JP2011018938A - 半導体処理チャンバのガス分配器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体基板を処理する処理チャンバ(25)は、基板(50)を支持する支持装置を含む。処理ガスをチャンバ(25)に導入するガス分配器(90)は、基板(50)平面に対して所定の傾斜角度で処理ガスをチャンバ(25)に噴射するガスノズルを有する。隋的に、ガス流制御装置(100)は、処理ガスの流れを1つ又はそれ以上のガスノズル(140)を通して制御してパルス化する。排気装置はチャンバ(25)からの処理ガスを排出するのに用いられる。
【選択図】図1
Description
ここに述べるまたその他の本発明の特徴、態様及び利点は、以下の説明、請求の範囲及び本発明の好ましい実施形態を示す添付の図面により明らかになる。
図5aから7bで示す以下の実施例は、本発明の処理チャンバ25とガス流分配器90が、ガス種の均一な散布と、基板平面にわたる均一なガス流パターンをもたらすことを示すものである。これらの実施例において、チャンバ25は、チャンバ25の側壁30に沿って互いに90度、等間隔に配置された4つのガスノズル140を備えている。これらのテストにおいて、基板上に約10,000Åの厚さで堆積されたアルミニウムのブランケット層がエッチングされた。図5aから図7bは、3つの別々のテスト結果を示し、基板50の平面に対するガスノズル140の角度を、それぞれ45度、60度、75度に保持した。エッチングガスはCl2、BCl3、N2を含み、チャンバ25の圧力は−10mTorr、チャンバ25の温度を80℃に維持した。エッチングガスをガスノズル140を通じて以下のシーケンスでパルス化した。(i)互いに向かい合うガスノズル1と3を2秒間作動してその後停止し、(ii)互いに向かい合うガスノズル2と4を2秒間作動してその後停止する。その後、ステップ(i)と(ii)を合計20処理回数繰り返して、約40秒の累積処理時間を得た。
25 処理チャンバ
30 側壁
35 底壁
40 天井
45 支持装置
50 基板
55 誘電部材
60 受容面
65 電極
70 ガス貫通孔
72 ガス励起装置
80 誘導アンテナ
85 RF供給電源
90 ガス分配器
95 処理ガス供給部
100 ガス流制御装置
105 質量流量制御装置
110 ガス供給管
115 排気システム
120 排気ポンプ
125 スロットルバルブ
130 非対称ポンピングチャンネル
135 金属ライナー
140 ガス噴射ノズル
145 コンピュータシステム
155 ビデオモニター
160 ライトペン
Claims (30)
- 半導体基板を処理する処理チャンバであって、前記処理チャンバは、
(a)支持装置と、
(b)処理ガスを基板平面に対して所定の傾斜角度で処理チャンバに噴射するガス分配器と、
(c)ガス励起装置と、
(d)排気装置と、
を備えており、前記支持装置上で保持された基板は、前記ガス分配器によって前記処理チャンバに噴射され、前記ガス励起装置によって活性化され、前記排気装置によって排出される処理ガスによって処理されることを特徴とする処理チャンバ。 - 前記ガス分配器は、前記基板平面に対して約30度から約80度の傾斜角で処理ガスを噴射するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の処理チャンバ。
- 前記ガス分配器は、前記基板上方の処理チャンバ表面に向かって前記処理ガスを噴射するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の処理チャンバ。
- 前記ガス分配器が複数のガスノズルを有することを特徴とする請求項1に記載の処理チャンバ。
- 前記ガスノズルが、2つの処理ガス流を生成し、互いに衝突させて前記処理チャンバ内で循環ガス流を形成するのに十分大きい傾斜角で処理ガスを噴射することを特徴とする請求項4に記載の処理チャンバ。
- さらに、一方のガスノズルと他方の1つのガスノズルとの間で前記処理ガスの流れを交互にするガス流制御装置を有することを特徴とする請求項4に記載の処理チャンバ。
- 前記ガス分配器が、互いに向かい合う少なくとも1対のガスノズルを含むことを特徴とする請求項4に記載の処理チャンバ。
- 処理チャンバ内で半導体基板を処理する方法であって、
(a)前記処理チャンバ内で前記基板を支持する段階と、
(b)前記基板平面に対して所定の傾斜角度で処理ガス流を前記処理チャンバに噴射する段階と、
(c)(b)の段階の前又は後に、前記基板を処理するために前記処理ガス流を活性化する段階と、
(d)前記処理チャンバからの前記処理ガス流を排出する段階と、
を含むことを特徴とする方法。 - 2つの処理ガス流を、前記処理ガス流が互いに衝突して前記処理チャンバ内で循環するのに十分大きい傾斜角度で噴射することを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 約30度から約80度の傾斜角度で前記処理ガス流を噴射する段階を含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 段階(b)において、前記処理ガス流の進入位置が、前記処理チャンバの周囲に沿って異なる位置に移動することを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 段階(b)が、前記処理ガス流を1対の向かい合うガスノズルを通して噴射し、その後前記処理ガス流を他対の向かい合うガスノズルを通して噴射する段階を含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 段階(b)が、さらに前記基板に対向する湾曲面を維持し、前記湾曲面は、前記処理ガス流を前記基板周縁に沿って下向きに方向づけるのに十分大きい曲率半径を有していることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 半導体基板を処理する処理チャンバであって、前記処理チャンバは、
(a)支持装置と、
(b)処理ガスを前記処理チャンバに供給する複数のガスノズルと、処理ガスの流れをガスノズルの間で交互にするガス流制御装置とを有するガス分配器と、
(c)ガス励起装置と、
(d)排気装置と、
を備えており、前記支持装置上の前記基板は、前記処理チャンバ内でガス分配器によって供給され、前記ガス励起装置によって活性化され、前記排気装置によって排出される処理ガスによって処理されることを特徴とする処理チャンバ。 - さらに、互いに向かい合う複数対のガスノズルを含むことを特徴とする請求項14に記載の処理チャンバ。
- 前記ガス流制御装置が、コンピュータ制御システムと、互いに向かい合う複数対のガスノズルを通して交互に前記処理ガスを流すよう前記ガスノズルを操作するコンピュータプログラムコードを有するコンピュータで利用可能な媒体とを含むことを特徴とする請求項15に記載の処理チャンバ。
- 前記コンピュータプログラムコードが、前記ガスノズルのフローバルブを操作して、1対の互いに向かい合うガスノズルを介してガスの第1バーストを流し、その後他対の互いに向かい合うガスノズルを介してガスの第2バーストを流す命令コードセットを含むことを特徴とする請求項16に記載の処理チャンバ。
- 前記ガス分配器が、基板平面に対して所定の傾斜角度で処理ガスを前記処理チャンバに噴射するガスノズルを含むことを特徴とする請求項14に記載の処理チャンバ。
- 半導体基板を処理する処理チャンバであって、前記処理チャンバは、
(a)支持装置と、
(b)処理ガスを前記処理チャンバに噴射するようになっている第1及び第2のガスノズルを有するガス分配器と、
(c)コンピュータ制御システムと、(1)一定時間、第1ガスノズルを通して処理ガスを流し、その後第1ガスノズルを通しての処理ガスの流れを停止し、(2)別の一定時間、第2ガスノズルを通して処理ガスを流し、その後第2ガスノズルを通しての処理ガスの流れを停止するようガス分配器を操作するコンピュータプログラムコードを有するコンピュータ利用可能媒体とを含む、ガス流制御装置と、
(d)ガス励起装置と、
(e)排気装置と、
を備え、前記支持装置上の前記基板は、前記処理チャンバ内に第1及び第2ガスノズルによって供給され、前記ガス励起装置によって活性化され、前記排気装置によって排出される前記処理ガスによって処理されることを特徴とする処理チャンバ。 - 前記第1ガスノズルが第1対向ガス出口を有し、前記第2ガスノズルが前記第1対向ガス出口に対して所定の角度で指向する第2対向ガス出口を有することを特徴とする請求項19に記載の処理チャンバ。
- 前記第1及び第2ガスノズルが、前記基板平面に対して所定の傾斜角度で処理ガスを噴射するようになっている出口を有することを特徴とする請求項19に記載の処理チャンバ。
- 処理チャンバ内で半導体基板を処理する方法であって、
(a)処理チャンバ内で基板を支持する段階と、
(b)処理チャンバに、処理ガスの第1バーストを第1ガスノズルを通して噴射して処理ガスを活性化する段階と、
(c)処理ガスを活性化し続けながら、処理チャンバに、処理ガスの第2バーストを第2ガスノズルを通して噴射する段階と、
を含むことを特徴とする方法。 - さらに、(b)と(c)の段階を少なくとも1度繰り返す段階を含むことを特徴とする、請求項22に記載の方法。
- 処理ガスの前記第1及び第2バーストが、基板平面に対して約30度から約80度の角度で傾斜して噴射されることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- さらに、基板平面に対向する湾曲面を維持する段階を含むことを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 処理チャンバを操作して活性化された処理ガス中で基板を処理するコンピュータ読み取り可能プログラムプロダクトであって、ガス流制御装置を操作するガス流制御装置プログラムコードを含み、該プログラムコードは、(1)一定時間、第1ガスノズルを通して処理ガスを流し、その後、前記第1ガスノズルを通しての前記処理ガスの流れを停止し、(2)別の一定時間、第2ガスノズルを通して処理ガスを流し、その後、前記第2ガスノズルを通しての前記処理ガスの流れを停止するようガス流制御装置を操作するようになっている、コンピュータ読み取り可能プログラムプロダクト。
- 基板を処理する処理チャンバであって、
(a)支持装置と、
(b)前記支持装置の上方のドーム天井と、
(c)ドーム天井に隣接して、RFエネルギーを処理チャンバ内の処理ガスに結合する誘導アンテナと、
(d)基板平面に対して所定の傾斜角度で処理ガスを処理チャンバに噴射する、互いに向かい合うガスノズルを含むガス分配器と、
(e)処理ガスを処理チャンバから排出する排気装置と、
を備えることを特徴とする処理チャンバ。 - 前記ガスノズルが前記処理ガスを約30度から約80度の傾斜角度で噴射されることを特徴とする請求項27に記載の処理チャンバ。
- 前記ドーム天井が、前記処理ガスの入射流を下向きかつ基板に向けて方向づけるのに十分大きい曲率半径を有することを特徴とする請求項28に記載の処理チャンバ。
- さらに、前記処理ガスの流れを、前記処理チャンバ内の異なる位置で、異なる対のガスノズルの間で交互にするガス流制御装置を含むことを特徴とする請求項27に記載の処理チャンバ。
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