(57)【要約】      （修正有）【課題】プロセスチャンバの全体を通して平衡した均一な流れ場を与える堆積装置を提供する。【解決手段】基板処理チャンバで使用されるベースリングアセンブリであって、基板処理チャンバの内周内で受け取られるように大きさを合わされたベースリング８３６に、基板の通路のためのローディングポート８０３と、ガス入口８７４およびガス出口８７８がリング本体の向き合った端部に配設される。リング本体と、リング本体の上面に配設するように構成された上部リングと、リング本体の底面に配設するように構成された下部リングを持ち、上部リング、下部リング、およびリング本体が組み合わされると、概ね同心または同軸である、下部リングとを備える。【選択図】図８Ａ
2018170514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理チャンバのためのベースリングアセンブリであって、
前記基板処理チャンバの内周内で受け取られるように大きさを合わされたリング本体であり、
基板の通路のためのローディングポートと、
ガス入口と、
ガス出口であり、前記ガス入口および前記ガス出口が前記リング本体の向き合った端部に配設される、ガス出口とを含む、リング本体と、
前記リング本体の上面に配設するように構成された上部リングと、
前記リング本体の底面に配設するように構成された下部リングであり、前記上部リング、前記下部リング、および前記リング本体が、ひとたび組み合わされると、概ね同心または同軸である、下部リングと
を備える、ベースリングアセンブリ。
【請求項２】
前記ローディングポート、前記ガス入口、および前記ガス出口が、角度的に、互いに対して約９０°でオフセットされる、請求項１に記載のベースリングアセンブリ。
【請求項３】
前記ローディングポート、前記ガス入口、および前記ガス出口が、互いに位置合わせされ、実質的に同じ高さに配設される、請求項１に記載のベースリングアセンブリ。
【請求項４】
前記リング本体が、それぞれ、前記ローディングポートでの長い側面と、前記ガス入口および前記ガス出口での短い側面とをもつ概ね細長い形状を有する、請求項１に記載のベースリングアセンブリ。
【請求項５】
前記ローディングポートが約０．５インチから約２インチの高さを有し、前記リング本体が約２インチから約６インチの高さを有する、請求項１に記載のベースリングアセンブリ。
【請求項６】
前記リング本体が、
前記上部リングを受け取るための、前記リング本体の前記上面に形成された上部トレンチと、
前記下部リングを受け取るための、前記リング本体の前記底面に形成された下部トレンチと
をさらに含む、請求項１に記載のベースリングアセンブリ。
【請求項７】
前記上部リングおよび前記下部リングが、概ね「Ｈ」形状に形成される、請求項６に記載のベースリングアセンブリ。
【請求項８】
前記上部リングおよび前記上部トレンチが、それらの間に環状流体流路を画定し、前記下部リングおよび前記下部トレンチが、それらの間に環状流体流路を画定する、請求項６に記載のベースリングアセンブリ。
【請求項９】
前記リング本体が、上部冷却剤チャネルおよび下部冷却剤チャネルを有し、前記上部冷却剤チャネルおよび前記下部冷却剤チャネルの各々が、Ｏリングに隣接して配設される、請求項１に記載のベースリングアセンブリ。
【請求項１０】
前記上部リング、前記下部リング、および前記リング本体が、一体化本体として一緒に溶接される、請求項１に記載のベースリングアセンブリ。
【請求項１１】
前記リング本体が、前記リング本体の前記上面から上方へ延びる最上部内壁をさらに含み、前記最上部内壁が、前記リング本体の内周のまわりに構成される、請求項６に記載のベースリングアセンブリ。
【請求項１２】
前記最上部内壁の外側部分および前記上部リングの内側部分が、前記最上部トレンチに接近してＯリングを配置するように構成された最上部環状トレンチを画定する、請求項１１に記載のベースリングアセンブリ。
【請求項１３】
前記リング本体が、前記リング本体の前記底面から下方へ延びる底部内壁をさらに含み、前記底部内壁が、前記リング本体の内周のまわりに構成される、請求項６に記載のベースリングアセンブリ。
【請求項１４】
前記底部内壁の外側部分および前記下部リングの内側部分が、前記下部トレンチに接近してＯリングを配置するように構成された底部環状トレンチを画定する、請求項１３に記載のベースリングアセンブリ。
【請求項１５】
前記リング本体が、上部ドームと、前記上部ドームと対置する下部ドームとの間に配設され、前記上部ドーム、前記リング本体、および前記下部ドームが、前記基板処理チャンバの内部体積部を全体的に画定する、請求項１に記載のベースリングアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、基板処理チャンバで使用されるベースリングアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板は、集積デバイスおよびマイクロデバイスの製造を含む多種多様な用途のために処理される。基板を処理する１つの方法は、誘電体材料または導電性金属などの材料を基板の上部表面に堆積させることを含む。例えば、エピタキシは、通常シリコンまたはゲルマニウムの薄く超高純度の層を基板の表面に成長させる堆積プロセスである。材料は、側方流チャンバ（ｌａｔｅｒａｌ  ｆｌｏｗ  ｃｈａｍｂｅｒ）において、支持体に位置づけられた基板の表面と平行にプロセスガスを流し、ガスからの材料を基板表面上に堆積させるためにプロセスガスを熱的に分解することによって堆積させることができる。
【０００３】
チャンバ設計は、精密なガス流と正確な温度制御との組合せを使用するエピタキシ成長における膜品質にとって極めて重要である。流量制御、チャンバ容積、およびチャンバ加熱は、ベースリングの設計に依拠し、ベースリングは、一般に上部ドームおよび下部ドーム（基板のための処理容積部を画定する）の間に配設され、結果としてエピタキシャル堆積均一性に影響を及ぼすプロセスキットおよび注入／排気キャップのレイアウトを規定する。従来のエピタキシチャンバは、非常に高さがあり、その結果、上部ドームおよび下部ドームと基板との間に大きい距離がある。これは、非常に不均一な流れ、乱流、渦流、および全体的に大きいチャンバ容積をもたらす。チャンバ容積は、過渡的な堆積−エッチング切替えモードでシステムが動作する能力を制限し、長いチャンバ安定化時間を必要とし、それは、流れ均一性に悪い影響を及ぼす基板の上の断面積の急変とともにプロセス均一性を限定し、乱流を誘起し、基板の上の堆積気体濃度の全体的均一性に影響を与える。
【０００４】
流れ特性は基板上の膜性能に直接影響を与えるので、プロセスチャンバの全体を通して平衡した均一な流れ場を与える堆積装置への必要性がある。
【発明の概要】
【０００５】
本明細書で説明される実施形態は、一般に、基板処理チャンバで使用されるベースリングアセンブリに関する。１つの実施形態において、ベースリングアセンブリは、基板処理チャンバの内周内で受け取られるように大きさを合わされたリング本体であり、基板の通路のためのローディングポートと、ガス入口と、ガス出口であり、ガス入口およびガス出口がリング本体の向き合った端部に配設される、ガス出口とを含む、リング本体と、リング本体の上面に配設するように構成された上部リングと、リング本体の底面に配設するように構成された下部リングであり、上部リング、下部リング、およびリング本体が、ひとたび組み合わされると、概ね同心または同軸である、下部リングとを備える。
【０００６】
別の実施形態では、基板処理チャンバのためのプロセスキットが開示される。プロセスキットは、基板処理チャンバの内周内で受け取られるように大きさを合わされたリング本体であり、基板の通路のためのローディングポートと、ガス入口と、ガス出口であり、ガス入口およびガス出口がリング本体の向き合った端部に配設される、ガス出口とを含む、リング本体と、リング本体の上面に配設するように構成された上部リングと、リング本体の底面に配設するように構成された下部リングであり、上部リング、下部リング、およびリング本体が、ひとたび組み合わされると、概ね同心または同軸である、下部リングとを備える。
【０００７】
本発明の上述で列挙した特徴を詳細に理解することができるように、上述で簡単に要約した本発明のより詳細な説明を実施形態を参照して行うことができ、実施形態のいくつかを添付図面に示す。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示しており、それゆえに、本発明は他の同等に有効な実施形態を認めることができるので本発明の範囲を限定すると見なすべきでないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明の１つの実施形態による裏側加熱プロセスチャンバの概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの線１Ｂ−１Ｂに沿ったプロセスチャンバの概略側面図である。
【図１Ｃ】３つの支持アームおよび３つのダミーアーム設計を有する基板支持体の斜視図である。
【図２】図２Ａは、本発明の１つの実施形態による上部ドームの断面図である。図２Ｂは、図２Ａに示した上部ドームの上面図である。図２Ｃは、フィレット半径を示す接合継手の拡大図である。
【図３Ａ】本発明の１つの実施形態による図１Ａのプロセスチャンバで使用することができるガス入口機構の部分斜視断面図である。
【図３Ｂ】第１の入口チャネルの垂直通路に対して角度（α）で構成された第１の入口チャネルの二次入口を示す図である。
【図３Ｃ】第１の入口チャネルおよび第２の入口チャネルがプロセスガス供給源と流体連通していることを示す図である。
【図４Ａ】本発明の１つの実施形態による図１Ａのクランプリングの代わりに使用することができるクランプリングの斜視図である。
【図４Ｂ】クランプリングを通して形成された分配プレナムと連通する下部表面の開口を示す図である。
【図５】１つの実施形態による、１つまたは複数の可撓性スタンドオフを含む１つまたは複数のランプアセンブリの概略図である。
【図６】本発明の１つの実施形態による図１のライナアセンブリの代わりに使用することができるライナアセンブリの斜視図である。
【図７】図７Ａと図７Ｂは、本発明の１つの実施形態による図１Ａの下部ドームの代わりに使用することができる下部ドームの概略図である。図７Ｃは、フィレット半径を示す接合継手の拡大図である。
【図８Ａ】図１Ａおよび１Ｂのベースリングの代わりに使用することができる例示のベースリングの斜視断面図である。
【図８Ｂ】本発明の１つの実施形態による上部リングおよび下部リングを示す別の角度からの図８Ａのベースリングの斜視図である。
【図８Ｃ】上部リングおよび下部リングを受け取るための、それぞれ、ベースリングの上面および底面に形成された上部トレンチおよび下部トレンチを示す図８Ｂのベースリングの拡大部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
理解しやすくするために、同一の参照番号が、可能であれば、図に共通する同一の要素を指定するために使用されている。ある実施形態の要素および特徴は、さらなる詳述なしに他の実施形態に有益に組み込むことができると考えられる。
【００１０】
以下の説明では、説明の目的のために、多数の特定の詳細が、本発明を完全に理解できるように記載される。いくつかの事例では、よく知られている構造およびデバイスは、本発明を不明瞭にしないために詳細にではなくブロック図の形態で示される。これらの実施形態は、当業者が本発明を実践できるように十分詳細に説明され、他の実施形態を利用できることと、論理的、機械的、電気的、および他の変更が本発明の範囲を逸脱することなく行われ得ることとを理解されたい。
【００１１】
図１Ａは、本発明の１つの実施形態による裏側加熱プロセスチャンバ１００の概略断面図を示す。図１Ｂは、図１Ａの線１Ｂ−１Ｂに沿ったプロセスチャンバ１００の概略側面図を示す。ライナアセンブリ１６３および円形シールド１６７が、明瞭にするために、省略されていることに留意されたい。プロセスチャンバ１００は、基板１０８の上部表面に材料を堆積させることを含む１つまたは複数の基板を処理するのに使用することができる。プロセスチャンバ１００は、数ある構成要素の中で、プロセスチャンバ１００内に配設された基板支持体１０６の裏側１０４を加熱するために放射加熱ランプ１０２のアレイを含むことができる。いくつかの実施形態では、放射加熱ランプのアレイは上部ドーム１２８の上に配設することができる。基板支持体１０６は、図示のような円板様基板支持体１０６とすることができ、またはランプ１０２の熱放射に基板をさらしやすくするために基板を基板のエッジで支持する、図１Ｂに示すような中央開口のないリング様基板支持体１０７とすることができる。
【００１２】
例示の基板支持体
いくつかの実施形態では、基板支持体１０６は、図１Ｃに示すような多アーム設計とすることができる。図１Ｃに示す実施形態では、基板支持体１９０は、３つの支持アーム１９２ａ、１９２ｃ、および１９２ｅと、３つのダミーアーム１９２ｂ、１９２ｄ、および１９２ｆとを有し、支持アームおよびダミーアームの各々は、中心シャフト１９４を通って延びている軸「Ｇ」のまわりに互いに離間して外に向かって角をなして延びる。より多いまたはより少ない支持アームまたはダミーアームが考えられる。支持アームの長手方向に沿ったダミーアーム１９２ｂ、１９２ｄ、および１９２ｆの各々の角部１９６は、より良好な視覚性のために角取りすることができる。支持アームおよびダミーアーム１９２ａ〜１９２ｆの各々は、軸「Ｇ」に対して約５°から約１５°の角度「Ａ」とすることができる。１つの例では、角度「Ａ」は約１０°である。支持アーム１９２ａ、１９２ｃ、および１９２ｅの端部は、基板が横方向移動しないように基板を制限するために上方に曲げることができる。
【００１３】
ダミーアーム１９２ｂ、１９２ｄ、および１９２ｆは、一般に、基板に接触しないか、またはさもなければ支持しない。代わりに、ダミーアームは、ランプ１０２からの熱のより良好な伝熱平衡またはより一様な分布を実現し、それによって、処理中の基板の正確な温度制御を容易にするように設計される。処理の間、基板支持体１９０は、基板支持体および／または基板を加熱するのに利用されるランプからの熱エネルギーを吸収する。吸収された熱は、基板支持体１９０から放射する。基板支持体１９０、特に、支持アーム１９２ａ、１９２ｃ、および１９２ｅによって放射される放射熱は、基板支持体１９０および／または基板によって吸収される。基板支持体１９０または基板への支持アーム１９２ａ、１９２ｃ、および１９２ｅの比較的近い位置のために、熱は、基板支持体１９０の方に容易に放射され、支持アーム１９２ａ、１９２ｃ、および１９２ｅに隣接する温度上昇区域を引き起こす。しかしながら、ダミーアーム１９２ｂ、１９２ｄ、および１９２ｆを利用すると、支持アーム１９２ａ、１９２ｃ、および１９２ｅから基板支持体１９０および／または基板への熱のより均一な放射が容易になり、それにより、ホットスポットの発生が減少する。例えば、ダミーアーム１９２ｂ、１９２ｄ、および１９２ｆを利用すると、支持アーム１９２ａ、１９２ｃ、および１９２ｅに隣接する３つの局所的ホットスポットではなく、基板支持体の均一な放射がもたらされる。
【００１４】
図１Ａに戻って参照すると、基板支持体１０６は、プロセスチャンバ１００内で上部ドーム１２８と下部ドーム１１４との間に置かれる。上部ドーム１２８、下部ドーム１１４、および上部ドーム１２８と下部ドーム１１４との間に配設されるベースリング１３６は、一般に、プロセスチャンバ１００の内部領域を画定する。基板１０８（原寸に比例していない）は、プロセスチャンバ１００に入れられ、図１Ａでは基板支持体１０６によって不明瞭にされているが、図１Ｂでは見ることができるローディングポート１０３を通して基板支持体１０６上に位置づけられる。
【００１５】
基板支持体１０６は、上昇した処理位置で示されているが、アクチュエータ（図示せず）によって処理位置より下のローディング位置まで垂直に横切ることができ、リフトピン１０５は、下部ドーム１１４と接触し、基板支持体１０６および中心シャフト１３２の孔を通って、基板支持体１０６から基板１０８を上げることができるようになる。次に、ロボット（図示せず）がプロセスチャンバ１００に入って、基板１０８に係合し、ローディングポート１０３を通してプロセスチャンバ１００から基板１０８を取り出すことができる。次に、基板支持体１０６は、処理位置まで上に作動されて、デバイス側１１６を上向きにした状態で基板１０８を基板支持体１０６の前側１１０に配置することができる。
【００１６】
基板支持体１０６は、処理位置に置かれている間、プロセスチャンバ１００の内部容積部を、基板の上方にあるプロセスガス領域１５６と、基板支持体１０６より下方のパージガス領域１５８とに分割する。基板支持体１０６は処理の間中心シャフト１３２によって回転されて、プロセスチャンバ１００内の熱およびプロセスガス流の空間的変則の影響が最小化され、それにより、基板１０８の均一処理が容易になる。基板支持体１０６は、中心シャフト１３２によって支持され、中心シャフト１３２は、基板１０８を、ローディングおよびアンローディングならびにいくつかの事例では基板１０８の処理の間上下方向１３４に移動させる。ランプ１０２から放射エネルギーを吸収し、放射エネルギーを基板１０８に伝導するために、基板支持体１０６は炭化ケイ素または炭化ケイ素で被覆されたグラファイトから形成することができる。
【００１７】
一般に、上部ドーム１２８の中央窓部分および下部ドーム１１４の底部は、石英などの光学的に透明な材料から形成される。図２Ａに関して以下でより詳細に論じるように、上部ドーム１２８の厚さおよび湾曲度は、本発明によれば、プロセスチャンバ内の均一な流れ均一性のためにより平坦な形状寸法を用意するように構成することができる。
【００１８】
ランプ１０２のアレイなどの１つまたは複数のランプは、プロセスガスが基板１０８の上部表面上を通過し、それによって、基板１０８の上部表面に材料を容易に堆積させるように、基板１０８の様々な領域の温度を独立に制御するために中心シャフト１３２のまわりに特定の最適な所望の方法で、下部ドーム１１４に隣接しておよび下部ドーム１１４の真下に配設することができる。ここでは詳細には論じないが、堆積される材料は、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、または窒化アルミニウムガリウムを含むことができる。
【００１９】
ランプ１０２は、ランプ１４１を含むように構成し、摂氏約２００度から摂氏約１６００度の範囲内の温度に基板１０８を加熱するように構成することができる。各ランプ１０２は配電ボード（図示せず）に結合され、配電ボードを通して電力が各ランプ１０２に供給される。ランプ１０２はランプヘッド１４５内に位置づけられ、ランプヘッド１４５は、例えば、ランプ１０２間に置かれたチャネル１４９に導入される冷却流体によって処理の間または処理の後冷却され得る。ランプヘッド１４５は、一つには下部ドーム１０４へのランプヘッド１４５の最接近のために、下部ドーム１０４を伝導的におよび放射的に冷却する。ランプヘッド１４５は、さらに、ランプ壁と、ランプのまわりのリフレクタ（図示せず）の壁とを冷却することができる。代替として、下部ドーム１０４は、産業界で知られている対流手法で冷却することができる。用途に応じて、ランプヘッド１４５は、下部ドーム１１４に接触する場合もありしない場合もある。ランプヘッド１４５のさらなる説明は、図５Ａおよび５Ｂに関して以下で論じる。
【００２０】
円形シールド１６７は、オプションとして、基板支持体１０６のまわりに配設され、ライナアセンブリ１６３によって囲まれ得る。シールド１６７は、ランプ１０２からの熱／光ノイズの基板１０８のデバイス側１１６への漏洩を防止するかまたは最小化し、一方、プロセスガスには予熱ゾーンを与える。シールド１６７は、ＣＶＤ  ＳｉＣ、ＳｉＣで被覆された焼結グラファイト、成長したＳｉＣ、不透明石英、被覆された石英、またはプロセスガスおよびパージガスによる化学分解に耐性がある任意の同様の好適な材料から製作することができる。
【００２１】
ライナアセンブリ１６３は、ベースリング１３６の内周内に入れ子にされるか、またはベースリング１３６の内周によって囲まれるように大きさを合わされる。ライナアセンブリ１６３は、プロセスチャンバ１００の金属壁から処理容積部（すなわち、プロセスガス領域１５６およびパージガス領域１５８）を遮蔽する。金属壁は前駆体と反応し、処理容積部に汚染をもたらすことがある。ライナアセンブリ１６３は、単一の本体として示されているが、ライナアセンブリ１６３は、図３Ａ〜３Ｃおよび６に関して以下で論じるように、１つまたは複数のライナを含むことができる。
【００２２】
基板支持体１０６からの基板１０８の裏側加熱の結果として、基板支持体の温度測定／制御のために光高温計１１８の使用を実現することができる。光高温計１１８によるこの温度測定は、さらに、このように基板前側１１０を加熱するのは放射率に依存しないので、未知の放射率を有する基板デバイス側１１６で行うことができる。その結果として、光高温計１１８は、光高温計１１８に直接達するランプ１０２からのバックグラウンド放射が最小の状態で、基板支持体１０６から伝導した高温の基板１０８からの放射のみを感知することができる。
【００２３】
リフレクタ１２２は、オプションとして、基板１０８から放射している赤外光を反射して基板１０８上に戻すために上部ドーム１２８の外側に配置することができる。リフレクタ１２２は、クランプリング１３０を使用して上部ドーム１２８に固定することができる。クランプリング１３０の詳細な説明は、図４Ａおよび４Ｂに関して以下でさらに論じる。リフレクタ１２２は、アルミニウムまたはステンレス鋼などの金属で製作することができる。反射の効率は、リフレクタ区域を高反射性被覆で、例えば、金などで被覆することによって改善することができる。リフレクタ１２２は、冷却源（図示せず）に接続された１つまたは複数の加工されたチャネル１２６を有することができる。チャネル１２６は、リフレクタ１２２の側面に形成された通路（図示せず）につながる。通路は、水などの流体の流れを支えるように構成され、リフレクタ１２２を冷却するためにリフレクタ１２２の表面の一部分または全体を覆う任意の所望のパターンでリフレクタ１２２の側面に沿って水平に延びることができる。
【００２４】
プロセスガス供給源１７２から供給されるプロセスガスは、ベースリング１３６の側壁に形成されたプロセスガス入口１７４を通ってプロセスガス領域１５６に導入される。プロセスガス入口１７４は、概ね半径方向で内側の方向にプロセスガスを導くように構成される。膜形成プロセスの間、プロセスガス入口１７４に隣接し、プロセスガス入口１７４とほぼ同じ高度である処理位置に、基板支持体１０６は置くことができ、それにより、プロセスガスは、流路１７３に沿って上に回って、層流式に基板１０８の上部表面を横切って流れることができるようになる。プロセスガスは、プロセスガス入口１７４の反対側のプロセスチャンバ１００の側面に置かれたガス出口１７８を通ってプロセスガス領域１５６を（流路１７５に沿って）出ていく。ガス出口１７８を通ったプロセスガスの除去は、ガス出口１７８に結合された真空ポンプ１８０によって促進され得る。プロセスガス入口１７４およびガス出口１７８は互いに位置合わせされ、ほとんど同じ高度に配設されるので、そのような平行配列は、より平坦な上部ドーム１２８と組み合わせる（以下で詳細に説明するように）と、基板１０８を横切る概ね平面で均一なガス流を可能にすることになると思われる。さらなる半径方向均一性は、基板支持体１０６による基板１０８の回転によって実現することができる。
【００２５】
斜め噴射を用いる例示のガス入口
いくつかの実施形態では、プロセスガス供給源１７２は、多数のタイプのプロセスガス、例えば、ＩＩＩ族前駆体ガスおよびＶ族前駆体ガスを供給するように構成することができる。多数のプロセスガスは、同じプロセスガス入口１７４を通して、または別個のガス入口を通してプロセスチャンバ１００に導入することができる。別個のガス入口が望ましい場合には、代替手法は、プロセスチャンバ中でのプロセスガスの混合を改善するように構成することができる。図３Ａは、プロセスガスまたはガスのプラズマなどの１つまたは複数の流体を処理容積部（例えば、プロセスガス領域１５６およびパージガス領域１５８）に供給するために図１Ａおよび１Ｂのプロセスチャンバで使用することができる、本発明の１つの実施形態によるガス入口機構３００の部分斜視断面図を示す。ガス入口機構３００は、図６のライナアセンブリ６００の噴射器ライナ６１４などの噴射器ライナとしての役割を果たすことができ、図１Ａのプロセスガス供給源１７２などのプロセスガス供給源３７２と流体連通する注入挿入ライナアセンブリ（ｉｎｊｅｃｔ  ｉｎｓｅｒｔ  ｌｉｎｅｒ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）３３０上に載るかまたはそれによって支持され得る。図３Ｃでよく見ることができるように、注入挿入ライナアセンブリ３３０は、異なるプロセスガスを制御された方法で送出するように構成された第１の組のガス通路３３１ａおよび第２の組のガス通路３３１ｂを含むことができる。
【００２６】
一般に、ガス入口機構３００は、プロセスガスがプロセスチャンバに導入されるべき場所に配設される。ガス入口機構３００は、第１の入口チャネル３０４と第２の入口チャネル３０６とを有する本体３０２を含む。第１の入口チャネル３０４および第２の入口チャネル３０６は、１つまたは複数のプロセスガス供給源３７２と流体連通する。本体３０２は、一般に、プロセスチャンバ１００の内周の一部分のまわりを巡る。本体３０２は、上部ライナおよび排気ライナ（例えば、図６の上部ライナ６０８および排気ライナ６１２）の切欠きに嵌め込まれるように大きさを合わされた円筒内径を含む。それゆえに、本体３０２は、ライナアセンブリの排気ライナおよび上部ライナに着脱可能に組み合わされる。ライナアセンブリのさらなる詳細は、図６に関して以下で論じられる。
【００２７】
第１の入口チャネル３０４は、注入挿入ライナアセンブリ３３０内に形成された第１のガス通路３３２の長手軸に実質的に直角である長手軸を有する。第１のプロセスガスは、プロセスガス供給源３７２から第１の組のガス通路３３１ａを通って、第１の入口３０５と流体連通している第１の入口チャネル３０４に流れることができる。第１の入口３０５は、第１のプロセスガスをプロセスチャンバ、例えば、図１Ａに示すようなプロセスガス領域１５６に供給するように構成される。ガス入口機構３００は１つまたは複数の第１の入口３０５、例えば、約３個から２０個の第１の入口を有することができ、各々はそれぞれの第１の入口チャネル、そしてプロセスガス供給源３７２へのガス通路につながる。より多いまたはより少ない第１の入口３０５が考えられる。
【００２８】
第１のプロセスガスは、特定のプロセスガスまたはいくつかのプロセスガスの混合物とすることができる。代替として、１つまたは複数の第１の入口３０５は、用途に応じて、少なくとも１つの他の第１の入口と異なる１つまたは複数のプロセスガスを供給することができる。１つの実施形態では、第１の入口３０５の各々は、基板１０８の長手方向と概ね平行な水平面「Ｐ」に対して角度「Θ」で構成され、その結果、第１のプロセスガスは、第１の入口３０５に存在した後、図示のように第１の方向３０７に沿った角度の流れである。１つの例では、第１の入口３０５の長手方向と水平面「Ｐ」との間の角度「Θ」は、約４５°未満であり、例えば、約５°から約３０°であり、例えば、約１５°である。図３Ｂに示した例では、第１の入口３０５は、約２５°から約８５°、例えば、約４５°から約７５°に従った第１の入口チャネル３０４に対する角度（α）で構成される。
【００２９】
第２の入口チャネル３０６は、ガス入口の数および導入されるべきプロセスガスに関して第１の入口チャネル３０４と設計において実質的に同様とすることができる。例えば、第２の入口チャネル３０６は、１つまたは複数のプロセスガス供給源３７２と流体連通することができる。いくつかのプロセスガスの混合物とすることができる第２のプロセスガスは、プロセスガス供給源３７２から第２の組のガス通路３３１ｂを通って、第２の入口３０８と流体連通する第２の入口チャネル３０６に流れることができる。代替として、１つまたは複数の第２の入口３０８は、少なくとも１つの他の第２の入口と異なる１つまたは複数のプロセスガスを供給することができる。第２の入口３０８は、第２のプロセスガスをプロセスチャンバ、例えば、図１Ａに示すようなプロセスガス領域１５６に供給するように構成される。特に、第２の入口３０８の各々は、第２の入口３０８に存在した後、第１の方向３０７と異なる第２の方向３０９に（図３Ｂを参照）第２のプロセスガスを供給するように構成される。第２の方向３０９は、基板の長手方向と平行である水平面「Ｐ」に概ね平行である。
【００３０】
同様に、ガス入口機構３００は１つまたは複数の第２の入口３０８、例えば、約３個から２０個の第２の入口を有することができ、各々はそれぞれの第２の入口チャネル、そしてプロセスガス供給源３７２へのガス通路につながる。より多いまたはより少ない第２の入口３０８が考えられる。
【００３１】
第１および第２の入口３０５、３０８ごとの流量、プロセスガス組成などは、独立に、制御することができると考えられる。例えば、いくつかの例では、第１の入口３０５のうちの一部は、処理の間、第２の入口３０８によって供給される第２のプロセスガスと所望の流れ相互作用を達成させるために使用しないかまたはパルス化することができる。第１および第２の入口チャネル３０４、３０６が単一の二次入口のみを含む場合には、二次入口は、上述で論じたものと同様の理由のためにパルス化することができる。
【００３２】
第１の入口チャネル３０４の第１の入口３０５と第２の入口チャネル３０６の第２の入口３０８とは、プロセスチャンバの内周に沿って互いに対してオフセットして垂直に配設することができる。代替として、第１の入口チャネル３０４の第１の入口３０５と第２の入口チャネル３０６の第２の入口３０８とは、互いに垂直位置合わせで配設することができる。いずれの場合も、第１および第２の入口３０５、３０８は、第１の入口３０５からの第１のプロセスガスが第２の入口３０８からの第２のプロセスガスと適切に混合されるように配列される。第１および第２のプロセスガスの混合は、さらに、第１の入口３０５の角をなす設計のために改善されると思われる。第１の入口チャネル３０４の第１の入口３０５は、第２の入口チャネル３０６の第２の入口３０８により接近させることができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、第１のプロセスガスおよび第２のプロセスガスが、入口に存在した直後にあまりにも早く一緒に混合しないようにするために、第１の入口３０５と第２の入口３０８との間に適切な距離を設けることが有利なことがある。
【００３３】
ガス入口機構３００の本体３０２は、図２Ａに関して以下で論じるように、上部ドームのほぼ平坦な構成に整合するように高さを減少させることができる。１つの実施形態では、本体３０２の全高は、約２ｍｍから約３０ｍｍの間、例えば、約６ｍｍから約２０ｍｍの間、例えば、約１０ｍｍとすることができる。プロセスガス領域１５６に面する本体３０２の側面の高さ「Ｈ１」は、約２ｍｍから約３０ｍｍｍ、例えば、約５ｍｍから約２０ｍｍとすることができる。本体３０２の高さが減少しているので、それに応じて、第１の入口チャネル３０４の高さを減少させて、強度を維持することができる。１つの例では、第１の入口チャネル３０４の高さ「Ｈ２」は、約１ｍｍから約２５ｍｍ、例えば、約６ｍｍから約１５ｍｍである。外側通路３１０を低下させると、より浅い角度の注入がもたらされることになる。
【００３４】
図１Ａに戻って参照すると、パージガスは、パージガス源１６２から、ベースリング１３６の側壁に形成されたオプションのパージガス入口１６４を通して（またはプロセスガス入口１７４を通して）パージガス領域１５８に供給することができる。パージガス入口１６４は、プロセスガス入口１７４より下の高度に配設される。円形シールド１６７または予熱リング（図示せず）が使用される場合、円形シールドまたは予熱リングは、プロセスガス入口１７４とパージガス入口１６４との間に配設することができる。どちらの場合も、パージガス入口１６４は、概ね半径方向で内側の方向にパージガスを導くように構成される。膜形成プロセスの間、基板支持体１０６は、パージガスが、流路１６５に沿って下に回って、層流式に基板支持体１０６の裏側１０４を横切って流れるような位置に置くことができる。いかなる特定の理論にも束縛されることなしに、パージガスの流れは、プロセスガスの流れがパージガス領域１５８に入るのを防止するかもしくは実質的に避けるか、またはパージガス領域１５８（すなわち、基板支持体１０６の下の領域）に入るプロセスガスの拡散を減少させると思われる。パージガスは、パージガス領域１５８を（流路１６６に沿って）出ていき、パージガス入口１６４の反対側のプロセスチャンバ１００の側面に置かれているガス出口１７８を通してプロセスチャンバから外に排出される。
【００３５】
同様に、パージプロセスの間、基板支持体１０６を上昇した位置に置いて、パージガスが、基板支持体１０６の裏側１０４を横切って横方向に流れるのを可能にすることができる。ガス入口または出口などの位置、サイズ、または数は、基板１０８への材料の均一な堆積をさらに促進するように調節することができるので、プロセスガス入口、パージガス入口、およびガス出口は、例示のために示されていることを当業者は理解されよう。
【００３６】
所望であれば、パージガス入口１６４は、プロセスガスをプロセスガス領域１５６に閉じ込めるために、パージガスを上向き方向に導くように構成することができる。
【００３７】
例示のクランプリング
図４Ａは、本発明の１つの実施形態による図１Ａのクランプリング１３０の代わりに使用することができるクランプリング４００の斜視図である。クランプリング４００は、ベースリング（例えば、図１Ａ〜１Ｂおよび８Ａ〜８Ｃのベースリング）の相対的に上方に配設され、クランプリング４００のまわりに配設された締結レセプタクル４０２によってチャンバ１００に締結される。締め具（図示せず）は、クランプリング４００をプロセスチャンバ１００に固定するために、締結レセプタクル４０２を通してプロセスチャンバ１００の側壁の凹部中に配設される。
【００３８】
クランプリング４００は、冷却導管４０４などの冷却特徴部を備えることができる。冷却導管４０４は、水などの冷却流体を、クランプリング４００を通して、およびそのまわりを循環させる。冷却流体は、入口４０８を通して冷却導管４０４に導入され、導管４０４を通って循環し、出口４１０を通って出てくる。冷却導管４０４は、冷却流体が導管４０４のうちの１つから他の導管４０４に流れることができるようにするランプ４０６によって接続することができる。
【００３９】
図４Ａの実施形態において、１つの導管４０４は、クランプリング４００の内側部分のまわりに配設され、一方、第２の導管４０４は、クランプリング４００の外側部分のまわりに配設される。クランプリング４００の内側部分はチャンバ１００のプロセス条件に最も近い最大の熱にさらされるので、冷却流体はクランプリング４００の内側部分のまわりに配設された導管４０４に導入される。冷却流体は、冷却流体が比較的低温で導入されるのでクランプリング４００の内側部分から熱を最も効率的に吸収する。冷却流体が、クランプリング４００の外側部分のまわりに配設された導管４０４に達したとき、冷却流体は、温度が上昇しているが、冷却流体は、内側部分よりも加熱が少ないクランプリング４００の外側部分の温度を依然として調整する。このようにして、冷却流体は、クランプリング４００を通して対向流式に流される。
【００４０】
図４Ａのクランプリング４００は、さらに、上部ドーム１２８を冷却するために備えられたガス流特徴部を有する。冷却ガスの入口マニホルド４２２は、冷却ガスをチャンバ１００の上部ドーム１２８に適用する。ガス入口４１２は入口プレナム４１４と連通し、それにより、ガスは入口プレナム４１４に沿って分配される。下部表面４１６の開口（開口は示されていない）は、クランプリング４００を通して形成された分配プレナム４１８と連通し、分配プレナム４１８は図４Ｂに示されている。
【００４１】
図４Ｂは、別の実施形態による処理チャンバのリッド部分の断面図である。リッド部分はクランプリング４００を含む。ガスは、分配プレナム４１８に、そして上部ドーム１２８の周囲に隣接する入口プレナム４２０に流れ込む。ガスは、上部ドーム１２８の上部表面に沿って流れ、上部ドーム１２８の温度を調整する。
【００４２】
図４Ａを再び参照すると、ガスは、収集プレナム４２８およびガス出口４３０と連通する、出口プレナム４２６を有する退出マニホルド４２４に流れ込む。上部ドーム１２８の熱状態を調整すると、熱応力が許容範囲を超えないようにされ、上部ドーム１２８の下部表面への堆積が減少する。上部ドーム１２８への堆積を減少させると、上部ドーム１２８を通ってリフレクタ１２２に、さらに上部ドーム１２８を通って戻るエネルギー束が公称レベルに維持され、処理中の基板１０８の温度変則および不均一性が最小化される。
【００４３】
例示のランプヘッドアセンブリ
図５Ａおよび５Ｂは、本発明の１つの実施形態による、図１Ａのランプヘッド１４５の代わりに使用することができる１つまたは複数のランプアセンブリ５２０の概略図である。ランプアセンブリ５２０は、１つまたは複数の可撓性スタンドオフ５２４を含む。図５Ａは、１つの実施形態による、ランプヘッド５４５およびプリント回路基板５５２とともに下部ドーム１１４の断面図を示す。以下で論じるように、ランプアセンブリ５２０の各々は可撓性スタンドオフ５２４に取り付けることができ、可撓性スタンドオフ５２４は使用される下部ドーム１１４の角度に合わせて異なる高さを有することができる。ランプアセンブリ５２０、可撓性スタンドオフ５２４、およびランプヘッド５４５は、リフレクタ（図示せず）などの他の構成要素とともに、ランプヘッドアセンブリの一部である。図５Ｂは、１つの実施形態による１つまたは複数のランプアセンブリ５２０に接続される１つまたは複数の可撓性スタンドオフ５２４を示す。図７Ａ〜７Ｂに関して以下で説明するように、下部ドーム１１４は、中央開口７０２をもつ概ね円形の浅いマティーニグラスまたは漏斗の形状に形成することができる。ランプアセンブリ５２０は、基板の様々な領域の温度を独立に制御するために、中心シャフト（例えば、図１Ａの中心シャフト１３２）のまわりに特定の最適な所望の方法で下部ドーム１１４に隣接しておよび下部ドームの真下に配設される。
【００４４】
図５Ａは、下部ドーム１１４、ＰＣＢ５５２、およびここでは６つのランプアセンブリ５２０として示される１つまたは複数のランプアセンブリ５２０を示す。いくつかの要素が、明瞭にするために説明から外されていることが当業者には明らかであろう。ＰＣＢ５５２は、１つまたは複数のランプアセンブリ５２０への電力分配を制御するように設計された任意の標準の回路基板とすることができる。ＰＣＢ５５２は、１つまたは複数のランプアセンブリ５２０との接続のために、ここでは６つの接続スロットとして示されている１つまたは複数の接続スロット５１２をさらに含むことができる。ＰＣＢ５５２はここでは平坦であるように示されているが、ＰＣＢは、処理チャンバの必要に応じて整形することができる。１つの実施形態では、ＰＣＢ基板は、ランプヘッド５４５と平行に位置づけられる。
【００４５】
１つまたは複数のランプアセンブリ５２０の各々は、一般に、ランプバルブ５２２およびランプベース５２３を含む。ランプバルブ５２２は、基板を特定温度に加熱し維持することができるランプ、例えば、加熱デバイスとして構成されたハロゲンランプ、赤外線電球などのようなものとすることができる。ランプアセンブリ５２０は、図５Ｂを参照してより詳細に説明する１つまたは複数の可撓性スタンドオフ５２４に接続することができる。
【００４６】
下部ドーム１１４は、石英などの半透明材料で構成することができ、下部ドームに関して本開示で説明する１つまたは複数の要素を組み込むことができる。下部ドームは、４ｍｍ厚と６ｍｍ厚との間とすることができる。ランプヘッド５４５は、下部ドーム１１４の下に、および下部ドーム１１４に最接近して位置づけることができる。１つの実施形態では、ランプヘッド５４５は、下部ドーム１１４からおおよそ１ｍｍにある。
【００４７】
ランプヘッド５４５は、ランプバルブ５２２の特定の位置および配向を確実にする複数の固定ランプヘッド位置５０４を有する。ランプヘッド５４５は、４００個以上もの多くの固定ランプヘッド位置５０４を有することができる。固定ランプヘッド位置５０４は、多数の同心円配向とすることができる。固定ランプヘッド位置５０４は、孔が内側半径から外側半径に広がるにつれて深さを増加させることができる。固定ランプヘッド位置５０４は、ランプヘッド５４５の穿孔とすることができる。１つの実施形態では、ランプベース５２３は、ランプヘッド５４５による固定配向で保持され、ランプヘッド５４５によって冷却される。
【００４８】
ランプアセンブリ５２０および接続スロット５１２は６個の組として示されているが、この数は限定されるものではない。適切な基板温度を維持するために必要に応じて、各々をより多くまたはより少なくすることができる。さらに、これは３次元構造の側面図であることを理解することが重要である。そのため、構成要素は直線的に位置づけられているように見えるが、任意の位置または位置の組合せが可能である。例えば、円形のＰＣＢ５５２上に、ランプは、ＸおよびＹ軸の両方に３ｃｍ間隔で位置づけられ、それにより、円を充填することができる。当業者は、この実施形態の多数の変形があることを理解されよう。
【００４９】
図５Ｂは、１つの実施形態よる可撓性スタンドオフ５２４を示す。ここで示す可撓性スタンドオフ５２４は、ソケット５２６と接触アダプタ５２８とを含む。可撓性スタンドオフ５２４は、ソケット５２６における標準ミルマックスソケットと、接触アダプタ５２８における等価な接触アダプタとを有し、それにより、ランプ／スタンドオフインターフェースとスタンドオフ／ＰＣＢインターフェースとを作り出すようにここでは示されている。しかしながら、この設計選択は、限定されるものではない。ソケット設計は、電源からランプ５２２に電力を送ることができるいくつかの既存の設計またはこれから作り出される設計のうちの１つとすることができる。１つの実施形態では、可撓性スタンドオフは、はんだ付けなどによってＰＣＢ５４５に恒久的に取り付けられる。
【００５０】
可撓性スタンドオフ５２４は、ランプが電源からの電力を受け取るように導電性構成要素および非導電性構成要素の両方から構成することができる。１つの例では、真鍮または銅などの導電性金属が、ランプ５２２に電力を送るのに使用され、導電性金属は、プラスチック、可撓性ガラス、またはセラミックファイバもしくはビードで製作されたハウジングなどの非導電性ハウジングで囲まれる。可撓性スタンドオフ５２４は、下部ドーム１１４への適切な放射輝度デリバリのために適宜に様々な長さとすることができる。可撓性スタンドオフ５２４は長さが変わるので、ランプアセンブリ５２０は、下部ドーム１１４に沿って、同じ概略のサイズおよび形状を維持することができる。
【００５１】
さらに、可撓性スタンドオフ５２４は直線である必要がない。可撓性スタンドオフ５２４は湾曲を呈することができ、その結果、ランプ軸は処理チャンバ中心軸と平行である必要がない。別の言い方をすれば、可撓性スタンドオフ５２４は、ランプ軸が所望の極角を呈するのを可能にすることができる。本明細書で説明する可撓性スタンドオフ５２４は、エラストマによるプラスチックなどの可撓性材料から構成することができる。
【００５２】
本明細書で説明する可撓性スタンドオフ５２４は、互換性および配向の両方で利点を提供することができる。可撓性スタンドオフ５２４は、湾曲構造または可撓性材料のいずれかを組み込むと、ＰＣＢ５５２に対して垂直に配向されていない固定ランプヘッド位置５０４でランプヘッド５４５に接続することができる。さらに、可撓性スタンドオフ５２４は、非消耗であるように設計される。ランプアセンブリ５２０が故障したとき、ランプアセンブリ５２０は、単一のサイズのランプアセンブリ５２０によって取り替えられ、それにより、ＰＣＢ５５２上のまたはランプヘッド５４５中のランプアセンブリ５２０の位置に関係なくランプアセンブリ５２０をチャンバ中で交換可能にすることができる。
【００５３】
可撓性スタンドオフ５２４は、ランプヘッド５４５に形成された固定ランプヘッド位置５０４と、ＰＣＢ５５２に形成された接続スロット５１２との間の適切な位置決めを行う。ランプヘッド５４５は、銅などの熱伝導性材料から構成することができる。別の実施形態では、ランプヘッド５４５は、ランプヘッド５４５が中心シャフト１３２に最接近の内側半径と、下部ドーム１１４のエッジとほとんど一直線の外側半径とを有する銅の円錐区域または回転の環帯とすることができる。
【００５４】
ＰＣＢ５５２の上に、スペーサ５１４などの１つまたは複数の支持構造体を形成することができる。スペーサ５１４は、この例に示すように、ＰＣＢ５５２およびランプアセンブリ５２０と協力して働いて、ランプアセンブリ５２０を垂直方向に維持するなどのランプバルブ５２２の特定の方向を維持することができる。さらに、可撓性スタンドオフ５２４は、スペーサ５１４と相互作用する１つまたは複数の構造体、例えば、リップ５２５などを有することができる。この実施形態では、リップ５２５は、可撓性スタンドオフの完全な挿入を保証し、可撓性スタンドオフ５２４およびランプバルブ５２２の両方の方向を維持する。
【００５５】
例示のライナアセンブリ
図６は、本発明の１つの実施形態による図１Ａのライナアセンブリ１６３の代わりに使用することができるライナアセンブリの斜視図を示す。ライナアセンブリ６００は、図１Ａおよび１Ｂの処理チャンバなどのプロセスチャンバ内の処理領域をライニングするために構成される。ライナアセンブリ６００は、一般に、ガス入口ポート６０２、ガス出口ポート６０４、およびローディングポート６０６を備える。ライナアセンブリ６００は、図８Ａ〜８Ｃのベースリングと協力して働くことができ、その結果、ガス入口ポート６０２、ガス出口ポート６０４、およびローディングポート６０６の位置は、一般に、それぞれ、プロセスガス入口８７４、ガス出口８７８、およびローディングポート８０３に、実質的に同じ高度で、一致する。同じ高さのガス入口／出口により、プロセスチャンバへのより短い流路が可能になり、高いコンダクタンスの排気および注入が可能になる。それゆえに、層状ガス流および遷移が一層制御される。
【００５６】
ライナアセンブリ６００は、プロセスチャンバに配設されたベースリング（例えば、図１Ａ〜１Ｂおよび８Ａ〜８Ｃのベースリング）内に入れ子にされるか、またはベースリングによって囲まれ得る。ライナアセンブリ６００は、一体化の部片として形成することができ、または一緒に組み合わせることができる多数の部片を含むことができる。１つの例では、ライナアセンブリ６００は、多数の部片（またはライナ）を含み、多数の部片（またはライナ）は、モジュール式であり、モジュール式設計により追加の柔軟性およびコスト削減を与えるために個別にまたは集団的に取り替えられるように構成される。ライナアセンブリ６００のモジュール式設計は、保守を容易にし、機能を拡大させること（すなわち、図３Ａに示した二次入口３０５などの異なる噴射器の交換）を可能にする。１つの実施形態では、ライナアセンブリ１６７は、少なくとも１つの上部ライナ６０８と、下部ライナ６１０とを含み、それらは垂直に積み重ねられる。排気ライナ６１２は、位置安定性を改善するために上部ライナ６０８の一部によって組み合わされ得る。
【００５７】
上部ライナ６０８および排気ライナ６１２は、噴射器ライナ６１４を受け取るように切り取ることができる。噴射器ライナ６１４は、一般に、図３Ａの本体３０２に対応し、図３Ａ〜３Ｃに関して上述で論じたガス入口機構３００などのガス入口機構を含むことができる。上部ライナ６０８、下部ライナ６１０、排気ライナ６１２、および噴射器ライナ６１４の各々は、ベースリング（図示せず）内に入れ子にされるように大きさを合わされた概ね円筒状の外径を含む。ライナ６０８、６１０、６１２、６１４の各々は、重力によって、および／またはライナ６０８、６１０、６１２の一部の中または上に形成された突起および嵌合凹部などのインターロッキングデバイス（図示せず）によってベースリングで支持することができる。上部ライナ６０８および下部ライナ６１０の内面６０３は、処理容積部（例えば、プロセスガス領域１５６およびパージガス領域１５８）に露出される。
【００５８】
１つの実施形態では、上部ライナ６０８は、上部ライナ６０８のパージ能力を可能にするために窪んだ特徴部６１６を備え、それによって、ライナアセンブリの温度を制御しながらライナアセンブリへの不要な堆積を防止することができる。
【００５９】
例示の上部ドーム
図２Ａおよび２Ｂは、本発明の１つの実施形態による図１Ａの上部ドーム１２８の代わりに使用することができる上部ドーム２００の概略図である。図２Ａは、上部ドーム２００の断面図を示す。図２Ｂは、上部ドーム２００の上面図を示す。図２Ｂに見られるように、上部ドーム２００は実質的に円形の形状を有し、わずかに凸面の外側表面２１０と、わずかに凹面の内側表面２１２とを有する（図２Ａ）。以下でより詳細に論じるように、凸面の外側表面２１０は、プロセスガスの整然とした流れおよび反応物材料の均一な堆積を促進するには十分な平坦さでありながら、基板処理中のプロセスチャンバの減少した内部圧力に対する外部大気圧の圧縮力に対抗するためには十分な湾曲である。上部ドーム２００は、一般に、熱放射を通す中央窓部分２０２と、中央窓部分２０２を支持するための周囲フランジ２０４とを含む。中央窓部分２０２は、概ね円形の周囲を有するように示されている。周囲フランジ２０４は、中央窓部分２０２の円周のまわりで支持体インターフェース２０６に沿って中央窓部分２０２に係合する。１つの実施形態では、周囲フランジ２０４は、プロセスチャンバ内の処理ガスが周囲環境に漏れないようにするために密閉するのに、周囲フランジと側壁との間に配設されたＯリング（図１Ａに１８４でラベル付けされた）によってプロセスチャンバの側壁内で密閉される。ここでは詳細には論じないが、下部ドームは、同様に、Ｏリング（図１Ａに１８２でラベル付けされた）を使用して、プロセスチャンバの側壁内に支持され得ると考えられる。より少ないまたはより多い数のＯリング１８２、１８４を使用することができる。
【００６０】
周囲フランジ２０４は、不透明にするか、または透過性石英から形成することができる。上部ドーム２００の中央窓部分２０２は、著しい吸収を伴わずにランプからの直接放射に対して一般に光学的に透明である透過性石英などの材料から形成することができる。代替として、中央窓部分２０２は、狭帯域フィルタ処理能力を有する材料から形成することができる。しかしながら、加熱された基板と基板支持体とから再放射された熱放射の一部は、中央窓部分２０２による著しい吸収を伴って中央窓部分２０２に進む。これらの再放射は、中央窓部分２０２内に熱を発生させ、熱膨張力を生成する。熱放射に直接にさらされることからＯリングを保護するために不透明にすることができる周囲フランジ２０４は、中央窓部分２０２よりも比較的冷たいままであり、それによって、中央窓部分２０２は、初期の室温の弓反りを超えて外側に弓反りになる。中央窓部分２０２は、薄くされており、弓反りを受け入れるのに十分な柔軟性を有し、一方、周囲フランジ２０４は、厚さがあり、中央窓部分２０２を閉じ込めるのに十分な剛性を有する。その結果として、中央窓部分２０２内の熱膨張は熱補償弓反りとして表される。中央窓部分２０２の熱補償弓反りは、プロセスチャンバの温度の上昇とともに増加する。
【００６１】
周囲フランジ２０４と中央窓部分２０２とは、溶接継手「Ｂ」によってそれらの向かい合う端部で固定される。周囲フランジ２０４は、中央窓部分２０２の薄部から周囲フランジ２０４のバルクまでの円滑で緩やかな変化によって画定される寸法移行部分２１３に沿ったフィレット半径「ｒ」を用いて構築される。図２Ｃは、周囲フランジ２０４のフィレット半径を示す接合継手「Ｂ」の拡大図を示す。フィレット半径は、周囲フランジ２０４の内側の底部と、移行部分２１３の主要本体と、中央窓部分２０２と対合する部分とを含む３つの曲線と見なすことができる連続的に湾曲した凹形である。それゆえに、それは、３つの曲線の全体を通して同じ半径でないことがある。フィレット半径は、一般に、フィレット半径の表面輪郭を決定し、次に、この輪郭への最良適合球を数学的に決定することによって測定される。この最良適合球の半径がフィレット半径である。
【００６２】
フィレット半径は、周囲フランジ２０４と中央窓部分２０２とが出会う継手のインターフェースにおける鋭い角部を除去する。鋭い角部を除去することによって、さらに、鋭い角部を有する継手よりも均一で厚い装置の継手に被覆を堆積させることができるようになる。フィレット半径は、漸進的変化とともにより良好な流れのための周囲フランジ２０４の増加した半径方向厚さと、中央窓部分２０２の「ほぼ平坦な」湾曲（以下で論じる）とを設けるように選択され、その結果、流れ乱流の減少およびより良好な均一性がもたらされる。最も重要なことには、フィレット半径をもつ継手は、さらに、継手での剪断力を減少させるかまたは除去する。様々な実施形態において、周囲フランジのフィレット半径「ｒ」は、約０．１インチと約５インチとの間、例えば、約０．５インチと約２インチとの間などの範囲にわたる。１つの例では、フィレット半径「ｒ」は約１インチである。
【００６３】
より大きいフィレット半径をもつ周囲フランジ２０４は、熱および大気応力を理想的に処理する。以前に論じたように、基板の処理の間、上部ドーム２００は、プロセスチャンバ内の減少した内部圧力と上部ドームに作用する外部大気圧との間の大きい圧力差に起因して高い引張り応力がかけられる。高い引張り応力により、上部ドームは変形することがある。しかしながら、上部ドーム２００の引張り応力は、側圧「Ｐ」が周囲フランジ２０４（図２Ａ）の側面に内側に向かって印加される場合、プロセスの間大幅に減少させることができることが観察された。周囲フランジ２０４に印加された側圧は、中央窓部分２０２を強制的に外側に弓なりに反らせ、それにより、ドーム変形を補償する。本明細書の側圧「Ｐ」は、周囲フランジ２０４の外側周囲表面２０５に印加される平方インチ当たりのポンド（ｐｓｉ）単位の所与の量の荷重力を参照する。１つの実施形態では、側圧「Ｐ」は約２００ｐｓｉ以上とすることができる。別の実施形態では、側圧「Ｐ」は、約４５ｐｓｉと約１５０ｐｓｉとの間とすることができる。１つの例では、側圧「Ｐ」は、約８０ｐｓｉから約１２０ｐｓｉである。
【００６４】
周囲フランジ２０４の引張り応力は、側圧「Ｐ」なしで１３００ｐｓｉ乃至２０００ｐｓｉに減少し、側圧が周囲フランジ２０４に印加されると１０００ｐｓｉ未満に減少することができることも観察された。以前に述べたより大きいフィレット半径「ｒ」と組み合わせることにより、周囲フランジ２０４の引張り応力は、約８０ｐｓｉの側圧「Ｐ」が周囲フランジ２０４に印加されると、大幅に減少することができる。側圧「Ｐ」が約１５０ｐｓｉに増加される場合、引張り応力はさらに減少することができる。
【００６５】
中央窓部分２０２の厚さおよび外向き曲線は、熱補償弓反りが確実に対処されるように選択される。図２Ａの実施形態において、中央窓部分２０２の内側曲線は、球形として示されており、軸「Ａ」に沿った中心「Ｃ」と大きい曲率半径「Ｒ」とを有する球の一区域によって形成される。中央窓部分２０２は、室温と約１２００°Ｃ以上の処理温度との間の基板温度において、０と１気圧との間の圧力差に耐えるために十分な弓反りを形成するように約１１２２ｍｍプラスまたはマイナス３００ｍｍの曲率半径「Ｒ」を有することができる。曲率半径の範囲は、上部ドーム角度（Θ）、直径および厚さ、周囲フランジの厚さまたは幅、ならびに上部ドーム２００の表面２１０、２１２に作用する圧力差などに応じて変化することがあるので、例示目的のみのためであることが意図されていると考えられる。様々な例では、曲率半径「Ｒ」は、約９００ｍｍから約２５００ｍｍとすることができる。
【００６６】
図２Ａを参照すると、１つの実施形態では、上部ドーム２００は、中央窓部分２０２が水平面「Ｅ」に対してある角度（Θ）だけ傾斜しているように構築される。水平面「Ｅ」は、基板（図示せず、例えば、図１Ａの基板１０８など）の長手方向と概ね平行である。様々な実施形態では、中央窓部分２０２と水平面「Ｅ」との間の角度（Θ）は、一般に、２２°未満である。１つの実施形態では、角度（Θ）は、約６°から約２１°、例えば、約８°から約１６°などである。１つの例では、角度（Θ）は約１０°である。約１０°で傾斜した中央窓部分２０２は、一般に約２２°以上の角度（Θ）を有する従来の上部ドームよりも平坦である上部ドームを実現する。角度（Θ）の程度を減少させると、上部ドーム２００が、従来の上部ドームと比較して、約０．０５インチから約０．８インチ、例えば、約０．３インチ下に移動することになる。
【００６７】
上部ドーム２００は、約２００ｍｍから約５００ｍｍ、例えば、約２４０ｍｍから約３３０ｍｍなど、例えば、約２９５ｍｍの全外径を有することができる。中央窓部分２０２は、約２ｍｍから約１０ｍｍ、例えば、約３ｍｍから約６ｍｍの厚さ「Ｔ１」を有することができる。１つの例では、中央窓部分２０２は、厚さが約４ｍｍである。中央窓部分２０２は、約１３０ｍｍから約２５０ｍｍ、例えば、約１６０ｍｍから約２１０ｍｍの外径「Ｄ１」を有することができる。１つの例では、中央窓部分２０２は、直径が約１９０ｍｍである。周囲フランジ２０４は、約２５ｍｍから約１２５ｍｍ、例えば、約４５ｍｍから約９０ｍｍの厚さ「Ｔ２」を有することができる。１つの例では、周囲フランジ２０４は、厚さが約７０ｍｍである。周囲フランジ２０４は、半径とともに変化することができる約５ｍｍから約９０ｍｍ、例えば、約１２ｍｍから約６０ｍｍの幅「Ｗ１」を有することができる。１つの例では、周囲フランジ２０４は、幅が約３０ｍｍである。ライナアセンブリがプロセスチャンバで使用されない場合、周囲フランジ２０４の幅は、約５０ｍｍから約６０ｍｍだけ増加させることができ、中央窓部分２０２の幅は同じ量だけ減少される。そのような場合、周囲フランジ２０４の厚さおよびドーム角度（Θ）は、それに応じて減少させることができ、その量は、本明細書に基づいて当業者は計算することができる。
【００６８】
より低いドーム角が適応される場合、周囲フランジ２０４は中央窓部分２０２の方により多く入ることができる。しかしながら、中央窓部分２０２の直径への制限要因は、リフレクタ（例えば、図１のリフレクタ１２２）が基板と予熱リング（使用される場合）とを加えたものの区域に光を反射することができなければならないことである。それゆえに、周囲フランジ２０４をわずかに内側に移動させ、一方、約１３０ｍｍから約３００ｍｍの直径を有する中央窓部分２０２を設けることができるのは有利であろう。
【００６９】
上部ドーム２００の「ほぼ平坦な」構成は、ベースリング（図８Ａのベースリング８３６など）およびより平坦な下部ドーム（図７Ａおよび７Ｂの下部ドーム７００など）と組み合わされると、浅い球形形状寸法を形成し、それは、特に、エピタキシャル堆積プロセスなどの減圧または低圧用途が実行される場合、プロセスチャンバの内側と外側との間の圧力差に耐えるのに有効であることが証明されている。加えて、側圧が周囲フランジ２０４上に印加された状態の上部ドーム２００の「ほぼ平坦な」構成は、周囲フランジ２０４と中央窓部分２０２との間に置かれた溶接継手「Ｂ」の領域により低い剪断応力をもたらすことが観察された。圧力差に起因して中央窓部分２０２に応力がかかるのは、より厚い窓部分を使用することによって対処することができるが、厚い窓部分はあまりにも多量の熱質量を持つことがあり、それは、定常状態処理に時間遅れをもたらす。それゆえに、全体的スループットが低下する。さらに、厚い窓部分をもつ上部ドームは、処理中の弾性が不十分であり、中央窓部分２０２が周囲フランジ２０４によって半径方向に包含されている限りは周囲フランジ２０４で高い剪断応力を引き起こす。さらに、厚い窓部分は熱を放散させるのにより長い時間がかかり、それは、基板の安定化に影響を与えることになる。球形形状寸法は本質的に減圧を効果的に処理するので、上部ドーム２００は、基板の上方の断面区域が突然大きく変化する従来の容器で使用されるものよりも薄い石英壁を利用することができる。
【００７０】
上部ドーム２００の中央窓部分２０２の厚さは、周囲フランジ２０４と中央窓部分２０２（図２Ｃ）との間のインターフェースに発現する剪断応力が確実に対処されるように上述で論じた範囲で選択される。石英壁（すなわち中央窓部分２０２）が薄いほど、伝熱媒体の効率が高く、その結果、石英によって吸収されるエネルギーが少ない。それゆえに、上部ドームは比較的冷たいままである。ドームの壁が薄いほど、さらに、蓄積されるエネルギーが少なくなり、外側表面への伝導経路が短くなるので、温度の安定化が速くなり、対流冷却に速く応答することになる。それゆえに、上部ドーム２００の温度は、所望の設定点に、より厳密に保持されて、中央窓部分２０２にわたってより良好な熱均一性を与えることができる。加えて、中央窓部分２０２が周囲フランジ２０４に半径方向に伝導する限りは、より薄いドーム壁は、基板にわたって温度均一性の改善をもたらす。周囲フランジ２０４を過度に加熱せずに、周囲フランジ２０４のまわりに配設されたＯリングを保護することが有利なことがある。さらに、半径方向で中央窓部分２０２を過度に冷却しないことは有利であり、その理由は、過度な冷却が不要な温度勾配をもたらし、それが、処理されている基板の表面に反映し、膜均一性を損なうことになるからである。
【００７１】
以下の表１は、本発明の実施形態による実例として与えられる上部ドーム２００の非限定の詳細を提供する。
2018170514.tif 000003
【００７２】
上部ドーム２００を平坦にすることによって、プロセスチャンバの放射伝熱特性は、高温計を基板表面にできる限り接近させて位置づけることができるので、温度センサへのより低い寄生損失、より少ないノイズにより大幅に改善される。改善された上部ドームおよび下部ドーム（図７Ａ〜７Ｃに関して以下で論じるように）は、さらに、全体的なチャンバ容積の減少をもたらし、それは、ガス遷移時間を改善し、排気およびガス抜き時間を減じ、その結果、より低いサイクルタイムおよび改善された基板スループットがもたらされる。加えて、上部ドームの「ほぼ平坦な」構成は、流れ均一性に悪い影響を及ぼす基板の上方の断面区域の急変を有する前の設計に関連した問題を避けるので、チャンバの上部処理領域のガス流乱流または循環を避けるかまたは著しく最小化する。フランジ半径を増加させてほぼ平坦にすると、チャンバ断面にわたる一定な排気ガス圧力均一性をさらに促進し、その結果、基板の上に非常に均一な流れがもたらされる。
【００７３】
例示の下部ドーム
図７Ａおよび７Ｂは、本発明の１つの実施形態による図１Ａの下部ドーム１１４の代わりに使用することができる下部ドーム７００の概略図である。図７Ａは、下部ドーム７００の断面図を示す。図７Ｂは、下部ドーム７００の上面図を示す。図７Ａに見られるように、下部ドーム７００は、中央開口７０８をもつ概ね円形の浅いマティーニグラスまたは漏斗の形状に形成される。下部ドーム７００は、中心軸「Ｃ」（図７Ｂ）のまわりに半径方向に対称である。中央開口７０８は、以前に論じたように、基板のローディングおよびアンローディングの間、中央開口７０８を通してシャフト（図１の中心シャフト１３２など）の自由な移動を可能にする。下部ドーム７００は、一般に、ステム部分７０２と、周囲フランジ７０４と、ステム部分７０２および周囲フランジ７０４を接続するために半径方向に延びる底部７０６とを含む。周囲フランジ７０４は、底部７０６の円周を囲むように構成される。代替として、周囲フランジ７０４は、チャンバ設計に応じて、底部７０６を少なくとも部分的に囲むことができる。周囲フランジ７０４および底部７０６は、上部ドームおよびベースリング（図１の上部ドーム１２８およびベースリング１３６など）と組み合わされると、全体的に、プロセスチャンバの内部容積部を画定する。
【００７４】
以下で論じるように、底部７０６は、薄くされており、プロセスの間弓反りを受け入れるのに十分な柔軟性を有し、一方、周囲フランジ７０４は、厚さがあり、底部７０６を閉じ込めるのに十分な剛性を有する。周囲フランジ７０４は、熱放射に直接にさらされることからＯリング（図１に１８２でラベル付けされている）を保護するために不透明にすることができる。代替として、周囲フランジ７０４は、透過性石英から形成することができる。下部ドーム７００の底部７０６は、著しい吸収を伴わずにランプからの直接放射に対して一般に光学的に透明である材料から形成することができる。
【００７５】
周囲フランジ７０４と底部７０６とは、溶接継手「Ｂ」によってそれらの向かい合う端部で固定される。周囲フランジ７０４は、底部２０６の薄部から周囲フランジ７０４のバルクまでの円滑で緩やかな変化によって画定される寸法移行部分７１３に沿ったフィレット半径「ｒ」を用いて構築される。図７Ｃは、周囲フランジ７０４のフィレット半径を示す接合継手「Ｂ」の拡大図を示す。フィレット半径は、周囲フランジ７０４の最上部と、移行部分７１３の主要本体と、底部７０６と対合する部分とを含む３つの曲線と見なすことができる連続的に湾曲した凹形である。それゆえに、それは、３つの曲線の全体を通して同じ半径でないことがある。フィレット半径は、一般に、フィレット半径の表面輪郭を決定し、次に、この輪郭への最良適合球を数学的に決定することによって測定される。この最良適合球の半径がフィレット半径である。
【００７６】
フィレット半径は、周囲フランジ７０４と底部７０６とが出会う継手のインターフェースにおける鋭い角部を除去する。鋭い角部を除去することによって、さらに、鋭い角部を有する継手よりも均一で厚い装置の継手に被覆を堆積させることができるようになる。フィレット半径は、漸進的変化とともに周囲フランジ７０４の増加した半径方向厚さと、底部７０６の「ほぼ平坦な」構成（以下で論じる）とを設けるように選択され、それにより、ランプは基板のより近くに配置することができるので、基板に均一な放射伝熱が与えられる。最も重要なことには、フィレット半径をもつ継手は、さらに、継手での剪断力を減少させるかまたは除去する。様々な実施形態において、周囲フランジ７０４のフィレット半径「ｒ」は、約０．１インチと約５インチとの間、例えば、約０．５インチと約２インチとの間などの範囲にわたることができる。１つの例では、フィレット半径「ｒ」は約１インチである。
【００７７】
より大きいフィレット半径をもつ周囲フランジ７０４は、熱および大気応力を理想的に処理する。基板の処理の間、下部ドーム７００は、プロセスチャンバ内の減少した内部圧力と下部ドームに作用する外部大気圧との間の大きい圧力差に起因して高い引張り応力がかけられる。高い引張り応力により、下部ドームは変形することがある。しかしながら、下部ドームの引張り応力は、側圧「Ｐ」が周囲フランジ７０４（図７Ａを参照）の側面に内側に向かって印加される場合、プロセスの間大幅に減少させることができることが観察された。周囲フランジ７０４に印加された側圧は、底部７０６を強制的に外側に弓なりに反らせ、それにより、ドーム変形を補償する。本明細書の側圧「Ｐ」は、周囲フランジ７０４の外側周囲表面７２６に印加される平方インチ当たりのポンド（ｐｓｉ）単位の所与の量の荷重力を参照する。１つの実施形態では、側圧「Ｐ」は約２８０ｐｓｉ以上とすることができる。別の実施形態では、側圧「Ｐ」は、約６０ｐｓｉと約２５０ｐｓｉとの間とすることができる。１つの例では、側圧「Ｐ」は約８０ｐｓｉである。
【００７８】
周囲フランジ７０４の引張り応力は、側圧「Ｐ」なしで１３００ｐｓｉ乃至２０００ｐｓｉに減少し、側圧が周囲フランジ７０４に印加されると１０００ｐｓｉ未満に減少することができることが観察された。以前に述べたより大きいフィレット半径「ｒ」と組み合わせることにより、周囲フランジ７０４の引張り応力は、約８０ｐｓｉの側圧「Ｐ」が周囲フランジ７０４に印加されると、大幅に減少することができる。
【００７９】
図７Ａを参照すると、１つの実施形態では、下部ドーム７００は、底部７０６が水平面「Ａ」に対してある角度（Θ）だけ傾斜しているように構築される。水平面「Ａ」は、基板（図示せず、例えば、図１Ａの基板１０８など）の長手方向と概ね平行である。様々な実施形態では、底部７０６と水平面「Ａ」との間の角度（Θ）は、一般に、２２°未満である。１つの実施形態では、角度（Θ）は、約６°から約２１°、例えば、約８°から約１６°などである。別の実施形態では、角度（Θ）は約６°から約１２°である。１つの例では、角度（Θ）は約１０°である。約１０°で傾斜した底部７０６は、一般に約２２°以上の角度（Θ）を有する従来の下部ドームよりも平坦である下部ドーム７００を実現する。角度（Θ）の程度を減少させると、下部ドーム７００が、従来の下部ドームと比較して、約０．３インチから約１インチ、例えば、約０．６インチ上に移動することになる。
【００８０】
下部ドーム７００の底部７０６の厚さは、周囲フランジ７０４と底部７０６（図２Ｃ）との間のインターフェースに発現する剪断応力が確実に対処されるように選択される。本発明の様々な実施形態では、底部７０６は、約２ｍｍから約１６ｍｍの範囲内の、例えば、約３．５ｍｍと約１０ｍｍとの間などの厚さ「Ｔ２」を有することができる。１つの例では、底部７０６は、約６ｍｍの厚さを有することができる。底部７０６は、約３００ｍｍから約６００ｍｍ、例えば、約４４０ｍｍの外径「Ｄ２」を有することができる。周囲フランジ７０４は、約２０ｍｍから約５０ｍｍの範囲内の、例えば、約３０ｍｍの厚さ「Ｔ２」と、半径とともに変化することができる約１０ｍｍから約９０ｍｍ、例えば、約５０ｍｍから約７５ｍｍの幅「Ｗ２」とを有することができる。１つの例では、下部ドーム７００は、約５００ｍｍから約８００ｍｍ、例えば、約６００ｍｍの全外径を有することができる。中央開口７０８は、約３００ｍｍから約５００ｍｍ、例えば、約４００ｍｍの外径を有することができる。別の実施形態では、中央開口７０８は、約１０ｍｍから約１００ｍｍ、例えば、約２０ｍｍから約５０ｍｍ、例えば、約３５ｍｍなどの外径を有することができる。下部ドームのサイズ、角度（Θ）、および厚さは、チャンバ設計と、下部ドーム７００の側面に作用する圧力差とに応じて、変更することができると考えられる。
【００８１】
下部ドーム７００の「ほぼ平坦な」構成は、ベースリング（図８Ａのベースリング８３６など）およびより平坦な上部ドーム（図２Ａ〜２Ｂの上部ドーム２００など）と組み合わされると、浅い球形形状寸法を形成し、それは、特に、エピタキシャル堆積プロセスなどの減圧または低圧用途が実行される場合、プロセスチャンバの内側と外側との間の圧力差に耐えるのに有効であることが証明されている。加えて、側圧が周囲フランジ７０４上に印加された状態の下部ドーム７００の「ほぼ平坦な」構成は、周囲フランジ７０４と底部７０６との間に置かれた溶接継手「Ｂ」の領域により低い剪断応力をもたらすことが観察された。圧力差に起因して底部７０６に応力がかかるのは、より厚いドーム壁（すなわち、底部７０６）を使用することによって対処することができるが、厚いドーム壁はあまりにも多量の熱質量を引き起こし、それは、定常状態処理に時間遅れをもたらす。それゆえに、全体的スループットが低下する。さらに、厚いドーム壁は、処理中の弾性が不十分であり、底部７０６が周囲フランジ７０４によって半径方向に包含されている限りは周囲フランジ７０４で高い剪断応力を引き起こす。厚いドーム壁は、さらに、熱を放散するのにより長い時間がかかり、それは、基板の安定化に影響を与えることになる。球形形状寸法は本質的に減圧を効果的に処理するので、下部ドーム７００は、基板の下の断面区域に突然の大きい変化を有する従来の容器よりも薄いドーム壁を利用することができる。
【００８２】
以下の表２は、本発明の実施形態による実例として与えられる下部ドーム７００の非限定の詳細を提供する。
2018170514.tif 000004
【００８３】
下部ドーム７００および上部ドーム２００を上述で論じたように平坦にすることによって、プロセスチャンバの処理容積部は減少し、その結果として、排気およびガス抜き時間が減少する。それゆえに、基板スループットが改善される。改善された下部ドームは、さらに、放射加熱ランプを基板の裏側にできる限り近づけて配置することができるので、サセプタおよび基板に一定で均一な放射伝熱を行い、その結果、より良好な伝達でより完全なゾーン均一性を、サセプタの裏側に（プレート様基板支持体（図１Ａ）が使用される場合）、または基板の裏側に（リング様基板支持体（図１Ｂ）が使用される場合）をもたらし、それによって、基板が配置されているサセプタにできる限り平行に放射加熱ランプを構成することができるので、寄生損失が低下する。所望であれば、クロストークを緩和するために、流路に沿って石英ドーム間に高抵抗接触を導入することができる。
【００８４】
例示のベースリング
図８Ａは、図１Ａおよび１Ｂに示したベースリング１３６の代わりに使用することができる例示のベースリングの斜視断面図を示す。ベースリング８３６は、アルミニウムから、またはステンレス鋼などの任意の好適な材料から形成することができる。ベースリング８３６は、一般に、ローディングポート８０３、プロセスガス入口８７４、およびガス出口８７８を含み、図１Ａおよび１Ｂに示したローディングポート１０３、プロセスガス入口１７４、およびガス出口１７８と同様に機能する。ベースリング８３６は、図１の処理チャンバの内周内で受け取られるように大きさを合わされたリング本体を含む。リング本体は、それぞれ、ローディングポート８０３での長い側面と、プロセスガス入口８７４およびガス出口８７８での短い側面とをもつ概ね細長い形状（ｇｅｎｅｒａｌｌｙ  ｏｂｌｏｎｇ  ｓｈａｐｅ）を有することができる。ローディングポート８０３、プロセスガス入口８７４、およびガス出口８７８は、角度的に、互いに約９０°オフセットさせることができる。１つの例では、ローディングポート８０３は、プロセスガス入口８７４およびガス出口８７８がベースリング８３６の向き合った端部に配設された状態で、プロセスガス入口８７４とガス出口８７８との間のベースリング８３６の側面に置かれる。様々な実施形態において、ローディングポート８０３、プロセスガス入口８７４、およびガス出口８７８は、互いに位置合わせされ、図１Ａ〜１Ｂのローディングポート１０３、プロセスガス入口１７４、およびガス出口１７８と実質的に同じ高さに配設される。
【００８５】
ベースリング８３６の内周８１７は、ライナアセンブリ、例えば、図１Ａのライナアセンブリ１６３または図６に関して上述で論じたライナアセンブリ６００を受け取るように構成される。ベースリング８３６のローディングポート８０３、プロセスガス入口８７４、およびガス出口８７８は、処理容積部に１つまたは複数のプロセス／パージガスを供給するために、ライナアセンブリ（図６）およびガス入口機構（図３Ａ〜３Ｃ）と協力して働くように構成することができる。
【００８６】
図示していないが、ベースリング８３６とクランプリングとの間に上部ドーム１２８の周囲フランジを固定するために、ベースリング８３６の上面８１４上におよびクランプリング（例えば、図１Ａのクランプリング１３０または図４Ａのクランプリング４００）の凹部（図示せず）中に形成された締結レセプタクル（図示せず）を通して締め具を配設することができる。
【００８７】
１つの実施形態では、ローディングポート８０３は、約０．５インチから約２インチ、例えば、約１．５インチの高さ「Ｈ４」を有することができる。ベースリング１３６は、約２インチから約６インチ、例えば、約４インチの高さ「Ｈ３」を有することができる。ベースリング８３６の高さは、ベースリング８３６の全高が従来のベースリング高さよりも約０．５インチから約１インチ短いように設計される。それゆえに、基板と光高温計（図示せず、例えば、図１Ａの光高温計１１８など）との間の距離が、さらに減少される。その結果として、光高温計の読取り分解能が大幅に改善され得る。１つの例では、基板と光高温計との間の距離は約２５０ｍｍである。基板および高温計ならびに上部ドームおよび下部ドームの間の距離を減少させることによって、プロセスチャンバの放射伝熱特性は、温度センサに対するより低い寄生損失でより少ないノイズと、放射加熱ランプから基板までならびに上部リフレクタから基板までの、中心−エッジ間の改善された均一性を伴ったより多くの伝熱とにより大幅に改善される。ベースリング８３６の高さの減少と、図２Ａ〜２Ｂに関して上述で論じた上部ドームの「ほぼ平坦な」構成とにより、さらに、５００°Ｃより下のより低い温度での強靱で正確な高温測定が可能になる。プロセスガス入口８７４およびガス出口８７８の構成は、光漏洩を抑制するライナの能力を大幅に増強する同心プロセスキット（例えば、ライナアセンブリ）を可能にし、それにより、高温測定が５００°Ｃより下の温度でより正確になる。
【００８８】
ベースリング８３６は、熱伝導性材料から形成されおり、下部ドームのほぼ平坦な構成のために放射加熱ランプに近くなるので、ベースリング８３６は、そこに形成された１つまたは複数の冷却材チャネルを含むことができ、冷却材チャネルを通して水などの冷却流体がベースリングの冷却のために流される。冷却材チャネルは、Ｏリング（例えば、図１ＡのＯリング１８２、１８４）に接近した領域のベースリング８３６の円周のまわりに配設することができる。図８Ｂは、本発明の１つの実施形態による上部リング８１０および下部リング８１２を示す別の角度からの図８Ａのベースリング８３６の斜視図である。上部リング８１０および下部リング８１２は、それぞれ、ベースリング８３６の上面８１４および底面８１６に配設するように構成される。上部リング８１０および下部リング８１２は、環状形状を有し、ひとたびそれらがベースリング８３６に組み合わされると、概ね同心または共軸となる。
【００８９】
図８Ｃは、上部リング８１０および下部リング８１２を受け取るための、それぞれ、ベースリング８３６の上面８１４および底面８１６（図８Ｂ）に形成された上部トレンチ８１８および下部トレンチ８２０を示す図８Ｂのベースリング８３６の拡大部分断面図である。ベースリング８３６は、理解を容易にするために、２つの別個の部分として概略的に示されている。上部トレンチ８１８および下部トレンチ８２０は、ベースリング８３６の内周８１７に隣接して形成することができる。上部リング８１０は、概ね「Ｈ」形状に形成することができ、その結果、上部リング８１０が上部トレンチ８１８内に載せられると、環状流体流路が、上部リング８１０と上部トレンチ８１８との間に画定され、ベースリング８３６のための上部冷却材チャネル８２２を形成する。同様に、下部リング８１２は、概ね「Ｈ」形状に形成することができ、その結果、下部リング８１２が下部トレンチ８２０内に載せられると、環状流体流路が、下部リング８１２と下部トレンチ８２０との間に画定され、ベースリング８３６のための下部冷却材チャネル８２４を形成する。上部リング８１０、下部リング８１２、およびベースリング８３６は、一緒に溶接されて、一体化本体を形成することができる。冷却流体が、ベースリング８３６の適切な冷却のために、最上部リング８１０および下部リング８１２とベースリング８３６との間に画定されたそれぞれの環状流体流路を通って循環される限り、最上部リング８１０および下部リング８１２は任意の所望の形状で形成することができる。
【００９０】
１つの実施形態では、ベースリング８３６は、ベースリング８３６の上面８１４から上方に延びる最上部内壁８２６を含むことができる。最上部内壁８２６は、最上部内壁８２６の外側部分８２５および上部リング８１０の内側部分８２７が、Ｏリング（図示せず、例えば、図１ＡのＯリング１８２、１８４）を配置するために、上部トレンチ８１８に接近して最上部環状トレンチ８２８を画定するようにベースリング８３６の内周８１７のまわりに構成される。同様に、ベースリング８３６は、ベースリング８３６の底面８１６から下方に延びる底部内壁８３０をさらに含むことができる。底部内壁８３０は、底部内壁８３０の外側部分８２９および下部リング８１２の内側部分８３１が、Ｏリング（図示せず、例えば、図１ＡのＯリング１８２、１８４）を配置するために、下部トレンチ８２０に接近して底部環状トレンチ８３２を画定するようにベースリング８３６の内周８１７のまわりに構成される。
【００９１】
プロセスの間、ベースリング８３６の内周８１７はプロセスチャンバ１００のプロセス条件に最も近い最大の熱にさらされるので、冷却流体が、冷却源（図示せず）から、ベースリング８３６の内周８１７のまわりに配設された上部冷却材チャネル８２２および下部冷却材チャネル８２４に導入される。冷却流体は、冷却流体が絶えず導入されるので、ベースリング８３６の内周８１７から熱を最も効率的に吸収する。冷却流体は、上部冷却材チャネル８２２および下部冷却材チャネル８２４を通して対向流式に流されて、ベースリング８３６およびＯリングを比較的低い温度に維持するのに役立つ。
【００９２】
前述は本発明の実施形態に関するが、本発明の他のおよびさらなる実施形態を、本発明の基本範囲から逸脱することなく、考案することができ、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１Ａ】
2018170514.tif 000005
【図１Ｂ】
2018170514.tif 000006
【図１Ｃ】
2018170514.tif 000007
【図２】
2018170514.tif 000008
【図３Ａ】
2018170514.tif 000009
【図３Ｂ】
2018170514.tif 000010
【図３Ｃ】
2018170514.tif 000011
【図４Ａ】
2018170514.tif 000012
【図４Ｂ】
2018170514.tif 000013
【図５】
2018170514.tif 000014
【図６】
2018170514.tif 000015
【図７】
2018170514.tif 000016
【図８Ａ】
2018170514.tif 000017
【図８Ｂ】
2018170514.tif 000018
【図８Ｃ】
2018170514.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月6日(2018.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理チャンバのためのベースリングアセンブリであって、
前記基板処理チャンバの内周内で受け取られるように大きさを合わされたリング本体であり、
基板の通路のためのローディングポートと、
ガス入口と、
ガス出口であり、前記ガス入口および前記ガス出口が前記リング本体の向き合った端部に配設される、ガス出口とを含む、リング本体と、
前記リング本体の上面に配設するように構成された上部リングと、
前記リング本体の底面に配設するように構成された下部リングであり、前記上部リング、前記下部リング、および前記リング本体が、ひとたび組み合わされると、概ね同心または同軸である、下部リングと
を備える、ベースリングアセンブリ。
【外国語明細書】
2018170514000001.pdf
2018170514000002.pdf
2018170514000003.pdf
2018170514000004.pdf