(57)【要約】  本発明は、半導体基板を処理するための方法及び装置を提供する。特に、本発明は、クラスタツールに使用されるモジュラー処理セルを提供する。本発明のモジュラー半導体処理セルは、噴射キャップを有するチャンバと、上記噴射キャップに隣接して配置され、上記噴射キャップを通して上記チャンバへ１つ以上の処理ガスを供給するように構成されたガスパネルモジュールと、を備える。この処理セルは、更に、上記チャンバの下方に配置されたランプモジュールを備える。このランプモジュールは、複数の垂直配向ランプを備える。【選択図】      図２
2009543354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射キャップを有するチャンバと、
上記噴射キャップに隣接して配置され、上記噴射キャップを通して上記チャンバへ１つ以上の処理ガスを供給するように構成されたガスパネルモジュールと、
上記チャンバの下方に配置され、複数の垂直配向ランプを有するランプモジュールと、を備えるモジュラー半導体処理セル。
【請求項２】
上記ガスパネルモジュールは、上記チャンバの上記噴射キャップから約１フィートのところに配置される、請求項１に記載のモジュラー半導体処理セル。
【請求項３】
上記チャンバは、チャンバ本体及び上記チャンバ本体にヒンジ接続されたチャンバ蓋を備える請求項１に記載のモジュラー半導体処理セル。
【請求項４】
ＵＶ支援モジュール及び上記チャンバの上方に配置されたリモートプラズマ生成器のうちの１つを更に備える、請求項１に記載のモジュラー半導体処理セル。
【請求項５】
上記チャンバの上方に配置された上方リフレクタモジュールを更に備える、請求項１に記載のモジュラー半導体処理セル。
【請求項６】
上記上方リフレクタモジュールは、水冷却される、請求項５に記載のモジュラー半導体処理セル。
【請求項７】
上記上方リフレクタモジュールは、空気冷却される、請求項５に記載のモジュラー半導体処理セル。
【請求項８】
上記チャンバは、少なくとも２インチの排気ラインを備える、請求項１に記載のモジュラー半導体処理セル。
【請求項９】
上記ガスパネルモジュールは、１つ以上のモジュラーガスプレートを備える、請求項１に記載のモジュラー半導体処理セル。
【請求項１０】
上記チャンバ及び上記ランプモジュールに結合された空気冷却モジュールを更に備える、請求項１に記載のモジュラー半導体処理セル。
【請求項１１】
上記チャンバに隣接して配設された水分配モジュールを更に備える、請求項１に記載のモジュラー半導体処理セル。
【請求項１２】
上記チャンバに隣接して配設されたＡＣ分配モジュールを更に備える、請求項１に記載のモジュラー半導体処理セル。
【請求項１３】
上記チャンバに隣接して配設された電子モジュールを更に備える、請求項１に記載のモジュラー半導体処理セル。
【請求項１４】
半導体基板を処理するためのクラスタツールにおいて、
中央ロボットを有する中央移送チャンバと、
上記中央移送チャンバをファクトリーインターフェースに接続するように結合される少なくとも１つのロードロックと、
上記中央移送チャンバに取り付けられる１つ以上のモジュラー処理セルと、
を備え、上記１つ以上のモジュラー処理セルは、
噴射キャップ及び排気部を有し、半導体基板を処理するように構成された処理チャンバと、
上記処理チャンバの上記噴射キャップに隣接して配置されたガスパネルモジュールと、
上記処理チャンバの下方に配置され、複数の垂直配向ランプを有するランプモジュールと、
上記処理チャンバの上方に配置された上方処理モジュールと、
を含む、クラスタツール。
【請求項１５】
上記ガスパネルモジュールは、上記処理チャンバの上記噴射キャップから約１フィートのところに配置されている、請求項１４に記載のクラスタツール。
【請求項１６】
上記上方処理モジュールは、上方リフレクタモジュール、ＵＶ支援モジュール及びリモートプラズマ生成器のうちの１つを備える、請求項１４に記載のクラスタツール。
【請求項１７】
上記モジュラー処理セルは、更に、上記処理チャンバに結合された空気冷却モジュールを備える、請求項１４に記載のクラスタツール。
【請求項１８】
半導体基板を処理するためのチャンバにおいて、
処理空間を画成し、噴射キャップ及び排気ポートを有するチャンバ本体と、
上記チャンバ本体にヒンジ接続されたチャンバ蓋と、
上記チャンバへ処理ガスを与えるように構成され、上記噴射キャップから約１フィートのところに配置されたガスパネルモジュールと、
上記処理空間を加熱するように構成され、上記チャンバ本体の下方に配置された垂直ランプモジュールと、
上記チャンバ本体に接続された空気冷却モジュールと、
上記チャンバ蓋の上方に配置された上方リフレクタモジュールと、
を備えるチャンバ。
【請求項１９】
上記ガスパネルモジュールは、上記チャンバへ２つのキャリヤガスを与えるように構成された、請求項１８に記載のチャンバ。
【請求項２０】
電子モジュールと、
ＡＣ分配モジュールと、
水分配モジュールと、
を更に備える、請求項１８に記載のチャンバ。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
【発明の分野】
【０００２】
[0001]本発明は、半導体基板を処理するための装置及び方法に係る。より特定すると、本発明は、半導体基板上にエピタキシャル層を形成するための装置及び方法に係る。
【関連技術の説明】
【０００３】
[0002]半導体デバイスは、シリコン槽からインゴットを押し出し、そのインゴットを複数の基板へとソーイングすることにより形成されたシリコン及びその他の半導体基板上に製造される。シリコンの場合には、それら基板の物質は、単結晶である。次に、その基板の単結晶物質上に、エピタキシャルシリコン層が形成される。そのエピタキシャルシリコン層は、典型的には、ホウ素がドーピングされており、そのドーピング濃度は、約１ｘ１０１６原子／ｃｍ３である。典型的なエピタキシャルシリコン層の厚さは、約５ミクロンである。このエピタキシャルシリコン層の物質は、半導体デバイスをそこに形成するために単結晶シリコンよりも良好に制御された特性を有している。エピタキシャル処理は、半導体デバイスの製造中にも使用される。
【０００４】
[0003]化学気相堆積（ＣＶＤ）の如き気相方法は、シリコン基板上にシリコンエピタキシャル層を製造するのに使用されている。ＣＶＤ処理を使用してシリコンエピタキシャル層を成長させるため、基板は、高温、例えば、約６００℃から１１００℃に且つ減圧状態又は大気圧に設定されたＣＶＤエピタキシャルリアクタに配置される。そのような高温及び減圧状態を維持しながら、モノシランガス又はジクロロシランガスの如きシリコン含有ガスがそのＣＶＤエピタキシャルリアクタへ供給され、気相成長によりシリコンエピタキシャル層が成長させられる。
【０００５】
[0004]ＣＶＤエピタキシャルリアクタは、典型的に、リアクタチャンバ、ガス源、排気システム、熱源及び冷却システムを含む。そのリアクタチャンバは、望ましい反応のための制御された環境として作用する。そのガス源は、その排気システムがリアクタチャンバの内側に大気又は真空圧を維持している間に、反応ガス及びパージガスを与える。その熱源は、赤外線ランプのアレイ又はインダクティブソースであってよく、一般的には、処理すべき基板を加熱するためエネルギーをリアクタチャンバへ送るものである。その冷却システムは、熱膨張及び歪みを最少とするためチャンバ壁部に対して向けられるものである。現在のＣＶＤエピタキシャルリアクタは、一般的に、大型であり、維持し修理するのが難しいものである。
【０００６】
[0005]従って、半導体基板上にエピタキシャル層を成長させるための装置及び方法であって、より小型で保守管理の容易なものが必要とされている。
【発明の概要】
【０００７】
[0006]本発明は、半導体基板を処理するための方法及び装置を提供する。特に、本発明は、クラスタツールに使用されるモジュラーＣＶＤエピタキシャル処理セルを提供する。
【０００８】
[0007]本発明の一実施形態は、モジュラー半導体処理セルを提供する。このモジュラー半導体処理セルは、噴射キャップを有するチャンバと、上記噴射キャップに隣接して配置され、上記噴射キャップを通して上記チャンバへ１つ以上の処理ガスを供給するように構成されたガスパネルモジュールと、上記チャンバの下方に配置され、複数の垂直配向ランプを有するランプモジュールと、を備える。
【０００９】
[0008]本発明の別の実施形態は、半導体基板を処理するためのクラスタツールを提供する。このクラスタツールは、中央ロボットを有する中央移送チャンバと、上記中央移送チャンバをファクトリーインターフェースに接続するように結合される少なくとも１つのロードロックと、上記中央移送チャンバに取り付けられる１つ以上のモジュラー処理セルと、を備え、上記１つ以上のモジュラー処理セルは、噴射キャップ及び排気部を有し、半導体基板を処理するように構成された処理チャンバと、上記処理チャンバの上記噴射キャップに隣接して配置されたガスパネルモジュールと、上記処理チャンバの下方に配置され複数の垂直配向ランプを有するランプモジュールと、上記処理チャンバの上方に配置された上方処理モジュールと、を備える。
【００１０】
[0009]本発明の更に別の実施形態は、半導体基板を処理するためのチャンバを提供する。このチャンバは、処理空間を画成し、噴射キャップ及び排気ポートを有するチャンバ本体と、上記チャンバ本体にヒンジ接続されたチャンバ蓋と、上記チャンバへ処理ガスを与えるように構成され、上記噴射キャップから約１フィートのところに配置されたガスパネルモジュールと、上記処理空間を加熱するよう構成され、上記チャンバ本体の下方に配置された垂直ランプモジュールと、上記チャンバ本体に接続された空気冷却モジュールと、上記チャンバ蓋の上方に配置された上方リフレクタモジュールと、を備える。
【００１１】
[0010]本発明の前述した特徴を詳細に理解できるように、概要について簡単に前述した本発明について、幾つかを添付図面に例示している実施形態に関して、以下により特定して説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを例示するものであって、従って、本発明の範囲をそれに限定するものではなく、本発明は、均等の効果を発揮し得る他の実施形態も包含できることに注意されたい。
【詳細な説明】
【００１２】
[0023]本発明は、単一スタンドアロン型モジュラーエピタキシャルチャンバを提供する。本発明のエピタキシャルチャンバは、一般的に、処理チャンバ及び主ＡＣボックスを除く全てのサブモジュールを含む単一モジュールを備える。このようなスタンドアロン型モジュラーエピタキシャルチャンバによれば、現在のエピタキシャルシステムに比べて、設置時間をはるかに短縮することができる。
【００１３】
[0024]図１は、本発明の一実施形態による半導体処理のためのクラスタツール１００の平面図である。クラスタツールは、半導体製造処理において種々な機能を果たす複数のチャンバを備えるモジュラーシステムである。このクラスタツール１００は、１対のロードロック１０５を介してフロントエンド環境１０４に接続される中央移送チャンバ１０１を備える。ファクトリーインターフェースロボット１０８Ａ及び１０８Ｂが、フロントエンド環境１０４に配設されており、これらは、ロードロック１０５と、フロントエンド環境１０４に取り付けられた複数のポッド１０３と、の間で基板を往復移送するように構成されている。
【００１４】
[0025]望ましい処理を行うための複数のモジュラーチャンバ１０２が中央移送チャンバ１０１に取り付けられる。中央移送チャンバ１０１に配設された中央ロボット１０６は、ロードロック１０５とモジュラーチャンバ１０２との間又はモジュラーチャンバ１０２の間で基板を移送するように構成されている。一実施形態では、それら複数のモジュラーチャンバ１０２のうちの少なくとも１つは、モジュラーＣＶＤエピタキシャルチャンバである。
【００１５】
[0026]図２は、本発明によるモジュラーＣＶＤエピタキシャルチャンバ２００の斜視図を概略的に示す。このモジュラーＣＶＤエピタキシャルチャンバ２００は、処理チャンバ２０１及びこの処理チャンバ２０１に取り付けられたサブモジュールを備える。一実施形態では、処理チャンバ２０１は、モジュラーＣＶＤエピタキシャルチャンバ２００を支持するよう構成された支持フレーム２０４に取り付けられている。処理チャンバ２０１は、チャンバ本体及びこのチャンバ本体にヒンジ接続されたチャンバ蓋（後で詳述する）を備えることができる。
【００１６】
[0027]処理チャンバ２０１の上部に、上方リフレクタモジュール２０２を配置することができる。種々な処理要件を満足するため、処理チャンバ２０１の上部には、種々なモジュール、例えば、一体として高温計を有した水冷反射プレートモジュール、空冷上方ドームを有した水冷反射プレートモジュール、低温堆積のための紫外線（ＵＶ）支援モジュール及び処理チャンバ２０１をクリーニングするためのリモートプラズマ源を、交換自在に配置することができる。
【００１７】
[0028]処理チャンバ２０１の底部側には、処理中に処理チャンバ２０１を加熱するように構成された下方ランプモジュール２０３が取り付けられている。一実施形態では、下方ランプモジュール２０３は、この下方ランプモジュール２０３の底部側から容易に取り外すことのできる複数の垂直配向ランプを備える。更に又、下方ランプンモジュール２０３の垂直構成は、空気に代えて水を使用して冷却することができ、従って、システム空気冷却の負担を軽減することができる。別の仕方として、下方ランプモジュール２０３は、複数の水平配向ランプを有するランプモジュールとすることもできる。
【００１８】
[0029]空気冷却モジュール２０５が処理チャンバ２０１の下に配設されている。空気冷却モジュール２０５を処理チャンバの真下に配置することにより、空気冷却ダクト２１０及び２１１を短くすることができ、従って、全空気抵抗を減少させることができ、これにより、より小型の空気冷却ファンを使用することができ及び／又は使用する空気冷却ファンの数をより少なくすることができる。その結果として、空気冷却モジュール２０５は、他の場所に配設される空気冷却システムに比べて、より安価なものとなり、より静かなものとなり、保守管理の容易なものとなる。
【００１９】
[0030]ガスパネルモジュール２０７、ＡＣ分配モジュール２０６、電子モジュール２０８及び水分配モジュール２０９が、処理チャンバ２０１に隣接する拡張支持フレームに一緒に積み重ねられている。
【００２０】
[0031]ガスパネルモジュール２０７は、処理チャンバ２０１へ処理ガスを与えるように構成される。このガスパネルモジュール２０７は、処理チャンバ２０１の噴射キャップ２１３に直ぐ隣接して配置されている。一実施形態では、ガスパネルモジュール２０７は、噴射キャップ２１３から約１フィートのところに配置される。ガスパネルモジュール２０７を噴射キャップ２１３に直ぐ隣接して配置することにより、処理ガスドープ剤のための濃度制御及び循環ガス分配制御を行う能力を改善することができ、排気及び堆積ステップの間のガス分配ラインにおける圧力変動を減少させることができる。更に又、ガスパネルモジュール２０７は、例えば、流量比率コントローラ、補助及び塩素噴射弁及びマスフロー検定構成部品の如き種々な処理ガス分配構成部分を収容するように構成される。
【００２１】
[0032]ガスパネルモジュール２０７は、更に、例えば、ブランケットエピタキシャル、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）エピタキシャル、選択シリコンエピタキシャル、ドープ選択ＳｉＧｅエピタキシャル及びドープ選択ＳｉＣエピタキシャル適用例の如き種々な適用例に対して設計されたモジュラーガスプレートを備える。特定の処理要件を満足するように、種々なモジュラーガスプレートを設計し組み合わせることができる。このようなモジュラー設計は、現在のシステムに優る相当に高い融通性を与えるものである。
【００２２】
[0033]ガスパネルモジュール２０７は、キャリヤガスとして水素を使用することに加えて、代替キャリヤガスとして窒素を使用するように設計されている。窒素／水素キャリヤガス構成は、現在のエピタキシャルシステムにおいて普通に使用されているような制流子によって主キャリヤ流を制御するような必要を排除することができ、それにより、処理制御を改善することができる。
【００２３】
[0034]電子モジュール２０８は、一般的には、ガスパネルモジュール２０７に隣接して配置される。この電子モジュール２０８は、ＣＶＤエピタキシャルチャンバ２００の動作を制御するように構成されている。この電子モジュール２０８は、処理チャンバ２０１のためのコントローラ、チャンバ圧力コントローラ及びガスパネルモジュール２０７のためのインターロックボードを備えることができる。
【００２４】
[0035]ＡＣ分配モジュール２０６は、ガスパネルモジュール２０７及び電子モジュール２０８の下方に配設される。このＡＣ分配モジュール２０８は、ファンコントローラ、電力分配のためのボード及びランプ故障ボードを備えることができる。
【００２５】
[0036]水分配モジュール２０９は、ＡＣ分配モジュール２０６に隣接して配設される。この水分配モジュール２０９は、ＣＶＤエピタキシャルチャンバ２００の水冷却装置へ水を供給するように構成されている。この水分配モジュール２００は、供給及び戻しマニホールド、流れ制限器及びスイッチ、及びＣＤＮ調整器を備えることができる。供給及び戻しマニホールドを配置することにより、水分配モジュール２０９内の構成部品のサイズを減少させることができ、従って、設備費を減少させることができる。
【００２６】
[0037]前述したように、ＣＶＤエピタキシャルチャンバ２００の種々なモジュールは、単一フレームである支持フレーム２０４により支持されている。この支持フレーム２０４は、高さ調整可能なキャスターを一体として有した幾つかのレベリング脚２１２により支持されている。レベルリング脚２１２が上昇位置にあるとき、ＣＶＤエピタキシャルチャンバ２００の全体を、望ましい位置へと転がし移動させることができる。ＣＶＤエピタキシャルチャンバ２００が所定位置にきたとき、レベリング脚２１２を下降させ、一体キャスターを引き上げる。このような設計によれば、時間／費用の掛かる準備動作の必要性を排除することができ、始動時間を相当に短縮することができる。
【００２７】
[0038]ＣＶＤエピタキシャルチャンバ２００は、このＣＶＤエピタキシャルチャンバ２００へ電力を供給するように構成された付加的なリモートＡＣボックスを有することができる。このリモートＡＣボックスは、クリーンルーム区域におけるシステムフットプリントを減少させるため、離れた場所に設置される。一実施形態では、このリモートＡＣボックスは、ＣＶＤエピタキシャルチャンバ２００へ４８０ボルト及び１２０ボルトのＡＣ電力を与えるように構成される。
【００２８】
[0039]図３は、図２に示したＣＶＤエピタキシャルチャンバ２００の処理チャンバ２０１、上方リフレクタモジュール２０２及び下方ランプモジュール２０３の断面図を概略的に示す。
【００２９】
[0040]処理チャンバ２０１は、円形開口を有するベースプレート２２０を備える。その円形開口には、下方ドーム２２１が配置され、下方クランプリング２２２により固定されている。下方ドーム２２１は、中央に孔２９０を形成した皿のような形状をしている。下方ドーム２２１及びベースプレート２２０の上方に配置されたチャンバ蓋２４９は、チャンバ空間２２３を画成し、このチャンバ空間２２３には、処理中に基板を支持するため、回転基板支持アセンブリを配設することができる。一実施形態では、ベースプレート２２０及び下方クランプリング２２２は、アルミニウム、ニッケルめっきされたアルミニウム及びステンレス鋼の如き金属で形成される。下方ドーム２２１は、ほとんどの処理ガスに対して耐性を有し且つ良好な熱特性を有する石英で形成することができる。ベースプレート２２０には、その一方の側に噴射ポート２２４を形成しておくことができる。チャンバ蓋２４９は、基板が処理される区域の上方に配置されるカバープレート２３６を有することができる。このカバープレート２３６は、石英で形成することができる。一実施形態では、石英で形成されたカバープレート２３６は、上方加熱アセンブリの存在と相俟ってチャンバ空間２２３を均一に加熱することができるようにしている。別の実施形態では、石英で形成されたカバープレート２３６は、高温計によりチャンバ空間２２３の内側の温度を測定できるようにしている。噴射ポート２２４は、処理ガスのためのインレットキャップに適合するように構成されている。噴射ポート２２４の反対側には、排気ポート２２６が形成されている。この排気ポート２２６は、処理チャンバ２０１の内側の圧力を維持するための真空源に適合できる。ベースプレート２２０は、更に、チャンバ空間２２３に対する基板の出し入れ移送を行えるように構成されたスリット弁開口２２５を有する。
【００３０】
[0041]図６は、本発明による処理チャンバ２０１の一実施形態を概略的に例示している。この構成では、ベースプレート２２０は、１つ以上のヒンジ２５０によりチャンバ蓋２４９に接続されている。１対の液圧ポール２５１が、ベースプレート２２０とチャンバ蓋２４９との間に結合されている。この１対の液圧ポール２５１は、処理チャンバ２０１が開いているとき、チャンバ蓋２４９を開位置に保つように構成されている。このようなヒンジ接続は、クリーニングや保守管理のために処理チャンバ２０１を容易に開くことができるようにする。ベースプレート２２０の１つ以上のヒンジ２５０と同じ側に、処理チャンバ２０１を図１の中央移送チャンバ１０１の如き中央移送チャンバ又はロードロックへ結合するように構成されたインターフェース２５３が配置されている。噴射ポート２２４の外側に、噴射キャップ２５２が配置されている。１つ以上のインレットチャネル２５５が、噴射キャップ２５２に接続されており、このインレットチャネル２５５は、処理ガスを処理チャンバ２０１へ供給するためガスパネルアセンブリに接続されるように構成されている。アウトレットキャップ２５６が、排気ポート２２６に接続されている。冷却流体を、冷却インレット２５４によりベースプレート２２０へ供給することができる。上方リフレクタモジュール２０２をチャンバ蓋２４９に結合することができ、下方ランプモジュール２０３を、ベースプレート２２０に結合することができる。
【００３１】
[0042]下方ランプモジュール２０３は、処理チャンバ２０１に取り付けられ、この下方ランプモジュール２０３は、下方ドーム２２１を通して処理チャンバ２０１を加熱するように構成されている。この下方ランプモジュール２０３は、冷却プレート２３０及び下方リフレクタアセンブリ２３１によって画成された複数の開口２９２に配設された垂直配向ランプ２３２のアレイを備える。
【００３２】
[0043]図４は、下方ランプモジュール２０３に使用される冷却プレート２３０の一実施形態を例示している。この冷却プレート２３０は、例えば、銅、無電解ニッケルめっきされた銅及び無電解ニッケルめっきされたアルミニウムの如き金属で形成することができ、又、金めっきすることもできる。冷却プレート２３０には、複数の孔２４１が形成されている。これら複数の孔２４１の各々は、ランプ及び／又はランプホルダーをそこに保持するように構成されている。冷却プレート２３０には、インレット２４２及びアウトレット２４３が形成されている。これらインレット２４２及びアウトレット２４３は、冷却プレート２３０の内側に形成された冷却チャネルを介して接続されている。冷却水が、インレット２４２から流入して、冷却チャネルを通り、アウトレット２４３から流れ出て行くことにより、冷却プレート２３０に設置されたランプ２３２が冷却される。
【００３３】
[0044]図３を参照するに、下方リフレクタアセンブリ２３１は、冷却プレート２３０の上方に配設されており、ランプ２３２からの熱エネルギーを下方ドーム２２１の方へ向けるように構成されている。一実施形態では、内側リフレクタ２４７が、下方ドーム２２１の下方孔２９０を取り囲むようにして下方リフレクタアセンブリ２３１の中心近くに配置される。図５Ａは、下方リフレクタアセンブリ２３１の一実施形態を概略的に例示している。この下方リフレクタアセンブリ２３１は、ベースプレート２４８を備える。このベースプレート２４８には、冷却プレート２３０の複数の孔２４１に対応して複数の孔２４４が形成されている。これら複数の孔２４４は、複数のランプ２３２をそこに保持するように構成されている。ベースプレート２４８から上方に向かって、複数の垂直反射壁部２４６が延びている。これら複数の垂直反射壁部２４６は、互いに同中心である。これら複数の垂直反射壁部２４６は、ランプ２３２からの熱エネルギーを下方ドーム２２１の方へ向けるように構成されている。一実施形態では、下方リフレクタアセンブリ２３１は、金めっきされた金属で形成することができる。図５Ｂは、内側リフレクタ２４７の一実施形態を概略的に例示している。この内側リフレクタ２４７は、ベースプレート２４８に形成された穴２４５から延長するピンにより下方リフレクタアセンブリ２３１のベースプレート２４８に取り付けることができる。
【００３４】
[0045]垂直配向ランプ２３２を有するような下方ランプモジュール２０３は、ランプ交換やその他の保守管理を容易なものとしている。再び図３を参照するに、下方ランプモジュール２０３は、更に、側壁部２２７から取り外し可能な底部カバー２２８を備える。底部からランプ２３２の修理及び保守管理を行うことができる。水冷却プレート２３０としたことにより、システムのための空気冷却を減らすこともでき、従って、システム全体のサイズを減ずることもできる。
【００３５】
[0046]別の仕方として、下方ランプモジュール２０３は、ランプの水平配向アレイ又はその他の設計とすることができる。
【００３６】
[0047]図３に示されるように、処理チャンバ２０１のチャンバ蓋２４９に、上方リフレクタモジュール２０２が取り付けられる。この上方リフレクタモジュール２０２は、処理チャンバ２０１へ熱エネルギーを反射するように構成されたリフレクタプレート２３５を備える。リフレクタプレート２３５は、カバー２３８にて包囲することができる。図７は、リフレクタプレート２３５の一実施形態を概略的に例示している。リフレクタプレート２３５は、複数の貫通穴２４０をそこに形成しておくことができる。これら複数の貫通穴２４０は、冷却空気が上方リフレクタモジュール２０２の内側で循環できるようにし及び／又は高温計又は他のセンサのための通路を与えることができる。リフレクタプレート２３５は、水により冷却されるように構成されている。冷却水は、リフレクタプレート２３５内に形成された冷却チャネルにより接続されたインレット２３４及びアウトレット２３７を通してリフレクタプレート２３５へ流入しそのリフレクタプレート２３５から流出することができる。一実施形態では、リフレクタプレート２３５は、金めっきした金属で形成することができる。図３を参照するに、上方リフレクタモジュール２０２は、更に、カバー２３９に配設され且つこの上方リフレクタモジュール２０２の内側へ冷却空気を与えるように構成された空気インレット２３９を備えることもできる。
【００３７】
[0048]処理要件に依存して上方リフレクタモジュール２０２の代わりに、このような上方リフレクタモジュール２０２以外のモジュールを使用することができることに注意されたい。このＣＶＤエピタキシャルチャンバ２００はモジュラー設計としているので、上方リフレクタモジュール２０２を、異なる処理のために適した他のモジュールと交換するのが容易である。チャンバ蓋２４９に配置される典型的なモジュールとしては、例えば、クリーニング適用のためのリモートプラズマ生成器モジュール、低温堆積処理のための紫外線（ＵＶ）支援モジュール、高温計を一体として有した水冷反射プレートモジュールがある。
【００３８】
[0049]図８は、空気冷却ダクト２１０及び２１１を通して処理チャンバ２０１に接続する空気冷却モジュール２０５を概略的に例示している。この空気冷却モジュール２０５は、処理チャンバ２０１の真下に配置されているので、空気冷却ダクト２１０及び２１１を短くすることができ、従って、全空気抵抗を減少させることができ、使用する空気冷却ファンをより小型のものとすることができ及び／又は使用する空気冷却ファンの数をより少なくすることができる。
【００３９】
[0050]空気冷却モジュール２０５は、処理チャンバ２０１から温かい空気を引き出す冷却ダクト２１０からの温かい空気を受け入れるように構成された入空気チャネル２６０を有する。この入空気チャネル２６０は、熱交換器２６１により出空気チャネル２６４に接続されている。入空気チャネル２６０からの温かい空気は、熱交換器２６１を通過するときに冷却され、それから、冷却ダクト２１１に接続された出空気チャネル２６４に入り、その冷却ダクト２１１から処理チャンバ２０１へと冷たい空気が与えられる。これら入空気チャネル２６０、熱交換器２６１及び出空気チャネル２６４は、包囲体２６５にて組み合わせることができる。
【００４０】
[0051]図９は、包囲体２６５の上部カバーを外した状態の空気冷却モジュール２０６の概略上面図である。入空気チャネル２６０は、冷却ダクト２１０を接続するように構成された入口２６６を有する。一実施形態では、望ましくない粒子をろ過するため、入口２６６を横切るようにしてフィルターを配置することができる。冷却ダクト２１０からの入空気は、複数のセパレータ２９３により入空気チャネル２６０に形成された複数の通路２６８を通して、入口２６６から熱交換器へ向けられる。複数の通路２６８を使用することにより、入空気は、熱交換器２６１へと比較的に均等に向けられる。
【００４１】
[0052]熱交換器２６１は、入空気チャンネル２６０からの入空気と、そこに流れている冷却流体との間の熱交換をするための複数の冷却パイプ２７０を有する空気路を与えている。冷却流体、例えば、水がインレット２６３から複数の冷却パイプ２７０へ流れ込み、アウトレット２６２を通して複数の冷却パイプ２７０から流れ出る。入空気チャネル２６０と同様に、出空気チャネル２６４もまた、熱交換器２６１と冷却ダクトを接続するように構成された入口２６７との間に複数の通路２６９を形成する複数のセパレータ２７１を備える。
【００４２】
[0053]ガスパネルモジュール２０７は、複数のモジュラー構成部分を備え、従って、ＣＶＤエピタキシャルチャンバ２００に対する融通性を与えている。図１０は、本発明の一実施形態によるガスパネルモジュール２０７の前面側を概略的に例示している。図１１は、本発明の一実施形態によるガスパネルモジュール２０７の背面側を概略的に例示している。
【００４３】
[0054]図１０を参照するに、ガスパネルモジュール２０７は、包囲体２９１にて包囲されている。このガスパネルモジュール２０７は、２つ以上のモジュラーキャリヤガス混合器プレート２８１、例えば、水素混合器プレート及び窒素混合器プレートを備える。このガスパネルモジュール２０７は、堆積、チャンバパージ及びスリット弁パージのための代替的及び／又は混合キャリヤガスを与えるように構成されている。一実施形態では、ガスパネルモジュール２０７は、キャリヤガスとして水素及び窒素の両方を使用できるようにしている。
【００４４】
[0055]ガスパネルモジュール２０７は、更に、処理チャンバへ処理ガスを与えるように構成された１つ以上のモジュラー処理プレート２８３を備える。異なる処理のために異なるモジュラー処理プレート２８３をガスパネルモジュール２０７に設置することができる。モジュラー処理プレート２８３は、種々な堆積処理、例えば、ブランケット堆積、ＨＢＴ、選択シリコン堆積、ドープ選択ＳｉＧｅ、及びドープ選択ＳｉＣ適用例に対して設計しておくことができる。
【００４５】
[0056]ガスパネルモジュール２０７は、更に、プレート２８３及び２８１の如き異なるモジュラープレートにより供給される流量を制御するように構成されたマスフロー検定コントローラ２８２を備える。流量比率コントローラ２８４もまた、ガスパネルモジュール２０７に配設することができ、この流量比率コントローラは、ガス流量を比率にて制御するように構成されたものである。
【００４６】
[0057]図１１を参照するに、ガスパネルモジュール２０７は、処理チャンバ２０１を制御するように構成された１つ以上のデバイスネットワークブロック２８９と、全チャンバ２００に対するハードウエアインターロックを有する１つ以上のインターロックボード２８８とを備える。ガスパネルモジュール２０７は、更に、ガスパネルモジュール２０７における種々な弁を制御するための１つ以上の空気圧ブロック２８７を備える。ガスパネルモジュール２０７は、更に、付加的なガス、例えば、塩素を供給するように構成された１つ以上の補助プレート２８５を収容するように構成されている。ガスパネルモジュール２０７は、又、このガスパネルモジュール２０７及び処理チャンバ２０１における弁を制御するように構成された１つ以上のインターロック弁２８６を備えることができる。
【００４７】
[0058]本発明の種々な実施形態について前述してきたのであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに、本発明の他の更なる実施形態が考えられるものであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって決定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態による半導体処理のためのクラスタツールの平面図を例示している。
【図２】本発明によるモジュラーＣＶＤエピタキシャルチャンバの斜視図を概略的に例示している。
【図３】図２のモジュラーＣＶＤエピタキシャルチャンバにおける上方モジュール及び下方モジュールを有する処理チャンバの一実施形態の断面図を概略的に例示している。
【図４】本発明の一実施形態による冷却プレートを概略的に例示している。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による下方リフレクタを概略的に例示している。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による内側リフレクタを概略的に例示している。
【図６】本発明の一実施形態による処理チャンバを概略的に例示している。
【図７】本発明の一実施形態による上方リフレクタを概略的に例示している。
【図８】本発明の一実施形態による空気冷却モジュールを概略的に例示している。
【図９】図８の空気冷却モジュールの上面図を概略的に例示している。
【図１０】本発明の一実施形態によるガスパネルモジュールの前面側を概略的に例示している。
【図１１】図１０のガスパネルモジュールの背面側を概略的に例示している。
【符号の説明】
【００４９】
１００・・・クラスタツール、１０１・・・中央移送チャンバ、１０２・・・モジュラーチャンバ、１０３・・・ポッド、１０４・・・フロントエンド環境、１０５・・・ロードロック、１０６・・・中央ロボット、１０８Ａ・・・ファクトリーインターフェースロボット、１０８Ｂ・・・ファクトリーインターフェースロボット、２００・・・モジュラーＣＶＤエピタキシャルチャンバ、２０３・・・処理チャンバ、２０２・・・上方リフレクタモジュール、２０３・・・下方ランプモジュール、２０４・・・支持フレーム、２０５・・・空気冷却モジュール、２０６・・・ＡＣ分配モジュール、２０７・・・ガスパネルモジュール、２０８・・・電子モジュール、２０９・・・水分配モジュール、２１０・・・空気冷却ダクト、２１１・・・空気冷却ダクト（冷却ダクト）、２１２・・・レベリング脚、２１３・・・噴射キャップ、２２０・・・ベースプレート、２２１・・・下方ドーム、２２２・・・下方クランプリング、２２３・・・チャンバ空間、２２４・・・噴射ポート、２２５・・・スリット弁開口、２２６・・・排気ポート、２２７・・・側壁部、２２８・・・底部カバー、２３０・・・冷却プレート、２３１・・・下方リフレクタアセンブリ、２３２・・・垂直配向ランプ、２３４・・・インレット、２３５・・・リフレクタプレート、２３６・・・カバープレート、２３７・・・アウトレット、２３８・・・カバー、２３９・・・空気インレット、２４０・・・貫通穴、２４１・・・孔、２４２・・・インレット、２４３・・・アウトレット、２４４・・・孔、２４５・・・穴、２４６・・・垂直反射壁部、２４７・・・内側リフレクタ、２４８・・・ベースプレート、２４９・・・チャンバ蓋、２５６・・・ヒンジ、２５１・・・液圧ポール、２５２・・・噴射キャップ、２５３・・・インターフェース、２５４・・・冷却インレット、２５５・・・インレットチャネル、２５６・・・アウトレットキャップ、２６０・・・入空気チャネル、２６１・・・熱交換器、２６２・・・アウトレット、２６３・・・インレット、２６４・・・出空気チャネル、２６５・・・包囲体、２６６・・・入口、２６７・・・入口、２６８・・・通路、２６９・・・通路、２７０・・・冷却パイプ、２７１・・・セパレータ、２８１・・・モジュラーキャリヤガス混合器プレート、２８２・・・マスフロー検定コントローラ、２８３・・・モジュラー処理プレート、２８４・・・流量比率コントローラ、２８５・・・補助プレート、２８６・・・インターロック弁、２８７・・・空気圧ブロック、２８８・・・インターロックボード、２８９・・・デバイスネットワークブロック、２９０・・・下方孔、２９１・・・包囲体、２９２・・・開口、２９３・・・セパレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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