JP7387794B2 - 遠隔プラズマ酸化チャンバ用ドッグボーン入口錐体輪郭 - Google Patents

遠隔プラズマ酸化チャンバ用ドッグボーン入口錐体輪郭 Download PDF

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Description

[0001] 本開示の実施形態は、広くは、半導体デバイス製作に関し、特に、高アスペクト比構造の共形酸化用流れアセンブリに関する。
[0002] シリコン集積回路の生産は、チップ上の最小特徴サイズを低減させながらデバイスの数を増加させるという、製作ステップに対する困難な要求をしてきた。更に、デバイスの製作者に対するコスト圧力の増大によって、半導体製造施設での処理量を高めることが必要となった。結果として、半導体製造工程は、極度の均一性を伴って高速で膜形成及び改質動作を実行しなければならない。1つのそのような工程は、半導体基板上の膜の酸化である。そのような工程では、酸化ガス混合物が、高速で処理チャンバの中に流れ、内部に酸素を取り込むことによって基板の下層を改質して、膜の酸化物を形成する。ガスが処理チャンバに入る速度、及び排気される前のチャンバ内での短い滞留時間のために、ガスが基板にわたり均等に広がる時間を確保できないので、不均一な膜厚がもたらされる。
[0003] したがって、半導体基板の酸化を実行するための改善された装置及び方法が必要とされている。
[0004] 本開示の実施形態は、広くは、半導体デバイス製作に関し、特に、高アスペクト比構造の共形酸化用流れアセンブリに関する。1以上の実施形態では、処理チャンバが開示される。処理チャンバは、第1の側部及び第1の側部とは反対の第2の側部を有するチャンバ本体、及び第1の側部内に配置された流れアセンブリを含む。流れアセンブリは、分流器を含む。分流器は、三日月形の第1の側部、上部、及び下部を含む。処理チャンバは、第2の側部に隣接して位置付けられた分散されたポンピング構造も含む。
[0005] 他の実施形態では、処理システムが、前駆体活性化装置(precursor activator)、及び前駆体活性化装置に連結された処理チャンバを含む。処理チャンバは、第1の側部及び第1の側部とは反対の第2の側部を有するチャンバ本体、及び第1の側部内に配置された流れアセンブリを含む。流れアセンブリは、分流器を含む。分流器は、三日月形の第1の側部、上部、及び下部を含む。処理チャンバは、第2の側部に隣接した分散されたポンピング構造も含む。
[0006] 他の実施形態では、流れアセンブリが開示される。流れアセンブリは、第1の側部、第1の側部とは反対の第2の側部、第1の側部と第2の側部の間に配置されたチャネル、及びチャネル内に配置された分流器を含む。第1の側部は、凹部、及び凹部内の第1の開口を含む。第2の側部は、湾曲し、第2の開口を含む。分流器は、第1の三日月形の側部、上部、及び下部を含む。
[0007] 上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、一部が添付の図面に例示されている実施形態を参照しながら、上記に短く要約した本開示をより具体的に説明する。しかし、添付図面は例示的な実施形態のみを示すものであり、したがって、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得ることに留意されたい。
[0008] 本明細書で説明され議論される1以上の実施形態による、処理システムの概略図である。 [0009] 本明細書で説明され議論される1以上の実施形態による、図1Aで示された処理システムの一部分の概略上面図である。 [0010] 本明細書で説明され議論される1以上の実施形態による、流れアセンブリの第1の断片の斜視図である。 [0011] 図2Aの流れアセンブリの第2の断片の斜視図である。 [0012] 本明細書で説明され議論される1以上の実施形態による、図2Aの流れアセンブリの概略上面図である。 [0013] 本明細書で説明され議論される1以上の実施形態による、図2Aの流れアセンブリの前面図である。 [0014] 本明細書で説明され議論される1以上の実施形態による、分流器の斜視図である。
[0015]理解を助けるため、可能な場合は図面に共通の同一要素を指定するのに同一の参照番号が使われている。他の実施形態に1以上の実施形態の要素及び特徴を有益に組み込むことは可能であると考えられる。
[0016] 本開示の実施形態は、広くは、半導体デバイス製作に関し、特に、共形酸化動作が実行される処理チャンバ用のライナー及び流れアセンブリに関する。処理チャンバは、離間した第1の側部と第2の側部を有するチャンバ本体、及びチャンバ本体の第1の側部を通って延在する流体導管内に位置付けられた流れアセンブリを含む。流れアセンブリは、導管の中央エリア内で流れる流体の体積を低減させ、導管の周縁エリア内で流れる体積を増加させるために、導管を通って流れる流体の流れプロファイルを調整するための分流器を含む。分流器は、導管の中央エリアの断面積を低減させ、増加したガス流を導管の周縁に導く。したがって、分流器は、ガスが処理チャンバ内の基板にわたり流れる際に、基板にわたりガスが広がる速度を増加させ、基板上で形成される酸化膜の均一性を改善する。
[0017] 処理チャンバは、チャンバの第2の側部に隣接して位置付けられた分散されたポンピング構造も含む。分散されたポンピング構造を使用して、膜厚の均一性を改善するために処理チャンバ内のガス流を調整する。
[0018] 分流器は、ガス流導管内に配置された、流れアセンブリの部分である。流れアセンブリは、反応性ガス種と反応せず、そのようなガス種が基板に流れる間に非活性化されるための機会を最小化する、石英、セラミック、又はシリカなどの、材料から作製されたライナーを含む。流れアセンブリは、ラジカルの流れの収縮を低減させるように設計されており、ラジカルの濃度とフラックスの増加をもたらす。処理チャンバの処理領域を通るラジカルの流れを調整するために、2つのポンピングポートが個別に制御されてよい。流れアセンブリの中央エリアにおける流れ経路の高さを低減させることによって、ガス流は、基板の縁部に向けて広がり、改善された堆積の均一性を提供することができる。
[0019] 図1Aは、熱処理チャンバ102、及び熱処理チャンバ102に連結された前駆体活性化装置180を含む、基板処理システム100を示している。一態様では、前駆体活性化装置が、1以上のプロセスガスを処理領域113に導入するために使用されるフローライン上の、熱処理チャンバ102の処理領域113から遠隔に位置付けられたプラズマ生成器である。それによって、プラズマが、活性化装置を通過するガスが活性化装置を通過するガス種の少なくとも一部分をイオン化することから生成される。プラズマ状態のガスをサポートするエネルギーが、前駆体活性化装置180内のみに存在するので、前駆体ガスは、内部に高い割合の前駆体ガスのラジカル種(ここでは、活性化されたガス混合物)を含む、活性化されているが未だプラズマ状態ではないチャンバの処理空間に入る。前駆体活性化装置180は、プラズマを使用しないで、例えばガスを著しくはイオン化しないエネルギーをガスに加えることによって、活性化されたガス混合物を提供するために使用されてもよい。熱処理チャンバ102は、処理領域113を有する。処理領域113の中には、活性化された前駆体ガスが導入される。処理領域113は、1以上の側壁114(例えば、4つの側壁)及びベース115によって取り囲まれている。側壁114の上側部分は、(例えば、「O」リングを使用して)窓アセンブリ117に対して密封されてよい。ここで、放射エネルギーアセンブリ118が、窓アセンブリ117を覆って配置され、窓アセンブリ117に連結される。放射エネルギーアセンブリ118は、複数のランプ119を有する。複数のランプ119は、タングステンハロゲンランプであってよく、それぞれが、容器121の中に取り付けられ、電磁放射を処理領域113の中に放つように配置されている。図1Aの窓アセンブリ117は、複数の光パイプ141(例えば、短い光パイプ)を有するが、窓アセンブリ117は、内部に光パイプを有さない平坦で中実の窓を有するだけであってもよい。窓アセンブリ117は、外壁116(例えば、円筒形状外壁)を有する。外壁116は、窓アセンブリ117の外周で窓アセンブリ117を取り囲むリムを形成する。窓アセンブリ117は、光パイプ141の第1の端部をカバーする第1の窓120、及び第1の端部とは反対側の光パイプ141の第2の端部をカバーする第2の窓122も有する。第1の窓120と第2の窓122は、光パイプ141を含む窓アセンブリ117の内装を取り囲み且つ密封するために、窓アセンブリ117の外壁116まで延在し、外壁116と係合する。そのような場合では、光パイプが使用されたときに、光パイプ141のうちの1つに対して外壁116を通る導管153を通して減圧を加え、今度は、その光パイプ141が、パイプの残りと流体連結されることによって、複数の光パイプ141内で減圧が生成されよい。
[0020] 基板101は、ここでは、処理領域113内の支持リング162によって、熱処理チャンバ102内で支持される。支持リング162は、回転可能円筒163の上部に取り付けられている。回転可能円筒163を回転させることによって、支持リング162と基板101は、処理中に回転させられる。熱処理チャンバ102のベース115は、処理中に基板101の裏側にエネルギーを反射するための反射面111を有する。代替的に、個別の反射板(図示せず)が、熱処理チャンバ102のベース115と支持リング162との間に配置されてよい。熱処理チャンバ102は、基板101の温度を検出するために、熱処理チャンバ102のベース115を通して配置された複数の温度プローブ171を含んでよい。上述のように、個別の反射板が使用される事例では、温度プローブ171が、基板101から来る電磁放射に光アクセスするために個別の反射板を通って延在してもよい。
[0021] 回転可能円筒163は、磁気ローター164によって支持されている。磁気ローター164は、レッジ165を有する円筒形状部材である。レッジ165上には、両方の部材が熱処理チャンバ102内に設置されたときに、回転可能円筒163が載置される。磁気ローター164は、レッジ165の下方の磁石領域166内に複数の磁石を有する。磁気ローター164は、ベース115に沿って熱処理チャンバ102の周縁領域に位置付けられた環状吹き抜け160内に配置されている。カバー173が、ベース115の周縁部分上に載置され、環状吹き抜け160の上方を回転可能円筒163と支持リング162に向けて延在し、カバー173と回転可能円筒163及び/又は支持リング162との間の許容可能な間隙を残す。カバー173は、概して、磁気ローター164が、処理領域113内の工程条件に曝露されることから保護する。
[0022] 磁気ローター164は、ベース115の周りに配置された磁気ステーター167からの回転磁場と組み合わされることによって回転する。磁気ステーター167は、複数の電磁石168を有する。複数の電磁石168は、基板101の処理中に、回転パターンに従って電力供給されて、磁気ローター164を回転させるために磁気ローター164内の磁石と組み合わされる回転磁場を提供する回転磁場を生成する。磁気ステーター167は、支持体170によって、リニアアクチュエータ169に連結されている。この場合では、リニアアクチュエータ169が、ねじ駆動(screw-drive)である。リニアアクチュエータ169を回転させることによって、熱処理チャンバ102の軸172に沿って磁気ステーター167を機械的に移動させる。今度は、それが、軸172に沿って、磁気ローター164、回転可能円筒163、支持リング162、及び基板101を移動させる。
[0023] 処理ガスが、チャンバ入口175を通して熱処理チャンバ102の処理領域113に供給され、図1Aのページの外に方向付けられたチャンバ出口を通して、概してチャンバ入口175及び支持リング162と同じ平面(図1Aでは示されていない)に沿って、処理領域113から排気される。基板は、側壁114内に形成され且つ図1Aでは後ろに示されているアクセスポート174を通して熱処理チャンバ102に入り、そこから出る。
[0024] 前駆体活性化装置180は、内部空間184を取り囲む本体182を有する。内部空間184では、イオン、ラジカル、及び電子のプラズマ183が、プラズマ生成エネルギーを加えることによって生成されてよい。石英又はサファイヤから作製されたライナー185が、本体182をプラズマによるケミカルアタックから保護する。内部空間184には、好適には、任意の電位勾配が存在しない。ガス入口186は、本体182の第1の端部187において、本体182の第2の端部189に位置付けられたガス出口188からみて反対側に、配置されている。前駆体活性化装置180が、熱処理チャンバ102に連結されたときに、ガス出口188は、供給ライン190を通してチャンバ入口175に、熱処理チャンバ102と流体連通している。それによって、内部空間184内で生成されたプラズマ183内の活性化された前駆体混合物のラジカルが、熱処理チャンバ102の処理領域113に供給される。ガス出口188は、励起されたラジカルが所望の流量で効率的に放出されることを可能にするために、ラジカルとライナー185の間の接触を最小化するために、ガス入口186の直径より大きい直径を有してよい。所望であれば、ガス出口188において内部空間184の内側寸法を低減させるために、ガス出口188のライナー185内に、別のオリフィスが挿入されてよい。ガス出口188(又はもし使用されるならばオリフィス)の直径は、処理領域113と前駆体活性化装置180の間の圧力差を提供するように選択されてよい。その圧力差は、熱処理チャンバ102内で実行される工程に適した、熱処理チャンバ102内に流れるラジカルと分子の組成を生み出すように選択されてよい。
[0025] 処理領域113内のプラズマ処理用のガスを供給するために、1以上のガス源192が、ガス源192から放出されるガスの流量を制御するために使用される三方弁194の第1の入力と弁197とを通じて、前駆体活性化装置180のガス入口186に連結されている。三方弁194の第2の入力は、第2のガス源198に連結されてよい。第1のガス源192と第2のガス源198のそれぞれは、窒素含有ガス、酸素含有ガス、シリコン含有ガス、又はアルゴンやヘリウムなどのガスのうちの1以上であってよく、或いはそれらを含んでよい。弁コントローラ196が、どの工程が実行されるかに応じて、弁の種々の位置の間で弁を切り替えるために、三方弁194に接続されてよい。弁コントローラ196は、また、三方弁194の切り替えを制御する。
[0026] 前駆体活性化装置180は、ガス源192からプラズマ183内の活性化された前駆体混合物の中に移動するプロセスガスを活性化するために、前駆体活性化装置180にマイクロ波又はRF周波数を有するエネルギーなどの励起エネルギーを供給するエネルギー源(図示せず)に連結されている。窒素含有ガス(例えばN2)が使用される場合では、前駆体活性化装置180内の活性化が、内部空間184内でN*ラジカル(N+及びN2 +などの正に帯電したイオン)を生成する。熱処理チャンバ102の処理領域113から遠隔に前駆体活性化装置180を位置付けることによって、基板のイオンへの曝露が最小され得る。イオンは、半導体基板上の繊細な構造に損傷を与え得る。一方で、ラジカルは、同じガスの非ラジカル分子より高度に反応し、有益な化学反応を実行するために使用される。前駆体活性化装置180などの前駆体活性化装置の使用により、基板101のラジカルへの曝露がもたらされ、基板101のイオンへの曝露を最小化する。
[0027] 図1Bは、本明細書で説明される実施形態による、基板処理システム100の一部分の概略上面図である。基板処理システム100は、熱処理チャンバ102と前駆体活性化装置180を含む。窓アセンブリ117は、明瞭さのために省略されている。前駆体活性化装置180は、例えば約6kWの電力で動作する、マイクロ波に組み合わされたプラズマ源(microwave coupled plasma source)などの任意の適切な前駆体活性化装置であってよい。前駆体活性化装置180は、前駆体活性化装置180内で生成されたガスを熱処理チャンバ102に向けて流すために、熱処理チャンバ102に連結されている。前駆体活性化装置180は、供給ライン190を介して熱処理チャンバ102に連結されている。ガスがプラズマ生成領域に到達すると、ガスは励起されてプラズマを生成する。プラズマ生成領域の下流では、ガス中性粒子(gas neutrals)、ガスイオン、及びガスラジカルが、プラズマ生成領域から排気部に向けて流れる。前駆体活性化装置180内で生成されたガスラジカル、及びガス中性粒子は、基板101処理中に供給ライン190を通って熱処理チャンバ102の中に流れる。
[0028] チャンバ本体108は、側壁114などの外面、及び内面123を有する。内面123は、部分的に処理領域113を画定し、処理領域113内では、基板101が処理向けに配置される。内面123は、熱処理チャンバ102内で処理されている基板101の形状(この場合では、円形状)と類似した形状を有してよい。外装形状124は、矩形状、正方形状、又は他の適切な形状であってよい。1以上の実施形態では、チャンバ本体108が、内面123を提供する流体流れ本体を含む。
[0029] 熱処理チャンバ102は、プロセスガスを熱処理チャンバ102から除去するために、分散されたポンピング構造127を有する。ここで、流れアセンブリ125からポンピングポートへのラジカルの流れを調整するために、チャンバ本体108の第2の側部又は側壁114に隣接して、2つのポンピングポート128、130が設けられている。2つのポンピングポート128、130は、チャンバ本体108の側壁114においてガス流経路の方向とは垂直なライン140に沿って互いから間隔を空けられている。他の実施形態では、ライン140が、ガス流経路の方向と垂直ではなく、ライン140が、ガス流経路の方向に対して鋭角又は鈍角を形成してよい。他の実施形態は、ラインに沿って配置されていないが、分散されたポンピング構造を提供するために、第2の側部又は第2の側壁114の近くの領域内に分散されてよい、2つ(又はそれ以上)のポンピングポートを有してよい。
[0030] ラジカルが前駆体活性化装置180から熱処理チャンバ102の処理領域113へ流れるために、外面又は側壁114から内面123にチャンバ本体108の側壁114を通って延在する流れアセンブリ125(例えば、ガス流導管)が、チャンバ入口175内に配置されている。流れアセンブリ125は、酸素ラジカルなどのプロセスガスとの相互作用を低減させるために、石英やシリカなどの材料から製作されている。窒素ラジカルと共に使用される実施形態では、流れアセンブリ125が、窒化ケイ素などの耐窒化性材料から作製されてよい。流れアセンブリ125は、熱処理チャンバ102へ流れるラジカルの流れの収縮を低減させるように設計されている。流れアセンブリ125は、導管129の中央エリアから導管129の周縁に向けて流体の流れを調整するための分流器126を含む。
[0031] 分流器126がない場合、ガスは、導管129から処理領域113の中に流れ、導管129を出る気柱内の圧力勾配の影響下で、処理領域113の中に広がる。しかし、ガスの流量は、ガス流が基板101の縁部分を実質的にカバーするように、気柱内の圧力勾配がガス流を広げるための十分な時間を提供しない。したがって、分流器126又は流れアセンブリ125の同様な構造がない場合、基板101上に形成される酸化物層は、不均一な厚さを有する。それによって、基板の中央における酸化物層は、基板の縁部における酸化物層より最大で40パーセントまで厚くなり得る。基板の縁部分を実質的にカバーするようにガス流を広げるために分流器126を利用することによって、基板上に形成される酸化物層は、5パーセント以下の改善された厚さの不均一を有し得る。
[0032] 図2A~図2Dは、流れアセンブリ125の斜視図を示している。図2A及び図2Bは、出口側部が視認可能な流れアセンブリ125の2つの断片を示している。図2Aは、本明細書で説明される実施形態による、流れアセンブリ125の下側ライナーの斜視図である。図2Bは、本明細書で説明される実施形態による、流れアセンブリ125の上側ライナーの斜視図である。図2Cは、流れアセンブリ125の概略的な上面図である。図2Dは、出口側部からみて反対の入口側部が視認可能な流れアセンブリ125を示している。
[0033] 流れアセンブリ125は、分流器126を収容する内部空間131を有する流れ部材222を含む。流れ部材222は、流れアセンブリ125の下側ライナーと上側ライナーを含む。1以上の実施形態では、流れ部材222が、湾曲した縁部を有する矩形状の外部形状を有する。流れ部材222は、入口側部204とは反対の出口側部202、出口側部202及び入口側部204と垂直な第1の周縁側部206、第1の周縁側部206とは反対の第2の周縁側部208、上部212とは反対側の下部210、並びに内部チャネル236を含む。
[0034] 第1の周縁側部206と第2の周縁側部208は湾曲しており、上部212から下部210へ、周縁側部206、208のそれぞれの周りに円筒形状の湾曲が存在する。流れ部材222の第1の周縁側部206と第2の周縁側部208の湾曲は、流れ部材をラジアス側部を有する導管129の中にフィットさせることを容易にする。入口側部204は、凹部234を含む。入口側部204は、第1の部分230(図2C)、第2の部分232を有し、凹部234が、周縁側部206、208の間の入口側部204の中心の周りで入口側部204内に形成されている。したがって、図2A~図2Dにおいて描かれている実施形態のうちの幾つかでは、第1の部分230と第2の部分232が、第1の周縁側部206から第2の周縁側部208までで測定された場合に、実質的に同じ長さである。他の実施形態では、第1の部分230と第2の部分232が、異なる長さを有してよく、第1の部分230が第2の部分232より長くてよく、又は第2の部分232が第1の部分230より長くてよい。凹部234は、それぞれ、第2の部分232と第1の部分230に交差する側壁238、240を含む。側壁238は、凹部234と第2の部分232の両方に垂直であり、それらの間にある。側壁240は、凹部234と第1の部分230の両方に垂直であり、それらの間にある。
[0035] 凹部234は、入口227を含む。入口227は、卵型、円形、楕円形、正方形、矩形、又は任意の他の幾何学的な形状を含む、任意の形状であってよい。入口227は、供給ライン190から流れアセンブリ125の内部チャネル236の中への流体連結を提供する。
[0036] 流れアセンブリ125の出口側部202は、供給ライン190の開口内に設置されたときに、処理領域113に対面する。出口側部202は、出口218を含む。図2Cの上面図で見られるように、出口側部202は、2つの平坦な部分(第1の平坦部分226と第2の平坦部分228)の間に、凹形の湾曲した部分224を含む。その場合、平坦部分226及び228は、流れアセンブリ125の周縁側部に隣接している。この場合では、第1の平坦部分226が、第1の周縁側部206に隣接し、第2の平坦部分228が、第2の周縁側部208に隣接している。凹形の湾曲した部分224は、第1の平坦部分226又は第2の平坦部分228の何れの長さよりも大きい長さを有する。1以上の実施例では、第1の周縁側部206から凹形の湾曲した部分224への方向における第1の平坦部分226の長さが、第2の周縁側部208から凹形の湾曲した部分224への第2の平坦部分228の長さと同じである。他の実施例では、第1の周縁側部206から凹形の湾曲した部分224への方向における第1の平坦部分226の長さが、第2の周縁側部208から凹形の湾曲した部分224への第2の平坦部分228の長さと同じでない。
[0037] 出口218は、凹形の湾曲した部分224内に形成され、処理領域113を内部チャネル236と流体連結する。出口218は、入口227の対応する横寸法よりも大きい横寸法を有する。出口218は、入口227より大きい断面積も有する。内部チャネル236は、流れアセンブリ125を通って入口227から出口218に延在する。内部チャネル236は、入口227から出口218へ移行する内面を有し、拡大する断面積を提供する。ここで、内部チャネル236は、側方に拡大し、他の実施形態では、内部チャネル236が、高さ方向に拡大してもよい。
[0038] 内部チャネル236は、上部212と下部210の内面、及び2つの内部チャネル壁242、244によって、部分的に画定される。1以上の実施形態では、内部チャネル壁242、244が、湾曲し、入口側部202から出口側部204に延在する。流れアセンブリ125の出口側部202における内部チャネル壁242の端部は、入口側部204における内部チャネル壁242の端部より、第1の周縁側部206に近い。したがって、内部チャネル壁242は、入口227から出口218に向けて広がる(後退する)。同様に、出口側部202における内部チャネル壁244の端部は、入口側部204における内部チャネル壁244の端部(したがって、内部チャネル壁244)より、第2の周縁側部208に近い。内部チャネル236は、流路に沿って流れアセンブリ125の入口側部204から出口側部202へ、周縁側部206及び208向かって拡大する。
[0039] 1以上の実施形態では、分流器126が、内部チャネル236内に配置され、分流器126の平坦な側部は、流れ部材222の下部210に当接している。他の実施形態では、分流器126が、内部チャネル236内に配置され、平坦な側部は、流れ部材222の上部212に当接している。ある実施形態では、分流器126が、流れ部材222の上部212と下部210のそれぞれに沿って、内部チャネル236内に配置されている。各場合では、分流器126が、内部チャネル236の中央エリア内の内部チャネル236を通る流路の断面積を低減させ、ガス流を内部チャネル236の周縁に向けて促し、それによって、分流器が存在しない場合のガス流と比較して、ガスが処理領域113に入る際に、外向きに流れるガスの部分を増加させる。
[0040] 図3で見られるように、1以上の実施形態では、分流器126が、平坦面302、起伏面304、出口端部313における面312(例えば、湾曲した面)、及び入口端部314における縁部315を含む。分流器126は、内部チャネル236内に配置され、平坦面302は、上部212又は下部210の何れかに接触している。上述されたように、ある場合では、2つの分流器126が、使用されてよく、それらのそれぞれの平坦面が互いに対して接触した状態で配置されてよい。ここで、分流器126は、流れ部材222の下部210に取り付けられる分離した断片として製造されているが、ある場合では、流れ部材222と分流器126が、単一の断片として形成(例えば、成型又は彫刻)されてよい。図2A~図2Dで描かれた実施形態のうちの幾つかでは、分流器126が、出口側部202から内部チャネル236に沿って入口側部204に部分的に延在する。他の実施形態では、分流器126が、出口側部202から入口側部204に全体的に延在してよい。分流器126は、内部チャネル236の中央エリアの近くの流路の断面積を低減させる形状を有する。
[0041] 分流器126の上部304は、第1のセグメント306、第2のセグメント308、及び第3のセグメント310を含む。その場合、セグメント306、308、310のそれぞれは、概して、ガス流に面する三角形状面を有する。分流器126は、第3のセグメント310が第1のセグメント306に合う第1の縁部320、及び第3のセグメント310が第2のセグメント308に合う第2の縁部322を含む。1以上の実施形態では、第1の縁部320と第2の縁部322が、分流器126のガス流出口側部における面312(例えば、湾曲した面)から、分流器126のガス流入口端部における入口端部314へ、直線な縁部として延在する。他の実施形態では、第1の縁部と第2の縁部が、第3のセグメント310から離れるように湾曲し、面312から入口端部314に延在する。ある実施形態では、第1の縁部が、第2の縁部とは異なっている。第3のセグメント310は、正三角形を逆さまにして見た形状を有する。他の実施形態では、第3のセグメント310が、ダイヤモンド形状又は曲線のある三角形状を有してよく、又は、複数の辺のうちの一部若しくは全部が湾曲した多角形の形状であってよい。例えば、2つの直線的な辺及び1つの湾曲した辺を有する三角形状であって、湾曲した辺が面312に隣接している三角形状である。更に他の実施形態では、第3のセグメント310が、3つを超える縁部又は辺を有してよく、例えば、台形状、平行な辺がない四角形状、星形状、デルタ字形状、又は任意の他の有用な形状であってよい。
[0042] 1以上の実施形態では、第1のセグメント306が、第2のセグメント308又は第3のセグメント310と同一平面上にない。図3で示されているように、第1のセグメント306と第2のセグメント308は、第3のセグメント310によって画定される平面から、平坦面302に向けて、反対方向に分岐する流れフェイシング面を有する。分流器126は、3つのセグメントを有する。その3つのセグメントのうちの第3のセグメント310は、ガス流の方向において内向きに先細りし、1つの平面からもう1つの平面に隆起する。他の実施形態では、第1のセグメント306と第2のセグメント308も、平坦であってよい。他の実施形態では、全てのセグメント306、308、及び310が湾曲している。
[0043] 面312は、凹形で三日月形の輪郭を有している。三日月の端部において、分流器126は、端部316(例えば、鋭く尖った端部)を有する。面312は、面312が第3のセグメント310と交差するところで、第1の高さD1を有する。面312の高さは、端部316に向かって減少する。面312の中心と端部316との間のポイントでは、面312が、高さD1より低い第2の高さD2を有する。第3のセグメント310は、分流器126の入口端部314において、分流器126の縁部315と一致する縁部を有する。入口端部314では、分流器126が、縁部315に沿って実質的に一定の厚さを有する。入口縁部314における分流器126の厚さは、高さD1未満である。それによって、第3のセグメント310が、(例えば、入口端部314から出口端部313への)流れ方向において平坦面302からわずかに離れるように延在する。1以上の実施形態では、面312の長さが、流れ部材222の出口側部202の全長さの3/5と4/5の間である(図2A)。
[0044] プロセスガスが流れアセンブリに入ると、分流器は、ガスを導管の外側縁部に向けて導く。分流器は、導管内の圧力勾配を変更し、圧力及び濃度の勾配に対する自然な反応が実現できるよりも速い分配を促進する。導管の形状を変更することにより、分流器は、導かれる流れによって、より多くのガスを中央から離れるように誘導する。分流器の高さ及び長さを変更することによって、基板に向かうガス流は、基板の縁部に向けられ、堆積の均一性および縁部のプルアップを提供する。
[0045] 以上の記述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せずに本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。本明細書で説明される全ての文書は、参照されることによって本明細書に組み込まれる。その文書は、任意の優先権書類、及び/又は、このテキストと矛盾しない範囲内での試験手順を含む。以上の一般的な説明と具体的な実施形態から明らかなように、本開示の複数の形態が図示され説明されてきたが、本開示の精神及び範囲から逸脱することなしに、様々な変形が行われ得る。したがって、それによって本開示が限定されることは意図していない。同様に、「備える、含む(comprising)」という用語は、米国法の目的のために、「含む(including)」という用語と同義であると考えられる。同様に、組成、要素、又は複数の要素の群の前に「備える、含む(comprising)」という移行フレーズが付いている場合には、常に、組成、要素、又は複数の要素の前に「本質的に~から成る(consisting essentially of)」、「~から成る(consisting of)」、「~から成る群から選択される(selected from the group of consisting of)」、又は「である(is)」という移行フレーズを有する、同じ組成又は複数の要素の群も考慮されていると理解され、逆もまた同様である。
[0046] 特定の実施形態及び特徴が、一組の数値上限と一組の数値下限を使用して説明された。別段の指定がない限り、任意の2つの値の組み合わせ、例えば、任意の下側値と任意の上側値の組み合わせ、任意の2つの下側値の組み合わせ、及び/又は任意の2つの上側値の組み合わせが、考慮されていると理解されたい。特定の下側値、上側値、及び範囲は、以下の1以上の請求項内で現れる。

Claims (13)

  1. 処理チャンバの処理空間に流体を供給する流体導管内に配置される分流器であって、
    前記処理空間に通じる前記流体導管の出口に隣接して配置される出口端部であって、湾曲した面を有し、前記湾曲した面の高さが、前記湾曲した面の中心部において最も高く前記湾曲した面の端部に向かって減少し、前記湾曲した面の前記中心部は前記流体導管の中心と一致するように配置される、出口端部、
    前記出口端部とは反対側の入口端部、
    第1のセグメントと第2のセグメントと第3のセグメントとを備える起伏のある上部であって、前記第1のセグメントが、三角形状のセグメントであり、前記第2のセグメントが、前記湾曲した面と接続する第1の湾曲した縁部を有する三角形状のセグメントであり、前記第3のセグメントが、前記湾曲した面と接続する第2の湾曲した縁部を有する三角形状のセグメントである、起伏のある上部、及び
    下部
    を備える分流器。
  2. 前記第2のセグメントが、前記第1の湾曲した縁部とは別の縁部において、前記第1のセグメントの第1の縁部に沿って前記第1のセグメントに隣接し、前記第3のセグメントが、前記第2の湾曲した縁部とは別の縁部において、前記第1のセグメントの第2の縁部に沿って前記第1のセグメントに隣接する、請求項1に記載の分流器。
  3. 請求項1又は2に記載の分流器を備える処理チャンバであって、
    第1の側部及び前記第1の側部とは反対の第2の側部を備えるチャンバ本体と、
    前記第1の側部内に配置された流れアセンブリであって、
    流れ部材の入口から出口へ側方に拡大する導管、及び
    前記出口端部が前記流れ部材の前記出口に隣接し、前記湾曲した面の前記中心部が前記導管の中心と一致するように、前記導管内に配置された前記分流器
    を備える流れアセンブリと、
    前記第2の側部に隣接した分散されたポンピング構造と
    を更に備える、処理チャンバ。
  4. 前記分流器の前記湾曲した面が、第1の長さを有し、前記流れアセンブリの第1の側部が、第2の長さを有し、前記第1の長さが、前記第2の長さの3/5と4/5の間である、請求項に記載の処理チャンバ。
  5. 前記流れアセンブリが、凹部を備える、請求項3又は4に記載の処理チャンバ。
  6. 請求項1又は2に記載の分流器を備える処理システムであって、
    前駆体活性化装置と、
    前記前駆体活性化装置に連結された処理チャンバであって、第1の側部及び前記第1の側部とは反対の第2の側部を有するチャンバ本体を備える、処理チャンバと、
    前記第1の側部内に配置された流れアセンブリと、
    前記第2の側部に隣接した基板支持部分内に位置付けられた分散されたポンピング構造と
    を更に備え、
    前記流れアセンブリは、
    入口側部を有する流れ部材であって、
    凹部、
    前記凹部内の入口
    前記入口側部とは反対の出口側部であって、湾曲し、出口を有する出口側部、及び
    前記入口側部から前記出口側部に延在し、前記入口を前記出口と流体連結する導管
    を備える流れ部材と、
    前記出口端部が前記流れ部材の前記出口に隣接し、前記湾曲した面の前記中心部が前記導管の中心と一致するように、前記導管内に配置された前記分流器
    備えている、処理システム。
  7. 前記導管が、前記入口から前記出口へ側方に拡大する、請求項に記載の処理システム。
  8. 前記分流器が、前記導管に適合する拡大する幅を更に備える、請求項6又は7に記載の処理システム。
  9. 処理チャンバの処理空間に流体を供給する流体導管内に配置される分流器であって、
    前記処理空間に通じる前記流体導管の出口に隣接して配置される出口端部であって、湾曲した面を有し、前記湾曲した面の高さが、前記湾曲した面の中心部において最も高く前記湾曲した面の端部に向かって減少し、前記湾曲した面の前記中心部は前記流体導管の中心と一致するように配置される、出口端部、
    前記出口端部とは反対側の入口端部、
    第1のセグメントと第2のセグメントと第3のセグメントとを備える起伏のある上部であって、前記第1のセグメントが、三角形状のセグメントであり、前記第2のセグメントが、前記湾曲した面と接続する第1の湾曲した縁部を有し、前記第3のセグメントが、前記湾曲した面と接続する第2の湾曲した縁部を有する、起伏のある上部、及び
    下部
    を備える分流器。
  10. 前記第2のセグメントが、前記第1の湾曲した縁部とは別の縁部において、前記第1のセグメントの第1の縁部に沿って前記第1のセグメントに隣接し、前記第3のセグメントが、前記第2の湾曲した縁部とは別の縁部において、前記第1のセグメントの第2の縁部に沿って前記第1のセグメントに隣接する、請求項9に記載の分流器。
  11. 請求項9又は10に記載の分流器を備える処理チャンバであって、
    第1の側部及び前記第1の側部とは反対の第2の側部を備えるチャンバ本体と、
    前記第1の側部内に配置された流れアセンブリであって、
    流れ部材の入口から出口へ側方に拡大する導管、及び
    前記出口端部が前記流れ部材の前記出口に隣接し、前記湾曲した面の前記中心部が前記導管の中心と一致するように、前記導管内に配置された前記分流器
    を備える流れアセンブリと、
    前記第2の側部に隣接した分散されたポンピング構造と
    を更に備える、処理チャンバ。
  12. 前記分流器の前記湾曲した面が、第1の長さを有し、前記流れアセンブリの第1の側部が、第2の長さを有し、前記第1の長さが、前記第2の長さの3/5と4/5の間である、請求項11に記載の処理チャンバ。
  13. 前記流れアセンブリが、凹部を備える、請求項11又は12に記載の処理チャンバ。
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