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公開番号2025013990
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-28
出願番号2024188692,2022545782
出願日2024-10-28,2021-01-26
発明の名称高電力、高圧プロセス用の分割されたガス分配プレート
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H01L 21/3065 20060101AFI20250121BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】トランス結合プラズマを使用する基板処理システム用ガス分配プレートを提供する。
【解決手段】ガス分配プレートは、半径方向内側表面上に階段状インターフェースを含む外側リング210と、N個の内側リング220～240(Nはゼロよりも大きい整数)と、を含む。N個の内側リングのうちの少なくとも1つは、円周方向に分割され、内側階段状インターフェース及び外側階段状インターフェースを含む。N個の内側リングのうちの半径方向外側にある内側リングの外側階段状インターフェースが、外側リングの内側階段状インターフェース上に載置され、それと嵌合する。中心部分250は、半径方向外側表面上に外側階段状インターフェース252を含み、外側階段状インターフェースは、N個の内側リングのうちの半径方向内側にある内側リングの内側階段状インターフェース上に載置され、内側階段状インターフェースと嵌合する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
基板処理システム用のガス分配プレートであって、
半径方向内側表面上に階段状インターフェースを含む外側リングと、
Ｎ個の内側リングであって、
Ｎは、ゼロよりも大きい整数であり、
前記Ｎ個の内側リングのうちの少なくとも１つは、円周方向に分割され、内側階段状インターフェース及び外側階段状インターフェースを含み、
前記Ｎ個の内側リングのうちの半径方向外側にある内側リングの前記外側階段状インターフェースは、前記外側リングの前記内側階段状インターフェース上に載置され、前記内側階段状インターフェースと嵌合するように構成されている、Ｎ個の内側リングと、
中心部分であって、前記中心部分の半径方向外側表面上に外側階段状インターフェースを含み、前記外側階段状インターフェースは、前記Ｎ個の内側リングのうちの半径方向内側にある内側リングの前記内側階段状インターフェース上に載置され、前記内側階段状インターフェースと嵌合するように構成されている、中心部分と、を備える、ガス分配プレート。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載のガス分配プレートであって、前記Ｎ個の内側リングのうちの少なくとも１つは、複数のガス貫通孔を含む、ガス分配プレート。
【請求項３】
請求項２に記載のガス分配プレートであって、前記外側リング、前記Ｎ個の内側リング、及び前記中心部分は、一緒に入れ子になったときに、平坦な上側表面及び下側表面を画定する、ガス分配プレート。
【請求項４】
請求項１に記載のガス分配プレートであって、Ｎ＝２である、ガス分配プレート。
【請求項５】
請求項１に記載のガス分配プレートであって、Ｎ＝３である、ガス分配プレート。
【請求項６】
請求項１に記載のガス分配プレートであって、
前記Ｎ個の内側リングは、Ｃ個の円周部分を含み、Ｃは、１よりも大きい整数であり、
前記Ｃ個の円周部分の各々は、第１の円弧状部分及び第２の円弧状部分を有する本体を含み、
前記第１の円弧状部分は、前記第２の円弧状部分に対して、半径方向及び円周方向にオフセットされている、ガス分配プレート。
【請求項７】
請求項６に記載のガス分配プレートであって、Ｃ＝２である、ガス分配プレート。
【請求項８】
請求項６に記載のガス分配プレートであって、
前記第１の円弧状部分は、内径及び外径を有し、
前記第２の円弧状部分は、内径及び外径を有し、
前記第１の円弧状部分の前記内径は、前記第２の円弧状部分の前記内径よりも大きく、前記第２の円弧状部分の前記外径よりも小さい、ガス分配プレート。
【請求項９】
請求項６に記載のガス分配プレートであって、
前記Ｃ個の円周部分のうちの第１の円周部分の前記第２の円弧状部分は、前記Ｃ個の円周部分のうちの前記第１の円周部分の前記第１の円弧状部分の下方にあり、
前記Ｃ個の円周部分のうちの前記第１の円周部分の前記第２の円弧状部分は、ガス貫通孔を取り囲むプレナムを画定するスロットを含み、
前記スロットは、前記Ｃ個の円周部分のうちの前記第１の円周部分の前記第２の円弧状部分から延出する、前記第２の円弧状部分の片持ち部分上に位置する、ガス分配プレート。
【請求項１０】
請求項９に記載のガス分配プレートであって、前記Ｃ個の円周部分のうちの第２の円周部分の第１の円弧状部分上にガス貫通孔を更に備え、
前記Ｃ個の円周部分のうちの前記第２の円周部分の前記第１の円弧状部分の前記ガス貫通孔は、組み立てられたときに、前記Ｃ個の円周部分のうちの前記第１の円周部分の前記第２の円弧状部分の前記ガス貫通孔に整列する、ガス分配プレート。
（【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、２０２０年１月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／９６６，８１６号の利益を主張する。上記で参照された出願の開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 1,900 文字）【０００２】
本開示は、基板処理システムに関し、より具体的には、基板処理システム用の半径方向かつ円周方向に分割されたガス分配プレートに関する。
【背景技術】
【０００３】
本明細書で提供される「背景技術」の記載は、本開示の背景を全般的に提示することを目的としている。本明細書の「背景技術」に記載されている範囲における、本明細書にて名前を挙げた発明者の業績、並びに、出願時点で先行技術と見なされないかも知れない本明細書の態様は、明示的にも暗黙的にも本開示に対する先行技術として認められていない。
【０００４】
基板処理システムを使用して、半導体ウェハーなどの基板上の膜をエッチングする場合がある。基板処理システムは、典型的には、処理チャンバ、ガス分配装置、及び基板支持体を含む。処理中、基板は、基板支持体上に配置される。様々なガス混合物が処理チャンバ内に導入される場合があり、無線周波数（ＲＦ）プラズマを使用して化学反応を活性化させる場合がある。
【０００５】
現在の微小電気機械（ＭＥＭ）プロセスは、トランス結合プラズマ（ＴＣＰ）を使用する基板処理システムにおいて実施される場合がある。これらの基板処理システムでは、１つ以上のコイルがチャンバの外側に配置される。コイルとチャンバとの間に窓が配置される。ガス混合物がチャンバに供給される。コイルにＲＦ電力が供給され、それにより磁場が発生し、チャンバ内でＲＦプラズマが発生し維持される。
【０００６】
プラズマ処理は、窓の破損をもたらす可能性がある、導入される大きな熱勾配に起因して、電力が制限される。窓は、低い誘電損失特性を有する不活性でＲＦ透過性の材料で作製されなければならない。加えて、窓は、典型的なエッチング化学物質（例えば、フッ素、塩素などのハロゲン種を含むガス混合物）に反応して腐食することがあってはならない。窓はまた、熱サイクル及び／又は圧力サイクルに反応して望ましくない副生成物を脱ガスさせてはならない。
【０００７】
上記の判定基準を想定すれば、窓用の材料選択は、一般に、酸化物セラミックス、石英、及びいくつかの窒化物セラミックスに限定される。酸化物セラミックスに対する否定的側面は、比較的高い熱膨張係数と合わさった高い断熱特性を含む。酸化物セラミックスが過酷な熱勾配及び／又は衝撃を受けると、破滅的な破損を被る傾向がある。酸化物セラミックスと比較すると、石英は、低い熱膨張係数（ＣＴＥ）に起因して、より高い寸法安定性を有する。しかしながら、石英はシリコンベースであり、したがって非常に急速に腐食し、それにより、石英を使用すると費用が非常に高くなる。窒化アルミニウムは充分な性能を提供するが、費用が極めて高く、必要とされる大口径ブランクを生産できる供給元は比較的少ない。
【発明の概要】
【０００８】
基板処理システム用のガス分配プレートは、その半径方向内側表面上に階段状インターフェースを含む外側リングと、Ｎ個の内側リングであって、Ｎはゼロよりも大きい整数である、Ｎ個の内側リングとを含む。Ｎ個の内側リングのうちの少なくとも１つは、円周方向に分割され、内側階段状インターフェース及び外側階段状インターフェースを含む。Ｎ個の内側リングのうちの半径方向外側にある内側リングの外側階段状インターフェースが、外側リングの内側階段状インターフェース上に載置され、それと嵌合するように構成されている。中心部分が、その半径方向外側表面上に外側階段状インターフェースを含み、外側階段状インターフェースは、Ｎ個の内側リングのうちの半径方向内側にある内側リングの内側階段状インターフェース上に載置され、内側階段状インターフェースと嵌合するように構成されている。
【０００９】
他の特徴では、Ｎ個の内側リングのうちの少なくとも１つは、複数のガス貫通孔を含む。Ｎ個の内側リングの各々は、Ｃ個の円周部分を含み、Ｃは１よりも大きい整数である。Ｃ個の円周部分の各々は、第１の円弧状部分及び第２の円弧状部分を有する本体を含む。第１の円弧状部分は、第２の円弧状部分に対して、半径方向及び円周方向にオフセットされている。
【００１０】
他の特徴では、第１の円弧状部分は、内径及び外径を有する。第２の円弧状部分は、内径及び外径を有する。第１の円弧状部分の内径は、第２の円弧状部分の内径よりも大きく、第２の円弧状部分の外径よりも小さい。外側リング、Ｎ個の内側リング、及び中心部分は、ＲＦ透過性の材料で作製されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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