半導体処理のためのコーティング材料を備えたガス分配シャワーヘッド
本明細書において説明されるのは、一実施形態において、ガス分配シャワーヘッドアセンブリを製作するための例示的な方法及び装置である。一実施形態において、この方法は、半導体プロセスチャンバ内にプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔を有するガス分配プレートを提供することを含む。この第1のセットの貫通孔は、プレート（例えば、アルミニウムの基板）の背面上に位置する。この方法は、ガス分配プレートの洗浄された表面上にコーティング材料（例えば、イットリアベースの材料）を噴霧（例えば、プラズマ噴霧）することを含む。この方法は、コーティング材料の厚さを低減するために、表面からコーティング材料の一部分を除去（例えば、表面研削）することを含む。この方法は、コーティング材料内に第２のセットの貫通孔を形成（例えば、ＵＶレーザー穿孔、加工）し、この第２のセットの貫通孔は第１のセットの貫通孔に合わせて配置されるようにすることを含む。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、その全体の内容が参照され、本明細書に組み込まれる２０１０年２月１１日に出願された米国仮特許出願第６１／３０３６０９号の優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明の実施形態はコーティング材料を備えたガス分配シャワーヘッドに関する。
【背景】
【０００３】
半導体製造プロセスは、フッ素ベースのガス、塩素ベースのガス、シラン、酸素、窒素、（炭化水素及びフッ化炭素のような）有機ガス、又は（アルゴン又はヘリウム等の）希ガス等幅広い範囲のガスを用いる。（エッチングチャンバ又は蒸着チャンバ等の）半導体プロセスチャンバにプロセスガスを均一に分散させるために、シャワーヘッド型のガス分配アセンブリが半導体製造産業において標準的に用いられてきた。
【０００４】
半導体処理において、かなりの高電力のチャンバや水素を含有する化学反応等、より侵襲性の強いプロセスが採用されるにつれ、現存のシャワーヘッドアセンブリの製造は、その限界点までに到達している。現行のシャワーヘッドによるアプローチにおける典型的問題点は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）プレートの腐食が、この侵襲的なプロセスにより加速されるため、より寿命が短くなることである。また、現行のシャワーヘッド材料では、フッ化アルミニウムという副産物を除去するために、インシチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）での塩素反応によるドライクリーニングを行うことができない。さらに、電極に固設されるシャワーヘッドを用いる現在の設計は、平坦にはならないという特有の問題を有し、それはシャワーヘッドの熱効率を妨げる。
【概要】
【０００５】
本明細書において記載されるのは、一実施形態に基づくガス分配アセンブリを製作するための例示的な方法及び装置である。一実施形態において、この方法は、半導体プロセスチャンバにプロセスガスを分散するための第1のセットの貫通孔を有するガス分配プレートを提供することを含む。この第1のセットの貫通孔は、プレート（例えば、アルミニウムの基板）の背面に位置している。本方法は、このガス分配プレートの洗浄された表面上に、コーティング材料（例えば、イットリアベースの材料）を噴霧（例えば、プラズマ噴霧）することを含む。本発明は、このコーティング材料の厚さを低減するために、表面からこのコーティング材料の一部分を除去（例えば、平面研削）することを含む。この方法は、コーティング材料内の第２のセットの貫通孔を形成（例えば、ＵＶレーザー穿孔、機械加工）し、この第２のセットの貫通孔は第1のセットの貫通孔に合わせて配置されるようすることを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明の実施形態は添付の図面の図により例示的に、又は、それに限られることなく説明される。各図は以下を図示する。
【図１】ガス分配シャワーヘッドアセンブリを製作するための方法の一実施形態を図示する。
【図２Ａ】〜
【図２Ｃ】一実施形態による半導体プロセスチャンバ内に用いられるガス分配シャワーヘッドアセンブリの断面図を図示する。
【図３】一実施形態によるガス分配プレートの平面図を図示する。
【図４】一実施形態による水素を含まないエッチング化学反応に対する水素を含むエッチング化学反応の正規化された腐食率を図示する。
【図５】他の実施形態による水素を含まないエッチング化学反応に対する水素を含むエッチング化学反応の正規化された腐食率を図示する。
【図６】一実施形態による、様々なタイプのコーティング材料の正規化された腐食率を図示する。
【図７】〜
【図８】一実施形態によるガス分配プレート及びコーティング材料の画像を図示する。
【図９】一実施形態による基板処理装置である。
【図１０】一実施形態によるシャワーヘッドアセンブリの断面図を図示する。
【図１１】シャワーヘッドの断面図の他の実施形態を図示する。
【図１２】ガス分配シャワーヘッドアセンブリを製作するための方法の他の方法の実施形態を図示する。
【詳細な説明】
【０００７】
本明細書において説明されるのは、一実施形態に基づくガス分配シャワーヘッドアセンブリを製作するための例示的な方法及び装置である。一実施形態において、この方法は半導体プロセスチャンバにプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔を有するガス分配プレートを提供することを含む。この第1のセットの貫通孔はプレート（例えば、アルミニウムの基板）の背面上に位置する。この方法はガス分配プレートの洗浄された表面上にコーティング材料（例えば、イットリアベースの材料）を噴霧（例えば、プラズマ噴霧）することを含む。この方法はコーティング材料の厚さを低減するために表面からコーティング材料の一部分を除去（例えば、表面研削）することを含む。この方法は、コーティング材料内に第２のセットの貫通孔を形成（例えば、ＵＶレーザー穿孔、機械加工）し、この第２のセットの貫通孔は第１のセットの貫通孔に合わせて配置されるようにすることを含む。
【０００８】
本明細書において開示されるコーティング材料（例えば、イットリアベースの材料、アドバンスドコーティングマテリアル、ＹＡＧ等）は、シャワーヘッドの耐用期間の要件を満たし、低いパーティクル率、低い金属コンタミネーション、熱効率の要件及びエッチングの均一性の要件をもたらすために用いられ得る。これらのコーティング材料は従来のシャワーヘッドの設計に比べ、より高いプラズマ腐食に対する耐性を有する。さらに、このコーティング材料及びその製作プロセスにより、改善された熱効率及びシャワーヘッドの製造時間の短縮のための、結合を必要としないシャワーヘッドの設計、さらには、固設されるガス分配プレートの設計が可能となる。
【０００９】
以下の説明は、デバイス（例えば、電子デバイス、半導体、基板、液晶ディスプレイ、レティクル、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）)を製造するために、基板及び／又はウェハを処理する装置を製造する場合に用いられるシャワーヘッドヘッドアセンブリの詳細を記述するものである。一般に、そのようなデバイスを製造するには異なるタイプの製造プロセスを含む、多数の製造ステップを必要とする。例えば、エッチング、スパッタリング、化学的蒸着等は３つの異なるタイプのプロセスであり、その各々は異なるチャンバで行われるか、又は、１つの装置内の同じチャンバ内で行われる。
【００１０】
図１はガス分配シャワーヘッドアセンブリを製作するための方法の一実施形態を図示する。この方法は、ブロック１０２において、半導体プロセスチャンバ内にプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔を有するガス分配プレートを提供することを含む。この第1のセットの貫通孔は図２Ａにおいて図示されるように、プレート（例えば、アルミニウムの基板）の背面上に位置する。この方法は、ブロック１０４において、次のコーティングのためのプレートの背面の反対側の表面を準備（例えば、ビーズ吹付加工、グリッドブラスト）することを含む。この表面はブロック１０６において洗浄される。この方法は図２Ｂにおいて図示されるように、ブロック１０８において、ガス分配プレートの洗浄された表面上にコーティング材料（例えば、イットリアベースの材料）を噴霧（例えば、プラズマ噴霧）することを含む。一実施形態においては、コーティング材料はガス分配プレートの表面に対し、およそ９０度の角度によりプラズマ噴霧される。この方法は、ブロック１１０において、コーティング材料の厚さを低減するために、表面からコーティング材料の一部分を除去（例えば、表面研削）することを含む。この方法は、ブロック１１２において、コーティング材料内に第２のセットの貫通孔を形成（ＵＶレーザー穿孔、ガスホール穿孔）し、この第２のセットの貫通孔は第１のセットの貫通孔に合わせて配置されることを含む。この方法は、図２Ｃに図示されるように、ブロック１１４において、コーティング材料の厚さをさらに低減するために、表面からコーティング材料のさらに一部分を除去（例えば、表面研削）することを含む。この表面はブロック１１６において洗浄される。
【００１１】
本明細書において説明される例示的な方法の動作は、記述されるより異なる順番、又は、シーケンスにより実行され、及び／又は、より多くの又はより少ない動作回数により実行され得る。例えば、動作１１０又は１１４は選択的に実行され得、また、上述の説明された方法から取り除かれてもよい。
【００１２】
図２Ａ〜２Ｃは一実施形態による半導体プロセスチャンバ内に用いられるガス分配シャワーヘッドアセンブリの断面図を図示する。ガス分配プレート２００は図２Ａに図示されるように半導体プロセスチャンバにプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔２１０を有する。この第１のセットの貫通孔は約０．０７０インチから０．０９０インチ（例えば、０．０８０インチ）の直径２０１を有する。このプレートは約０．０３８インチから０．０５０インチ（例えば、０．４３３インチ）の全体の厚さ２０２を有し、約０．０１５インチから０．０２５インチ（例えば、０．０２０インチ）の部分的な厚さ２０４を穴に近接する部位に有する。
【００１３】
コーティング材料２２０は、最初の厚さ２０５により、図２Ｂに示されるようなガス分配プレート２００上に噴霧（例えば、プラズマ噴霧）される。一実施形態において、このコーティング材料は、イットリアを含む。ある実施形態において、このコーティング材料は次の材料又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。ＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３／２ＯＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３／ＹＡＧ，アドバンスドコーティング材料、Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２／３Ｙ２Ｏ３、及びＹ２Ｏ３／ＺｒＯ２／ＨｆＯ２。これらのこのコーティング材料は従来のシャワーヘッドに比べ腐食に対する耐性を向上せしめる。
【００１４】
コーティング材料２２０は図２Ｃに図示されるように、半導体プロセスチャンバにプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔に合わせて穿孔された第２のセットの貫通孔を有する。この第２のセットの貫通孔は、およそ０．０１０インチから０．０３０インチ（例えば、０．０２０インチ）の直径を有する。このコーティング材料２２０は、図１のブロック１１４において説明された除去動作の後、約０．０２０インチから０．０３０インチ（例えば、０．０２５インチ）の最終的な厚さ２０６を有する。一実施形態において、第２のセットの貫通孔２４０のうちの２つは、第１のセットの貫通孔の各貫通孔２１０に合わせて配置される。
【００１５】
図３は一実施形態によるガス分配プレートの平面図を図示する。このガス分配プレート３００は複数の円環状のリング上の貫通孔３１０（例えば、貫通孔２４０）を含み、貫通孔の壁の間の間隔は約０．０１０インチである。一実施形態において、貫通孔３１０の２つの円環状のリングは対応する孔の貫通孔２１０のリングに合わせて配置され、それらは図３には図示されていない。
【００１６】
図４は、一実施形態による、水素を含まないエッチング化学反応に対する水素を含むエッチング化学反応の正規化された腐食率を図示する。図４に示されるように、Ｓｉ／ＳｉＣ，シュウ酸アノダイゼーション、タイプIIIのアノダイゼーション、及び、ハードアノダイゼーションは全て水素化学反応に対しより強い腐食特性を示す。
【００１７】
図５は、他の実施形態による水素を有さないエッチング化学反応に対する、水素を有するエッチング化学反応の正規化された腐食率を図示する。図５に図示されるように、ＳｉＣ及びイットリアベースの材料（例えば、Ｙ２Ｏ３）の両者は、水素を伴った化学反応に対し、より多くの腐食性を示す。しかし、Ｙ２Ｏ３材料は、水素を有するエッチング化学反応及び水素を有さないエッチング化学反応の両者に対し、ＳｉＣ材料よりより少ない腐食性を示す。このように、イットリアベースのシャワーヘッドは、従来のＳｉＣシャワーヘッドに比べ、水素を含む又は含まないエッチング化学反応に対して、かなり少ない腐食性を示す。
【００１８】
図６は、一実施形態による、様々なタイプのコーティング材料の正規化された腐食率を図示する。この腐食率はアドバンスドコーティング材料に対し正規化されている。一実施形態において、このアドバンスドコーティング材料は、ＹｔＯ３、ＡｌＯ３、及びＺｒＯ３を含む。図６は、次の材料若しくはそれらの組み合わせの材料の腐食率を図示する。ＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３／２ＯＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３／ＹＡＧ，アドバンスドコーティング材料（例えば、ＨＰＭ）、Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２／３Ｙ２Ｏ３、及びＹ２Ｏ３／ＺｒＯ２／ＨｆＯ２。これらのこのコーティング材料は以下の組成を有するかもしれない。
【００１９】
Ｙ２Ｏ３／２ＯＺｒＯ２ ： ８０ｗｔ％Ｙ２Ｏ３、２０ｗｔ％ＺｒＯ２
Ａｌ２Ｏ３−ＹＡＧ ： ７０ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３ 及び ３０ｗｔ％ＹＡＧ
ＨＰＭ ： ７０ｗｔ％Ｙ２Ｏ３、２０ｗｔ％ＺｒＯ２ 及び １０ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３
Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２―Ｎｂ２Ｏ５ （１）： ７０ｗｔ％Ｙ２Ｏ３、２０ｗｔ％ＺｒＯ２ 及び １０ｗｔ％ Ｎｂ２Ｏ５
ＺｒＯ２／３Ｙ２Ｏ３： ９７ｗｔ％ＺｒＯ２ 及び ３ｗｔ％Ｙ２Ｏ３
Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２―Ｎｂ２Ｏ５ （２）： ６０ｗｔ％Ｙ２Ｏ３、２０ｗｔ％ＺｒＯ２ 及び ２０ｗｔ％ Ｎｂ２Ｏ５
Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２―ＨｆＯ２ ： ７０ｗｔ％Ｙ２Ｏ３、２０ｗｔ％ＺｒＯ２及び １０ｗｔ％ＨｆＯ２
【００２０】
これらのこのコーティング材料により、従来のシャワーヘッドに比べ、腐食耐性が向上する。水素を含まない一般的なエッチング化学反応に対し、図６に示されたようなコーティング材料のいずれもが、良好な腐食耐性を示す。水素を有するエッチング化学反応に対し、ＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３／２ＯＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３／ＹＡＧ，アドバンスドコーティング材料、Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５を伴ったコーティング材料は、最も低い腐食性を示す。図６に図示されるコーティング材料はシャワーヘッドの耐用期間の要件、少ないパーティクル、小さい金属コンタミネーション、熱効率の要件、及びエッチの均一性の要件を充たすのに用いられ得る。
【００２１】
図７及び図８は、一実施形態によるガス分配プレート及びコーティング材料の画像を図示する。画像７００は図７において６回繰り返されており、各画像はアルミニウムのプレート７１０、プラズマコーティング材料７２０、レーザー穿孔７３０、分析ボックス（例えば、７４０−７４５）を含む。ＵＶにより穿孔されたタイプのＥＤＸの分析画像７５０−７５５は、分析ボックス７４０−７４５に対応する。例えば、プラズマコーティング材料７２０のバルクに位置するボックス７４０は、ＥＤＸ分析画像７５０に対応する。画像７５０はボックス７４０に見られる材料を図示する。画像７５０、７５１、７５３、及び７５４には、アルミニウムプレート７１０は見られないので、それはプラズマコーティング材料内又はホール７３０内の領域に対応する。アルミニウムは画像７５２において見られるので、それはアルミニウムプレート７１０内に位置するボックス７４２に対応する。小さいアルミニウムのピークは画像７５５上に見られ、それはアルミニウムのプレートの近傍の穿孔された穴内に位置するボックス７４５に対応する。
【００２２】
図８は一実施形態によるアルミニウムのプレート８１０、コーティング材料８２０、レーザー穿孔された穴８３０の画像を図示する。図８は穴の端のところで対面するコーティング材料／アルミニウムのプレートの部位において、緩く保たれたプラズマ噴霧によるコーティングがないこと、及び、コーティングの剥離がないことを示している。
【００２３】
上記に説明されたレーザー穿孔のプロセス（例えば、ＵＶ穿孔）はきれいな穴を形成する。このプロセスは図７及び図８に図示されるように、基板のプレート材料により、コーティング材料を交叉汚染するようなことはない。この作製プロセスは、強固な基板上のパーティクル及びコンタミネーションの効率をもたらす。
【００２４】
上記に説明されたシャワーヘッドは半導体基板９０８等の基板を処理するのに用いられる半導体装置に組み合わされるのに好適であり、フラットパネルディスプレイやポリマーパネル又は他の電気回路受容構造等の他の基板を処理に適用することは、同業者であれば容易に可能である。このように、装置９００は本明細書において提供される例示的な実施形態若しくはその均等物に限定されて用いられるべきではない。
【００２５】
本明細書に開示されたプロセスによる基板処理に好適な装置９００の一実施形態は図９に示される。装置９００はチャンバの底９０４から上方に伸びる複数のウォール９０２を有するチャンバ９０１を含む。チャンバ９０１内に、基板９０８を処理のために支持するサセプタ９０６が存在する。この基板９０８はスリットバルブの開口９２０を介してチャンバ９０１内に導入される。
【００２６】
チャンバ９０１は排気ポート９５６を介してチャンバのウォール９０２に結合される真空ポンプ９１２により真空排気される。チャンバ９０１は、サセプタ９０６及び基板９０８を囲むバッフル９１０を介して、周囲のプロセスガスを引き込むことにより排気される。真空ポンプ９１２から遠くに離れるにつれ、弱い排気の強さが検出され得る。逆に、真空ポンプ９１２に近くなればなるほど、検出される排気の引きは大きくなる。このように不均一な排気を補償するためにフローエコライザ９１６がチャンバ９０１内に設けられる。フローエコライザ９１６はサセプタ９０６を取り囲む。フローエコライザ９１６の幅は、矢印Ｃにより示される排気ポート９５６に最も近い場所におけるフローエコライザ９１６の幅に比べ、矢印Ｂに示される排気ポート９５６からより離れた場所において、より小さくなる。排気されたガスはフローエコライザの周りを流れ、フローライナ９１４を介し流れる。フローライナ９１４は１つ以上の貫通孔を有しプロセスガスがそれを介して排気される。スペース９１８は下側のライナー９１４とチャンバ９０１のウォール９０２との間に存在し、ガスが下側のライナー９１４の後ろを通って排気ポート９５６に流れることを許容する。排気ポート９５６はフローブロッカー９５４によりブロックされ、プロセスガスが基板９０８に近い領域から排気ポンプ９１２に直接的に引かれることを防ぐ。排気されたガスは矢印Ａにより示される経路に沿って流れる。
【００２７】
プロセスガスはシャワーヘッド９２２を介してプロセスチャンバ９０１に導入される。シャワーヘッド９２２はＲＦ電源９５２からのＲＦ電流によりバイアスされ、シャワーヘッド９２２はディフューザープレート９２６及びコーティング材料９２４を含む。コーティング材料９２４はプレート９２６の下側の表面上にコーティングされているように示されている。また、図１０及び１１に示されるように、プレート９２６の他の表面（例えば、側表面）上にも、コーティングが施されるかもしれない。一実施形態において、ディフューザープレート９２６はアルミニウムを含む。シャワーヘッド９２２は内側のゾーン９５８及び外側のゾーン９６０に分割される。内側のゾーン９５８は加熱エレメント９２８を含む。一実施形態において、加熱エレメント９２８は環状の形状を有する。加熱エレメント９２８は加熱源９４８に接続される。また、外側のゾーン９６０は加熱源９５０に接続された加熱エレメント９３０を含む。一実施形態において、加熱エレメント９２８、９３０は加熱源９４８、９５０からの加熱液体により満たされる環状の導管を含む。別の実施形態において、加熱エレメント９２８、９３０は加熱源９４８、９５０により電源が供給される加熱コイルを含む。図示されていないが、熱電対が、内側のゾーン９５８及び外側のゾーン９６０に供給される熱の総量を制御するコントローラに温度のフィードバックをリアルタイムに行うかもしれない。
【００２８】
内側のゾーン９５８は導管９４６によりガス源９３８に結合される。ガス源９３８からのガスは、シャワーヘッド９２２のディフューザープレート９２６の後ろ側に設けられたプレナム９３２に導管９４６を介して流れる。バルブ９４２は、ガス源９３８からプレナム９３２へ流れるガスの総量を制御するために導管９４６に沿って設けられる。ガスがプレナム９３２に入ると、そのガスはディフューザープレート９２６を通過する。同様に、外側ゾーン９６０は導管９４４によりガス源９３８に結合される。バルブ９４０は導管９４４に沿って設けられ、ガス源９３６からプレナム９３４へ流れるガスの総量を制御する。
【００２９】
図１において別個のガス源９３６、９３８が示されているが、単一の共通のガス源が用いられてもよい。単一の共通ガス源が用いられる場合は、別個の導管９４４、９４６がガス源に接続され、バルブ９４０、９４２がプレナム９３２、９３４に到達するプロセスガスの量を制御する。
【００３０】
図１０は一実施形態によるシャワーヘッドアセンブリの断面図を図示する。シャワーヘッドアセンブリ１０００は半導体プロセスチャンバにプロセスガスを分配するための貫通孔１０１０を有する。コーティング材料１０２０は、図１０に図示されるように、アセンブリ１０００上に噴霧（例えば、プラズマ噴霧）される。一実施形態において、コーティング材料はイットリアを含む。ある実施形態において、コーティング材料は本明細書において開示された材料及びその材料の組み合わせのいずれかを含む。アドバンスドコーティング材料はＹｔＯ３，ＡｌＯ３，及びＺｒＯ３を含む。コーティング材料１０２０は，半導体プロセスチャンバ内にプロセスガスを分配するための貫通孔１０１２に合わせて形成された貫通孔１０２２を有する。
【００３１】
図１１は他の実施形態によるシャワーヘッドアセンブリの断面図を図示する。シャワーヘッドアセンブリ１１００は半導体プロセスチャンバにプロセスガスを分配するための貫通孔１１１２を有する。コーティング材料１１２０は、図１１に示されるように、アセンブリ１１００上に噴霧（例えば、プラズマ噴霧）される。一実施形態において、コーティング材料はイットリア又は本明細書に開示された材料又は組み合わせのいかなるものも含む。コーティング材料１１２０は半導体プロセスチャンバにプロセスガスを分配するための貫通孔１１１２に合わせて形成された貫通孔１１２２を有する。シャワーヘッドアセンブリはアセンブリの上側表面と穴１１１２の一方端との間の厚さ１１２４を有する。厚さ１１２４は、だいたい０．４７mmから０．５２mmの範囲内で約０．０５０ｍｍである。
【００３２】
図１２はガス分配シャワーヘッドアセンブリを製作するための方法の他の実施形態を図示する。この方法は、ブロック１２０２において、半導体プロセスチャンバ内にプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔を有するガス分配プレートを製作することを含む。この方法は、ブロック１２０４において、次のコーティングのために基板の背面の反対側の表面を準備する（例えば、グリッドブラスティングする）ことを含む。この表面は選択的に洗浄されてもよい。この方法は、図２Ｂに図示されるように、ブロック１２０６において、ガス分配プレートの表面上にコーティング材料（例えば、イットリアベースの材料）をプラズマコーティング（例えば、プラズマ噴霧）することを含む。一実施形態において、このコーティング材料はガス分配プレートの表面に対し約９０度の角度でプラズマ噴霧される。このコーティング材料の一部分はコーティング材料の厚さを低減するために、その表面から選択的に除去（例えば、研削）されるかもしれない。この方法は、ブロック１２０８において、貫通孔が第１のセットの貫通孔に合わせて配置されるように、コーティング材料中に第２のセットの貫通孔を形成（例えば、ＵＶレーザー穿孔、ガスホール穿孔、機械加工）することを含む。この方法は、ブロック１２１０において、コーティング材料の厚さを低減するために、表面からコーティング材料の一部分を除去（例えば、表面研削）することを含む。この表面は、ブロック１２１２において、洗浄される。
【００３３】
上記の説明において、多くの詳細が説明された。しかしながら、当業者にとって本発明はこれらの特定の詳細に限られることなく実施されることは明白である。例えば、本発明を不明確にすることを回避するために、ブロック図においては、詳しく説明することなく、よく知られた構造、デバイスが示されている。以上の説明は説明のためのものであり本発明を制限するためのものではないと理解されるべきである。当業者が本明細書を読み、理解すれば、他の多くの実施形態が実現しうることは明白である。したがって、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲を参照して決定されるべきであり、そのような特許請求の範囲と均等なものも全て含む。
【関連出願】
【０００１】
本出願は、その全体の内容が参照され、本明細書に組み込まれる２０１０年２月１１日に出願された米国仮特許出願第６１／３０３６０９号の優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明の実施形態はコーティング材料を備えたガス分配シャワーヘッドに関する。
【背景】
【０００３】
半導体製造プロセスは、フッ素ベースのガス、塩素ベースのガス、シラン、酸素、窒素、（炭化水素及びフッ化炭素のような）有機ガス、又は（アルゴン又はヘリウム等の）希ガス等幅広い範囲のガスを用いる。（エッチングチャンバ又は蒸着チャンバ等の）半導体プロセスチャンバにプロセスガスを均一に分散させるために、シャワーヘッド型のガス分配アセンブリが半導体製造産業において標準的に用いられてきた。
【０００４】
半導体処理において、かなりの高電力のチャンバや水素を含有する化学反応等、より侵襲性の強いプロセスが採用されるにつれ、現存のシャワーヘッドアセンブリの製造は、その限界点までに到達している。現行のシャワーヘッドによるアプローチにおける典型的問題点は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）プレートの腐食が、この侵襲的なプロセスにより加速されるため、より寿命が短くなることである。また、現行のシャワーヘッド材料では、フッ化アルミニウムという副産物を除去するために、インシチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）での塩素反応によるドライクリーニングを行うことができない。さらに、電極に固設されるシャワーヘッドを用いる現在の設計は、平坦にはならないという特有の問題を有し、それはシャワーヘッドの熱効率を妨げる。
【概要】
【０００５】
本明細書において記載されるのは、一実施形態に基づくガス分配アセンブリを製作するための例示的な方法及び装置である。一実施形態において、この方法は、半導体プロセスチャンバにプロセスガスを分散するための第1のセットの貫通孔を有するガス分配プレートを提供することを含む。この第1のセットの貫通孔は、プレート（例えば、アルミニウムの基板）の背面に位置している。本方法は、このガス分配プレートの洗浄された表面上に、コーティング材料（例えば、イットリアベースの材料）を噴霧（例えば、プラズマ噴霧）することを含む。本発明は、このコーティング材料の厚さを低減するために、表面からこのコーティング材料の一部分を除去（例えば、平面研削）することを含む。この方法は、コーティング材料内の第２のセットの貫通孔を形成（例えば、ＵＶレーザー穿孔、機械加工）し、この第２のセットの貫通孔は第1のセットの貫通孔に合わせて配置されるようすることを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明の実施形態は添付の図面の図により例示的に、又は、それに限られることなく説明される。各図は以下を図示する。
【図１】ガス分配シャワーヘッドアセンブリを製作するための方法の一実施形態を図示する。
【図２Ａ】〜
【図２Ｃ】一実施形態による半導体プロセスチャンバ内に用いられるガス分配シャワーヘッドアセンブリの断面図を図示する。
【図３】一実施形態によるガス分配プレートの平面図を図示する。
【図４】一実施形態による水素を含まないエッチング化学反応に対する水素を含むエッチング化学反応の正規化された腐食率を図示する。
【図５】他の実施形態による水素を含まないエッチング化学反応に対する水素を含むエッチング化学反応の正規化された腐食率を図示する。
【図６】一実施形態による、様々なタイプのコーティング材料の正規化された腐食率を図示する。
【図７】〜
【図８】一実施形態によるガス分配プレート及びコーティング材料の画像を図示する。
【図９】一実施形態による基板処理装置である。
【図１０】一実施形態によるシャワーヘッドアセンブリの断面図を図示する。
【図１１】シャワーヘッドの断面図の他の実施形態を図示する。
【図１２】ガス分配シャワーヘッドアセンブリを製作するための方法の他の方法の実施形態を図示する。
【詳細な説明】
【０００７】
本明細書において説明されるのは、一実施形態に基づくガス分配シャワーヘッドアセンブリを製作するための例示的な方法及び装置である。一実施形態において、この方法は半導体プロセスチャンバにプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔を有するガス分配プレートを提供することを含む。この第1のセットの貫通孔はプレート（例えば、アルミニウムの基板）の背面上に位置する。この方法はガス分配プレートの洗浄された表面上にコーティング材料（例えば、イットリアベースの材料）を噴霧（例えば、プラズマ噴霧）することを含む。この方法はコーティング材料の厚さを低減するために表面からコーティング材料の一部分を除去（例えば、表面研削）することを含む。この方法は、コーティング材料内に第２のセットの貫通孔を形成（例えば、ＵＶレーザー穿孔、機械加工）し、この第２のセットの貫通孔は第１のセットの貫通孔に合わせて配置されるようにすることを含む。
【０００８】
本明細書において開示されるコーティング材料（例えば、イットリアベースの材料、アドバンスドコーティングマテリアル、ＹＡＧ等）は、シャワーヘッドの耐用期間の要件を満たし、低いパーティクル率、低い金属コンタミネーション、熱効率の要件及びエッチングの均一性の要件をもたらすために用いられ得る。これらのコーティング材料は従来のシャワーヘッドの設計に比べ、より高いプラズマ腐食に対する耐性を有する。さらに、このコーティング材料及びその製作プロセスにより、改善された熱効率及びシャワーヘッドの製造時間の短縮のための、結合を必要としないシャワーヘッドの設計、さらには、固設されるガス分配プレートの設計が可能となる。
【０００９】
以下の説明は、デバイス（例えば、電子デバイス、半導体、基板、液晶ディスプレイ、レティクル、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）)を製造するために、基板及び／又はウェハを処理する装置を製造する場合に用いられるシャワーヘッドヘッドアセンブリの詳細を記述するものである。一般に、そのようなデバイスを製造するには異なるタイプの製造プロセスを含む、多数の製造ステップを必要とする。例えば、エッチング、スパッタリング、化学的蒸着等は３つの異なるタイプのプロセスであり、その各々は異なるチャンバで行われるか、又は、１つの装置内の同じチャンバ内で行われる。
【００１０】
図１はガス分配シャワーヘッドアセンブリを製作するための方法の一実施形態を図示する。この方法は、ブロック１０２において、半導体プロセスチャンバ内にプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔を有するガス分配プレートを提供することを含む。この第1のセットの貫通孔は図２Ａにおいて図示されるように、プレート（例えば、アルミニウムの基板）の背面上に位置する。この方法は、ブロック１０４において、次のコーティングのためのプレートの背面の反対側の表面を準備（例えば、ビーズ吹付加工、グリッドブラスト）することを含む。この表面はブロック１０６において洗浄される。この方法は図２Ｂにおいて図示されるように、ブロック１０８において、ガス分配プレートの洗浄された表面上にコーティング材料（例えば、イットリアベースの材料）を噴霧（例えば、プラズマ噴霧）することを含む。一実施形態においては、コーティング材料はガス分配プレートの表面に対し、およそ９０度の角度によりプラズマ噴霧される。この方法は、ブロック１１０において、コーティング材料の厚さを低減するために、表面からコーティング材料の一部分を除去（例えば、表面研削）することを含む。この方法は、ブロック１１２において、コーティング材料内に第２のセットの貫通孔を形成（ＵＶレーザー穿孔、ガスホール穿孔）し、この第２のセットの貫通孔は第１のセットの貫通孔に合わせて配置されることを含む。この方法は、図２Ｃに図示されるように、ブロック１１４において、コーティング材料の厚さをさらに低減するために、表面からコーティング材料のさらに一部分を除去（例えば、表面研削）することを含む。この表面はブロック１１６において洗浄される。
【００１１】
本明細書において説明される例示的な方法の動作は、記述されるより異なる順番、又は、シーケンスにより実行され、及び／又は、より多くの又はより少ない動作回数により実行され得る。例えば、動作１１０又は１１４は選択的に実行され得、また、上述の説明された方法から取り除かれてもよい。
【００１２】
図２Ａ〜２Ｃは一実施形態による半導体プロセスチャンバ内に用いられるガス分配シャワーヘッドアセンブリの断面図を図示する。ガス分配プレート２００は図２Ａに図示されるように半導体プロセスチャンバにプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔２１０を有する。この第１のセットの貫通孔は約０．０７０インチから０．０９０インチ（例えば、０．０８０インチ）の直径２０１を有する。このプレートは約０．０３８インチから０．０５０インチ（例えば、０．４３３インチ）の全体の厚さ２０２を有し、約０．０１５インチから０．０２５インチ（例えば、０．０２０インチ）の部分的な厚さ２０４を穴に近接する部位に有する。
【００１３】
コーティング材料２２０は、最初の厚さ２０５により、図２Ｂに示されるようなガス分配プレート２００上に噴霧（例えば、プラズマ噴霧）される。一実施形態において、このコーティング材料は、イットリアを含む。ある実施形態において、このコーティング材料は次の材料又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。ＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３／２ＯＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３／ＹＡＧ，アドバンスドコーティング材料、Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２／３Ｙ２Ｏ３、及びＹ２Ｏ３／ＺｒＯ２／ＨｆＯ２。これらのこのコーティング材料は従来のシャワーヘッドに比べ腐食に対する耐性を向上せしめる。
【００１４】
コーティング材料２２０は図２Ｃに図示されるように、半導体プロセスチャンバにプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔に合わせて穿孔された第２のセットの貫通孔を有する。この第２のセットの貫通孔は、およそ０．０１０インチから０．０３０インチ（例えば、０．０２０インチ）の直径を有する。このコーティング材料２２０は、図１のブロック１１４において説明された除去動作の後、約０．０２０インチから０．０３０インチ（例えば、０．０２５インチ）の最終的な厚さ２０６を有する。一実施形態において、第２のセットの貫通孔２４０のうちの２つは、第１のセットの貫通孔の各貫通孔２１０に合わせて配置される。
【００１５】
図３は一実施形態によるガス分配プレートの平面図を図示する。このガス分配プレート３００は複数の円環状のリング上の貫通孔３１０（例えば、貫通孔２４０）を含み、貫通孔の壁の間の間隔は約０．０１０インチである。一実施形態において、貫通孔３１０の２つの円環状のリングは対応する孔の貫通孔２１０のリングに合わせて配置され、それらは図３には図示されていない。
【００１６】
図４は、一実施形態による、水素を含まないエッチング化学反応に対する水素を含むエッチング化学反応の正規化された腐食率を図示する。図４に示されるように、Ｓｉ／ＳｉＣ，シュウ酸アノダイゼーション、タイプIIIのアノダイゼーション、及び、ハードアノダイゼーションは全て水素化学反応に対しより強い腐食特性を示す。
【００１７】
図５は、他の実施形態による水素を有さないエッチング化学反応に対する、水素を有するエッチング化学反応の正規化された腐食率を図示する。図５に図示されるように、ＳｉＣ及びイットリアベースの材料（例えば、Ｙ２Ｏ３）の両者は、水素を伴った化学反応に対し、より多くの腐食性を示す。しかし、Ｙ２Ｏ３材料は、水素を有するエッチング化学反応及び水素を有さないエッチング化学反応の両者に対し、ＳｉＣ材料よりより少ない腐食性を示す。このように、イットリアベースのシャワーヘッドは、従来のＳｉＣシャワーヘッドに比べ、水素を含む又は含まないエッチング化学反応に対して、かなり少ない腐食性を示す。
【００１８】
図６は、一実施形態による、様々なタイプのコーティング材料の正規化された腐食率を図示する。この腐食率はアドバンスドコーティング材料に対し正規化されている。一実施形態において、このアドバンスドコーティング材料は、ＹｔＯ３、ＡｌＯ３、及びＺｒＯ３を含む。図６は、次の材料若しくはそれらの組み合わせの材料の腐食率を図示する。ＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３／２ＯＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３／ＹＡＧ，アドバンスドコーティング材料（例えば、ＨＰＭ）、Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２／３Ｙ２Ｏ３、及びＹ２Ｏ３／ＺｒＯ２／ＨｆＯ２。これらのこのコーティング材料は以下の組成を有するかもしれない。
【００１９】
Ｙ２Ｏ３／２ＯＺｒＯ２ ： ８０ｗｔ％Ｙ２Ｏ３、２０ｗｔ％ＺｒＯ２
Ａｌ２Ｏ３−ＹＡＧ ： ７０ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３ 及び ３０ｗｔ％ＹＡＧ
ＨＰＭ ： ７０ｗｔ％Ｙ２Ｏ３、２０ｗｔ％ＺｒＯ２ 及び １０ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３
Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２―Ｎｂ２Ｏ５ （１）： ７０ｗｔ％Ｙ２Ｏ３、２０ｗｔ％ＺｒＯ２ 及び １０ｗｔ％ Ｎｂ２Ｏ５
ＺｒＯ２／３Ｙ２Ｏ３： ９７ｗｔ％ＺｒＯ２ 及び ３ｗｔ％Ｙ２Ｏ３
Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２―Ｎｂ２Ｏ５ （２）： ６０ｗｔ％Ｙ２Ｏ３、２０ｗｔ％ＺｒＯ２ 及び ２０ｗｔ％ Ｎｂ２Ｏ５
Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２―ＨｆＯ２ ： ７０ｗｔ％Ｙ２Ｏ３、２０ｗｔ％ＺｒＯ２及び １０ｗｔ％ＨｆＯ２
【００２０】
これらのこのコーティング材料により、従来のシャワーヘッドに比べ、腐食耐性が向上する。水素を含まない一般的なエッチング化学反応に対し、図６に示されたようなコーティング材料のいずれもが、良好な腐食耐性を示す。水素を有するエッチング化学反応に対し、ＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３／２ＯＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３／ＹＡＧ，アドバンスドコーティング材料、Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５を伴ったコーティング材料は、最も低い腐食性を示す。図６に図示されるコーティング材料はシャワーヘッドの耐用期間の要件、少ないパーティクル、小さい金属コンタミネーション、熱効率の要件、及びエッチの均一性の要件を充たすのに用いられ得る。
【００２１】
図７及び図８は、一実施形態によるガス分配プレート及びコーティング材料の画像を図示する。画像７００は図７において６回繰り返されており、各画像はアルミニウムのプレート７１０、プラズマコーティング材料７２０、レーザー穿孔７３０、分析ボックス（例えば、７４０−７４５）を含む。ＵＶにより穿孔されたタイプのＥＤＸの分析画像７５０−７５５は、分析ボックス７４０−７４５に対応する。例えば、プラズマコーティング材料７２０のバルクに位置するボックス７４０は、ＥＤＸ分析画像７５０に対応する。画像７５０はボックス７４０に見られる材料を図示する。画像７５０、７５１、７５３、及び７５４には、アルミニウムプレート７１０は見られないので、それはプラズマコーティング材料内又はホール７３０内の領域に対応する。アルミニウムは画像７５２において見られるので、それはアルミニウムプレート７１０内に位置するボックス７４２に対応する。小さいアルミニウムのピークは画像７５５上に見られ、それはアルミニウムのプレートの近傍の穿孔された穴内に位置するボックス７４５に対応する。
【００２２】
図８は一実施形態によるアルミニウムのプレート８１０、コーティング材料８２０、レーザー穿孔された穴８３０の画像を図示する。図８は穴の端のところで対面するコーティング材料／アルミニウムのプレートの部位において、緩く保たれたプラズマ噴霧によるコーティングがないこと、及び、コーティングの剥離がないことを示している。
【００２３】
上記に説明されたレーザー穿孔のプロセス（例えば、ＵＶ穿孔）はきれいな穴を形成する。このプロセスは図７及び図８に図示されるように、基板のプレート材料により、コーティング材料を交叉汚染するようなことはない。この作製プロセスは、強固な基板上のパーティクル及びコンタミネーションの効率をもたらす。
【００２４】
上記に説明されたシャワーヘッドは半導体基板９０８等の基板を処理するのに用いられる半導体装置に組み合わされるのに好適であり、フラットパネルディスプレイやポリマーパネル又は他の電気回路受容構造等の他の基板を処理に適用することは、同業者であれば容易に可能である。このように、装置９００は本明細書において提供される例示的な実施形態若しくはその均等物に限定されて用いられるべきではない。
【００２５】
本明細書に開示されたプロセスによる基板処理に好適な装置９００の一実施形態は図９に示される。装置９００はチャンバの底９０４から上方に伸びる複数のウォール９０２を有するチャンバ９０１を含む。チャンバ９０１内に、基板９０８を処理のために支持するサセプタ９０６が存在する。この基板９０８はスリットバルブの開口９２０を介してチャンバ９０１内に導入される。
【００２６】
チャンバ９０１は排気ポート９５６を介してチャンバのウォール９０２に結合される真空ポンプ９１２により真空排気される。チャンバ９０１は、サセプタ９０６及び基板９０８を囲むバッフル９１０を介して、周囲のプロセスガスを引き込むことにより排気される。真空ポンプ９１２から遠くに離れるにつれ、弱い排気の強さが検出され得る。逆に、真空ポンプ９１２に近くなればなるほど、検出される排気の引きは大きくなる。このように不均一な排気を補償するためにフローエコライザ９１６がチャンバ９０１内に設けられる。フローエコライザ９１６はサセプタ９０６を取り囲む。フローエコライザ９１６の幅は、矢印Ｃにより示される排気ポート９５６に最も近い場所におけるフローエコライザ９１６の幅に比べ、矢印Ｂに示される排気ポート９５６からより離れた場所において、より小さくなる。排気されたガスはフローエコライザの周りを流れ、フローライナ９１４を介し流れる。フローライナ９１４は１つ以上の貫通孔を有しプロセスガスがそれを介して排気される。スペース９１８は下側のライナー９１４とチャンバ９０１のウォール９０２との間に存在し、ガスが下側のライナー９１４の後ろを通って排気ポート９５６に流れることを許容する。排気ポート９５６はフローブロッカー９５４によりブロックされ、プロセスガスが基板９０８に近い領域から排気ポンプ９１２に直接的に引かれることを防ぐ。排気されたガスは矢印Ａにより示される経路に沿って流れる。
【００２７】
プロセスガスはシャワーヘッド９２２を介してプロセスチャンバ９０１に導入される。シャワーヘッド９２２はＲＦ電源９５２からのＲＦ電流によりバイアスされ、シャワーヘッド９２２はディフューザープレート９２６及びコーティング材料９２４を含む。コーティング材料９２４はプレート９２６の下側の表面上にコーティングされているように示されている。また、図１０及び１１に示されるように、プレート９２６の他の表面（例えば、側表面）上にも、コーティングが施されるかもしれない。一実施形態において、ディフューザープレート９２６はアルミニウムを含む。シャワーヘッド９２２は内側のゾーン９５８及び外側のゾーン９６０に分割される。内側のゾーン９５８は加熱エレメント９２８を含む。一実施形態において、加熱エレメント９２８は環状の形状を有する。加熱エレメント９２８は加熱源９４８に接続される。また、外側のゾーン９６０は加熱源９５０に接続された加熱エレメント９３０を含む。一実施形態において、加熱エレメント９２８、９３０は加熱源９４８、９５０からの加熱液体により満たされる環状の導管を含む。別の実施形態において、加熱エレメント９２８、９３０は加熱源９４８、９５０により電源が供給される加熱コイルを含む。図示されていないが、熱電対が、内側のゾーン９５８及び外側のゾーン９６０に供給される熱の総量を制御するコントローラに温度のフィードバックをリアルタイムに行うかもしれない。
【００２８】
内側のゾーン９５８は導管９４６によりガス源９３８に結合される。ガス源９３８からのガスは、シャワーヘッド９２２のディフューザープレート９２６の後ろ側に設けられたプレナム９３２に導管９４６を介して流れる。バルブ９４２は、ガス源９３８からプレナム９３２へ流れるガスの総量を制御するために導管９４６に沿って設けられる。ガスがプレナム９３２に入ると、そのガスはディフューザープレート９２６を通過する。同様に、外側ゾーン９６０は導管９４４によりガス源９３８に結合される。バルブ９４０は導管９４４に沿って設けられ、ガス源９３６からプレナム９３４へ流れるガスの総量を制御する。
【００２９】
図１において別個のガス源９３６、９３８が示されているが、単一の共通のガス源が用いられてもよい。単一の共通ガス源が用いられる場合は、別個の導管９４４、９４６がガス源に接続され、バルブ９４０、９４２がプレナム９３２、９３４に到達するプロセスガスの量を制御する。
【００３０】
図１０は一実施形態によるシャワーヘッドアセンブリの断面図を図示する。シャワーヘッドアセンブリ１０００は半導体プロセスチャンバにプロセスガスを分配するための貫通孔１０１０を有する。コーティング材料１０２０は、図１０に図示されるように、アセンブリ１０００上に噴霧（例えば、プラズマ噴霧）される。一実施形態において、コーティング材料はイットリアを含む。ある実施形態において、コーティング材料は本明細書において開示された材料及びその材料の組み合わせのいずれかを含む。アドバンスドコーティング材料はＹｔＯ３，ＡｌＯ３，及びＺｒＯ３を含む。コーティング材料１０２０は，半導体プロセスチャンバ内にプロセスガスを分配するための貫通孔１０１２に合わせて形成された貫通孔１０２２を有する。
【００３１】
図１１は他の実施形態によるシャワーヘッドアセンブリの断面図を図示する。シャワーヘッドアセンブリ１１００は半導体プロセスチャンバにプロセスガスを分配するための貫通孔１１１２を有する。コーティング材料１１２０は、図１１に示されるように、アセンブリ１１００上に噴霧（例えば、プラズマ噴霧）される。一実施形態において、コーティング材料はイットリア又は本明細書に開示された材料又は組み合わせのいかなるものも含む。コーティング材料１１２０は半導体プロセスチャンバにプロセスガスを分配するための貫通孔１１１２に合わせて形成された貫通孔１１２２を有する。シャワーヘッドアセンブリはアセンブリの上側表面と穴１１１２の一方端との間の厚さ１１２４を有する。厚さ１１２４は、だいたい０．４７mmから０．５２mmの範囲内で約０．０５０ｍｍである。
【００３２】
図１２はガス分配シャワーヘッドアセンブリを製作するための方法の他の実施形態を図示する。この方法は、ブロック１２０２において、半導体プロセスチャンバ内にプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔を有するガス分配プレートを製作することを含む。この方法は、ブロック１２０４において、次のコーティングのために基板の背面の反対側の表面を準備する（例えば、グリッドブラスティングする）ことを含む。この表面は選択的に洗浄されてもよい。この方法は、図２Ｂに図示されるように、ブロック１２０６において、ガス分配プレートの表面上にコーティング材料（例えば、イットリアベースの材料）をプラズマコーティング（例えば、プラズマ噴霧）することを含む。一実施形態において、このコーティング材料はガス分配プレートの表面に対し約９０度の角度でプラズマ噴霧される。このコーティング材料の一部分はコーティング材料の厚さを低減するために、その表面から選択的に除去（例えば、研削）されるかもしれない。この方法は、ブロック１２０８において、貫通孔が第１のセットの貫通孔に合わせて配置されるように、コーティング材料中に第２のセットの貫通孔を形成（例えば、ＵＶレーザー穿孔、ガスホール穿孔、機械加工）することを含む。この方法は、ブロック１２１０において、コーティング材料の厚さを低減するために、表面からコーティング材料の一部分を除去（例えば、表面研削）することを含む。この表面は、ブロック１２１２において、洗浄される。
【００３３】
上記の説明において、多くの詳細が説明された。しかしながら、当業者にとって本発明はこれらの特定の詳細に限られることなく実施されることは明白である。例えば、本発明を不明確にすることを回避するために、ブロック図においては、詳しく説明することなく、よく知られた構造、デバイスが示されている。以上の説明は説明のためのものであり本発明を制限するためのものではないと理解されるべきである。当業者が本明細書を読み、理解すれば、他の多くの実施形態が実現しうることは明白である。したがって、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲を参照して決定されるべきであり、そのような特許請求の範囲と均等なものも全て含む。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体プロセスチャンバ内にプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔を有するガス分配プレートと、
前記ガス分配プレート上に噴霧されるコーティング材料とを含み、
前記コーティング材料は前記半導体プロセスチャンバ内にプロセスガスを分配するための前記第１のセットの貫通孔に合わせて配置された第２のセットの貫通孔を有する、
半導体プロセスチャンバ内で用いられるためのガス分配シャワーヘッドアセンブリ。
【請求項２】
前記コーティング材料はプラズマ噴霧されたコーティングである請求項１のガス分配シャワーヘッドアセンブリ。
【請求項３】
前記コーティング材料は、イットリア、ＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３／２ＯＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３／ＹＡＧ、アドバンスドコーティング材料、Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２／３Ｙ２Ｏ３、及びＹ２Ｏ３／ＺｒＯ２／ＨｆＯ２の材料のうちの少なくとも１つ、又は、それらの材料の組み合わせを含む請求項２のガス分配シャワーヘッドアセンブリ。
【請求項４】
前記アドバンスドコーティング材料はＹｔＯ３、ＡｌＯ３及びＺｒＯ３を含む請求項３のガス分配シャワーヘッドアセンブリ。
【請求項５】
前記第１のセットの貫通孔は約０．０７０インチから０．０９０インチの直径を有し、前記第２のセットの貫通孔は約０．０１０インチから０．０３０インチに直径を有し、前記コーティング材料の厚さは約０．０２０インチから０．０３０インチであり、前記第２のセットの貫通孔のうちの２つは前記第１のセットの貫通孔の各貫通孔に合わせて配置されている請求項１のガス分配シャワーヘッドアセンブリ。
【請求項６】
半導体プロセスチャンバ内にプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔を有するガス分配プレートを提供し、
前記ガス分配プレート上にコーティング材料をプラズマ噴霧すること、
を含むガス分配シャワーヘッドアセンブリを作製する方法。
【請求項７】
前記コーティング材料の厚さを低減するために前記コーティング材料の一部分を除去することをさらに含む請求項６の方法。
【請求項８】
前記コーティング材料内に第２のセットの貫通孔を形成し、前記第２のセットの貫通孔は前記第１のセットの貫通孔に合わせて配置されることをさらに含む請求項６の方法。
【請求項９】
前記コーティング材料はイットリアを含む請求項６の方法。
【請求項１０】
前記コーティング材料は、ＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３／２ＯＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３／ＹＡＧ、アドバンスドコーティング材料、Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２／３Ｙ２Ｏ３、及びＹ２Ｏ３／ＺｒＯ２／ＨｆＯ２の材料のうちの少なくとも１つ、又は、それらの材料の組み合わせを含む請求項６の方法。
【請求項１１】
前記アドバンスドコーティング材料はＹｔＯ３、ＡｌＯ３及びＺｒＯ３を含む請求項６の方法。
【請求項１２】
前記第１のセットの貫通孔は約０．０７０インチから０．０９０インチの直径を有し、前記第２のセットの貫通孔は約０．０１０インチから０．０３０インチの直径を有する請求項６の方法。
【請求項１３】
半導体プロセスチャンバにプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔を有するガス分配プレートと、
前記ガス分配プレート上に噴霧されたコーティング材料とを含み、
前記コーティング材料は前記半導体プロセスチャンバ内にプロセスガスを分配するための前記第１のセットの貫通孔に合わせて配置された第２のセットの貫通孔を有するシャワーヘッドアセンブリと、
前記シャワーヘッドアセンブリに結合され、前記シャワーヘッドアセンブリをバイアスするＲＦ電源と
を備えた半導体プロセスチャンバ。
【請求項１４】
前記コーティング材料はプラズマ噴霧されたコーティングである請求項１３の半導体プロセスチャンバ。
【請求項１５】
前記コーティング材料は、イットリア、ＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３／２ＯＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３／ＹＡＧ、アドバンスドコーティング材料、Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２／３Ｙ２Ｏ３、及びＹ２Ｏ３／ＺｒＯ２／ＨｆＯ２の材料のうちの少なくとも１つ、又は、それらの材料の組み合わせを含む請求項１４の半導体プロセスチャンバ。
【請求項１】
半導体プロセスチャンバ内にプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔を有するガス分配プレートと、
前記ガス分配プレート上に噴霧されるコーティング材料とを含み、
前記コーティング材料は前記半導体プロセスチャンバ内にプロセスガスを分配するための前記第１のセットの貫通孔に合わせて配置された第２のセットの貫通孔を有する、
半導体プロセスチャンバ内で用いられるためのガス分配シャワーヘッドアセンブリ。
【請求項２】
前記コーティング材料はプラズマ噴霧されたコーティングである請求項１のガス分配シャワーヘッドアセンブリ。
【請求項３】
前記コーティング材料は、イットリア、ＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３／２ＯＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３／ＹＡＧ、アドバンスドコーティング材料、Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２／３Ｙ２Ｏ３、及びＹ２Ｏ３／ＺｒＯ２／ＨｆＯ２の材料のうちの少なくとも１つ、又は、それらの材料の組み合わせを含む請求項２のガス分配シャワーヘッドアセンブリ。
【請求項４】
前記アドバンスドコーティング材料はＹｔＯ３、ＡｌＯ３及びＺｒＯ３を含む請求項３のガス分配シャワーヘッドアセンブリ。
【請求項５】
前記第１のセットの貫通孔は約０．０７０インチから０．０９０インチの直径を有し、前記第２のセットの貫通孔は約０．０１０インチから０．０３０インチに直径を有し、前記コーティング材料の厚さは約０．０２０インチから０．０３０インチであり、前記第２のセットの貫通孔のうちの２つは前記第１のセットの貫通孔の各貫通孔に合わせて配置されている請求項１のガス分配シャワーヘッドアセンブリ。
【請求項６】
半導体プロセスチャンバ内にプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔を有するガス分配プレートを提供し、
前記ガス分配プレート上にコーティング材料をプラズマ噴霧すること、
を含むガス分配シャワーヘッドアセンブリを作製する方法。
【請求項７】
前記コーティング材料の厚さを低減するために前記コーティング材料の一部分を除去することをさらに含む請求項６の方法。
【請求項８】
前記コーティング材料内に第２のセットの貫通孔を形成し、前記第２のセットの貫通孔は前記第１のセットの貫通孔に合わせて配置されることをさらに含む請求項６の方法。
【請求項９】
前記コーティング材料はイットリアを含む請求項６の方法。
【請求項１０】
前記コーティング材料は、ＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３／２ＯＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３／ＹＡＧ、アドバンスドコーティング材料、Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２／３Ｙ２Ｏ３、及びＹ２Ｏ３／ＺｒＯ２／ＨｆＯ２の材料のうちの少なくとも１つ、又は、それらの材料の組み合わせを含む請求項６の方法。
【請求項１１】
前記アドバンスドコーティング材料はＹｔＯ３、ＡｌＯ３及びＺｒＯ３を含む請求項６の方法。
【請求項１２】
前記第１のセットの貫通孔は約０．０７０インチから０．０９０インチの直径を有し、前記第２のセットの貫通孔は約０．０１０インチから０．０３０インチの直径を有する請求項６の方法。
【請求項１３】
半導体プロセスチャンバにプロセスガスを分配するための第１のセットの貫通孔を有するガス分配プレートと、
前記ガス分配プレート上に噴霧されたコーティング材料とを含み、
前記コーティング材料は前記半導体プロセスチャンバ内にプロセスガスを分配するための前記第１のセットの貫通孔に合わせて配置された第２のセットの貫通孔を有するシャワーヘッドアセンブリと、
前記シャワーヘッドアセンブリに結合され、前記シャワーヘッドアセンブリをバイアスするＲＦ電源と
を備えた半導体プロセスチャンバ。
【請求項１４】
前記コーティング材料はプラズマ噴霧されたコーティングである請求項１３の半導体プロセスチャンバ。
【請求項１５】
前記コーティング材料は、イットリア、ＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３／２ＯＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３／ＹＡＧ、アドバンスドコーティング材料、Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２／３Ｙ２Ｏ３、及びＹ２Ｏ３／ＺｒＯ２／ＨｆＯ２の材料のうちの少なくとも１つ、又は、それらの材料の組み合わせを含む請求項１４の半導体プロセスチャンバ。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２０１３−５１９７９０（Ｐ２０１３−５１９７９０Ａ）
【公表日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５２８９０（Ｐ２０１２−５５２８９０）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２２４１８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１００１０９
【国際公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２２４１８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１００１０９
【国際公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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