KR20010013553A - 반응 챔버에 기체 및 고주파 전력을 공급하는 적층샤우어헤드 어셈블리 - Google Patents

반응 챔버에 기체 및 고주파 전력을 공급하는 적층샤우어헤드 어셈블리 Download PDF

Info

Publication number
KR20010013553A
KR20010013553A KR1019997011560A KR19997011560A KR20010013553A KR 20010013553 A KR20010013553 A KR 20010013553A KR 1019997011560 A KR1019997011560 A KR 1019997011560A KR 19997011560 A KR19997011560 A KR 19997011560A KR 20010013553 A KR20010013553 A KR 20010013553A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
showerhead
reaction chamber
gas
insulating plate
chamber
Prior art date
Application number
KR1019997011560A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100390592B1 (ko
Inventor
힐만조셉티.
Original Assignee
히가시 데츠로
도쿄 엘렉트론 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 히가시 데츠로, 도쿄 엘렉트론 가부시키가이샤 filed Critical 히가시 데츠로
Publication of KR20010013553A publication Critical patent/KR20010013553A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100390592B1 publication Critical patent/KR100390592B1/ko

Links

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
    • 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
    • C23C16/45574—Nozzles for more than one gas
    • 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
    • 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
    • C23C16/509—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 using internal electrodes
    • C23C16/5096—Flat-bed apparatus

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

처리 기체를 사용하여 기판상에 재료층을 화학 증착시키는 반응 챔버(10)는 기판을 포함하는 처리 공간(14)를 규정하는 내벽(16)을 가지는 챔버 본체(12), 상기 처리 공간을 효과적으로 밀폐시키는 덮개(22)와, 처리 기체를 처리 공간내로 분산시키기 위하여 챔버 본체(12) 내부에 위치된 평면 샤우어헤드(44)를 포함한다. 하부 절연판(50)은 챔버 본체로부터 샤우어헤드를 전기적으로 절연시키기 위하여 샤우어헤드 및 챔버 본체(12) 사이에 샤우어헤드(44)의 일면상에 위치되며, 상부 절연판(52)은 챔버 본체 및 덮개(22)로부터 샤우어헤드를 전기적으로 절연시키기 위하여 샤우어헤드 및 챔버 본체(12) 및 덮개 사이에 샤우어헤드(44)의 나머지 면상에 위치된다. 계단부(42)는 챔버 본체의 내벽에 구비되며, 상기 평면 샤우어헤드(44) 및 상부 절연판(52) 및 하부 절연판(54)은 적층 구조체로 배치되고, 처리 기체를 처리 공간내의 기판에 유입시키기 위하여 상기 처리 공간(14)에 인접하여 계단부(42)상에 위치된다.

Description

반응 챔버에 기체 및 고주파 전력을 공급하는 적층 샤우어헤드 어셈블리{STACKED SHOWERHEAD ASSEMBLY FOR DELIVERING GASES AND RF POWER TO A REACTION CHAMBER}
통합회로(IC's)의 형성에 있어서, 반도체 웨이퍼와 같은 기판의 표면 상에, 금속 및 비금속 성분을 포함하는 막과 같은 얇은 재료 막 또는 층을 침착시키는 것이 자주 필요하다. 상기 박막의 목적은 회로에 전도성 및 저항성 콘택트를 제공하고 IC의 다양한 장치 사이에 전도성 또는 장애 막을 생산하는 것이다. 예컨데, 소정의 막이 콘택트의 노출된 표면에 적용되거나 또는 기판의 절연층상의 홀을 거쳐 적용될 수 있으며, 상기 막은 상기 절연층을 관통하여, 상기 절역층을 가로질러 전기적 연결을 구성하기 위하여 전도성 재료의 플러그를 제공한다.
상기 막을 침착시키는 공지된 방법은 화학증착법(CVD)이며, 그 증착법에선 막이, 일반적으로 처리 기체로서 알려진 다양한 성분들 또는 반응 기체들 사이의 화학 반응을 사용하여 기판 상에 침착된다. CVD에서, 처리 기체는 기판을 포함하는 반응 챔버의 처리 공간내로 펌프된다. 상기 기체는 상기 기판에 인접한 처리 공간내에서 반응하며, 하나 이상의 반응 부산물이 결과로서 생긴다. 상기 반응 부산물은 상기 기판상에 침착되어 노출된 기판 표면 상에 소정의 막을 생성한다.
또한 광범위하게 사용되는 상기 CVD법의 다른 변경예는 개선된 플라즈마 CVD법 또는 PECVD법으로서, 그 방법에선 하나 이상의 상기 처리 기체는 반응 공정에 에너지를 제공하는 기체 플라즈마로 이온화된다. PECVD에선, 표준 CVD와 적합한 반응을 위해 일반적으로 필요한 반응 온도 및 열에너지를 낮추는 것이 바람직하다. PECVD에선, 전기 에너지가 처리 기체 또는 기체에 공급되어 플라즈마를 생성하고 유지하므로 반응을 위해선 더욱 작은 열에너지가 필요하다.
상기 PECVD법에 대하여, 처리 기체 공급 요소와 같은 처리공간내에 기판 및 처리 공간내의 다른 평면 요소을 지지하는 평면 기판 또는 평면 지지체는 하나 이상의 반응 기체를 이온화된 플라즈마로 활성화시키는 대향 고주파 전극으로서 작동하도록 고주파 에너지로 전기적으로 바이어스된다. 상기 평면 기판 및 다른 바이어스된 평면 요소는 일반적으로 서로 평행하게 유지되어 바이어스된 전기 판을 자극하고, 상기 기판은 그 사이에 위치되기 때문에, 상기 방법은 평행판 PECVD법이라 불리어 진다. 또한, 상기 기판은 전기적으로 바이어스된 판 또는 요소에 일반적으로 평행하게 유지된다.
CVD 및 PECVD법에선, 처리 공간에 그리고 기판의 부근에 처리 기체의 적합한 공급이 중요하다. 상기 처리 기체는 기체 공급 시스템을 통해 처리 공간 및 기판에 공급되고, 상기 공급 시스템은 증착법에 바람직한 기체의 적합한 유동 및 분배를 제공한다. 일반적으로 상기 기체 공급 시스템은 반응챔버내에 인젝터 링 또는 평평한 샤우어헤드와 같은 기체-분산 요소를 포함하며, 상기 기체 분산 요소는 주입되는 처리 기체를 처리 공간 주위로 퍼뜨려 기판 부근에 균일한 분배 및 기체의 유동을 보장한다. 균일한 기체 분배 및 기체 유동은 균일한 그리고 유효한 침착공정, 농후한 플라즈마(PECVD를 위한) 및 균일하게 기판상에 침착된 막을 위해 바람직하다. 링 및 샤우어헤드 모두는 처리 기체를 유입하기 위하여 매우 다양한 형상을 가진다. PECVD에 대하여, 샤우어헤드는 기체 분산 요소 뿐만아니라 바이어스된 전극으로서의 이중 역활을 하기 때문에 특히 바람직하다고 증명되었다.
종래의 고주파 PECVD 공정은 평행한 바이어스된 서셉터 맞은 편에 있는, 바이어스된 평면 기체 샤우어헤드를 일반적으로 사용한다. 상기 PECVD 및 샤우어헤드 구조체는 미국 특허 제 5,567,243에 개시되어 있으며, 이는 본원과 관계된다. 또 다른 샤우어헤드 구조체는 "CVD 및 PECVD 반응에서 반응 기체의 사전혼합을 방지하는 장치 및 방법"의 명칭을 가진 미국 일련번호 제 08/940,779에 개시되어 있다. 상기 특허와 계류중인 출원 모두는 전체가 참조상으로 본원에 관련된다.
상기 샤우어헤드 구조체는 적합한 PECVD막을 생산하지만, 그들은 복잡한 지지체와 바어어싱 어셈블리를 필요로 한다. 그 어셈블리는 기판 부근의 반응 챔버 내부에 연결되므로 상기 반응 챔버는 적합하게 구성되어야 한다. 상기 샤우어헤드 지지체 및 바이어싱 어셈블리는 설계하거나 제조하기에 다소 복잡하고 고가이다. 예컨데, 미국 특허 제 5,567,243의 도 2, 도 2a 및 도 2b을 참조하면, 많은 정교하게 기계가공된 부품, 제조동안에 비교적 복잡한 체결 및 밀봉단계, 필요이상으로 복잡한 PECVD법을 위한 고주파 또는 다른 전기적 소스의 전기적 연결을 필요로 하는 샤우어헤드 어셈블리가 개시되어 있다. 상기 어셈블리는 제조하기에 비교적 난해하고 고가일 뿐만아니라 유지하기에도 어렵고 고가이다. 더우기, 더욱 복잡한 어셈블리들은 청소하기가 더욱 어렵다는 것이다.
현 CVD 기체 공급 시스템, 특히 샤우어헤드를 사용하는 시스템의 또 다른 결점은 CVD 및 PECVD법 동안에 샤우어헤드의 적합한 온도 제어를 할 수 없다는 것이다. 화학 증착공정 동안에, 처리 공간내의 다양한 요소의 표면 온도를 제어하여 소정의 온도 범위로 유지하는 것이 바람직하다. 특히, 처리 기체와 접촉하는 샤우어헤드와 같은 요소의 온도 제어를 유지하여 상기 요소상에 바람직하지 못한 침착을 방지하는 것이 바람직하다. 예컨데, 질화 티타늄(TiN)을 침착시킬 때, 상기 전구 처리 기체, TiCl4및 NH3와 접촉하는 모든 표면을 125℃ 내지 225℃ 범위의 온도로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 반응 챔버는 내부 및 통합 가열시스템과 냉각 시스템을 포함하기 때문에, 반응 챔버의 내벽 및 덮개 표면에 대해 상기 온도가 가능하다. 그러나, 이러한 챔버 온도 제어 시스템은 일반적으로 샤우어헤드의 온도 제어를 제공하지 않는다. 그러므로, 상기 샤우어헤드의 온도는 CVD 및 PECVD 동안의 처리 공간의 변덕스러운 온도 변화에 의해 결정되는 경향이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 제조하고 조립하고 유지하기에 간단한 어셈블리를 사용하여 CVD공정에 처리 기체를 공급하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제조하고 조립하고 유지하기에 저가의 어셈블리를 사용하여 CVD공정에 처리 기체를 공급하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 처리 공간내의 모든 표면의 적합한 온도 제어를 유지하면서 CVD 처리 기체를 공급하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 샤우어헤드상의 침착을 방지하기 위하여 처리 기체와 접촉하는 샤우어헤드의 온도를 제어하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 실리콘 기판 상에 질화티타늄(TiN)막의 침착동안에 기체-분산 샤우어헤드의 온도를 제어하고 침착된 질화티타늄 막내의 염소를 감소시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 청소하고 유지하기에 간단한 CVD샤우어헤드를 제공하는 것이다.
본 발명은 일반적으로 화학증착법(CVD) 및 개선된 플라즈마 화학증착법(PECVD)에 관한 것으로서, 특히 CVD 및 PECVD에 반응 기체 성분을 공급하는 반면에 상기 기체 공급 성분의 적합한 열적 제어를 유지하는 간단한 항구성 기체 공급 시스템을 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 명세서의 일부를 형성하는 하기 도면은 본 발명의 실시예를 도시하고 본 발명의 원리는 하기 도면과 관련되어 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 샤우어헤드 어셈블리를 이용하는 PECVD를 위해 적용된 반응 챔버의 개략 단면도.
도 2는 본 발명을 이용하는 반응 챔버의 대안적인 실시예의 개략 단면도.
도 3은 본 발명을 이용하는 반응 챔버의 다른 대안적인 실시예의 개략 단면도.
상기에 언급된 본 발명의 목적은 제조하고 유지하기에 간단하고 저가인 기체-분산 샤우어헤드 어셈블리를 제공하는 본 발명에 의해 달성된다. 본 발명의 샤우어헤드 어셈블리는 청소하기가 용이하고, 온도는 샤우어헤드 어셈블리가 설치된 반응 챔버의 온도 제어 시스템을 사용하여 또는 CVD공정 동안에 발생된 열을 통해 제어될 수 있다. 이 때문에, 상기 본 발명의 샤우어헤드 어셈블리는 질화티타늄(TiN)을 침착시키는데 특히 유용하고, 샤우어헤드 상에 불필요한 질화티타늄 막의 침착을 방지하는데 효과적이고, 또한 공정 및 기판상에 침착된 질화티타늄막 내의 염소량을 감소시키는데 효과적이다.
본 발명의 샤우어헤드 어셈블리는 복수의 적층된 판형상 요소를 포함하며, 상기 판형상 요소는 반응 챔버 본체의 내벽내에 적합하게 형성된 리세스에 의해 적소에 유지된다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 샤우어헤드는 판형상 요소로서 형성되고 챔버의 내벽에 의해 지지된다. 다른 실시예에선, 절연판이 샤우어헤드의 위 및 아래에 적층되고 상기 적층된 판은 챔버 벽에 의해 지지된다. 특히, 하나의 양호한 실시예에선, 상기 반응 챔버 본체의 측벽은 기계가공되어, 평면 샤우어헤드 및 적층된 다른 판형상 요소를 수용하도록, 그리고 그들의 외주를 따라서 상기 요소를 지지하도록 구성된 계단부를 형성한다. 상기 반응 챔버 계단부는 처리 공간에 인접한 적층 요소를 지지하며, 상기 적층요소는 처리 기체를 처리 공간내의 기판에 유입시킨다. 덮개는 계단부 위의 챔버 본체상에 위치되고, CVD 공정 동안에 내부의 적정 압력유지를 위해 처리 공간을 밀폐시킨다. 이 방식으로, 복잡한 장착 구조체가 제거되며, 상기 요소의 평면이 반응 챔버의 처리 공간내의 기판에 일반적으로 평행하여 기체가 처리 공간내에 적합하게 유입되고 상기 샤우어헤드가 고주파 전극으로서 사용될 수 있는 배향으로, 상기 반응 챔버 본체 계단부는 상기 요소를 유지한다.
본 발명의 하나의 실시예에선, 상기 샤우어헤드는 고주파 에너지를 사용하여 바이어스되고 금속 반응 챔버 본체 및 덮개로부터 전기적으로 절연된다. 고주파 바이어스 샤우어헤드 및 금속 반응 챔버 사이의 전기적 절연을 제공하기 위하여, 상기 절연판은 샤우어헤드 및 반응 챔버 본체 및 덮개 사이에 샤우어헤드의 상부 및 하부상에 위치된다. 하부 전기 절연판은 챔버 본체 계단부 상에 위치되고, 상기 샤우어헤드는 상기 하부 절연판의 상부상에 적층된다. 상기 처리 기체가 샤우어헤드를 통과하여 처리 공간내로 들어가도록, 상기 하부 절연판은 바람직하게는 중심 개구를 가지는 환형 판 또는 링 형상이다. 상기 중심 개구는 샤우어헤드 내의 복수의 기체 분산 개구와 일치한다. 상기 환형 링은 일반적으로 계단부와 접촉하는 샤우어헤드의 둘레에서 샤우어헤드를 절연시킨다. 상기 샤우어헤드의 적합한 전기적 바이어싱을 위하여, 상기 하부 절연판은 바람직하게는 고주파 에너지원과 같은 전기 에너지원를 샤우어헤드에 연결하는 관통하여 형성된 통로를 포함한다. 양호한 실시예에선, 고주파 선 통로는 챔버 본체를 관통해 형성되고 , 상기 하부 판을 관통하는 통로는 챔버 본체 통로와 일렬로 정렬된다.
상기 샤우어헤드의 상부면을 따라 전기적 절연을 제공하기 위하여, 상부 절연 판이 샤우어헤드의 상부에 적층된고 샤우어헤드 및 반응 챔버 본체 및 덮개 사이에 위치된다. 상기 샤우어헤드의 전체 상부 면 위에 적합한 절연을 제공하기 위하여, 상기 상부 절연판은 일반적으로 샤우어헤드와 같은 공간에 걸치며, 하부 판 처럼 중심 개구를 포함하지는 않는다. 그러므로, 상기 상부 절연판은 일반적으로 링보다는 고체 디스크 형상이다. 아래로 연장되는 주위 플랜지는 상부 절연판의 주위를 따라서 형성되어 전기적으로 샤우어헤드의 주위 모퉁이를 전기적으로 절연시킨다. 상기 플랜지는 절연판의 평면으로부터 아래로 연장되고, 상기 플랜지의 저부면은 처리 챔버 계단부 상에 위치하여 샤우어헤드 위의 제 2 절연판을 지지한다. 상기 샤우어헤드 주위는 플랜지에 의해 둘러싸여 그 주위 모퉁이를 따라서 샤우어헤드를 전기적으로 절연한다. 상기 상부 절연판은 샤우어헤드 위에 기체 분산 공간을 생성하는데, 그 공간은 처리 기체가 샤우어헤드를 통해 처리 공간내로 유입되기 전에 축적될 수 있는 곳이다. 기체 공급선은 상부 절연판내에 형성되며, 상기 상부 절연판은 샤우어헤드 위의 기체 분산 공간을 챔버 본체내에 형성된 처리 기체 선에 연결시킨다. 이 방식으로, 상기 처리 기체는 챔버 본체를 통과해 기체 분산 공간내로 펌퍼되고, 그 다음 샤우어헤드를 통과해 처리 공간내로 펌퍼된다.
본 발명의 상기 적층 샤우어헤드 어셈블리는 복잡하지 않은, 내구성 있는, 그리고 제조 및 유지하기에 값싼 기체 공급 어셈블리이다. 상기 어셈블리는 샤우어헤드의 간단한 청소를 제공한다. 더우기, 상기 상부 절연판 및 하부 절연판 사이의 결합은 본 발명의 다른 원리에 따라서 서셉터의 적합한 온도 제어를 제공한다.
CVD공정 동안에, 샤우어헤드의 온도 제어를 유지하는 것, 특히 소정의 온도 범위내로 샤우어헤드를 유지하는 것이 바람직하다. 예컨데, 질화티타늄(TiN)을 침착시키기 위하여, 처리 기체와 접촉하는 처리 공간내의 모든 표면을 125℃ 내지 225℃ 범위의 온도로 유지하여 상기 표면상에 때 아닌 침착 및 불필요한 침착을 방지하는 것이 바람직하다. 상기 온도 범위는 CVD가 발생되는 평균 온도보다 낮다. 그러한 낮은 온도가 샤우어헤드를 위해 요구된다면, 상기 절연판은 질화 알루미늄과 같은 열적 전도성 재료로 제조된다. 그 후, 상기 절연판은 샤우어헤드를 반응 챔버 벽 및 반응 챔버의 덮개에 열적으로 효과적으로 매설시킨다. 상기 본체 벽 및 반응 챔버의 덮개 내에 위치된 적합한 냉각 요소를 포함하는 냉각 시스템은 반응 챔버의 온도를 제어함으로서 샤우어헤드의 온도를 제어한다. 유사하게, 상기 샤우어헤드의 온도를 높이는 것이 바람직하다면, 본체 벽 및 반응 챔버의 덮개 내에 위치된 가열 요소를 포함하는 가열 시스템이 사용될 수 있다. 열적으로 전도성이 있는 상기 절연판은 샤우어헤드를 가열된 반응 챔버 본체 및 덮개에 매설시킴으로서 샤우어헤드를 가열한다.
본 발명의 다른 원리에 따라서, 상기 샤우어헤드는 전기적으로 절연성이 있을 뿐만 아니라 열적으로 단열성이 있는 재료로 상부 및 하부 절연판을 형성함으로서 가열될 수 있다. 예컨데, 석영은 그러한 목적에 적합하다. 상기 샤우어헤드는 반응 챔버내의 서셉터 및 기판으로부터 열을 수용한다. 상기 열은 석영 절연판을 통해 소산될 수 없기 때문에, 상기 샤우어헤드 온도는 서셉터 및 기판 온도에 의해 결정된 값까지 상승한다.
본 발명의 대안적인 실시예에선, 플라즈마 개선을 위하여 고주파 바이어싱을 필요로하지 않는 표준 CVD 공정에서와 같이 전기적 절연이 필요하지 않다면, 반응 챔버 본체내에 형성된 계단부상에 샤우어헤드를 지지함으로서, 상기 샤우어헤드는 반응 챔버 본체 및 덮개에 열적으로 직접 연결된다. 이 때문에, 상기 상부 및 하부 절연판이 사용되지 않는다. 상기 계단부는 샤우어헤드의 상부면에 인접한 기체 분산 공간을 생성하도록 치수 설계되며, 상기 기체 분산 공간은 처리 기체가 샤우어헤드를 관통해 분산되기 전에 처리 기체를 수집한다.
처리 기체가 처리 공간내로 분산되기 까지 다양한 처리 기체를 분리된 상태로 유지하는 것이 바람직하다. 본 발명의 대안적인 실시예에선, 샤우어헤드내의 개구 세트로부터 물리적으로 분리된 기체 분산 개구 세트를 가지는 이중-기체 샤우어헤드가 사용될 수 있다. 상기 샤우어헤드의 실시예에선, 하나의 처리 기체가 샤우어헤드 위의 기체 분산 공간에 공급되고, 한 세트의 샤우어헤드 개구를 통해 분산되며, 다른 기체는 샤우어헤드내의 내부 통로내로 공급되고 다른 세트의 개구를 통해 분산된다. 상기 이중-기체 샤우어헤드는 절연판과 함께 또는 절연판 없이 사용될 수 있다.
상기에 언급된 바와 같이, 본 발명은 처리 기체 TiCl4및 NH3와 접촉하는 샤우어헤드 및 다른 요소의 온도를 125℃내지 225℃의 온도 범위로 유지하는 것이 바람직한 것을 특징으로 하는 질화 티타늄을 침착시키는데 특히 유용하다. 본 발명의 원리에 따라서 소정 온도로 샤우어헤드를 유지함으로서, 바람직하게는 거의 또는 어떠한 질화 티타늄도 샤우어헤드상에 침착되지 않을 것이다. 더우기, 상기 샤우어헤드 상의 침착의 제거는 기판 상에 침착된 질화 티타늄 막내의 염소 함유량을 감소시키고, 또한 상기 공정동안 발생된 염소에 의한 부식을 감소시킨다.
도1은 본 발명을 구체화하는 CVD반응 챔버(10)를 도시한다. 상기 반응 챔버(10)는 스테인레스 스틸과 같은 적합한 금속으로 형성된 챔버 본체(12)를 포함한다. 상기 반응 챔버 본체(12)는 내벽(16) 및 저면(18)에 의해 형성된 처리 공간(14)을 규정한다. 상기 처리 공간의 상부는 본 발명의 원리에 따라 형성된 샤우어헤드 어셈블리(20)에 의해 규정된다. 상기 챔버 본체(12)를 밀폐시켜 처리 공간(14) 및 샤우어헤드 어셈블리(20)를 둘러싸는 것은, 바람직하게는 스테인레스 스틸로 제조된 챔버 덮개(22)이다. 본체(12) 및 덮개(22) 사이에 적합한 밀봉을 제공하기 위하여, 종래의 O-링 밀봉체와 같은 밀봉체가 사용된다. 상기 반응 챔버(10)내에서 수행될 CVD 및 PECVD 공정에 대해, 상기 내부 처리 공간은 종래의 저압을 필요로 한다. 이 때문에, 반응 챔버(10)는 종전처름 진공 소스(도시되지 않음)에 적합하게 연결된다.
처리 공간(14)내의 실리콘 웨이퍼와 같은 기판(26)을 지지하기 위하여, 상기 반응 챔버(10)는 기판(26)용 지지체 플랫폼을 형성하는 기판 지지체 또는 서섭터(28)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이,서셉터(28)는 베이스(29) 및 샤우어헤드 어셈블리(20)에 일반적으로 평행하게 배향된 지지체 기판(26)상에 위치한다. 특정 CVD 및 PECVD 공정 동안에, 상기 기판(26) 및 서셉터(28)는 가열될 필요가 있고 서셉터(28)는 베이스(29)를 통해 적합한 온도 제어 시스템(30)에 연결될 수 있다. 또한,기판의 회전이 반듯이 필수적인 것은 아니지만, 상기 기판상에 균일한 침착을 위하여 서셉터(28)및 기판(26)을 회전시키기는 것이 바람직하다. 이 때문에, 서셉터(28)는 베이스(29)를 통해 외부 회전 제어 시스템(32)에 연결될 수 있다. 배면 가열 시스템 및 클램핑 시스템(도시되지 않음)과 같은 다른 서셉터 제어 시스템이 서셉터(28)에 기판(26)을 고정시키기거나 또는 기판(26)을 가열하고 냉각하기 위하여 서셉터(28)와 함께 사용될 수 있다라는 것이 당업자에 의해 이해될 수 있다.
상기 서셉터(28)상의 기판(26)을 가열 및 냉각하는 것 외에, 반응 챔버(10)를 가열 및 냉각하는 것이 일반적으로 바람직하다. 이 때문에, 상기 반응 챔버 본체(12) 및 덮개(22) 모두가 적합한 가열 시스템(34) 및 냉각 시스템(36)에 연결된다. 상기 가열 시스템(34)은 챔버 본체(12) 및 덮개(22)내에 통상적으로 매립되어 있는 적합한 전도성 가열 요소(34a)에 연결된다. 유사하게, 상기 냉각 시스템은 챔버 본체(12) 및 덮개(22)내에 통상적으로 매립되어 있는 적합한 전도성 냉각 요소(36a)에 연결된다. 다양한 요소들을 포함하는 그러한 가열 및 냉각 시스템은 당해 기술 분야에서 공지되어 있고 반응 챔버(10)의 온도를 제어하기 위하여 상업적으로 이용되고 있다.
본 발명의 원리에 따라서, 상기 샤우어헤드 어셈블리(20)는 일련의 적층된 판 형상 요소 또는 판으로 형성되고, 상기 판은 적층 형상으로 배열되고 상기 반응 챔버 본체(12)의 내벽(16)내에 형성된 리세스에 의해 생성된 평평한 계단부 상에 지지된다. 또한, 도 1에 도시된 실시예에 있어서, 상기 반응 챔버 덮개(22)는 일반적으로 평면 형상이므로 본 발명의 적층 샤우어헤드 어셈블리(20)외에 다른 판이 고려될 수 있다. 도 1과 관련하여, 상기 챔버 본체의 상부 부근의 내벽(16)을 둘러싸는 적합한 리세스(40)를 기계가공함으로서, 평평한 계단부(42)가 덮개(22) 부근의 반응챔버 본체(12)의 내벽(16)내에 형성된다. 상기 계단부(42)는 일반적으로 반응 챔버(10) 내에 수평으로 배향된다. 상기 계단부(42)는 내벽(16) 둘레로 연장되고, 샤우어헤드 어셈블리(20)의 적층된 구조체를 수용하도록 형성되고 배치된다. 상기 계단부는 처리 기체를 기판에 유입시키기 위하여 처리 공간(14) 및 기판(26)부근의 주위에서 상기 샤우어헤드 어셈블리를 지지한다. 하기에서 다시 설명되겠지만, 상기 어셈블리의 판 요소는 계단부(42)상에 위치하고, 적층된 구조체는 계단부에 의해 그 주위 모퉁이에서 지지된다.
본 발명의 샤우어헤드 어셈블리(20)는 평면 또는 판형상 샤우어헤드(44)를 포함하며, 상기 샤우어헤드(44)의 내부엔 처리 기체를 처리 공간(14)에 유입시키는 일련의 기체-분산 개구(46)가 형성된다. 바람직하게는, 샤우어헤드(44)는 원통형 반응 챔버 본체(12)의 원형 단면과 조화되는 원형이고, 알루미늄과 같은 적합한 재료로 제조된다.
더우기, 샤우어헤드 어셈블리(20)는 일반적으로 평평한 또는 평면인 하부 절연판(50) 및 상부 절연판(52)을 포함한다. 상기 하부 절연판은 챔버 본체 리세스(40)에 의해 형성된 계단부(42)에 의해 지지되고, 샤우어헤드(44) 및 챔버 본체의 계단부(42) 사이에 위치되어, 챔버 본체(12)로부터 샤우어헤드(44)를 전기적으로 절연시킨다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 하부 절연판(50)은 일반적으로 평평한 또는 평면 형상이고, 양호한 실시예에선, 참조부호(56)에 의해 규정된 중심 개구를 가지는 환형 판 또는 링의 형상을 취한다. 상기 샤우어헤드(44)는 판(50)의 상부에 위치하고, 상기 2 개의 요소는 일반적으로 동축 및 동심 관계이며, 계단부(42)에 의해서 그들의 둘레 모퉁이에서 지지된다. 이로인해, 판(50)은 그 둘레에서 샤우어헤드(44)를 둘러싸서 샤우어헤드 및 챔버 본체(12) 사이의 접촉을 방지함으로서, 챔버 본체로부터 샤우어헤드를 전기적으로 절연시킨다. 상기 중심 개구(56)는 샤우어헤드의 개구(46)의 위치와 일렬로 정렬되고 대응되므로, 처리 공간(14) 및 샤우어헤드(44) 사이의 경로를 개방시켜, 샤우어헤드로부터 처리 공간내로 처리 기체를 통과시킨다. 즉, 일반적으로 상기 하부 절연판(50)은 일반적으로 샤우어헤드(44)로부터 처리 공간(14)내로 기체의 통과를 방해하지 않는다.
상기에 언급된 바와 같이,상기 샤우어헤드가 PECVD 공정동안에 전극으로서 작동하도록, 고주파 에너지원을 사용하여 샤우어헤드를 전기적으로 바이어스시키는 것이 바람직하다. 이 때문에,도 1에 도시된 상기 하부 절연판(50)의 실시예는, 당해 기술에서 공지된 종래 수단을 사용하여 샤우어헤드(44)에 전기선(58)을 연결시키기 위하여 절연판(50)을 관통하여 형성된 개구(51)를 포함한다. 그 다음, 전기선(58)은 고주파 에너지원(60)에 연결되어 PECVD에서 사용된 고주파 전극으로서의 샤우어헤드를 바이어스시킨다. 상기 고주파 에너지원(60) 및 샤우어헤드(44) 사이에 선(58)을 연결하기 위하여, 적합한 통로가 챔버 본체(12)내에 형성된다.
상기 상부 절연판(52)는 챔버 본체(12)로부터 뿐만아니라 반응 챔버 덮개(22)로부터 샤우어헤드(44)를 전기적으로 고립시키고 절연시키는 2중 기능을 수행한다. 이 때문에, 상기 상부 절연판(52)은 평면 중심부(61)와 상기 중심부(61) 둘레를 따라서 연장되는 주위 플랜지부(62)를 포함한다. 상기 중심부(61)는 챔버 덮개(22)와 같은 공간에 걸쳐 챔버 덮개로부터 샤우어헤드(44)를 전기적으로 절연시킨다. 상기 주위 플랜지부(62)는 중심부(61)로부터 하측으로 매달려 있고 챔버 본체(12)내에 형성된 리세스(40)내로 연장되고 더우기 샤우어헤드(44)를 전기적으로 절연시킨다. 플랜지부(62)의 저면(65)은 계단부(42)상에 위치되어 계단부 상에 절연판(52)를 지지한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 주위 플랜지부(62)는 하부 절연판(50)과 접촉하고 효과적으로 적층된 방식으로 그 사이에 샤우어헤드를 효과적으로 고정한다. 이 때문에, 상기 상부 절연판(52)의 주위부(62)는, 하부 절연판(50)과 결합하여 두 절연판 사이에 샤우어헤드를 고정하는 계단부(64)를 포함한다. 상기 하부 절연판(50)은 상기 상부 절연판(52)의 플랜지부(62)의 내경보다 작은 직경을 가진다. 그러므로, 상기 하부 절연판(50)은 상부 절연판(52) 내부에 포개어 넣어져 완전히 샤우어헤드를 둘러싼다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 하부 절연판의 외주 모퉁이는 상부 절연판(52)의 계단부(64)에 접한다. 또한 절연판(52)은 샤우어헤드 위에 기체 분산 공간(66)을 형성하도록 구축된다. 상기 샤우어헤드 위의 플랜지부(62)의 높이는 공간(66)을 규정하기 위하여 중심부(61)를 높인다. 상기 기체 분산 공간(66)은 샤우어헤드(44) 및 덮개(22) 사이에 본질적으로 형성된다. 상기 절연판(52)은 덮개(22) 및 챔버본체(12)로부터 샤우어헤드를 효과적으로 전기적으로 절연시키면서, 기체가 샤우어헤드의 일면상에 유입되어 처리 공간(14) 및 기판(26)에 분산되기에 충분한 분산 공간을 유지한다. 상기 하부 절연판(50)은 도 1에 도시된 바와 같이 주위 플랜지부(62) 내부에 끼워맞추어지도록 치수설계되어 상기 샤우어헤드에 대한 완전한 절연덮개를 형성한다. 처리 기체를 유입하기 위하여, 도시된 바와 같이, 기체 공급 통로(68)가 상부 절연판(52)내에 형성되고, 적합하게 챔버 본체(12)내에 형성된 기체 공급 통로(69)와 연결된다. 상기 통로(68,69)는 샤우어헤드(44)를 통해 분산되도록 처리 기체를 공간(66)에 공급하는 처리 기체 공급원(70)에 연결된다. 이 방식으로, 상기 기체 공급 통로(68,69)는 샤우어헤드(44)와 연결되어 처리 기체를 공급한다. 사용된 이런 타입의 처리 기체는 소정의 특정 CVD 및 PECVD공정에 의존한다.
상기 반응 챔버(12)로부터 기체가 누출되는 것을 방지하기 위하여, 상기 하부 절연판(50), 상부 절연판(52) 및 샤우어헤드(44)는 바람직하게는 미세하고 정밀하게 기계가공되어, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 적층된 어셈블리(20)내에 위치될 때, 적합한 밀봉부가 그들의 주위 모통이를 따라서 생성되고 처리 공간(14)로부터 밀봉부(24)까지 기체가 이동되는 것을 방지한다. 대안적으로, O-링 밀봉체(72)와 같은 다른 밀봉체가, 0-링 밀봉체로 도시된 바와 같이 상부 절연판(52) 및 덮개(22) 사이의 경계면 사이의 경계면 뿐만아니라 하부 절연판(50), 샤우어헤드(44) 및 상부 절연판(52) 사이의 다양한 경계면에 이용된다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 다른 적합한 밀봉 구조체가 사용될 수 있다. 예컨데, 통상 사용되는 스프링 밀봉은 도시된 다양한 O-링 밀봉을 대체하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 원리에 따라서, 샤우어헤드 어셈블리(20)는 반응 챔버 본체(12) 및 덮개(22)를 사용하는 샤우어헤드의 간접적인 온도 제어를 제공하는데 사용된다. 이 때문에, 상기 하부 절연판(50) 및 상부 절연판(52)는 질화 알루미늄과 같은 열적 전도성이 있으면서 전기적으로 절연성이 있는 재료로 제조된다. 상기에 언급된 바와 같이,반응 챔버(10)를 선택적으로 가열하고 냉각시키기 위하여, 상기 반응 챔버 본체(12) 및 덮개(22)는 요소(34a)를 통해 가열 시스템(34)에 연결되거나 또는 요소(36a)를 통해 냉각 시스템(36)에 연결된다. 도 1에 도시된 샤우어헤드 어셈블리(20)를 이용하여, 상기 상부 절연판(50) 및 하부 절연판(52)이 그 사이에 적층된 샤우어헤드(44)와 함께 위치될 때, 상기 샤우어헤드는 반응 챔버 본체(12) 및 덮개(22)에 열적 전도성이 있게 효과적으로 연결된다. 이 방식으로, 상기 샤우어헤드는 가열 시스템(34) 또는 냉각 시스템(36)에 의해 유지된 반응 챔버(10)의 온도에 근접한 온도로 전도성있게 유지될 수 있다. 챔버의 온도에 의해 지시된 바와 같이, 상기 절연판(50,52) 및 샤우어헤드(54) 사이의 접촉경계면은 샤우어헤드까지 그리고 샤우어헤드로부터 열을 전도한다.
본 발명의 원리에 따라, 차가운 샤우어헤드를 유지하는 주요한 하나의 장점은 반응챔버(10)를 사용하여 질화티타늄을 침착시킬 때 두드러진다. 종래의 질화 티타늄용 CVD법을 위해 사용된 처리 기체는 TiCl4및 NH3이다. TiCl4및 NH3을 사용할 때, 상기 처리 기체와 접촉하는 모든 표면을 125℃ 내지 225℃ 로 유지하여 상기 표면 상에 때 아닌 침착 및 불필요한 침착을 방지하는 것이 바람직하다. 과거에, 이것은 상기에 언급된 바와 같이 다양한 가열 및 냉각 시스템을 이용함으로서 반응 챔버 표면에 대해선 가능했다. 그러나, 본 발명 이전엔, 샤우어헤드 및 샤우어헤드 표면에 대해서는 일반적으로 불가능했다. 열적 전도성 재료로 제조된 절연판(50,52)을 통해 반응 챔버(10)에 샤우어헤드(44)를 연결하거나 가라앉힘으로서, 상기 샤우어헤드(44)의 표면은 소정의 온도로 유지되어 샤우어헤드 상에 질화티타늄 침작이 최소화된다.
열적 전도성 재료로 제조된 절연판을 통해 반응 챔버에 샤우어헤드를 열적 전도성 있게 매설시키는 것은, 질화티타늄층의 염소(Cl) 함유량 및 층 부식을 감소시킴으로서, 기판(26) 상에 침착된 질화티타늄층에 이득을 제공한다. 더우기, 상기 샤우어헤드 상에 불필요한 티타늄 침착물을 제거함으로서, 상기 처리 공간(14)내의 HCl 형태의 염소 함유량은 감소된다. HCl은 질화 티타늄을 형성하기 위한 TiCl4및 NH3사이의반응의 부산물이다. HCl은 질화티타늄을 부식시키므로, HCl 생산물의 감소는 침착된 층의 부식을 감소시켜 기판(26) 상에 고질의 질화 티타늄층을 제공한다. 더우기, HCl의 감소는 기판(26)상에 침착된 층 및 막의 염소함유량을 감소시킨다는 것이 예상된다. 침착된 질화 티타늄층내의 염소는 상기 층의 특성에 해로운 영향을 미친다.
본 발명의 다른 원리에 따라서, 샤우어헤드(44)를 가열하는 것은 바람직하다. 상기에 언급된 바와 같이, 그러한 가열은 열적 전도성 재료로 제조된 절연판(50,52)를 가진 반응 챔버에 샤우어헤드를 열적으로 매설시키고 그 다음 반응 챔버에 가열 시스템(34)를 연결하는 것을 통해 달성된다. 그러나, 샤우어헤드를 가열하는 다른 방법은 수정과 같은 열적 단열성 재료의 상부 절연판(52) 및 하부 절연판(50)을 형성하는 것을 포함한다. CVD공정 동안에, 샤우어헤드(44)는 서셉터(28) 및 기판(26)으로부터 열을 수용한다. 상기 샤우어헤드에 공급된 열은 하부 및 상부 절연판(50,52)를 통해 반응 챔버로 전도성있게 소산될 수 있다. 그러므로, 상기 샤우어헤드 온도는 어느 정도까지 상승하며, 서셉터(28) 및 기판(26)의 온도에 의해 일반적으로 결정된다. 거의 독립적이지 못한 상기 샤우어헤드 온도의 제어는 열적 전도성 절연판(50,52)을 사용하는 반응 챔버에 상기 샤우어헤드를 열적으로 매설시키는 방법과 반대되는 상기 방법에 의해 제공된다.
상기 어셈블리(20)는 쉽게 조립 및 분리되므로 쉽게 유지된다. 상기 적층 판 형상 요소는 청소 및 유지를 위해 쉽게 제거될 수 있고, 독립된 패슨너에 의해 함께 연결되지 않는다.
도 2는 반응 챔버(10)으로부터 샤우어헤드(44)를 전기적으로 절연시키는 것이 반듯이 필요한 것이 아닌 본 발명의 대안적인 실시예를 도시한다. 즉, 챔버(80)는 열 CVD(thermal CVD) 를 위해 사용되고 샤우어헤드(44)의 고주파 바이어싱은 필요하지 않다. 이 때문에, 상기 상부 절연판(50) 및 하부 절연판(52)은 생략될 수 있고, 샤우어헤드(44)는 본체(82) 및 덮개(84)를 가지는 반응 챔버(80)에 직접 장착될 것이다. 계단부(88)를 포함하는 리세스(86)는 반응 챔버 본체(82)내에 형성되어 샤우어헤드(44)가 계단부(88)상에 장착되고 지지된다. 계단부(88)는 본체(82)내에 구축되어, 적합한 선(92)을 통해 처리 기체(90)의 소스에 연결된 기체 분산 공간(89)이 덮개(84) 및 샤우어헤드(44) 사이에 형성된다. 상기 선의 일부는 공간(89)과 연결하기 위하여 챔버 본체(82)내에 형성된다.
도 2에 도시된 실시예에선, 상기 금속 샤우어헤드(44)는 계단부(88)에 연결을 통해 반응 챔버(80)에 직접 열적으로 연결된다. 샤우어헤드가 반응챔버의 본체(82) 및 덮개(84)에 열적으로 매설되면서, 상기 샤우어헤드는 적합한 가열 시스템(94) 및 요소(94a) 또는 냉각 시스템(96) 및 요소(96a)를 구비한 가열 및 냉각 반응 챔버(80)에 의해 직접 가열되고 냉각될 수 있다. 도 2에 도시된 실시예는 본 발명의 원리에 따라서 쉽고 저가로 제조되고 조립되고 유지된다. 더우기, 상기 샤우어헤드의 온도 제어가 제공된다. 상기에 언급된 바와 같이, 도 2의 실시예는 질화 티타늄 침착에 대해 특히 유용하여, 샤우어헤드 상에 침착을 감소시키고 또한 상기 막층내에 염소 함유량을 감소시키고 기판(26)상의 층의 부식을 감소시킨다. 기판(26)을 지지하기 위하여, 도 1에 도시된 서셉터에 유사하고, 다양한 성분 및 그 시스템을 사용하는 서셉터(99)가 사용될 수 있다.
도 3은 샤우어헤드의 다른 대안적인 실시예를 사용하는 반응 챔버(100)를 도시한다. 샤우어헤드(102)는 처리 공간에 들어가기 전엔 두 개의 기체가 섞이지 않도록 두 개의 상이한 처리 기체를 처리 공간(104)내로 및 기판(106) 부근에 유입시키도록 설계된다. 기판(106)은 상기에 언급된 서셉터와 유사한 서셉터(108)상에 지지된다. 샤우어헤드(102)는 반응 챔버(100)내에 사용되는 것으로 도시되어 있을 지라도, 도 2에 도시된 반응챔버(80)내 뿐만아니라 도 1에 도시된 반응 챔버(10)내에 사용될 수 있다. 즉, 도 3은 열적 및 전기적으로 반응 챔버(100)에 연결된 샤우어헤드(102)를 도시할 지라도, 샤우어헤드(102)는 또한 상기에 개시된 절연판을 사용하는 반응 챔버으로부터 열적 및 전기적으로 절연될 수 있다.
샤우어헤드(102)는 그 내부에 형성된 일련의 통로(110)를 포함하며, 그 통로(110)는 기체 분산 공간(112)에 연결된다. 공급원(114)로부터 처리 기체는 기체 공급선(116)을 통해 상기 공간(112)에 연결되며, 그 선의 일부는 챔버 본체(101)내에 형성된다. 물론, 또한, 선(116)은 챔버(100)의 덮개(103)를 통해 안내될 수 있으며, 그 선의 일부는 상기에 언급된 반응 챔버(10,80)내에 또한 행해질 수 있는 덮개(103)을 관통해 형성된다. 공급원(114)로부터 유입된 기체는 분산 공간(112)를 통해 이동하고 그 후에 기체 분산 통로(110)를 거쳐 기판(106)에 인접한 처리 공간(104)내로 유도된다. 샤우어헤드(102)는 제 2 기체 분산 공간(120)을 포함하도록 또한 구성되며, 상기 제 2 기체 분산 공간(120)은 형상 및 크기에 있어서 통로(110)에 유사한 복수의 통로(122)에 연결된다. 공간(120)은 적합한 기체 공급선(124)에 연결되며, 그 선의 일부는 챔버 본체(101)내에 형성된다. 그 다음, 선(124)은 처리 기체 공급원(126)에 연결된다. 예컨데, 질화티타늄을 침착시킬 때, TiCl4기체는 선(124)및 통로(122)를 통해 유입되며, NH3와 같은 나머지 처리 기체는 선 (116) 및 통로(110)를 통해 유입된다. 이 방식으로, 상기 두 개의 기체는 샤우어헤드내에서 혼합되는 것이 방지되고 단지 기판(106)에 인접한 처리 공간(104)내에서만 혼합된다. 동시 계류중인 미국 출원 일련번호 제 08/940,799에 개시된 바와 같이, 샤우어헤드(102) 또는 기체 분상 통로(110,122)내에 불필요한 침착을 방지하기 위하여 구성 기체의 때 아닌 혼합을 방지하는 것이 바람직하다. 상기에 언급된 바와 같이, 샤우어헤드(102)는 본 발명의 원리와 일치하여 샤우어헤드를 전기적으로 그리고 열적으로 절연시키는 절연판과 함께 사용될 수 있다.
본 발명은 그 실시예의 설명에 의해 도시되고, 상기 실시예가 상당히 상세히 기재되어 있을 지라도, 청구범위를 제한하는 것은 본 출원인의 의도가 아니다.추가적인 장점 및 변경이 당업자에게 명백하다. 그러므로, 더욱 넓은 관점에서, 본 발명은 특정 장치 및 방법 그리고 도시되거나 기재된 예에 국한되지 않는다. 따라서, 출원인의 일반적 발명사상의 정신을 벗어나지 않는다면 변경이 가능하다.

Claims (33)

  1. 처리 기체를 사용하여 기판 상에 재료층을 화학 증착시키는 반응 챔버에 있어서,
    기판을 포함하는 처리 공간을 규정하는 내벽을 가지는 챔버 본체와,
    상기 처리 공간을 효과적으로 밀폐시키기 위하여 상기 챔버 본체와 연결되도록 구성된 덮개와,
    상기 처리 공간에 처리 기체를 분산시키기 위하여 상기 챔버 내부에 위치된 평면 샤우어헤드와,
    상기 챔버 본체의 내벽내에 구비된 계단부로서, 상기 샤우어헤드를 수용하고 처리 기체를 처리 공간내의 기판에 유입시키기 위하여 상기 처리 공간에 인접하여 그 주위 모퉁이에서 샤우어헤드를 지지하는 계단부를 포함하며,
    이로 인해 기체 공급 시스템이 화학증착을 위해 구비되는 반응 챔버.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 샤우어헤드가 상기 계단부에 의해 지지될 때 상기 샤우어헤드의 일면에 인접한 제 1 기체 분산 공간을 추가로 포함하며, 상기 기체 분산 공간은, 처리 기체가 샤우어헤드를 통해 분산되기 전에, 상기 반응 챔버에 공급된 처리 기체를 축적하는 역활을 하는 반응 챔버.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 기체 분산 공간은 상기 덮개 및 샤우어헤드 사이에 규정되는 반응 챔버.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 챔버 본체 내에 구비된 기체 공급 통로를 추가로 포함하며, 상기 기체 공급 통로는, 처리 기체를 샤우어헤드에 공급하여 처리 공간내로 분산시키기 위하여 상기 샤우어헤드와 연통되는 반응 챔버.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 샤우어헤드를 전기적으로 바이어스시키도록 상기 샤우어헤드에 전기 에너지원을 연결시키기 위하여 상기 챔버 본체내에 구비된 통로를 추가로 포함하는 반응 챔버.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 챔버 본체내에 구비된 기체 공급 통로를 추가로 포함하며, 상기 기체 공급 통로는 상기 샤우어헤드에 처리 기체를 공급하기 위하여 상기 기체 분산 공간과 연통되는 반응 챔버.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 챔버 본체 계단부에 의해 지지된 제 1 절연판을 추가로 포함하며, 상기 제 1 절연판은 챔버 본체로부터 샤우어헤드를 전기적으로 절연시키기 위하여 상기 샤우어헤드 및 챔버 본체 사이에 위치되는 반응 챔버.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제 1 절연판은 그 내부에 중심 개구를 가지는 링 형상이며, 상기 링은 샤우어헤드를 절연시키기 위하여 상기 샤우어헤드와 그 둘레에서 접촉하며, 상기 처리 공간내로 기체를 유입시키기 위하여 상기 중심 개구는 샤우어헤드내의 기체 분산 개구와 일렬로 정렬되는 반응 챔버.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 제 1 절연판은 상기 샤우어헤드를 전기적으로 바이어스시키도록 상기 제 1 절연판을 관통하여 샤우어헤드에 전기 에너지원을 연결시키기 위하여 상기 제 1 절연판을 관통하여 형성된 통로를 포함하는 반응 챔버.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 제 1 절연판은 열적으로 전도성 재료로 제조되는 반응 챔버.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 제 1 절연판은 열적으로 절연성 재료로 제조되는 반응 챔버.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 챔버 본체 계단부에 의해 지지되는 제 2 절연판을 추가로 포함하며, 상기 챔버 본체 및 덮개로부터 샤우어헤드를 전기적으로 절연시키기 위하여 상기 제 2 절연판이 샤우어헤드 및 반응 본체 및 덮개 사이에 위치되는 반응 챔버.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 제 2 절연 판은 열적으로 전도성 재료로 제조되는 반응 챔버
  14. 제 12항에 있어서, 상기 제 2 절연판은 열적으로 절연성 재료로 제조되는 반응 챔버.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 제 2 절연판은 상기 샤우어헤드의 일면에 인접하여 기체 분산 공간을 형성하며, 상기 기체 분산 공간은, 처리 기체가 샤우어헤드로부터 분산되기 전에, 반응 챔버에 공급된 처리 기체를 축적하는 작용을 하는 반응 챔버.
  16. 제 12항에 있어서, 상기 제 2 절연판은 중심부로부터 아래로 걸려있는 주위 플랜지부를 포함하며, 상기 주위 플랜지부는 상기 계단부에 의해 지지되는 반응 챔버.
  17. 제 12항에 있어서, 상기 제 2 절연판은, 처리 기체를 샤우어헤드에 공급하여 처리 공간에 분산시키기 위하여 그 내부에 구비된 기체 공급 통로를 포함하는 반응 챔버.
  18. 제 1항에 있어서, 상기 샤우어헤드는 제 2 기체 분산 공간을 포함하며, 상기 제 2 기체 분산 공간은 제 1 기체 분산 공간으로부터 분리되어, 상이한 처리 기체가 분산되기 전엔 섞이지 않고 샤우어헤드를 통해 분산될 수 있는 반응 챔버.
  19. 처리 기체를 사용하여 기판 상에 재료층을 화학 증착시키는 반응 챔버에 있어서,
    기판을 포함하는 처리 공간을 규정하는 내벽을 가지는 챔버 본체와,
    상기 처리 공간을 효과적으로 밀폐시키기 위하여 상기 챔버 본체와 연결되도록 구성된 덮개와,
    상기 처리 공간에 처리 기체를 분산시키기 위하여 상기 챔버 내부에 위치된 평면 샤우어헤드와,
    상기 챔버 본체로부터 샤우어헤드를 전기적으로 절연시키기 위하여, 상기 샤우어헤드 및 챔버 본체 사이에 샤우어헤드의 일면상에 위치된 제 1 절연판과,
    상기 챔버 본체 및 덮개로부터 샤우어헤드를 전기적으로 절연시키기 위하여, 상기 샤우어헤드 및 챔버 본체 및 덮개 사이에 샤우어헤드의 나머지 면상에 위치된 제 2 절연판과,
    상기 챔버 본체의 내벽에 구비된 계단부를 포함하며,
    상기 평면 샤우어헤드와 제 2 절연판과 제 1 절연판은 적층 구조체로 배치되며, 상기 적층 구조체는 상기 계단부 상에 위치되고, 처리 기체를 처리 공간내의 기판에 유입시키기 위하여 처리 공간 부근의 그 주위 모퉁이에서 지지되며,
    이로 인해, 기체 공급 시스템이 화학증착을 위해 제공되는 반응 챔버.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 적층 구조체는 상기 샤우어헤드의 일면상에 제 1 기체 분산 공간을 규정하며, 상기 기체 분산 공간은, 처리 기체가 샤우어헤드를 통해 분산되기 전에, 상기 반응 챔버에 공급된 처리 기체를 축적하는 작용을 하는 반응 챔버.
  21. 제 19항에 있어서, 상기 제 1 절연판은 그 내부에 중심 개구를 가지는 링 형상이고,상기 중심 개구는 상기 샤우어헤드내의 기체 분산 개구와 일렬로 정렬되어 처리 기체를 처리 공간내로 유입시키는 반응 챔버.
  22. 제 19항에 있어서, 상기 제 1 절연판은 상기 샤우어헤드를 전기적으로 바이어스시키기 위하여 제 1 절연판을 통해 샤우어헤드에 전기 에너지원을 연결시키도록 제 1 절연판을 관통해 형성된 통로를 포함하는 반응 챔버.
  23. 제 19항에 있어서, 상기 제 1 절연판은 열적으로 전도성 재료로 제조된 반응 챔버.
  24. 제 19항에 있어서, 상기 제 1 절연판은 열적으로 절연성 재료로 제조된 반응 챔버.
  25. 제 19항에 있어서, 상기 제 2 절연판은 열적으로 전도성 재료로 제조된 반응 챔버.
  26. 제 19항에 있어서, 상기 제 2 절연판은 열적으로 절연성 재료로 제조된 반응 챔버.
  27. 제 19항에 있어서, 상기 제 2 절연판은 처리 기체를 샤우어헤드에 공급하여 처리 공간에 분산시키기 위하여 그 내부에 형성된 기체 공급 통로를 포함하는 반응 챔버.
  28. 제 19항에 있어서, 상기 샤우어헤드는 제 2 기체 분산 공간을 포함하며, 상기 제 2 기체 분산 공간은 상기 제 1 기체 분산 공간으로 부터 분리되어 상이한 처리 기체가 분산되기 전엔 섞이지 않고 상기 샤우어헤드를 통해 분산되는 반응 챔버.
  29. 처리 기체를 사용하여 기판 상에 재료층를 도포하는 화학 증착법에 있어서,
    기판을 포함하는 처리 공간을 규정하는 내벽을 가지는 반응 챔버를 제공하는 단계와,
    상기 처리 공간내에 기판을 위치시키는 단계와,
    상기 챔버의 내벽 내에 있으며 상기 처리 공간 부근의 계단부를 제공하는 단계와,
    상기 처리 공간 내로 처리 기체를 분산시키기 위하여 챔버 내부에 평면 샤우어헤드를 위치시키는 단계와, 상기 처리 공간내의 기판에 처리 기체를 유입시키기 위하여 상기 샤우어헤드가 처리 공간에 인접하여 그 주위 모퉁이에서 지지되도록 상기 샤우어헤드를 상기 계단부상에 적층하는 단계를 포함하는 화학 증착법.
  30. 제 29항에 있어서, 제 1 절연판이 샹기 샤우어헤드 및 챔버 사이에 위치되고 상기 챔버로부터 샤우어헤드를 전기적으로 절연시키도록, 상기 샤우어헤드 아래에, 챔버 계단부 위에 상기 제 1 절연판을 적층하는 단계를 추가로 포함하는 화학 증착법.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 제 1 절연판은 그 내부에 중심 개구를 가지는 링 형상이며, 상기 방법은 상기 중심 개구가 샤우어헤드내의 기체분산 개구와 일렬로 정렬되어 기체를 처리 공간내로 유입시키도록 샤우어헤드와 동심관계로 링을 위치시키는 단계를 추가로 포함하는 화학 증착법.
  32. 제 29항에 있어서, 상기 샤우어헤드 위에, 챔버 계단부 상에 제 2 절연판을 적층하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 샤우어헤드를 챔버로부터 전기적으로 절연시키기 위하여 상기 제 2 절연판은 샤우어헤드 및 챔버 사이에 위치되는 화학 증착법.
  33. 제 29항에 있어서, 상기 제 2 절연판은 중심부로부터 아래로 걸려있는 주위 플랜지를 포함하며, 상기 주위 플래지부는 상기 계단부에 의해 지지되며, 상기 방법은 샤우어헤드를 완전히 둘러싸서 상기 샤우어헤드를 상기 챔버로부터 절연시키기 위하여 상기 제 2 절연판의 내부에 상기 제 1 절연판을 위치시키는 단계를 추가로 포함하는 화학 증착법.
KR10-1999-7011560A 1998-04-09 1999-04-08 반응 챔버에 기체 및 고주파 전력을 공급하는 적층 샤워헤드 어셈블리 KR100390592B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/057,818 1998-04-09
US09/057,818 US5997649A (en) 1998-04-09 1998-04-09 Stacked showerhead assembly for delivering gases and RF power to a reaction chamber

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010013553A true KR20010013553A (ko) 2001-02-26
KR100390592B1 KR100390592B1 (ko) 2003-07-07

Family

ID=22012939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1999-7011560A KR100390592B1 (ko) 1998-04-09 1999-04-08 반응 챔버에 기체 및 고주파 전력을 공급하는 적층 샤워헤드 어셈블리

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5997649A (ko)
JP (2) JP3597871B2 (ko)
KR (1) KR100390592B1 (ko)
DE (1) DE19980683C2 (ko)
GB (1) GB2339577B (ko)
TW (1) TW575678B (ko)
WO (1) WO1999053116A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200457817Y1 (ko) * 2009-12-28 2012-01-05 주식회사 케이씨텍 원자층 증착장치의 샤워헤드 유닛

Families Citing this family (154)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5928427A (en) * 1994-12-16 1999-07-27 Hwang; Chul-Ju Apparatus for low pressure chemical vapor deposition
US6302964B1 (en) * 1998-06-16 2001-10-16 Applied Materials, Inc. One-piece dual gas faceplate for a showerhead in a semiconductor wafer processing system
US6206972B1 (en) * 1999-07-08 2001-03-27 Genus, Inc. Method and apparatus for providing uniform gas delivery to substrates in CVD and PECVD processes
US6432259B1 (en) * 1999-12-14 2002-08-13 Applied Materials, Inc. Plasma reactor cooled ceiling with an array of thermally isolated plasma heated mini-gas distribution plates
US6772827B2 (en) 2000-01-20 2004-08-10 Applied Materials, Inc. Suspended gas distribution manifold for plasma chamber
US6477980B1 (en) * 2000-01-20 2002-11-12 Applied Materials, Inc. Flexibly suspended gas distribution manifold for plasma chamber
US6547922B2 (en) * 2000-01-31 2003-04-15 Canon Kabushiki Kaisha Vacuum-processing apparatus using a movable cooling plate during processing
US6712929B1 (en) 2000-08-08 2004-03-30 Lam Research Corporation Deformation reduction at the main chamber
TWI303084B (en) * 2000-09-08 2008-11-11 Tokyo Electron Ltd Shower head structure, film forming method, and gas processing apparauts
US6370796B1 (en) * 2000-09-29 2002-04-16 Sony Corporation Heater block cooling system for wafer processing apparatus
JP3607664B2 (ja) * 2000-12-12 2005-01-05 日本碍子株式会社 Ｉｉｉ−ｖ族窒化物膜の製造装置
JP4791637B2 (ja) * 2001-01-22 2011-10-12 キヤノンアネルバ株式会社 Ｃｖｄ装置とこれを用いた処理方法
JP4782761B2 (ja) * 2001-02-09 2011-09-28 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
KR100776843B1 (ko) * 2001-02-09 2007-11-16 동경 엘렉트론 주식회사 성막 장치 및 Ｔｉ막 성막 장치
US6886491B2 (en) * 2001-03-19 2005-05-03 Apex Co. Ltd. Plasma chemical vapor deposition apparatus
US6818096B2 (en) * 2001-04-12 2004-11-16 Michael Barnes Plasma reactor electrode
US6537928B1 (en) * 2002-02-19 2003-03-25 Asm Japan K.K. Apparatus and method for forming low dielectric constant film
US7013834B2 (en) * 2002-04-19 2006-03-21 Nordson Corporation Plasma treatment system
KR100476370B1 (ko) * 2002-07-19 2005-03-16 주식회사 하이닉스반도체 배치형 원자층증착장치 및 그의 인시튜 세정 방법
KR100429296B1 (ko) * 2002-09-09 2004-04-29 한국전자통신연구원 반도체 소자 제조 장치 및 이를 이용한 반도체 소자 제조방법
JP3877157B2 (ja) * 2002-09-24 2007-02-07 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
US6951821B2 (en) * 2003-03-17 2005-10-04 Tokyo Electron Limited Processing system and method for chemically treating a substrate
KR100490049B1 (ko) * 2003-04-14 2005-05-17 삼성전자주식회사 일체형 디퓨저 프레임을 가지는 ｃｖｄ 장치
US6921437B1 (en) * 2003-05-30 2005-07-26 Aviza Technology, Inc. Gas distribution system
KR100513920B1 (ko) * 2003-10-31 2005-09-08 주식회사 시스넥스 화학기상증착 반응기
JPWO2005045913A1 (ja) * 2003-11-05 2007-05-24 大見　忠弘 プラズマ処理装置
JP4698251B2 (ja) * 2004-02-24 2011-06-08 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 可動又は柔軟なシャワーヘッド取り付け
US20050230350A1 (en) * 2004-02-26 2005-10-20 Applied Materials, Inc. In-situ dry clean chamber for front end of line fabrication
US7220943B2 (en) * 2004-03-26 2007-05-22 Aviza Technology Limted RF stand offs
US8083853B2 (en) 2004-05-12 2011-12-27 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control by gas diffuser hole design
US8317968B2 (en) * 2004-04-30 2012-11-27 Lam Research Corporation Apparatus including gas distribution member supplying process gas and radio frequency (RF) power for plasma processing
US20050241579A1 (en) * 2004-04-30 2005-11-03 Russell Kidd Face shield to improve uniformity of blanket CVD processes
US7712434B2 (en) * 2004-04-30 2010-05-11 Lam Research Corporation Apparatus including showerhead electrode and heater for plasma processing
US8328939B2 (en) 2004-05-12 2012-12-11 Applied Materials, Inc. Diffuser plate with slit valve compensation
US8074599B2 (en) 2004-05-12 2011-12-13 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control by gas diffuser curvature
US7429410B2 (en) 2004-09-20 2008-09-30 Applied Materials, Inc. Diffuser gravity support
JP4664119B2 (ja) * 2005-05-17 2011-04-06 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US20070044714A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-01 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for maintaining a cross sectional shape of a diffuser during processing
US7641762B2 (en) * 2005-09-02 2010-01-05 Applied Materials, Inc. Gas sealing skirt for suspended showerhead in process chamber
JP5066336B2 (ja) * 2005-12-14 2012-11-07 東京エレクトロン株式会社 高圧処理装置及び高圧処理方法
US8454749B2 (en) * 2005-12-19 2013-06-04 Tokyo Electron Limited Method and system for sealing a first assembly to a second assembly of a processing system
US8034213B2 (en) * 2006-03-30 2011-10-11 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP5069427B2 (ja) * 2006-06-13 2012-11-07 北陸成型工業株式会社 シャワープレート、並びにそれを用いたプラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び電子装置の製造方法
WO2008029589A1 (fr) * 2006-09-08 2008-03-13 Tokuyama Corporation Procédé et matériel servant à produire un nitrure d'un élément du groupe iii
US7776178B2 (en) * 2006-10-25 2010-08-17 Applied Materials, Inc. Suspension for showerhead in process chamber
US20080178805A1 (en) * 2006-12-05 2008-07-31 Applied Materials, Inc. Mid-chamber gas distribution plate, tuned plasma flow control grid and electrode
US8733279B2 (en) 2007-02-27 2014-05-27 Applied Materials, Inc. PECVD process chamber backing plate reinforcement
US20100212592A1 (en) * 2007-06-19 2010-08-26 Tokyo Electron Limited Vacuum processing apparatus
US20080317973A1 (en) 2007-06-22 2008-12-25 White John M Diffuser support
US20090178763A1 (en) 2008-01-10 2009-07-16 Applied Materials, Inc. Showerhead insulator and etch chamber liner
US8206506B2 (en) 2008-07-07 2012-06-26 Lam Research Corporation Showerhead electrode
US8161906B2 (en) 2008-07-07 2012-04-24 Lam Research Corporation Clamped showerhead electrode assembly
US8221582B2 (en) 2008-07-07 2012-07-17 Lam Research Corporation Clamped monolithic showerhead electrode
US9155134B2 (en) 2008-10-17 2015-10-06 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for rapidly responsive heat control in plasma processing devices
US8402918B2 (en) 2009-04-07 2013-03-26 Lam Research Corporation Showerhead electrode with centering feature
US8272346B2 (en) 2009-04-10 2012-09-25 Lam Research Corporation Gasket with positioning feature for clamped monolithic showerhead electrode
CN102460649B (zh) 2009-05-13 2015-03-11 应用材料公司 经阳极处理的喷头
CN101908579B (zh) * 2009-06-05 2012-01-11 亚洲太阳科技有限公司 用于薄膜太阳能电池制造的智能式冷却系统
US8419959B2 (en) 2009-09-18 2013-04-16 Lam Research Corporation Clamped monolithic showerhead electrode
WO2011044451A2 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 Applied Materials, Inc. Multi-gas centrally cooled showerhead design
KR200464037Y1 (ko) 2009-10-13 2012-12-07 램 리써치 코포레이션 샤워헤드 전극 어셈블리의 에지-클램핑되고 기계적으로 패스닝된 내부 전극
KR20110054840A (ko) * 2009-11-18 2011-05-25 주식회사 아토 샤워헤드 어셈블리 및 이를 구비한 박막증착장치
US8880227B2 (en) * 2010-05-27 2014-11-04 Applied Materials, Inc. Component temperature control by coolant flow control and heater duty cycle control
DE102010027224A1 (de) * 2010-07-15 2012-01-19 Forschungszentrum Jülich GmbH Elektrode zur Erzeugung eines Plasmas, Plasmakammer mit dieser Elektrode und Verfahren zur in situ-Analyse oder -in situ-Bearbeitung einer Schicht oder des Plasmas
US8573152B2 (en) 2010-09-03 2013-11-05 Lam Research Corporation Showerhead electrode
US8133349B1 (en) 2010-11-03 2012-03-13 Lam Research Corporation Rapid and uniform gas switching for a plasma etch process
US8470127B2 (en) 2011-01-06 2013-06-25 Lam Research Corporation Cam-locked showerhead electrode and assembly
US10283321B2 (en) 2011-01-18 2019-05-07 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing system and methods using capacitively coupled plasma
DE102012205616B4 (de) * 2012-04-04 2016-07-14 Siltronic Ag Vorrichtung zum Abscheiden einer Schicht auf einer Halbleiterscheibe mittels Gasphasenabscheidung
US9364871B2 (en) * 2012-08-23 2016-06-14 Applied Materials, Inc. Method and hardware for cleaning UV chambers
US9132436B2 (en) 2012-09-21 2015-09-15 Applied Materials, Inc. Chemical control features in wafer process equipment
US10256079B2 (en) 2013-02-08 2019-04-09 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing systems having multiple plasma configurations
US9362130B2 (en) 2013-03-01 2016-06-07 Applied Materials, Inc. Enhanced etching processes using remote plasma sources
US20140271097A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Applied Materials, Inc. Processing systems and methods for halide scavenging
KR20150046966A (ko) * 2013-10-23 2015-05-04 삼성디스플레이 주식회사 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
CN104916517B (zh) * 2014-03-11 2017-06-09 上海华虹宏力半导体制造有限公司 反应腔与石英管的隔离装置及其控制方法
US9309598B2 (en) 2014-05-28 2016-04-12 Applied Materials, Inc. Oxide and metal removal
US20150371828A1 (en) * 2014-06-24 2015-12-24 Applied Materials, Inc. Low cost wide process range microwave remote plasma source with multiple emitters
JP5792364B1 (ja) * 2014-07-31 2015-10-07 株式会社日立国際電気 基板処理装置、チャンバリッドアセンブリ、半導体装置の製造方法、プログラム及び記録媒体
US20160096193A1 (en) * 2014-10-03 2016-04-07 Applied Materials, Inc. Parylene deposition process
US9355922B2 (en) 2014-10-14 2016-05-31 Applied Materials, Inc. Systems and methods for internal surface conditioning in plasma processing equipment
US9966240B2 (en) 2014-10-14 2018-05-08 Applied Materials, Inc. Systems and methods for internal surface conditioning assessment in plasma processing equipment
US11637002B2 (en) 2014-11-26 2023-04-25 Applied Materials, Inc. Methods and systems to enhance process uniformity
US10573496B2 (en) 2014-12-09 2020-02-25 Applied Materials, Inc. Direct outlet toroidal plasma source
US10224210B2 (en) 2014-12-09 2019-03-05 Applied Materials, Inc. Plasma processing system with direct outlet toroidal plasma source
CN104498905B (zh) * 2015-01-05 2017-03-01 中国科学院半导体研究所 用于金属有机化合物化学气相沉积设备反应室的进气顶盘
US11257693B2 (en) 2015-01-09 2022-02-22 Applied Materials, Inc. Methods and systems to improve pedestal temperature control
US20160225652A1 (en) 2015-02-03 2016-08-04 Applied Materials, Inc. Low temperature chuck for plasma processing systems
US9728437B2 (en) 2015-02-03 2017-08-08 Applied Materials, Inc. High temperature chuck for plasma processing systems
US9741593B2 (en) 2015-08-06 2017-08-22 Applied Materials, Inc. Thermal management systems and methods for wafer processing systems
US9691645B2 (en) 2015-08-06 2017-06-27 Applied Materials, Inc. Bolted wafer chuck thermal management systems and methods for wafer processing systems
US9349605B1 (en) 2015-08-07 2016-05-24 Applied Materials, Inc. Oxide etch selectivity systems and methods
US10504700B2 (en) 2015-08-27 2019-12-10 Applied Materials, Inc. Plasma etching systems and methods with secondary plasma injection
WO2017120241A1 (en) * 2016-01-07 2017-07-13 Applied Materials, Inc. Atomic layer etching system with remote plasma source and dc electrode
WO2017127163A1 (en) * 2016-01-22 2017-07-27 Applied Materials, Inc. Ceramic showerhead with embedded conductive layers
US10522371B2 (en) 2016-05-19 2019-12-31 Applied Materials, Inc. Systems and methods for improved semiconductor etching and component protection
US10504754B2 (en) 2016-05-19 2019-12-10 Applied Materials, Inc. Systems and methods for improved semiconductor etching and component protection
US10629473B2 (en) 2016-09-09 2020-04-21 Applied Materials, Inc. Footing removal for nitride spacer
US10546729B2 (en) 2016-10-04 2020-01-28 Applied Materials, Inc. Dual-channel showerhead with improved profile
US9934942B1 (en) 2016-10-04 2018-04-03 Applied Materials, Inc. Chamber with flow-through source
US10062579B2 (en) 2016-10-07 2018-08-28 Applied Materials, Inc. Selective SiN lateral recess
US10163696B2 (en) 2016-11-11 2018-12-25 Applied Materials, Inc. Selective cobalt removal for bottom up gapfill
US9768034B1 (en) 2016-11-11 2017-09-19 Applied Materials, Inc. Removal methods for high aspect ratio structures
US10242908B2 (en) 2016-11-14 2019-03-26 Applied Materials, Inc. Airgap formation with damage-free copper
US10026621B2 (en) 2016-11-14 2018-07-17 Applied Materials, Inc. SiN spacer profile patterning
US10566206B2 (en) 2016-12-27 2020-02-18 Applied Materials, Inc. Systems and methods for anisotropic material breakthrough
US10431429B2 (en) 2017-02-03 2019-10-01 Applied Materials, Inc. Systems and methods for radial and azimuthal control of plasma uniformity
US10403507B2 (en) 2017-02-03 2019-09-03 Applied Materials, Inc. Shaped etch profile with oxidation
US10319739B2 (en) 2017-02-08 2019-06-11 Applied Materials, Inc. Accommodating imperfectly aligned memory holes
US10943834B2 (en) 2017-03-13 2021-03-09 Applied Materials, Inc. Replacement contact process
US10319649B2 (en) 2017-04-11 2019-06-11 Applied Materials, Inc. Optical emission spectroscopy (OES) for remote plasma monitoring
US11276590B2 (en) 2017-05-17 2022-03-15 Applied Materials, Inc. Multi-zone semiconductor substrate supports
US11276559B2 (en) 2017-05-17 2022-03-15 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing chamber for multiple precursor flow
US10497579B2 (en) 2017-05-31 2019-12-03 Applied Materials, Inc. Water-free etching methods
US10920320B2 (en) 2017-06-16 2021-02-16 Applied Materials, Inc. Plasma health determination in semiconductor substrate processing reactors
US10541246B2 (en) 2017-06-26 2020-01-21 Applied Materials, Inc. 3D flash memory cells which discourage cross-cell electrical tunneling
US10727080B2 (en) 2017-07-07 2020-07-28 Applied Materials, Inc. Tantalum-containing material removal
US10541184B2 (en) 2017-07-11 2020-01-21 Applied Materials, Inc. Optical emission spectroscopic techniques for monitoring etching
US10354889B2 (en) 2017-07-17 2019-07-16 Applied Materials, Inc. Non-halogen etching of silicon-containing materials
US10043674B1 (en) 2017-08-04 2018-08-07 Applied Materials, Inc. Germanium etching systems and methods
US10170336B1 (en) 2017-08-04 2019-01-01 Applied Materials, Inc. Methods for anisotropic control of selective silicon removal
US10297458B2 (en) 2017-08-07 2019-05-21 Applied Materials, Inc. Process window widening using coated parts in plasma etch processes
US10283324B1 (en) 2017-10-24 2019-05-07 Applied Materials, Inc. Oxygen treatment for nitride etching
US10128086B1 (en) 2017-10-24 2018-11-13 Applied Materials, Inc. Silicon pretreatment for nitride removal
US10424487B2 (en) 2017-10-24 2019-09-24 Applied Materials, Inc. Atomic layer etching processes
US10256112B1 (en) 2017-12-08 2019-04-09 Applied Materials, Inc. Selective tungsten removal
US10903054B2 (en) 2017-12-19 2021-01-26 Applied Materials, Inc. Multi-zone gas distribution systems and methods
US11328909B2 (en) 2017-12-22 2022-05-10 Applied Materials, Inc. Chamber conditioning and removal processes
US10854426B2 (en) 2018-01-08 2020-12-01 Applied Materials, Inc. Metal recess for semiconductor structures
US10964512B2 (en) 2018-02-15 2021-03-30 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing chamber multistage mixing apparatus and methods
US10679870B2 (en) 2018-02-15 2020-06-09 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing chamber multistage mixing apparatus
TWI716818B (zh) 2018-02-28 2021-01-21 美商應用材料股份有限公司 形成氣隙的系統及方法
US10593560B2 (en) 2018-03-01 2020-03-17 Applied Materials, Inc. Magnetic induction plasma source for semiconductor processes and equipment
US10319600B1 (en) 2018-03-12 2019-06-11 Applied Materials, Inc. Thermal silicon etch
US10497573B2 (en) 2018-03-13 2019-12-03 Applied Materials, Inc. Selective atomic layer etching of semiconductor materials
US10573527B2 (en) 2018-04-06 2020-02-25 Applied Materials, Inc. Gas-phase selective etching systems and methods
US10490406B2 (en) 2018-04-10 2019-11-26 Appled Materials, Inc. Systems and methods for material breakthrough
US10699879B2 (en) 2018-04-17 2020-06-30 Applied Materials, Inc. Two piece electrode assembly with gap for plasma control
US10886137B2 (en) 2018-04-30 2021-01-05 Applied Materials, Inc. Selective nitride removal
US10872778B2 (en) 2018-07-06 2020-12-22 Applied Materials, Inc. Systems and methods utilizing solid-phase etchants
US10755941B2 (en) 2018-07-06 2020-08-25 Applied Materials, Inc. Self-limiting selective etching systems and methods
US10672642B2 (en) 2018-07-24 2020-06-02 Applied Materials, Inc. Systems and methods for pedestal configuration
CN112534557A (zh) * 2018-08-22 2021-03-19 应用材料公司 高密度等离子体增强化学气相沉积腔室
US11049755B2 (en) 2018-09-14 2021-06-29 Applied Materials, Inc. Semiconductor substrate supports with embedded RF shield
US10892198B2 (en) 2018-09-14 2021-01-12 Applied Materials, Inc. Systems and methods for improved performance in semiconductor processing
US11062887B2 (en) 2018-09-17 2021-07-13 Applied Materials, Inc. High temperature RF heater pedestals
US11417534B2 (en) 2018-09-21 2022-08-16 Applied Materials, Inc. Selective material removal
US11682560B2 (en) 2018-10-11 2023-06-20 Applied Materials, Inc. Systems and methods for hafnium-containing film removal
US11121002B2 (en) 2018-10-24 2021-09-14 Applied Materials, Inc. Systems and methods for etching metals and metal derivatives
US11437242B2 (en) 2018-11-27 2022-09-06 Applied Materials, Inc. Selective removal of silicon-containing materials
US11721527B2 (en) 2019-01-07 2023-08-08 Applied Materials, Inc. Processing chamber mixing systems
US10920319B2 (en) 2019-01-11 2021-02-16 Applied Materials, Inc. Ceramic showerheads with conductive electrodes
CN114144540B (zh) * 2019-07-26 2024-06-11 应用材料公司 用于在基板上形成膜的蒸发器腔室
KR102652014B1 (ko) * 2020-05-12 2024-03-28 세메스 주식회사 기판 처리 장치

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3369989A (en) * 1964-07-22 1968-02-20 Ibm Cathode sputtering apparatus including precision temperature control of substrate
JPS6098629A (ja) * 1983-11-02 1985-06-01 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
US4798165A (en) * 1985-10-07 1989-01-17 Epsilon Apparatus for chemical vapor deposition using an axially symmetric gas flow
JPS6372877A (ja) * 1986-09-12 1988-04-02 Tokuda Seisakusho Ltd 真空処理装置
JPS63187619A (ja) * 1987-01-30 1988-08-03 Fuji Xerox Co Ltd プラズマｃｖｄ装置
US4792378A (en) * 1987-12-15 1988-12-20 Texas Instruments Incorporated Gas dispersion disk for use in plasma enhanced chemical vapor deposition reactor
JP2776826B2 (ja) * 1988-04-15 1998-07-16 株式会社日立製作所 半導体装置およびその製造方法
JPH0639709B2 (ja) * 1988-09-05 1994-05-25 日立電子エンジニアリング株式会社 プラズマｃｖｄ装置
JPH02114530A (ja) * 1988-10-25 1990-04-26 Mitsubishi Electric Corp 薄膜形成装置
JPH02234419A (ja) * 1989-03-07 1990-09-17 Koujiyundo Kagaku Kenkyusho:Kk プラズマ電極
US5017403A (en) * 1989-04-13 1991-05-21 Massachusetts Institute Of Technology Process for forming planarized films
DE4029268C2 (de) * 1990-09-14 1995-07-06 Balzers Hochvakuum Verfahren zur gleichspannungs-bogenentladungs-unterstützten, reaktiven Behandlung von Gut und Vakuumbehandlungsanlage zur Durchführung
US5148714A (en) * 1990-10-24 1992-09-22 Ag Processing Technology, Inc. Rotary/linear actuator for closed chamber, and reaction chamber utilizing same
JP2939355B2 (ja) * 1991-04-22 1999-08-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US5273588A (en) * 1992-06-15 1993-12-28 Materials Research Corporation Semiconductor wafer processing CVD reactor apparatus comprising contoured electrode gas directing means
US5356476A (en) * 1992-06-15 1994-10-18 Materials Research Corporation Semiconductor wafer processing method and apparatus with heat and gas flow control
US5453124A (en) * 1992-12-30 1995-09-26 Texas Instruments Incorporated Programmable multizone gas injector for single-wafer semiconductor processing equipment
JP3400027B2 (ja) * 1993-07-13 2003-04-28 ティーディーケイ株式会社 鉄系軟磁性焼結体の製造方法およびその方法により得られた鉄系軟磁性焼結体
US5685937A (en) * 1993-09-22 1997-11-11 Batesville Casket Company, Inc. Method for constructing a casket
US5685914A (en) * 1994-04-05 1997-11-11 Applied Materials, Inc. Focus ring for semiconductor wafer processing in a plasma reactor
AU1745695A (en) * 1994-06-03 1996-01-04 Materials Research Corporation A method of nitridization of titanium thin films
US5628829A (en) * 1994-06-03 1997-05-13 Materials Research Corporation Method and apparatus for low temperature deposition of CVD and PECVD films
US5665640A (en) * 1994-06-03 1997-09-09 Sony Corporation Method for producing titanium-containing thin films by low temperature plasma-enhanced chemical vapor deposition using a rotating susceptor reactor
US5610106A (en) * 1995-03-10 1997-03-11 Sony Corporation Plasma enhanced chemical vapor deposition of titanium nitride using ammonia
JP3360098B2 (ja) * 1995-04-20 2002-12-24 東京エレクトロン株式会社 処理装置のシャワーヘッド構造
US5865937A (en) * 1995-08-21 1999-02-02 Applied Materials, Inc. Broad-band adjustable power ratio phase-inverting plasma reactor
US5846332A (en) * 1996-07-12 1998-12-08 Applied Materials, Inc. Thermally floating pedestal collar in a chemical vapor deposition chamber

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200457817Y1 (ko) * 2009-12-28 2012-01-05 주식회사 케이씨텍 원자층 증착장치의 샤워헤드 유닛

Also Published As

Publication number Publication date
GB2339577A (en) 2000-02-02
DE19980683C2 (de) 2003-03-27
GB2339577B (en) 2002-12-18
JP2004285479A (ja) 2004-10-14
JP3597871B2 (ja) 2004-12-08
TW575678B (en) 2004-02-11
GB9927809D0 (en) 2000-01-26
US5997649A (en) 1999-12-07
WO1999053116A1 (en) 1999-10-21
JP2001508836A (ja) 2001-07-03
KR100390592B1 (ko) 2003-07-07
DE19980683T1 (de) 2000-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100390592B1 (ko) 반응 챔버에 기체 및 고주파 전력을 공급하는 적층 샤워헤드 어셈블리
JP4511722B2 (ja) 化学気相堆積用リアクタ
KR100492135B1 (ko) 페이스플레이트, 그 페이스플레이트를 포함하는 반응기
KR100898195B1 (ko) 캐소드 라이너 및 이를 구비하는 처리 챔버
JP4723086B2 (ja) 高温多層合金ヒータアッセンブリ及び関連する方法
US6140215A (en) Method and apparatus for low temperature deposition of CVD and PECVD films
KR100896362B1 (ko) 기판 가열기 조립체
US5968379A (en) High temperature ceramic heater assembly with RF capability and related methods
US5994678A (en) Apparatus for ceramic pedestal and metal shaft assembly
US6051286A (en) High temperature, high deposition rate process and apparatus for depositing titanium layers
US8444926B2 (en) Processing chamber with heated chamber liner
US6189482B1 (en) High temperature, high flow rate chemical vapor deposition apparatus and related methods
US6461435B1 (en) Showerhead with reduced contact area
US5983906A (en) Methods and apparatus for a cleaning process in a high temperature, corrosive, plasma environment
KR100770461B1 (ko) 가스 처리 장치 및 성막 장치
JP2004534905A (ja) チタン化学気相堆積用リアクタ
EP0855735A2 (en) A high temperature, high flow rate chemical vapor deposition apparatus and related methods
US20040050492A1 (en) Heated gas distribution plate for a processing chamber
KR20010113558A (ko) 세라믹 기판 지지체
KR20060037470A (ko) 성막 장치
EP0855452B1 (en) Process and apparatus for depositing titanium layers
KR20090131384A (ko) 가스분사조립체 및 이를 이용한 박막증착장치
KR20040096496A (ko) 가열된 진공 지지 장치
CN117684262B (zh) 气体注入装置和气相反应设备
KR19980071012A (ko) 고온 및 고 증착율의 티타늄 막을 증착하기 위한 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120611

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130531

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee