(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバにおいて基板を支持するサセプタであって、
基板支持面を備える第１の面と、
前記第１の面の反対側の第２の面と
を含み、前記第２の面の一部は、１．０〜４．０ミクロンの波長の入射放射エネルギーを吸収する特徴部を含み、前記１．０〜４．０ミクロンの波長は、温度センサの動作波長である、サセプタ。
【請求項２】
前記特徴部はテクスチャ処理された面を含む、請求項１に記載のサセプタ。
【請求項３】
前記テクスチャ処理された面は、高い点と低い点のランダムな分布を含む、請求項２に記載のサセプタ。
【請求項４】
前記テクスチャ処理された面は、複数の構造体による周期的なパターンを含む、請求項２に記載のサセプタ。
【請求項５】
前記複数の構造体による周期的なパターンは複数の錐体を含み、前記錐体の先端は実質的に同じ平面に配置されている、請求項４に記載のサセプタ。
【請求項６】
前記特徴部は、前記第２の面に、前記サセプタの厚み方向に部分的に開いた複数の孔を備える、請求項１に記載のサセプタ。
【請求項７】
前記特徴部は、前記第２の面の中央に位置づけされた一又は複数のリングを含む、請求項１に記載のサセプタ。
【請求項８】
前記サセプタは、モノリシック炭化ケイ素、又は炭化ケイ素でコーティングされたグラファイトを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のサセプタ。
【請求項９】
前記特徴部は、３．０〜３．６ミクロンの波長の入射放射エネルギーを吸収するように構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載のサセプタ。
【請求項１０】
前記第２の面の少なくとも一部は、前記特徴部を含まない、請求項１から７のいずれか一項に記載のサセプタ。
【請求項１１】
ある容積を有する処理チャンバと、
前記処理チャンバに配置された請求項１から７のいずれか一項に記載のサセプタと、
入射放射エネルギーで第２の面を照射するための複数の放射エネルギー源と、
前記第２の面の一部の温度を検出するための温度センサと
を備え、前記温度センサは、前記特徴部に対応する場所の前記サセプタの前記第２の面の温度を読み取り、前記特徴部は、前記サセプタの前記特徴部のない面よりも多くの、前記温度センサの動作波長の入射エネルギーを吸収する、基板処理装置。
【請求項１２】
前記特徴部は、前記温度センサの動作波長とおおよそ等しい波長の入射エネルギーを吸収する、請求項１１に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記サセプタは、モノリシック炭化ケイ素又は炭化ケイ素でコーティングされたグラファイトを含む、請求項１１に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記特徴部は、３．０〜３．６ミクロンの波長の入射放射エネルギーを吸収するように構成される、請求項１１に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記第２の面の少なくとも一部は前記特徴部を含まない、請求項１１に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本発明の実施形態は、一般に、基板を処理する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］幾つかの処理チャンバ、例えば半導体基板を処理するためのエピタキシャル堆積チャンバでは、例えばハロゲンランプ等の放射エネルギーを提供する熱源を使用して、チャンバ内のターゲット要素を加熱することができる。ある場合には、ターゲットは例えば、基板を支持するサセプタであってよい。様々な理由で、しばしば、処理中にサセプタの温度を測定することが望ましい。ある場合には、熱電対等の直接の測定装置ではサセプタの温度測定を行うことができない。温度は、熱放射線を検出して、サセプタによって放射されるサセプタの温度に比例する信号を検出することができる遠隔温度センサ、例えばパイロメータを使用して感知することができる。
【０００３】
［０００３］発明者らは、熱源からの放射エネルギーがサセプタから反射され、温度センサによってノイズの形態で受信されて、サセプタからの温度信号の正確な測定が妨げられることを観測した。ノイズにより信号対ノイズ比が低下しうる、及び／又は温度センサによって検出可能な波長の信号が提供されうる。
【０００４】
［０００４］従って、発明者らは、ターゲットからの温度信号の測定を改善するための方法及び装置を提供している。
【発明の概要】
【０００５】
［０００５］処理チャンバの熱による反射（ノイズ）を削減するために、非接触型温度感知装置を使用して処理チャンバの構成要素の温度を測定する方法及び装置が提供される。ある実施形態では、処理チャンバで基板を支持するサセプタは、基板支持面を含む第１の面と、第１の面の反対側の第２の面とを含み、第２の面の一部は、約１．０〜４．０ミクロンの波長の入射放射エネルギーを吸収する特徴部を含む。
【０００６】
［０００６］ある実施形態では、基板処理装置は、ある容積を有する処理チャンバと、処理チャンバに配置された本明細書記載のサセプタと、入射放射エネルギーで第２の面を照射するための複数の放射エネルギー源と、第２の面の一部の温度を検出するための温度センサとを含み、温度センサは、特徴部に対応する場所のサセプタの第２の面の温度を読み取り、特徴部は、サセプタの特徴部のない面よりも多くの入射エネルギーを吸収する。
【０００７】
［０００７］ある実施形態では、基板処理装置は、ある容積を有する処理チャンバと、処理チャンバ内に配置された基板を支持するサセプタとを含み、サセプタは、基板支持面を含む第１の面と、第１の面の反対側の第２の面とを備え、第２の面の特徴部は、中央に位置づけされた、入射放射エネルギーを吸収するように構成されたリングを備える。第２の面を入射放射エネルギーで照射するために、複数の放射エネルギー源が配設される。温度センサは、特徴部を含む第２の面の一部の温度を検出するために配設され、特徴部は、約３．０〜３．６ミクロンの波長の入射エネルギーを、サセプタの特徴部のない面よりも多く吸収するように構成される。
【０００８】
［０００８］本発明の他の実施形態及び更なる実施形態について、以下に説明する。
【０００９】
［０００９］上記に簡潔に要約し、下記により詳細に説明する本発明の実施形態は、添付の図面に示す本発明の例示的な実施形態を参照することにより理解可能である。しかしながら、本発明は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、付随する図面はこの発明の典型的な実施形態のみを例示し、従って発明の範囲を限定するものと見なすべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の幾つかの実施形態によるサセプタの底面図である。
【図２】線ＩＩ−ＩＩに沿った、図１のサセプタの側断面図を示す。
【図２Ａ（１）】本発明の幾つかの実施形態による、図１のサセプタの一部２Ａの拡大図である。
【図２Ａ（２）】本発明の幾つかの実施形態による、図１のサセプタの一部２Ａの拡大図である。
【図２Ａ（３）】本発明の幾つかの実施形態による、図１のサセプタの一部２Ａの拡大図である。
【図２Ａ（４）】本発明の幾つかの実施形態による、図１のサセプタの一部２Ａの拡大図である。
【図２Ａ（５）】本発明の幾つかの実施形態による、図１のサセプタの一部２Ａの拡大図である。
【図３】本発明の幾つかの実施形態による処理チャンバの概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［００１４］理解を容易にするために、図に共通する同一の要素を指し示すために、可能な場合には、同一の参照番号を使用した。図は縮尺どおりには描かれておらず、明確性のために簡略化されていることがある。一実施形態の要素及び特徴は、更なる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれうると想定される。
【００１２】
［００１５］本発明の実施形態により放射エネルギーの吸収が有益に促進され、これにより、サセプタの一部によって反射され、温度センサ、すなわちパイロメータによって受信される量が削減される。温度センサによって受信され、正確な温度データを妨げる反射放射エネルギーは多くの場合ノイズと呼ばれる。本発明の実施形態では、特徴部によって吸収されるエネルギー量を有益に増やすことにより、温度センサによって受信されるノイズの量を削減する特徴部がサセプタの面に付与される。
【００１３】
［００１６］図１は、本発明の幾つかの実施形態によるサセプタの底面図である。サセプタ１００は、例えばモノリシック炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の任意のプロセス対応材料から製造することができる、又はＳｉＣでコーティングされたグラファイトから形成することができる。モノリシックＳｉＣを含むある実施形態では、ＳｉＣの粉体をネットシェイプ（例：最終的な形状）に焼結してサセプタ１００とする、又はニアネットシェイプに焼結し、その後さらにネットシェイプに処理してサセプタ１００とすることができる。ある実施形態では、サセプタ１００は、上述のように焼結することによってグラファイトから形成することができる、又はブロック状のグラファイト材料から機械加工することができる。グラファイト製のサセプタは時々、所望の面をコーティングする任意の適切な方法を使用してＳｉＣコーティングでコーティングされる。
【００１４】
［００１７］サセプタ１００は、処理中に基板（例えば図３に示す基板３２５）を支持するように構成された、（図２に示し、図１に暗に示す）基板支持面１０３を備える第１の面１０１（図２に示す）を有する。．サセプタ１００は、特徴部１０４を含む、第１の面１０１の反対側の第２の面１０２を有する。特徴部１０４は任意の形状又はパターンのものであってよい。例えば、特徴部１０４は、図１に示すように、外側の曲線エッジ１０４ａと内側の曲線エッジ１０４ｂによって境界される、中央に位置づけされたリングを備えうる。一を超えるリングも使用可能である。ある状況では、他の形状が有用でありうる。特徴部１０４は、図１に示すような連続構造である必要はない。特徴部１０４は、第２の面１０２に間隔を置いて装着された複数の構造を備えうる。特徴部１０４は任意の適切な方法、例えばサセプタの第２の面を粗面化することによって、又は処理することによって、サセプタに鋳造する、サセプタにエンボス加工する、サセプタに機械加工する等でサセプタ１００に形成することができる。特徴部の特性を得るために、第２の面１０２の一部にコーティングを塗布することもできる。
【００１５】
［００１８］特徴部１０４は、特徴部１０４が提供されていない場合のサセプタ１００の第２の面１０２と比べて、改善されたエネルギー吸収特性を有するように構成される。ある実施形態では、第２の面１０２全体、又は第２の面１０２のほぼ全体が、開示された特徴部１０４を含みうる。
【００１６】
［００１９］ある実施形態では、改善された特徴部１０４のエネルギー吸収性は、ある波長、又は波長範囲に限定される。例えば、ある実施形態では、特徴部は約０．４〜４．０ミクロンの範囲にわたって、又は約３．０〜３．６ミクロンの範囲にわたって、改善されたエネルギー吸収性を有する。ある実施形態では、特徴部は、サセプタ１００の温度を検出するのに使用されるパイロメータの動作波長周辺を中心とした範囲にわたって、改善されたエネルギー吸収性を有する。
【００１７】
［００２０］特徴部１０４は、（図２（Ａ）１に示すような）ランダムなパターンの粗さ、あるいは例えば非限定的に、第２の面１０２に、サセプタ１００の厚み方向に部分的に開くように形成される（図２（Ａ）２〜２（Ａ）４に示すような）溝又はチャネル、空洞、孔、又はくぼみ等の複数の構造体による周期的なパターンを含みうるテクスチャ加工された面を有しうる。複数の構造体による周期的なパターンは、第２の面１０２において、あるいはサセプタ１００の厚みの内のある箇所において相互連結されていてよい。ある実施形態では、図２Ａ（２）に示すように、複数の構造体による周期的なパターンは、錐体の先端が同じ平面、又は実質的に同じ平面に配置された、複数の錐体を含む。
【００１８】
［００２１］特徴部１０４は、図２Ａ（１）〜２Ａ（４）で示すように別々の構成要素又はコーティングであってよい、あるいは図２Ａ（５）に示すように、第２の面１０２の一部を物理的に改造したもの、又は変更したものであってよい。特徴部１０４が第２の面１０２の一部を変更したものである実施形態では、変更は図２Ａ（５）に示すようにランダムなパターンであってよい、又は図２Ａ（２）及び２Ａ（３）に示すものと同様の均一なパターンであってよい。
【００１９】
［００２２］理論で縛られるつもりはないが、発明者らは、本体、例えばサセプタ１００等の特定の面テクスチャにより吸収効率が上がり、本体の基本的な反射性が望ましい波長範囲まで低下すると考える。これがパイロメータの温度の読み取りに有益に作用し、サセプタ１００の放射線による加熱及び冷却が改善されることが分かっている。更に、くぼみ又は空洞の特性長を波長の倍数にすることによって、特定の波長又は波長範囲（例えば第１の波長又は第１の波長範囲）で吸収性の増加、又は反射性の低下が得られる。加えて、くぼみ又は空洞の深さを波長の約３倍にすることによって、望ましくない放射線の抑制が有益に促進される。溝又はチャネルが互いに密集している場合も、熱の平滑化に対する抵抗と一致しうる最も密度が高い溝又はチャネル分布が得られるため、有益な結果が得ることができる。約１〜１００ミクロンの壁によって分離された溝は、望ましくない放射線を抑制するのに効果的であることが分かっている。
【００２０】
［００２３］ある実施形態では、特徴部１０４は粗面を含む。粗面、例えば図２Ａ（５）に示すようなランダムなパターンの粗さは、サセプタの中央平面と第２の面１０２との間で第２の面１０２と平行する基準平面に対して高い点と低い点をランダムに分布させることによって形成することができる。本明細書で使用する「高い点」とは、自由空間に向かって、すなわち第２の面１０２から離れて外へ向かうように基準平面の側面に配置された点を意味する。本明細書で使用する「低い点」とは、基準平面の他方の側面に、すなわちサセプタ１００の中央平面に向かって配置された点を意味する。基準平面は、元の面に対応する平面であってよい。
【００２１】
［００２４］サセプタの第２の面１０２から材料を選択的に除去することによって、低い点を、基準平面、例えば元の面を通る平面に対して形成することができる。高い点は、元の平面にある点に対応するものであってよい。例えば、図２Ａ（１）に示すように、特徴部１０４は、平面２０８に対して高い点２０４と低い点２０６とを含む粗面２０２を備える。
【００２２】
［００２５］あるいは、図２Ａ（４）に示すように、第２の面１０２の一部に材料を選択的に堆積させることによって、高い点及び低い点を形成することができる。高い点２０４は、基準平面２１４を越えて延びる堆積材料の一部に対応するものであってよい。低い点（例：２１０、２１２）は、堆積材料２１０（すなわち元の第２の面１０２）を全く受けていない、あるいは、高い点２０４よりも少ない堆積材料２１２を受けた点であってよい。
【００２３】
［００２６］ある実施形態では、特徴部１０４は、所望のテクスチャを得るためにセラミック又は金属研磨媒体を使用するブラスト処理等のサブトラクティブ技法によって形成された全体的に粗い面を備える。上記方法で形成された特徴部１０４の所望の特性は、媒体のサイズ及び形状、媒体の流圧、衝突角度、滞留時間、又はその他のプロセスパラメータを適切に選択することによって制御することができる。所望の特性には、単位面積ごとに面に形成されたくぼみ又は孔の数、くぼみの深さ及びサイズ（例：直径）が含まれうる。媒体の流れを所望のパターンに制御することによって、特徴部１０４の形状又はパターンを得ることができる。
【００２４】
［００２７］ある実施形態では、媒体が接触すべきでない領域に、ブラスト処理媒体に対して耐久性のあるマスクを提供することができる。他のマスキング技法も使用することができる。ブラスト処理される領域は、マスクの細長いスロットの全体形状であってよい。媒体ブラスト処理により、マスキングされていない領域のサセプタの材料が除去され、非限定的な例ではサセプタ表面の溝又はチャネルが残される。サセプタ表面、例えば第２の面１０２をブラスト処理した後でマスクを取り外せば、表面に所望のパターンが残りうる。
【００２５】
［００２８］例えばＳｉＣでコーティングされたグラファイト製のサセプタ１００の媒体ブラスト処理等のサブトラクティブ技法を伴う実施形態では、テクスチャの深さはＳｉＣコーティングの厚みよりも浅いため、グラファイト上のＳｉＣコーティングの完全性が維持される。あるいは、コーティングされていない特徴部領域を有するグラファイト製のサセプタ１００にブラスト処理を行って、特徴部に対し所望のパターンのテクスチャを形成し、その後ＳｉＣをコーティングすることができる。ＳｉＣのコーティングの厚みを考慮して、サセプタ表面に形成されたテクスチャ加工されたパターンの特性を調節することができる。
【００２６】
［００２９］ある実施形態では、添加技術を使用して特徴部１０４を形成することができる。ある実施形態では、ＳｉＣ層をサセプタ１００の第２の面１０２の所望の領域に成長させる。任意の方法を使用して、添加されたＳｉＣ層に選択的なマスクのパターンを適用することができる。特徴部において所望の特性を得るために、例えばフォトリソグラフィ技法を使用して、ＳｉＣをエッチング除去することができる。ＳｉＣ層をグラファイト製のサセプタ１００に直接適用することができる、あるいは、サセプタ１００に適用されたＳｉＣのコーティングにＳｉＣ層を適用することができる。
【００２７】
［００３０］他の実施形態では、特徴部１０４を、サセプタ１００の第２の面１０２の一部に適用され適所で焼結される、犠牲粒子及びサセプタの材料粒子を含むスラリーから形成することができる。犠牲粒子は、サセプタ１００の第２の面１０２に形成されるべき所望の空洞又は孔に対応してサイズ調整され成形されたポリマー、炭素、又はグラファイト含有粒子であってよい。ある実施形態では、犠牲粒子の形状は球形又は半球形である。任意の適切な方法を使用して第２の面１０２にスラリーを適用した後で、スラリーを適所に焼結する。任意の方法、例えば酸化又は選択的エッチングによって、焼結されたスラリーから犠牲粒子を取り除いて、犠牲粒子のおおよその形に形成された空洞を備える特徴部を残すことができる。
【００２８】
［００３１］また別の実施形態では、薄い特徴部を形成するセラミック製造技法を用いて、特徴部１０４に所望の特性を形成することができる。例えば、テープキャストプロセスを使用して、サセプタ１００の第２の面１０２に特徴部を形成することができる。テープキャストプロセスでは、ポリマー担体と、例えばＳｉＣ等のセラミック粒子との混合物が、サセプタ１００の所望の面にリボン状に又はテープ状に形成される。テープはサセプタ上に所望の構成で位置決めされ、加熱炉で燃やしてポリマー担体が焼き落され、以前ポリマーで充填されていた領域に空洞を有するセラミック粒子が残る。
【００２９】
［００３２］また別の実施形態では、特徴部１０４は、２つの不混和相材料から形成することができ、その内の１つは、混ぜ合わされた例えばＳｉＣ等のセラミック粒子を含む。次に、サセプタ１００の１つの面に混合物が適用される。混合物が加熱されると、材料はドメインに自己組織化して、サセプタ１００と結合した構造物とセラミック粒子の周期的な配置が形成される。
【００３０】
［００３３］また別の実施形態では、プラス又はマイナスのマスクのいずれか、及びエッチングによるサブトラクティブ技法又は選択的な核生成及び堆積法による添加技術を用いるリソグラフィプロセスを使用することができる。
【００３１】
［００３４］図３は、本発明のいくつかの実施形態による処理チャンバ３１０を含む処理チャンバ３００の概略側面図である。ある実施形態では、処理チャンバ３１０は、例えばカリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から販売されているＲＰ  ＥＰＩ（登録商標）リアクタ等の市販の処理チャンバ、又はエピタキシャルシリコン堆積プロセス、又は化学蒸着堆積（ＣＶＤ）プロセス、又はランプにより加熱されたサセプタを用いる他のプロセスを行うのに適合した他の何らかの適切な半導体処理チャンバから変更されたものであってよい。処理チャンバ３００はエピタキシャル堆積プロセスを実施するように適合させることができ、図示したように、処理チャンバ３１０、容積３０１、ガス入口３１４、排気マニホルド３１８、容積を第１の面１０１の上の処理容積３０１ａと、第１の面１０１の下の非処理容積３０１ｂとに分離するサセプタ１００とを備える。処理チャンバ３００は更に、後に更に詳しく説明するように、コントローラ３４０を含みうる。
【００３２】
［００３５］ガス入口３１４を、処理チャンバ３１０内部に配置されたサセプタ１００の第１の面（例：処理容積３０１ａ）に配置して、基板３２５がサセプタ１００に配置された時に、基板３２５の処理面３２３全体に処理ガスを供給することができる。ある実施形態では、複数の処理ガスをガス入口３１４から供給することができる。複数の処理ガスを、例えばガス入口３１４に結合されたガスパネル３０８から供給することができる。ガス入口３１４を、図３に示すように、処理容積３０１ａの一又は複数のチャンバライナーによって形成された空間３１５に結合させて、処理ガスを基板３２５の処理面３２３全体に供給することができる。
【００３３】
［００３６］排気マニホルド３１８を、サセプタ１００の第２の側面のガス入口３１４の反対側に配置して、処理チャンバ３００から処理ガスを排気させることができる。排気マニホルド３１８は、基板３２５の直径とおおよそ同じ幅の、あるいはそれより大きい幅の開口部を含みうる。排気マニホルド３１８を加熱して、例えば排気マニホルド３１８の表面への材料の堆積を減らすことができる。排気マニホルド３１８を、例えば真空ポンプ、除害システム等の真空装置３３５に結合させて、処理チャンバ３００から出る全ての処理ガスを排気させることができる。
【００３４】
［００３７］処理チャンバ３１０は概して、上部３０２、下部３０４、及び筐体３２０を含む。  上部３０２は下部３０４上に配置され、チャンバ蓋３０６、上方チャンバライナー３１６、及びスペーサライナー３１３を含む。ある実施形態では、上方温度センサ、上方パイロメータ３５６を配設して、処理中の基板処理面の温度に関するデータを得ることができる。締付けリング３０７をチャンバ蓋３０６の上に配置して、チャンバ蓋３０６を固定することができる。チャンバ蓋３０６は、任意の適切な形状寸法、例えば（図示したような）平坦な形状を有する、又はドーム状の形状（図示せず）を有することができ、又は逆曲線の蓋等の他の形状も考えられる。ある実施形態では、チャンバ蓋３０６は、石英等の材料を含みうる。従って、チャンバ蓋３０６は、基板３２５から、及び／又はサセプタ１００の下に配置されたランプから放射されたエネルギーを少なくとも部分的に反射しうる。
【００３５】
［００３８］スペーサライナー３１３を、図３に示すように、上方チャンバライナー３１６の上、及びチャンバ蓋３０６の下に配置することができる。スペーサライナー３１３をスペーサリング３１１の内面に配置することができ、スペーサリング３１１は、処理チャンバ３１０の中の、チャンバ蓋３０６と、ガス入口３１４及び排気マニホルド３１８に結合された処理チャンバ３１０の一部３１７との間に配置される。スペーサリング３１１は取り外し可能、及び／又は既存のチャンバハードウェアと置換可能であってよい。例えば、スペーサリング３１１をチャンバ蓋３０６と、処理チャンバ３１０の一部３１７との間に挿入することによって、スペーサライナー３１３を含むスペーサリング３１１を既存の処理チャンバに据え付けることができる。ある実施形態では、スペーサライナー３１３は、石英等の材料を含みうる。
【００３６】
［００３９］図３に示すように、上方チャンバライナー３１６を、ガス入口３１４と排気マニホルド３１８の上、及びチャンバ蓋３０６の下に図示したように配置することができる。ある実施形態では、上方チャンバライナー３１６は、石英等の材料を含みうる。ある実施形態では、上方チャンバライナー３１６、チャンバ蓋３０６、及び下方チャンバライナー３３１（後に説明する）は石英であってよく、これにより、基板３２５周囲に石英のエンベロープが有益に配設される。
【００３７】
［００４０］下部３０４は概して、ベースプレートアセンブリ３１９、下方チャンバライナー３３１、下方ドーム３３２、サセプタ１００、予熱リング３２２、サセプタリフトアセンブリ３６０、サセプタ支持アセンブリ３６４、加熱システム３５１、及び下方パイロメータ３５８を含む。加熱システム３５１を図３に示すように、サセプタ１００の下に配置して、サセプタ１００に熱エネルギーを供給することができる。加熱システム３５１は、一又は複数の外側ランプ３５２と、一又は複数の内側ランプ３５４を備えうる。一又は複数の外側ランプ３５２と一又は複数の内側ランプ３５４は、熱エネルギーをサセプタ１００の一部に方向づけて、下方パイロメータ３５８への直接の照射を防止する、オプションのシールド（図示せず）を含むことができる。
【００３８】
［００４１］下方パイロメータ３５８を、矢印３５８ａで示すように、サセプタ１００の第２の面１０２の特定部分に方向づけることができる。下方パイロメータ３５８を、図３に示すように、サセプタ１００の第２の面１０２の特徴部１０４に方向づけることができる。図３には下方パイロメータを一つだけ示したが、本発明では他のパイロメータを用いることができ、各パイロメータを、サセプタ１００の第２の面１０２の特徴部に方向づけることができる。
【００３９】
［００４２］下方パイロメータ３５８は、サセプタのターゲット部分、この場合は特徴部１０４によって放射された熱放射線を検出する。下方パイロメータ３５８は、熱放射線の特定の波長、又は波長範囲（例：動作波長又はパイロメータの波長）を検出するように構成される。例えば、ある実施形態では、下方パイロメータ３５８は、約１．０〜４．０ミクロン、例えば３．０〜３．６ミクロンの波長の熱放射線を検出するが、他の波長を使用することもできる。
【００４０】
［００４３］発明者らは、ＩＲ放射線の形態で熱を供給するのに通常使用されるランプが、パイロメータによって検出される波長と重なる波長の放射線を生成しうることを観察した。例えば、幾つかのランプ（例：外側ランプ３５２及び内側ランプ３５４）は、放射エネルギーを、約０．４〜４．０ミクロンの範囲の周波で、ＩＲ放射線の形態で生成する。発明者らは、外側ランプ３５２及び内側ランプ３５４によって放射されるＩＲ放射線の一部は、サセプタによって吸収されないことに気が付いた。代わりに、ＩＲ放射線の一部はサセプタに反射し、反射した放射線の一部は下方パイロメータ３５８に方向づけされうる。
【００４１】
［００４４］反射した放射線は、サセプタ１００によって放射される熱信号に加わり、下方パイロメータ３５８によって受信されうる。ある場合には、反射した放射線が、サセプタ１００によって放射される所望の熱信号を検出している下方パイロメータ３５８を妨げる。サセプタ１００によって反射され、下方パイロメータ３５８によって検出されるランプの放射線量を減らすことで、下方パイロメータ３５８の、サセプタによって放射される熱信号の読み取り精度が上がる。
【００４２】
［００４５］ある場合には、反射した放射線の少なくとも一部の波長は、下方パイロメータ３５８によって検出可能なものである。パイロメータによって読み取られる波長でパイロメータによって受信される放射線は、サセプタ１００によって放射される熱信号を間違って読み取る原因となりうる。
【００４３】
［００４６］このため、サセプタ１００によって反射された放射線は、下方パイロメータ３５８の読み取り精度及び再現性に悪影響を与える。本発明は、サセプタ１００上に特徴部１０４を付与し、加熱システム３５１によって供給される入射熱放射線の吸収を増加させることによって、サセプタ１００の少なくとも一部の放射率が上がる。本明細書で使用する「入射」という語は、表面に到達する又は衝突する放射線を意味する。
【００４４】
［００４７］ある実施形態では、特徴部は、外側ランプ３５２及び内側ランプ３５４によって生成される、その波長又は波長範囲の入射放射エネルギーの改善された吸収性を有するように構成される。外側ランプ３５２及び内側ランプ３５４からの入射放射線の全ての波長の吸収性を改善することによって、特徴部１０４は、背景に反射した放射線、又はノイズを削減するだけでなく、下方パイロメータ３５８によって検出される波長の、又は複数の波長の放射線の反射量を低減し、パイロメータの読み取り精度に良い影響を与える。全ての波長の入射放射エネルギーの吸収を増加させることで、エネルギーの反射量が減り、加熱システム３５１の効率が上がるため有益である。
【００４５】
［００４８］あるいは、特徴部１０４を、下方パイロメータ３５８によって検出される波長で、又は波長範囲で入射放射線の吸収を促進するように構成することができる。例えば、ある実施形態では、特徴部を、約１．０〜４．０ミクロン、例えば約３．０〜３．６ミクロンの波長の入射放射線の吸収が、特徴部１０４のないサセプタ１００の第２の面１０２よりも大きくなるように構成することができる。上記スキームにより、下方パイロメータ３５８によって検出されうる、特徴部１０４によって反射される放射線が削減される、又は除去されるため、特徴部１０４によって放射される熱信号の精度が上がる。
【００４６】
［００４９］特徴部１０４を、サセプタ１００の少なくとも一部、例えば下方パイロメータ３５８によって観測されるサセプタ１００の一部に形成することができる。下方パイロメータ３５８によって観測されるサセプタ１００の一部に特徴部１０４を付与することによって、下方パイロメータ３５８によって検出される特定のパイロメータ波長、又は波長範囲の反射が抑えられる。これにより、パイロメータの読み取り精度及び再現性が改善される。
【００４７】
［００５０］ある実施形態では、パイロメータによって観測されるサセプタの一部は、特徴部１０４のみを含む、又は特徴部だけでなく、特徴部１０４のない第２の面１０２の一つの隣接部分又は複数の隣接部分を含みうる。ある実施形態では、特徴部１０４を、例えばサセプタ１００等の構造の任意の１つの部分、又は複数の部分に、例えば第２の面１０２等の構造面の任意の１つの部分、又は複数の部分に形成することができる。
【００４８】
［００５１］「リング」という語は、予熱リング３２２等の処理チャンバの特定の構成要素を表すのに使用されているが、これらの構成要素の形状は円形である必要はなく、非限定的に、長方形、多角形、楕円形等を含む任意の形状を含みうることが考えられる。下方チャンバライナー３３１を、ガス入口３１４と排出マニホルド３１８の下、例えばベースプレートアセンブリ３１９の上に配置することができる。ガス入口３１４と排出マニホルド３１８は一般に、上部３０２と下部３０４との間に配置され、上部３０２と下部３０４のいずれか、あるいは両方に結合されうる。
【００４９】
［００５２］図３に示すように、ガス入口３１４と排出マニホルド３１８を、処理チャンバ３１０の一部３１７の各開口部を介して処理容積３０１ａに結合させることができる。例えば、ある実施形態では、空間３１５を少なくとも部分的に、サセプタ１００の第１の側面の、上方チャンバライナー３１６と下方チャンバライナー３３１によって形成することができる。空間３１５を介して、ガス入口３１４を、処理容積３０１ａに流動的に結合させることができる。
【００５０】
［００５３］サセプタ１００には、（図３に示す）プレート又は（図３の点線で示す）リング等の基板を支持する任意の適切な基板支持面１０３が含まれうる。サセプタ支持アセンブリ３６４は一般に、支持ブラケット３３４をサセプタ１００に結合させる複数の支持ピン３６６を有する支持ブラケット３３４を含む。サセプタリフトアセンブリ３６０は、サセプタリフトシャフト３２６と、サセプタリフトシャフト３２６の各パッド３２７に選択的に置かれる複数のリフトピンモジュール３６１を備える。一実施形態では、リフトピンモジュール３６１は、サセプタ１００の第１の開口部３６２を通して移動可能に配置されたリフトピン３２８の上部をオプションとして備える。動作中、サセプタリフトシャフト３２６が動いてリフトピン３２８に係合する。係合すると、リフトピン３２８は基板３２５をサセプタ１００の上に持ち上げる、又は基板３２５をサセプタ１００まで下ろす。
【００５１】
［００５４］サセプタ１００は更に、サセプタ支持アセンブリ３６４に結合されたリフト機構３７２を含みうる。リフト機構３７２を用いて、サセプタ１００を、基板３２５の処理面３２３に対して垂直の方向に移動させることができる。例えば、リフト機構３７２を使用して、サセプタ１００をガス入口３１４に対して位置決めすることができる。動作中、リフト機構により、基板３２５の位置を、ガス入口３１４によって発生する流れ場に対して動的に制御しやすくなりうる。基板３２５位置の動的制御を利用して、流れ場に対する基板３２５の処理面３２３の曝露を最適化し、堆積の均一性及び／又は組成を最適化して、処理面３２３への残留物形成を最小限に抑えることができる。ある実施形態では、リフト機構３７２は、サセプタ１００の中央軸を中心としてサセプタ１００を回転させるように構成されうる。あるいは、別々の回転機構を配設することができる。
【００５２】
［００５５］処理中に、基板３２５がサセプタ１００に配置される。外側ランプ３５２及び内側ランプ３５４は赤外放射線（すなわち熱）源（ＩＲ）であり、動作中、上方パイロメータ３５６、下方パイロメータ３５８、及びコントローラ３４０と連動して、基板３２５全体に予め定められた温度分布を生じさせる。チャンバ蓋３０６、上方チャンバライナー３１６、及び下方ドーム３３２を上述したように石英で形成することができるが、他のＩＲ透過及びプロセス対応材料を使用してこれらの構成要素を形成することもできる。外側ランプ３５２及び内側ランプ３５４は、サセプタ１００の背面に熱均一性を提供するマルチゾーンランプ加熱装置の一部であってよい。例えば、加熱システム３５１は、各加熱ゾーンが複数のランプを含む複数の加熱ゾーンを含みうる。例えば、一又は複数の外側ランプ３５２は第１の加熱ゾーンであってよく、一又は複数の内側ランプ３５４は第２の加熱ゾーンであってよい。外側ランプ３５２及び内側ランプ３５４により、基板３２５の処理面３２３に約２００〜１３００°Ｃ、例えば約３００〜７００°Ｃの幅広い熱範囲が得られる。外側及び内側ランプ３５２、３５４により、サセプタ１００に配置された時に、基板３２５の処理面３２３の応答制御が約０．１〜１０°Ｃ／秒と速くなりうる。例えばエッジリング又はピンによって基板が支持されるある実施形態では、処理面３２３の加熱速度は約２００°Ｃ／秒にもなりうる。例えば、外側ランプ３５２及び内側ランプ３５４の熱範囲及び速い応答制御によって、基板３２５上の堆積が均一になりうる。更に、下方ドーム３３２は、例えば能動冷却、窓設計等によって温度制御することができ、これにより、サセプタ１００の背面、及び／又は基板３２５の処理面３２３の熱均一性が制御しやすくなる。
【００５３】
［００５６］複数のチャンバ構成要素によって、処理容積３０１ａを形成する又は画定することができる。例えば、上記チャンバ構成要素は、チャンバ蓋３０６、スペーサライナー３１３、上方チャンバライナー３１６、下方チャンバライナー３３１、及びサセプタ３２４の内の一又は複数を含みうる。処理容積３０１ａは、処理容積３０１ａを形成する任意の一又は複数のチャンバ構成要素の表面等、石英を含む内面を含みうる。ある実施形態では、処理環境に対応可能な他の材料、例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又はＳｉＣでコーティングされたグラファイト等をサセプタ１００に使用することができる。処理容積３０１ａは、例えば２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍ等、適切にサイズ調整された任意の基板を収容することができる。例えば、ある実施形態では、基板３２５が約３００ｍｍである場合、例えば上方チャンバライナー３１６及び下方チャンバライナー３３１の内面は、非限定的に基板３２５のエッジから半径方向に約５０〜１００ｍｍ離れていてよい。例えば、ある実施形態では、基板３２５の処理面３２３を、チャンバ蓋３０６から垂直に、最大約１００ｍｍ、又は約２０〜１００ｍｍに配置することができる。
【００５４】
［００５７］処理容積３０１ａは、様々な容積を有していてよく、容積３０１のサイズは、例えばリフト機構３７２がサセプタ１００をチャンバ蓋３０６に近づくように持ち上げると縮小し、リフト機構３７２がサセプタ１００をチャンバ蓋３０６から離れるように下げると拡張しうる。一又は複数の能動又は受動冷却構成要素によって、処理容積３０１ａを冷却することができる。例えば、ステンレス鋼等であってよい処理チャンバ３００の壁によって、容積３０１を受動的に冷却することができる。例えば、受動的冷却とは別々に、又は受動的冷却と組み合わせて、例えば処理チャンバ３００の周囲に冷却液を流すことによって容積３０１を能動的に冷却することができる。例えば、冷却液はガス又は流体であってよい。
【００５５】
［００５８］コントローラ３４０を処理チャンバ３００の様々な構成要素に結合させて、例えばガスパネル３０８及びアクチュエータ３３０を含む処理チャンバ３００の動作を制御することができる。コントローラ３４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）３４２、メモリ３４４、及び支援回路３４６を含む。コントローラ３４０は、処理チャンバ３００と、処理チャンバ３００の様々な構成要素、例えばアクチュエータ３３０を（図３に示すように）直接、又は代替的に、処理チャンバに関連づけられたコンピュータ（又はコントローラ）を介して制御することができる。コントローラ３４０は、様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するための工業環境で使用されうる任意の形態の汎用コンピュータプロセッサのうちの１つでありうる。メモリ又はコンピュータ可読媒体３４４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、光記憶媒体（例えば、コンパクトディスク若しくはデジタルビデオディスク）、フラッシュドライブ、又はローカル若しくは遠隔の任意の他の形態のデジタルストレージなど、容易に入手可能なメモリのうちの一つ又は複数とすることができる。支援回路３４６は、従来型の様態でプロセッサをサポートするためにＣＰＵ３４２に連結される。これらの回路は、キャッシュ、電力供給装置、クロック回路、入出力回路、及びサブシステムなどを含む。本明細書に記載する本発明の方法は、本明細書に記載するように処理チャンバ３００の動作を制御するために実行する又は呼び出すことができるソフトウェアルーチンとして、メモリ３４４内に記憶させることができる。ソフトウェアルーチンはまた、ＣＰＵ３４２によって制御されるハードウェアの遠隔に位置する第２のＣＰＵ（図示せず）によって記憶され、かつ／又は実行されうる。
【００５６】
［００５９］上記説明は、特徴部のない第２の面の一部よりも多くの入射エネルギーを吸収するように構成された特徴部を第２の面に含むサセプタを具体的な対象としたものである。しかしながら、特徴部を、サセプタ、又は温度の読み取りが所望される処理チャンバ内の他の構成要素の任意の面に含むことができる。
【００５７】
［００６０］上記は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されうる。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ（１）】
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【図２Ａ（２）】
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【図２Ａ（３）】
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【図２Ａ（４）】
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【図２Ａ（５）】
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【図３】
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