(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部容積を有するチャンバ本体と、
前記内部容積に配置された支持シャフト組立体であって、
シャフト、
それぞれのアームが第１の端部および第２の端部を有する複数のアームであり、それぞれのアームの前記第１の端部が前記シャフトに結合され、それぞれのアームの前記第２の端部がピン受け凹部を有する、複数のアーム、ならびに
それぞれのピンが前記ピン受け凹部のそれぞれの端部内部に配置された、複数の取り外し可能な支持ピン、
を備える支持シャフトシステム、
前記支持シャフトシステムによって支持された円盤状の熱プレートであって、
第１の表面、
第２の表面、
前記第１の表面及び前記第２の表面とは反対側の第３の表面であって、前記第１の表面が前記第２の表面より垂直方向に低い、第３の表面、
複数の孔であって、前記複数の孔の各々が、上部開口及び下部開口を有し、前記下部開口が処理チャンバの内部体積に対して露出されており、前記複数の孔が、前記円盤状の熱プレートを介して形成されており、前記複数の孔の第１のグループが、前記第１の表面から前記第３の表面に延びており、前記複数の孔の第２のグループが、前記第２の表面から前記第３の表面に延びている、複数の孔、
を備える円盤状の熱プレート、ならびに
前記円盤状の熱プレートとリング状のサセプタとの間に画成された間隙があるように、前記支持シャフトシステムの前記複数の取り外し可能な支持ピンによって支持されたリング状のサセプタであって、前記リング状のサセプタに形成された複数のサセプタ孔を有し、前記複数のサセプタ孔が前記複数の孔の前記第１のグループと位置合わせされている、リング状のサセプタ、
を備える、支持シャフト組立体と、
を備える、半導体処理のための処理チャンバ。
【請求項２】
前記複数のアームのそれぞれのアームが、
前記円盤状の熱プレートを支持する、ベース部材、
を備える請求項１に記載の処理チャンバ。
【請求項３】
内部容積を有するチャンバ本体と、
前記内部容積に配置された支持シャフト組立体であって、
シャフト、ならびに
それぞれのアームが第１の端部および第２の端部を有する複数のアームであり、それぞれのアームの前記第１の端部が前記シャフトに結合された、複数のアーム、
を備える、支持シャフトシステム、
前記支持シャフトシステムに支持された円盤状の熱プレートであり、複数の溝をさらに備える頂面を有し、
第１の表面、
第２の表面、
前記第１の表面及び前記第２の表面とは反対側の第３の表面であって、前記第１の表面が前記第２の表面より垂直方向に低い、第３の表面、
複数の孔であって、前記複数の孔の各々が、上部開口及び下部開口を有し、前記下部開口が処理チャンバの内部体積に対して露出されており、前記複数の孔が、前記円盤状の熱プレートを介して形成されており、前記複数の孔の第１のグループが、前記第１の表面から前記第３の表面に延びており、前記複数の孔の第２のグループが、前記第２の表面から前記第３の表面に延びている、複数の孔、
を備えた円盤状の熱プレート、ならびに
複数のフィンを有するリング状のサセプタであり、前記フィンが、前記円盤状の熱プレートと前記リング状のサセプタとの間に間隙があるように、前記円盤状の熱プレートの前記複数の溝内部に配置され、前記リング状のサセプタが、前記リング状のサセプタに形成された複数のサセプタ孔を有し、前記複数のサセプタ孔が前記複数の孔の前記第１のグループと位置合わせされている、リング状のサセプタ、
を備える支持シャフト組立体と、
を備える、半導体処理のための処理チャンバ。
【請求項４】
前記円盤状の熱プレートに形成された前記複数の孔の一部が１平方センチメートル当たり５．２５個の孔の孔密度を有する、請求項１又は３に記載の処理チャンバ。
【請求項５】
前記リング状のサセプタに形成された前記複数の孔が１平方センチメートル当たり５．９９個の孔の孔密度を有する、請求項１又は３に記載の処理チャンバ。
【請求項６】
前記円盤状の熱プレートに形成された前記複数の孔の一部は、１平方センチメートル当たり５．２５個の孔の孔密度を有する、請求項５に記載の処理チャンバ。
【請求項７】
前記リング状のサセプタに形成された前記複数の孔が１平方センチメートル当たり６．０６個の孔の孔密度を有する、請求項１又は３に記載の処理チャンバ。
【請求項８】
前記円盤状の熱プレートに形成された前記複数の孔の一部は、１平方センチメートル当たり５．２５個の孔の孔密度を有する、請求項７に記載の処理チャンバ。
【請求項９】
前記円盤状の熱プレートと前記リング状のサセプタとの間の前記間隙が少なくとも０．１ｍｍである、請求項１または３に記載の処理チャンバ。
【請求項１０】
前記リング状のサセプタが、
基板を受けるように構成されたレッジ、
をさらに備える、請求項１または３に記載の処理チャンバ。
【請求項１１】
処理チャンバにおいて基板を処理するための方法であって、
前記処理チャンバ内へプロセスガスを流すステップであって、前記処理チャンバが、
内部容積を有するチャンバ本体と、
前記内部容積に配置された支持シャフト組立体であり、
シャフト、
それぞれのアームが第１の端部および第２の端部を有する複数のアームで、それぞれのアームの前記第１の端部が前記シャフトに結合され、それぞれのアームの前記第２の端部がピン受け凹部を有する、複数のアーム、ならびに
それぞれのピンが前記ピン受け凹部のそれぞれの端部内部に配置された、複数の取り外し可能な支持ピン、
を備える支持シャフトシステム、
前記支持シャフトシステムによって支持された円盤状の熱プレートであって、複数の溝をさらに備える頂面を有し、
第１の表面、
第２の表面、
前記第１の表面及び前記第２の表面とは反対側の第３の表面であって、前記第１の表面が前記第２の表面より垂直方向に低い、第３の表面、
複数の孔であって、前記複数の孔の各々が、上部開口及び下部開口を有し、前記下部開口が処理チャンバの内部体積に対して露出されており、前記複数の孔が、前記円盤状の熱プレートを介して形成されており、前記複数の孔の第１のグループが、前記第１の表面から前記第３の表面に延びており、前記複数の孔の第２のグループが、前記第２の表面から前記第３の表面に延びている、複数の孔、
を備えた円盤状の熱プレート、ならびに
前記円盤状の熱プレートとリング状のサセプタとの間に画成された間隙があるように、前記支持シャフトシステムの前記複数のピンによって支持されたリング状のサセプタであって、前記リング状のサセプタが、前記リング状のサセプタに形成された複数のサセプタ孔を有し、前記複数のサセプタ孔が前記複数の孔の前記第１のグループと位置合わせされている、リング状のサセプタ
を備える、支持シャフト組立体と、
をさらに備える、ステップと、
前記基板の直下から前記円盤状の熱プレートと前記リング状のサセプタとの間に形成された前記間隙を通ってパージガスを流すステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
基板を処理するための処理チャンバが本明細書に開示される。より詳細には、本明細書に開示された実施形態は、基板にエピタキシャル層を堆積させる際に使用するためのサセプタおよび熱プレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板を処理するための１つのタイプの装置は、一度に１つの基板が処理チャンバ内のサセプタ上に支持されている単一の基板処理装置である。サセプタは、チャンバをサセプタの下方にある一部分とサセプタの上方にある第２の部分とに分割する。サセプタは、一般にシャフトに取り付けられ、このシャフトが、サセプタをその中心の回りに回転させて、基板の均一な処理を強化する。処理ガスの流れは、チャンバの頂部に、および基板の表面を横切って提供される。チャンバは、一般に、一方の側にガス入り口ポート、および反対側にガス出口ポートを有し、基板を横切る処理ガスの流れを実現する。サセプタは、基板を所望の処理温度に加熱するために加熱される。サセプタを加熱するために使用される１つの方法は、チャンバのまわりに設けられたランプの使用による。ランプは、チャンバ内に、およびサセプタ上に光を向ける。基板が加熱されている温度を制御するために、サセプタの温度は、絶えず測定される。温度は、赤外線温度センサを使用して測定されてもよく、この赤外線温度センサが、加熱されたサセプタから放射された赤外線輻射を検出する。
処理中に、プロセスガスの一部は、サセプタのエッジのまわりを流れ、基板の裏面に材料の層を堆積させることがある。基板の裏面に堆積した層は、結果として基板の裏側の変色をもたらし、この変色が、裏面が汚染された証拠である。基板の裏面の汚染は、全体の歩留まりの劣化につながる。
したがって、基板を処理するための改善された装置、および方法を提供する必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書に開示された実施形態は、半導体処理のための処理チャンバに関する。一実施形態において、処理チャンバは、内部容積を有するチャンバ本体を有する。支持シャフト組立体は、内部容積に配置される。支持シャフト組立体は、支持シャフトシステム、円盤状の熱プレート、およびリング状のサセプタを含む。支持シャフトシステムは、シャフト、複数のアーム、および複数の取り外し可能な支持ピンを含む。それぞれのアームは、第１の端部および第２の端部を有する。それぞれのアームの第１の端部は、シャフトに結合される。それぞれのアームの第２の端部は、ピン受け凹部を有する。複数の取り外し可能な支持ピンは、ピン受け凹部のそれぞれの端部内部に配置される。円盤状の熱プレートは、支持シャフトシステムによって支持される。リング状のサセプタは、熱プレートとサセプタとの間に画成された間隙があるように、支持シャフトシステムの複数のピンによって支持される。
【０００４】
別の実施形態では、半導体処理のための処理チャンバは、内部容積を有するチャンバ本体を含む。支持シャフト組立体は、内部容積内部に配置される。支持シャフト組立体は、支持シャフトシステム、円盤状の熱プレート、およびリング状のサセプタを含む。支持シャフトシステムは、シャフトおよび複数のアームを含む。それぞれのアームは、第１の端部および第２の端部を有する。それぞれのアームの第１の端部は、シャフトに結合される。円盤状の熱プレートは、複数のアームの第２の端部によって支持される。熱プレートは、頂面を有する。頂面は、複数の溝を有する。リング状のサセプタは、複数のフィンを有する。フィンは、熱プレートの複数の溝内部に配置される。フィンおよび溝は、熱プレートとサセプタとの間に間隙を生成する。
【０００５】
別の実施形態では、処理チャンバにおいて基板を処理するための方法が本明細書に開示される。本方法は、処理チャンバ内にプロセスガスを流すステップと、基板の直下からパージガスを流出させるステップと、を含む。処理チャンバは、内部容積を有するチャンバ本体を有する。支持シャフト組立体は、内部容積に配置される。支持シャフト組立体は、支持シャフトシステム、円盤状の熱プレート、およびリング状のサセプタを含む。支持シャフトシステムは、シャフト、複数のアーム、および複数の取り外し可能な支持ピンを含む。それぞれのアームは、第１の端部および第２の端部を有する。それぞれのアームの第１の端部は、シャフトに結合される。それぞれのアームの第２の端部は、ピン受け凹部を有する。複数の取り外し可能な支持ピンは、ピン受け凹部のそれぞれの端部内部に配置される。円盤状の熱プレートは、支持シャフトシステムによって支持される。リング状のサセプタは、熱プレートとサセプタとの間に画成された間隙があるように、支持シャフトシステムの複数のピンによって支持される。パージガスは、処理チャンバに流入する。パージガスは、熱プレートとサセプタとの間に画成された間隙において、基板の直下を流れる。
【０００６】
本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、一部が添付図面に示される実施形態を参照することによって上で要約された本開示のより具体的な説明を行うことができる。しかしながら、添付図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示し、したがって、その範囲を限定していると考えられるべきではなく、その理由は本開示が他の等しく効果的な実施形態を受け入れることができるためである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態による、処理チャンバの側面図である。
【図２Ａ】一実施形態による、熱プレートの一実施形態の側面斜視図である。
【図２Ｂ】一実施形態による、図２Ａの熱プレートの頂部斜視図である。
【図３Ａ】一実施形態による、サセプタの一実施形態の側面斜視図である。
【図３Ｂ】一実施形態による、図３Ａのサセプタの頂部斜視図である。
【図４Ａ】一実施形態による、支持シャフト組立体からのアームの一実施形態の側面図である。
【図４Ｂ】一実施形態による、支持先端部が適所にある図４Ａのアームの側面図である。
【図４Ｃ】一実施形態による、熱プレートが適所にある図４Ｂのアームの側面図である。
【図４Ｄ】一実施形態による、サセプタが適所にある図４Ｃのアームの側面図である。
【図５Ａ】一実施形態による、熱プレートの一実施形態の側面斜視図である。
【図５Ｂ】一実施形態による、図５Ａに示された熱プレートの底部斜視図である。
【図６Ａ】一実施形態による、サセプタの一実施形態の側面斜視図である。
【図６Ｂ】一実施形態による、図６Ａに示されたサセプタの底部の底部斜視図である。
【図７Ａ】一実施形態による、支持シャフト組立体からのアームの一実施形態の側面図である。
【図７Ｂ】一実施形態による、支持先端部が適所にある図７Ａのアームの側面図である。
【図７Ｃ】一実施形態による、熱プレートが適所にある図７Ｂのアームの側面図である。
【図７Ｄ】一実施形態による、サセプタが適所にある図７Ｃのアームの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
明瞭にするために、適用可能な場合は、各図間で共通の同一の要素を指定するために、同一の参照数字が使用された。加えて、一実施形態の要素は、本明細書に記載された他の実施形態において利用するために有利に適合させられてもよい。
図１は、一実施形態による処理チャンバ１００の断面図である。処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０２およびコントローラ１０６を含む。チャンバ本体１０２は、上側ドーム１１２、リング状の本体１６０、および下側ドーム１１４を含む。上側ドーム１１２および下側ドーム１１４は、リング状の本体１６０を間にはさみ、処理チャンバ１００の内部容積１１６を画成する。基板支持組立体１０４は、チャンバ本体１０２の内部容積１１６に配置されている。
【０００９】
基板支持組立体１０４は、支持シャフトシステム１０８、サセプタ１１０、および熱プレート１１８を含む。支持シャフトシステム１０８は、シャフト１２０、シュラウド１２２、複数のリフトロッド１２４、複数のアーム１２６、および複数の取り外し可能な支持ピン１２７を備える。支持シャフトシステム１０８のシャフト１２０は、シュラウド１２２内部に配置されている。アクチュエータ１２８は、シャフト１２０に結合され、シャフト１２０を中心軸で回転させるように構成されている。シュラウド１２２は、全体に適位置に固定され、したがって、処理中に回転しない。
【００１０】
複数のアーム１２６がシャフト１２０に結合されている。アーム１２６は、半径方向に延出し、熱プレート１１８およびサセプタ１１０を支持する。それぞれのアーム１２６は、第１の端部１３０および第２の端部１３２を有する。それぞれのアーム１２６の第１の端部１３０は、シャフト１２０に結合されている。それぞれのアーム１２６の第２の端部１３２は、（図４Ａ〜図４Ｂおよび図７Ａ〜図７Ｂに示される）ベース部材１３４、およびベース部材１３４に形成されたピン受け凹部を含む。ピン受け凹部は、支持ピン１２７を受けるように構成されている。ピン受け凹部によって、あるサイズを有するピン１２７を異なるサイズを有するピン１２７と置き換えることができる。例えば、ある長さを有するピン１２７を、異なる長さを有するピン１２７と交換することができる。それぞれのアーム１２６は、熱プレート１１８を支持するように構成されている。例えば、支持シャフトシステム１０８は、およそ１２０度間隔で均等に間隔を置いて配置された３つのアーム１２６を含むことができる。３つの接点は、サセプタ１１０を支持するのを支援する。
【００１１】
ロッド１２４は、熱プレート１１８を貫いて延在し、サセプタ１１０を支持する。サセプタ１１０は、間隙１３６がサセプタ１１０と熱プレート１１８との間に画成されるように、熱プレート１１８の上方に支持される。パージガス源１３８からのパージガスは、間隙１３６を通って流れることができる。パージガスは、プロセスガスがサセプタ１１０の下方を通過することに起因する材料の堆積による基板１０１の裏側の変色を低減させるのを支援する。基板１０１は、熱プレート１１８の真上に支持され、それによって第２の間隙１４０が熱プレート１１８と基板１０１との間に形成される。基板１０１と熱プレート１１８との間の第２の間隙１４０は、サセプタ１１０と熱プレート１１８との間に形成された間隙１３６と同じ幅であってもよい。第２の間隙１４０によって、プロセスガスが、基板１０１と熱プレート１１８との間の、基板１０１の真下を流れることができる。
【００１２】
リフトロッド１２４は、支持シャフトシステム１０８に形成された開口部（図示せず）を貫いて配置されている。リフトロッド１２４は、垂直に作動可能である。リフトロッド１２４は、基板１０１を（図示するような）処理位置から基板取り外し位置に持ち上げるために、基板１０１の裏側１４２に接触するようになされている。
リング状の本体１６０は、リング状の本体１６０に形成された複数のポートを含む。例えば、入り口１４８Ａは、プロセスガスをプロセスガス源１５０から内部容積１１６内へ提供するようになされてもよい。基板１０１を横切るプロセスガスのクロスフローを引き起こすように、出口ポート１４８Ｂは、入り口１４８Ａの向かい側に配置されている。そのようにして、プロセスガスは、基板１０１の上面と平行に流れることができる。熱源１４４によってプロセスガスの基板１０１上への熱分解を促進し、基板１０１上にエピタキシャル層（図示せず）を形成する。
【００１３】
リング状の本体１６０は、予熱リング１４６をさらに含んでもよい。予熱リング１４６は、チャンバ本体１０２の内部容積１１６のまわりに配置され、基板１０１が処理位置にある間、基板１０１を取り囲む。処理中に、予熱リング１４６は、熱源１４４によって加熱される。プロセスガスが予熱リング１４６に隣接した入り口１４８Ａを通ってリング状の本体１６０に入るため、予熱リング１４６によって、プロセスガスの予熱が促進される。
熱源１４４は、例えば、処理チャンバ１００内部に置かれた構成要素に熱エネルギーを提供するようになされたランプであってもよい。例えば、熱源１４４は、基板１０１、サセプタ１１０、および／または予熱温度リング１４６に熱エネルギーを提供するようになされてもよい。下側ドーム１１４は、熱輻射の通過を容易にするために、石英などの光学的に透明な材料から形成されてもよい。一実施形態において、熱源１４４は、上側ドーム１１２ならびに下側ドーム１１４を通って熱エネルギーを提供するように置かれてもよい。
【００１４】
高温計１５２は、サセプタ１１０および／または基板１０１の温度を測定するようになされている。高温計１５２の焦点ビーム（図示せず）は、下側ドーム１１４を貫いて、およびシャフト１２０を貫いて導かれる。高温計１５２は、（例えば、サセプタ１１０が炭化ケイ素から形成されている場合は）サセプタ１１０の温度、または（例えば、サセプタ１１０が石英から形成されている場合、もしくはサセプタ１１０が存在せず、基板１０１が別のやり方で、例えばリングよって支持されている場合は）基板１０１の温度を測定する。
処理チャンバ１００は、処理チャンバ１００内でのエピタキシャル膜の成長などの、所定のプロセスを実行し、モニタするために使用される構成要素を含む。処理チャンバ１００は、１つまたは複数のガスパネル、ガス分配導管、真空および排気サブシステム、電源、ならびにプロセス制御器具を含む。コントローラ１０６は、処理チャンバ１００に結合され、処理チャンバ１００の機能を制御するようになされている。
【００１５】
コントローラ１０６は、処理チャンバ１００内部の基板１０１の処理を制御するように動作可能である。コントローラ１０６は、基板１０１を処理するプロセスの制御を容易にするために処理チャンバ１００の様々な構成要素に結合された、メモリ１５６および大容量ストレージ装置、入力制御ユニットおよび表示ユニット（図示せず）、電源など、クロック、キャッシュ、入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路などと共に動作可能なプログラム可能な中央処理装置（ＣＰＵ）１５４を含む。また、コントローラ１０６は、処理チャンバ１００内のセンサ（図示せず）によって基板１０１の処理をモニタするためのハードウェアを含んでもよい。
【００１６】
処理チャンバ１００の制御および基板１０１の処理を容易にするために、ＣＰＵ１５４は、基板プロセスを制御するための任意の形態の汎用コンピュータプロセッサのうちの１つであってもよい。メモリ１５６は、ＣＰＵ１５４に結合され、メモリ１５６は、非一時的であり、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスクドライブ、ハードディスク、あるいはローカルもしくは遠隔にあるその他の形態のデジタルストレージなどの、容易に利用可能なメモリのうちの１つまたは複数であってもよい。支持回路１５８は、従来のやり方でＣＰＵ１５４を支持するためにＣＰＵ１５４に結合されている。基板１０１を処理するためのプロセスは、一般にメモリ１５６に記憶されている。また、基板１０１を処理するためのプロセスは、ＣＰＵ１５４によって制御されているハードウェアから遠隔に位置する第２のＣＰＵ（図示せず）によって記憶され、および／または実行されてもよい。
メモリ１５６は、命令を含む、ＣＰＵ１５４によって実行されたときに、処理チャンバ１００内の基板１０１を処理する動作を容易にするコンピュータ可読ストレージ媒体の形態である。メモリ１５６内の命令は、基板１０１を処理する動作を実施するプログラムなどのプログラム製品の形態である。プログラムコードは、いくつかの異なるプログラミング言語のいずれか１つに準拠することができる。一例において、本開示は、コンピュータシステムと共に使用するためのコンピュータ可読ストレージ媒体に記憶されたプログラム製品として実施されてもよい。プログラム製品のプログラムは、実施形態の機能を規定する。例示的なコンピュータ可読ストレージ媒体は、限定されないが、（ｉ）情報が永久に記憶される非書き込み可能なストレージ媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭドライブによって読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭディスク、フラッシュメモリ、ＲＯＭチップ、または任意のタイプの固体の不揮発性半導体メモリなどの、コンピュータ内部の読み取り専用メモリデバイス）、および（ｉｉ）変更可能な情報が記憶される書き込みストレージ媒体（例えば、ディスケットドライブ内部のフロッピーディスクまたはハードディスクドライブまたは任意のタイプの固体のランダムアクセス半導体メモリ）を含む。そのようなコンピュータ可読ストレージ媒体は、本明細書に記載される方法の機能を指示するコンピュータ可読命令を担持する場合は、本開示の実施形態である。
【００１７】
図２Ａは、熱プレート１１８の側面図を示す。熱プレート１１８は、第１の円盤状の本体２００および第２の円盤状の本体２０２を含む。熱プレート１１８は、カーボングラファイトまたはシリコングラファイト被膜から作られてもよい。第１の円盤状の本体２００は、底面２０４、頂面２０６、内部壁２０８、および外部壁２１０を含む。頂面２０６は、底面２０４の反対側にあり、底面２０４と平行である。内部壁２０８は、底面２０４に垂直で、底面２０４を頂面２０６に接続する。内部壁２０８は、内部直径２１２を含む。外部壁２１０は、内部壁２０８と対向し、頂面２０６を底面２０４に接続する。外部壁２１０は、外部直径２１４が内部直径２１２よりも大きくなるように外部直径２１４を含む。
【００１８】
第２の円盤状の本体２０２は、第１の円盤状の本体２００と同心である。第２の円盤状の本体２０２は、底面２１６、頂面２１８、内部壁２２０、および外部壁２２２を含む。頂面２１８は、底面２１６の反対側にあり、底面２１６と平行である。底面２１６は、第１の円盤状の本体２００の頂面２０６に結合されている。内部壁２２０は、底面２１６に垂直で、底面２１６を頂面２１８に接続する。内部壁２２０は、内部直径２２４が第１の円盤状の本体２００の内部直径２１２よりも大きくなるように内部直径２２４を有する。外部壁２２２は、内部壁２２０の反対側にあり、内部壁２２０と平行である。外部壁２２２は、底面２１６を頂面２１８に接続する。外部壁２２２は、外部直径２２６が内部直径２２４よりも大きく、第１の円盤状の本体２００の外部直径２１４よりも小さくなるように外部直径２２６を有する。第１の円盤状の本体２００および第２の円盤状の本体２０２は、第１の円盤状の本体２００の頂面２０６においてレッジ２２８を画成する。
【００１９】
図２Ｂは、熱プレート１１８の頂部斜視図である。熱プレート１１８は、熱プレート１１８を貫いて形成された複数の孔２３２、２３４、２３６をさらに含む。第２の円盤状の本体２０２は、２組の孔２３２、２３４を含む。孔２３２、２３４の両方の組は、第２の円盤状の本体２０２の頂面２１８と第１の円盤状の本体２００の底面２０４との間で流体連結を提供する。第１の組の孔２３２は、第２の組の孔２３４よりも小さな直径を有する。熱プレート１１８は、１平方センチメートル当たり約５．２５個の孔の孔密度を有し、パージガスが基板（図示せず）の真下を流れることができるようにする。例えば、互いに１２０度間隔の３つの孔のように、第２の組の孔２３４は、第２の円盤状の本体２０２の周辺部のまわりに均等に間隔を置いて配置されている。第２の組の孔２３４は、支持先端部（図示せず）が孔２３４を貫いて延在し、基板をサセプタ（図示せず）から持ち上げ／サセプタ上に降ろすことができるように構成されている。
【００２０】
第３の組の孔２３６は、熱プレート１１８のレッジ２２８に配置されている。第３の組の孔２３６は、レッジ２２８と第１の円盤状の本体２００の底面２０４との間で流体連結を提供する。第３の組の孔２３６は、支持ピン（図示せず）がサセプタを支持するために孔２３６を貫いて延在することができるように構成されている。第３の組の孔２３６は、例えば、互いに１２０度間隔で、レッジ２２８に沿って均一に間隔を置いて配置されてもよい。
【００２１】
図３Ａは、サセプタ１１０の一部分の側面斜視図である。サセプタ１１０は、リング状の本体３００を備える。サセプタ１１０は、例えば、カーボングラファイトなどの、熱プレート１１８と同じ材料で作られてもよく、またはサセプタ１１０は、シリコングラファイト被膜を有してもよい。リング状の本体３００は、底面３０２、頂面３０４、外部壁３０６、内部壁３０８、ぎざぎざのある壁３１０、およびレッジ３１２を含む。底面３０２は、第１の長さ３１４を有し、頂面３０４の反対側にあり、頂面３０４と平行である。図４Ｄに示されるように、底面３０２は、支持ピンの頂面と接触するように構成されている。頂面３０４は、第２の長さ３１６を含む。
【００２２】
外部壁３０６は、底面３０２に垂直で、第１の高さ３１８および外部直径３２０を含む。外部壁３０６は、頂面３０４を底面３０２に接続する。内部壁３０８は、第２の高さ３２２および内部直径３２４を含み、内部直径３２４が外部直径３２０よりも小さい。外部壁３０６は、底面３０２に垂直である。ぎざぎざのある壁３１０は、底面３０２に垂直で、内部直径３２４よりも大きくかつ外部直径３２０よりも小さい直径３２６、および第３の高さ３２８を含む。ぎざぎざのある壁３１０の第３の高さ３２８は、ぎざぎざのある壁３１０の第３の高さ３２８に内部壁３０８の第２の高さ３２２を加えると、外部壁３０６の第１の高さ３１８と実質的に等しくなるような高さである。
レッジ３１２は、内部壁３０８およびぎざぎざのある壁３１０によって画成される。レッジ３１２は、底面３０２と平行で、レッジ３１２の長さ３３０に頂面３０４の第２の長さ３１６を加えると、底面３０２の第１の長さ３１４と実質的に等しくなるような長さを有する。
【００２３】
図３Ｂは、サセプタの頂部斜視図である。レッジ３１２は、サセプタを貫いて形成された複数の孔３３２をさらに含む。レッジ３１２の複数の孔３３２は、底面３０２との流体連結を提供する。レッジ３１２の複数の孔３３２は、熱プレート（図示せず）のレッジの複数の孔（図示せず）と位置合わせされ、それによってパージガスが熱プレートの真下から熱プレートを通って、間隙を通って、サセプタ１１０を通って流れることができる。サセプタ１１０は、１平方センチメートル当たり約５．９９個の孔の孔密度を有する。
図４Ａは、支持シャフトシステム１０８のアーム１２６の側面斜視図である。支持シャフトシステム１０８のアーム１２６は、２つの端部、すなわち、第１の端部（図示せず）および第２の端部１３２を含む。第２の端部１３２は、ピン受け凹部４００が形成されたベース部材１３４を有する。ピン受け凹部４００は、熱プレートとサセプタとの間の間隙を（図４Ｄに示されるように）変えることができるように、（図４Ｂに示されるように）交換可能なピンを受けるように構成されている。また、ピン受け凹部４００は、サセプタを支持するように構成されている。ベース部材１３４は、熱プレートを支持するように構成されている。例えば、熱プレートとサセプタとの間の間隙は、少なくとも０．１ｍｍ、例えば、０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲にあってもよい。
【００２４】
図４Ｂは、支持ピン１２７が適所にある図４Ａのアーム１２６の側面斜視図である。支持ピン１２７は、第１の円柱部分４０４および第２の円柱部分４０６を含む。ピン１２７は、ＳｉＣから作られてもよい。第１の円柱部分４０４は、頂面４０８、底面４１０、内部壁４１２、および外部壁４１４を含む。頂面４０８は、底面４１０の反対側にあり、底面４１０と平行である。内部壁４１２および外部壁４１４は、互いに平行で、底面４１０に垂直である。壁４１２、４１４は、頂面４０８を底面４１０に接続する。内部壁４１２は、内部直径４１６をさらに含む。外部壁４１４は、外部直径４１８をさらに含み、外部直径４１８が内部直径４１６よりも大きい。
【００２５】
第２の円柱部分４０６は、頂面４２０、底面４２２、内部壁４２４、および外部壁４２６を含む。頂面４２０は、底面４２２の反対側にあり、底面４２２と平行である。第２の円柱部分４０６の底面４２２は、第１の円柱部分４０４の頂面４２０に結合されている。内部壁４２４は、外部壁４２６と平行で、壁４２４、４２６は両方とも、底面４２２に垂直である。壁４２４、４２６は、頂面４２０を底面４２２に接続する。内部壁４２４は、内部壁直径４２８をさらに含み、内部壁直径４２８が第１の円柱部分４０４の内部直径４１６よりも小さい。外部壁４２６は、外部直径４３０をさらに含み、外部直径４３０が第１の円柱部分４０４の外部直径４１８よりも大きい。
図４Ｃは、熱プレート１１８が適所にある図４Ｂのアーム１２６の側面斜視図である。熱プレート１１８は、支持シャフトシステム１０８によって支持されている。アーム１２６のベース部材１３４は、熱プレート１１８と接触し、熱プレート１１８を支持する。複数のピン１２７は、熱プレート１１８に形成された孔２３４を貫いて延在する。複数のピン１２７は、サセプタ（図示せず）を支持するように構成されている。
【００２６】
図４Ｄは、サセプタ１１０が適所にある図４Ｃのアーム１２６の側面斜視図である。サセプタ１１０の底面３０２は、サセプタ１１０の底面３０２と熱プレート１１８の頂面２０６、２１８との間に間隙１３６が生成されるように、支持ピン１２７の第２の円柱部分４０６の頂面４２０によって支持されている。間隙１３６によって、チャンバ１００の底部から提供されたパージガスが処理中に基板１０１の真下から流れ出すことができ、結果としてプロセスガスによる基板の裏面上の堆積が減少する。加えて、熱プレート１１８の孔２３２は、熱プレート１１８およびサセプタ１１０がアーム１２６によって支持されているとき、サセプタ１１０の孔３３２と位置合わせされている。孔の位置合わせによって、パージガスがチャンバ１００の上側ドーム１１２に達することができる。また、孔２３２、３３２は、垂直方向に上昇するパージガスと、水平方向に基板の表面を横切って流れるプロセスガスとの間の乱流を低減させるように機能する。孔２３２、３３２は、パージガスがチャンバ１００内で上昇する速度を遅くし、こうしてプロセスガスに遭遇するときの乱流をより少なくする。また、乱流の低減によって、材料の基板へのより円滑な堆積が可能となる。
【００２７】
図５Ａは、熱プレート５００の別の実施形態の側面斜視図である。熱プレート５００は、第１の円盤状の本体５０２および第２の円盤状の本体５０４を含む。第１の円盤状の本体５０２は、底面５０６、頂面５０８、内部壁５１０、および外部壁５１２を含む。頂面５０８は、底面５０６の反対側にあり、底面５０６と平行である。内部壁５１０は、底面５０６に垂直で、底面５０６を頂面５０８に接続する。内部壁５１０は、内部直径５１４を含む。外部壁５１２は、内部壁５１０に対向し、頂面５０８を底面５０６に接続する。外部壁５１２は、外部直径５１６が内部直径５１４よりも大きくなるように外部直径５１６を含む。
【００２８】
頂面５０８は、第１の平面５３６および第２の平面５３８をさらに含む。第１の平面５３６は、第２の平面５３８の上方に位置する。第２の平面５３８は、底面５０６に垂直な２つの側壁５４０を含む。２つの側壁５４０は、第１の平面５３６を第２の平面５３８に接続する。下側壁５４２は、底面５０６と平行で、２つの側壁５４０を接続する。下側壁５４２は、側壁５４０に垂直である。２つの側壁５４０および下側壁５４２は、第１の円盤状の本体５０２の頂面５０８に溝５４４を画成する。溝５４４は、（図７Ｄに示されるように）サセプタの一部分を受けるように構成されている。
第２の円盤状の本体５０４は、第１の円盤状の本体５０２と同心である。第２の円盤状の本体５０４は、底面５１８、頂面５２０、内部壁５２２、および外部壁５２４を含む。頂面５２０は、底面５１８の反対側にあり、底面５１８と平行である。底面５１８は、第１の円盤状の本体５０２の頂面５２０に結合されている。内部壁５２２は、底面５１８に垂直で、底面５１８を頂面５２０に接続する。内部壁５２２は、内部直径５２６が第１の円盤状の本体５０２の内部直径５２６よりも大きくなるように内部直径５２６を有する。外部壁５２４は、内部壁５２２の反対側にあり、内部壁５２２と平行である。外部壁５２４は、底面５１８を頂面５２０に接続する。外部壁５２４は、外部直径５２８が内部直径５２６よりも大きく、第１の円盤状の本体５０２の外部直径５１６よりも小さくなるように外部直径５２８を有する。第１の円盤状の本体５０２および第２の円盤状の本体５０４は、第１の円盤状の本体５０２の頂面５０８にレッジ５３０を画成する。
【００２９】
図５Ｂは、図５Ａに示される熱プレート５００の底部斜視図を示す。レッジ５３０は、熱プレート５００を貫いて形成された第１の複数の孔５３２、および熱プレート５００を貫いて形成された第２の複数の孔５３４を含む。第１の複数の孔５３２は、第１の円盤状の本体５０２の頂面５０８と第１の円盤状の本体５０２の底面５１８との間で流体連結を提供する。孔５３２は、第１の直径を有する。第２の複数の孔５３４は、第１の円盤状の本体５０２の頂面５０８と第２の円盤状の本体５０４の底面５１８との間で流体連結を提供する。第２の複数の孔５３４は、第２の直径を有し、第２の直径が第１の直径よりも大きい。第２の複数の孔５３４は、（図７Ｄに示されるように）処理チャンバの内部領域において基板を除去する、または配置することができるようにリフト先端部を受けるように構成されている。熱プレート５００は、１平方センチメートル当たり約５．２５個の孔の孔密度を有する。
【００３０】
図６Ａは、サセプタ６００の別の実施形態の側面斜視図である。サセプタ６００は、円盤状の本体６０２を備える。円盤状の本体６０２は、底面６０４、頂面６０６、外部壁６０８、内部壁６１０、ぎざぎざのある壁６１２、およびレッジ６１４を含む。頂面６０６は、第１の長さ６１６を含む。底面６０４は、第２の長さ６１８を有し、頂面６０６の反対側にあり、頂面６０６と平行である。底面６０４は、（図７Ｄに示されるように）支持先端部の頂面に接触するように構成されている。
【００３１】
底面６０４は、底面６０４に結合された複数のフィン６２０をさらに含む。フィン６２０は、サセプタ６００の底面６０４の下方に延在し、２つの側壁６２２および１つの底面６２４を含む。フィン６２０の底面６２４は、サセプタ６００の底面６０４の反対側にあり、この底面６０４と平行である。２つの側壁６２２は、底面６２４に垂直で、サセプタ６００の底面６０４をフィン６２０の底面６２４に接続する。フィン６２０は、（図７Ｄに示されるように）熱プレートの溝内部に位置するように構成されている。複数のフィン６２０は、熱プレートおよびサセプタと同心である。フィン６２０は、サセプタ６００の底面６０４と熱プレートの頂面との間に間隙があるように、サセプタ６００を支持する。間隙によって、パージガスが基板の真下から流れ出すことができ、それによって基板の裏側が不必要な堆積によって変色しない。
【００３２】
外部壁６０８は、第１の高さ６２８、外部直径６３０を含み、底面６０４に垂直である。外部壁６０８は、頂面６０６を底面６０４に接続する。内部壁６１０は、第２の高さ６３２、内部直径６３４を含み、内部直径６３４が外部直径６３０よりも小さい。外部壁６０８は、底面６０４に垂直である。ぎざぎざのある壁６１２は、底面６０４に垂直で、内部直径６３４よりも大きくかつ外部直径６３０よりも小さい直径６３８、および高さ６３６を含む。ぎざぎざのある壁６１２の高さ６３６は、ぎざぎざのある壁６１２の高さ６３６に内部壁６１０の高さ６３６を加えると、外部壁６０８の第１の高さ６２８と実質的に等しくなるようなものである。
レッジ６１４は、内部壁６１０およびぎざぎざのある壁６１２によって画成される。レッジ６１４は、底面６０４と平行で、レッジ６１４の長さ６４０に頂面６０６の第１の長さ６１６を加えると、底面６０４の第２の長さ６１８と実質的に等しくなるような長さ６４０を有する。
【００３３】
図６Ｂは、図６Ａのサセプタの底部斜視図を示す。レッジ６１４は、レッジ６１４を貫いて形成された複数の孔６４２をさらに含む。レッジ６１４の複数の孔６４２は、底面６０４との流体連結を提供する。レッジ６１４の複数の孔６４２は、パージガスが熱プレートの真下から、熱プレートを通って、間隙を通って、サセプタ６００を通って流れることができるように、熱プレートのレッジの複数の孔と位置合わせされている。サセプタ６００は、１平方センチメートル当たり約６．０６個の孔の孔密度を有する。
図７Ａは、支持シャフトシステム１０８のアーム１２６の側面斜視図である。支持シャフトシステム１０８のアーム１２６は、２つの端部、すなわち、第１の端部１３０（図示せず）および第２の端部１３２を含む。第２の端部１３２は、ベース部材１３４、およびベース内部に形成されたピン受け凹部４００を含む。（図７Ｄに示されるように）支持シャフトシステム１０８の高さを変化させ、それによって間隙７０２両端間の距離を設定することができるように、ピン１２７を取り替えることができる。
【００３４】
図７Ｂは、支持ピン１２７が適所にある図７Ａのアーム１２６の側面斜視図である。第２の円柱部分４０６がピン受け凹部４００内部に置かれている場合、支持ピン１２７は、適所にある。支持ピン１２７が適所にある場合、支持ピン１２７の第２の円柱部分４０６の底面４２２は、アーム１２６のベース部材１３４と接触する。
図７Ｃは、熱プレート５００が適所にある図７Ｂのアーム１２６の側面斜視図である。ピン１２７の頂面５２０は、熱プレート５００の底面５０６と接触し、それによってピン１２７が熱プレート５００を支持する。ピン１２７は、例えば、３つのピン１２７が１２０度間隔で配置されるように、熱プレート５００のまわりに均等に配置されている。
【００３５】
図７Ｄは、サセプタ６００が適所にある図７Ｃのアーム１２６の側面斜視図である。サセプタ６００は、サセプタ６００のフィン６２０が、熱プレート５００の溝５４４内部に位置するように、熱プレート５００の頂部に配置されている。フィン６２０は、サセプタ６００と熱プレート５００との間に間隙７０２が形成されるように、高さ７００を有する。間隙７０２によって、パージガスが処理中に基板（図示せず）の真下から流れ出すことができ、結果として、不必要な堆積材料による基板の裏側の変色が減少する。加えて、熱プレート５００の孔５３２は、熱プレート５００およびサセプタ６００がアーム１２６によって支持されているとき、サセプタ６００の孔６４２と位置合わせされている。孔の位置合わせによって、パージガスがチャンバの上側ドームに達することができる。また、孔５３２、６４２は、垂直方向に上昇するパージガスと、水平方向に基板の表面を横切って流れるプロセスガスとの間の乱流を制限する手段として機能する。孔５３２、６４２は、パージガスがチャンバ内を上昇する速度を遅くし、それによってガス間の乱流を低減させることができる。乱流の低減によって、基板１０１の上面上のより均一な堆積が可能となる。
【００３６】
前述の事項は、本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他のおよびさらなる実施形態が本開示の基本的な範囲から逸脱せずに、考案されてもよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
0006752797.tif 000002
【図２Ａ】
0006752797.tif 000003
【図２Ｂ】
0006752797.tif 000004
【図３Ａ】
0006752797.tif 000005
【図３Ｂ】
0006752797.tif 000006
【図４Ａ】
0006752797.tif 000007
【図４Ｂ】
0006752797.tif 000008
【図４Ｃ】
0006752797.tif 000009
【図４Ｄ】
0006752797.tif 000010
【図５Ａ】
0006752797.tif 000011
【図５Ｂ】
0006752797.tif 000012
【図６Ａ】
0006752797.tif 000013
【図６Ｂ】
0006752797.tif 000014
【図７Ａ】
0006752797.tif 000015
【図７Ｂ】
0006752797.tif 000016
【図７Ｃ】
0006752797.tif 000017
【図７Ｄ】
0006752797.tif 000018