JP6736720B1 - Semiconductor processing chamber Multi-stage mixing device - Google Patents
Semiconductor processing chamber Multi-stage mixing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6736720B1 JP6736720B1 JP2019066551A JP2019066551A JP6736720B1 JP 6736720 B1 JP6736720 B1 JP 6736720B1 JP 2019066551 A JP2019066551 A JP 2019066551A JP 2019066551 A JP2019066551 A JP 2019066551A JP 6736720 B1 JP6736720 B1 JP 6736720B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adapter
- mixing manifold
- trench
- mixing
- semiconductor processing
- 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.)
- Active
Links
Images
Abstract
【課題】ウエハ又は基板において均一なエッチャントを提供する。【解決手段】半導体処理システム200は、処理チャンバ205を含み、処理チャンバと結合された遠隔プラズマユニッ210トを含む。また、遠隔プラズマユニットと処理チャンバとの間に結合されたミキシングマニホールド235を含む。ミキシングマニホールドは、第1の端236と、第1の端と反対側の第2の端237とによって特徴付けられ、第2の端で処理チャンバと結合される。ミキシングマニホールドは、ミキシングマニホールドを通る中心チャネル238を画定し、ミキシングマニホールドの外部に沿ってポート239を画定する。ポートは、ミキシングマニホールドの第1の端内部に画定された第1のトレンチ240と流体的に結合される。第1のトレンチは、第1の内側側壁における内半径及び外半径によって特徴付けられ、第1の内側側壁を通って中心チャネルへの流体アクセスを提供する。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a uniform etchant on a wafer or a substrate. A semiconductor processing system includes a processing chamber and a remote plasma unit coupled to the processing chamber. It also includes a mixing manifold 235 coupled between the remote plasma unit and the processing chamber. The mixing manifold is characterized by a first end 236 and a second end 237 opposite the first end and is coupled to the processing chamber at the second end. The mixing manifold defines a central channel 238 through the mixing manifold and a port 239 along the exterior of the mixing manifold. The port is fluidly coupled to a first trench 240 defined within the first end of the mixing manifold. The first trench is characterized by an inner radius and an outer radius at the first inner sidewall and provides fluid access through the first inner sidewall to the central channel. [Selection diagram] Figure 2
Description
本技術は、半導体システム、プロセス、及び機器に関する。より具体的には、本技術は、システム及びチャンバ内に前駆体を供給するためのシステム並びに方法に関する。 The present technology relates to semiconductor systems, processes, and equipment. More specifically, the present technology relates to systems and methods for delivering precursors into systems and chambers.
集積回路は、基板表面上に複雑にパターン形成された材料層を製作するプロセスによって可能になる。基板上でパターン形成された材料を製作するには、露出した材料を除去するための制御された方法が必要である。化学エッチングは、下位層にフォトレジストでパターンを転写する、層を薄くする、又は表面にすでにある特徴の横寸法を薄くすることを含む、様々な目的に使用される。多くの場合、1つの材料を別の材料よりも早くエッチングして、例えばパターン転写プロセス又は個々の材料除去を促進するエッチングプロセスを有することが望ましい。そのようなエッチングプロセスは、第1の材料に対して選択的であると言われる。材料、回路、及びプロセスに多様性があるために、様々な材料に対する選択性を有するエッチングプロセスが開発されてきた。 Integrated circuits are enabled by the process of fabricating intricately patterned layers of material on the surface of a substrate. Fabrication of patterned material on a substrate requires a controlled method for removing exposed material. Chemical etching is used for a variety of purposes, including transferring a pattern with photoresist to an underlying layer, thinning the layer, or thinning the lateral dimensions of features already on the surface. In many cases, it is desirable to have one material etch faster than another, for example having a pattern transfer process or an etching process that facilitates removal of individual materials. Such an etching process is said to be selective for the first material. Due to the variety of materials, circuits, and processes, etching processes have been developed that have selectivity for various materials.
エッチングプロセスは、プロセスで使用される材料に基づいて湿式又はドライと呼ばれることがある。湿式HFエッチングは、他の誘電体及び材料よりも酸化ケイ素を優先的に除去する。しかしながら、湿式プロセスは、いくつかの制約されたトレンチに浸透することが困難であり、また時には残りの材料を変形させる可能性がある。ドライエッチング処理は、複雑な特徴及びトレンチに入り込むことがあるが、許容可能なトップトゥーボトム形状(top−to−bottom profile)を提供しないことがある。デバイスのサイズは、次世代デバイスで縮小し続けているので、システムがチャンバ内に及びチャンバを通して前駆体を供給する方法は、ますます大きな影響を及ぼすことがある。処理条件の均一性がますます重要性を増しているので、チャンバ設計及びシステム設定は、製造されるデバイスの品質において重要な役割を果たす可能性がある。 The etching process may be referred to as wet or dry, depending on the materials used in the process. The wet HF etch removes silicon oxide preferentially over other dielectrics and materials. However, wet processes are difficult to penetrate into some constrained trenches and can sometimes deform the remaining material. Dry etching processes can penetrate complex features and trenches, but may not provide an acceptable top-to-bottom profile. As device sizes continue to shrink in next generation devices, the way the system delivers precursors into and through the chamber can have an increasing impact. Chamber design and system settings can play an important role in the quality of manufactured devices, as uniformity of processing conditions is becoming increasingly important.
したがって、高品質の装置及び構造を製作するために使用することができる改善されたシステム及び方法が必要とされる。本技術は、これら及び他の必要性に対処する。 Therefore, there is a need for improved systems and methods that can be used to fabricate high quality devices and structures. The present technology addresses these and other needs.
例示的な半導体処理システムは、処理チャンバを含み、処理チャンバと結合された遠隔プラズマユニットを含みうる。例示的なシステムはまた、遠隔プラズマユニットと処理チャンバとの間に結合されたミキシングマニホールドを含みうる。ミキシングマニホールドは、第1の端と、第1の端と反対側の第2の端とによって特徴付けられ、第2の端で処理チャンバと結合されうる。ミキシングマニホールドは、ミキシングマニホールドを通る中心チャネルを画定し、ミキシングマニホールドの外部に沿ってポートを画定しうる。ポートは、ミキシングマニホールドの第1の端内部に画定された第1のトレンチと流体的に結合されうる。第1のトレンチは、第1の内側側壁における内半径及び外半径によって特徴付けられ、第1の内側側壁を通って中心チャネルへの流体アクセスを提供しうる。 An exemplary semiconductor processing system includes a processing chamber and may include a remote plasma unit coupled with the processing chamber. The exemplary system may also include a mixing manifold coupled between the remote plasma unit and the processing chamber. The mixing manifold is characterized by a first end and a second end opposite the first end and may be coupled to the processing chamber at the second end. The mixing manifold may define a central channel through the mixing manifold and define ports along the exterior of the mixing manifold. The port may be fluidly coupled to a first trench defined within the first end of the mixing manifold. The first trench may be characterized by an inner radius and an outer radius at the first inner sidewall and provide fluid access through the first inner sidewall to the central channel.
いくつかの実施形態では、ミキシングマニホールドはまた、ミキシングマニホールドの第1の端内部に画定された第2のトレンチを含みうる。第2のトレンチは、第1のトレンチから半径方向外側に位置し、ポートは、第2のトレンチと流体的に結合されうる。第2のトレンチは、第2の内側側壁における内半径によって特徴付けられうる。第2の内側側壁はまた、第1のトレンチの外半径を画定しうる。第2の内側側壁は、第2の内側側壁を通って画定され第1のトレンチへの流体アクセスを提供する、複数の開孔を画定しうる。第1の内側側壁は、第1の内側側壁を通って画定され中心チャネルへの流体アクセスを提供する、複数の開孔を画定しうる。第2の内側側壁を通って画定された複数の開孔のうちの各開孔は、第1の内側側壁を通って画定された複数の開孔のうちの各開孔から半径方向にオフセットされうる。 In some embodiments, the mixing manifold can also include a second trench defined within the first end of the mixing manifold. The second trench is located radially outward from the first trench and the port can be fluidly coupled to the second trench. The second trench may be characterized by an inner radius at the second inner sidewall. The second inner sidewall may also define the outer radius of the first trench. The second inner sidewall may define a plurality of apertures defined therethrough that provide fluid access to the first trench. The first inner sidewall may define a plurality of apertures defined therethrough to provide fluid access to the central channel. Each aperture in the plurality of apertures defined through the second inner sidewall is radially offset from each aperture in the plurality of apertures defined through the first inner sidewall. sell.
システムはまた、ミキシングマニホールドと遠隔プラズマユニットとの間に結合されたアイソレータを含みうる。アイソレータは、セラミックであってもよく、又はセラミックを含んでもよい。システムはまた、ミキシングマニホールドと遠隔プラズマユニットとの間に結合されたアダプタを含みうる。アダプタは、第1の端と、第1の端と反対側の第2の端とによって特徴付けられうる。アダプタは、アダプタを部分的に通って延びる中心チャネルを画定しうる。アダプタは、アダプタの外部を通るポートを画定しうる。ポートは、アダプタ内部に画定されたミキシングチャネルと流体的に結合されうる。ミキシングチャネルは、中心チャネルと流体的に結合されうる。アダプタは、アダプタの内部表面に酸化物を含みうる。システムはまた、アダプタとミキシングマニホールドとの間に位置付けられたスペーサを含みうる。 The system may also include an isolator coupled between the mixing manifold and the remote plasma unit. The isolator may be or may include a ceramic. The system may also include an adapter coupled between the mixing manifold and the remote plasma unit. The adapter may be characterized by a first end and a second end opposite the first end. The adapter may define a central channel that extends partially through the adapter. The adapter may define a port through the exterior of the adapter. The port can be fluidly coupled to a mixing channel defined within the adapter. The mixing channel can be fluidly coupled to the central channel. The adapter may include oxide on the interior surface of the adapter. The system can also include a spacer positioned between the adapter and the mixing manifold.
本技術はまた、半導体処理システムを包含しうる。システムは、遠隔プラズマユニットを含みうる。システムは、中心チャネルを画定するガスボックスを含みうる処理チャンバを含みうる。システムは、ガスボックスと結合されたブロッカプレートを含みうる。ブロッカプレートは、ブロッカプレートを通る複数の開孔を画定しうる。システムは、面板の第1の表面でブロッカプレートと結合された面板を含みうる。システムはまた、ガスボックスと結合されたミキシングマニホールドを含みうる。ミキシングマニホールドは、第1の端と、第1の端と反対側の第2の端とによって特徴付けられうる。ミキシングマニホールドは、第2の端において処理チャンバと結合されうる。ミキシングマニホールドは、ガスボックスを通って画定された中心チャネルと流体的に結合されるミキシングマニホールドを通る中心チャネルを画定しうる。ミキシングマニホールドは、ミキシングマニホールドの外部に沿ってポートを画定しうる。ポートは、ミキシングマニホールドの第1の端内部に画定された第1のトレンチと流体的に結合されうる。第1のトレンチは、第1の内側側壁における内半径及び外半径によって特徴付けられうる。第1のトレンチは、第1の内側側壁を通って中心チャネルへの流体アクセスを提供しうる。 The present technology may also include semiconductor processing systems. The system may include a remote plasma unit. The system can include a processing chamber that can include a gas box that defines a central channel. The system may include a blocker plate associated with the gas box. The blocker plate may define a plurality of apertures through the blocker plate. The system can include a face plate coupled with the blocker plate at a first surface of the face plate. The system may also include a mixing manifold associated with the gas box. The mixing manifold may be characterized by a first end and a second end opposite the first end. The mixing manifold can be coupled to the processing chamber at the second end. The mixing manifold may define a central channel through the mixing manifold that is fluidly coupled with a central channel defined through the gas box. The mixing manifold may define ports along the exterior of the mixing manifold. The port may be fluidly coupled to a first trench defined within the first end of the mixing manifold. The first trench may be characterized by an inner radius and an outer radius at the first inner sidewall. The first trench may provide fluid access to the central channel through the first inner sidewall.
いくつかの実施形態では、システムはまた、ガスボックスに結合されたミキシングマニホールド周囲にガスボックスの外部に結合されたヒータを含みうる。ミキシングマニホールドは、ニッケルであってもよく、又はニッケルを含んでもよい。システムは、遠隔プラズマユニットと結合されたアダプタを含みうる。アダプタは、第1の端と、第1の端と反対側の第2の端とによって特徴付けられうる。アダプタは、第1の端からアダプタの中間点までアダプタを部分的に通って延びる中心チャネルを画定しうる。アダプタは、アダプタの中間点からアダプタの第2の端に向かって延びる複数のアクセスチャネルを画定しうる。複数のアクセスチャネルは、アダプタを通って中心軸周囲を半径方向に分布する。アダプタは、アダプタの外部を通るポートを画定しうる。ポートは、アダプタ内部に画定されたミキシングチャネルと流体的に結合されうる。ミキシングチャネルは、アダプタの中心部分を通り、アダプタの第2の端に向かって延びうる。アダプタは、アダプタの外部を通るポートを画定しうる。ポートは、アダプタ内部に画定されたミキシングチャネルと流体的に結合されうる。ミキシングチャネルは、アダプタの中心部分を通り、アダプタの中間点に向かって延び、アダプタによって画定された中心チャネルに流体的にアクセスしうる。 In some embodiments, the system may also include a heater coupled to the exterior of the gas box around a mixing manifold coupled to the gas box. The mixing manifold may be nickel or may include nickel. The system may include an adapter coupled with the remote plasma unit. The adapter may be characterized by a first end and a second end opposite the first end. The adapter may define a central channel that extends partially through the adapter from the first end to the midpoint of the adapter. The adapter may define a plurality of access channels extending from the midpoint of the adapter toward the second end of the adapter. The plurality of access channels are distributed radially around the central axis through the adapter. The adapter may define a port through the exterior of the adapter. The port can be fluidly coupled to a mixing channel defined within the adapter. The mixing channel may extend through the central portion of the adapter and toward the second end of the adapter. The adapter may define a port through the exterior of the adapter. The port can be fluidly coupled to a mixing channel defined within the adapter. The mixing channel may extend through the central portion of the adapter towards the midpoint of the adapter and fluidly access the central channel defined by the adapter.
本技術はまた、半導体処理システムを通して前駆体を供給する方法を包含しうる。方法は、遠隔プラズマユニット内でフッ素含有前駆体のプラズマを形成することを含みうる。方法は、フッ素含有前駆体のプラズマ放出物をアダプタに流入させることを含みうる。方法は、水素含有前駆体をアダプタに流入させることを含みうる。方法は、水素含有前駆体をプラズマ放出物と混合し、第1の混合物を生成することを含みうる。方法は、第1の混合物をミキシングマニホールドに流すことを含みうる。方法は、第3の前駆体をミキシングマニホールドに流すことを含みうる。方法は、第3の前駆体を第1の混合物と混合し、第2の混合物を生成することを含みうる。方法はまた、第2の混合物を処理チャンバに流入させることを含みうる。 The technology may also include a method of delivering a precursor through a semiconductor processing system. The method can include forming a plasma of a fluorine-containing precursor in a remote plasma unit. The method can include flowing a plasma emission of a fluorine-containing precursor into the adapter. The method can include flowing a hydrogen-containing precursor into the adapter. The method can include mixing a hydrogen-containing precursor with a plasma emission to produce a first mixture. The method can include flowing the first mixture through a mixing manifold. The method may include flowing a third precursor into the mixing manifold. The method can include mixing a third precursor with a first mixture to produce a second mixture. The method can also include flowing the second mixture into the processing chamber.
そのような技術は、従来のシステム及び技術を超える多数の利点を提供しうる。例えば、本技術は、従来の設計と比較して限られた数の構成要素を利用することができる。加えて、チャンバの外側でエッチャント種を生成する構成要素を利用することによって、混合及び基板への供給は、従来のシステムより均一に提供されうる。これら多数の利点及び特徴と共に、これらの実施形態及びその他の実施形態を、下記の説明及び添付の図面と合わせて更に詳細に説明する。 Such techniques may provide numerous advantages over conventional systems and techniques. For example, the technology may utilize a limited number of components compared to conventional designs. In addition, by utilizing components that generate etchant species outside the chamber, mixing and delivery to the substrate can be provided more uniformly than conventional systems. These and other embodiments, along with numerous advantages and features, are described in further detail in conjunction with the following description and accompanying drawings.
開示された技術の性質及び利点についての更なる理解は、本明細書の残りの部分及び図面を参照することにより、実現されうる。 A further understanding of the nature and advantages of the disclosed technology may be realized by reference of the remaining portions of the specification and the drawings.
図のいくつかは、概略図として含まれる。図面は例示を目的としており、特に縮尺通りであると述べられていない限り、縮尺通りであると見なされるべきではないと理解すべきである。更に、図は、理解を助けるために概略図として提供されており、現実的な表現と比較してすべての態様又は情報を含まないことがあり、例示目的のために誇張された材料を含むことがある。 Some of the figures are included as schematic diagrams. It should be understood that the drawings are for illustration purposes and should not be considered to be scaled unless specifically stated to be scaled. Furthermore, the figures are provided as schematic diagrams for ease of understanding and may not include all aspects or information as compared to realistic representations and include exaggerated materials for illustrative purposes. There is.
添付図面において、類似の構成要素及び/又は特徴は、同一の参照符号を有することがある。更に、同一種類の様々な構成要素は、類似の構成要素間で区別を行う文字を参照符号の後に付けることによって、区別されうる。明細書で第1の参照符号のみが使用される場合、その説明は、文字に関係なく、同じ第1の参照符号を有する類似の構成要素のいずれにも適用可能である。 In the accompanying drawings, similar components and/or features may have the same reference numerals. Further, various components of the same type can be distinguished by adding a letter after the reference sign that distinguishes between similar components. Where only the first reference sign is used in the description, the description is applicable to any similar component having the same first reference sign, regardless of the letter.
本技術は、半導体製造システム、チャンバ、及び半導体製造工程を実行するための構成要素を含む。半導体製造中に行われる多くのドライエッチング工程は、複数の前駆体を含みうる。様々な方法でエネルギー供給され、組み合わされると、これらのエッチャントが基板に供給され、基板の側面を除去又は修正することがある。従来の処理システムは、堆積又はエッチングなどのための前駆体を複数の方法で提供しうる。強化された前駆体を提供する1つの方法は、処理のために、処理チャンバを通してウエハなどの基板に前駆体を供給する前に、遠隔プラズマユニットを通して前駆体のすべてを提供することである。しかしながら、このプロセスに関する問題は、様々な前駆体が様々な材料と反応性があり、そのことが前駆体を供給する遠隔プラズマユニット又は構成要素に損傷を引き起こす可能性があることである。例えば、強化フッ素含有前駆体は、アルミニウム表面と反応するが、酸化物表面とは反応しえない。強化水素含有前駆体は、遠隔プラズマユニット内のアルミニウム表面と反応しないが、酸化物コーティングと反応し、酸化物コーティングを除去しうる。したがって、2つの前駆体が遠隔プラズマユニットを通して共に供給される場合、それらは、ユニット内のコーティング又はライナーを損傷する可能性がある。加えて、プラズマが点火される電力は、生成される解離の量によって実行されているプロセスに影響を与える可能性がある。例えば、いくつかのプロセスでは、水素含有前駆体についての大量の解離が有益であるが、フッ素含有前駆体について解離の量がより少なければ、より制御されたエッチングが可能になりうる。 The present technology includes a semiconductor manufacturing system, a chamber, and components for performing a semiconductor manufacturing process. Many dry etching processes performed during semiconductor manufacturing may include multiple precursors. When energized and combined in various ways, these etchants may be applied to the substrate, removing or modifying the sides of the substrate. Conventional processing systems can provide precursors for deposition or etching and the like in multiple ways. One method of providing the enhanced precursor is to provide all of the precursor through a remote plasma unit prior to providing the precursor, such as a wafer, through the processing chamber for processing. However, a problem with this process is that different precursors are reactive with different materials, which can cause damage to the remote plasma units or components that supply the precursors. For example, the strengthened fluorine-containing precursor reacts with the aluminum surface but not with the oxide surface. The enhanced hydrogen-containing precursor does not react with the aluminum surface in the remote plasma unit, but can react with and remove the oxide coating. Therefore, if the two precursors are fed together through a remote plasma unit, they can damage the coating or liner within the unit. In addition, the power with which the plasma is ignited can affect the process being performed due to the amount of dissociation produced. For example, some processes benefit from large amounts of dissociation for hydrogen-containing precursors, but lesser amounts of dissociation for fluorine-containing precursors may allow for more controlled etching.
従来の処理はまた、プラズマ処理のために遠隔プラズマデバイスを通して1つの前駆体を供給してもよく、チャンバに直接第2の前駆体を供給してもよい。しかしながら、このプロセスに関する問題は、前駆体の混合が困難であり、エッチャント生成に対する適切な制御を提供せず、ウエハ又は基板において均一なエッチャントを提供しないことがあるということである。これにより、基板の表面にわたってプロセスが均一に実行されない可能性があり、このことにより、パターニング及び形成が継続するにつれ、デバイスの問題を引き起こす可能性がある。 Conventional processing may also supply one precursor through a remote plasma device for plasma processing, or may supply a second precursor directly to the chamber. However, a problem with this process is that the precursors are difficult to mix, do not provide adequate control over etchant generation, and may not provide a uniform etchant on the wafer or substrate. This may result in the process not performing uniformly across the surface of the substrate, which may cause device problems as patterning and formation continue.
本技術は、前駆体をチャンバ内に供給する前に混合する一方で、遠隔プラズマユニットを通して供給される1つのエッチャント前駆体を有するのみであるが、キャリアガス又は他のエッチャント前駆体といった、複数の前駆体を遠隔プラズマユニットを通して流すこともできるように構成された構成要素及びシステムを利用することによって、これらの問題を克服しうる。特定のバイパス方式は、前駆体を処理チャンバに供給する前に完全に混合し、各前駆体がシステムに加えられる際に中間混合を提供しうる。これにより、遠隔プラズマユニットを保護しながら、均一な処理を実行することができる。本技術のチャンバはまた、チャンバを通る熱伝導率を最大にし、特定の方法で構成要素を結合することによって整備を容易にする構成要素構造を含みうる。 The present technique mixes the precursors prior to delivery into the chamber, while having only one etchant precursor delivered through the remote plasma unit, but multiple precursors, such as carrier gas or other etchant precursors. These problems may be overcome by utilizing components and systems configured to allow the precursor to also flow through the remote plasma unit. Certain bypass schemes may thoroughly mix the precursors before feeding them into the processing chamber and provide intermediate mixing as each precursor is added to the system. As a result, uniform processing can be executed while protecting the remote plasma unit. Chambers of the present technology may also include component structures that maximize thermal conductivity through the chamber and facilitate maintenance by coupling the components in a particular manner.
残りの開示は開示された技術を利用して特定のエッチングプロセスを規定通りに識別するだろうが、システム及び方法は、記載されたチャンバで起こりうるような堆積及び洗浄プロセスに等しく適用可能であると容易に理解されよう。したがって、この技術は、エッチングプロセスのみでの使用のために、そのように限定されると考えるべきではない。本開示は、本技術の実施形態によるこのシステムに対する構成要素の態様及び変形を説明する前に、本技術と共に使用されて特定の除去工程を実行することができる1つの可能なシステム及びチャンバを説明することになる。 While the rest of the disclosure will routinely identify a particular etching process utilizing the disclosed technology, the systems and methods are equally applicable to deposition and cleaning processes such as may occur in the chambers described. Will be easily understood. Therefore, this technique should not be considered so limited for use in etching processes only. The present disclosure describes one possible system and chamber that can be used with the present technology to perform certain removal steps before describing aspects and variations of components to this system according to embodiments of the present technology. Will be done.
図1は、実施形態による堆積、エッチング、ベーキング、及び硬化チャンバの処理システム100の一実施形態の上面図を示す。図面では、1対の前方開口型統一ポッド(FOUP)102が、ロボットアーム104によって受け取られ、基板処理チャンバ108a−108fのうちの1つに配置され、タンデム区画109a−109cに位置付けられる前に、低圧保持領域106内に配置される様々なサイズの基板を供給する。第2のロボットアーム110は、基板ウエハを保持領域106から基板処理チャンバ108a−108fに搬送したり戻したりするために使用されうる。各基板処理チャンバ108a−108fは、周期的層堆積(CLD)、原子層堆積(ALD)、化学気相堆積(CVD)、物理的気相堆積(PVD)、エッチング、前洗浄、ガス抜き、配向、及び他の基板処理に加えて、本明細書に記載されるドライエッチング処理を含む、いくつかの基板処理工程を行うように装備することができる。
FIG. 1 illustrates a top view of one embodiment of a deposition, etch, bake, and cure
基板処理チャンバ108a−108fは、基板ウエハ上で誘電膜を堆積し、アニーリングし、硬化し及び/又はエッチングするための1つ又は複数のシステム構成要素を含みうる。1つの構成において、2対の処理チャンバ、例えば、108c−108d及び108e−108fが、誘電材料を基板上に堆積するために使用され、第3の対の処理チャンバ、例えば、108a−108bが、堆積された誘電体をエッチングするために使用されうる。別の構成において、3対全てのチャンバ、例えば、108a−108fが、基板上の誘電体膜をエッチングするように構成されうる。記載されたプロセスの任意の1つ又は複数が、種々の実施形態に示した製造システムから分離されたチャンバ(複数可)内で実行されてもよい。誘電体膜のための堆積、エッチング、アニーリング、及び硬化チャンバの更なる構成がシステム100によって企図されると理解されよう。
図2は、本技術の実施形態による例示的処理システム200の概略断面図を示す。システム200は、処理チャンバ205と遠隔プラズマユニット210とを含みうる。遠隔プラズマユニット210は、1つ又は複数の構成要素を用いて処理チャンバ205と結合されうる。遠隔プラズマユニット210は、アイソレータ215、アダプタ220、スペーサ230、及びミキシングマニホールド235のうちの1つ又は複数と結合されうる。ミキシングマニホールド235は、処理チャンバ205の上部と結合されてもよく、処理チャンバ205への入口と結合されてもよい。
FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an
アイソレータ215は、第1の端211で遠隔プラズマユニット210と結合され、第1の端211と反対側の第2の端212でアダプタ220と結合されうる。アイソレータ215を通して、1つ又は複数のチャネルが画定されうる。第1の端211では、チャネル213への開口部又はポートが画定されうる。チャネル213は、アイソレータ215内の中心に画定されてもよく、遠隔プラズマユニット210からの流れの方向でありうる、アイソレータ215を通る中心軸に垂直な方向の第1の断面積によって特徴付けられてもよい。チャネル213の直径は、遠隔プラズマユニット210からの出口ポートと等しいか又は共通でありうる。チャネル213は、第1の端211から第2の端212までの長さによって特徴付けられうる。チャネル213は、アイソレータ215の全長、又は第1の端211から第2の端212までの長さより短い長さにわたって延びうる。例えば、チャネル213は、第1の端211から第2の端212までの長さの半分未満まで延び、チャネル213は、第1の端211から第2の端212までの長さの中間まで延び、チャネル213は、第1の端211から第2の端212までの長さの半分を上回るまで延び、又はチャネル213は、アイソレータ215の第1の端211から第2の端212までの長さの約半分まで延びうる。
The
チャネル213は、アイソレータ215内に画定されたチャネル213の底から第2の端212を通って延びるより小さな開孔214に移行しうる。例えば、そのようなより小さな開孔214の1つを図2に示すが、チャネル213からアイソレータ215を通って第2の端212まで任意の数の開孔214が画定されうると理解すべきである。以下で更に論じられるように、より小さな開孔は、アイソレータ215の中心軸の周りに分布することがある。より小さな開孔214は、チャネル213の直径の約50%以下の直径により特徴付けられ、チャネル213の直径の約40%以下、約30%以下、約20%以下、約10%以下、約5%以下、又はチャネル213の直径未満の直径によって特徴付けられうる。アイソレータ215はまた、アイソレータ215の下に画定された1つ又は複数のトレンチを画定しうる。トレンチは、アイソレータ215内に画定された1つ又は複数の環状凹部であるか、又はそれを含み、Oリング又はエラストマ要素の着座を可能にし、アダプタ220との結合を可能にしうる。
The
処理システムの他の構成要素は、金属又は熱導電性材料でありうるが、アイソレータ215は、低熱導電性材料でありうる。いくつかの実施形態では、アイソレータ215は、遠隔プラズマユニット210とチャンバ205との間に熱遮断をもたらすように構成された、セラミック、プラスチック、又は他の断熱構成要素でありうるか又はそれらを含みうる。動作中、遠隔プラズマユニット210は、チャンバ205に対してより低い温度で冷却又は動作し、その一方で、チャンバ205は、遠隔プラズマユニット210に対してより高い温度で加熱又は動作しうる。セラミック又は断熱アイソレータ215を設けることは、構成要素間の熱的、電気的、又は他の干渉を防止又は制限しうる。
The
アダプタ220は、実施形態では、アイソレータ215の第2の端212と結合されうる。アダプタ220は、第1の端217と、第1の端の反対側の第2の端218とによって特徴付けられうる。アダプタ220は、アダプタ220の一部を通して1つ又は複数の中心チャネルを画定しうる。例えば、第1の端217から、中心チャネル219、又は第1の中心チャネルは、少なくとも部分的にアダプタ220を通って第2の端218に向かって延び、アダプタ220の任意の長さを通って延びうる。アイソレータ215の中心チャネル213と同様に、中心チャネル219は、アダプタ220を通る長さの半分未満まで延び、アダプタ220の長さの約半分まで延び、又はアダプタ220の長さの半分を上回るまで延びうる。中心チャネル219は、チャネル213の直径に関連する、等しい、又は実質的に等しい直径によって特徴付けられうる。更に、中心チャネル219は、アイソレータ215の開孔214を囲む形状の直径によって特徴付けられ、実施形態では、中心軸からアイソレータ215を通って画定され、各開孔214の直径の外側エッジまで延びる半径と実質的に類似する又は同等である半径によって特徴付けられるといったことによって、開孔214を正確に囲む形状の直径によって特徴付けられうる。例えば、中心チャネル219は、各開孔214の外側部分と接線方向に延びうる1つ又は複数の直径によって特徴付けられる円形又は卵形の形状によって特徴付けられうる。
The
アダプタ220は、アダプタ220内に中心チャネル219の底を画定し、それにより、中心チャネル219から少なくとも部分的にアダプタ220を通って延びる複数の開孔225への移行部を画定しうる。移行部は、アダプタの長さに沿った任意の位置にある、アダプタを通る中間点で発生しうる。例えば、開孔225は、中心チャネル219の基部からアダプタ220の第2の端218に向かって延びてもよく、第2の端218を完全に貫通して延びてもよい。他の実施形態では、開孔225は、アダプタ220の中間部分を通って、中心チャネル219にアクセスする第1の端から、第2の中心チャネル221にアクセスする第2の端まで延び、アダプタ220の第2の端218を通って延びうる。中心チャネル221は、中心チャネル219と類似の直径により特徴付けられ、他の実施形態では、中心チャネル221の直径は、中心チャネル219の直径を上回っても下回ってもよい。開孔225は、中心チャネル219の直径の約50%以下の直径により特徴付けられ、中心チャネル219の直径の約40%以下、約30%以下、約20%以下、約10%以下、約5%以下、又は中心チャネル219の直径未満の直径によって特徴付けられうる。
The
アダプタ220は、アダプタ220の側壁又は側部分に沿ってなど、アダプタ220の外部を通るポート222を画定しうる。ポート222は、遠隔プラズマユニット210から提供された前駆体と混合されるべき第1の混合前駆体を供給するためのアクセスを提供しうる。ポート222は、アダプタ220を通ってアダプタ220の中心軸に向かって少なくとも部分的に延びるミキシングチャネル223への流体アクセスを提供しうる。ミキシングチャネル223は、アダプタ220内に任意の角度で延び、いくつかの実施形態では、ミキシングチャネル223の第1の部分224は、流れの方向にアダプタ220を通って中心軸に対して垂直に延びうるが、第1の部分224は、アダプタ220を通って中心軸に向かって傾斜角又は下降角で進みうる。第1の部分224は、上述のアイソレータ215の開孔214と同様に、アダプタ220の中心軸の周りに分布する開孔225を越えて交差しうる。この分布によって、第1の部分224は、開孔225を横切ったり交差したりすることなく、開孔225を越えてアダプタ220の中心軸に向かって延びうる。
ミキシングチャネル223の第1の部分224は、アダプタ220を通って垂直に移動するミキシングチャネル223の第2の部分226に移行しうる。いくつかの実施形態では、第2の部分226は、アダプタ220を通る中心軸に沿って延び、かつ中心軸と軸方向に位置合わせされうる。第2の部分226はまた、各開孔225の中心軸を通って延びる円形又は他の幾何学的形状の中間部分を通って延びうる。第2の部分226は、開孔225と共に第2の中心チャネル221まで延び、それと流体的に結合しうる。したがって、ポート222を通して供給される前駆体は、いくつかの実施形態では、アダプタ220の下部分内の遠隔プラズマユニット210を通して供給される前駆体と混合されうる。これは、遠隔プラズマユニット210と処理チャンバ205との間の構成要素内での混合の第一段階を構成しうる。
The
ミキシングチャネル223の第2の部分226が反対方向に垂直に延びる代替的実施形態が、図2に更に示される。例えば、上述のように、第2の部分226aは、この領域内で混合するために、第2中心チャネル221に向かって垂直に延びうる。代替的には、第2の部分226bは、第1の中心チャネル219に向かって垂直に延びうる。視界が隠れた状態で図示されているが、第2の部分226bは、別個の実施形態として示されており、本技術によるアダプタは、アダプタ220の第1の端217又は第2の端218に向かって延びる任意のバージョンの第2の部分226を含みうる。第1の中心チャネル219に向かう方向に供給されるとき、ポート222を通して供給される第2の前駆体の混合は、アダプタ220の第1の部分内で発生し、ポート222を通して供給される前駆体を、遠隔プラズマユニット210から供給される前駆体と共に複数の開孔225を通して流すことによって、改善された均一性を提供しうる。第2の中心チャネル221に向かって供給されるとき、前駆体の流れのために不完全な混合が発生し、中心チャネル221を通して供給される前駆体の中心濃度を増加させることがある。第1の中心チャネル219に向かって供給されると、ポート222を通る前駆体は、遠隔プラズマユニット210からの下向きの流れ及び/又はチャンバを通る圧力によって強制されるので、第1の中心チャネル内で半径方向に分布し、開孔225を通してより均一に進むことがある。
An alternative embodiment in which the
アダプタ220は、アイソレータ215と類似した材料で作られてもよく、又はアイソレータ215と異なる材料で作られてもよい。いくつかの実施形態では、アイソレータがセラミック又は絶縁材料を含みうる一方で、アダプタ220は、アルミニウムの酸化物を含むアルミニウム、1つ又は複数の表面上の処理されたアルミニウム、又は他の何らかの材料で作られてよい。例えば、アダプタ220の内面は、遠隔プラズマユニット210からのプラズマ放出物によって引き起こされる損傷からアダプタ220を保護するために、1つ又は複数の材料でコーティングされてもよい。アダプタ220の内部表面は、フッ素のプラズマ放出物に対して不活性であり、例えば酸化イットリウム又はチタン酸バリウムを含む材料の範囲で陽極酸化されうる。アダプタ220はまた、環状トレンチであるトレンチ227及び228を画定し、Oリング又は他のシーリング要素を着座させるように構成されうる。
スペーサ230は、アダプタ220と結合されうる。スペーサ230は、セラミックであるか又はセラミックを含み、実施形態におけるアイソレータ215又はアダプタ220のいずれかと類似の材料であってもよい。スペーサ230は、スペーサ230を通る中心開孔232を画定しうる。中心開孔232は、アダプタ220の第2の中心チャネル221に近接した部分からスペーサ230の反対側まで、スペーサ230を通るテーパ形状によって特徴付けられうる。第2の中心チャネル221に近接した中心開孔232の一部は、第2の中心チャネル221の直径と等しい又は類似の直径によって特徴付けられうる。中心開孔232は、スペーサ230の長さに沿って約10%以上のテーパ率によって特徴付けられ、実施形態では、約20%以上、約30%以上、約40%以上、約50%以上、約60%以上、約70%以上、約80%以上、約90%以上、約100%以上、約150%以上、約200%以上、約300%以上、又はそれ以上のテーパ率によって特徴付けられうる。
The spacer 230 may be combined with the
ミキシングマニホールド235は、第1の端236又は第1の表面でスペーサ230と結合され、第1の端236と反対側の第2の端237でチャンバ205と結合されてもよい。ミキシングマニホールド235は、第1の端236から第2の端237まで延び、前駆体を処理チャンバ205内に供給するように構成る中心チャネル238を画定しうる。ミキシングマニホールド235はまた、追加の前駆体を、アダプタ220から供給される混合された前駆体に組み込むように構成されうる。ミキシングマニホールドは、システム内で混合の第2段階を提供しうる。ミキシングマニホールド235は、ミキシングマニホールド235の外部に沿って、例えば、ミキシングマニホールド235の側面又は側壁に沿って、ポート239を画定しうる。いくつかの実施形態では、ミキシングマニホールド235は、ミキシングマニホールド235の両側に複数のポート239を画定し、システムへの前駆体の供給のための更なるアクセスを提供しうる。ミキシングマニホールド235はまた、ミキシングマニホールド235の第1の表面236内に1つ又は複数のトレンチを画定しうる。例えば、ミキシングマニホールド235は、ポート239から中心チャネル238への流体アクセスを提供しうる第1のトレンチ240及び第2のトレンチ241を画定しうる。例えば、ポート239は、図示されたようにトレンチの下からなど、一方又は両方のトレンチへの流体アクセスを提供しうるチャネル243へのアクセスを提供しうる。トレンチ240、241は、以下で更に詳細に説明されることになる。
The mixing
中心チャネル238は、第1の端236からフレア部246まで延びる第1の部分242によって特徴付けられうる。第1の部分242は、円筒形の輪郭によって特徴付けられ、スペーサ230の中心開孔232の出口と類似又は等しい直径によって特徴付けられうる。フレア部246は、実施形態では、約10%以上、約20%以上、約30%以上、約40%以上、約50%以上、約60%以上、約70%以上、約80%以上、約90%以上、約100%以上、約150%以上、約200%以上、約300%以上、又はそれ以上のフレア率によって特徴付けられうる。実施形態では、ミキシングマニホールド235は、アダプタ220に類似の材料で作られてもよく、又は異なる材料で作られてもよい。例えば、ミキシングマニホールド235は、ミキシングマニホールドの全ての部分に接触しうる前駆体に対して適切な保護を提供しうるニッケルを含みうる。従来技術とは異なり、フッ素プラズマ放出物はすでにミキシングマニホールドの上流で混合されている可能性があるので、再結合に関連する問題は生じないかもしれない。例えば、いかなる特定の理論にも束縛されることを望むことなく、ニッケルは、フッ素ラジカルの二原子フッ素への再結合を触媒し、このことは従来技術におけるポリシリコンの損失に寄与しうる。フッ素廃水がニッケル、ニッケルメッキ、又はコーティングされた構成要素に供給される前に混合されるとき、フッ素廃水の濃度が低下し、更に基板レベルでポリシリコン特徴を保護するので、このプロセスが制限されうる。
The
フレア部246は、出口247を介してミキシングマニホールド235を通り、第2の端237を通って供給される前駆体に出口を提供しうる。ミキシングマニホールド235を通る中心チャネル238の区画は、混合された前駆体をチャンバ205内に提供する前に、ミキシングマニホールドに供給される前駆体の適切な又は完全な混合を提供するように構成されうる。従来技術とは異なり、チャンバへの供給前にエッチャント又は前駆体の混合を行うことによって、本システムは、チャンバ及び基板の周りに分布する前に、均一な特性を有するエッチャントを提供しうる。更に、多段階の混合を提供することによって、前駆体の各々についてより均一な混合が提供されうる。このようにして、本技術を用いて実行されるプロセスは、基板表面にわたってより均一な結果を得られうる。図示された構成要素のスタックはまた、スタックに含まれるエラストマシールの数を減らすことによって粒子の蓄積を制限し、時間とともに劣化し、実行されているプロセスに影響を与える可能性のある粒子を生成しうる。
チャンバ205は、積み重ねられた配置で多数の構成要素を含みうる。チャンバスタックは、ガスボックス250、ブロッカプレート260、面板270、オプションのイオン抑制要素280、及びリッドスペーサ290を含みうる。チャンバを通して前駆体又は前駆体のセットを分布させ、処理のためにエッチャント又は他の前駆体を基板に均一に供給するために、これらの構成要素が利用されうる。実施形態では、これらの構成要素は、部分的にチャンバ205の外部を各々が少なくとも画定する積層板でありうる。
ガスボックス250は、チャンバ入口252を画定しうる。中心チャネル254は、前駆体をチャンバ205内に供給するために、ガスボックス250を通して画定されうる。入口252は、ミキシングマニホールド235の出口247と位置合わせされうる。実施形態において、入口252及び/又は中心チャネル254は、類似の直径によって特徴付けられうる。中心チャネル254は、ガスボックス250を通って延び、ガスボックス250によって上から画定された空間(volume)257内に1つ又は複数の前駆体を供給するように構成されうる。ガスボックス250は、上面などの第1の表面253と、ガスボックス250の底面などの、第1の表面253の反対側の第2の表面255とを含みうる。実施形態において、上面253は、平面又は実質的に平面の表面でありうる。ヒータ248が、上面253と結合しうる。
The
実施形態では、ヒータ248は、チャンバ205を加熱するように構成されてもよく、各リッドスタック構成要素を導電的に加熱してもよい。ヒータ248は、流体ヒータ、電気ヒータ、マイクロ波ヒータ、又は熱をチャンバ205に導電的に供給するように構成された他のデバイスを含む任意の種類のヒータでありうる。いくつかの実施形態では、ヒータ248は、ガスボックス250の第1の表面253の周りに環状パターンで形成された電気ヒータであってもよく、又は電気ヒータを含んでもよい。ヒータは、ガスボックス250にわたり、かつミキシングマニホールド235の周りに画定されうる。ヒータは、最大で約2000W以上の熱を供給するように構成されたプレートヒータ又は抵抗素子ヒータであり、約2500W以上、約3000W以上、約3500W以上、約4000W以上、約4500W以上、約5000W以上、又はそれ以上を供給するように構成されてもよい。
In embodiments, the
ヒータ248は、最大で約50℃以上の可変チャンバ構成要素温度を生成するように構成され、約75℃以上、約100℃以上、約150℃以上、約200℃以上、約250℃以上、約300℃以上、又はそれ以上のチャンバ構成要素温度を生成するように構成されてもよい。ヒータ248は、イオン抑制要素280などの個々の構成要素をこれらの温度のいずれかまで上昇させ、アニールなどの処理工程を容易にするように構成されうる。いくつかの処理工程では、基板を、アニーリング工程のためにイオン抑制素子280に向かって上昇させ、ヒータ248は、ヒータの温度を上記の任意の特定の温度まで、又は記載された温度のいずれかの範囲内若しくはその間の任意の温度範囲内に導電的に上昇させるように調整されてもよい。
The
ガスボックス250の第2の表面255は、ブロッカプレート260と結合されうる。ブロッカプレート260は、ガスボックス250の直径と等しい又は類似の直径によって特徴付けられうる。ブロッカプレート260は、ブロッカプレート260を通る複数の開孔263を画定し、そのサンプルのみが例示されており、空間257からのエッチャントなどの前駆体の分布を可能にし、基板への均一な分布のためにチャンバ205を通して前駆体の分布を開始しうる。ほんのわずかな開孔263だけしか示されていないが、ブロッカプレート260が構造を通して画定された任意の数の開孔263を有しうると理解すべきである。ブロッカプレート260は、ブロッカプレート260の外径にある上昇環状部265と、ブロッカプレート260の外径にある下降環状部266とによって特徴付けられうる。上昇環状部265は、ブロッカプレート260に構造的剛性を提供し、実施形態において、空間257の側面又は外径を画定しうる。ブロッカプレート260はまた、下方から空間257の底部を画定しうる。空間257は、ブロッカプレート260の開孔263を通過する前に、ガスボックス250の中心チャネル254からの前駆体の分配を可能にしうる。下方環状部266はまた、ブロッカプレート260に構造的剛性を提供し、実施形態において、第2の空間258の側面又は外径を画定しうる。ブロッカプレート260はまた、上方から空間258の上部を画定し、その一方で、空間258の底部は、下方から面板270により画定されうる。
The
面板270は、第1の表面272と、第1の表面272の反対側の第2の表面274とを含みうる。面板270は、第1の表面272でブロッカプレート260と結合され、ブロッカプレート260の下降環状部分266と係合しうる。面板270は、面板270内又は面板270によって少なくとも部分的に画定された第3の空間275まで延びる、第2の表面274の内部にレッジ273を画定しうる。例えば、面板270は、上方から空間275の上部と同様に第3の空間275の側面又は外径を画定する一方で、イオン抑制要素280は、下方から第3の空間275を画定しうる。面板270は、図2には示されていないが、面板を通る複数のチャネルを画定しうる。
イオン抑制要素280は、面板270の第2の表面274に近接して位置付けられ、第2の表面274で面板270と結合されうる。イオン抑制要素280は、基板を収容するチャンバ205の処理領域内へのイオン移動を減らすように構成されうる。イオン抑制要素280は、図2には示されていないが、構造を通る複数の開孔を画定しうる。実施形態において、ガスボックス250、ブロッカプレート260、面板270、及びイオン抑制要素280は、共に結合されてもよく、実施形態において、共に直接結合されてもよい。構成要素を直接結合することによって、ヒータ248によって生成された熱は、構成要素を通して伝導され、構成要素間の変動がより少ない状態で維持される特定のチャンバ温度を維持しうる。イオン抑制要素280はまた、リッドスペーサ290と接触し、共に、処理中に基板が維持されるプラズマ処理領域を少なくとも部分的に画定しうる。
The
図3は、本技術のいくつかの実施形態によるアイソレータ215の概略部分底面図を示す。前述のように、アイソレータ215は、中心チャネル213からアイソレータ215の第2の端212まで延びる複数の開孔214を画定しうる。開孔214は、アイソレータ215を通る中心軸の周りに分布され、アイソレータ215を通る中心軸から等距離に分布されうる。アイソレータ215は、アイソレータ215を通って流れる前駆体の移動、分布、及び/又は乱流を増加させる任意の数の開孔214を画定しうる。
FIG. 3 illustrates a schematic partial bottom view of an
図4は、本技術の実施形態によるアダプタ220の概略部分上面図を示す。前述のように、第1の中心チャネル219は、アダプタ220の第1の端217から延び、アダプタを部分的に通って延びうる。アダプタは、円筒形の輪郭を有する中心チャネルの床を画定し、上述のようにアダプタを通って第2の端に向かって延びる複数の開孔225に移行しうる。開孔214と同様に、開孔225は、アダプタ220を通って中心軸の周りに分布し、中心軸の周りに等距離に位置決めされうる。アダプタ220は、アダプタを通る任意の数の開孔を画定し、いくつかの実施形態では、アイソレータ215よりも多くの開孔を画定しうる。追加の開孔は、加えられた前駆体との混合を増加させる可能性がある。前述のように、ミキシングチャネルは、追加の前駆体をアダプタの第1の端に向かって、第1の中心チャネル219内に供給しうる。この実施形態では、図4と図5の図は逆になるだろう。
FIG. 4 shows a schematic partial top view of an
図5は、本技術のいくつかの実施形態による図2の線A−Aを通るアダプタ220の概略断面図を示す。図5は、前述の第2の部分226を通るミキシングチャネルへの出口を示す、第2の中心チャネル221を通る図を示しうる。図示されるように、第2の部分226は、開孔225の間を延び、アダプタ220の中心軸に沿って、アダプタの第2の端に向かって延びうる。加えて、上述のように、第2の部分226が第1の中心チャネル219に向かって延びる実施形態では、図4及び図5の図が逆になり、遠隔プラズマユニットからの混合前駆体及びアダプタ220のポートを通って導入される前駆体は、予め混合された開孔225から出るだろう。
5 illustrates a schematic cross-sectional view of the
図6は、本技術のいくつかの実施形態によるミキシングマニホールド235の概略斜視図を示す。前述のように、ミキシングマニホールド235は、ミキシングマニホールドを通る中心チャネル238を画定し、アダプタから処理チャンバへ混合前駆体を輸送することができる。ミキシングマニホールド235はまた、以前に混合された前駆体と混合される更なる前駆体の導入を可能にするいくつかの特徴を含みうる。前述のように、1つ又は複数のポート239は、ミキシングマニホールド235への前駆体の導入のためのアクセスを提供しうる。ポート239は、図2に示すようにチャネルにアクセスし、ミキシングマニホールド235の第1の表面236に画定されたトレンチのうちの1つ又は複数まで延びうる。
FIG. 6 shows a schematic perspective view of a mixing
トレンチは、ミキシングマニホールド235の第1の表面236に画定され、ミキシングマニホールドが前述のスペーサ230と結合されるときに、少なくとも部分的に分離されるチャネルを形成しうる。第1のトレンチ240は、中心チャネル238の周りに形成されうる。第1のトレンチ240は、環状の形状であり、ミキシングマニホールド235を通る中心軸からの内半径及び外半径によって特徴付けられうる。内半径は、ミキシングマニホールド235を通って延びる中心チャネル238の上部を画定する第1の内側側壁605によって画定されうる。第1のトレンチ240の外半径は、第1の内側側壁605から半径方向外側に位置する第1の外側側壁610によって画定されうる。第1のトレンチ240は、第1の内側側壁605を通って中心チャネル238への流体アクセスを提供しうる。例えば、第1の内側側壁605は、第1の内側側壁605を通るいくつかの開孔606を画定しうる。開孔606は、第1の内側側壁605の周りに分布し、追加の前駆体が中心チャネル238内に供給されるための複数のアクセス位置を提供しうる。
The trench may be defined in the
第1の内側側壁605は、第1の表面236から第1のトレンチ240に向かって傾斜又は面取りされた表面により特徴付けられうる。実施形態では、面取りされた輪郭が形成されてもよく、第1の表面236に沿った第1の内側側壁605の少なくとも一部を、前述のスペーサ230との結合に利用可能な状態に維持しうる。面取りはまた、第1のトレンチ240と中心チャネル238との間の第1の表面にわたる漏れを防ぐために、更なる横方向の間隔を提供しうる。開孔606は、面取り部分を通って画定され、面取り部分の平面に対して直角などの角度で、又は第1の内側側壁605を通る他の何らかの角度で画定されうる。
The first
ミキシングマニホールド235は、第1のトレンチ240から半径方向外側に形成される第2のトレンチ241を画定しうる。第2のトレンチ241はまた、環状の形状であり、中心チャネル238、第1のトレンチ240、及び第2のトレンチ241は、いくつかの実施形態では、ミキシングマニホールド235を通る中心軸の周りに同心円状に位置合わせされうる。第2のトレンチ241は、前述のチャネル243を介してポート239と流体的に結合されうる。チャネル243は、第2のトレンチ241内の1つ又は複数の位置まで延び、トレンチの底から第2のトレンチ241にアクセスしうるが、他の実施形態では、チャネル243はトレンチの側壁を通ってトレンチ241にアクセスしうる。第2のトレンチ241の下からアクセスすることによって、第2のトレンチ241の深さが最小になり、それによって、形成されるチャネルの空間を減少させ、供給される前駆体の拡散を制限して供給の均一性を高めることになりうる。
The mixing
第2のトレンチ241は、代替的に第2の内側側壁である第1の外側側壁610と、ミキシングマニホールド235の本体によって画定される外半径との間に画定されうる。実施形態では、第1の外側側壁610は、ミキシングマニホールド235の第1の表面236に沿って第1のトレンチ240及び第2のトレンチ241の各々を画定しうる。第1の外側側壁610はまた、第1の内側側壁605の輪郭と同様に、第2のトレンチ241に近接する第1の外側側壁の側面の第1の表面236に沿った傾斜した又は面取りされた輪郭によって特徴付けられうる。第1の外側側壁610はまた、第2のトレンチ241と第1のトレンチ240との間に流体アクセスを提供するために、壁を通り画定される複数の開孔608を画定しうる。開孔608は、第1の外側側壁610に沿って又は第1の外側側壁610を通って任意の場所に画定され、第1の内側側壁605を通る開孔と同様に面取り部分を通して画定されうる。したがって、ポート239を通して供給された前駆体は、第2のトレンチ241に流入し、開孔608を通って第1のトレンチ240に入り、開孔606を通って中心チャネル238に入り、そこで前駆体がアダプタ220を通して供給された前駆体と混合されうる。
The
開孔608は、第1の外側側壁610を通って画定される任意の数の開孔を含み、開孔606は、第1の内側側壁605を通って画定される任意の数の開孔を含みうる。いくつかの実施形態では、各壁を通る開孔の数は、等しくなくてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、第1の内側側壁605を通る開孔606の数は、第1の外側側壁を通る開孔608の数よりも多くてもよく、いくつかの実施形態では、開孔606の数は、開孔608の数の2倍又はそれ以上でもよい。更に、開孔608は、ミキシングマニホールド235の中心軸から延びる半径を通って、いずれの開孔606とも一直線上にないように、開孔606から半径方向にずれていてもよい。この開孔及びチャネル設計は、ミキシングマニホールドを通る再帰フローを提供し、追加の前駆体の中心チャネル238内への供給を改善し、各開孔606を通してより均一な供給を提供しうる。ミキシングマニホールド235はまた、第2のトレンチ241の半径方向外側にある追加のトレンチ615を画定し、エラストマ要素又はOリングを受容するように構成されうる。
図7は、本技術のいくつかの実施形態による図6の線B−Bを通るミキシングマニホールド235の概略断面図を示す。断面図は、第2のトレンチ241から第1のトレンチ240への流体アクセスを提供するために、第1の外側側壁610を通って画定される際の開孔608を示す。加えて、図7は、開孔608が第1の外側側壁を通って互いに向かい合って全直径だけ間隔を空け配置されるいくつかの実施形態を示す。開孔608はまた、大まかに間隔を空けているので、ポート239は2つの開孔608の間で等距離に間隔を空けている。前述のチャネル243は、各開孔608から等しい又は実質的に等しい距離になるように、類似の位置で第2のトレンチ241に進入しうる。
7 shows a schematic cross-sectional view of the mixing
図8は、本技術のいくつかの実施形態による図6の線C−Cを通るミキシングマニホールド235の概略断面図を示す。断面図は、第1のトレンチ240から中心チャネル238への流体アクセスを提供するために、第1の内側側壁605を通って画定される際の開孔606を示す。開孔606も開孔608も、それぞれ第1の内側側壁及び第1の外側側壁の面取りされた部分を通って延び、面取りの角度に対して垂直な角度、又は他の何らかの傾斜角度で延びうる。第1の外側側壁610などの特徴部を通る傾斜角度を含めることによって、前駆体が次の組の開孔を通って流れるよう上昇する前に、前駆体を更に分布させる流れを提供しうる。これはまた、開孔を形成する機械加工の影響、又は別の方法で第1の表面236を損傷させる機械加工の影響を制限しうる。ミキシングマニホールド235は、前駆体と、中心チャネル238を通って延びる1つ又は複数の前駆体とのより均一な混合を可能にする設計を提供しうる。
FIG. 8 shows a schematic cross-sectional view of the mixing
図9は、本技術のいくつかの実施形態による、処理チャンバを通して前駆体を供給する方法900の工程を示す。方法900は、システム200内で実行され、構成要素をエッチャントの損傷から保護しながら、チャンバの外部で改善された前駆体混合を可能にしうる。チャンバの構成要素は、経時的に摩耗を引き起こすエッチャントにさらされる可能性があるが、本技術は、これらの構成要素を、より容易に交換及び修理することができるものに限定しうる。例えば、本技術は、遠隔プラズマユニットの内部構成要素の露出を制限し、それにより、遠隔プラズマユニットに特定の保護を加えられるようにすることがある。
FIG. 9 illustrates steps of a
方法900は、工程905において、フッ素含有前駆体の遠隔プラズマを形成することを含みうる。前駆体は、解離されてプラズマ放出物を生成するために遠隔プラズマユニットに供給されうる。実施形態では、遠隔プラズマユニットは、フッ素含有廃水との接触に耐えうる酸化物又は他の材料でコーティング又は裏打ちされうる。実施形態では、キャリアガスを除いて、他のエッチャント前駆体は、遠隔プラズマユニットを通して供給されないので、ユニットを損傷から保護し、実行されている特定のプロセスに有益であるよう、前駆体の特定の解離をもたらすために、プラズマ電力の調整を可能にしうる。異なるエッチャントのプラズマ放出物を生成するように構成された他の実施形態は、その前駆体又は前駆体の組み合わせに対して不活性である異なる材料で裏打ちされてもよい。
The
工程910において、フッ素含有前駆体のプラズマ放出物は、遠隔プラズマユニットと結合されたアダプタに流入されうる。工程915で、水素含有前駆体が、アダプタに流入されうる。アダプタは、アダプタ内でフッ素含有前駆体と水素含有前駆体とを混合して、工程920で第1の混合物を生成するように構成されうる。工程925で、第1の混合物は、アダプタからミキシングマニホールドに流入されうる。工程930で、第3の前駆体が、ミキシングマニホールドに流入されうる。第3の前駆体は、更なる水素含有前駆体、更なるハロゲン含有前駆体、又は他の前駆体の組み合わせを含みうる。ミキシングマニホールドは、第3の前駆体と第1の混合物との混合の第2段階を実行するように構成され、第2の混合物を生成しうる935。
At
続いて、3つ全ての前駆体を含む第2の混合物が、ミキシングマニホールドから半導体処理チャンバ内に供給されうる。前述のようにエッチャントの供給及び分布を制御するために、他の場所に記載されている追加の構成要素が使用されてもよい。特定された前駆体は、記載されたチャンバでの使用に適した前駆体の例にすぎないと理解すべきである。本開示を通して論じられるチャンバ及び材料は、前駆体を分離し、それらを処理チャンバ内に供給する前に混合することから利益を得る任意の数の他の処理工程に使用されてもよい。 Subsequently, a second mixture containing all three precursors can be fed into the semiconductor processing chamber from the mixing manifold. Additional components described elsewhere may be used to control the supply and distribution of etchant as described above. It should be understood that the identified precursors are only examples of suitable precursors for use in the described chambers. The chambers and materials discussed throughout this disclosure may be used in any number of other processing steps that would benefit from separating the precursors and mixing them before feeding them into the processing chamber.
前記述では、説明を目的として、本技術の様々な実施形態の理解を提供するために、多数の詳細が述べられてきた。しかしながら、これらの詳細のいくつかを含まずに又は更なる詳細と共に、特定の実施形態を実施しうることが、当業者には明らかだろう。 In the preceding description, for purposes of explanation, numerous details have been set forth in order to provide an understanding of various embodiments of the present technology. However, it will be apparent to those skilled in the art that particular embodiments may be practiced without some of these details or with further details.
いくつかの実施形態を開示してきたが、当業者であれば、実施形態の主旨から逸脱することなく様々な変更例、代替構造、及び等価物が使用されうることを理解するだろう。更に、本技術を不必要にあいまいにすることを避けるために、いくつかの周知のプロセス及び要素については説明しなかった。したがって、上記の説明は、本技術の範囲を限定するものと解釈すべきでない。 Although several embodiments have been disclosed, those of skill in the art will understand that various modifications, alternative constructions, and equivalents may be used without departing from the spirit of the embodiments. Moreover, some well-known processes and elements have not been described in order to avoid unnecessarily obscuring the present technology. Therefore, the above description should not be construed as limiting the scope of the present technology.
値の範囲が提示される場合、文脈上明らかに別段の指示がない限り、その範囲の上限と下限との間の各介在値はまた、下限の単位の最小単位まで具体的に開示されると理解される。記載された範囲の任意の記載値又は記載されていない介在値の間の任意の狭い範囲、そしてその記載範囲のその他任意の記載された又は介在する値も包含される。これら小さい範囲の上限及び下限は、その範囲に個々に含まれ、又はその範囲から除外される場合があり、小さい範囲に限界値のいずれかが含まれる、どちらも含まれない、又は両方が含まれる各範囲もまた、記載された範囲における明確に除外される任意の限界値を条件として、この技術範囲に包含される。記載された範囲に1つ又は複数の限界値が含まれる場合、これらの含有限界値のいずれか又は両方を除外する範囲もまた含まれる。 Where a range of values is presented, each intervening value between the upper and lower limits of the range is also specifically disclosed down to the smallest unit of the lower limit, unless the context clearly indicates otherwise. To be understood. Also included are any narrow ranges between any stated or unlisted intervening values in the stated range, and any other recited or intervening value in that stated range. The upper and lower limits of these smaller ranges may individually be included in, or excluded from, the smaller ranges, may include any of the limits, may not include either, or may include both. Each range given is also encompassed within this technical range, subject to any specifically excluded limit in the stated range. Where the stated range includes one or more of the limits, ranges excluding either or both of these included limits are also included.
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるように、単数形「1つの(a、an)」、及び「その(the)」は、文脈上別途明示しない限り複数の指示物を含む。したがって、例えば、「1つの層(a layer)」への言及は、複数のそのような層を含み、「その前駆体(the precursor)」への言及は、1つ又は複数の前駆体及び当業者に既知のその等価物への言及を含む、等々である。 As used in this specification and the appended claims, the singular forms "a," and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. .. Thus, for example, a reference to “a layer” includes a plurality of such layers, and a reference to “the precursor” includes one or more precursors and the corresponding precursor. Including reference to equivalents known to those of skill in the art, and so on.
また、「備える/含む(comprise(s))」、「備えている/含んでいる(comprising)」、「含有する(contain(s))」、「含有している(containing)」、「含む(include(s))」、及び「含んでいる(including)」という単語は、本明細書及び特許請求の範囲で使用された場合、記載された特徴、整数、構成要素、又は工程の存在を特定することを意図しているが、1つ又は複数のその他の特徴、整数、構成要素、工程、作用、又は群の存在又は追加を除外するものではない。 Also, “comprise/include (comprise(s))”, “include/comprise”, “contain(s)”, “contain”, “include” The terms (include(s)” and “including” when used in the present specification and claims refer to the presence of stated features, integers, components, or steps. It is intended to be specified, but does not exclude the presence or addition of one or more other features, integers, components, steps, acts, or groups.
Claims (15)
処理チャンバと
前記処理チャンバと結合された遠隔プラズマユニットと、
前記遠隔プラズマユニットと前記処理チャンバとの間に結合されたミキシングマニホールドと
を備え、前記ミキシングマニホールドが、第1の端と、前記第1の端と反対側の第2の端とによって特徴付けられ、前記ミキシングマニホールドが前記第2の端で前記処理チャンバと結合され、前記ミキシングマニホールドが前記ミキシングマニホールドを通る中心チャネルを画定し、前記ミキシングマニホールドが前記ミキシングマニホールドの外部に沿ってポートを画定し、前記ポートが前記ミキシングマニホールドの前記第1の端内部に画定された第1のトレンチと流体的に結合され、前記第1のトレンチが、第1の内側側壁における内半径及び外半径によって特徴付けられ、前記第1のトレンチが、前記第1の内側側壁を通って前記中心チャネルへの流体アクセスを提供する、半導体処理システム。 A semiconductor processing system,
A processing chamber and a remote plasma unit coupled to the processing chamber;
A mixing manifold coupled between the remote plasma unit and the processing chamber, the mixing manifold being characterized by a first end and a second end opposite the first end. Wherein the mixing manifold is coupled to the processing chamber at the second end, the mixing manifold defining a central channel through the mixing manifold, the mixing manifold defining a port along an exterior of the mixing manifold, The port is fluidly coupled to a first trench defined within the first end of the mixing manifold, the first trench being characterized by an inner radius and an outer radius at a first inner sidewall. A semiconductor processing system wherein the first trench provides fluid access to the central channel through the first inner sidewall.
前記アダプタと前記ミキシングマニホールドとの間に位置付けられたスペーサと
を更に備える、請求項1に記載の半導体処理システム。 An adapter coupled between the mixing manifold and the remote plasma unit,
The semiconductor processing system of claim 1, further comprising a spacer positioned between the adapter and the mixing manifold.
遠隔プラズマユニットと、
処理チャンバであって、
中心チャネルを画定するガスボックスと、
前記ガスボックスと結合されたブロッカプレートであって、前記ブロッカプレートを通る複数の開孔を画定するブロッカプレートと、
面板の第1の表面で前記ブロッカプレートと結合された面板と
を含む処理チャンバと、
前記ガスボックスと結合されたミキシングマニホールドと
を備え、前記ミキシングマニホールドが、第1の端と、前記第1の端と反対側の第2の端とによって特徴付けられ、前記ミキシングマニホールドが前記第2の端で前記処理チャンバと結合され、前記ミキシングマニホールドが、前記ガスボックスを通って画定された前記中心チャネルと流体的に結合される前記ミキシングマニホールドを通る中心チャネルを画定し、前記ミキシングマニホールドが前記ミキシングマニホールドの外部に沿ってポートを画定し、前記ポートが前記ミキシングマニホールドの前記第1の端内部に画定された第1のトレンチと流体的に結合され、前記第1のトレンチが、第1の内側側壁における内半径及び外半径によって特徴付けられ、前記第1のトレンチが、前記第1の内側側壁を通って前記中心チャネルへの流体アクセスを提供する、半導体処理システム。 A semiconductor processing system,
A remote plasma unit,
A processing chamber,
A gas box defining a central channel,
A blocker plate coupled to the gas box, the blocker plate defining a plurality of apertures therethrough;
A processing chamber including a face plate coupled to the blocker plate at a first surface of the face plate;
A mixing manifold coupled to the gas box, the mixing manifold being characterized by a first end and a second end opposite the first end, wherein the mixing manifold is the second end. At the end of the mixing chamber, the mixing manifold defining a central channel through the mixing manifold that is fluidly coupled to the central channel defined through the gas box, the mixing manifold comprising: A port is defined along the exterior of the mixing manifold, the port being fluidly coupled to a first trench defined within the first end of the mixing manifold, the first trench defining a first trench. A semiconductor processing system, characterized by an inner radius and an outer radius at an inner sidewall, wherein the first trench provides fluid access to the central channel through the first inner sidewall.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019066551A JP6736720B1 (en) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | Semiconductor processing chamber Multi-stage mixing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019066551A JP6736720B1 (en) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | Semiconductor processing chamber Multi-stage mixing device |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020119625A Division JP7071445B2 (en) | 2020-07-13 | 2020-07-13 | Semiconductor processing chamber multi-stage mixing equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6736720B1 true JP6736720B1 (en) | 2020-08-05 |
JP2020167277A JP2020167277A (en) | 2020-10-08 |
Family
ID=71892426
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019066551A Active JP6736720B1 (en) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | Semiconductor processing chamber Multi-stage mixing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6736720B1 (en) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6329297B1 (en) * | 2000-04-21 | 2001-12-11 | Applied Materials, Inc. | Dilute remote plasma clean |
US8956980B1 (en) * | 2013-09-16 | 2015-02-17 | Applied Materials, Inc. | Selective etch of silicon nitride |
US10062579B2 (en) * | 2016-10-07 | 2018-08-28 | Applied Materials, Inc. | Selective SiN lateral recess |
US9768034B1 (en) * | 2016-11-11 | 2017-09-19 | Applied Materials, Inc. | Removal methods for high aspect ratio structures |
US11276559B2 (en) * | 2017-05-17 | 2022-03-15 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor processing chamber for multiple precursor flow |
JP7176860B6 (en) * | 2017-05-17 | 2022-12-16 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Semiconductor processing chamber to improve precursor flow |
US10297458B2 (en) * | 2017-08-07 | 2019-05-21 | Applied Materials, Inc. | Process window widening using coated parts in plasma etch processes |
US11049719B2 (en) * | 2017-08-30 | 2021-06-29 | Applied Materials, Inc. | Epitaxy system integrated with high selectivity oxide removal and high temperature contaminant removal |
-
2019
- 2019-03-29 JP JP2019066551A patent/JP6736720B1/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020167277A (en) | 2020-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11515179B2 (en) | Semiconductor processing chamber multistage mixing apparatus | |
CN113287185B (en) | Process chamber mixing system | |
US10964512B2 (en) | Semiconductor processing chamber multistage mixing apparatus and methods | |
JP7393501B2 (en) | Semiconductor processing chamber to improve precursor flow | |
TWI795404B (en) | Semiconductor processing chamber and system for multiple precursor flow | |
CN210129482U (en) | Semiconductor processing chamber multi-stage mixing apparatus | |
KR102255071B1 (en) | Semiconductor processing chamber multistage mixing apparatus | |
JP6736720B1 (en) | Semiconductor processing chamber Multi-stage mixing device | |
TW202343534A (en) | Semiconductor processing chamber adapter | |
JP7071445B2 (en) | Semiconductor processing chamber multi-stage mixing equipment | |
KR102223806B1 (en) | Semiconductor processing chamber multistage mixing apparatus | |
TWM594798U (en) | Semiconductor processing system | |
CN111799143B (en) | Multistage mixing apparatus for semiconductor processing chamber | |
TWI768838B (en) | Semiconductor processing system component | |
TWI728337B (en) | Semiconductor processing system and method of delivering precursors through semiconductor processing system | |
TWM599997U (en) | Semiconductor processing system component |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190329 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200616 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200715 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6736720 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |