(57)【要約】  本書では、プロセスチャンバウインドウを冷却するためのアプローチが提供される。一部の実施形態では、プロセスチャンバウインドウを冷却するためのシステムは、ウエハを処理するためのプロセスチャンバであって、ウインドウを含むプロセスチャンバを含みうる。一部の実施形態では、ウインドウにより、ランプアセンブリからの光がウエハに送られることが可能になる。システムは、プロセスチャンバと共に動作可能な冷却装置であって、ガスをウインドウに送るための冷却装置を更に含む。冷却装置はウインドウを支持する支持リングを含む。支持リングは、周縁壁と、周縁壁を通って形成された複数のスロットとを含む。複数のスロットは、ウインドウを横切るようにガス（空気など）を送りうる。【選択図】図２
2021520631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスチャンバウインドウを冷却するためのシステムであって、
ウエハを処理するためのプロセスチャンバであって、ウインドウを含むプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバと共に動作可能であり、かつ前記ウインドウにガスを送るための冷却装置であって、前記ウインドウを支持する支持リングを備える冷却装置とを備え、前記支持リングが、
周縁壁、及び
前記周縁壁を通って形成された複数のスロットであって、前記ウインドウを横切るようにガスを送るための複数のスロットを備える、
システム。
【請求項２】
前記冷却装置が、前記ガスを前記支持リングに送るためのメインダクトを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記冷却装置が、前記支持リングに連結された入口ダクトを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記入口ダクトが、前記支持リングに直接的かつ物理的に連結されており、かつ前記支持リングの前記複数のスロットに向けて前記ガスを送る、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記入口ダクトがメインダクトと前記支持リングとの間に連結される、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記ウインドウに隣接したランプアセンブリを更に備え、前記ランプアセンブリが、前記ウエハに光を提供するためのランプを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ガスを前記冷却装置に送るためのファンを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記支持リングの前記複数のスロットのうちのスロットの第１のセットが、前記ウインドウの第１の側に配置され、前記支持リングの前記複数のスロットのうちのスロットの第２のセットが、前記ウインドウの第２の側に配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記スロットの第１のセットと前記スロットの第２のセットとは、互いから約１８０度離間して位置付けられる、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ウインドウ上に反射防止光学コーティングを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ウインドウが研磨された石英である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
プロセスチャンバと共に動作可能な冷却装置であって、
前記プロセスチャンバのウインドウを支持する支持リングであって、周縁壁を通って形成された複数のスロットを含み、前記複数のスロットが前記ウインドウを横切るように空気流を送る、支持リングと、
前記支持リングにガスを送るためのメインダクトとを備える、
冷却装置。
【請求項１３】
前記メインダクトに連結された入口ダクトを更に備え、前記入口ダクトが、前記支持リングに直接的かつ物理的に連結されており、かつ前記支持リングの前記複数のスロットに向けて前記空気流を送る、請求項１２に記載の冷却装置。
【請求項１４】
前記支持リングの前記複数のスロットのうちのスロットの第１のセットが、前記ウインドウの第１の側に配置され、前記支持リングの前記複数のスロットのうちのスロットの第２のセットが、前記ウインドウの第２の側に配置され、前記空気流は、前記スロットの第１のセットから前記スロットの第２のセットに向かって移動する、請求項１２に記載の冷却装置。
【請求項１５】
プロセスチャンバウインドウを冷却するためのシステムであって、
ウエハを処理するためのプロセスチャンバであって、ウインドウを含むプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバと共に動作可能であり、かつ前記ウインドウにガスを送るための冷却装置であって、前記ウインドウを支持する支持リングを備える冷却装置とを備え、前記支持リングが、
周縁壁、及び
前記周縁壁を通って形成された複数のスロットであって、前記ウインドウの外表面を横切るようにガスを送るための複数のスロットを備える、
システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
［０００１］この出願は、内容全体が参照により本書に組み込まれている２０１８年４月６日提出の米国仮特許出願第６２／６５４，２８１号、及び、内容全体が参照により本書に組み込まれている２０１８年７月３日提出の米国特許出願第１６／０２６，６４０号に対し、優先権を主張するものである。
【０００２】
［０００２］本書の実施形態はプロセスチャンバウインドウに関し、より詳細には、プロセスチャンバウインドウの冷却を提供するためのシステム及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
［０００３］プロセスチャンバと共に使用されるランプヒータは、ランプアレイからウインドウを通じて、加熱されているウエハに光を投射する。ウインドウは光の一部を吸収し、光エネルギーをウインドウにおける温度上昇に変換する。ウインドウの温度は、反復されるランプサイクルにわたって上昇し続け、加熱されているウエハにエネルギーを放射する。ウインドウは制御ループの一部ではないので、このことが問題になる。なぜなら、ウインドウは、ウエハから約１インチの距離において、３００Ｃを超えるまで熱くなりうるが、一般にウエハは１５０Ｃを超えて加熱されるものではないからである。サイクル反復の後には、ウインドウの温度によってウエハが過熱されている可能性がある。
【発明の概要】
【０００４】
［０００４］一実施形態では、プロセスチャンバウインドウを冷却するためのシステムは、ウエハを処理するためのプロセスチャンバであって、ウインドウを含むプロセスチャンバを含みうる。このシステムは、プロセスチャンバと共に動作可能な冷却装置であって、ウインドウにガスを送るための冷却装置を更に含みうる。冷却装置はウインドウを支持する支持リングを含みうる。支持リングは、周縁壁と、周縁壁を通って形成された複数のスロットであって、ウインドウを横切るようにガスを送るための複数のスロットとを含みうる。
【０００５】
［０００５］別の実施形態では、プロセスチャンバウインドウを冷却するためのシステムは、ウエハを処理するためのプロセスチャンバであって、ウインドウを含むプロセスチャンバを含みうる。このシステムは、プロセスチャンバと共に動作可能な冷却装置であって、ウインドウに空気流を送るための冷却装置を更に含みうる。冷却装置はウインドウを支持する支持リングを含んでよく、この支持リングは、周縁壁と、周縁壁を通って形成された複数のスロットであって、ウインドウの外表面を横切るように空気流を送る複数のスロットとを含む。
【０００６】
［０００６］別の実施形態では、プロセスチャンバと共に動作可能な冷却装置は、プロセスチャンバのウインドウを支持する支持リングを含みうる。この支持リングは、周縁壁を通って形成された複数のスロットであって、ウインドウを横切るように空気流を送る複数のスロットを含みうる。冷却装置は、ガスを支持リングに送るためのメインダクトを更に含みうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】［０００７］本開示の実施形態による、プロセスチャンバウインドウを冷却するためのシステムが描かれている。
【図２】［０００８］プロセスチャンバウインドウを冷却するための、図１のシステムの冷却装置が描かれている。
【図３Ａ】［０００９］本開示の実施形態による、図２の冷却装置の支持リングを示す斜視図である。
【図３Ｂ】［００１０］本開示の実施形態による、ウインドウを含む図３Ａの冷却装置の支持リングを示す斜視図である。
【図４Ａ−４Ｂ】［００１１］本開示の実施形態による、図２の冷却装置の入口ダクトを示す斜視図である。
【図５】［００１２］本開示の実施形態によるガス供給装置を示す。
【図６】［００１３］本開示の実施形態による、ヒータ内で使用されるタングステンハロゲン電球からのスペクトル放射及び関連電力を示す。
【図７】［００１４］本開示の実施形態による、薄型ウインドウの石英の例示的な透過率（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を示す。
【図８】［００１５］本開示の実施形態による、反射防止型石英ウインドウの透過率を示す。
【図９Ａ−９Ｃ】［００１６］本開示の実施形態による、反射防止コーティングの効果を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［００１７］図面は必ずしも縮尺通りではない。図面は単なる表現であり、本開示の具体的なパラメータを描写することを意図していない。図面は、本開示の例示的な実施形態を示すためのものであり、したがって、範囲を限定するものと見なすべきではない。図面では、類似の付番は類似の要素を表わしている。
【０００９】
［００１８］更に、一部の図の特定の要素は、説明を分かりやすくするために、省略されていることも、縮尺通りに図示されていないこともある。断面図は、「スライス（ｓｌｉｃｅｓ）」の、又は「近視眼的（ｎｅａｒ−ｓｉｇｈｔｅｄ）」な断面図の形態であることがあり、説明を分かりやすくするために、「真の（ｔｒｕｅ）」断面図であれば視認可能であったはずの特定の背景線が省略されている。更に、分かりやすくするために、特定の図面においては、一部の参照番号が省略されていることがある。
【００１０】
［００１９］これより、方法の実施形態が示されている添付図面を参照しつつ、本開示によるシステム及び装置について、より網羅的に説明する。システム及び装置は、多くの異なる形態で具現化されてよく、本書に明示された実施形態に限定されると解釈すべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が完全なものになるように、かつシステム及び方法の範囲が当業者に十分に伝わるように、提供されている。
【００１１】
［００２０］便宜性と分かりやすさのために、本書では、図に表わされている半導体製造デバイスの構成要素の形状寸法及び配向に関して、かかる構成要素及びその構成部分の相対的な配置及び配向を説明するために、「上部（ｔｏｐ）」、「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」、「上方（ｕｐｐｅｒ）」、「下方（ｌｏｗｅｒ）」、「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」、「水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」、「横方向（ｌａｔｅｒａｌ）」、及び「長手方向（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ）」といった語が使用されている。これらの用語は、具体的に言及された語、その派生語、及び同様の意味の語を含む。
【００１２】
［００２１］本書で使用される場合、「１つの／ある」（「ａ」又は「ａｎ」）という語から始まる、単数形で記載された要素又は動作は、複数の要素又は動作を除外することが明示的に記載されていなければ、複数の要素又は動作を含むと理解されたい。更に、本開示の「一実施形態（ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」への言及は、限定を意図するものではない。追加の実施形態も列挙された特徴を包含しうる。
【００１３】
［００２２］更に、「実質的（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ）」又は「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」という語、それに加えて「おおよその（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ）」又は「約／おおよそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」という語は、一部の実施形態では互換的に使用されてよく、当業者によって許容される任意の相対的尺度を使用して説明されうる。例えば、これらの語は、基準パラメータとの比較としての役割を果たして、（意図されている機能を提供することは可能な）ずれを示しうる。非限定的ではあるが、基準パラメータからのずれは、例えば、１％未満、３％未満、５％未満、１０％未満、１５％未満、２０％未満などの量のものでありうる。一実施形態では、基準パラメータは、程度数値（１８０°など）でありうる。たとえ１８０°からの±のずれ（例えば、１％未満、３％未満、５％未満の量のずれ）があっても、正確な１８０°と機能的に同等であると見なされうる。
【００１４】
［００２３］本書で詳述しているように、プロセスチャンバウインドウを冷却するためのアプローチが提供される。一部の実施形態では、プロセスチャンバウインドウを冷却するためのシステムは、ウエハ（半導体ウエハなど）を処理するためのプロセスチャンバであって、ウインドウを含むプロセスチャンバを含みうる。一部の実施形態では、ウインドウにより、ランプアセンブリからの光がウエハに送られることが可能になる。システムは、プロセスチャンバと共に動作可能な冷却装置であって、ガスをウインドウに送るための冷却装置を更に含む。冷却装置は、ウインドウに連結され、かつウインドウを支持する、支持リングを含む。支持リングは、周縁壁と、周縁壁を通って形成された複数のスロットとを含む。複数のスロットは、ウインドウを横切るようにガス（空気など）を送って、ウインドウの温度を下降させうる。
【００１５】
［００２４］ここで図１から図２を参照するに、本開示の実施形態による、プロセスチャンバウインドウを冷却するためのシステム１００及び冷却装置１０１が示されている。図示しているように、システム１００は、ウエハ１０４を処理するためのプロセスチャンバ１０２であって、ウインドウ１０８を含むプロセスチャンバ１０２を含みうる。ウインドウ１０８は、研磨された透明又は半透明の石英片でありうる。ウインドウ１０８は、別々の実施形態では別々の材料になりうる。
【００１６】
［００２５］システム１００は、プロセスチャンバ１０２と共に動作可能な冷却装置１１０を更に含む。冷却装置１１０は、ウインドウ１０８にガス１１２を送るよう動作可能である。例示的な実施形態では、冷却装置１１０は、ウインドウ１０８に連結され、かつウインドウ１０８を支持する、支持リング１１５を含む。支持リング１１５は、ウインドウ１０８の周縁の周りに延在する周縁壁１２０を含みうる。支持リング１１５とウインドウ１０８は両方とも概して円形であるが、本書の実施形態は、いかなる特定の形状にも限定されない。支持リング１１５は、例えば矢印１２６（図２）で示している方向に、ウインドウ１０８を横切るようにガス１１２を送るための、周縁壁１２０を通って形成された複数のスロット１２４を含みうる。一部の実施形態では、ガス１１２は、ウインドウ１０８に平行な、又はおおよそ平行な方向に、ウインドウ１０８を横切るように送られる。ガス１１２は、ウインドウ１０８の同一の面（例えば、ランプアセンブリ１３６に面しているウインドウ１０８の外面）に沿って送られうる。
【００１７】
［００２６］図示しているように、冷却装置１０１は、ガス１１２を支持リング１１５に送るためのメインダクト１３０を更に含みうる。一部の実施形態では、メインダクト１３０はプレナムでありうる。入口ダクト１３２がメインダクト１３０に連結されてよく、入口ダクト１３２は、支持リング１１５に直接的かつ物理的に連結される。メインダクト１３０と入口ダクト１３２とは、それらを通って空気が流れることが可能になるよう、流体接続される。一部の実施形態では、メインダクト１３０と入口ダクト１３２とは、１つの連続した構成要素であってもよい。図２に示しているように、入口ダクト１３２は、例えばクランプ／留め金／ラッチ１３４によって、メインダクト１３０に取り外し可能に連結されうる。
【００１８】
［００２７］システム１００は、ウインドウ１０８及び支持リング１１５に隣接した、ランプアセンブリ１３６（図１）を含みうる。ランプアセンブリ１３６は、ウエハ１０４に光を提供するためのランプ１３８を含む。システムは、ガス１１２を冷却装置１０１に送るためのファン１４０を、更に含みうる。図２に示しているように、ファン１４０はメインダクト１３０に、直接的又は一体的に連結されうる。しかし、本書の実施形態は限定されない。
【００１９】
［００２８］ここで図３Ａから３Ｂを参照するに、本開示の実施形態による支持リング１１５がより詳細に記載されている。図３Ａが、ウインドウがない状態の支持リング１１５を示している一方、図３Ｂはウインドウ１０８を含んでいる。例示的な実施形態では、支持リング１１５の複数のスロットのうちのスロットの第１のセット１２４Ａは、ウインドウ１０８の第１の側１４４に配置される。支持リング１１５の複数のスロットのうちのスロットの第２のセット１２４Ｂは、ウインドウ１０８の第２の側１４６に配置される。非限定的な実施形態では、スロットの第１のセット１２４Ａとスロットの第２のセット１２４Ｂとは、支持リング１１５の、円周上で対向している両側に、約１８０度離間して位置付けられる。
【００２０】
［００２９］一部の実施形態では、ウインドウ１０８は、反射防止（ＡＲ）光学コーティング１４８を含む。ＡＲ光学コーティング１４８により、ウインドウ１０８の透過率が、約８８〜９０％から約９８％まで向上する。この透過率の向上により、ヒータをより低い出力レベルで動作させること、ひいては、ユーザにとっての運転費用を削減することが可能になり、かつ、ランプの反応を迅速化して、スループットを１０％近い割合向上させることも可能になる。
【００２１】
［００３０］一部の実施形態では、ＡＲ光学コーティング１４８は、ウインドウの外面／ランプ側にのみ付与される。一部の実施形態では、ＡＲ光学コーティング１４８は、透過率の更なる向上のために、ウインドウの両面（例えば、ランプ側とプロセスチャンバ内部に面した側）に付与される。更に別の実施形態では、ＡＲ光学コーティング１４８は、ランプからの光束に耐久することが可能である。例えば、ＡＲ光学コーティング１４８は、リング１１５が動作する、約２５０〜３００Ｃの環境に耐久することが可能である。ＡＲ光学コーティング１４８により、ランプとウエハとの間の、より効率的なエネルギー伝達が可能になる。この効率の改善は、スループットを増大し、低温プロセスを安定化し、かつツールを動作させるエネルギーコストを削減することによって、有利に収益化されうる。
【００２２】
［００３１］図４Ａから図４Ｂは、本開示の実施形態による入口ダクト１３２を示している。入口ダクト１３２は、支持リング１１５に直接的かつ物理的に連結されるよう構成される。一部の実施形態では、タブのセット１５０が、対応する支持リング１１５の突出部のセット１５２（図３Ａから図３Ｂ）と係合しうる。タブのセット１５０を突出部１５２に固定するために、多種多様な任意のファスナ（例えばボルト、ネジなど）が使用されうる。入口ダクト１３２は、ガス１１２を支持リング１１５に送るための内部チャンバ１５５を含みうる。一部の実施形態では、入口ダクト１３２は、メインダクト１３０と係合するためのピンのセット１５６を含む。
【００２３】
［００３２］ここで図５を参照するに、本開示の実施形態による、支持リング１１５にガスを送るためのガス供給装置１７０が記載されている。図示しているように、ガス供給装置１７０は、ガスを受容するための入口１７１と、支持リング１１５に向けてガス１１２を送るための排気スロット１７２とを含みうる。一部の実施形態では、ガス供給装置１７０はウインドウ１０８に、ナイフ様の形状／構成の空気流を提供する。ガス供給装置１７０は高効率の空気増幅器であり、この装置に供給される圧縮空気よりも多くの空気を冷却ジェット（ｃｏｏｌｉｎｇ  ｊｅｔ）内に送り込むよう設計されている。例えば、ガス供給装置１７０は、消費されるよりも５〜１０倍多い空気を送り込むことが可能であり、ウインドウのより効率的な冷却、及びツール動作に対する影響の最小化を可能にする。ウインドウを冷却することで、プロセスレシピに影響を与えるウインドウの過熱を伴わずに、低温における、より正確かつ再現可能なウエハ設定点が可能になる。一部の実施形態では、エアナイフは、ウインドウを横切るように空気を送り込むためのプレナムを含まない。
【００２４】
［００３３］図６は、タングステンハロゲン電球のスペクトル電力の放射を示している。一部のプロセスチャンバウインドウはコーティングされない。その代わりに、かかるプロセスチャンバウインドウは、研磨だけされた石英である。図６は、ヒータに使用されるタングステンハロゲン電球からのスペクトル放射及び関連電力を示している。波長は４００ｎｍから２６００ｎｍの範囲にわたり、１０００ｎｍにピークを有している。全幅半値は６００ｎｍから１８００ｎｍの範囲にわたっている。ランプからウエハに可能な限り多くのエネルギーを伝達させることによる利点は、スループットが最適化され、エネルギー消費が最小化されることである。
【００２５】
［００３４］更に、図６は石英ウインドウの透過曲線を示している。光が表面に出る／入るたびに、そのエネルギーの約４〜５％は散乱する。反射防止コーティングを付加することで、最大エネルギーを有するスペクトルにおける光の伝播が向上し、より多くの光がウインドウ内へと、かつウインドウを通って、送られることが可能になる。加熱動作中の、ウインドウ内での損失電力は約８００Ｗになる。ＡＲコーティングにより、エネルギー損失がおよそ８０Ｗ減少しうる。高圧送風器の使用も有益である。なぜなら、高圧送風器は、プレナムを使用して、高速ファンからの空気流を捕捉し、空気流をまっすぐにし、空気流を１８０度回転させ、かつウインドウ全体での均一な圧力分布を提供するからである。均一な圧力はウインドウの均一な熱プロファイルと相関し、この熱プロファイルは、処理されているウエハの反応を直接的に追うものである。
【００２６】
［００３５］図７は、薄型ウインドウの石英の例示的な透過率を示している。図示しているように、透過率（％）は波長が長くなるにつれて急速に増大する。約２００ｎｍと２５００ｎｍの間では透過率は９０％を超えており、これにより、ウインドウを通じた多大な熱伝達が可能になる。図８は、石英ウインドウが反射防止コーティングを含む場合の、波長に対する透過率（％）を示している。図示しているように、たとえ波長が長くなっても、透過率（％）は比較的安定している。約４００ｎｍと２５００ｎｍの間の透過率は０．９％未満であり、これにより、ウインドウを通じた熱伝達は有意に減少する。
【００２７】
［００３６］図９Ａから図９Ｃは反射防止コーティングの効果を示している。例えば、図９ＡはＡＲコーティングを伴わない場合の透過率（ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ）及び反射率を示し、図９Ｂはフッ化マグネシウムの単層コーティングを伴った場合の透過率及び反射率を示し、図９Ｃは多層コーティングを伴った場合の透過率及び反射率を示している。一部の実施形態では、ｎ＝１．５２の場合、多層コーティングは、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２、ＣｅＦ３のうちの一又は複数を含みうる。更に別の実施形態では、多層コーティングは、ｎ＝１．６〜１．８の場合にはＡｌ２Ｏ３又はＹ２Ｏ３を含んでよく、ｎ〜２の場合にはＨｆＯ２、Ｓｃ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＬａＴｉＯ３、ＴｉＯ２、ＨｆＯ２、又はＳｃ２Ｏ３を含みうる。図示しているように、ウインドウがコーティングされると、透過率が増大し、反射率は減少する。
【００２８】
［００３７］要約すると、本書の実施形態は、プロセスチャンバウインドウの大気側の端から端まで空気を流すためのスロットを追加することによって改造された、プロセスチャンバウインドウを支持するリングを提供する。空気は、エアナイフ（圧縮された空気源を増幅し、更なる空気流を送り込むためのデバイス）から供給されうる。他の実施形態は、ウインドウを横切るように空気流を提供するために高圧ファンを使用する。これら両方のアプローチの第１の有利な効果は、ウインドウ温度を１００Ｃ未満に下降させ、ひいては、予熱モジュールがランプの制御ループのもとで動作することを可能にすることである。一部の実施形態では、ファンにより、ウインドウの温度は、７０ＷＰＨのデューティサイクルで、３００Ｃ付近から９０Ｃ未満まで下降する。９０ＷＰＨの動作でも同様の結果が示され、ウインドウ温度は３２５Ｃ超から９０Ｃまで下降する。ウインドウの反射防止コーティングが含まれることによる第２の有利な効果は、ヒータの出力レベルが低減され、ひいては、ユーザにとっての運転費用が削減されて、ランプの反応の迅速化が可能になり、スループットが改善されることである。
【００２９】
［００３８］本開示の特定の実施形態について本書に記載してきたが、本開示の範囲は当該技術分野が許容する限り広範なものであり、本明細書も同様に読まれうるので、本開示は、記載された実施形態に限定されない。したがって、上述の記載を限定と解釈すべきではない。上述の記載はむしろ、特定の実施形態の例示にすぎない。当業者には、本書に付随する特許請求の範囲及び本質におけるその他の改変も想起されよう。
【図１】
2021520631.tif 000003
【図２】
2021520631.tif 000004
【図３Ａ】
2021520631.tif 000005
【図３Ｂ】
2021520631.tif 000006
【図４Ａ−４Ｂ】
2021520631.tif 000007
【図５】
2021520631.tif 000008
【図６】
2021520631.tif 000009
【図７】
2021520631.tif 000010
【図８】
2021520631.tif 000011
【図９Ａ−９Ｃ】
2021520631.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年12月8日(2020.12.8)
【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】
チャンバウインドウを冷却するためのシステムであって、
ウエハを収納するチャンバであって、ウインドウを含むチャンバと、
前記チャンバと共に動作可能であり、かつ前記ウインドウにガスを送るための冷却装置であって、前記ウインドウを支持する支持リングを備える冷却装置とを備え、前記支持リングが、
周縁壁、及び
前記周縁壁を通って形成された複数のスロットであって、前記ウインドウを横切るようにガスを送るための複数のスロットを備える、
システム。
【請求項２】
前記冷却装置が、前記ガスを前記支持リングに送るためのメインダクトを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記冷却装置が、前記支持リングに連結された入口ダクトを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記入口ダクトが、前記支持リングに直接的かつ物理的に連結されており、かつ前記支持リングの前記複数のスロットに向けて前記ガスを送る、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記入口ダクトがメインダクトと前記支持リングとの間に連結される、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記ウインドウに隣接したランプアセンブリを更に備え、前記ランプアセンブリが、前記ウエハに光を提供するためのランプを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ガスを前記冷却装置に送るためのファンを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記支持リングの前記複数のスロットのうちのスロットの第１のセットが、前記ウインドウの第１の側に配置され、前記支持リングの前記複数のスロットのうちのスロットの第２のセットが、前記ウインドウの第２の側に配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記スロットの第１のセットと前記スロットの第２のセットとは、互いから約１８０度離間して位置付けられる、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ウインドウ上に反射防止光学コーティングを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ウインドウが研磨された石英である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
チャンバと共に動作可能な冷却装置であって、
前記チャンバのウインドウを支持する支持リングであって、周縁壁を通って形成された複数のスロットを含み、前記複数のスロットが前記ウインドウを横切るように空気流を送る、支持リングと、
前記支持リングにガスを送るためのメインダクトとを備える、
冷却装置。
【請求項１３】
前記メインダクトに連結された入口ダクトを更に備え、前記入口ダクトが、前記支持リングに直接的かつ物理的に連結されており、かつ前記支持リングの前記複数のスロットに向けて前記空気流を送る、請求項１２に記載の冷却装置。
【請求項１４】
前記支持リングの前記複数のスロットのうちのスロットの第１のセットが、前記ウインドウの第１の側に配置され、前記支持リングの前記複数のスロットのうちのスロットの第２のセットが、前記ウインドウの第２の側に配置され、前記空気流は、前記スロットの第１のセットから前記スロットの第２のセットに向かって移動する、請求項１２に記載の冷却装置。
【請求項１５】
チャンバウインドウを冷却するためのシステムであって、
ウエハを収納するチャンバであって、ウインドウを含むチャンバと、
前記チャンバと共に動作可能であり、かつ前記ウインドウにガスを送るための冷却装置であって、前記ウインドウを支持する支持リングを備える冷却装置とを備え、前記支持リングが、
周縁壁、及び
前記周縁壁を通って形成された複数のスロットであって、前記ウインドウの外表面を横切るようにガスを送るための複数のスロットを備える、
システム。
【手続補正書】
【提出日】令和3年3月3日(2021.3.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
［０００３］プロセスチャンバと共に使用されるランプヒータは、ランプアレイからウインドウを通じて、加熱されているウエハに光を投射する。ウインドウは光の一部を吸収し、光エネルギーをウインドウにおける温度上昇に変換する。ウインドウの温度は、反復されるランプサイクルにわたって上昇し続け、加熱されているウエハにエネルギーを放射する。ウインドウは制御ループの一部ではないので、このことが問題になる。なぜなら、ウインドウは、ウエハから約１インチの距離において、３００℃を超えるまで熱くなりうるが、一般にウエハは１５０℃を超えて加熱されるものではないからである。サイクル反復の後には、ウインドウの温度によってウエハが過熱されている可能性がある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
［００３０］一部の実施形態では、ＡＲ光学コーティング１４８は、ウインドウの外面／ランプ側にのみ付与される。一部の実施形態では、ＡＲ光学コーティング１４８は、透過率の更なる向上のために、ウインドウの両面（例えば、ランプ側とプロセスチャンバ内部に面した側）に付与される。更に別の実施形態では、ＡＲ光学コーティング１４８は、ランプからの光束に耐久することが可能である。例えば、ＡＲ光学コーティング１４８は、リング１１５が動作する、約２５０〜３００℃の環境に耐久することが可能である。ＡＲ光学コーティング１４８により、ランプとウエハとの間の、より効率的なエネルギー伝達が可能になる。この効率の改善は、スループットを増大し、低温プロセスを安定化し、かつツールを動作させるエネルギーコストを削減することによって、有利に収益化されうる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
［００３５］図７は、薄型ウインドウの石英の例示的な透過率を示している。図示しているように、透過率（％）は波長が長くなるにつれて急速に増大する。約２００ｎｍと２５００ｎｍの間では透過率は９０％を超えており、これにより、ウインドウを通じた多大な熱伝達が可能になる。図８は、石英ウインドウが反射防止コーティングを含む場合の、波長に対する光拡散率（％）を示している。図示しているように、たとえ波長が長くなっても、光拡散率（％）は比較的安定している。約４００ｎｍと２５００ｎｍの間の光拡散率は０．９％未満であり、これにより、ウインドウを通じた熱伝達は有意に減少する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
［００３７］要約すると、本書の実施形態は、プロセスチャンバウインドウの大気側の端から端まで空気を流すためのスロットを追加することによって改造された、プロセスチャンバウインドウを支持するリングを提供する。空気は、エアナイフ（圧縮された空気源を増幅し、更なる空気流を送り込むためのデバイス）から供給されうる。他の実施形態は、ウインドウを横切るように空気流を提供するために高圧ファンを使用する。これら両方のアプローチの第１の有利な効果は、ウインドウ温度を１００Ｃ未満に下降させ、ひいては、予熱モジュールがランプの制御ループのもとで動作することを可能にすることである。一部の実施形態では、ファンにより、ウインドウの温度は、７０ＷＰＨのデューティサイクルで、３００℃付近から９０℃未満まで下降する。９０ＷＰＨの動作でも同様の結果が示され、ウインドウ温度は３２５℃超から９０℃まで下降する。ウインドウの反射防止コーティングが含まれることによる第２の有利な効果は、ヒータの出力レベルが低減され、ひいては、ユーザにとっての運転費用が削減されて、ランプの反応の迅速化が可能になり、スループットが改善されることである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
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【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
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【国際調査報告】
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