JP7612620B2 - 基板処理チャンバのためのアイソレータ装置及び方法 - Google Patents

Description

［０００１］本開示の態様は、概して、アイソレータデバイス、その構成要素、及び基板処理チャンバのためのそれらに関する方法に関する。

［０００２］化学気相堆積（ＣＶＤ）操作などの基板処理操作中、処理ガスは、ペデスタルの上面より下で拡散し得る。拡散された処理ガスは、ペデスタルの外面及び／又は基板ではない基板処理チャンバの他の構成要素若しくは表面への材料の堆積をもたらす。堆積は、基板処理操作を遅延させ、基板処理チャンバの製造休止時間を生じさせ、洗浄時間の増加をもたらし、スループットを減少させ、基板上への不均一な堆積を生じさせ、且つ／又は基板の欠陥を生じさせる可能性がある。

［０００３］したがって、ペデスタルの上面より下で処理ガスの拡散を減少させるデバイスが必要である。

［０００４］本開示の態様は、概して、アイソレータデバイス、その構成要素、及び基板処理チャンバのためのそれらに関する方法に関する。

［０００５］一実装形態では、基板処理チャンバは、チャンバ本体と、下面に一又は複数のガス開口部が形成されたシャワーヘッドと、チャンバ本体内に配置されたペデスタルとを含む。ペデスタルは、支持面と外周面とを有する。支持面は、シャワーヘッドに面している。基板処理チャンバは、ペデスタルの周りに配置され、ペデスタルを取り囲む、ポンピングライナーも含む。ポンピングライナーは、ペデスタルの外周面に面する第１の外面と、チャンバ本体に面する第２の外面とを有する。基板処理チャンバは、ペデスタルとポンピングライナーとの間に配置されるアイソレータリングも含む。アイソレータリングは、ペデスタルに面する第１の表面を含み、第１の表面は、ペデスタルの外周面からの間隙に配置される。アイソレータリングはまた、ポンピングライナーに面する第２の表面と、アイソレータリングの第１の表面からペデスタルの外周面へ向かって突出する突出部とを含む。突出部は、ペデスタルとアイソレータリングとの間の間隙のネック部分を画定する。

［０００６］一実装形態では、基板処理チャンバは、チャンバ本体と、下面に一又は複数のガス開口部が形成されたシャワーヘッドとを含む。基板処理チャンバは、チャンバ本体内に配置されたペデスタルも含み、ペデスタルは、支持面と外周面とを有する。支持面は、シャワーヘッドに面している。基板処理チャンバは、ペデスタルの周りに配置され、ペデスタルを取り囲む、ポンピングライナーも含む。ポンピングライナーは、ペデスタルの外周面に面する第１の外面と、チャンバ本体に面する第２の外面とを有する。基板処理チャンバは、ペデスタルとポンピングライナーとの間に配置されるアイソレータリングも含む。アイソレータリングは、ペデスタルに面する第１の表面と、ポンピングライナーに面する第２の表面と、テーパ状の上面とを含む。テーパ状の上面は、アイソレータリングの上部エッジを画定し、アイソレータリングの上部エッジは、ペデスタルの支持面の上方に配置される。

［０００７］一実装形態では、非一時的コンピュータ可読媒体は、実行されると、基板処理チャンバに、一又は複数の処理ガスを第１の流量で流すようにさせる命令を含む。一又は複数の処理ガスは、ペデスタルの上方のシャワーヘッドから基板処理チャンバの処理領域内へ流される。命令は、実行されると、基板処理チャンバに、一又は複数のパージガスをパージガス入口から第２の流量で流すようにさせる。第２の流量は、第１の流量に対する第２の流量の比を有し、その比は、第１の流量の０．２５から０．７５の範囲内である。

［０００８］上述の本開示の特徴を詳細に理解し得るように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実装を参照することによって得られ、一部の実装は、付随する図面に例示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実行形態も許容し得るので、付随する図面は、この開示の共通の実行形態のみを示しており、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いことに、留意されたい。

［０００９］一実装形態による基板処理チャンバの概略断面図である。 ［００１０］一実装形態による図１Ａに示す基板処理チャンバの拡大概略断面図である。 ［００１１］一実装形態による基板処理チャンバを操作する方法の概略図である。

［００１２］理解を容易にするために、可能な場合には、図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。一実装形態で開示された要素は、具体的な記述がなくても、他の実装で有益に利用できると想定されている。

［００１３］本開示の態様は、概して、アイソレータデバイス、その構成要素、及び基板処理チャンバのためのそれらに関する方法に関する。

［００１４］図１Ａは、一実装形態による基板処理チャンバの概略断面図である。基板処理チャンバ１００は、例えば、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバ又はプラズマＣＶＤチャンバであり得る。本開示では、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバ又は物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバなどの他のチャンバが使用され得ることが想定される。基板処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０２と、チャンバ本体１０２上に配置されるチャンバリッド１０４とを有する。チャンバ本体１０２は、その中に内部空間１０６を含む。内部空間１０６は、チャンバ本体１０２及びチャンバリッド１０４によって画定された空間である。本開示では、チャンバ本体１０２は、単一の本体、又は二つ以上の本体で作製され得ることが想定される。チャンバ本体１０２は、一又は複数の側壁と、底部とを含む。

［００１５］基板処理チャンバ１００は、一又は複数の処理ガス１０９の流れを、シャワーヘッド１０１を通じて処理領域１１０内に送達するために、チャンバリッド１０４に連結されるか又はチャンバリッド１０４内に配置されたガス分配アセンブリ１１６を含む。一又は複数の処理ガスは、とりわけ、Ａｒ及び／又はＣ３Ｈ６のうちの一又は複数を含み得る。一例では、一又は複数の処理ガスは、一又は複数の反応性ガスを含む。シャワーヘッド１０１は、バッキング板１２６と面板１３０とを含む。ガス分配アセンブリ１１６は、チャンバリッド１０４内に形成されたガス注入通路１２０に連結されたガスマニホールド１１８を含む。ガスマニホールド１１８は、一又は複数のガス源１２２（２つのガス源を図示している）からの一又は複数の処理ガスの流れを受け取る。一又は複数のガス源１２２から受け取られた処理ガスの流れは、ガスボックス１２４内に分散し、バッキング板１２６の複数の開口１９１を通って流れ、さらに、バッキング板１２６及び面板１３０によって画定されたプレナム１２８内に分散する。処理ガス１０９の流れは、その後、シャワーヘッド１０１の面板１３０の下面１１９に形成された一又は複数のガス開口１３２を通って内部空間１０６の処理領域１１０に流れる。

［００１６］内部空間１０６は、チャンバ本体１０２内に配置されたペデスタル１３８を含む。ペデスタル１３８は、基板処理チャンバ１００内の基板１３６を支持する。ペデスタル１３８は、ペデスタル１３８の支持面１３９上の基板１３６を支持する。ペデスタル１３８は、ヒータと、その中に配置された電極とを含む。電極は、処理を促進するために、直流（ＤＣ）電圧、高周波（ＲＦ）エネルギー、又は交流（ＡＣ）エネルギーを受け取ることができる。シャワーヘッド１０１の面板１３０の下面１１９は、ペデスタル１３８の支持面１３９に面する。支持面１３９は、シャワーヘッド１０１の面板１３０の下面１１９に面する。本開示では、ペデスタル１３８は、単一の本体、又は二つ以上の本体で作製され得ることが想定される。

［００１７］ペデスタル１３８は、リフトシステム１９５によって内部空間１０６内に移動可能に配置される。ペデスタル１３８が動くことで、チャンバ本体１０２を通るように形成されたスリットバルブを通じての、内部空間１０６を出入りする基板１３６の移送が促進される。ペデスタル１３８は、基板１３６の処理のために、種々の処理位置に動かされることも可能である。

［００１８］基板処理中、処理ガス（処理ガス１０９など）が処理領域１１０内に流れる際、ヒータは、ペデスタル１３８と支持面１３９とを加熱する。また、基板処理中、処理領域１１０内でのプラズマ生成を促進するため、且つ／又はペデスタル１３８への基板１３６のチャッキングを促進するために、ペデスタル１３８の電極は、高周波（ＲＦ）エネルギー、交流電流（ＡＣ）、又は直流電流（ＤＣ）を伝播させる。熱、ガス、及びペデスタル１３８内の電極からのエネルギーにより、基板処理中の、基板１３６上への膜の堆積が促進される。面板１３０（チャンバ本体１０２への連結を介して接地されている）及びペデスタル１３８の電極により、容量性プラズマ結合の生成が促進される。電力がペデスタル１３８内の電極に供給されると、面板１３０とペデスタル１３８との間に電界が生成されることで、ペデスタル１３８と面板１３０との間の処理領域１１０に存在するガスの原子がイオン化され、電子を放出する。イオン化された原子はペデスタル１３８まで加速して、基板１３６上での膜形成を促進する。

［００１９］ポンピングデバイス１０３は、基板処理チャンバ１００内に配置される。ポンピングデバイス１０３により、内部空間１０６及び処理領域１１０からのガスの除去が促進される。ポンピングデバイス１０３によって排気されたガスは、処理ガス及び処理残留物のうちの一又は複数を含む。処理残留物は、基板１３６上へ膜を堆積するプロセスによって生じ得る。

［００２０］ポンピングデバイス１０３は、チャンバ本体１０２の段差面１９３上に配置されたポンピングライナー１６０と、ペデスタル１３８とポンピングライナー１６０との間に配置されたアイソレータリング１５９とを含む。段差面１９３は、チャンバ本体１０２の底面１５４から上向きに段差付けられている。段差面１９３は、ポンピングライナー１６０を支持する。本開示では、ポンピングライナー１６０は、単一の本体、又は二つ以上の本体で作製され得ることが想定される。ポンピングライナー１６０は、アルミニウム、酸化アルミニウム、及び／又は窒化アルミニウムのうちの一又は複数を含む材料から作製される。アイソレータリング１５９は、セラミック材料などの電気絶縁材料から作製される。一例では、アイソレータリング１５９は、石英、酸化アルミニウム及び／又は窒化アルミニウムなどのアルミニウムを含むセラミック材料、又は任意の他の適切な材料のうちの一又は複数から作製される。ポンピングライナー１６０は、ペデスタル１３８の周りに配置され、ペデスタル１３８を取り囲む。パージガス流路１１１の一部は、アイソレータリング１５９と、パージガス流路１１１の一方の側では、ポンプライナー１６０との間にあり、アイソレータリング１５９と、パージガス流路１１１の他方の側では、ペデスタル１３８との間にある。基板処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０２の底部に配置されたパージガス入口１１３を含む。パージガス入口１１３は、チャンバ本体１０２の底面に形成された開口である。パージガス入口１１３は、一又は複数のパージガス１７９をパージガス入口１１３に供給するパージガス源１１４に流体的に連結している。ボウル１１２は、内部空間１０６内に配置されている。ボウル１１２は、パージガス空間１１５を画定する。一又は複数のベローズ１１７は、パージガス空間１１５内に配置され得る。一又は複数のパージガスバッフル１６１は、パージガス空間１１５内に配置され得る。一又は複数のベローズ１２１は、ボウル１１２の水平部分１１２ｂより上及びペデスタル１３８の底面１９８より下に配置される。一又は複数のベローズ１２１は、一又は複数のベローズ１２１とボウル１１２の垂直部分１１２ａとの間にあるパージガス流路１１１の一部からデッドボリューム１６３を分離する。

［００２１］基板処理操作中、及び処理ガス１０９がシャワーヘッド１０１から処理領域１１０内へ流れる間、パージガス入口１１３は、一又は複数のパージガス１７９をパージガス空間１１５内へ流す。ボウル１１２の水平部分１１２ｂは、パージガス１７９をパージガス空間１１５からパージガス流路１１１内へ流す一又は複数のパージガス開口１９７を含む。一又は複数のパージガス開口１９７は、一又は複数のベローズ１２１の半径方向外向きに配置されている。処理ガス１０９が基板１３６へ向かって流れて、基板１３６上に膜を堆積する間、パージガス１７９は、パージガス流路１１１内で上向きに流れて、処理ガス１０９がパージガス流路１１１内へ下向きに拡散するのを防ぐ。処理ガス１０９とパージガス１７９とは、支持面１３９で又は支持面１３９の近くで、接触し且つ／又は混合する。処理ガス１０９とパージガス１７９とは、混合して、ポンピングデバイス１０３によって排気される混合ガス１４８（図１Ｂに示される）を形成する。ポンピングデバイス１０３は、ポンピングライナー１６０とアイソレータリング１５９とを含む。

［００２２］一又は複数のパージガス１７９は、Ａｒ及び／又はＮ_２のうちの一又は複数などの一又は複数の不活性ガスを含む。一又は複数の処理ガス１０９は、第１の流量で、シャワーヘッド１０１から処理領域１１０内へ流れる。一例では、第１の流量は、１分あたりの標準立方センチメートルの単位（ＳＣＣＭ）を有する体積流量である。一又は複数のパージガス１７９は、第２の流量で、パージガス入口１１３からパージガス空間１１５内へ流れる。一例では、第２の流量は、ＳＣＣＭの単位を有する体積流量である。第２の流量は、第１の流量に対する比Ｒ１である。比Ｒ１は、第１の流量の０．２５から０．７５の範囲内である。一例では、比Ｒ１は、第１の流量の０．２５から０．５０の範囲内、例えば、０．２５、０．３０、又は０．４０である。一例では、比Ｒ１は、０．４８から０．５２の範囲内である。他の実施態様と組み合わせることができる一実施態様では、比Ｒ１は、第１の流量の約０．５である。第１の流量に対する第２の流量の比Ｒ１の範囲及び例は、基板処理操作中に処理ガスの少なくとも一部が支持面１３９より下のパージガス流路１１１内へ拡散することを防ぐなどの利益を招く。そのような拡散を減少させるか又は防ぐことにより、処理ガス１０９が基板１３６以外の表面上に材料を堆積することになる可能性が減少又は排除される。基板１３６以外の表面上への堆積を減少させることにより、遅延、スループット減少、操作コスト、洗浄時間、及び／又は基板の欠陥が減少又は排除される。

［００２３］基板処理チャンバ１００は、基板処理チャンバ１００に連結されたコントローラ１８１を含む基板処理システム１８０の一部である。コントローラ１８１は、非一時的なコンピュータ可読媒体の一部である。

［００２４］コントローラ１８１は、基板処理中に基板処理チャンバ１００の態様を制御する。コントローラ１８１は、中央処理装置（ＣＰＵ）１８２、メモリ１８３、及びＣＰＵ１８２用のサポート回路１８４を含む。コントローラ１８１は、基板処理チャンバ１００の構成要素の制御を促進する。コントローラ１８１は、様々なチャンバ部品及びサブプロセッサを制御するための工業環境で使用され得る任意の形態の汎用コンピュータのうちの一つであり得る。メモリ１８３は、本明細書に記載されるやり方で基板処理チャンバ１００の全体的な動作を制御するために実行又は呼び出され得る、ソフトウェア（ソースコード又はオブジェクトコード）などの命令を格納する。コントローラ１８１は、基板処理チャンバ１００内の制御可能な構成要素のそれぞれの動作を操る。例えば、コントローラ１８１は、ガス源１２２の動作を制御して、処理ガスを導入し、パージガス源１１４の動作を制御して、パージガスを導入し、真空ポンプ１３３（以下に記載する）の動作を制御して、ガスを排気して、基板処理チャンバ内の汚染粒子（残留物など）を排除するか又は減少させる。例として、コントローラ１８１は、リフトシステム１９５を制御して、ペデスタル１３８を上下させ、ペデスタル１３８のヒータ及び電極を制御して熱及びエネルギーを供給して、処理を促進する。図１Ｂは、一実装形態による図１Ａに示す基板処理チャンバ１００の拡大概略断面図である。ペデスタル１３８は外周面１０１０を含む。ポンピングライナー１６０は、ペデスタル１３８の外周面１０１０に面する第１の外面１０１１と、チャンバ本体１０２に面する第２の外面１０１２とを有する。アイソレータリング１５９は、ペデスタル１３８の外周面１０１０に面する第１の表面１０１３と、ポンピングライナー１６０に面する第２の表面１０２８とを有する。アイソレータリング１５９は、ポンピングライナー１６０の肩１０１４内に配置される。アイソレータリング１５９は、第１の表面１０１３からペデスタル１３８の外周面１０１０へ向かって突出する突出部１０１５を含む。突出部１０１５は、段差面１０１６と、アイソレータリング１５９の流れエッジ１０１８とを画定する。段差面１０１６及び流れエッジ１０１８は、パージガス流路１１１内に配置される。突出部１０１５は、突出部１０１５の底端部の流れエッジ１０１８に隣接して配置される丸みを帯びたエッジ１０３１を含む。丸みを帯びたエッジ１０３１は、流れエッジ１０１８と、突出部１０１５の外周上の段差面１０１６との間に配置される。丸みを帯びたエッジ１０３１は、流れエッジ１０１８と段差面１０１６との間で移行する。

［００２５］他の実施態様と組み合わせることができる一実施態様では、突出部１０１５はアイソレータリング１５９の一部であるため、突出部１０１５及びアイソレータリング１５９は、単一の一体型本体を形成する。他の実施態様と組み合わせることができる一実施態様では、突出部１０１５は、アイソレータリング１５９を構成する一又は複数の本体とは別個の本体である。突出部１０１５は、アイソレータリング１５９と同じ一又は複数の材料から作製される。図１Ａ及び１Ｂでは、突出部１０１５は、参照を容易にするために、アイソレータリング１５９の断面と比較して異なる断面を有するとして示されている。本開示では、突出部１０１５とアイソレータリング１５９が同じ単一の一体型本体の一部であるときなど、突出部１０１５とアイソレータリング１５９は同じ断面を有することができると想定されている。

［００２６］他の実施態様と組み合わせることができる一実施態様では、突出部１０１５は、アイソレータリング１５９の第１の表面１０１３に連結されたリングを含む。突出部１０１５は、金属材料及び／又はセラミック材料を接合する任意の適切な方法、例えば、結合、溶接、ろう付け、焼嵌め、締まり嵌め、ファスナ（スクリュー、リベット、ボルト、ナット、及び／又はスタッドなど）、及び／又はねじ係合のうちの一又は複数を使用する方法を使用して、アイソレータリング１５９に連結され得る。

［００２７］アイソレータリング１５９は、第１の表面１０１３がペデスタル１３８の外周面１０１０からの間隙に配置されるように、配置される。第１の表面１０１３と外周面１０１０との間の間隙は、第１の幅Ｗ_１を有する。突出部１０１５は、間隙のネック部分１０１７を画定する。ネック部分１０１７は、段差面１０１６と外周面１０１０との間の第２の幅Ｗ_２を含む。第２の幅Ｗ_２は、第１の幅Ｗ_１よりも小さい。第２の幅Ｗ_２は、第１の幅Ｗ_１に対する比Ｒ２である。比Ｒ２は、第１の幅Ｗ_１の０．２５から０．７５の範囲内である。一例では、比Ｒ２は０．５０である。一例では、比Ｒ２は０．７５である。他の実施態様と組み合わせることができる一実施態様では、比Ｒ２は、第１の幅Ｗ_１の約０．２５である。他の実施態様と組み合わせることができる一実施態様では、比Ｒ２は、０．２３から０．２７の範囲内である。

［００２８］ネック部分１０１７、及び第１の表面１０１３と外周面１０１０との間の間隙は、パージガス流路１１１の少なくとも一部である。パージガス１７９は、外周面１０１０と第１の表面１０１３との間の間隙を通って、及びネック部分１０１７を通って、上向きに流れて、処理ガス１０９に接触し、混合ガス１４８を形成する。パージガス１７９の少なくとも一部は、アイソレータリング１５９の流れエッジ１０１８の上方及び／又は丸みを帯びたエッジ１０３１の周りを流れ得る。

［００２９］突出部１０１５は、パージガス１７９、処理ガス１０９、及び／又は混合ガス１４８の流速を増加させる。突出部１０１５、及び上述の第１の幅Ｗ_１に対する第２の幅Ｗ_２の比Ｒ２は、支持面１３９の下及びパージガス流路１１１内へ拡散する処理ガス１０９の減少を促進する。処理ガス１０９の拡散の減少は、外周面１０１０、第１の表面１０１３、段差面１０１６、ボウル１１２の表面など、基板１３６以外の表面上への材料の堆積の減少を促進する。基板１３６以外の表面上への堆積を減少させることにより、遅延、スループット減少、操作コスト、洗浄時間、及び／又は基板の欠陥が減少又は排除される。

［００３０］アイソレータリング１５９は、テーパ状の上面１０１９を含む。テーパ状の上面１０１９は、ポンピングライナー１６０からペデスタル１３８へ向かう方向Ｄ１において上向きにテーパする。テーパ状の上面１０１９は、上部エッジ１０２０と交差し、それを画定する。上部エッジ１０２０は丸みを帯びている。上部エッジ１０２０は、アイソレータリング１５９の底面１０２１によって画定されるアイソレータリング１５９の下端に対向するアイソレータリング１５９の上端を画定する。アイソレータリング１５９は、ポンピングライナー１６０の外周コーナ１０２３とインターフェースをとる肩１０２２を含む。外周コーナ１０２３は、一又は複数の開口１２５（下で説明する）の一方の側上にあるポンピングライナー１６０の外面１０２４の一部である。ポンピングライナー１６０は、外面１０２４に対して一又は複数の開口１２５の対向する側上に配置された肩１０２５を含む。上部エッジ１０２０によって画定されるアイソレータリング１５９の上端は、ペデスタル１３８が処理位置である上昇位置内にあるときを含めて、ペデスタル１３８の支持面１３９の上方に配置される。アイソレータリング１５９の上端は、支持面１３９からの第１の距離Ｌ_１の分、支持面１３９の上方に配置される。第１の距離Ｌ_１は、０．０ｍｍから３．０ｍｍの範囲内、例えば、１．０ｍｍから２．０ｍｍ、又は１．９ｍｍから２．１ｍｍである。他の実施態様と組み合わせることができる一実施態様では、第１の距離Ｌ_１は約２．０ｍｍである。

［００３１］アイソレータリング１５９の上端は、下面１１９からの第２の距離Ｌ_２分、シャワーヘッド１０１の面板１３０の下面１１９より下に配置される。第２の距離Ｌ_２は、４．０ｍｍから７．０ｍｍの範囲内である。第１の距離Ｌ_１及び第２の距離Ｌ_２は、基板処理チャンバ１００が基板１３６しているとき、例えば、ペデスタル１３８が、基板１３６を処理する処理位置である上昇位置内に位置決めされるときなどに、存在し得る。第１の距離Ｌ_１及び第２の距離Ｌ_２は、面板１３０の下面１１９とペデスタル１３８の支持面１３９との間の全間隙に等しくなるように、合算される。一例では、第１の距離Ｌ_１は、全間隙の０パーセントから５０パーセントの範囲内、例えば全間隙の１０パーセントから４５パーセントである。一例では、第２の距離Ｌ_２は、全間隙の５０パーセントから１００パーセントの範囲内、例えば全間隙の５５パーセントから９０パーセントである。一例では、全間隙は、５．０ｍｍから１０．０ｍｍの範囲内、例えば７．０ｍｍである。

［００３２］第１の距離Ｌ_１及び／又は第２の距離Ｌ_２は、パージガス１７９、処理ガス１０９、及び／又は混合ガス１４８の流速を増加させる。例えば、パージガス１７９、処理ガス１０９、及び／又は混合ガス１４８の流速は、パージガス１７９、処理ガス１０９、及び／又は混合ガス１４８が、アイソレータリング１５９とシャワーヘッド１０１との間を流れる際に、増加する。上述の第１の距離Ｌ_１及び第２の距離Ｌ_２は、支持面１３９の下及びパージガス流路１１１内へ拡散する処理ガス１０９の減少を促進する。処理ガス１０９の拡散の減少は、基板１３６以外の表面上への材料の堆積の減少を促進する。一例として、処理ガス１０９の拡散の減少は、外周面１０１０、第１の表面１０１３、段差面１０１６、及びボウルの表面１１２上への材料の堆積の減少を促進する。基板１３６以外の表面上への堆積を減少させることにより、遅延、スループット減少、操作コスト、洗浄時間、及び／又は基板の欠陥が減少又は排除される。

［００３３］混合ガス１４８は、ポンピングライナー１６０及びアイソレータリング１５９を含むポンピングデバイス１０３を使用して排気される。混合ガス１４８は、アイソレータリング１５９とポンピングライナー１６０との間の一又は複数の開口１２３を通って、及びポンピングライナー１６０の壁内に形成された一又は複数の開口１２５を通って流れる。混合ガス１４８は、ポンピングライナー１６０の環帯１０５内に、ポンピングライナー１６０内に形成された排気口１４５を通って、流れる。ポンピングライナー１６０は、シャワーヘッド１０１の面板１３０の下面１１９とインターフェースをとる上部外面１０２６を含む。

［００３４］図１Ａを再度参照すると、ポンピングライナー１６０は、第１の導管１７６及び第２の導管１７８を通ってフォアライン１７２に流体的に連結される。フォアライン１７２は、第１の垂直導管１３１と、第２の垂直導管１３４と、水平導管１３５と、出口導管１４３とを含む。出口導管１４３は、一例では、第３の垂直導管である。一例では、第１の導管１７６及び第２の導管１７８は、チャンバ本体１０２に形成された開口である。本開示では、第１の導管１７６及び第２の導管１７８は、チャンバ本体１０２、例えば底面１５４とポンピングライナー１６０との間に延びる他の流れデバイスであるチューブである可能性が想定される。例として、第１の導管１７６及び第２の導管１７８は、それぞれ、第１の垂直導管１３１及び第２の垂直導管１３４の一部である可能性がある。そのような例では、第１の垂直導管１３１及び第２の垂直導管１３４は、チャンバ本体１０２を通って延び、ポンピングライナー１６０に連結され得る。他の実施態様と組み合わせることができる一例では、第１の導管１７６及び第２の導管１７８はそれぞれ、チャンバ本体１０２の一又は複数の側壁内に形成された開口である。

［００３５］第１の導管１７６は、ポンピングライナー１６０とフォアライン１７２の第１の垂直導管１３１とに流体的に連結している。第２の導管１７８は、ポンピングライナー１６０とフォアライン１７２の第２の垂直導管１３４とに流体的に連結している。第１の垂直導管１３１及び第２の垂直導管１３４は、水平導管１３５に流体的に連結している。水平導管１３５は、第１の垂直導管１３１に連結された第１の部分１３７と、第２の垂直導管１３４に連結された第２の部分１４０と、出口導管１４３に連結された第３の部分１４１とを含む。水平導管１３５は、第１の垂直導管１３１に隣接する第１の端部１４９と、第２の垂直導管１３４に隣接する第２の端部とを含む。水平導管１３５は、単一の本体で作製され得るか、又は一又は複数の構成要素から製造され得る。

［００３６］第１の導管１７６、第２の導管１７８、第１の垂直導管１３１、第２の垂直導管１３４、及び水平導管１３５は、ガスを通過させるように構成されている。本開示では、第１の導管１７６、第２の導管１７８、第１の垂直導管１３１、及び第２の垂直導管１３４が、完全に垂直である必要はなく、角付けされ得るか、又は一又は複数の屈曲及び／又は角度を含み得ることが想定されている。本開示では、水平導管１３５は、完全に水平である必要はなく、角付けされ得るか、又は一又は複数の屈曲及び／又は角度を含み得ることも想定されている。

［００３７］出口導管１４３は、真空ポンプ１３３と流体的に連結されて、処理領域１１０内の圧力を制御し、処理領域１１０からガス及び残留物を排出する。真空ポンプ１３３は、フォアライン１７２のポンピングライナー１６０、第１の導管１７６、第２の導管１７８、第１の垂直導管１３１、第２の垂直導管１３４、水平導管１３５、出口導管１４３を通って、処理領域１１０からガスを排気する。

［００３８］排気口１４５（図１Ｂに示す）は、第２の導管１７８、第２の垂直導管１３４、及び水平導管１３５を通って出口導管１４３に流体的に連結されている。混合ガス１４８は、環帯１０５から排気口１４５を通って第２の導管１７８内へ流れる。ポンピングライナー１６０の第２の排気口は、環帯１０５と第１の導管１７との間に配置される。第２の排気口は、第１の導管１７６、第１の垂直導管１３１、及び水平導管１３５を通って出口導管１４３に流体的に連結されている。排気口１４５を通って流れることに加えて、混合ガス１４８は、第２の排気口を通って、第１の導管１７６内へ流れ得る。

［００３９］第１の垂直導管１３１は、混合ガス１４８を第１の導管１７６から水平導管１３５の第１の部分１３７内へ流すように構成されている。第２の垂直導管１３４は、混合ガス１４８を第２の導管１７８から水平導管１３５の第２の部分１４０内へ流すように構成されている。水平導管１３５の第１の部分１３７及び第２の部分は、混合ガス１４８を、それぞれ第１の垂直導管１３１及び第２の垂直導管１３４から、水平導管１３５の第３の部分１４１内へ流すように構成されている。水平導管１３５の第３の部分１４１は、混合ガス１４８を水平導管１３５から出口導管１４３内へ流すように構成されている。出口導管１４３は、混合ガス１４８を、排気口１４５、及び環帯１０５と第１の導管１７６との間に配置される第２の排気口から排気するように構成されている。

［００４０］図１Ａ、１Ｂは、２つの導管１７６、１７８と、２つの垂直導管１３１、１３４と、排気口１４５及び第２の排気口を有するポンピングライナー１６０とを示しているが、本開示では、より多くの導管、垂直導管、及び／又は排気口が実装され得ることが想定されている。例えば、ポンピングライナー１６０は、それぞれの導管及び垂直導管に流体的に連結されている少なくとも３つの排気口を有し得る。第３の導管は、第３の垂直導管に連結されていてもよく、第３の垂直導管は、水平導管１３５に連結されていてもよい。３つの排気口は、互いにほぼ等距離、例えば、互いに１２０度であるポンピングライナー１６０の円周軸に沿って配置され得る。

［００４１］図２は、一実装形態による基板処理チャンバを操作する方法２００の概略図である。基板処理チャンバを操作する方法２００は、一又は複数の基板を処理すること、例えば、一又は複数の基板上に膜を堆積することである。方法２００は、動作２０１で、ペデスタルを処理位置に上昇させることを含む。ペデスタルは、ペデスタルの支持面上に配置された処理される基板を含む。

［００４２］動作２０３は、一又は複数の処理ガスを、ペデスタルの上方のシャワーヘッドから基板処理チャンバの処理領域内へ、第１の流量で流すことを含む。動作２０５は、一又は複数のパージガスを、パージガス入口から基板処理チャンバのパージガス空間内へ、第２の流量で流すことを含む。他の実施態様と組み合わせることができる一実施態様では、処理ガス及びパージガスは、基板処理チャンバ内へ同時に流される。処理ガス及びＣＶＤ処理を使用して、動作２０７は、基板上に膜を堆積することを含む。処理ガス及びパージガスは、組み合わさって、混合ガスを形成し得る。動作２０９は、処理ガス及びパージガスを含む混合ガスを基板処理チャンバから排気することを含む。本開示では、方法２００の一又は複数の態様、特徴、構成要素、及び／又は特性は、基板処理チャンバ１００の一又は複数の態様、特徴、構成要素、及び／又は特性と組合され得ることが想定されている。

［００４３］本開示では、方法２００の動作は、図１Ａに示されるコントローラ１８１及び基板処理システム１８０を使用して行われることが想定されている。

［００４４］示されている方法２００は、図２に示される作用の順序又は数に限定されず、動作２０１、２０３、２０５、２０７、及び／又は２０９のうちの一又は複数を再順序付けし、繰り返し、付加し、且つ／又は除去する実施態様を含み得る。

［００４５］本開示の利点は、処理ガスがペデスタルの支持面より下に拡散することを防ぐことと、基板ではない構成要素の表面上への材料及び／又は残留物の堆積を減少させることと、処理ガス、パージガス、及び／又は混合ガスの速度を増加させることと、遅延を減少させることと、スループットを増加させることと、チャンバの休止時間を減少させることと、操作コストを減少させることと、洗浄時間を減少させることと、基板の欠陥を減少させることとを含む。

［００４６］本開示の態様は、アイソレータリングの第１の表面からペデスタルの外周面へ向かって突出する突出部と、ペデスタルの支持面の上方に配置されているアイソレータリングの上部エッジと、一又は複数の処理ガスの第１の流量に対する第２の流量の比を有する一又は複数のパージガスの第２の流量であって、比が第１の流量の０．２５から０．７５の範囲内である、第２の流量とを含む。

［００４７］本明細書で開示される一又は複数の態様は組み合わされてもよいと想定される。さらに、本明細書で開始される一又は複数の態様は、前述した利点の一部又は全部を含み得ると想定される。例として、第１の幅Ｗ_１に対する第２の幅Ｗ_２の比Ｒ２が約０．２５であると、ペデスタル１３８の支持面１３９より下での処理ガスの拡散が最大４４％減少する。さらに、処理ガスの第１の流量に対するパージガスの第２の流量の比Ｒ１が約０．５０であると、ペデスタル１３８の支持面１３９より下での処理ガスの拡散が（４４％の減少に加えて）追加で７３％減少する。さらに、アイソレータリング１５９の第１の距離Ｌ_１が約２．０ｍｍであると、処理ガスの拡散が（４４％の減少と比較して）最大５４％減少する。

［００４８］上記は本開示の実施態様を対象とするが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施態様及びさらなる実施態様が考案され得る。本開示では、本書に記載の実施態様の一又は複数の態様が、記載されているその他の態様のうちの一又は複数で置換され得るとも、想定されている。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。

Claims (19)

1. 基板処理チャンバであって、
   チャンバ本体と、
   下面に一又は複数のガス開口部が形成されているシャワーヘッドと、
   前記チャンバ本体内に配置されたペデスタルであって、支持面と外周面とを有し、前記支持面が前記シャワーヘッドに面している、ペデスタルと、
   前記ペデスタルの周りに配置され、前記ペデスタルを取り囲むポンピングライナーであって、前記ペデスタルの前記外周面に面する第１の外面と、前記チャンバ本体に面する第２の外面とを有する、ポンピングライナーと、
   前記ペデスタルと前記ポンピングライナーとの間に配置されたアイソレータリングであって、
   前記ペデスタルに面する第１の表面であって、前記ペデスタルの前記外周面からの間隙に配置された、第１の表面と、
   前記ポンピングライナーに面する第２の表面と、
   前記アイソレータリングの前記第１の表面から前記ペデスタルの前記外周面へ向かって突出する突出部であって、前記ペデスタルと前記アイソレータリングとの間の前記間隙のネック部分を画定する、突出部と
   を含むアイソレータリングと
   を含む、基板処理チャンバ。
2. 前記アイソレータリングが電気絶縁材料を含む、請求項１に記載の基板処理チャンバ。
3. 前記チャンバ本体の底部に配置されたパージガス入口をさらに含み、前記アイソレータリング及び前記間隙が、前記パージガス入口と前記シャワーヘッドとの間に配置されている、請求項１に記載の基板処理チャンバ。
4. 前記間隙がパージガス流路の一部であり、前記突出部が、前記パージガス流路内に配置される流れエッジを画定する、請求項３に記載の基板処理チャンバ。
5. 前記突出部が、前記アイソレータリングの段差面を画定し、
   前記アイソレータリングの前記第１の表面と前記ペデスタルの前記外周面との間の前記間隙が、第１の幅を有し、
   前記アイソレータリングの前記段差面と前記ペデスタルの前記外周面との間の前記ネック部分が、第１の幅より小さい第２の幅を有する、
   請求項１に記載の基板処理チャンバ。
6. 前記第２の幅が前記第１の幅の比であり、前記比が０．２５から０．７５の範囲内である、請求項５に記載の基板処理チャンバ。
7. 前記第２の幅が前記第１の幅の比であり、前記比が０．２３から０．２７の範囲内である、請求項５に記載の基板処理チャンバ。
8. 基板処理チャンバであって、
   チャンバ本体と、
   下面に一又は複数のガス開口部が形成されているシャワーヘッドと、
   前記チャンバ本体内に配置されたペデスタルであって、支持面と外周面とを有し、前記支持面が前記シャワーヘッドに面している、ペデスタルと、
   前記ペデスタルの周りに配置され、前記ペデスタルを取り囲むポンピングライナーであって、前記ペデスタルの前記外周面に面する第１の外面と、前記チャンバ本体に面する第２の外面とを有する、ポンピングライナーと、
   前記ペデスタルと前記ポンピングライナーとの間に配置されたアイソレータリングであって、
   前記ペデスタルに面する第１の表面と、
   前記ポンピングライナーに面する第２の表面と、
   前記アイソレータリングの上部エッジを画定するテーパ状の上面であって、前記アイソレータリングの前記上部エッジが、処理中に前記ペデスタルの前記支持面の上方に配置されている、テーパ状の上面と
   を含むアイソレータリングと
   を含む、基板処理チャンバ。
9. 前記テーパ状の上面が、前記ポンピングライナーから前記ペデスタルへ向かう方向において上向きにテーパする、請求項８に記載の基板処理チャンバ。
10. 前記アイソレータリングの前記上部エッジが、前記シャワーヘッドの前記下面からの距離に配置されており、前記ペデスタルの前記支持面が、前記シャワーヘッドの前記下面からの間隙に配置されており、前記距離が、前記間隙の５０パーセントから１００パーセントの範囲内である、請求項９に記載の基板処理チャンバ。
11. 前記距離が４．０ｍｍから７．０ｍｍの範囲内である、請求項１０に記載の基板処理チャンバ。
12. 前記ペデスタルに面する前記アイソレータリングの前記第１の表面が、前記ペデスタルの前記外周面からの間隙に配置されており、
    前記アイソレータリングが、前記アイソレータリングの前記第１の表面から前記ペデスタルの前記外周面へ向かって突出する突出部をさらに含み、前記突出部が、前記ペデスタルと前記アイソレータリングとの間の前記間隙のネック部分を画定する、
    請求項１０に記載の基板処理チャンバ。
13. 前記突出部が、前記アイソレータリングの段差面を画定し、
    前記アイソレータリングの前記第１の表面と前記ペデスタルの前記外周面との間の前記間隙が、第１の幅を有し、
    前記アイソレータリングの前記段差面と前記ペデスタルの前記外周面との間の前記ネック部分が、第１の幅より小さい第２の幅を有する、
    請求項１２に記載の基板処理チャンバ。
14. 前記第２の幅が前記第１の幅の比であり、前記比が０．２５から０．７５の範囲内である、請求項１３に記載の基板処理チャンバ。
15. 前記第２の幅が前記第１の幅の比であり、前記比が０．２３から０．２７の範囲内である、請求項１３に記載の基板処理チャンバ。
16. 命令を含む非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記命令が、実行されると、基板処理チャンバに、
    一又は複数の処理ガスを、ペデスタルの上方のシャワーヘッドから前記基板処理チャンバの処理領域内へ第１の流量で流すようにさせ、
    一又は複数のパージガスを、パージガス入口から第２の流量で流すようにさせ、前記第２の流量が、前記第１の流量に対する前記第２の流量の比を有し、前記比が、前記第１の流量の０．２５から０．７５の範囲内であり、
    前記一又は複数のパージガスを、前記ペデスタルとアイソレータリングとの間のパージガス流路を通して流すようにさせ、
    前記一又は複数のパージガスを、前記ペデスタルと前記アイソレータリングとの間の前記パージガス流路のネック部分を通して流すようにさせる、
    非一時的なコンピュータ可読媒体。
17. 前記比が、前記第１の流量の０．４８から０．５２の範囲内である、請求項１６に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
18. 前記パージガス流路が、前記アイソレータリングと前記ペデスタルとの間の第１の幅を有し、前記ネック部分が、前記第１の幅よりも小さい第２の幅を有する、請求項１７に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
19. 前記第２の幅が前記第１の幅の比であり、前記比が０．２５から０．７５の範囲内である、請求項１８に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。

Images