(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理で使用するためのランプヘッドであって、
外側周囲の端部から中央部にかけて下側に傾斜した上部輪郭面を有する一体構造部材であって、前記一体構造部材は少なくとも４００Ｗ／ｍＫの有効熱伝導率を有する材料からなり、かつ、ヒートシンクとして作用するとともに、基板処理中に熱除去を容易にする一体構造部材と、
前記輪郭面内に配置された複数のリフレクタキャビティであり、各リフレクタキャビティが、リフレクタとして働くように、またはランプ用の取替可能なリフレクタを受け取るように成形される、複数のリフレクタキャビティと、
複数のランプ通路であり、各ランプ通路が、前記複数のリフレクタキャビティのうちの１つから前記一体構造部材中に、前記一体構造部材の中心軸方向に、延びる、複数のランプ通路と、
前記一体構造部材内に配置され、前記複数のランプ通路に近接する複数の冷却材通路であって、前記複数の冷却材通路の各々の冷却材通路は、熱移送のために冷却材通路内の表面区域を増加させるための要素を含む、複数の冷却材通路と、
を含み、
前記一体構造部材の中心軸からより遠くに配置された前記複数のランプ通路のうちの第１のものが、前記一体構造部材の中心軸のより近くに配置された前記複数のランプ通路のうちの第２のものよりも長い長さを有する、ランプヘッド。
【請求項２】
前記複数のランプ通路が、前記一体構造部材の中心軸のまわりで同心の複数の第１の円弧に配列され、前記複数の冷却材通路が、前記一体構造部材の中心軸のまわりの複数の第２の同心リング内に配置される、請求項１に記載のランプヘッド。
【請求項３】
各ランプ通路が、前記複数のリフレクタキャビティのうちの対応するリフレクタキャビティから前記一体構造部材中に延び、各ランプ通路がランプを収容するように構成される、請求項１または２に記載のランプヘッド。
【請求項４】
前記複数のリフレクタキャビティが、約１０パーセントから約８０パーセントの前記輪郭面に開口区域を画定する、請求項１または２のいずれか一項に記載のランプヘッド。
【請求項５】
前記複数のリフレクタキャビティが、約２０パーセントから約７０パーセントの前記輪郭面に開口区域を画定する、請求項１または２のいずれか一項に記載のランプヘッド。
【請求項６】
基板を処理するための装置であって、
処理容積部と、
処理容積部の下側に配置され、前記処理容積部を外部容積部から分離するように構成された輪郭外面を有するドームと、
前記外部容積部内に配置され、前記ドームを通して前記処理容積部にエネルギーを供給するように構成された、請求項１または２に記載のランプヘッドと
を含む処理チャンバを有する、装置。
【請求項７】
前記ドームの前記輪郭外面と前記一体構造部材の前記輪郭面との間に配置された前記外部容積部の少なくとも一部分を前記外部容積部の残りから切り離すシールを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
さらなるシールを含み、当該さらなるシールが、各リフレクタキャビティを前記外部容積部および隣接するリフレクタキャビティから切り離す、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記シールによって切り離された前記外部容積部の少なくとも一部分に流体を供給するための流体源をさらに含み、前記流体が、前記ランプヘッドと、前記ドームまたは前記処理容積部の少なくとも一方との間のエネルギー移送を制御する、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記一体構造部材の前記輪郭面が、前記ドームの前記輪郭外面と実質的に一致する、請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
基板処理で使用するためのランプヘッドであって、
輪郭面を有する一体構造部材であって、前記一体構造部材は少なくとも４００Ｗ／ｍＫの有効熱伝導率を有する材料からなり、かつ、ヒートシンクとして作用するとともに、基板処理中に熱除去を容易にする一体構造部材と、
前記輪郭面内に配置された複数のリフレクタキャビティであり、各リフレクタキャビティが、リフレクタとして働くように、またはランプ用の取替可能なリフレクタを受け取るように成形される、複数のリフレクタキャビティと、
複数のランプ通路であり、各ランプ通路が、前記複数のリフレクタキャビティのうちの１つから前記一体構造部材中に、前記一体構造部材の中心軸方向に、延びる、複数のランプ通路と、
前記一体構造部材内に配置され、前記複数のランプ通路に近接する複数の冷却材通路であって、前記複数の冷却材通路の各々の冷却材通路は、熱移送のために冷却材通路内の表面区域を増加させるための要素を含む、複数の冷却材通路と、
を含み、
前記複数のランプ通路が、前記一体構造部材の中心軸のまわりで同心の複数の第１の円弧に配列され、前記一体構造部材の中心軸からより遠くに配置された前記複数のランプ通路のうちの第１のものが、前記一体構造部材の中心軸のより近くに配置された前記複数のランプ通路のうちの第２のものよりも長い長さを有する、ランプヘッド。
【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、熱基板処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板を処理するいくつかの方法、例えば、エピタキシャル堆積プロセスは、プロセスチャンバの処理環境の温度に敏感であることがある。例えば、処理環境の温度に影響を及ぼすことができる１つまたは複数の構成要素は、熱を処理環境と交換させることができるチャンバ壁および／または表面とすることができる。
【０００３】
それゆえに、発明者等は、加熱用の改善した装置と、基板処理システムで使用される温度管理とを提供する。
【発明の概要】
【０００４】
基板を処理するための装置が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、基板処理で使用するためのランプヘッドは、輪郭面を有する一体構造部材と、輪郭面内に配置された複数のリフレクタキャビティであり、各リフレクタキャビティが、リフレクタとして働くように、またはランプ用の取替可能なリフレクタを受け取るように成形される、複数のリフレクタキャビティと、複数のランプ通路であり、各ランプ通路が、複数のリフレクタキャビティのうちの１つから一体構造部材中に延びる、複数のランプ通路とを含む。
【０００５】
いくつかの実施形態では、基板を処理するための装置は、処理容積部を有する処理チャンバと、処理容積部を外部容積部から分離し、輪郭外面を有するドームと、外部容積部内に配置され、ドームを通して処理容積部にエネルギーを供給するように構成されたランプヘッドであり、ドームの輪郭外面と実質的に一致する第１の輪郭面を有する一体構造部材をさらに含む、ランプヘッドと、第１の輪郭面に配置された複数のリフレクタキャビティであり、各リフレクタキャビティが、リフレクタとして働くように、またはランプ用の取替可能なリフレクタを受け取るように成形される、複数のリフレクタキャビティと、複数のランプ通路であり、各ランプ通路が、複数のリフレクタキャビティのうちの１つから一体構造部材中に延びる、複数のランプ通路とを含む。
【０００６】
いくつかの実施形態では、この装置には、一体構造部材に配置され、複数のランプ通路に近接する複数の冷却材通路がさらに含まれる。
【０００７】
本発明の他のおよびさらなる実施形態が以下で説明される。
【０００８】
上述で簡単に要約し、以下でさらに詳細に論じる本発明の実施形態は、添付図面に示される本発明の例示的な実施形態を参照することによって理解することができる。しかし、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、本発明は他の等しく効果的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されるべきでないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本発明のいくつかの実施形態による基板処理システムの概略図である。
【図１Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による基板処理システムの部分概略図である。
【図２】本発明のいくつかの実施形態によるランプヘッドの見下ろし概略図である。
【図３】本発明のいくつかの実施形態によるランプヘッドの一部分の側面断面図である。
【図４】本発明のいくつかの実施形態によるランプヘッドの一部分の側面断面図である。
【図５】本発明のいくつかの実施形態によるランプヘッドの一部分の側面断面図である。
【図６】本発明のいくつかの実施形態によるランプヘッドの見下ろし概略図である。
【図７】本発明のいくつかの実施形態によるランプヘッドの見下ろし概略図である。
【図８】本発明のいくつかの実施形態によるランプヘッドの一部分の側面断面図である。
【図９】本発明のいくつかの実施形態によるランプヘッドの見下ろし概略図である。
【図１０】本発明のいくつかの実施形態によるランプヘッドの一部分の側面断面図である。
【図１１】本発明のいくつかの実施形態によるランプヘッドの見下ろし概略図である。
【図１２】本発明のいくつかの実施形態によるランプヘッドの一部分の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。図は原寸に比例して描かれておらず、明瞭にするために簡単化されていることがある。１つの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。
【００１１】
基板を処理するための装置が本明細書で提供される。本発明の装置は、プロセスチャンバに配置された基板を加熱するための熱源、ならびにプロセスチャンバから熱を除去するためのヒートシンクの両方として有利に働くことができるランプヘッドを含む。それゆえに、本発明の装置は、有利には、基盤を処理するためのプロセスチャンバに熱を供給しながら、ランプヘッドに隣接する下部ドームなどのプロセスチャンバの１つまたは複数の構成要素および／またはプロセスチャンバの処理環境の温度を調節することができる。本発明の装置の他のおよびさらなる実施形態が以下で説明される。
【００１２】
本明細書で開示される本発明の方法の実施形態は、カリフォルニア州、サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｉｎｃ．から入手できるＲＰ  ＥＰＩ（登録商標）リアクタなどのエピタキシャル堆積プロセスを行うように適合されたものを含む任意の好適なプロセスチャンバで使用することができる。熱を供給するためにランプを利用する他のプロセスチャンバは、やはり、本明細書が提供する教示に基づく変形から利益を得ることができる。例示のプロセスチャンバが図１に関して以下で説明され、図１は、本発明の一部分を行うのに好適な半導体基板プロセスチャンバ１００の概略断面図を示す。いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ１００は、上述のようにエピタキシャル堆積プロセスを行うように適合させることができ、例示として、チャンバ本体１１０、支援システム１３０、およびコントローラ１４０を含む。チャンバ本体１１０は、一般に、第１の内部容積部１０３を有する上部部分１０２、第２の内部容積部１０５を有する下部部分１０４、および筐体１２０を含む。第１および第２の内部容積部１０３、１０５は、チャンバの処理容積部を含むことができる。図１に示したプロセスチャンバは例示にすぎず、本発明の方法は、エピタキシャル堆積プロセス以外のプロセスのために構成されたものを含む他のプロセスチャンバにも役立つように使用することができる。
【００１３】
チャンバ本体１１０内の所望の圧力を維持しやすくするために、真空システム１２３をチャンバ本体１１０に結合させることができる。いくつかの実施形態では、真空システム１２３は、スロットルバルブと、チャンバ本体１１０を排気するために使用される真空ポンプ１１９とを含むことができる。いくつかの実施形態では、チャンバ本体１１０の内部の圧力は、スロットルバルブおよび／または真空ポンプ１１９を調節することによって調整することができる。
【００１４】
上部部分１０２は、下部部分１０４上に配置され、リッド１０６、クランプリング１０８、ライナ１１６、ベースプレート１１２、および上部パイロメータ１５６を含む。いくつかの実施形態では、リッド１０６はドーム様フォームファクタ（例えば、図１の上部ドーム１６２）を有するが、しかし、他のフォームファクタを有するリッド（例えば、平坦なリッドまたは背向曲線のリッド）も考えられる。下部部分１０４は、第１のガス注入口１１４および排気口１１８に結合され、下部クランプリング１２１、下部ドーム１３２、基板支持体１２４、基板リフトアセンブリ１６０、基板支持体アセンブリ１６４、予熱リング１２２、ランプヘッド１５２、および下部パイロメータ１５８を含む。「リング」という用語は予熱リング１２２またはサセプタリング１３１（以下で論じる）などのプロセスチャンバのいくつかの構成要素を説明するために使用されるが、これらの構成要素の形状は円形である必要はなく、限定はしないが、長方形、多角形、楕円形などを含む任意の形状を含むことができると考えられる。１つまたは複数のプロセスガスをチャンバ本体１１０に供給するために、ガス源１１７をチャンバ本体１１０に結合させることができる。いくつかの実施形態では、清浄機１１５をガス源１１７に結合させて、１つまたは複数のプロセスガスをチャンバ本体１１０に入る前にフィルタ処理または清浄化することができる。
【００１５】
ランプヘッド１５２は、図１Ａ〜１Ｂに示すように、輪郭面１５５を有する一体構造部材１５４を含むことができる。輪郭面１５５は、いくつかの実施形態では、図示のように、下部ドーム１３２の輪郭外面１５７と実質的に一致することができる。輪郭面１５５を輪郭外面１５７と一致させると、例えば、下部ドーム１３２の半径に沿った均一な加熱および／または熱除去を容易にすることができる。一体構造部材１５４は、高い有効熱伝導率を有する材料から形成することができる。いくつかの実施形態では、材料は、ステンレス鋼、銅、またはアルミニウムのうちの少なくとも１つを含むことができる。そのような材料の熱伝導率は、約１０〜１０００Ｗ／ｍＫ、または実施形態によっては約１０〜５００Ｗ／ｍＫとすることができる。いくつかの実施形態では、一体構造部材は約４００Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する銅から形成される。
【００１６】
一体構造部材１５４は、輪郭面１５５に配置された複数のリフレクタキャビティ１５９を含む。図１Ａ〜１Ｂに示すように、各リフレクタキャビティ１５９は輪郭面１５５のくぼみとすることができる。各リフレクタキャビティ１５９は、リフレクタとして働くように、またはランプ用の取替可能なリフレクタを受け取るように成形することができる。例えば、いくつかの実施形態では、各リフレクタキャビティ１５９は、光反射材料で被覆された内面を有することができる。光反射材料は、金、銀、アルミニウム、または接着層の上に形成された誘電体四分の一波長スタックなどの任意の好適な光反射材料を含むことができる。接着層は、リフレクタキャビティ１５９の内面に光反射材料を固定するのに好適な任意の材料を含むことができ、基板の組成物に依存することができる。いくつかの実施形態では、光反射材料への基板材料の拡散を防止し、それによって、光反射材料の反射率の低下を防止するために、バリア層を光反射材料の上に配置することができる。いくつかの実施形態では、各リフレクタキャビティ１５９は挿入物を受け取るように大きさを合わせることができ、ここで、挿入物はランプ用リフレクタである。
【００１７】
複数のリフレクタキャビティ１５９は、他の割合を用途に応じて使用することができるが、輪郭面１５５の全表面区域（例えば、設置されたときに下部ドームに隣接する表面区域）の約１０パーセントから約８０パーセント、または輪郭面１５５の全表面区域の約２０パーセントから約７０パーセントもしくは約２０パーセントから約６０パーセントの輪郭面１５５に開口区域を画定することができる。表面区域、すなわちウエブ区域の残りの部分は、他の割合を用途に応じて使用することができるが、輪郭面１５５の全表面区域の約２０パーセントから約９０パーセント、または輪郭面１５５の全表面区域の約３０パーセントから約８０パーセントもしくは約４０パーセントから約８０パーセントとすることができる。本明細書で使用する輪郭面１５５の全表面区域は、リフレクタキャビティ１５９が存在しない場合の全表面区域を意味する。例えば、リフレクタキャビティ１５９によって占められる輪郭面の区域が輪郭面１５５の残りの表面区域１８４と等しい場合、開口区域は５０パーセントであることになる。選択した開口区域の割合は、処理の間基板を加熱するために十分なエネルギーを供給することと、一方、同時に、輪郭面１５５の残りの表面区域１８４を設けて、下部ドームまたは他の隣接するプロセスチャンバ構成要素からの熱移送を促進することとの間のバランスによることができる。リフレクタキャビティ１５９を最小にして、開口区域を最小にし、それにより、輪郭面１５５の残りの表面区域１８４を最大にして、輪郭面１５５とドーム１３２との間の熱移送を促進することができる。リフレクタキャビティ１５９は、例えば、より小さいランプ、および銀などのようなより効率的なリフレクタ材料を使用することによって、またはプロセスチャンバの方に向けられる所望のランプ強度を維持しながら占有される表面区域を最小にするリフレクタキャビティ１５９の構成を使用することによって最小にすることができる。
【００１８】
一体構造部材１５４は複数のランプ通路１７０を含み、各ランプ通路１７０は、対応するリフレクタキャビティ１５９から一体構造部材１５４中に延びる。いくつかの実施形態では、例えば、直線ランプで使用するために、対応するリフレクタキャビティ１５９ごとに１つのランプ通路１７０を設けることができる。いくつかの実施形態では、例えば、例えば以下で説明するように、各脚部がランプ通路中に延び、中央領域がリフレクタキャビティ１５９に配置されるｕ形状または円弧ランプで使用するために、対応するリフレクタキャビティ１５９ごとに２つのランプ通路１７０を設けることができる。いくつかの実施形態では、複数のランプ通路１７０のうちの第１のものは、図１Ａ〜１Ｂに示すように複数のランプ通路１７０のうちの第２のものと異なる長さとすることができる。いくつかの実施形態では、一体構造部材１５４の中心軸からより遠くに配置された複数のランプ通路１７０のうちの第１のものは、一体構造部材１５４の中心軸のより近くに配置された複数のランプ通路のうちの第２のものよりも長い長さを有することができる。それゆえに、複数のランプ通路１７０を占有する複数のランプ１７２は、図示のように長さが異なることができる。
【００１９】
複数のランプ通路１７０の複数の反対の端部１７４（ここで、反対の端部１７４の各々は輪郭面１５５に対置する）が、図１Ａ〜１Ｂに示すように共通面に配置されるように、複数のランプ通路１７０の様々な長さを選択することができる。例えば、複数のランプ通路１７０の反対の端部１７４は、各ランプ通路１７０に配置された各ランプ１７２に電力を供給するために利用することができるプリント基板（ＰＣＢ）１７６に隣接して配置することができる。
【００２０】
一体構造部材１５４に配置され、複数のランプ通路１７０に近接する複数の冷却材通路１７８を、ランプヘッド１５２は含むことができる。冷却材通路１７８は、冷却材を循環させて、各ランプ１７２を冷却するのに使用することができる。さらに、冷却材は、ドーム１３２と表面区域１８４との間の移送を介してドーム１３２から熱を引き出すことなどによって下部ドーム１３２の温度を調整するために使用することができる。いくつかの実施形態では、冷却材は、冷却材に含有される溶存酸素または酸化剤をほとんどまたはまったく含まず、それによって、冷却材通路１７８の浸食および／または腐食を制限することができる。いくつかの実施形態では、冷却材は、約０．１ｐｐｍ未満の酸素当量の酸化剤を含む。溶存酸素が減少した水は、真空ガス抜き、沸騰、膜濾過、および窒素スパージングによって得ることができる。いくつかの実施形態では、冷却材は、タンニン、ヒドラジン、ヒドロキノン／プロガロール（ｐｒｏｇａｌｌｏｌ）系誘導体、ヒドロキシルアミン誘導体、およびアスコルビン酸誘導体、ならびにボイラ水処置工業で一般に知られている他の材料などの還元剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、冷却材通路１７８は、冷却材通路１７８と冷却材との間の熱移送を改善することができるフィン、シリンダなどのような、熱移送のために冷却材通路内の表面区域を増加させるための要素を含むことができる。
【００２１】
複数のランプ通路１７０および複数の冷却材通路１７８の１つの例示的な配列が、図２に示すようなランプヘッド１５２の見下ろし概略図に示される。図示のように、複数のランプ通路１７０は一体構造部材１５４の中心軸のまわりの複数の第１の同心リング１８０に配列することができ、複数の冷却材通路１７８は、一般に、一体構造部材１５４の中心軸のまわりの複数の第２の同心リング１８２に配列することができる。例えば、いくつかの実施形態では、複数の冷却材通路１７８は少なくとも１つの第１の冷却材ループ２０２および第２の冷却材ループ２０４を含むことができる。各冷却材ループは、一般に、同心リングに配列され、冷却材ループを通る熱移送流体の流れを容易にするために入口および出口を含む。いくつかの実施形態では、複数の第１の同心リング１８０および第２の同心リング１８２は、図２に示すように、一体構造部材１５４の中心軸のまわりに交互に配置することができる。
【００２２】
一体構造部材１５４および／または複数のランプ通路１７０は、図１Ａ〜１Ｂでは特定の形状を有するように示されているが、ランプヘッド１５２を特定用途に応じて熱源および／またはヒートシンクとして機能させるのに好適な任意のサイズまたは形状を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、図３〜５に示すように、一体構造部材１５４は、一体構造部材１５４の上部３０２および底部３０４が互いに実質的に平行であるように成形することができる。そのような実施形態では、ランプ通路１７０は、ランプ通路１７０の各々が、図３に示すように、一体構造部材１５４の側面３０６、３０８の少なくとも一方と実質的に平行に配向されるように配置することができる。代替として、いくつかの実施形態では、ランプ通路１７０は、ランプ通路１７０の各々が、図４に示すように一体構造部材１５４の上部３０２および／または底部３０４に実質的に垂直に配向されるように配置することができる。
【００２３】
リフレクタキャビティ１５９は互いに切り離され、各々が、各々の中に配置されたランプ１７２の端部を有する（例えば、図２に示すように）ように上述で示されているが、実施形態によっては、リフレクタキャビティ１５９は一体構造部材１５４に形成されたくぼみまたはチャネルとすることができ、１つまたは複数のランプの少なくとも一部分が、くぼみまたはチャネル内に、例えば、図５に示すように（例えば、ランプの一部分の断面図によって５０２で示されるように）配置される。
【００２４】
例えば、図６を参照すると、いくつかの実施形態では、リフレクタキャビティのうちの１つまたは複数（１つのリフレクタキャビティ１５９が示されている）は、一体構造部材１５４に形成された連続的なチャネルとすることができる。いくつかの実施形態では、リフレクタキャビティ１５９は、リフレクタキャビティ１５９内に配置される１つまたは複数の湾曲またはｃ形状ランプ（２つのｃ形状ランプ６０２、６０４が示されている）を収容するように構成することができる。そのような実施形態では、電力は、ランプ通路１７０を通して電気結合部６０６、６０８経由でｃ形状ランプ６０２、６０４に供給されることができる。いくつかの実施形態では、処理の間電気結合部６０６、６０８を保護するために、オプションの放射シールド６１０を、電気結合部６０６、６０８の上方でリフレクタキャビティ１５９を覆うように配置することができる。
【００２５】
いくつかの実施形態では、複数のｕ形状ランプ７０２を、例えば、図７に示すように、リフレクタキャビティ１５９内に配置することができる。そのような実施形態では、リフレクタキャビティ１５９は、図７に示すように、一体構造部材１５４に形成された１つの連続的なチャネル、または、代替として、各キャビティが各キャビティに配置されたｕ形状ランプ７０２の１つまたは複数を有する複数の別個のキャビティ（例えば、破線で示されたキャビティ７０４）とすることができる。いくつかの実施形態では、複数のｕ形状ランプの各々の第１の端部８０４および第２の端部８０６は、例えば、図８に示すように、ランプ通路１７０内に少なくとも部分的に配置することができる。いくつかの実施形態では、電力はランプ通路１７０を介してランプに供給されることができる。
【００２６】
いくつかの実施形態では、例えば、複数の直線ランプの各々が、例えば、図９〜１０に示すように、ランプ通路１７０間に配置されるように複数の直線ランプ（直線ランプ９０２および９０４が示されている）をリフレクタキャビティ１５９内に配置することができる。そのような実施形態では、電力は、ランプ通路１７０を通して電気結合部９０６経由で直線ランプ９０２、９０４に供給することができる。図１１を参照すると、いくつかの実施形態では、各ランプ通路１７０は、各ランプ１１０２の少なくとも一部分がリフレクタキャビティ１５９内に配置されるようにランプ１１０２を収容することができる。そのような実施形態では、電力は、図１２に示すように、一体構造部材１５４の下に配置された電気結合部１２０２を介してランプ１１０２に供給されることができる。
【００２７】
図１Ａ〜１Ｂに戻ると、いくつかの実施形態では、下部ドーム１３２の輪郭外面１５７と一体構造部材１５４の輪郭面１５５との間に配置された外部容積部１８８（例えば、外部容積部１８８は、リッド１０６および下部ドーム１３２の外の筐体１２０によって囲まれる）の少なくとも一部分を、外部容積部１８８の残りから切り離すために、１つまたは複数のシール１８６を使用することができる。いくつかの実施形態では、シール１８６は、ドーム１３２の輪郭外面１５７と一体構造部材１５４の輪郭面１５５との間に、両方の周囲エッジ（図１Ａに示すように）に沿って直接配置することができる。代替としてまたは組み合わせて、いくつかの実施形態では、一体構造部材１５４の外側周囲に沿って配置されるシール１８６、または追加シールは、一体構造部材１５４とクランプリング１２１との間に配置することができる（図１Ｂに破線で示すように）。
【００２８】
シール１８６は、任意のプロセス適合材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、シール１８６は、窒化ホウ素（ＢＮ）、グラフォイル（剥離グラファイト）、またはフルオロカーボンエラストマもしくは高温シリコーンエラストマなどのエラストマから製造することができる。いくつかの実施形態では、シール１８６は、ブラダシール、例えば、シールを選択的に設けやすくするために膨張および収縮することができる膨張可能シールとすることができる。そのようなシールは、ランプヘッドの設置および除去を容易にするためにランプヘッドの中心軸に近接するシールには特に有用でありうる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、図１Ａに示すように、シール１８６は、輪郭面１５５とドーム１３２の輪郭外面１５７との間に配置された外部容積部１８８の領域１９０を切り離すことができる。流体源１９２は、シール１８６によって切り離された領域１９０に流体を供給するために使用することができる。流体は、ランプヘッド１５２と、ドーム１３２またはプロセスチャンバ１００の処理容積部の少なくとも一方との間のエネルギー移送を制御するのに使用することができる。流体は、ドーム１３２および／または処理容積部にランプ１７２によって供給されるエネルギー、および／またはドーム１３２から輪郭面１５５の残りの表面区域１８４に移送されるエネルギーの少なくとも一方を制御するために使用することができる。
【００３０】
流体は、領域１９０内で流れていてもよいし、または静止していてもよい。例示的な流体は、ヘリウム（Ｈｅ）、窒素（Ｎ２）などのような１つまたは複数のガス、またはイオン性塩、第四アンモニウム塩などをさらに含むことができる水（Ｈ２Ｏ）のような液体を含むことができる。
【００３１】
代替として、またはシール１８６および／または１９４と組み合わせて、ランプヘッドと下部ドームとの間に配置されたウエブ区域は、開口区域は開けたままにして、コンプライアント固体（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ  ｓｏｌｉｄ）がランプヘッドとドームとの間の領域を充填することにより充填されうる。コンプライアント固体は、約１Ｗ／ｍＫから約４００Ｗ／ｍＫの基本熱伝導率を有することができる。好適なコンプライアント固体には、グラフォイル、金網（ステンレス、銅）、セラミック織物（窒化アルミニウム、アルミナ）、コンプライアント金属ラミネート構造体などが含まれる。
【００３２】
シールおよび流体源の代替実施形態が図１Ｂに示される。図示のように、シール１９４は、個々のリフレクタキャビティ１５９のまわりに配置することができる。代替として、シール１９４は、リフレクタキャビティ１５９を含む第１の同心リング１８０の各々のまわりに配置することができる。オプションとして、点線で示すように、シール１９４は、輪郭面１５５と下部ドーム１３２の輪郭外面１５７との間に配置された外部容積部１８８の一部分を取り囲むことができる。それゆえに、図１Ｂにおいて代替図で示すように、輪郭面１５５と下部ドーム１３２の輪郭外面１５７との間に配置されるが、各リフレクタキャビティ１５９の直上の区域を除外する外部容積部１８８の領域１９６に、流体源１９２は結合され、流体を供給することができる。しかし、いくつかの実施形態では、シール１９４は、領域１９６ではなく外部容積部１８８からリフレクタキャビティ１５９の各々を切り離すことができる。それゆえに、そのような実施形態では、流体源１９２は、図１Ｂの主要図に示すように外部容積部１８８に直接結合することができる。多数の分離された流体領域の場合には、経路またはシールは、ある領域から隣の領域への流れを許容して入口から出口までの連続的な経路（または多数の連続的な経路）を可能にするように設けることができる。
【００３３】
処理の間、基板１２５は基板支持体１２４に配置される。ランプヘッド１５２は、赤外線（ＩＲ）放射（すなわち、熱）の供給源であり、動作時に、基板１２５の端から端まで所定の温度分布を生成する。さらに、流体源１９２から流体を供給すること、および／または複数の冷却材通路１７８を通して冷却材を循環させることなどの本発明の装置の実施形態は、下部ドーム１３２の半径に沿った、および／または処理容積部に関する温度分布を制御するために利用することができる。いくつかの実施形態では、リッド１０６および下部ドーム１３２は、石英（例えば、不透明石英、透明石英、部分的に透明な石英など）から形成されるが、しかし、これらの構成要素を形成するために他のプロセス適合材料を使用することもできる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、基板支持体１２４は、一般に、支持されるサセプタリング１３１、サセプタリング１３１を上に支持するための基板支持体アセンブリ１６４、および基板リフトアセンブリ１６０を含む。本発明から利益を得るために適合させることができる基板支持体の他のおよびさらなる実施形態は、２０１１年２月１６日にＭｙｏ等によって出願された、「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＰＲＯＣＥＳＳＥＳ」という名称の米国特許出願第１３／０２８，８４２号に記載されている。基板支持体の他のおよびさらなる実施形態も可能である。サセプタリング１３１は、基板１２５を上に支持するための内側エッジを有することができる。サセプタリング１３１は、炭化ケイ素被覆グラファイト、固体炭化ケイ素、固体焼結ケイ素炭素、固体無金属焼結炭化ケイ素のうちの少なくとも１つを含むことができる。いくつかの実施形態では、基板支持体は、下にあるサセプタをもたないマルチピン支持体を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、基板支持体１２４はサセプタリング１３１を含まなくてもよく、基板１２５は、１つまたは複数の支持ピン（例えば、支持ピン１６６）、例えば、３つ以上の支持ピンで直接支持することができる。そのような実施形態では、発明者等は、サセプタリング１３１なしの基板支持体１２４を備えることによって、基板支持体１２４の熱質量を減少させることができることに気づいた。
【００３５】
基板支持体アセンブリ１６４は、一般に、サセプタリング１３１を上に支持するために中央支持体１６５から半径方向に延びる支持部材１６３を有する中央支持体１６５を含む。支持部材１６３は、支持部材１６３のうちでサセプタリングが面する側面１６８に複数のリフトピン支持表面１６７を含む。各リフトピン支持表面１６７は、サセプタリングが面する側面１６８と支持部材１６３の裏側１７１との間に各リフトピン支持表面１６７を通して配置されたリフトピン孔１６９を有する。各リフトピン孔１６９は、各リフトピン孔１６９を通して移動可能に配置されたリフトピン１２８を有するように構成することができる。各リフトピン支持表面１６７は、リフトピンが引込み位置にあるときリフトピン１２８を支持するように構成することができる。
【００３６】
いくつかの実施形態では、支持部材１６３は複数の支持アーム１３４をさらに含む。各支持アーム１３４は、各支持アーム１３４の上に配置されたリフトピン支持表面１６７と、各支持アーム１３４を通して配置されたリフトピン孔１６９とを有することができる。いくつかの実施形態では、各支持アーム１３４は、支持アームをサセプタリング１３１に結合させるための支持ピン１６６をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、支持アーム１３４の数は３つであり、リフトピン１２８の数は３つである。
【００３７】
代替として、図示していないが、支持部材は一体成形円錐形部材とすることができる。円錐形部材は、基板１２５の裏側をプロセスチャンバ１００の第２の内部容積部１０５に流体的に結合させるために、円錐形部材を通して配置された複数の通気孔をさらに含むことができる。そのような実施形態では、円錐形部材は、所望に応じて基板の温度を制御するために、処理の間供給される放射エネルギーに関して吸収性または透過性とすることができる。
【００３８】
基板リフトアセンブリ１６０は、中央支持体１６５のまわりに配置され、中央支持体１６５に沿って軸方向に移動可能とすることができる。基板リフトアセンブリ１６０は、基板リフトシャフト１２６と、基板リフトシャフト１２６のそれぞれのパッド１２７に選択的に載る複数のリフトピンモジュール１６１とを含む。いくつかの実施形態では、リフトピンモジュール１６１は、オプションの基部１２９を含み、リフトピン１２８が基部１２９に結合される。代替として、リフトピン１２８の底部部分が、パッド１２７に直接載ることができる。加えて、リフトピン１２８を上昇および降下させるための他の機構を利用することができる。
【００３９】
支援システム１３０は、プロセスチャンバ１００において所定のプロセス（例えば、エピタキシャル膜の成長）を実行しモニタするために使用される構成要素を含む。そのような構成要素は、一般に、様々なサブシステム（例えば、ガスパネル、ガス分配導管、真空および排気サブシステムなど）と、プロセスチャンバ１００のデバイス（例えば、電源、処理制御機器など）とを含む。これらの構成要素は当業者によく知られており、明瞭にするために図面から省略されている。
【００４０】
コントローラ１４０は、プロセスチャンバ１００の構成要素を制御するために備えられ、プロセスチャンバ１００に結合されうる。コントローラ１４０は、基板プロセスチャンバの動作を制御するための任意の好適なコントローラとすることができる。コントローラ１４０は、一般に、中央処理装置（ＣＰＵ）１４２、メモリ１４４、および支援回路１４６を含み、直接に（図１に示されるように）、または、代替として、プロセスチャンバおよび／または支援システムに関連するコンピュータ（またはコントローラ）を介して、プロセスチャンバ１００および支援システム１３０に結合され、プロセスチャンバ１００および支援システム１３０を制御する。
【００４１】
ＣＰＵ１４２は、工業環境で使用することができる汎用コンピュータプロセッサの任意の形態とすることができる。支援回路１４６は、ＣＰＵ１４２に結合され、キャッシュ、クロック回路、入力／出力サブシステム、電源などを含むことができる。ソフトウェアルーチンは、本明細書で開示するような基板を処理する方法を制御することなどのために、コントローラ１４０のメモリ１４４に記憶させることができる。ソフトウェアルーチンは、ＣＰＵ１４２で実行されると、ＣＰＵ１４２を特定用途コンピュータ（コントローラ）１４０に変換する。ソフトウェアルーチンは、さらに、コントローラ１４０から遠隔に配置された第２のコントローラ（図示せず）によって記憶および／または実行されうる。代替としてまたは組み合わせて、いくつかの実施形態では、例えば、プロセスチャンバ１００がマルチチャンバ処理システムの一部である場合、マルチチャンバ処理システムの各プロセスチャンバは、その特定のプロセスチャンバで行うことができる本明細書で開示する本発明の方法の一部分を制御するためのそれ自体のコントローラを有することができる。そのような実施形態では、個々のコントローラは、コントローラ１４０と同様に構成することができ、プロセスチャンバ１００の動作を同期させるためにコントローラ１４０に結合されうる。
【００４２】
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る。
【図１Ａ】
0006637312.tif 000002
【図１Ｂ】
0006637312.tif 000003
【図２】
0006637312.tif 000004
【図３】
0006637312.tif 000005
【図４】
0006637312.tif 000006
【図５】
0006637312.tif 000007
【図６】
0006637312.tif 000008
【図７】
0006637312.tif 000009
【図８】
0006637312.tif 000010
【図９】
0006637312.tif 000011
【図１０】
0006637312.tif 000012
【図１１】
0006637312.tif 000013
【図１２】
0006637312.tif 000014