JPH0645266A - 単一ウエーハ半導体処理装置用プログラム可能な多ゾーンガス注入器 - Google Patents
単一ウエーハ半導体処理装置用プログラム可能な多ゾーンガス注入器Info
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- JPH0645266A JPH0645266A JP5029566A JP2956693A JPH0645266A JP H0645266 A JPH0645266 A JP H0645266A JP 5029566 A JP5029566 A JP 5029566A JP 2956693 A JP2956693 A JP 2956693A JP H0645266 A JPH0645266 A JP H0645266A
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- H10P72/04—Apparatus for manufacture or treatment
- H10P72/0402—Apparatus for fluid treatment
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体製造装置内のウエーハ上のプロセスを
均一にするために、温度分布を故意にゆがめることな
く、ガスの流れパターンや反応物の物質輸送分布を実時
間で調整し制御できるガス注入器を開示する。 【構成】 単一ウエーハ半導体処理装置（１０）用のプ
ログラム可能な多ゾーン流体注入器（１２）であって、
複数のオリフィス（２２，２４，３０）を備え、多数の
別個のゾーン（２４，２８，３２）に分割される。これ
らのゾーンは通路（３４，３８，４２）と導管（３６，
４０，４４）によってプロセス流体源に接続される。個
別の各導管（３６，４０，４４）は少なくとも１個の流
量制御装置を備え、前記各ゾーンへのプロセス流体の量
と比率を独立に制御する。前記流量制御装置は入力信号
に応答して、前記オリフィスからの流体流量を前記プロ
セス室（１０）内で所定の流れパターンに保持すること
ができる。
均一にするために、温度分布を故意にゆがめることな
く、ガスの流れパターンや反応物の物質輸送分布を実時
間で調整し制御できるガス注入器を開示する。 【構成】 単一ウエーハ半導体処理装置（１０）用のプ
ログラム可能な多ゾーン流体注入器（１２）であって、
複数のオリフィス（２２，２４，３０）を備え、多数の
別個のゾーン（２４，２８，３２）に分割される。これ
らのゾーンは通路（３４，３８，４２）と導管（３６，
４０，４４）によってプロセス流体源に接続される。個
別の各導管（３６，４０，４４）は少なくとも１個の流
量制御装置を備え、前記各ゾーンへのプロセス流体の量
と比率を独立に制御する。前記流量制御装置は入力信号
に応答して、前記オリフィスからの流体流量を前記プロ
セス室（１０）内で所定の流れパターンに保持すること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造に係る
単一ウエーハプロセスに関する。限定せずにより詳しく
いうと、本発明は多ゾーンのガス注入器に関するもの
で、注入器の個々のゾーンを制御して、均一にまたは不
均一に調整したプロセスガスまたはプロセスガスの組合
せを製造装置内の半導体ウエーハの表面に送ることがで
きるものである。
単一ウエーハプロセスに関する。限定せずにより詳しく
いうと、本発明は多ゾーンのガス注入器に関するもの
で、注入器の個々のゾーンを制御して、均一にまたは不
均一に調整したプロセスガスまたはプロセスガスの組合
せを製造装置内の半導体ウエーハの表面に送ることがで
きるものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエーハ上で行なう製作プロセス
（例えば蒸着またはエッチング）の中で、ウエーハ内の
プロセスを最大限に均一に保つことは難しいことの一つ
である。エッチングや蒸着プロセスを含む半導体製造プ
ロセスの多くは、加熱または物質輸送（またはその組み
合わせ）である。
（例えば蒸着またはエッチング）の中で、ウエーハ内の
プロセスを最大限に均一に保つことは難しいことの一つ
である。エッチングや蒸着プロセスを含む半導体製造プ
ロセスの多くは、加熱または物質輸送（またはその組み
合わせ）である。
【０００３】従ってプロセスの均一化を計るためには、
一般にウエーハ温度の均一性とガスの流れパターンを共
に調整し最適化する必要がある。最近の半導体製造装置
は、多ゾーンの抵抗的、誘導的、またはランプ型加熱源
を用いて、ウエーハ内の温度をできるだけ均一にしてプ
ロセスの均一化を計る。
一般にウエーハ温度の均一性とガスの流れパターンを共
に調整し最適化する必要がある。最近の半導体製造装置
は、多ゾーンの抵抗的、誘導的、またはランプ型加熱源
を用いて、ウエーハ内の温度をできるだけ均一にしてプ
ロセスの均一化を計る。
【０００４】またプロセスの均一性は、プロセスガスを
望ましい流れパターンに従って分配てきるかどうかにも
かかっている。不均一なプロセス室内のガスの流れパタ
ーンと質量輪送から生じる問題を取り除いてプロセスを
均一にするために、多くの場合蒸着またはエッチングす
る材料の厚さそのものを均一に保つ努力が払われてき
た。
望ましい流れパターンに従って分配てきるかどうかにも
かかっている。不均一なプロセス室内のガスの流れパタ
ーンと質量輪送から生じる問題を取り除いてプロセスを
均一にするために、多くの場合蒸着またはエッチングす
る材料の厚さそのものを均一に保つ努力が払われてき
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、プロセスの均
一性は一般にウエーハ内の温度の均一性と、プロセスガ
スの物質輸送の均一性の両方によって決まるので、実際
に行なわれている方法の中には、物質輸送の不均一性の
影響を補正するためにウエーハの温度分布（通常制御で
きる）を調整するものもある。
一性は一般にウエーハ内の温度の均一性と、プロセスガ
スの物質輸送の均一性の両方によって決まるので、実際
に行なわれている方法の中には、物質輸送の不均一性の
影響を補正するためにウエーハの温度分布（通常制御で
きる）を調整するものもある。
【０００６】一例としてタングステンの化学蒸着（ＣＶ
Ｄ）では、蒸着の均一性はガスの流れパターンとウエー
ハの温度分布によって大きく影響されるが、ウエーハの
温度分布を調整することによりタングステンの厚みの均
一性を改善することができる。
Ｄ）では、蒸着の均一性はガスの流れパターンとウエー
ハの温度分布によって大きく影響されるが、ウエーハの
温度分布を調整することによりタングステンの厚みの均
一性を改善することができる。
【０００７】蒸着（厚さ）を最も均一にするために、ウ
エーハの温度を不均一にまたは故意にゆがめてよい。反
応物濃度や物質輸送分布が不均一なために生じる望まし
くない影響を減らし、またガスや反応物の減耗効果を除
くためににも、ウエーハ温度を不均一にする必要がある
場合がある。
エーハの温度を不均一にまたは故意にゆがめてよい。反
応物濃度や物質輸送分布が不均一なために生じる望まし
くない影響を減らし、またガスや反応物の減耗効果を除
くためににも、ウエーハ温度を不均一にする必要がある
場合がある。
【０００８】ウエーハ温度を不均一にすることによっ
て、流れの不均一の影響を除き、比較的均一な厚さの層
を得ることができよう。しかし、ウエーハ温度分布を故
意に不均一にすると、他の電気的または物理的性質が不
均一になるなどの別の問題が起こる可能性がある。
て、流れの不均一の影響を除き、比較的均一な厚さの層
を得ることができよう。しかし、ウエーハ温度分布を故
意に不均一にすると、他の電気的または物理的性質が不
均一になるなどの別の問題が起こる可能性がある。
【０００９】従って、不均一な物質輸送の影響を補正す
るためにウエーハ温度を故意にゆがめることは望ましい
解決法ではない。機械設計上の制約のために、単一ゾー
ンガス注入器からのガスの流れを均一に保つことが難し
い場合もある。
るためにウエーハ温度を故意にゆがめることは望ましい
解決法ではない。機械設計上の制約のために、単一ゾー
ンガス注入器からのガスの流れを均一に保つことが難し
い場合もある。
【００１０】従って、プロセス室内のガスの流れパター
ンや反応物の物質輸送分布を、実時間で調整し制御でき
ることが必要である。これができれば、プラズマエッチ
ング、熱的焼きなまし／酸化、蒸着などの多くの製造プ
ロセスで役に立つ。
ンや反応物の物質輸送分布を、実時間で調整し制御でき
ることが必要である。これができれば、プラズマエッチ
ング、熱的焼きなまし／酸化、蒸着などの多くの製造プ
ロセスで役に立つ。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の単一ウエーハ半
導体製造装置用のプロクラム可能な多ゾーンガス注入器
（シャワーヘッド）は、任意の数のガス注入ゾーンを設
けることができるという利点がある。
導体製造装置用のプロクラム可能な多ゾーンガス注入器
（シャワーヘッド）は、任意の数のガス注入ゾーンを設
けることができるという利点がある。
【００１２】また本発明の技術的な特徴は、必要な時と
場合に従って各注入領域を通る物質の流れを制御できる
ことである。
場合に従って各注入領域を通る物質の流れを制御できる
ことである。
【００１３】本発明の多ゾーンガス注入器は、半導体ウ
エーハ上のプロセスガスの分布を均一にも不均一にも調
整することができるという技術的利点を持つ。本発明の
多ゾーンシャワーヘッドはプロクラム可能であるが、こ
れは低圧または大気圧化学蒸着、エッチング、エピタキ
シ、または他の各種の製造プロセスにそのまま用いるこ
とができる。
エーハ上のプロセスガスの分布を均一にも不均一にも調
整することができるという技術的利点を持つ。本発明の
多ゾーンシャワーヘッドはプロクラム可能であるが、こ
れは低圧または大気圧化学蒸着、エッチング、エピタキ
シ、または他の各種の製造プロセスにそのまま用いるこ
とができる。
【００１４】本発明は単一ウエーハ半導体製造装置用の
多ゾーンのプロクラム可能なガス注入器であって、半導
体ウエーハに隣接して設けられる端末シャワーヘッド板
と、端末シャワーヘッドを貫通する複数のオリフィス
と、オリフィスに接続される本体部材内の複数の通路と
を持ち、かつ各通路毎に入口を持つ本体部材を備える。
多ゾーンのプロクラム可能なガス注入器であって、半導
体ウエーハに隣接して設けられる端末シャワーヘッド板
と、端末シャワーヘッドを貫通する複数のオリフィス
と、オリフィスに接続される本体部材内の複数の通路と
を持ち、かつ各通路毎に入口を持つ本体部材を備える。
【００１５】また注入器は、本体部材の各入口に接続さ
れかつプロセスガス源に接続される導管を含む。オリフ
ィスを通った後、プロセス室内で処理されるウエーハ上
に送られるプロセス流体の量を制御するための調整可能
な質量流量制御器が導菅内に設けられる。
れかつプロセスガス源に接続される導管を含む。オリフ
ィスを通った後、プロセス室内で処理されるウエーハ上
に送られるプロセス流体の量を制御するための調整可能
な質量流量制御器が導菅内に設けられる。
【００１６】
【実施例】図面特に図１に、半導体ウエーハの各種製造
プロセスで用いられる単一ウエーハプロセス室を一般に
参照番号１０で示す。図では、多ゾーンのプロクラム可
能なガス注入器１２を含む室１０の一部のみを示す。
プロセスで用いられる単一ウエーハプロセス室を一般に
参照番号１０で示す。図では、多ゾーンのプロクラム可
能なガス注入器１２を含む室１０の一部のみを示す。
【００１７】室１０はプロセスエネルギー源１４を含む
が、これは望ましくは加熱器またはプラズマ発生源で、
ウエーハ１６上のプロセスを均一にするように設計され
ている。通常熱源は蒸着プロセスなどの熱処理プロセス
に用いられる。プラズマなど他のプロセスエネルギー源
は、プラズマ、エッチング、プラズマ強化蒸着（ＰＥＣ
ＶＤ）などの他の製造プロセスに用いてよい。
が、これは望ましくは加熱器またはプラズマ発生源で、
ウエーハ１６上のプロセスを均一にするように設計され
ている。通常熱源は蒸着プロセスなどの熱処理プロセス
に用いられる。プラズマなど他のプロセスエネルギー源
は、プラズマ、エッチング、プラズマ強化蒸着（ＰＥＣ
ＶＤ）などの他の製造プロセスに用いてよい。
【００１８】ウエーハ１６はガス注入器１２のシャワー
ヘッド板１８に隣接して、適当な方法で支持される。ウ
エーハは加熱および／または無線周波熱源のチャック
（例えばＰＥＣＶＤ）で締付けるか、締め付けずにいく
つかの支持ピン上に支持（例えばランプ加熱急熱プロセ
ス）してもよい。プロセス室はよく知られており、ここ
ではその構造についての詳細な図示または説明はしな
い。
ヘッド板１８に隣接して、適当な方法で支持される。ウ
エーハは加熱および／または無線周波熱源のチャック
（例えばＰＥＣＶＤ）で締付けるか、締め付けずにいく
つかの支持ピン上に支持（例えばランプ加熱急熱プロセ
ス）してもよい。プロセス室はよく知られており、ここ
ではその構造についての詳細な図示または説明はしな
い。
【００１９】シャワーヘッド板１８は注入器本体２０の
一端に形成される。シャワーヘッド板１８は、板を貫通
し、かつ注入器１２の中心部すなわちゾーン２４に設け
られる複数のオリフィス２２を含む。
一端に形成される。シャワーヘッド板１８は、板を貫通
し、かつ注入器１２の中心部すなわちゾーン２４に設け
られる複数のオリフィス２２を含む。
【００２０】またシャワーヘッド板１８は、中心部２４
を囲んで中央部すなわちゾーン２８を形成する環状に配
置された複数のオリフィス２６を含む。更に第３のオリ
フィス群３０がオリフィス２６を囲む。オリフィス３０
はシャワーヘッド板１８の外周３２に隣接し、また環状
に配置されている。
を囲んで中央部すなわちゾーン２８を形成する環状に配
置された複数のオリフィス２６を含む。更に第３のオリ
フィス群３０がオリフィス２６を囲む。オリフィス３０
はシャワーヘッド板１８の外周３２に隣接し、また環状
に配置されている。
【００２１】オリフィス２２は本体部材２０の中心部に
形成される通路３４に接続され、通路３４は本体部材２
０から延びる導管３６に接続される。同様にオリフィス
２６は通路３８に接続され、通路３８は本体部材２０か
ら延びる導管４０に接続される。またオリフィス３０は
通路４２に接続され、通路４２は本体部材２０から延び
る導管４４に接続される。
形成される通路３４に接続され、通路３４は本体部材２
０から延びる導管３６に接続される。同様にオリフィス
２６は通路３８に接続され、通路３８は本体部材２０か
ら延びる導管４０に接続される。またオリフィス３０は
通路４２に接続され、通路４２は本体部材２０から延び
る導管４４に接続される。
【００２２】図に示すように、本体部材２０の下部は中
空で、入口４８と出口５０を備える温度制御室４６を含
む。入口と出口の接続は、ウエーハ１６の処理中に温度
制御流体が室４６を通って注入器本体部材２０とシャワ
ーヘッド板１８を加熱しまたは冷却するようになってい
ることが望ましい。
空で、入口４８と出口５０を備える温度制御室４６を含
む。入口と出口の接続は、ウエーハ１６の処理中に温度
制御流体が室４６を通って注入器本体部材２０とシャワ
ーヘッド板１８を加熱しまたは冷却するようになってい
ることが望ましい。
【００２３】図２は注入器１２に関する流体制御および
分配網で、一般に番号５１で示す。図２の下部には、前
に説明した本体部材２０に延びる導管３６、４０、４４
を示す。
分配網で、一般に番号５１で示す。図２の下部には、前
に説明した本体部材２０に延びる導管３６、４０、４４
を示す。
【００２４】流れ制御および分配システム５１は、注入
器１２を各種のプロセスガスに接続する手段である。出
口導管５２の一方からは導管３６、４０、４４が分岐導
管として延び、対向端はプロセスガス混合多岐管５４に
接続される。
器１２を各種のプロセスガスに接続する手段である。出
口導管５２の一方からは導管３６、４０、４４が分岐導
管として延び、対向端はプロセスガス混合多岐管５４に
接続される。
【００２５】多岐管５４は、例えば水素、アルゴン、サ
イレン（ＳｉＨ４）、六フッ化タングステン（ＷＦ６）
などの４種類のプロセスガスを別々に供給する導管５
６、５８、６０、６２に接続される。プロセスによっ
て、入力するプロセスガスの数は変わってよい。
イレン（ＳｉＨ４）、六フッ化タングステン（ＷＦ６）
などの４種類のプロセスガスを別々に供給する導管５
６、５８、６０、６２に接続される。プロセスによっ
て、入力するプロセスガスの数は変わってよい。
【００２６】各導管５６、５８、６０、６２には、それ
ぞれオンオフ弁６４、６６、６８、７０が設けられてい
る。また導管５６、５８、６０、６２には、オンオフ弁
と多岐管５４との間に質量流量制御器７２、７４、７
６、７８がそれぞれ設けられている。
ぞれオンオフ弁６４、６６、６８、７０が設けられてい
る。また導管５６、５８、６０、６２には、オンオフ弁
と多岐管５４との間に質量流量制御器７２、７４、７
６、７８がそれぞれ設けられている。
【００２７】質量流量制御器は、手動でまたはプロセス
制御用コンピュータから与えられる入力制御信号８０、
８２、８４、８６にそれぞれ応答する。必要があれば、
上に述べたものの代わりに他のプロセスガスを使ってよ
い。
制御用コンピュータから与えられる入力制御信号８０、
８２、８４、８６にそれぞれ応答する。必要があれば、
上に述べたものの代わりに他のプロセスガスを使ってよ
い。
【００２８】ガスをプロセス室に導き入れるためには、
多岐管のガス圧力をプロセス室１０内の圧力よりも少な
くともやや高くする必要がある。従って多岐管５４には
圧力検知器８８を備え、多岐管５４内の圧力を示す信号
９０を制御器９２に伝送する。
多岐管のガス圧力をプロセス室１０内の圧力よりも少な
くともやや高くする必要がある。従って多岐管５４には
圧力検知器８８を備え、多岐管５４内の圧力を示す信号
９０を制御器９２に伝送する。
【００２９】制御器９２では、信号９０と設定値すなわ
ち所望の圧力９４とを比較する。制御器９２は所定の多
岐管圧力を示す出力制御信号９６を、ポンプ１００に関
連して動作する流量制御弁９８に伝送する。
ち所望の圧力９４とを比較する。制御器９２は所定の多
岐管圧力を示す出力制御信号９６を、ポンプ１００に関
連して動作する流量制御弁９８に伝送する。
【００３０】ポンプ１００は流量制御弁９８と制御信号
９６に関連して動作し、多岐管ガス圧力を所定の値にす
る。この多岐管圧力制御により、ガス分配網５１内の質
量流量制御器１０４、１０６、１０８は正常に動作す
る。
９６に関連して動作し、多岐管ガス圧力を所定の値にす
る。この多岐管圧力制御により、ガス分配網５１内の質
量流量制御器１０４、１０６、１０８は正常に動作す
る。
【００３１】プロセス用に選択されたガスまたはガスの
組み合わせに従って、プロセスガスは出口導管５２を通
り３本の分岐導管３６、４０、４４に送られる。ガスは
注入器１２に達する前に、各分岐導管にそれぞれ設けら
れている質量流量制御器１０４、１０６、１０８を通ら
なければならない。
組み合わせに従って、プロセスガスは出口導管５２を通
り３本の分岐導管３６、４０、４４に送られる。ガスは
注入器１２に達する前に、各分岐導管にそれぞれ設けら
れている質量流量制御器１０４、１０６、１０８を通ら
なければならない。
【００３２】質量流量制御器１０４、１０６、１０８は
制御信号１１０、１１２、１１４に応答して、各分岐導
管３６、４０、４４を流れるガスの量と比率を決める。
制御信号１１０、１１２、１１４に応答して、各分岐導
管３６、４０、４４を流れるガスの量と比率を決める。
【００３３】あるプロセスにおいて注入器１２の各ゾー
ンのガス流量を等しくする必要がある場合は、分岐導管
３６、４０、４４を流れる流量が等しくなるように、制
御伝号１１０、１１２、１１４を弁１０４、１０６、１
０８に与える。
ンのガス流量を等しくする必要がある場合は、分岐導管
３６、４０、４４を流れる流量が等しくなるように、制
御伝号１１０、１１２、１１４を弁１０４、１０６、１
０８に与える。
【００３４】他方、全ガス流量の５０％をオリフィス３
０の外環状ゾーンに流したい場合は、ガスの５０％が分
岐導管４４を通って通路４２へ入り、オリフィス３０か
ら流れ出るように、制御信号１１４が弁１０８の流量特
性を変える。
０の外環状ゾーンに流したい場合は、ガスの５０％が分
岐導管４４を通って通路４２へ入り、オリフィス３０か
ら流れ出るように、制御信号１１４が弁１０８の流量特
性を変える。
【００３５】他の２本の導管を通る流量を等しいまたは
任意の比率に分割するには、単にそれぞれの制御信号を
質量流量制御器１０４−１０８に与えるだけでよい。
任意の比率に分割するには、単にそれぞれの制御信号を
質量流量制御器１０４−１０８に与えるだけでよい。
【００３６】図２のガス制御システムの説明において、
多岐管５４の上流にある質量流量制御器すなわち弁７
２、７４、７６、７８は、分岐導管３６、４０、４４内
の質量流量制御器とカスケードになっていることが分か
る。
多岐管５４の上流にある質量流量制御器すなわち弁７
２、７４、７６、７８は、分岐導管３６、４０、４４内
の質量流量制御器とカスケードになっていることが分か
る。
【００３７】図２のシステム５１の制御弁をカスケード
にする理由は、導管５６、５８、６０、６２を流れるガ
スを１種類以上混合させる必要がしばしばあるからであ
る。多岐管５４の上流にある制御器は、多岐管５４に入
るプロセス流体を所定の比率にするために必要である。
にする理由は、導管５６、５８、６０、６２を流れるガ
スを１種類以上混合させる必要がしばしばあるからであ
る。多岐管５４の上流にある制御器は、多岐管５４に入
るプロセス流体を所定の比率にするために必要である。
【００３８】多岐管５４からの出口導管５２は１本だけ
なので、注入器１２の各流れゾーンへの流量を制御する
ためには、各導管３６、４０、４４にそれぞれ流量制御
弁１０４、１０６、１０８を設ける必要がある。
なので、注入器１２の各流れゾーンへの流量を制御する
ためには、各導管３６、４０、４４にそれぞれ流量制御
弁１０４、１０６、１０８を設ける必要がある。
【００３９】図３に示すシステムでは、３個の個別の多
岐管すなわち多岐管５４ａ、５４ｂ、５４ｃが用いられ
る。注入器１２に接続される導管３６、４０、４４はそ
れぞれの混合多岐管に接続される。
岐管すなわち多岐管５４ａ、５４ｂ、５４ｃが用いられ
る。注入器１２に接続される導管３６、４０、４４はそ
れぞれの混合多岐管に接続される。
【００４０】各多岐管５４ａ、５４ｂ、５４ｃには、図
２のガス流量制御システム５１に示した同符号の導管に
対応する複数の導管５６、５８、６０、６２が接続され
る。同様に、各導管にはオンオフ弁６４、６６、６８、
７０が設けられる。
２のガス流量制御システム５１に示した同符号の導管に
対応する複数の導管５６、５８、６０、６２が接続され
る。同様に、各導管にはオンオフ弁６４、６６、６８、
７０が設けられる。
【００４１】図３に示すシステムの利点は、注入器１２
の各流れゾーンに異なるガスまたは異なる混合ガスを送
ることができることである。またウエーハ１６上で処理
中に、ある流れゾーンの混合状態を変える場合は、前に
説明したように各導管内に設けられる流量制御弁６４、
６６、６８、７０を変更することによって制御すること
ができる。
の各流れゾーンに異なるガスまたは異なる混合ガスを送
ることができることである。またウエーハ１６上で処理
中に、ある流れゾーンの混合状態を変える場合は、前に
説明したように各導管内に設けられる流量制御弁６４、
６６、６８、７０を変更することによって制御すること
ができる。
【００４２】各多岐管はそれぞれ出口導管を備えている
ので、図２のガス流量制御システム５１の場合のよう
に、注入器１２への流量を更に制御する必要はない。
ので、図２のガス流量制御システム５１の場合のよう
に、注入器１２への流量を更に制御する必要はない。
【００４３】詳細は示さないが各多岐管５４ａ、５４
ｂ、５４ｃに、図２の実施態様で説明したような圧力制
御システムを設けることができる。多岐管に接続する導
管１０２はこの目的のために示したものである。必要が
なければなくてもよい。
ｂ、５４ｃに、図２の実施態様で説明したような圧力制
御システムを設けることができる。多岐管に接続する導
管１０２はこの目的のために示したものである。必要が
なければなくてもよい。
【００４４】図３のガス流量制御システムを接続した場
合の注入器１２の動作を説明すると、選択された混合ガ
スは関連する導管を通って多岐管５４ａに入り、混合ガ
スは出口導管４０から出て通路３８を通って注入器１２
に入り、オリフィス２６を通って中間の環状ガス流れゾ
ーン２８に入る。
合の注入器１２の動作を説明すると、選択された混合ガ
スは関連する導管を通って多岐管５４ａに入り、混合ガ
スは出口導管４０から出て通路３８を通って注入器１２
に入り、オリフィス２６を通って中間の環状ガス流れゾ
ーン２８に入る。
【００４５】同様に、必要なガスは多岐管５４ｂに入っ
て混合し、導管３６から出て通路３４を通って注入器１
２に入り、オリフィス２２を通ってガス流れの中心ゾー
ン２４に入る。
て混合し、導管３６から出て通路３４を通って注入器１
２に入り、オリフィス２２を通ってガス流れの中心ゾー
ン２４に入る。
【００４６】また１種類または複数のガスが多岐管５４
ｃに入り、出口導管４４から出たガスは通路４２を通っ
て注入器１２に入り、オリフィス３０を通って注入器１
２の外環状ガス流れゾーンに入る。
ｃに入り、出口導管４４から出たガスは通路４２を通っ
て注入器１２に入り、オリフィス３０を通って注入器１
２の外環状ガス流れゾーンに入る。
【００４７】図３において、入力制御信号８０、８２、
８４、８６を図３のガス流量制御システム内の各流量制
御弁に与えることにより、ガスの混合およびその比率を
各流れゾーン内で目的に合わせて変化させまたは一定に
保つことができる。
８４、８６を図３のガス流量制御システム内の各流量制
御弁に与えることにより、ガスの混合およびその比率を
各流れゾーン内で目的に合わせて変化させまたは一定に
保つことができる。
【００４８】このように流量制御弁を並列に設けること
により、混合組成を変更したり、各出口導管を通るガス
流量を変更したりすることができる。
により、混合組成を変更したり、各出口導管を通るガス
流量を変更したりすることができる。
【００４９】こうすれば、図２で流量制御弁をカスケー
ドにすなわち直列に配置した場合とは異なり、制御は難
しくない。各多岐管５４ａ、５４ｂ、５４ｃの質量流量
制御器の制御信号８０、８２、８４、８６は独立であっ
て、別個に制御することができる（図３においては全部
で１２個の別個の質量流量制御信号がある）。
ドにすなわち直列に配置した場合とは異なり、制御は難
しくない。各多岐管５４ａ、５４ｂ、５４ｃの質量流量
制御器の制御信号８０、８２、８４、８６は独立であっ
て、別個に制御することができる（図３においては全部
で１２個の別個の質量流量制御信号がある）。
【００５０】図４−図１０は、図１に示す注入器の略図
に基づいた注入器１２の構造である。図４に示すよう
に、注入器１２は上部シャワーヘッド板１２０、中心ゾ
ーン板１２２、中間ゾーン板１２４、外環状ゾーン板１
２６を含む。
に基づいた注入器１２の構造である。図４に示すよう
に、注入器１２は上部シャワーヘッド板１２０、中心ゾ
ーン板１２２、中間ゾーン板１２４、外環状ゾーン板１
２６を含む。
【００５１】また注入器本体２０は、温度制御室４６を
形成する温度制御部１２８と底板１３０を含む。ネジを
切った一群の留め金具１３２が本体２０を貫通し、順序
に組み立てられた各板を保持する。
形成する温度制御部１２８と底板１３０を含む。ネジを
切った一群の留め金具１３２が本体２０を貫通し、順序
に組み立てられた各板を保持する。
【００５２】図５は上部シャワーヘッド板１２０の平面
図であって、外周面３２と、貫通する各オリフィス２
２、２６、３０が見られる。また各板を順序に並べて組
み立てた本体２０を、ネジ付き留め金具１３２が保持し
ている様子が分かる。板１２０の外径はウエーハ１６の
直径と等しいかまたはより大きいことが望ましい。
図であって、外周面３２と、貫通する各オリフィス２
２、２６、３０が見られる。また各板を順序に並べて組
み立てた本体２０を、ネジ付き留め金具１３２が保持し
ている様子が分かる。板１２０の外径はウエーハ１６の
直径と等しいかまたはより大きいことが望ましい。
【００５３】中心ゾーン板１２２の平面図を図６に示
す。この図はガス流れ通路３４を円形の凹部で示し、こ
の凹部は放射状に延びて環状の分岐通路と交差し、この
分岐通路は導管３６（図１参照）と、中心ゾーン２４を
貫通してガスを流すオリフィス２２との間を連結する。
す。この図はガス流れ通路３４を円形の凹部で示し、こ
の凹部は放射状に延びて環状の分岐通路と交差し、この
分岐通路は導管３６（図１参照）と、中心ゾーン２４を
貫通してガスを流すオリフィス２２との間を連結する。
【００５４】図７は中間ガス流れゾーン２８へのガス流
れ通路を示す。図に示すように、導管４０は板１２４に
形成された環状通路３８に延び、更にゾーン２８にガス
を送るオリフィス２６に接続される一連のガス流れ凹所
に接続される。また前に図６で説明した中心部流れ通路
３４に延びる導管３６も図示している。
れ通路を示す。図に示すように、導管４０は板１２４に
形成された環状通路３８に延び、更にゾーン２８にガス
を送るオリフィス２６に接続される一連のガス流れ凹所
に接続される。また前に図６で説明した中心部流れ通路
３４に延びる導管３６も図示している。
【００５５】図８は外側ゾーンに対するガス流れ制御の
平面図を示す。図に示すように、導管４４は板１２６を
貫通して環状のガス流れ通路に外向きに放射状に延び
る。この環状のガス流れ通路は、注入器１２の外環状ゾ
ーンへガスを流すオリフィス３０に接続する複数の放射
状に延びる通路を備える。また図８には、通路３４に延
びる導管３６と通路３８に延びる導管４０を示す。
平面図を示す。図に示すように、導管４４は板１２６を
貫通して環状のガス流れ通路に外向きに放射状に延び
る。この環状のガス流れ通路は、注入器１２の外環状ゾ
ーンへガスを流すオリフィス３０に接続する複数の放射
状に延びる通路を備える。また図８には、通路３４に延
びる導管３６と通路３８に延びる導管４０を示す。
【００５６】図９は、温度制御室４６を備える注入器本
体２０の部分１２８の平面図である。図に示すように、
仕切り１３４が温度制御室４６を横切って延びる。注入
器１２に接続し、注入器１２にプロセスガスを送る導管
３６、４０、４４が図９に示されている。
体２０の部分１２８の平面図である。図に示すように、
仕切り１３４が温度制御室４６を横切って延びる。注入
器１２に接続し、注入器１２にプロセスガスを送る導管
３６、４０、４４が図９に示されている。
【００５７】図１０は、室４６を囲む本体部分２０の底
の部分を形成する板１３０を示す平面図である。板１２
８の位置は、流体入口４８と出口５０が仕切り１３４を
はさんで向かい合うようになっている。ここでも導管３
６、４０、４４が板１３０を通って延びているのが見ら
れる。
の部分を形成する板１３０を示す平面図である。板１２
８の位置は、流体入口４８と出口５０が仕切り１３４を
はさんで向かい合うようになっている。ここでも導管３
６、４０、４４が板１３０を通って延びているのが見ら
れる。
【００５８】これまで構造がシールされていることを示
さなかったが、各板の表面は十分に仕上げをしてあり、
各プロセスの熱に耐える金属対金属シールや適切なシー
ルを板の間に挿入して、ガス流れ通路を完全に保ってい
る。
さなかったが、各板の表面は十分に仕上げをしてあり、
各プロセスの熱に耐える金属対金属シールや適切なシー
ルを板の間に挿入して、ガス流れ通路を完全に保ってい
る。
【００５９】上に詳細に述べたように、注入器１２およ
び関連する流量制御システムは、関連するオリフィスゾ
ーンを通して均等なまたは任意の比率でガス流量を得る
ことができる。
び関連する流量制御システムは、関連するオリフィスゾ
ーンを通して均等なまたは任意の比率でガス流量を得る
ことができる。
【００６０】図示はしていないが、プロセス制御用コン
ピュータ（図示せず）の所定のプログラムによって質量
流量調節信号（１１０、１１２、１１４および８０、８
２、８４、８６）を制御弁に与え、室１０内で任意のプ
ロセスを実行中にガス流量およびその比率を変更するこ
とができる。
ピュータ（図示せず）の所定のプログラムによって質量
流量調節信号（１１０、１１２、１１４および８０、８
２、８４、８６）を制御弁に与え、室１０内で任意のプ
ロセスを実行中にガス流量およびその比率を変更するこ
とができる。
【００６１】望ましい実施態様では、流量制御を３つの
別個のゾーンで示したが、必要な任意の数の流量制御ゾ
ーンを装置の中に組み込むことができることは明かであ
る。更に望ましい実施態様では円筒形で対称なゾーン
（円形および環状）を用いたが、他のゾーン分割構造も
同様に用いることができる。
別個のゾーンで示したが、必要な任意の数の流量制御ゾ
ーンを装置の中に組み込むことができることは明かであ
る。更に望ましい実施態様では円筒形で対称なゾーン
（円形および環状）を用いたが、他のゾーン分割構造も
同様に用いることができる。
【００６２】本発明について一実施例だけを説明した
が、本発明の精神と範囲に反することなく多くの変更を
行なうことができる。
が、本発明の精神と範囲に反することなく多くの変更を
行なうことができる。
【００６３】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１） 多ゾーンガス注入器あって、ウエーハに隣接し
て設けられるシャワーヘッド板と、前記シャワーヘッド
板を貫通する複数のオリフィスと、前記オリフィスに結
合される本体部材内の複数の通路とを持ち、かつ前記各
通路用毎に入口を持つ本体部材と、前記本体部材の前記
各入口に接続され、かつ少なくとも１つのプロセス流体
源に接続される入力導管とを備える、半導体処理装置用
の多ゾーンガス注入器。
る。 （１） 多ゾーンガス注入器あって、ウエーハに隣接し
て設けられるシャワーヘッド板と、前記シャワーヘッド
板を貫通する複数のオリフィスと、前記オリフィスに結
合される本体部材内の複数の通路とを持ち、かつ前記各
通路用毎に入口を持つ本体部材と、前記本体部材の前記
各入口に接続され、かつ少なくとも１つのプロセス流体
源に接続される入力導管とを備える、半導体処理装置用
の多ゾーンガス注入器。
【００６４】（２） 前記各導管に設けられ、前記オリ
フィスを通って前記ウエーハ上に送られる前記プロセス
流体の量と分布を制御するための調整可能な流量制御装
置を更に含む、第１項に記載の注入器。
フィスを通って前記ウエーハ上に送られる前記プロセス
流体の量と分布を制御するための調整可能な流量制御装
置を更に含む、第１項に記載の注入器。
【００６５】（３） 前記オリフィスの第１部分は、前
記シャワーヘッド板の外周に隣接して一般に環状パター
ンで設けられる、第１項に記載の注入器。
記シャワーヘッド板の外周に隣接して一般に環状パター
ンで設けられる、第１項に記載の注入器。
【００６６】（４） 前記オリフィスの第２部分は、前
記第１部分に隣接して一般に環状パターンで設けられ
る、第３項に記載の注入器。
記第１部分に隣接して一般に環状パターンで設けられ
る、第３項に記載の注入器。
【００６７】（５） 前記オリフィスの第３部分は、前
記第２部分内に一般に円形パターンで設けられる、第４
項に記載の注入器。
記第２部分内に一般に円形パターンで設けられる、第４
項に記載の注入器。
【００６８】（６） 前記プロセス流体源は、少なくと
も１個の流体混合多岐管と、前記混合多岐管に接続さ
れ、所定の多岐管圧力を保持するための圧力制御装置
と、前記混合多岐管に接続され、プロセス流体を前記混
合多岐管に送るための少なくとも１個のプロセス流体導
管と、各プロセス流体導管内に設けられ、前記混合多岐
管に入る前記プロセス流体の質量流量を制御するための
流量制御装置と、前記混合多岐管に接続され、前記本体
部材に接続される前記複数の入口導管へ前記プロセス流
体を送るための出口導管とを含む、第１項に記載の注入
器。
も１個の流体混合多岐管と、前記混合多岐管に接続さ
れ、所定の多岐管圧力を保持するための圧力制御装置
と、前記混合多岐管に接続され、プロセス流体を前記混
合多岐管に送るための少なくとも１個のプロセス流体導
管と、各プロセス流体導管内に設けられ、前記混合多岐
管に入る前記プロセス流体の質量流量を制御するための
流量制御装置と、前記混合多岐管に接続され、前記本体
部材に接続される前記複数の入口導管へ前記プロセス流
体を送るための出口導管とを含む、第１項に記載の注入
器。
【００６９】（７） 前記プロセス流体源は、少なくと
も１個の流体混合多岐管と、前記混合多岐管に接続さ
れ、所定の多岐管圧力を保持するための圧力制御装置
と、前記混合多岐管に接続され、プロセス流体を前記混
合多岐管に送るための少なくとも１個のプロセス流体導
管と、各プロセス流体導管内に設けられ、前記混合多岐
管に入る前記プロセス流体の質量流量を制御するための
流量制御装置と、前記混合多岐管に接続され、前記本体
部材に接続される前記複数の入口導管へ前記プロセス流
体を送るための出口導管とを含む、第２項に記載の注入
器。
も１個の流体混合多岐管と、前記混合多岐管に接続さ
れ、所定の多岐管圧力を保持するための圧力制御装置
と、前記混合多岐管に接続され、プロセス流体を前記混
合多岐管に送るための少なくとも１個のプロセス流体導
管と、各プロセス流体導管内に設けられ、前記混合多岐
管に入る前記プロセス流体の質量流量を制御するための
流量制御装置と、前記混合多岐管に接続され、前記本体
部材に接続される前記複数の入口導管へ前記プロセス流
体を送るための出口導管とを含む、第２項に記載の注入
器。
【００７０】（８） 前記各入口導管毎に設けられるガ
ス混合多岐管と、各混合多岐管毎に設けられる少なくと
も１個のプロセス流体管と、各混合多岐管毎に設けら
れ、前記プロセス流体を前記注入器本体に送るための出
導管とをさらに含む第７項に記載の注入器。
ス混合多岐管と、各混合多岐管毎に設けられる少なくと
も１個のプロセス流体管と、各混合多岐管毎に設けら
れ、前記プロセス流体を前記注入器本体に送るための出
導管とをさらに含む第７項に記載の注入器。
【００７１】（９） 前記プロセス流体源は、ガス混合
多岐管と、前記混合多岐管に接続され、所定の多岐管圧
力を保持するための圧力制御装置と、前記混合多岐管に
接続され、プロセス流体を前記混合多岐管に送るための
少なくとも１個のプロセス流体導管と、各プロセス流体
導管内に設けられ、前記混合多岐管に入る前記プロセス
流体の質量流量を制御するための流量制御装置と、前記
混合多岐管に接続され、前記本体部材に接続される前記
複数の入口導管へ前記プロセス流体を送るための出口導
管とを更に含む、第５項に記載の注入器。
多岐管と、前記混合多岐管に接続され、所定の多岐管圧
力を保持するための圧力制御装置と、前記混合多岐管に
接続され、プロセス流体を前記混合多岐管に送るための
少なくとも１個のプロセス流体導管と、各プロセス流体
導管内に設けられ、前記混合多岐管に入る前記プロセス
流体の質量流量を制御するための流量制御装置と、前記
混合多岐管に接続され、前記本体部材に接続される前記
複数の入口導管へ前記プロセス流体を送るための出口導
管とを更に含む、第５項に記載の注入器。
【００７２】（１０） 前記各入口導管毎に設けられる
ガス混合多岐管と、各混合多岐管毎に設けられる少なく
とも１個のプロセス流体導管と、各混合多岐管毎に設け
られ、前記プロセス流体を前記注入器本体に送るための
出導管とを更に含む、第９項に記載の注入器。
ガス混合多岐管と、各混合多岐管毎に設けられる少なく
とも１個のプロセス流体導管と、各混合多岐管毎に設け
られ、前記プロセス流体を前記注入器本体に送るための
出導管とを更に含む、第９項に記載の注入器。
【００７３】（１１） 前記圧力制御装置は、前記混合
多岐管内の圧力を表わす信号を発生するための、前記混
合多岐管内の圧力検知器と、前記信号を受け、前記信号
を所定の圧力と比較し、前記所定の圧力を表わす出力制
御信号を転送するための制御器と、前記混合多岐管に接
続される圧力制御装置と、前記混合多岐管と圧力制御装
置の間に設けられ、前記出力制御信号に応答して前記混
合多岐管内の圧力を制御するための制御弁とを含む、第
９項に記載の注入器。
多岐管内の圧力を表わす信号を発生するための、前記混
合多岐管内の圧力検知器と、前記信号を受け、前記信号
を所定の圧力と比較し、前記所定の圧力を表わす出力制
御信号を転送するための制御器と、前記混合多岐管に接
続される圧力制御装置と、前記混合多岐管と圧力制御装
置の間に設けられ、前記出力制御信号に応答して前記混
合多岐管内の圧力を制御するための制御弁とを含む、第
９項に記載の注入器。
【００７４】（１２） 多ゾーン流体注入器であって、
前記ウエーハに隣接して設けられるシャワーヘッド板
と、前記シャワーヘッド板を貫通する複数の放射状およ
び円状に配置されたオリフィスと、前記オリフィスの第
１部分に接続されかつ第１入口を持つ前記本体部材内の
第１通路と、前記オリフィスの第２部分に接続されかつ
第２入口を持つ前記本体部材内第２通路と、前記オリフ
ィスの第３部分に接続されかつ第３入口を持つ前記本体
部材内の第３通路と、を備える本体部材と、前記第１入
口に接続され、プロセス流体源に接続される第１導管
と、前記第２入口に接続され、前記プロセス流体源に接
続される第２導管と、前記第３入口に接続され、前記プ
ロセス流体源に接続される第３導管を備える、単一ウエ
ーハ半導体処理装置用の多ゾーン流体注入器。
前記ウエーハに隣接して設けられるシャワーヘッド板
と、前記シャワーヘッド板を貫通する複数の放射状およ
び円状に配置されたオリフィスと、前記オリフィスの第
１部分に接続されかつ第１入口を持つ前記本体部材内の
第１通路と、前記オリフィスの第２部分に接続されかつ
第２入口を持つ前記本体部材内第２通路と、前記オリフ
ィスの第３部分に接続されかつ第３入口を持つ前記本体
部材内の第３通路と、を備える本体部材と、前記第１入
口に接続され、プロセス流体源に接続される第１導管
と、前記第２入口に接続され、前記プロセス流体源に接
続される第２導管と、前記第３入口に接続され、前記プ
ロセス流体源に接続される第３導管を備える、単一ウエ
ーハ半導体処理装置用の多ゾーン流体注入器。
【００７５】（１３） 前記第１、第２、第３導管内に
それぞれ設けられ、前記オリフィスを通って前記ウエー
ハ上に送られる前記プロセス流体の量と分布を制御する
ための第１、第２、第３調整可能な流量制御装置を更に
含む、第１２項に記載の注入器。
それぞれ設けられ、前記オリフィスを通って前記ウエー
ハ上に送られる前記プロセス流体の量と分布を制御する
ための第１、第２、第３調整可能な流量制御装置を更に
含む、第１２項に記載の注入器。
【００７６】（１４） 前記オリフィスの前記第１部分
は、前記シャワーヘッド板の外周に隣接して一般に環状
パターンで設けられる、第１２項に記載の注入器。
は、前記シャワーヘッド板の外周に隣接して一般に環状
パターンで設けられる、第１２項に記載の注入器。
【００７７】（１５） 前記オリフィスの前記第２部分
は、前記第１部分に隣接して一般に環状パターンで設け
られる、第１４項に記載の注入器。
は、前記第１部分に隣接して一般に環状パターンで設け
られる、第１４項に記載の注入器。
【００７８】（１６） 前記オリフィスの前記第３部分
は、前記第２部分に隣接して一般に環状パターンで設け
られる、第１５項に記載の注入器。
は、前記第２部分に隣接して一般に環状パターンで設け
られる、第１５項に記載の注入器。
【００７９】（１７） 前記プロセス流体源は、流体混
合多岐管と、前記混合多岐管に接続され、所定の圧力を
保持するための圧力制御装置と、前記混合多岐管に接続
され、プロセス流体を前記混合多岐管に送るための複数
の導管と、前記混合多岐管への前記プロセス流体の質量
流量を制御するための制御弁と、前記混合多岐管に接続
され、前記本体部材に接続される前記複数の導管へ前記
プロセス流体を送るための出口導管とを含む、第１２項
に記載の注入器。
合多岐管と、前記混合多岐管に接続され、所定の圧力を
保持するための圧力制御装置と、前記混合多岐管に接続
され、プロセス流体を前記混合多岐管に送るための複数
の導管と、前記混合多岐管への前記プロセス流体の質量
流量を制御するための制御弁と、前記混合多岐管に接続
され、前記本体部材に接続される前記複数の導管へ前記
プロセス流体を送るための出口導管とを含む、第１２項
に記載の注入器。
【００８０】（１８） 前記プロセス流体源は、流体混
合多岐管と、前記混合多岐管に接続され、所定の圧力を
保持するための圧力制御装置と、前記混合多岐管に接続
され、プロセス流体を前記混合多岐管に送るための少な
くとも１個のプロセス流体導管と、各プロセス流体導管
内に設けられ、前記混合多岐管への前記プロセス流体の
質量流量を制御するための少なくとも１個の流量制御装
置と、前記混合多岐管に接続され、前記本体部材に接続
される前記複数の入口導管へ前記プロセス流体を送るた
めの出口導管とを含む、第１３項に記載の注入器。
合多岐管と、前記混合多岐管に接続され、所定の圧力を
保持するための圧力制御装置と、前記混合多岐管に接続
され、プロセス流体を前記混合多岐管に送るための少な
くとも１個のプロセス流体導管と、各プロセス流体導管
内に設けられ、前記混合多岐管への前記プロセス流体の
質量流量を制御するための少なくとも１個の流量制御装
置と、前記混合多岐管に接続され、前記本体部材に接続
される前記複数の入口導管へ前記プロセス流体を送るた
めの出口導管とを含む、第１３項に記載の注入器。
【００８１】（１９） 前記各入口導管毎に設けられる
流体混合多岐管と、各混合多岐管毎に設けられる少なく
とも１個のプロセス流体導管と、各混合多岐管毎に設け
られ、前記プロセス流体を前記注入器本体に送るための
出口導管とを更に含む、第１８項に記載の注入器。
流体混合多岐管と、各混合多岐管毎に設けられる少なく
とも１個のプロセス流体導管と、各混合多岐管毎に設け
られ、前記プロセス流体を前記注入器本体に送るための
出口導管とを更に含む、第１８項に記載の注入器。
【００８２】（２０） 前記プロセス流体源は、流体混
合多岐管と、前記混合多岐管に接続され、所定の圧力を
保持するための圧力制御装置と、前記混合多岐管に接続
され、プロセス流体を前記混合多岐管に送るための複数
のプロセス流体導管と、各プロセス流体導管に設けら
れ、前記混合多岐管への前記プロセス流体の質量流量を
制御するための制御装置と、前記混合多岐管に接続さ
れ、前記本体部材に接続される前記複数の導管へ前記プ
ロセス流体の一つを送るための出口導管とを含む、第１
６項に記載の注入器
合多岐管と、前記混合多岐管に接続され、所定の圧力を
保持するための圧力制御装置と、前記混合多岐管に接続
され、プロセス流体を前記混合多岐管に送るための複数
のプロセス流体導管と、各プロセス流体導管に設けら
れ、前記混合多岐管への前記プロセス流体の質量流量を
制御するための制御装置と、前記混合多岐管に接続さ
れ、前記本体部材に接続される前記複数の導管へ前記プ
ロセス流体の一つを送るための出口導管とを含む、第１
６項に記載の注入器
【００８３】（２１） 前記圧力制御装置は、前記混合
多岐管内の圧力を表わす信号を発生するための、前記混
合多岐管の圧力検知器と、前記信号を受け、前記信号を
所定の圧力と比較し、前記所定の圧力を表わす出力制御
伝号を転送するための制御器と、前記混合多岐管に接続
される圧力制御装置と、前記混合多岐管と圧力制御装置
の間に設けられ、前記出力制御信号に応答して前記混合
多岐管内の圧力を制御するための制御弁とを含む、第１
７項に記載の注入器。
多岐管内の圧力を表わす信号を発生するための、前記混
合多岐管の圧力検知器と、前記信号を受け、前記信号を
所定の圧力と比較し、前記所定の圧力を表わす出力制御
伝号を転送するための制御器と、前記混合多岐管に接続
される圧力制御装置と、前記混合多岐管と圧力制御装置
の間に設けられ、前記出力制御信号に応答して前記混合
多岐管内の圧力を制御するための制御弁とを含む、第１
７項に記載の注入器。
【００８４】（２２） 単一ウエーハ半導体処理装置
（１０）用のプログラム可能な多ゾーン流体注入器（１
２）であって、複数のオリフィス（２２、２４、３０）
を備え、多数の別個のゾーン（２４、２８、３２）すな
わち領域に分割された注入器（１２）を含む。これらの
ゾーン（２４、２８、３２）すなわち領域は通路路（３
４、３８、４２）と導管（３６、４０、４４）によって
プロセス流体源に接続される。個別の各導管（３６、４
０、４４）はその中に少なくとも１個の流量制御装置を
備え、各ゾーン（２４、２８、３２）へのプロセス流体
の量と比率を独立に制御する。前記流量制御装置は入力
信号に応答し、オリフィス（２２、２４、３０）からの
前記流体流量を前記プロセス室（１０）内で所定の流れ
パターンに保持して、個々の製造プロセスの仕様に合わ
せることができる。
（１０）用のプログラム可能な多ゾーン流体注入器（１
２）であって、複数のオリフィス（２２、２４、３０）
を備え、多数の別個のゾーン（２４、２８、３２）すな
わち領域に分割された注入器（１２）を含む。これらの
ゾーン（２４、２８、３２）すなわち領域は通路路（３
４、３８、４２）と導管（３６、４０、４４）によって
プロセス流体源に接続される。個別の各導管（３６、４
０、４４）はその中に少なくとも１個の流量制御装置を
備え、各ゾーン（２４、２８、３２）へのプロセス流体
の量と比率を独立に制御する。前記流量制御装置は入力
信号に応答し、オリフィス（２２、２４、３０）からの
前記流体流量を前記プロセス室（１０）内で所定の流れ
パターンに保持して、個々の製造プロセスの仕様に合わ
せることができる。
本発明の上述の目的と利点は、図面と併せて詳細な説明
を読めば明らかになる。全ての図面において、同じ符号
は同じ部分を示す。
を読めば明らかになる。全ての図面において、同じ符号
は同じ部分を示す。
【図１】部分的に図示したプロセス室内の、本発明に基
づいて製作される多ゾーンのプログラム可能なガス注入
器の断面の略立面図である。
づいて製作される多ゾーンのプログラム可能なガス注入
器の断面の略立面図である。
【図２】図１に示すシャワーヘッドまたは注入器に関し
て用いられ、本発明に基づいて製作されるプロセスガス
制御システムを示す略図である。
て用いられ、本発明に基づいて製作されるプロセスガス
制御システムを示す略図である。
【図３】図２と同様であるが、図１に示す注入器に関し
て用いられ、また本発明に基づいて製作される別のプロ
セスガス制御システムを示す略図である。
て用いられ、また本発明に基づいて製作される別のプロ
セスガス制御システムを示す略図である。
【図４】本発明に基づいて製作されるガス注入器の立面
図（尺度なし）である。
図（尺度なし）である。
【図５】図４の注入器の頂板すなわちシャワーヘッド板
の、図４の５−５線に沿った平面図である。
の、図４の５−５線に沿った平面図である。
【図６】図４の注入器内のガス流れの中心ゾーンを形成
するために用いられる板の、図４の６−６線に沿った平
面図である。
するために用いられる板の、図４の６−６線に沿った平
面図である。
【図７】図４の注入器内の環状中央すなわち中間のガス
流れゾーンを形成するために用いられる板の、図４の７
−７線に沿った平面図である。
流れゾーンを形成するために用いられる板の、図４の７
−７線に沿った平面図である。
【図８】図４の注入器内の外側環状ガス流れゾーンを形
成するために用いられる板の、図４の８−８線に沿った
平面図である。
成するために用いられる板の、図４の８−８線に沿った
平面図である。
【図９】プログラム可能な注入器モジュール用の温度制
御室を形成するために用いられる図４の注入器の本体部
分の、図４の９−９線に沿った平面図である。
御室を形成するために用いられる図４の注入器の本体部
分の、図４の９−９線に沿った平面図である。
【図１０】図９の本体部材内に形成された室を閉じ、前
記温度制御流体の流れに接続される底板の、図４の１０
−１０線に沿った平面図である。
記温度制御流体の流れに接続される底板の、図４の１０
−１０線に沿った平面図である。
１０ プロセス室 １２ 注入器 １４ エネルギー源 １６ ウエーハ １８ シャワーヘッド板 ２０ 注入器本体部材 ２２，２６，３０ オリフィス ２４ 中心部 ２８ 中央部 ３２ 外周 ３４，３８，４２ 通路 ３６，４０，４４ 導管 ４６ 温度制御室 ４８ 入口 ５０ 出口 ５１ 流体制御および分配網 ５２ 出口導管 ５４ 多岐管 ５６，５８，６０，６２ 導管 ６４，６６，６８，７０ オンオフ弁 ７２，７４，７６，７８ 質量流量制御器 ８０，８２，８４，８６ 入力制御信号 ８８ 圧力検知器 ９０ 多岐管内圧力信号 ９２ 制御器 ９４ 設定圧力 ９６ 出力制御信号 ９８ 流量制御弁 １００ ポンプ １０２ 導管 １０４，１０６，１０８ 質量流量制御器 １１０，１１２，１１４ 制御信号 １２０ 上部シャワーヘッド板 １２２ 中心ゾーン板 １２４ 中間ゾーン板 １２６ 外側環状ゾーン板 １２８ 温度制御部 １３０ 底板 １３２ 留め金具
【手続補正書】
【提出日】平成５年３月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 単一ウエーハ半導体処理装置用プログ
ラム可能な多ゾーンガス注入器
ラム可能な多ゾーンガス注入器
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造に係る
単一ウエーハプロセスに関する。限定せずにより詳しく
いうと、本発明は多ゾーンのガス注入器に関するもの
で、注入器の個々のゾーンを制御して、均一にまたは不
均一に調整したプロセスガスまたはプロセスガスの組合
せを製造装置内の半導体ウエーハの表面に送ることがで
きるものである。
単一ウエーハプロセスに関する。限定せずにより詳しく
いうと、本発明は多ゾーンのガス注入器に関するもの
で、注入器の個々のゾーンを制御して、均一にまたは不
均一に調整したプロセスガスまたはプロセスガスの組合
せを製造装置内の半導体ウエーハの表面に送ることがで
きるものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエーハ上で行なう製作プロセス
（例えば蒸着またはエッチング）の中で、ウエーハ内の
プロセスを最大限に均一に保つことは難しいことの一つ
である。エッチングや蒸着プロセスを含む半導体製造プ
ロセスの多くは、加熱または物質輸送（またはその組み
合わせ）である。
（例えば蒸着またはエッチング）の中で、ウエーハ内の
プロセスを最大限に均一に保つことは難しいことの一つ
である。エッチングや蒸着プロセスを含む半導体製造プ
ロセスの多くは、加熱または物質輸送（またはその組み
合わせ）である。
【０００３】従ってプロセスの均一化を計るためには、
一般にウエーハ温度の均一性とガスの流れパターンを共
に調整し最適化する必要がある。最近の半導体製造装置
は、多ゾーンの抵抗的、誘導的、またはランプ型加熱源
を用いて、ウエーハ内の温度をできるだけ均一にしてプ
ロセスの均一化を計る。
一般にウエーハ温度の均一性とガスの流れパターンを共
に調整し最適化する必要がある。最近の半導体製造装置
は、多ゾーンの抵抗的、誘導的、またはランプ型加熱源
を用いて、ウエーハ内の温度をできるだけ均一にしてプ
ロセスの均一化を計る。
【０００４】またプロセスの均一性は、プロセスガスを
望ましい流れパターンに従って分配できるかどうかにも
かかっている。不均一なプロセス室内のガスの流れパタ
ーンと質量輸送から生じる問題を取り除いてプロセスを
均一にするために、多くの場合蒸着またはエッチングす
る材料の厚さそのものを均一に保つ努力が払われてき
た。
望ましい流れパターンに従って分配できるかどうかにも
かかっている。不均一なプロセス室内のガスの流れパタ
ーンと質量輸送から生じる問題を取り除いてプロセスを
均一にするために、多くの場合蒸着またはエッチングす
る材料の厚さそのものを均一に保つ努力が払われてき
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、プロセスの均
一性は一般にウエーハ内の温度の均一性と、プロセスガ
スの物質輸送の均一性の両方によって決まるので、実際
に行なわれている方法の中には、物質輸送の不均一性の
影響を補正するためにウエーハの温度分布（通常制御で
きる）を調整するものもある。
一性は一般にウエーハ内の温度の均一性と、プロセスガ
スの物質輸送の均一性の両方によって決まるので、実際
に行なわれている方法の中には、物質輸送の不均一性の
影響を補正するためにウエーハの温度分布（通常制御で
きる）を調整するものもある。
【０００６】一例としてタングステンの化学蒸着（ＣＶ
Ｄ）では、蒸着の均一性はガスの流れパターンとウエー
ハの温度分布によって大きく影響されるが、ウエーハの
温度分布を調整することによりタングステンの厚みの均
一性を改善することができる。
Ｄ）では、蒸着の均一性はガスの流れパターンとウエー
ハの温度分布によって大きく影響されるが、ウエーハの
温度分布を調整することによりタングステンの厚みの均
一性を改善することができる。
【０００７】蒸着（厚さ）を最も均一にするために、ウ
エーハの温度を不均一にまたは故意にゆがめてよい。反
応物濃度や物質輸送分布が不均一なために生じる望まし
くない影響を減らし、またガスや反応物の減耗効果を除
くためににも、ウエーハ温度を不均一にする必要がある
場合がある。
エーハの温度を不均一にまたは故意にゆがめてよい。反
応物濃度や物質輸送分布が不均一なために生じる望まし
くない影響を減らし、またガスや反応物の減耗効果を除
くためににも、ウエーハ温度を不均一にする必要がある
場合がある。
【０００８】ウエーハ温度を不均一にすることによっ
て、流れの不均一の影響を除き、比較的均一な厚さの層
を得ることができよう。しかし、ウエーハ温度分布を故
意に不均一にすると、他の電気的または物理的性質が不
均一になるなどの別の問題が起こる可能性がある。
て、流れの不均一の影響を除き、比較的均一な厚さの層
を得ることができよう。しかし、ウエーハ温度分布を故
意に不均一にすると、他の電気的または物理的性質が不
均一になるなどの別の問題が起こる可能性がある。
【０００９】従って、不均一な物質輸送の影響を補正す
るためにウエーハ温度を故意にゆがめることは望ましい
解決法ではない。機械設計上の制約のために、単一ゾー
ンガス注入器からのガスの流れを均一に保つことか難し
い場合もある。
るためにウエーハ温度を故意にゆがめることは望ましい
解決法ではない。機械設計上の制約のために、単一ゾー
ンガス注入器からのガスの流れを均一に保つことか難し
い場合もある。
【００１０】従って、プロセス室内のガスの流れパター
ンや反応物の物質輸送分布を、実時間で調整し制御でき
ることが必要である。これができれば、プラズマエッチ
ング、熱的焼きなまし／酸化、蒸着などの多くの製造プ
ロセスで役に立つ。
ンや反応物の物質輸送分布を、実時間で調整し制御でき
ることが必要である。これができれば、プラズマエッチ
ング、熱的焼きなまし／酸化、蒸着などの多くの製造プ
ロセスで役に立つ。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の単一ウエーハ半
導体製造装置用のプログラム可能な多ゾーンガス注入器
（シャワーヘッド）は、任意の数のガス注入ゾーンを設
けることができるという利点がある。
導体製造装置用のプログラム可能な多ゾーンガス注入器
（シャワーヘッド）は、任意の数のガス注入ゾーンを設
けることができるという利点がある。
【００１２】また本発明の技術的な特徴は、必要な時と
場合に従って各注入領域を通る物質の流れを制御できる
ことである。
場合に従って各注入領域を通る物質の流れを制御できる
ことである。
【００１３】本発明の多ゾーンガス注入器は、半導体ウ
エーハ上のプロセスガスの分布を均一にも不均一にも調
整することができるという技術的利点を持つ。本発明の
多ゾーンシャワーヘッドはプログラム可能であるが、こ
れは低圧または大気圧化学蒸着、エッチング、エピタキ
シ、または他の各種の製造プロセスにそのまま用いるこ
とができる。
エーハ上のプロセスガスの分布を均一にも不均一にも調
整することができるという技術的利点を持つ。本発明の
多ゾーンシャワーヘッドはプログラム可能であるが、こ
れは低圧または大気圧化学蒸着、エッチング、エピタキ
シ、または他の各種の製造プロセスにそのまま用いるこ
とができる。
【００１４】本発明は単一ウエーハ半導体製造装置用の
多ゾーンのプログラム可能なガス注入器であって、半導
体ウエーハに隣接して設けられる端末シャワーヘッド板
と、端末シャワーヘッドを貫通する複数のオリフィス
と、オリフィスに接続される本体部材内の複数の通路と
を持ち、かつ各通路毎に入口を持つ本体部材を備える。
多ゾーンのプログラム可能なガス注入器であって、半導
体ウエーハに隣接して設けられる端末シャワーヘッド板
と、端末シャワーヘッドを貫通する複数のオリフィス
と、オリフィスに接続される本体部材内の複数の通路と
を持ち、かつ各通路毎に入口を持つ本体部材を備える。
【００１５】また注入器は、本体部材の各入口に接続さ
れかつプロセスガス源に接続される導管を含む。オリフ
ィスを通った後、プロセス室内で処理されるウエーハ上
に送られるプロセス流体の量を制御するための調整可能
な質量流量制御器が導管内に設けられる。
れかつプロセスガス源に接続される導管を含む。オリフ
ィスを通った後、プロセス室内で処理されるウエーハ上
に送られるプロセス流体の量を制御するための調整可能
な質量流量制御器が導管内に設けられる。
【００１６】
【実施例】図面特に図１に、半導体ウエーハの各種製造
プロセスで用いられる単一ウエーハプロセス室を一般に
参照番号１０で示す。図では、多ゾーンのプログラム可
能なガス注入器１２を含む室１０の一部のみを示す。
プロセスで用いられる単一ウエーハプロセス室を一般に
参照番号１０で示す。図では、多ゾーンのプログラム可
能なガス注入器１２を含む室１０の一部のみを示す。
【００１７】室１０はプロセスエネルギー源１４を含む
が、これは望ましくは加熱器またはプラズマ発生源で、
ウエーハ１６上のプロセスを均一にするように設計され
ている。通常熱源は蒸着プロセスなどの熱処理プロセス
に用いられる。プラズマなど他のプロセスエネルギー源
は、プラズマ、エッチング、プラズマ強化蒸着（ＰＥＣ
ＶＤ）などの他の製造プロセスに用いてよい。
が、これは望ましくは加熱器またはプラズマ発生源で、
ウエーハ１６上のプロセスを均一にするように設計され
ている。通常熱源は蒸着プロセスなどの熱処理プロセス
に用いられる。プラズマなど他のプロセスエネルギー源
は、プラズマ、エッチング、プラズマ強化蒸着（ＰＥＣ
ＶＤ）などの他の製造プロセスに用いてよい。
【００１８】ウエーハ１６はガス注入器１２のシャワー
ヘッド板１８に隣接して、適当な方法で支持される。ウ
エーハは加熱および／または無線周波熱源のチャック
（例えばＰＥＣＶＤ）で締め付けるか、締め付けずにい
くつかの支持ピン上に支持（例えばランプ加熱急熱プロ
セス）してもよい。プロセス室はよく知られており、こ
こではその構造についての詳細な図示または説明はしな
い。
ヘッド板１８に隣接して、適当な方法で支持される。ウ
エーハは加熱および／または無線周波熱源のチャック
（例えばＰＥＣＶＤ）で締め付けるか、締め付けずにい
くつかの支持ピン上に支持（例えばランプ加熱急熱プロ
セス）してもよい。プロセス室はよく知られており、こ
こではその構造についての詳細な図示または説明はしな
い。
【００１９】シャワーヘッド板１８は注入器本体２０の
一端に形成される。シャワーヘッド板１８は、板を貫通
し、かつ注入器１２の中心部すなわちゾーン２４に設け
られる複数のオリフィス２２を含む。
一端に形成される。シャワーヘッド板１８は、板を貫通
し、かつ注入器１２の中心部すなわちゾーン２４に設け
られる複数のオリフィス２２を含む。
【００２０】またシャワーヘッド板１８は、中心部２４
を囲んで中央部すなわちゾーン２８を形成する環状に配
置された複数のオリフィス２６を含む。更に第３のオリ
フィス群３０がオリフィス２６を囲む。オリフィス３０
はシャワーヘッド板１８の外周３２に隣接し、また環状
に配置されている。
を囲んで中央部すなわちゾーン２８を形成する環状に配
置された複数のオリフィス２６を含む。更に第３のオリ
フィス群３０がオリフィス２６を囲む。オリフィス３０
はシャワーヘッド板１８の外周３２に隣接し、また環状
に配置されている。
【００２１】オリフィス２２は本体部材２０の中心部に
形成される通路３４に接続され、通路３４は本体部材２
０から延びる導管３６に接続される。同様にオリフィス
２６は通路３８に接続され、通路３８は本体部材２０か
ら延びる導管４０に接続される。またオリフィス３０は
通路４２に接続され、通路４２は本体部材２０から延び
る導管４４に接続される。
形成される通路３４に接続され、通路３４は本体部材２
０から延びる導管３６に接続される。同様にオリフィス
２６は通路３８に接続され、通路３８は本体部材２０か
ら延びる導管４０に接続される。またオリフィス３０は
通路４２に接続され、通路４２は本体部材２０から延び
る導管４４に接続される。
【００２２】図に示すように、本体部材２０の下部は中
空で、入口４８と出口５０を備える温度制御室４６を含
む。入口と出口の接続は、ウエーハ１６の処理中に温度
制御流体が室４６を通って注入器本体部材２０とシャワ
ーヘッド板１８を加熱しまたは冷却するようになってい
ることが望ましい。
空で、入口４８と出口５０を備える温度制御室４６を含
む。入口と出口の接続は、ウエーハ１６の処理中に温度
制御流体が室４６を通って注入器本体部材２０とシャワ
ーヘッド板１８を加熱しまたは冷却するようになってい
ることが望ましい。
【００２３】図２は注入器１２に関する流体制御および
分配網で、一般に番号５１で示す。図２の下部には、前
に説明した本体部材２０に延びる導管３６，４０，４４
を示す。
分配網で、一般に番号５１で示す。図２の下部には、前
に説明した本体部材２０に延びる導管３６，４０，４４
を示す。
【００２４】流れ制御および分配システム５１は、注入
器１２を各種のプロセスガスに接続する手段である。出
口導管５２の一方からは導管３６，４０，４４が分岐導
管として延び、対向端はプロセスガス混合多岐管５４に
接続される。
器１２を各種のプロセスガスに接続する手段である。出
口導管５２の一方からは導管３６，４０，４４が分岐導
管として延び、対向端はプロセスガス混合多岐管５４に
接続される。
【００２５】多岐管５４は、例えば水素、アルゴン、サ
イレン（ＳｉＨ４）、六フッ化タングステン（ＷＦ６）
などの４種類のプロセスガスを別々に供給する導管５
６，５８，６０，６２に接続される。プロセスによっ
て、入力するプロセスガスの数は変わってよい。
イレン（ＳｉＨ４）、六フッ化タングステン（ＷＦ６）
などの４種類のプロセスガスを別々に供給する導管５
６，５８，６０，６２に接続される。プロセスによっ
て、入力するプロセスガスの数は変わってよい。
【００２６】各導管５６，５８，６０，６２には、それ
ぞれオンオフ弁６４，６６，６８，７０が設けられてい
る。また導管５６，５８，６０，６２には、オンオフ弁
と多岐管５４との間に質量流量制御器７２，７４，７
６，７８がそれぞれ設けられている。
ぞれオンオフ弁６４，６６，６８，７０が設けられてい
る。また導管５６，５８，６０，６２には、オンオフ弁
と多岐管５４との間に質量流量制御器７２，７４，７
６，７８がそれぞれ設けられている。
【００２７】質量流量制御器は、手動でまたはプロセス
制御用コンピュータから与えられる人力制御信号８０，
８２，８４，８６にそれぞれ応答する。必要があれば、
上に述べたものの代わりに他のプロセスガスを使ってよ
い。
制御用コンピュータから与えられる人力制御信号８０，
８２，８４，８６にそれぞれ応答する。必要があれば、
上に述べたものの代わりに他のプロセスガスを使ってよ
い。
【００２８】ガスをプロセス室に導き入れるためには、
多岐管のガス圧力をプロセス室１０内の圧力よりも少な
くともやや高くする必要がある。従って多岐管５４には
圧力検知器８８を備え、多岐管５４内の圧力を示す信号
９０を制御器９２に伝送する。
多岐管のガス圧力をプロセス室１０内の圧力よりも少な
くともやや高くする必要がある。従って多岐管５４には
圧力検知器８８を備え、多岐管５４内の圧力を示す信号
９０を制御器９２に伝送する。
【００２９】制御器９２では、信号９０と設定値すなわ
ち所望の圧力９４とを比較する。制御器９２は所定の多
岐管圧力を示す出力制御信号９６を、ポンプ１００に関
連して動作する流量制御弁９８に伝送する。
ち所望の圧力９４とを比較する。制御器９２は所定の多
岐管圧力を示す出力制御信号９６を、ポンプ１００に関
連して動作する流量制御弁９８に伝送する。
【００３０】ポンプ１００は流量制御弁９８と制御信号
９６に関連して動作し、多岐管ガス圧力を所定の値にす
る。この多岐管圧力制御により、ガス分配網５１内の質
量流量制御器１０４，１０６，１０８は正常に動作す
る。
９６に関連して動作し、多岐管ガス圧力を所定の値にす
る。この多岐管圧力制御により、ガス分配網５１内の質
量流量制御器１０４，１０６，１０８は正常に動作す
る。
【００３１】プロセス用に選択されたガスまたはガスの
組み合わせに従って、プロセスガスは出口導管５２を通
り３本の分岐導管３６，４０，４４に送られる。ガスは
注入器１２に達する前に、各分岐導管にそれぞれ設けら
れている質量流量制御器１０４，１０６，１０８を通ら
なければならない。
組み合わせに従って、プロセスガスは出口導管５２を通
り３本の分岐導管３６，４０，４４に送られる。ガスは
注入器１２に達する前に、各分岐導管にそれぞれ設けら
れている質量流量制御器１０４，１０６，１０８を通ら
なければならない。
【００３２】質量流量制御器１０４，１０６，１０８は
制御信号１１０，１１２，１１４に応答して、各分岐導
管３６，４０，４４を流れるガスの量と比率を決める。
制御信号１１０，１１２，１１４に応答して、各分岐導
管３６，４０，４４を流れるガスの量と比率を決める。
【００３３】あるプロセスにおいて注入器１２の各ゾー
ンのガス流量を等しくする必要がある場合は、分岐導管
３６，４０，４４を流れる流量が等しくなるように、制
御信号１１０，１１２，１１４を弁１０４，１０６，１
０８に与える。
ンのガス流量を等しくする必要がある場合は、分岐導管
３６，４０，４４を流れる流量が等しくなるように、制
御信号１１０，１１２，１１４を弁１０４，１０６，１
０８に与える。
【００３４】他方、全ガス流量の５０％をオリフィス３
０の外環状ゾーンに流したい場合は、ガスの５０％が分
岐導管４４を通って通路４２へ入り、オリフィス３０か
ら流れ出るように、制御信号１１４が弁１０８の流量特
性を変える。
０の外環状ゾーンに流したい場合は、ガスの５０％が分
岐導管４４を通って通路４２へ入り、オリフィス３０か
ら流れ出るように、制御信号１１４が弁１０８の流量特
性を変える。
【００３５】他の２本の導管を通る流量を等しいまたは
任意の比率に分割するには、単にそれぞれの制御信号を
質量流量制御器１０４−１０８に与えるだけでよい。
任意の比率に分割するには、単にそれぞれの制御信号を
質量流量制御器１０４−１０８に与えるだけでよい。
【００３６】図２のガス制御システムの説明において、
多岐管５４の上流にある質量流量制御器すなわち弁７
２，７４，７６，７８は、分岐導管３６，４０，４４内
の質量流量制御器とカスケードになっていることか分か
る。
多岐管５４の上流にある質量流量制御器すなわち弁７
２，７４，７６，７８は、分岐導管３６，４０，４４内
の質量流量制御器とカスケードになっていることか分か
る。
【００３７】図２のシステム５１の制御弁をカスケード
にする理由は、導管５６，５８，６０，６２を流れるガ
スを１種類以上混合させる必要がしばしばあるからであ
る。多岐管５４の上流にある制御器は、多岐管５４に入
るプロセス流体を所定の比率にするために必要である。
にする理由は、導管５６，５８，６０，６２を流れるガ
スを１種類以上混合させる必要がしばしばあるからであ
る。多岐管５４の上流にある制御器は、多岐管５４に入
るプロセス流体を所定の比率にするために必要である。
【００３８】多岐管５４からの出口導管５２は１本だけ
なので、注入器１２の各流れゾーンへの流量を制御する
ためには、各導管３６，４０，４４にそれぞれ流量制御
弁１０４，１０６，１０８を設ける必要がある。
なので、注入器１２の各流れゾーンへの流量を制御する
ためには、各導管３６，４０，４４にそれぞれ流量制御
弁１０４，１０６，１０８を設ける必要がある。
【００３９】図３に示すシステムでは、３個の個別の多
岐管すなわち多岐管５４ａ，５４ｂ，５４ｃが用いられ
る。注入器１２に接続される導管３６，４０，４４はそ
れぞれの混合多岐管に接続される。
岐管すなわち多岐管５４ａ，５４ｂ，５４ｃが用いられ
る。注入器１２に接続される導管３６，４０，４４はそ
れぞれの混合多岐管に接続される。
【００４０】各多岐管５４ａ，５４ｂ，５４ｃには、図
２のガス流量制御システム５１に示した同符号の導管に
対応する複数の導管５６，５８，６０，６２が接続され
る。同様に、各導管にはオンオフ弁６４，６６，６８，
７０が設けられる。
２のガス流量制御システム５１に示した同符号の導管に
対応する複数の導管５６，５８，６０，６２が接続され
る。同様に、各導管にはオンオフ弁６４，６６，６８，
７０が設けられる。
【００４１】図３に示すシステムの利点は、注入器１２
の各流れゾーンに異なるガスまたは異なる混合ガスを送
ることができることである。またウエーハ１６上で処理
中に、ある流れゾーンの混合状態を変える場合は、前に
説明したように各導管内に設けられる流量制御弁６４，
６６，６８，７０を変更することによって制御すること
ができる。
の各流れゾーンに異なるガスまたは異なる混合ガスを送
ることができることである。またウエーハ１６上で処理
中に、ある流れゾーンの混合状態を変える場合は、前に
説明したように各導管内に設けられる流量制御弁６４，
６６，６８，７０を変更することによって制御すること
ができる。
【００４２】各多岐管はそれぞれ出口導管を備えている
ので、図２のガス流量制御システム５１の場合のよう
に、注入器１２への流量を更に制御する必要はない。
ので、図２のガス流量制御システム５１の場合のよう
に、注入器１２への流量を更に制御する必要はない。
【００４３】詳細は示さないか各多岐管５４ａ，５４
ｂ，５４ｃに、図２の実施態様で説明したような圧力制
御システムを設けることができる。多岐管に接続する導
管１０２はこの目的のために示したものである。必要が
なければなくてもよい。
ｂ，５４ｃに、図２の実施態様で説明したような圧力制
御システムを設けることができる。多岐管に接続する導
管１０２はこの目的のために示したものである。必要が
なければなくてもよい。
【００４４】図３のガス流量制御システムを接続した場
合の注入器１２の動作を説明すると、選択された混合ガ
スは関連する導管を通って多岐管５４ａに入り、混合ガ
スは出口導管４０から出て通路３８を通って注入器１２
に入り、オリフィス２６を通って中間の環状ガス流れゾ
ーン２８に入る。
合の注入器１２の動作を説明すると、選択された混合ガ
スは関連する導管を通って多岐管５４ａに入り、混合ガ
スは出口導管４０から出て通路３８を通って注入器１２
に入り、オリフィス２６を通って中間の環状ガス流れゾ
ーン２８に入る。
【００４５】同様に、必要なガスは多岐管５４ｂに入っ
て混合し、導管３６から出て通路３４を通って注入器１
２に入り、オリフィス２２を通ってガス流れの中心ゾー
ン２４に入る。
て混合し、導管３６から出て通路３４を通って注入器１
２に入り、オリフィス２２を通ってガス流れの中心ゾー
ン２４に入る。
【００４６】また１種類または複数のガスが多岐管５４
ｃに入り、出口導管４４から出たガスは通路４２を通っ
て注入器１２に入り、オリフィス３０を通って注入器１
２の外環状ガス流れゾーンに入る。
ｃに入り、出口導管４４から出たガスは通路４２を通っ
て注入器１２に入り、オリフィス３０を通って注入器１
２の外環状ガス流れゾーンに入る。
【００４７】図３において、入力制御信号８０，８２，
８４，８６を図３のガス流量制御システム内の各流量制
御弁に与えることにより、ガスの混合およびその比率を
各流れゾーン内で目的に合わせて変化させまたは一定に
保つことができる。
８４，８６を図３のガス流量制御システム内の各流量制
御弁に与えることにより、ガスの混合およびその比率を
各流れゾーン内で目的に合わせて変化させまたは一定に
保つことができる。
【００４８】このように流量制御弁を並列に設けること
により、混合組成を変更したり、各出口導管を通るガス
流量を変更したりすることができる。
により、混合組成を変更したり、各出口導管を通るガス
流量を変更したりすることができる。
【００４９】こうすれば、図２で流量制御弁をカスケー
ドにすなわち直列に配置した場合とは異なり、制御は難
しくない。各多岐管５４ａ，５４ｂ，５４ｃの質量流量
制御器の制御信号８０，８２，８４，８６は独立であっ
て、別個に制御することができる（図３においては全部
で１２個の別個の質量流量制御信号がある）。
ドにすなわち直列に配置した場合とは異なり、制御は難
しくない。各多岐管５４ａ，５４ｂ，５４ｃの質量流量
制御器の制御信号８０，８２，８４，８６は独立であっ
て、別個に制御することができる（図３においては全部
で１２個の別個の質量流量制御信号がある）。
【００５０】図４−図１０は、図１に示す注入器の略図
に基づいた注入器１２の構造である。図４に示すよう
に、注入器１２は上部シャワーヘッド板１２０、中心ゾ
ーン板１２２、中間ゾーン板１２４、外環状ゾーン板１
２６を含む。
に基づいた注入器１２の構造である。図４に示すよう
に、注入器１２は上部シャワーヘッド板１２０、中心ゾ
ーン板１２２、中間ゾーン板１２４、外環状ゾーン板１
２６を含む。
【００５１】また注入器本体２０は、温度制御室４６を
形成する温度制御部１２８と底板１３０を含む。ネジを
切った一群の留め金具１３２が本体２０を貫通し、順序
に組み立てられた各板を保持する。
形成する温度制御部１２８と底板１３０を含む。ネジを
切った一群の留め金具１３２が本体２０を貫通し、順序
に組み立てられた各板を保持する。
【００５２】図５は上部シャワーヘッド板１２０の平面
図であって、外周面３２と、貫通する各オリフィス２
２，２６，３０が見られる。また各板を順序に並べて組
み立てた本体２０を、ネジ付き留め金具１３２が保持し
ている様子が分かる。板１２０の外径はウエーハ１６の
直径と等しいかまたはより大きいことが望ましい。
図であって、外周面３２と、貫通する各オリフィス２
２，２６，３０が見られる。また各板を順序に並べて組
み立てた本体２０を、ネジ付き留め金具１３２が保持し
ている様子が分かる。板１２０の外径はウエーハ１６の
直径と等しいかまたはより大きいことが望ましい。
【００５３】中心ゾーン板１２２の平面図を図６に示
す。この図はガス流れ通路３４を円形の凹部で示し、こ
の凹部は放射状に延びて環状の分岐通路と交差し、この
分岐通路は導管３６（図１参照）と、中心ゾーン２４を
貫通してガスを流すオリフィス２２との間を連結する。
す。この図はガス流れ通路３４を円形の凹部で示し、こ
の凹部は放射状に延びて環状の分岐通路と交差し、この
分岐通路は導管３６（図１参照）と、中心ゾーン２４を
貫通してガスを流すオリフィス２２との間を連結する。
【００５４】図７は中間ガス流れゾーン２８へのガス流
れ通路を示す。図に示すように、導管４０は板１２４に
形成された環状通路３８に延び、更にゾーン２８にガス
を送るオリフィス２６に接続される一連のガス流れ凹所
に接続される。また前に図６で説明した中心部流れ通路
３４に延びる導管３６も図示している。
れ通路を示す。図に示すように、導管４０は板１２４に
形成された環状通路３８に延び、更にゾーン２８にガス
を送るオリフィス２６に接続される一連のガス流れ凹所
に接続される。また前に図６で説明した中心部流れ通路
３４に延びる導管３６も図示している。
【００５５】図８は外側ゾーンに対するガス流れ制御の
平面図を示す。図に示すように、導管４４は板１２６を
貫通して環状のガス流れ通路に外向きに放射状に延び
る。この環状のガス流れ通路は、注入器１２の外環状ゾ
ーンへガスを流すオリフィス３０に接続する複数の放射
状に延びる通路を備える。また図８には、通路３４に延
びる導管３６と通路３８に延びる導管４０を示す。
平面図を示す。図に示すように、導管４４は板１２６を
貫通して環状のガス流れ通路に外向きに放射状に延び
る。この環状のガス流れ通路は、注入器１２の外環状ゾ
ーンへガスを流すオリフィス３０に接続する複数の放射
状に延びる通路を備える。また図８には、通路３４に延
びる導管３６と通路３８に延びる導管４０を示す。
【００５６】図９は、温度制御室４６を備える注入器本
体２０の部分１２８の平面図である。図に示すように、
仕切り１３４が温度制御室４６を横切って延びる。注入
器１２に接続し、注入器１２にプロセスガスを送る導管
３６，４０，４４が図９に示されている。
体２０の部分１２８の平面図である。図に示すように、
仕切り１３４が温度制御室４６を横切って延びる。注入
器１２に接続し、注入器１２にプロセスガスを送る導管
３６，４０，４４が図９に示されている。
【００５７】図１０は、室４６を囲む本体部分２０の底
の部分を形成する板１３０を示す平面図である。板１２
８の位置は、流体入口４８と出口５０が仕切り１３４を
はさんで向かい合うようになっている。ここでも導管３
６，４０，４４が板１３０を通って延びているのが見ら
れる。
の部分を形成する板１３０を示す平面図である。板１２
８の位置は、流体入口４８と出口５０が仕切り１３４を
はさんで向かい合うようになっている。ここでも導管３
６，４０，４４が板１３０を通って延びているのが見ら
れる。
【００５８】これまで構造がシールされていることを示
さなかったが、各板の表面は十分に仕上げをしてあり、
各プロセスの熱に耐える金属対金属シールや適切なシー
ルを板の間に挿入して、ガス流れ通路を完全に保ってい
る。
さなかったが、各板の表面は十分に仕上げをしてあり、
各プロセスの熱に耐える金属対金属シールや適切なシー
ルを板の間に挿入して、ガス流れ通路を完全に保ってい
る。
【００５９】上に詳細に述べたように、注入器１２およ
び関連する流量制御システムは、関連するオリフィスゾ
ーンを通して均等なまたは任意の比率でガス流量を得る
ことができる。
び関連する流量制御システムは、関連するオリフィスゾ
ーンを通して均等なまたは任意の比率でガス流量を得る
ことができる。
【００６０】図示はしていないが、プロセス制御用コン
ピュータ（図示せず）の所定のプログラムによって質量
流量調節信号１１０，１１２，１１４および８０，８
２，８４，８６を制御弁に与え、室１０内で任意のプロ
セスを実行中にガス流量およびその比率を変更すること
ができる。
ピュータ（図示せず）の所定のプログラムによって質量
流量調節信号１１０，１１２，１１４および８０，８
２，８４，８６を制御弁に与え、室１０内で任意のプロ
セスを実行中にガス流量およびその比率を変更すること
ができる。
【００６１】望ましい実施態様では、流量制御を３つの
別個のゾーンで示したが、必要な任意の数の流量制御ゾ
ーンを装置の中に組み込むことができることは明かであ
る。更に望ましい実施態様では円筒形で対称なゾーン
（円形および環状）を用いたが、他のゾーン分割構造も
同様に用いることができる。
別個のゾーンで示したが、必要な任意の数の流量制御ゾ
ーンを装置の中に組み込むことができることは明かであ
る。更に望ましい実施態様では円筒形で対称なゾーン
（円形および環状）を用いたが、他のゾーン分割構造も
同様に用いることができる。
【００６２】本発明について一実施例だけを説明した
か、本発明の精神と範囲に反することなく多くの変更を
行なうことができる。
か、本発明の精神と範囲に反することなく多くの変更を
行なうことができる。
【００６３】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１） 多ゾーンガス注入器であって、ウエーハに隣接
して設けられるシャワーヘッド板と、前記シャワーヘッ
ド板を貫通する複数のオリフィスと、前記オリフィスに
結合される本体部材内の複数の通路とを持ち、かつ前記
各通路用毎に入口を持つ本体部材と、前記本体部材の前
記各入口に接続され、かつ少なくとも１つのプロセス流
体源に接続される入力導管とを備える、半導体処理装置
用の多ゾーンガス注入器。
る。 （１） 多ゾーンガス注入器であって、ウエーハに隣接
して設けられるシャワーヘッド板と、前記シャワーヘッ
ド板を貫通する複数のオリフィスと、前記オリフィスに
結合される本体部材内の複数の通路とを持ち、かつ前記
各通路用毎に入口を持つ本体部材と、前記本体部材の前
記各入口に接続され、かつ少なくとも１つのプロセス流
体源に接続される入力導管とを備える、半導体処理装置
用の多ゾーンガス注入器。
【００６４】（２） 前記各導管に設けられ、前記オリ
フィスを通って前記ウエーハ上に送られる前記プロセス
流体の量と分布を制御するための調整可能な流量制御装
置を更に含む、第１項に記載の注入器。
フィスを通って前記ウエーハ上に送られる前記プロセス
流体の量と分布を制御するための調整可能な流量制御装
置を更に含む、第１項に記載の注入器。
【００６５】（３） 前記オリフィスの第１部分は、前
記シャワーヘッド板の外周に隣接して一般に環状パター
ンで設けられる、第１項に記載の注入器。
記シャワーヘッド板の外周に隣接して一般に環状パター
ンで設けられる、第１項に記載の注入器。
【００６６】（４） 前記オリフィスの第２部分は、前
記第１部分に隣接して一般に環状パターンで設けられ
る、第３項に記載の注入器。
記第１部分に隣接して一般に環状パターンで設けられ
る、第３項に記載の注入器。
【００６７】（５） 前記オリフイスの第３部分は、前
記第２部分内に一般に円形パターンで設けられる、第４
項に記載の注入器。
記第２部分内に一般に円形パターンで設けられる、第４
項に記載の注入器。
【００６８】（６） 前記プロセス流体源は、少なくと
も１個の流体混合多岐管と、前記混合多岐管に接続さ
れ、所定の多岐管圧力を保持するための圧力制御装置
と、前記混合多岐管に接続され、プロセス流体を前記混
合多岐管に送るための少なくとも１個のプロセス流体導
管と、各プロセス流体導管内に設けられ、前記混合多岐
管に入る前記プロセス流体の質量流量を制御するための
流量制御装置と、前記混合多岐管に接続され、前記本体
部材に接続される前記複数の入口導管へ前記プロセス流
体を送るための出口導管とを含む、第１項に記載の注入
器。
も１個の流体混合多岐管と、前記混合多岐管に接続さ
れ、所定の多岐管圧力を保持するための圧力制御装置
と、前記混合多岐管に接続され、プロセス流体を前記混
合多岐管に送るための少なくとも１個のプロセス流体導
管と、各プロセス流体導管内に設けられ、前記混合多岐
管に入る前記プロセス流体の質量流量を制御するための
流量制御装置と、前記混合多岐管に接続され、前記本体
部材に接続される前記複数の入口導管へ前記プロセス流
体を送るための出口導管とを含む、第１項に記載の注入
器。
【００６９】（７） 前記プロセス流体源は、少なくと
も１個の流体混合多岐管と、前記混合多岐管に接続さ
れ、所定の多岐管圧力を保持するための圧力制御装置
と、前記混合多岐管に接続され、プロセス流体を前記混
合多岐管に送るための少なくとも１個のプロセス流体導
管と、各プロセス流体導管内に設けられ、前記混合多岐
管に入る前記プロセス流体の質量流量を制御するための
流量制御装置と、前記混合多岐管に接続され、前記本体
部材に接続される前記複数の入口導管へ前記プロセス流
体を送るための出口導管とを含む、第２項に記載の注入
器。
も１個の流体混合多岐管と、前記混合多岐管に接続さ
れ、所定の多岐管圧力を保持するための圧力制御装置
と、前記混合多岐管に接続され、プロセス流体を前記混
合多岐管に送るための少なくとも１個のプロセス流体導
管と、各プロセス流体導管内に設けられ、前記混合多岐
管に入る前記プロセス流体の質量流量を制御するための
流量制御装置と、前記混合多岐管に接続され、前記本体
部材に接続される前記複数の入口導管へ前記プロセス流
体を送るための出口導管とを含む、第２項に記載の注入
器。
【００７０】（８） 前記各入口導管毎に設けられるガ
ス混合多岐管と、各混合多岐管毎に設けられる少なくと
も１個のプロセス流体導管と、各混合多岐管毎に設けら
れ、前記プロセス流体を前記注入器本体に送るための出
口導管とを更に含む、第７項に記載の注入器。
ス混合多岐管と、各混合多岐管毎に設けられる少なくと
も１個のプロセス流体導管と、各混合多岐管毎に設けら
れ、前記プロセス流体を前記注入器本体に送るための出
口導管とを更に含む、第７項に記載の注入器。
【００７１】（９） 前記プロセス流体源は、ガス混合
多岐管と、前記混合多岐管に接続され、所定の多岐管圧
力を保持するための圧力制御装置と、前記混合多岐管に
接続され、プロセス流体を前記混合多岐管に送るための
少なくとも１個のプロセス流体導管と、各プロセス流体
導管内に設けられ、前記混合多岐管に入る前記プロセス
流体の質量流量を制御するための流量制御装置と、前記
混合多岐管に接続され、前記本体部材に接続される前記
複数の入口導管へ前記プロセス流体を送るための出口導
管とを更に含む、第５項に記載の注入器。
多岐管と、前記混合多岐管に接続され、所定の多岐管圧
力を保持するための圧力制御装置と、前記混合多岐管に
接続され、プロセス流体を前記混合多岐管に送るための
少なくとも１個のプロセス流体導管と、各プロセス流体
導管内に設けられ、前記混合多岐管に入る前記プロセス
流体の質量流量を制御するための流量制御装置と、前記
混合多岐管に接続され、前記本体部材に接続される前記
複数の入口導管へ前記プロセス流体を送るための出口導
管とを更に含む、第５項に記載の注入器。
【００７２】（１０） 前記各入口導管毎に設けられる
ガス混合多岐管と、各混合多岐管毎に設けられる少なく
とも１個のプロセス流体導管と、各混合多岐管毎に設け
られ、前記プロセス流体を前記注入器本体に送るための
出口導管とを更に含む、第９項に記載の注入器。
ガス混合多岐管と、各混合多岐管毎に設けられる少なく
とも１個のプロセス流体導管と、各混合多岐管毎に設け
られ、前記プロセス流体を前記注入器本体に送るための
出口導管とを更に含む、第９項に記載の注入器。
【００７３】（１１） 前記圧力制御装置は、前記混合
多岐管内の圧力を表わす信号を発生するための、前記混
合多岐管内の圧力検知器と、前記信号を受け、前記信号
を所定の圧力と比較し、前記所定の圧力を表わす出力制
御信号を転送するための制御器と、前記混合多岐管に接
続される圧力制御装置と、前記混合多岐管と圧力制御装
置の間に設けられ、前記出力制御信号に応答して前記混
合多岐管内の圧力を制御するための制御弁とを含む、第
９項に記載の注入器。
多岐管内の圧力を表わす信号を発生するための、前記混
合多岐管内の圧力検知器と、前記信号を受け、前記信号
を所定の圧力と比較し、前記所定の圧力を表わす出力制
御信号を転送するための制御器と、前記混合多岐管に接
続される圧力制御装置と、前記混合多岐管と圧力制御装
置の間に設けられ、前記出力制御信号に応答して前記混
合多岐管内の圧力を制御するための制御弁とを含む、第
９項に記載の注入器。
【００７４】（１２） 多ゾーン流体注入器であって、
前記ウエーハに隣接して設けられるシャワーヘッド板
と、前記シャワーヘッド板を貫通する複数の放射状およ
び円状に配置されたオリフィスと、前記オリフィスの第
１部分に接続されかつ第１入口を持つ前記本体部材内の
第１通路と、前記オリフィスの第２部分に接続されかつ
第２入口を持つ前記本体部材内の第２通路と、前記オリ
フィスの第３部分に接続されかつ第３入口を持つ前記本
体部材内の第３通路と、を備える本体部材と、前記第１
入口に接続され、プロセス流体源に接続される第１導管
と、前記第２入口に接続され、前記プロセス流体源に接
続される第２導管と、前記第３入口に接続され、前記プ
ロセス流体源に接続される第３導管を備える、単一ウエ
ーハ半導体処理装置用の多ゾーン流体注入器。
前記ウエーハに隣接して設けられるシャワーヘッド板
と、前記シャワーヘッド板を貫通する複数の放射状およ
び円状に配置されたオリフィスと、前記オリフィスの第
１部分に接続されかつ第１入口を持つ前記本体部材内の
第１通路と、前記オリフィスの第２部分に接続されかつ
第２入口を持つ前記本体部材内の第２通路と、前記オリ
フィスの第３部分に接続されかつ第３入口を持つ前記本
体部材内の第３通路と、を備える本体部材と、前記第１
入口に接続され、プロセス流体源に接続される第１導管
と、前記第２入口に接続され、前記プロセス流体源に接
続される第２導管と、前記第３入口に接続され、前記プ
ロセス流体源に接続される第３導管を備える、単一ウエ
ーハ半導体処理装置用の多ゾーン流体注入器。
【００７５】（１３） 前記第１、第２、第３導管内に
それぞれ設けられ、前記オリフィスを通って前記ウエー
ハ上に送られる前記プロセス流体の量と分布を制御する
ための第１、第２、第３調整可能な流量制御装置を更に
含む、第１２項に記載の注入器。
それぞれ設けられ、前記オリフィスを通って前記ウエー
ハ上に送られる前記プロセス流体の量と分布を制御する
ための第１、第２、第３調整可能な流量制御装置を更に
含む、第１２項に記載の注入器。
【００７６】（１４） 前記オリフィスの前記第１部分
は、前記シャワーヘッド板の外周に隣接して一般に環状
パターンで設けられる、第１２項に記載の注入器。
は、前記シャワーヘッド板の外周に隣接して一般に環状
パターンで設けられる、第１２項に記載の注入器。
【００７７】（１５） 前記オリフィスの前記第２部分
は、前記第１部分に隣接して一般に環状パターンで設け
られる、第１４項に記載の注入器。
は、前記第１部分に隣接して一般に環状パターンで設け
られる、第１４項に記載の注入器。
【００７８】（１６） 前記オリフィスの前記第３部分
は、前記第２部分に隣接して一般に環状パターンで設け
られる、第１５項に記載の注入器。
は、前記第２部分に隣接して一般に環状パターンで設け
られる、第１５項に記載の注入器。
【００７９】（１７） 前記プロセス流体源は、流体混
合多岐管と、前記混合多岐管に接続され、所定の圧力を
保持するための圧力制御装置と、前記混合多岐管に接続
され、プロセス流体を前記混合多岐管に送るための複数
の導管と、前記混合多岐管への前記プロセス流体の質量
流量を制御するための制御弁と、前記混合多岐管に接続
され、前記本体部材に接続される前記複数の導管へ前記
プロセス流体を送るための出口導管とを含む、第１２項
に記載の注入器。
合多岐管と、前記混合多岐管に接続され、所定の圧力を
保持するための圧力制御装置と、前記混合多岐管に接続
され、プロセス流体を前記混合多岐管に送るための複数
の導管と、前記混合多岐管への前記プロセス流体の質量
流量を制御するための制御弁と、前記混合多岐管に接続
され、前記本体部材に接続される前記複数の導管へ前記
プロセス流体を送るための出口導管とを含む、第１２項
に記載の注入器。
【００８０】（１８） 前記プロセス流体源は、流体混
合多岐管と、前記混合多岐管に接続され、所定の圧力を
保持するための圧力制御装置と、前記混合多岐管に接続
され、プロセス流体を前記混合多岐管に送るための少な
くとも１個のプロセス流体導管と、各プロセス流体導管
内に設けられ、前記混合多岐管への前記プロセス流体の
質量流量を制御するための少なくとも１個の流量制御装
置と、前記混合多岐管に接続され、前記本体部材に接続
される前記複数の入口導管へ前記プロセス流体を送るた
めの出口導管とを含む、第１３項に記載の注入器。
合多岐管と、前記混合多岐管に接続され、所定の圧力を
保持するための圧力制御装置と、前記混合多岐管に接続
され、プロセス流体を前記混合多岐管に送るための少な
くとも１個のプロセス流体導管と、各プロセス流体導管
内に設けられ、前記混合多岐管への前記プロセス流体の
質量流量を制御するための少なくとも１個の流量制御装
置と、前記混合多岐管に接続され、前記本体部材に接続
される前記複数の入口導管へ前記プロセス流体を送るた
めの出口導管とを含む、第１３項に記載の注入器。
【００８１】（１９） 前記各入口導管毎に設けられる
流体混合多岐管と、各混合多岐管毎に設けられる少なく
とも１個のプロセス流体導管と、各混合多岐管毎に設け
られ、前記プロセス流体を前記注入器本体に送るための
出口導管とを更に含む、第１８項に記載の注入器。
流体混合多岐管と、各混合多岐管毎に設けられる少なく
とも１個のプロセス流体導管と、各混合多岐管毎に設け
られ、前記プロセス流体を前記注入器本体に送るための
出口導管とを更に含む、第１８項に記載の注入器。
【００８２】（２０） 前記プロセス流体源は、流体混
合多岐管と、前記混合多岐管に接続され、所定の圧力を
保持するための圧力制御装置と、前記混合多岐管に接続
され、プロセス流体を前記混合多岐管に送るための複数
のプロセス流体導管と、各プロセス流体導管に設けら
れ、前記混合多岐管への前記プロセス流体の質量流量を
制御するための制御装置と、前記混合多岐管に接続さ
れ、前記本体部材に接続される前記複数の導管へ前記プ
ロセス流体の一つを送るための出口導管とを含む、第１
６項に記載の注入器。
合多岐管と、前記混合多岐管に接続され、所定の圧力を
保持するための圧力制御装置と、前記混合多岐管に接続
され、プロセス流体を前記混合多岐管に送るための複数
のプロセス流体導管と、各プロセス流体導管に設けら
れ、前記混合多岐管への前記プロセス流体の質量流量を
制御するための制御装置と、前記混合多岐管に接続さ
れ、前記本体部材に接続される前記複数の導管へ前記プ
ロセス流体の一つを送るための出口導管とを含む、第１
６項に記載の注入器。
【００８３】（２１） 前記圧力制御装置は、前記混合
多岐管内の圧力を表わす信号を発生するための、前記混
合多岐管の圧力検知器と、前記信号を受け、前記信号を
所定の圧力と比較し、前記所定の圧力を表わす出力制御
信号を転送するための制御器と、前記混合多岐管に接続
される圧力制御装置と、前記混合多岐管と圧力制御装置
の間に設けられ、前記出力制御信号に応答して前記混合
多岐管内の圧力を制御するための制御弁とを含む、第１
７項に記載の注入器。
多岐管内の圧力を表わす信号を発生するための、前記混
合多岐管の圧力検知器と、前記信号を受け、前記信号を
所定の圧力と比較し、前記所定の圧力を表わす出力制御
信号を転送するための制御器と、前記混合多岐管に接続
される圧力制御装置と、前記混合多岐管と圧力制御装置
の間に設けられ、前記出力制御信号に応答して前記混合
多岐管内の圧力を制御するための制御弁とを含む、第１
７項に記載の注入器。
【００８４】（２２） 単一ウエーハ半導体処理装置１
０用のプログラム可能な多ゾーン流体注入器１２であっ
て、複数のオリフィス２２，２４，３０を備え、多数の
別個のゾーン２４，２８，３２すなわち領域に分割され
た注入器１２を含む。これらのゾーン２４，２８，３２
すなわち領域は通路３４，３８，４２と導管３６，４
０，４４によってプロセス流体源に接続される。個別の
各導管３６，４０，４４はその中に少なくとも１個の流
量制御装置を備え、各ゾーン２４，２８，３２へのプロ
セス流体の量と比率を独立に制御する。前記流量制御装
置は入力信号に応答し、オリフィス２２，２４，３０か
らの前記流体流量を前記プロセス室１０内で所定の流れ
パターンに保持して、個々の製造プロセスの仕様に合わ
せることができる。
０用のプログラム可能な多ゾーン流体注入器１２であっ
て、複数のオリフィス２２，２４，３０を備え、多数の
別個のゾーン２４，２８，３２すなわち領域に分割され
た注入器１２を含む。これらのゾーン２４，２８，３２
すなわち領域は通路３４，３８，４２と導管３６，４
０，４４によってプロセス流体源に接続される。個別の
各導管３６，４０，４４はその中に少なくとも１個の流
量制御装置を備え、各ゾーン２４，２８，３２へのプロ
セス流体の量と比率を独立に制御する。前記流量制御装
置は入力信号に応答し、オリフィス２２，２４，３０か
らの前記流体流量を前記プロセス室１０内で所定の流れ
パターンに保持して、個々の製造プロセスの仕様に合わ
せることができる。
【図面の簡単な説明】 本発明の上述の目的と利点は、図面と併せて詳細な説明
を読めば明らかになる。全ての図面において、同じ符号
は同じ部分を示す。
を読めば明らかになる。全ての図面において、同じ符号
は同じ部分を示す。
【図１】部分的に図示したプロセス室内の、本発明に基
づいて製作される多ゾーンのプログラム可能なガス注入
器の断面の略立面図である。
づいて製作される多ゾーンのプログラム可能なガス注入
器の断面の略立面図である。
【図２】図１に示すシャワーヘッドまたは注入器に関し
て用いられ、本発明に基づいて製作されるプロセスガス
制御システムを示す略図である。
て用いられ、本発明に基づいて製作されるプロセスガス
制御システムを示す略図である。
【図３】図２と同様であるか、図１に示す注入器に関し
て用いられ、また本発明に基づいて製作される別のプロ
セスガス制御システムを示す略図である。
て用いられ、また本発明に基づいて製作される別のプロ
セスガス制御システムを示す略図である。
【図４】本発明に基づいて製作されるガス注入器の立面
図（尺度なし）である。
図（尺度なし）である。
【図５】図４の注入器の頂板すなわちシャワーヘッド板
の、図４の５−５線に沿った平面図である。
の、図４の５−５線に沿った平面図である。
【図６】図４の注入器内のガス流れの中心ゾーンを形成
するために用いられる板の、図４の６−６線に沿った平
面図である。
するために用いられる板の、図４の６−６線に沿った平
面図である。
【図７】図４の注入器内の環状中央すなわち中間のガス
流れゾーンを形成するために用いられる板の、図４の７
−７線に沿った平面図である。
流れゾーンを形成するために用いられる板の、図４の７
−７線に沿った平面図である。
【図８】図４の注入器内の外側環状ガス流れゾーンを形
成するために用いられる板の、図４の８−８線に沿った
平面図である。
成するために用いられる板の、図４の８−８線に沿った
平面図である。
【図９】プログラム可能な注入器モジュール用の温度制
御室を形成するために用いられる図４の注入器の本体部
分の、図４の９−９線に沿った平面図である。
御室を形成するために用いられる図４の注入器の本体部
分の、図４の９−９線に沿った平面図である。
【図１０】図９の本体部材内に形成された室を閉じ、前
記温度制御流体の流れに接続される底板の、図４の１０
−１０線に沿った平面図である。
記温度制御流体の流れに接続される底板の、図４の１０
−１０線に沿った平面図である。
【符号の説明】 １０ プロセス室 １２ 注入器 １４ エネルキー源 １６ ウエーハ １８ シャワーヘッド板 ２０ 注入器本体部材 ２２，２６，３０ オリフィス ２４ 中心部 ２８ 中央部 ３２ 外周 ３４，３８，４２ 通路 ３６，４０，４４ 導管 ４６ 温度制御室 ４８ 入口 ５０ 出口 ５１ 流体制御および分配網 ５２ 出口導管 ５４ 多岐管 ５６，５８，６０，６２ 導管 ６４，６６，６８，７０ オンオフ弁 ７２，７４，７６，７８ 質量流量制御器 ８０，８２，８４，８６ 入力制御信号 ８８ 圧力検知器 ９０ 多岐管内圧力信号 ９２ 制御器 ９４ 設定圧力 ９６ 出力制御信号 ９８ 流量制御弁 １００ ポンプ １０２ 導管 １０４，１０６，１０８ 質量流量制御器 １１０，１１２，１１４ 制御信号 １２０ 上部シャワーヘッド板 １２２ 中心ゾーン板 １２４ 中間ゾーン板 １２６ 外側環状ゾーン板 １２８ 温度制御部 １３０ 底板 １３２ 留め金具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｂ (72)発明者 ロバート ティー．マチューズ アメリカ合衆国テキサス州プラノ，パーク ヘブン ドライブ 2417
Claims (1)
- 【請求項１】多ゾーンガス注入器であって、 ウエーハに隣接して設けられるシャワーヘッド板と、前
記シャワーヘッド板を貫通する複数のオリフィスと、前
記オリフィスに結台される本体部材内の複数の通路とを
持ち、かつ前記各通路毎に入口を持つ本体部材と前記本
体部材の前記各入口に接続され、かつ少なくとも１つの
プロセス流体源に接続される入力導管と、 を備える、半導体処理装置用の多ゾーンガス注入器
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US81571891A | 1991-12-30 | 1991-12-30 | |
| US815718 | 1991-12-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645266A true JPH0645266A (ja) | 1994-02-18 |
| JP2723439B2 JP2723439B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=25218632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5029566A Expired - Fee Related JP2723439B2 (ja) | 1991-12-30 | 1993-01-04 | 単一ウエーハ半導体処理装置用プログラム可能な多ゾーンガス注入器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0550058B1 (ja) |
| JP (1) | JP2723439B2 (ja) |
| KR (1) | KR930014781A (ja) |
| DE (1) | DE69227575T2 (ja) |
| TW (1) | TW239895B (ja) |
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| US11946142B2 (en) | 2019-08-16 | 2024-04-02 | Lam Research Corporation | Spatially tunable deposition to compensate within wafer differential bow |
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