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公開番号2024160403
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-13
出願番号2024145047,2020531032
出願日2024-08-27,2018-12-07
発明の名称遠隔プラズマ膜蒸着を可能にするためにラジカルおよび前駆体ガスを下流チャンバに供給するための改良された孔パターンを備える統合シャワーヘッド
出願人ラムリサーチコーポレーション,LAM RESEARCH CORPORATION
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類C23C 16/455 20060101AFI20241106BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】基板処理システムにおいて、より均一な蒸着性能を提供するためのシャワーヘッドを提供する。
【解決手段】基板処理システムのためのシャワーヘッド40は、下面と、プラズマに対向する上面と、下面と上面との間に画定されているガスプレナムと、下面に分布されている複数のインジェクタと、を含み、複数のインジェクタは、ガスプレナムと流体連通している。複数の貫通孔204は、上面から下面に延伸する。複数の貫通孔のうちの選択された貫通孔は、複数の貫通孔のうちの残りの貫通孔の直径とは異なる直径を有する。複数の貫通孔のうちの選択された貫通孔の直径は、複数の貫通孔のうちの選択された貫通孔と複数の貫通孔のうちの残りの貫通孔とを介して提供されるそれぞれのガスの所望の割合に従って予め決定されている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
基板処理システムのためのシャワーヘッドであって、
下面と、
プラズマに対向する上面と、
前記下面と前記上面との間に画定されているガスプレナムと、
前記下面に分布されている複数のインジェクタであって、前記ガスプレナムと流体連通している複数のインジェクタと、
前記上面から前記下面に延伸する複数の貫通孔と、前記複数の貫通孔のうちの選択された貫通孔は前記複数の貫通孔のうちの残りの貫通孔の直径とは異なる直径を有し、前記複数の貫通孔のうちの前記選択された貫通孔の前記直径は、前記複数の貫通孔のうちの前記選択された貫通孔と前記複数の貫通孔のうちの前記残りの貫通孔とを介して提供されるそれぞれのガスの所望の割合に従って予め決定されていること、を備える、シャワーヘッド。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載のシャワーヘッドであって、前記複数の貫通孔のうちの前記選択された貫通孔は、前記複数の貫通孔のうちの前記残りの貫通孔の平均直径との所定の比率関係を満たす平均直径を有する第１のタイプの貫通孔を備える、シャワーヘッド。
【請求項３】
請求項１に記載のシャワーヘッドであって、前記複数の貫通孔のうちの前記選択された貫通孔は、前記複数の貫通孔のうちの前記残りの貫通孔の平均直径との第１の所定の比率関係を満たす第１のタイプの貫通孔と、前記複数の貫通孔のうちの前記残りの貫通孔の平均直径との第２の所定の比率関係を満たす第２のタイプの貫通孔と、を少なくとも備える、シャワーヘッド。
【請求項４】
請求項１に記載のシャワーヘッドであって、前記複数の貫通孔のうちの前記選択された貫通孔の前記直径は、シャワーヘッドに関連付けられている蒸着不均一性に従って予め決定されている、シャワーヘッド。
【請求項５】
請求項１に記載のシャワーヘッドであって、前記貫通孔は、前記シャワーヘッドの前記下面に、前記複数のインジェクタのそれぞれのインジェクタの周りに分布されている前記貫通孔のうちの２個以上を各々備える複数の群をなして配置されている、シャワーヘッド。
【請求項６】
請求項１に記載のシャワーヘッドであって、前記貫通孔は、前記シャワーヘッドの前記下面に、前記複数のインジェクタのそれぞれのインジェクタの周りに分布されている前記貫通孔のうちの３個を各々備える複数の群をなして配置されている、シャワーヘッド。
【請求項７】
請求項６に記載のシャワーヘッドであって、前記複数の群の各々における前記貫通孔のうちの３個は、前記複数のインジェクタの前記それぞれのインジェクタの周りに三角形の形状で分布されている、シャワーヘッド。
【請求項８】
請求項６に記載のシャワーヘッドであって、前記複数の群の各々における前記貫通孔のうちの３個は、前記複数のインジェクタの前記それぞれのインジェクタの周りに半径方向に分布されている、シャワーヘッド。
【請求項９】
請求項１に記載のシャワーヘッドであって、前記複数の貫通孔は、貫通孔の少なくとも１個の中心の群と、前記少なくとも１個の中心の群の周りに第１の六角形のパターンで配置されている前記貫通孔の第１の複数の群と、を備える、シャワーヘッド。
【請求項１０】
請求項９に記載のシャワーヘッドであって、前記第１の複数の群の周りに、第２の六角形のパターンで配置されている前記貫通孔の第２の複数の群をさらに備える、シャワーヘッド。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１２月７日に出願された米国特許出願第１６／２１３，３８６号に基づく優先権を主張し、また２０１７年１２月８日に出願された米国仮特許出願第６２／５９６，４０９号に基づく優先権の利益も主張する。本開示は、２０１６年１２月１４日に出願された、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１５／３７８，８５４号に関連する。上記出願の全体の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 2,100 文字）【０００２】
本開示は、基板処理システムに関し、より詳細には、ラジカルおよび前駆体ガスを下流チャンバに供給するシャワーヘッドを備える基板処理システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
本明細書で提供されている背景技術の記載は、本開示の背景を概略的に提示することを目的とする。ここに名を挙げられている発明者の業績は、この背景技術に記載された範囲において、出願時に従来技術として通常見なされ得ない記載の態様と共に、明示的にも黙示的にも本開示に対する従来技術として認められない。
【０００４】
半導体ウエハなどの基板上に膜を蒸着するために、基板処理システムが利用されてもよい。基板処理システムは、通常、処理チャンバおよび基板支持体を備える。膜蒸着中、ラジカルおよび前駆体ガスが、処理チャンバに供給されてもよい。
【０００５】
例えば、処理チャンバは、上側チャンバ、下側チャンバ、および、基板支持体を備えてもよい。シャワーヘッドは、上側チャンバと下側チャンバとの間に配置されてもよい。基板は、下側チャンバ内の基板支持体上に配置される。プラズマ混合ガスが上側チャンバに供給され、プラズマが上側チャンバ内で点火される。プラズマによって生成されたラジカルの一部は、シャワーヘッドを通して下側チャンバに流れる。シャワーヘッドは、イオンをフィルタリングし、下側チャンバに到達しないようにＵＶ光を遮断する。前駆体混合ガスは、シャワーヘッドを通して下側チャンバに供給され、ラジカルと反応することで基板上に膜を蒸着する。
【発明の概要】
【０００６】
基板処理システムのためのシャワーヘッドは、下面と、プラズマに対向する上面と、下面と上面との間に画定されているガスプレナムと、下面に分布されている複数のインジェクタと、を含み、複数のインジェクタは、ガスプレナムと流体連通している。複数の貫通孔は、上面から下面に延伸している。複数の貫通孔のうちの選択された貫通孔は、複数の貫通孔のうちの残りの貫通孔の直径とは異なる直径を有する。複数の貫通孔のうちの選択された貫通孔の直径は、複数の貫通孔のうちの選択された貫通孔と複数の貫通孔のうちの残りの貫通孔とを介して提供されるそれぞれのガスの所望の割合に従って予め決定されている。
【０００７】
他の特徴において、複数の貫通孔のうちの選択された貫通孔は、複数の貫通孔のうちの残りの貫通孔の平均直径との所定の比率関係を満たす平均直径を有する第１のタイプの貫通孔を含む。複数の貫通孔のうちの選択された貫通孔は、複数の貫通孔のうちの残りの貫通孔の平均直径との第１の所定の比率関係を満たす第１のタイプの貫通孔と、複数の貫通孔のうちの残りの貫通孔の平均直径との第２の所定の比率関係を満たす第２のタイプの貫通孔と、を少なくとも含む。複数の貫通孔のうちの選択された貫通孔の直径は、シャワーヘッドに関連付けられている蒸着不均一性に従って予め決定されている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
他の特徴において、シャワーヘッドの下面には、貫通孔が、複数のインジェクタのそれぞれのインジェクタの周りに分布する貫通孔のうちの２個以上を各々含む複数の群をなして配置されている。シャワーヘッドの下面には、貫通孔が、複数のインジェクタのそれぞれのインジェクタの周りに分布する貫通孔のうちの３個を各々含む複数の群をなして配置されている。複数の群の各々における貫通孔のうちの３個は、複数のインジェクタのそれぞれのインジェクタの周りに三角形の形状で分布されている。複数の群の各々における貫通孔のうちの３個は、複数のインジェクタのそれぞれのインジェクタの周りに半径方向に分布されている。
【０００９】
他の特徴において、複数の貫通孔は、貫通孔の少なくとも１個の中心の群と、少なくとも１個の中心の群の周りに第１の六角形のパターンで配置されている貫通孔の第１の複数の群と、を含む。貫通孔の第２の複数の群は、第１の複数の群の周りに第２の六角形のパターンで配置されている。複数の貫通孔は、少なくとも１個の中心の群と、少なくとも１個の中心の群の周りに第１の円形パターンで配置されている貫通孔の第１の複数の群と、を含む。貫通孔の少なくとも１個の第２の複数の群は、第１の複数の群の周りに第２の円形パターンで配置されている。
【００１０】
他の特徴において、複数の貫通孔は、貫通孔の複数の群を含み、貫通孔の複数の群は、少なくとも１個の中心の群を含み、複数の群のうちの残りの群は、少なくとも１個の中心の群の周りに増大された６パターンで配置されている。複数の貫通孔は、貫通孔の複数の群を含み、貫通孔の複数の群は、少なくとも１個の中心の群を含み、複数の群のうちの残りの群は、少なくとも１個の中心の群の周りに増大された８パターンで配置されている。複数のガスインジェクタノズルは、インジェクタのそれぞれのインジェクタから下方に延在している。複数の貫通孔は、８５個の群の貫通孔を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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