JP3197101U - エッジ均一性を向上させるためのガスディフューザ孔の設計 - Google Patents
エッジ均一性を向上させるためのガスディフューザ孔の設計 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3197101U JP3197101U JP2014003987U JP2014003987U JP3197101U JP 3197101 U JP3197101 U JP 3197101U JP 2014003987 U JP2014003987 U JP 2014003987U JP 2014003987 U JP2014003987 U JP 2014003987U JP 3197101 U JP3197101 U JP 3197101U
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diameter
- diffuser
- orifice
- substrate
- gas
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 65
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 64
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 20
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 17
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 229920001621 AMOLED Polymers 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 238000011165 process development Methods 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45565—Shower nozzles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus 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
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
Abstract
【課題】基板上に実質的に均一な堆積を確実にする堆積チャンバ用ディフューザを提供する。【解決手段】基板のエッジ領域のみならず、基板のコーナー領域における不均一性を補償するために、ガス通路のオリフィス６０５Ａ、６０５Ｂ、６０５Ｃは、必要に応じて異なる大きさに作り、これによってより多くのガスは、ある戦略的に配置されたガス通路を通って流れることが許可され、これによって基板上への堆積を増加させることができる。オリフィスの大きさは、実質的に均一な堆積をもたらすオリフィス直径の勾配又は直径の混合を形成するように変化させることができる。【選択図】図６
Description
（考案の分野）
本考案の実施形態は、概して、ガス分配プレートアセンブリ及び処理チャンバ内にガスを分配するための方法に関する。
本考案の実施形態は、概して、ガス分配プレートアセンブリ及び処理チャンバ内にガスを分配するための方法に関する。
（関連技術の説明）
液晶ディスプレイ又はフラットパネルは、一般に、コンピュータやテレビのモニター等のアクティブマトリックスディスプレイのために使用される。プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）は、一般に、フラットパネルディスプレイ用の透明基板や半導体ウェハ等の基板上に薄膜を堆積するために使用される。ＰＥＣＶＤは、一般に、基板を含む真空チャンバ内に前駆体ガス又はガス混合物を導入することによって達成される。前駆体ガス又はガス混合物は、典型的には、チャンバの上部近くに位置する分配プレートを通って下方に導かれる。チャンバ内の前駆体ガス又はガス混合物は、チャンバに結合された１以上のＲＦ電源からチャンバに高周波（ＲＦ）電力を印加することによりエネルギー化（例えば、励起）され、プラズマになる。励起されたガス又はガス混合物は、温度制御された基板支持体上に配置された基板の表面上に材料層を形成するように反応する。反応中に生成された揮発性の副生成物は、排気システムを通してチャンバからポンピング（排気）される。
液晶ディスプレイ又はフラットパネルは、一般に、コンピュータやテレビのモニター等のアクティブマトリックスディスプレイのために使用される。プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）は、一般に、フラットパネルディスプレイ用の透明基板や半導体ウェハ等の基板上に薄膜を堆積するために使用される。ＰＥＣＶＤは、一般に、基板を含む真空チャンバ内に前駆体ガス又はガス混合物を導入することによって達成される。前駆体ガス又はガス混合物は、典型的には、チャンバの上部近くに位置する分配プレートを通って下方に導かれる。チャンバ内の前駆体ガス又はガス混合物は、チャンバに結合された１以上のＲＦ電源からチャンバに高周波（ＲＦ）電力を印加することによりエネルギー化（例えば、励起）され、プラズマになる。励起されたガス又はガス混合物は、温度制御された基板支持体上に配置された基板の表面上に材料層を形成するように反応する。反応中に生成された揮発性の副生成物は、排気システムを通してチャンバからポンピング（排気）される。
ＰＥＣＶＤ技術によって処理されたフラットパネルは、一般的に大きく、多くの場合、４平方メートルを超える。フラットパネル全域に亘って均一なプロセスガス流を提供するために利用されるガス分配プレート（又はガスディフューザプレート）は、特に２００ｍｍ及び３００ｍｍの半導体ウェハ処理用に利用されるガス分配プレートに比べて、サイズが比較的大きい。更に、基板は矩形であるので、基板のエッジ（例えば、その辺及びコーナー）は、基板の他の部分で経験した条件とは異なる可能性のある条件を経験する。これらの異なる条件は、処理パラメータ（例えば、膜厚、堆積の均一性及び／又は膜応力）に影響を与える。
基板の大きさは、フラットパネルディスプレイ業界で成長し続けているので、大面積ＰＥＣＶＤのための膜厚及び膜の均一性の制御が問題となる。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）及びアクティブマトリックス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）があるが、これらはフラットパネルディスプレイを形成する２種類のデバイスである。基板の中心とエッジの間の堆積速度及び／又は膜特性（例えば、膜厚又は応力）の差が顕著になる。
したがって、成膜厚さ及び膜特性の均一性を向上させる改良されたガス分配プレートアセンブリが必要とされている。
本考案は、概して、基板上に実質的に均一な堆積を確実にするように設計されたガス分配プレートに関する。ガス分配プレートは、基板のエッジのみならず、基板のコーナー領域における不均一性を補償することができる。不均一性を補償するために、ガス通路のオリフィスは、必要に応じて異なる大きさに作られ、これによってより多くのガスは、ある戦略的に配置されたガス通路を通って流れることが許可され、これによってガス分配プレートの下にある基板の領域内において、基板上への堆積を増加させることができる。オリフィスの大きさは、実質的に均一な堆積をもたらすオリフィス直径の勾配又は直径の混合を形成するように変化させることができる。
一実施形態では、堆積チャンバ用ディフューザは、エッジ領域及びコーナー領域と、プレートの上流側と下流側の間に形成された複数のガス通路を有するプレートを含み、エッジ領域とコーナー領域の一方又は両方における複数のガス流路の一部は、第１直径を有する第１オリフィス孔と、第２直径を有する第２オリフィス孔を含み、残りの複数のオリフィス孔は、第３直径を含み、第１直径は第２直径及び第３直径よりも大きい。
別の一実施形態では、堆積チャンバ用ディフューザが提供される。ディフューザは、第２主エッジ領域に対向する第１主エッジ領域と、第１及び第２主エッジ領域の各々に隣接する副エッジ領域と、主エッジ領域と副エッジ領域の交差点のコーナー領域と、プレートの上流側と下流側の間に形成された複数のガス通路を有するプレートであって、主エッジ領域とコーナー領域の一方又は両方に形成されたガス通路は、局所的な流量勾配構造を含むプレートを含む。
本考案の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本考案のより具体的な説明を、実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本考案の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限していると解釈されるべきではなく、本考案は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
ＰＥＣＶＤチャンバの一実施形態の概略断面図である。
図１のディフューザの一部の断面図である。
図１及び図２のディフューザの断面平面図である。
図３のディフューザの一部の断面平面図である。
コーナー領域の一実施形態を示す図３のディフューザの一部の断面平面図である。
コーナー領域の別の一実施形態を示す図３のディフューザの一部の断面平面図である。
理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照番号を使用している。一実施形態の要素及び構成を更なる説明なしに他の実施形態に有益に組み込んでもよいと理解される。
本考案は、概して、基板上に実質的に均一な堆積を確実にするように設計されたガス分配プレートに関する。ガス分配プレートは、基板のエッジのみならず、基板のコーナー領域における不均一性を補償することができる。本明細書に記載の実施形態によれば、ガス分配プレートは、堆積が不均一である領域にガス分配プレートを通してガスの流れを調整することによって不均一性を補償する。一実施形態では、ガス分配プレートの１以上の部分内の局所的な流量勾配が調整され、これによって不均一性を補償するために、ガス分配プレートの他の部分に対して、ガス分配プレートの部分を通してより大きな流量を供給することができる。一態様では、ガス通路のオリフィスは、必要に応じて異なる大きさに作り、これによってより多くのガスは、ある戦略的に配置されたガス通路を通って流れることが許可され、これによってガス分配プレートの下にある基板の領域内において、基板上への堆積を増加させることができる。オリフィスの大きさは、実質的に均一な堆積をもたらすオリフィス直径の勾配又は直径の混合を形成するように変化させることができる。
本明細書内の実施形態は、大面積基板を処理するように構成されたＰＥＣＶＤシステム（（公序良俗違反につき、不掲載）から入手可能なＰＥＣＶＤシステム）を参照して例示的に以下に説明される。しかしながら、本考案は、他のシステム構成（例えば、エッチングシステム、他の化学蒸着システム、及び円形基板を処理するように構成されるこれらのシステムを含む、処理チャンバ内にガスを分配することが望まれる他のシステム）において有用性を有することが理解されるべきである。
図１は、電子デバイス（例えば、ＴＦＴ及びＡＭＯＬＥＤ）を形成するためのＰＥＣＶＤチャンバ１００の一実施形態の概略断面図である。なお、図１は、基板上の電子デバイスに用いることができる単なる例示的な装置に過ぎないことが理解される。１つの適切なＰＥＣＶＤチャンバは、カリフォルニア州サンタクララにある（公序良俗違反につき、不掲載）から入手可能である。なお、他の製造業者からのものを含む他の堆積チャンバが本考案を実施するために利用可能であることが理解される。
チャンバ１００は、概して、処理容積２０６を画定する壁１０２と、底部１０４と、ガス分配プレート又はディフューザ１１０と、基板支持体１３０を含む。壁１０２を貫通して形成された密閉可能なスリットバルブ１０８を通して処理容積１０６にアクセスすることができ、これによって基板がチャンバ１００の内外に搬送可能となる。基板支持体１３０は基板１０５を支持するための基板受け面１３２と、基板支持体１３０を上昇及び下降させるリフトシステム１３６に結合されたステム１３４を含む。処理中にシャドウフレーム１３３を、基板１０５の周縁部上に配置してもよい。リフトピン１３８が、基板支持体１３０を貫通して移動自在に配置され、これによって基板１０５を基板受け面１３２へ及び基板受け面１３２から移動させ、これによって基板搬送を促進する。基板支持体１３０はまた、加熱及び／又は冷却要素１３９を含み、これによって基板支持体１３０及びその上に配置された基板１０５を所望の温度に維持することができる。基板支持体１３０はまた、接地ストラップ１３１を含み、これによって基板支持体１３０の周囲にＲＦ接地を提供することができる。
ディフューザ１１０は、サスペンション１１４によってその周辺部でバッキングプレート１１２に結合される。ディフューザ１１０はまた、１以上の中央支持体１１６によってバッキングプレート１１２に結合し、これによって垂下を防止し及び／又はディフューザ１１０の真直度／曲率を制御するのを助けることができる。ガス源１２０がバッキングプレート１１２に結合され、これによってバッキングプレート１１２を通して、ディフューザ１１０内に形成された複数のガス通路２１１へ、及び基板受け面１３２へとガスを供給する。真空ポンプ１０９がチャンバ１００に結合され、これによって処理容積１０６内の圧力を制御する。ＲＦ電源１２２がバッキングプレート１１２及び／又はディフューザ１１０に結合され、これによってＲＦ電力をディフューザ１１０に供給し、ディフューザ１１０と基板支持体１３０の間に電場を生成し、これによってプラズマがディフューザ１１０と基板支持体１３０の間に存在するガスから形成可能となる。種々のＲＦ周波数（例えば、約０．３ＭＨｚ〜約２００ＭＨｚの間の周波数）を使用することができる。一実施形態では、ＲＦ電源１２２は、１３．５６ＭＨｚの周波数でディフューザ１１０に電力を供給する。
リモートプラズマ源１２４（例えば、誘導結合リモートプラズマ源）もまた、ガス源１２６とバッキングプレート１１２との間に結合することができる。基板の処理の間に、洗浄ガスがリモートプラズマ源１２４に供給され、励起され、これによって解離された洗浄ガス種が生成され、チャンバコンポーネントを洗浄するために供給されるリモートプラズマを形成することができる。ディフューザ１１０を通って流れるように供給された洗浄ガスは、ＲＦ電源１２２によって更に励起され、これによって解離された洗浄ガス種の再結合を減少させることができる。適切な洗浄ガスとしては、ＮＦ３、Ｆ２、及びＳＦ６が含まれるが、これらに限定されない。
一実施形態では、加熱及び／又は冷却要素１３９を使用して、これによって堆積中に基板支持体１３０及びその上の基板１０５を約４００度未満の温度に維持することができる。一実施形態では、加熱及び／又は冷却要素１３９を使用して、これによって基板温度を１００℃未満（例えば、２０℃〜約９０℃）に制御することができる。
基板受け面１３２の上に配置された基板１０５の上面と、ディフューザ１１０の底面１４０の間の堆積中の間隔は、４００ミル〜約１２００ミルの間（例えば、４００ミル〜８００ミルの間）とすることができる。一実施形態では、図１の断面図に示されるように、ディフューザ１１０の底面１４０は、中央領域がその周辺領域よりも薄くなっている凹状の湾曲を含むことができる。
チャンバ１００は、ＴＦＴ及びＡＭＯＬＥＤにおいてゲート絶縁膜、放熱用バッファ層、及びエッチストップ層として広く使用される、ＰＥＣＶＤプロセスによって亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）で希釈したシラン（ＳｉＨ４）ガスによって酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）を堆積させるために使用することができる。酸化膜の均一性（すなわち、厚さ）は、最終的なデバイス性能（例えば、移動度やドレイン電流の均一性）に大きな影響を有しており、したがって、プロセスの開発において重要である。基板の表面全域に亘って約５％以下の膜の均一性、並びに最小のエッジ除外領域が望まれる。多くの進歩がこの目標に向かってなされてきたが、この均一性が達成されない基板の領域が存在する。例えば、基板のエッジ（例えば、基板のコーナー領域及び辺）は、他の領域よりも小さい、これらの領域での膜厚をもたらす低い堆積速度を経験する。理論に束縛されることを望まないが、エッジ領域におけるより低い堆積速度の原因は、これらの領域に隣接した電磁場の変動及び／又はガス分配に起因する。本考案のディフューザ１１０は、これらの影響を克服し、基板１０５上に形成された膜の不均一性を最小限にするために開発され、テストされてきた。
図２は、図１のディフューザ１１０の一部の断面図である。ディフューザ１１０（図１に示される）バッキングプレート１１２に対向する第１又は上流側２０２と、（図１に示される）基板支持体１３０に対向する反対の第２又は下流側２０４を含む。各ガス通路１１１は、ディフューザ１１０を介して流体経路を形成するように結合した第２孔２１２にオリフィス孔２１４によって結合された第１孔２１０によって画定される。第１孔２１０は、ディフューザ１１０の上流側２０２から底部２１８まで第１深さ２３０だけ延びている。第１孔２１０の底部２１８は、テーパ、ベベル、面取り又は丸めが付けられ、これによってガスが第１孔２１０からオリフィス孔２１４内に流れるように流量制限を最小にすることができる。第１孔２１０は、一般に、約０．０９３〜約０．２１８インチの直径を有し、一実施形態では、約０．１５６インチである。
ディフューザ１１０の厚さは、約０．８インチ〜約３．０インチの間で、例えば、約０．８インチ〜約２．０インチの間である。第２孔２１２は、ディフューザ１１０内に形成され、下流側（又は端部）２０４から約０．１０インチ〜約２．０インチの深さ２３２まで延びている。一実施形態では、深さ２３２は、約０．１インチ〜約１．０インチの間である。第２孔２１２の直径２３６は、一般に、約０．１インチ〜約１．０インチの間であり、約１０度〜約５０度の角度２１６でフレア状とすることができる。一実施形態では、直径２３６は、約０．１インチ〜約０．５インチの間であり、フレア角２１６は２０度〜約４０度の間である。第２孔２１２の表面は、約０．０５平方インチ〜約１０平方インチの間であり、一実施形態では、約０．０５平方インチ〜約５平方インチの間である。第２孔２１２の直径は、下流面２０４と交差する直径を指す。１５００ｍｍ×１８５０ｍｍの基板を処理するために使用されるディフューザ１１０の一例は、０．２５０インチの直径で、約２２度のフレア角２１６の第２孔２１２を有する。隣接する第２孔２１２のリム２８２間の距離２８０は、約０．０インチ〜約０．６インチの間であり、一実施形態では、約０．０インチ〜約０．４インチの間である。第１孔２１０の直径は、通常、少なくとも第２孔２１２の直径と等しいか、それよりも小さいが、これらに限定されない。第２孔２１２の底部２２０は、テーパ、ベベル、面取り又は丸めが付けられ、これによってオリフィス孔２１４から第２孔２１２内に流出するガスの圧力損失を最小限にすることができる。更に、オリフィス孔２１４が下流側２０４に近接することは、基板に対向する第２孔２１４及び下流側２０４の露出表面積を最小にするのに役立つので、チャンバ洗浄の間に供給されたフッ素に曝露されるディフューザ１１０の下流面積が低減し、これによって堆積した膜のフッ素汚染の発生を低減する。
オリフィス孔２１４は、一般的に、第１孔２１０の底部２１８と第２孔２１２の底部２２０を結合する。オリフィス孔２１４は、一般的に、約０．０１インチ〜約０．３インチ（例えば、約０．０１インチ〜約０．１インチ）の直径を有し、典型的には、約０．０２インチ〜約１．０インチ（例えば、約０．０２インチ〜約０．５インチ）の長さ２３４を有する。オリフィス孔２１４の長さ２３４と直径（又は他の幾何学的属性）は、ディフューザ１１０の上流側２０２を横切るガスの均一な分布を促進する、（図１に示される）ディフューザ１１０とバッキングプレート１１２の間の容積内の背圧の主要な源である。オリフィス孔２１４は、通常、複数のガス通路１１１の中で均一に構成されるが、オリフィス孔２１４を通る制限は、ガス通路１１１の間で異なって構成され、これによってディフューザ１１０の１つの領域又は区域を通して、別の領域又は区域に対してより多くのガス流を促進することができる。例えば、オリフィス孔２１４は、処理チャンバ１００の（図１に示される）壁１０２に近い、ディフューザ１１０のこれらのガス通路１１１内で、より大きな直径及び／又はより短い長さ２３４を有し、これによってより多くのガスがディフューザ１１０のエッジを通って流れ、これによって基板１０５の周辺領域の部分で堆積速度を増加させることができる。
図３は、内部に形成されたオリフィス孔２１４を示す、図１及び図２のディフューザ１１０の断面平面図である。ディフューザ１１０は、コーナー３０５Ａ〜３０５Ｄで接続された４つの隣接する辺３００Ａ〜３００Ｄを含む。辺３００Ａ及び３００Ｃは、ディフューザ１１０の主エッジを画定し、一方、辺３００Ｂ及び３００Ｄは、ディフューザ１１０の副エッジを画定する。
領域３１０は、ディフューザ１１０の辺３００Ａ上に、湾曲した破線によって示されている。領域３１０は、オリフィス孔２１４がディフューザ１１０内で他のオリフィス孔２１４とは異なる流量制限属性を含むディフューザ１１０の領域を含む。領域３１０は、辺３００Ａ上にのみ示されているが、辺３００Ｂ〜３００Ｄの１つ又は全てが、領域３１０を含んでもよい。ディフューザ１１０は、コーナー３０５Ａに隣接して、湾曲した破線によって示される領域３１５も含む。領域３１５は、オリフィス孔２１４がディフューザ１１０内で他のオリフィス孔２１４とは異なる流量制限属性を含むディフューザ１１０の領域を含む。領域３１５は、コーナー３０５Ａに隣接して示されているが、コーナー３０５Ｂ〜３０５Ｄの１つ又は全てが、領域３１５を含んでもよい。
領域３１０、３１５は、本明細書に記載される実施形態にしたがって局所的な流量勾配が提供されるディフューザ１１０の部分を画定することができる。局所的な流量勾配は、ディフューザ１１０内で他のオリフィス孔２１４とは異なる流量制限属性を有する１以上のオリフィス孔２１４からなる構造を含むことができる。局所的な流量勾配は、ディフューザ１１０内で他のオリフィス孔２１４の直径とは異なる直径を有する１以上のオリフィス孔２１４によって提供可能である。局所的な流量勾配は、第１直径とは異なる第２直径を有する他のオリフィス孔２１４によって囲まれる第１直径を有する１つのオリフィス孔２１４からなる構造を含むことができる。局所的な流量勾配は、第１直径とは異なる第２直径を有する他のオリフィス孔２１４に隣接して、第１直径を有する一群のオリフィス孔２１４からなる構造を含むこともできる。また、局所的な流量勾配は、第１直径とは異なる第２直径を有する他のオリフィス孔２１４内に散在した第１直径を有する１以上のオリフィス孔２１４の群からなる構造を含むことができる。
図４は図３のディフューザ１１０の領域３１０の一部の断面平面図である。図３に示されるオリフィス孔２１４の一実施形態を表す複数のオリフィス孔４０５、４１０、４１５、４２０、４２５及び４３０が図示される。列１〜６が領域３１０のサブ領域４００として示され、局所的な流量勾配構造の一実施形態を含む異なる流量制限属性を有するオリフィス孔４０５、４１０、４１５、４２０、４２５及び４３０を含む。オリフィス孔４０５は、列１に含まれており、列２のオリフィス孔４１０の直径よりも大きい第１直径を含むことができる。オリフィス孔４１５は、列３に含まれており、列４のオリフィス孔４２０の直径よりも大きい第２直径を含むことができる。一実施形態では、オリフィス孔の第１直径は、最小直径を有するディフューザ１１０のオリフィス孔ｎの直径よりも約３０％大きくてもよい。別の一実施形態では、第２直径は、最小直径を有するディフューザ１１０のオリフィス孔ｎの直径よりも約２０％大きくてもよい。一実施形態では、ディフューザ１１０のオリフィス孔ｎの直径（すなわち、最小直径）は、約１７ミル〜約２２ミル（例えば、約１８ミル〜２０ミル）である。オリフィス孔４０５、４１０、４１５、４２０、４２５及び４３０の直径の差のパターンは、領域３１０内で変化してもよい。一実施形態では、オリフィスの孔４０５、４１０、４１５、４２０、４２５及び４３０の直径は、領域３１０内でディフューザ１１０の辺３００Ａから中心へと減少する。別の一実施形態では、オリフィス孔４０５は、オリフィス孔４１０、４１５、４２０、４２５及び４３０のうちの１つ又は組合せの直径よりも大きい第１直径を含む。別の一実施形態では、サブ領域４００内の選択された多くの列が、オリフィス孔４１０、４１５、４２０、４２５及び４３０よりも大きいオリフィス孔４０５の直径と同様の直径を有する１以上のオリフィス孔を含んでもよい。別の一実施形態では、異なる直径を有するオリフィス孔４０５、４１０、４１５、４２０、４２５及び４３０が、列１〜６の各々の中に混在してもよい。
図５は、領域３１５の一実施形態を示す、図３のディフューザ１１０の一部の断面平面図である。複数の第１オリフィス孔５０５Ａは、局所的な流量勾配構造の別の一実施形態を含む第２直径を有する複数の第２オリフィス孔５０５Ｂの中央に示される。一実施形態では、第２直径は、第１直径よりも小さい。一態様では、第１オリフィス孔５０５Ａの直径は、第２オリフィス孔５０５Ｂの直径よりも約２０％〜約３０％大きい。一実施形態では、複数の第１オリフィス孔５０５Ａは、クラスタ５１０を含み、これらのクラスタ５１０の１以上は、領域３１５に含まれてもよい。
図６は、領域３１５の別の一実施形態を示す、図３のディフューザ１１０の一部の断面平面図である。本実施形態では、複数の第１オリフィス孔６０５Ａは、局所的な流量勾配構造の別の一実施形態を含む複数の第２オリフィス孔６０５Ｂ、６０５Ｃ及び６０５Ｄの周りに配置されて示される。一実施形態では、第１オリフィス孔６０５Ａの各々は、第２オリフィス孔６０５Ｂ、６０５Ｃ及び６０５Ｄの各々の直径よりも小さい直径を含む。別の一実施形態では、第２オリフィス孔の一部は、第１オリフィス孔６０５Ａの直径よりも約２０％〜約３０％大きい直径を有する。別の一実施形態では、第２オリフィス孔の一部（例えば、オリフィス孔６０５Ｂ）の直径は、第１オリフィス孔６０５Ａ及び第２オリフィス孔の残り６０５Ｃ及び６０５Ｄの両方の直径よりも大きい。別の一実施形態では、第２オリフィス孔の一部（例えば、オリフィス孔６０５Ｂ）の直径は、第１オリフィス孔６０５Ａ及び第２オリフィス孔の残り６０５Ｃ及び６０５Ｄの直径よりも大きく、第２オリフィス孔の残り６０５Ｃと６０５Ｄは、同じ大きさである。
本明細書に記載されたような多様なオリフィス孔を有するディフューザ１１０の実施形態は、基板のコーナー領域及び／又はエッジ領域において、ガス流量を増加させ、低い堆積速度を補償する。これにより、全体の膜厚均一性が向上する。ディフューザ１１０は、本明細書に記載の実施形態にしたがって製造することができ、又は本明細書に記載されるようなオリフィス孔を、レトロフィットプロセス内で既存のディフューザに付け加えることができる。
ディフューザ１１０と同様のディフューザのコーナー領域がテストされ、本考案のディフューザは、堆積速度が１５％の増加を示した。また、その結果、１つのオリフィス孔が拡大されたコーナーでのコーナー対角プロファイルは、１５ｍｍのエッジを除外して９６％から９８％へと改善された。
上記は本考案の実施形態を対象としているが、本考案の他の及び更なる実施形態は本考案の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の実用新案登録請求の範囲に基づいて定められる。
本明細書内の実施形態は、大面積基板を処理するように構成されたＰＥＣＶＤシステムを参照して例示的に以下に説明される。しかしながら、本考案は、他のシステム構成（例えば、エッチングシステム、他の化学蒸着システム、及び円形基板を処理するように構成されるこれらのシステムを含む、処理チャンバ内にガスを分配することが望まれる他のシステム）において有用性を有することが理解されるべきである。
図１は、電子デバイス（例えば、ＴＦＴ及びＡＭＯＬＥＤ）を形成するためのＰＥＣＶＤチャンバ１００の一実施形態の概略断面図である。なお、図１は、基板上の電子デバイスに用いることができる単なる例示的な装置に過ぎないことが理解される。なお、他の製造業者からのものを含む他の堆積チャンバが本考案を実施するために利用可能であることが理解される。
Claims (16)
- エッジ領域及びコーナー領域と、プレートの上流側と下流側の間に形成された複数のガス通路を有するプレートを含み、エッジ領域とコーナー領域の一方又は両方における複数のガス流路の一部は、第１直径を有する第１オリフィス孔と、第２直径を有する第２オリフィス孔を含み、残りの複数のオリフィス孔は、第３直径を含み、第１直径は第２直径及び第３直径よりも大きい堆積チャンバ用ディフューザ。
- 第１直径は第３直径よりも約３０％大きい請求項１記載のディフューザ。
- 残りの複数のオリフィス孔は、第３直径よりも小さい第４直径を含む請求項１記載のディフューザ。
- 第２直径と第３直径は、実質的に同じである請求項３記載のディフューザ。
- 第１直径は、第４直径よりも約３０％大きい請求項３記載のディフューザ。
- 第２直径と第３直径は、実質的に同じである請求項５記載のディフューザ。
- 第２直径と第３直径は、第４直径よりも約２０％大きい請求項６記載のディフューザ。
- 第１直径は、第４直径よりも約３０％大きい請求項７記載のディフューザ。
- 第２主エッジ領域に対向する第１主エッジ領域と、
第１及び第２主エッジ領域の各々に隣接する副エッジ領域と、
主エッジ領域と副エッジ領域の交差点のコーナー領域と、
プレートの上流側と下流側の間に形成された複数のガス通路を有するプレートであって、主エッジ領域とコーナー領域の一方又は両方に形成されたガス通路は、局所的な流量勾配構造を含むプレートを含む堆積チャンバ用ディフューザ。 - 局所的な流量勾配構造は、第１直径を有する第１オリフィス孔と第２直径を有する第２オリフィス孔を含み、残りの複数のオリフィス孔は第３直径を含み、第１直径は、第２直径及び第３直径よりも大きい請求項９記載のディフューザ。
- 第１直径は、第３直径よりも約３０％大きい請求項１０記載のディフューザ。
- 残りの複数のオリフィス孔は、第３直径よりも小さい第４直径を含む請求項１０記載のディフューザ。
- 第２直径と第３直径は、実質的に同じである請求項１１記載のディフューザ。
- 第１直径は、第４直径よりも約３０％大きい請求項１１記載のディフューザ。
- 第２直径と第３直径は、実質的に同じである請求項１４記載のディフューザ。
- 第１直径は、第４直径よりも約２０％〜３０％大きい請求項１５記載のディフューザ。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201361859727P | 2013-07-29 | 2013-07-29 | |
| US61/859,727 | 2013-07-29 | ||
| US201361866928P | 2013-08-16 | 2013-08-16 | |
| US61/866,928 | 2013-08-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3197101U true JP3197101U (ja) | 2015-04-23 |
Family
ID=51295419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014003987U Expired - Lifetime JP3197101U (ja) | 2013-07-29 | 2014-07-27 | エッジ均一性を向上させるためのガスディフューザ孔の設計 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3197101U (ja) |
| KR (2) | KR20150000597U (ja) |
| CN (3) | CN204039498U (ja) |
| TW (3) | TWM478028U (ja) |
| WO (1) | WO2015016980A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI733712B (zh) * | 2015-12-18 | 2021-07-21 | 美商應用材料股份有限公司 | 用於沉積腔室的擴散器及用於沉積腔室的電極 |
| US11078571B2 (en) * | 2018-12-12 | 2021-08-03 | Samsung Display Co., Ltd. | Deposition apparatus including a heat dissipation member |
| US11572624B2 (en) * | 2018-12-13 | 2023-02-07 | Xia Tai Xin Semiconductor (Qing Dao) Ltd. | Apparatus and method for semiconductor fabrication |
| CN109817554B (zh) * | 2019-01-31 | 2020-12-25 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 一种气体扩散器 |
| CN112071735B (zh) * | 2019-06-10 | 2023-09-29 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 气体调节装置及应用该装置的等离子体刻蚀设备 |
| US20230122134A1 (en) * | 2021-10-19 | 2023-04-20 | Applied Materials, Inc. | Deposition chamber system diffuser with increased power efficiency |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5589002A (en) * | 1994-03-24 | 1996-12-31 | Applied Materials, Inc. | Gas distribution plate for semiconductor wafer processing apparatus with means for inhibiting arcing |
| US5552017A (en) * | 1995-11-27 | 1996-09-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method for improving the process uniformity in a reactor by asymmetrically adjusting the reactant gas flow |
| JP2003324072A (ja) * | 2002-05-07 | 2003-11-14 | Nec Electronics Corp | 半導体製造装置 |
| KR20060120707A (ko) * | 2003-12-15 | 2006-11-27 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Ｃｖｄ 막 특성들의 개선을 위한 에지 플로우 면판 |
| CN101871099B (zh) * | 2004-07-12 | 2013-09-25 | 应用材料公司 | 通过气体分散器弯曲性的等离子体均匀度控制 |
| EP2435598B1 (en) * | 2009-05-26 | 2017-11-29 | Imec | Method for forming an organic material layer on a substrate |
| KR101118477B1 (ko) * | 2009-11-26 | 2012-03-12 | 주식회사 테스 | 가스 분산판 및 이를 갖는 공정 챔버 |
| KR101794155B1 (ko) * | 2011-05-02 | 2017-11-07 | 주성엔지니어링(주) | 가스 분배 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치 |
| KR101059078B1 (ko) * | 2011-07-05 | 2011-08-25 | 한국과학기술원 | 유체 분배 장치 및 유체 분배 방법 |
-
2013
- 2013-11-18 TW TW102221497U patent/TWM478028U/zh not_active IP Right Cessation
- 2013-12-03 CN CN201420458984.3U patent/CN204039498U/zh not_active Expired - Lifetime
- 2013-12-03 CN CN201320789059.4U patent/CN203820883U/zh not_active Expired - Lifetime
- 2013-12-13 KR KR2020130010414U patent/KR20150000597U/ko not_active IP Right Cessation
-
2014
- 2014-03-12 WO PCT/US2014/024963 patent/WO2015016980A1/en active Application Filing
- 2014-03-12 CN CN201480032438.6A patent/CN105308211B/zh active Active
- 2014-07-11 TW TW103123954A patent/TWI625419B/zh active
- 2014-07-11 TW TW107113987A patent/TWI661083B/zh active
- 2014-07-27 JP JP2014003987U patent/JP3197101U/ja not_active Expired - Lifetime
-
2019
- 2019-05-31 KR KR2020190002244U patent/KR200491450Y1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105308211B (zh) | 2018-04-24 |
| TWI661083B (zh) | 2019-06-01 |
| WO2015016980A1 (en) | 2015-02-05 |
| CN204039498U (zh) | 2014-12-24 |
| KR20150000597U (ko) | 2015-02-06 |
| CN203820883U (zh) | 2014-09-10 |
| TW201516178A (zh) | 2015-05-01 |
| CN105308211A (zh) | 2016-02-03 |
| KR200491450Y1 (ko) | 2020-04-10 |
| KR20190001394U (ko) | 2019-06-11 |
| TWM478028U (zh) | 2014-05-11 |
| TWI625419B (zh) | 2018-06-01 |
| TW201825705A (zh) | 2018-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR200491450Y1 (ko) | 에지 균일성을 개선하기 위한 가스 확산기 홀 설계 | |
| JP6915002B2 (ja) | シャドーフレームを除去するためのガス閉じ込め装置アセンブリ | |
| JP3210277U (ja) | 非一様なガス流クリアランスを備えた基板支持アセンブリ | |
| JP6660464B2 (ja) | 改良されたクリーニングのための不均一なガスフロークリアランスを備えたフレーム | |
| TWI657164B (zh) | 用於大面積電漿增強化學氣相沈積之系統及方法的製程氣體流動引導元件 | |
| JP6514706B2 (ja) | プロファイル均一性を改善するためのコーナースポイラー | |
| US20230122134A1 (en) | Deposition chamber system diffuser with increased power efficiency | |
| TWM532092U (zh) | 用於處理基板的罩框及使用其之基板支撐組件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150218 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3197101 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |