2021-11-23 应用材料公司 Implanter apparatus, substrate processing apparatus and structure embodied in machine-readable medium

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230122133A (en) 2023-08-22
KR20230122127A (en) 2023-08-22
TW202245110A (en) 2022-11-16
EP4337814A1 (en) 2024-03-20
TW202245111A (en) 2022-11-16
EP4337813A1 (en) 2024-03-20
KR20230122128A (en) 2023-08-22
KR20230122130A (en) 2023-08-22
WO2022240560A1 (en) 2022-11-17
WO2022240574A1 (en) 2022-11-17
WO2022240567A1 (en) 2022-11-17
JP2024510365A (en) 2024-03-07
TW202249208A (en) 2022-12-16
TW202300692A (en) 2023-01-01
WO2022240553A1 (en) 2022-11-17
EP4337812A1 (en) 2024-03-20
JP2024511917A (en) 2024-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI523974B (en) A CVD reactor carried by a multi-zone air cushion, and a method of controlling the temperature of the surface temperature of the substrate base
US6616766B2 (en) Method and apparatus for providing uniform gas delivery to substrates in CVD and PECVD processes
US7018940B2 (en) Method and apparatus for providing uniform gas delivery to substrates in CVD and PECVD processes
TWI364785B (en) System and method for depositing a gaseous mixture onto a substrate surface using a showerhead apparatus
US5916369A (en) Gas inlets for wafer processing chamber
US8349083B2 (en) Vapor-phase process apparatus, vapor-phase process method, and substrate
JPH07193015A (en) Gas inlet for wafer processing chamber
US20100006032A1 (en) Chamber components for cvd applications
US6500734B2 (en) Gas inlets for wafer processing chamber
US20030017268A1 (en) .method of cvd titanium nitride film deposition for increased titanium nitride film uniformity
JP3816920B2 (en) Reaction vessel for thin film deposition
KR20210076217A (en) Film forming method using epitaxial growth and epitaxial growth apparatus
WO2009049020A2 (en) Chemical vapor deposition reactor
US20220364231A1 (en) Gas injector for epitaxy and cvd chamber
JP2641351B2 (en) Variable distribution gas flow reaction chamber
JP2024510364A (en) Gas injector for epitaxy chamber and CVD chamber
WO2011162219A1 (en) Vapor deposition apparatus
CN116964257A (en) Gas injector for epitaxial and CVD chambers
TW202109798A (en) Apparatus for supplying gas and apparatus for processing substrate using the same
US20070289535A1 (en) Substrate Surface Treating Apparatus
KR20230100634A (en) Semiconductor processing device with wafer edge purging
TW202108811A (en) Temperature control apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230911