(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端を有する上部、底端を有する底部、及び上端から底端に伸びる開口が備えられた本体を有するハードストップであって、本体の上部が、ガス分配アセンブリに接続されるフランジを有するハードストップと、
上端を有する上部、及び下端を有する下部が備えられた本体を有するアクチュエータであって、本体の上部が、本体を通って伸びる通路を有し、通路は、第一の端と第二の端を有し、アクチュエータは、ハードストップの開口の中でスライド可能に配置される大きさであるアクチュエータと、
ハードストップとアクチュエータの間に配置されたＯリングと、
アクチュエータの中の通路の第一の端と位置合わせされる放射体と、
アクチュエータの中の通路の第二の端と位置合わせされる検出器とを備え、
アクチュエータは、ハードストップの開口内で移動可能であり、アクチュエータの下端に力が加わっていない場合には、ハードストップの下端より第一の距離だけ突出したアクチュエータ状態になり、アクチュエータの下端に所定の力が加わっている場合には、ハードストップの下端より第一の距離だけ突出したアクチュエータ状態になり、第一の距離だけ伸びたアクチュエータ状態と、第二の距離だけ突出したアクチュエータ状態において、ハードストップとアクチュエータの間に流体密閉シールが、Ｏリングによって形成される、装置。
【請求項２】
アクチュエータの上端に隣接して配置されるスプリングと、スプリングに隣接して配置されて、スプリングに圧力を与えるプレートとを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
アクチュエータの下端に圧力が加わると、アクチュエータがハードストップの開口の中でスライドして、スプリングが最大に圧縮されて、ハードストップの下端から、第一の距離よりも短い第二の距離だけアクチュエータの下端が突き出る状態になる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
スプリングが最大に圧縮された場合に、アクチュエータの下端が、ハードストップの下端から少なくとも０．１ｍｍ突き出る、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
アクチュエータの動きにより、放射体及び検出器と通路との位置関係が変化する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
アクチュエータの下端が、ハードストップから第一の距離だけ突き出た状態にあるときには、放射体及び検出器が通路に対して位置合わせされて、放射体から検出器を介して検出した光に対し、第一の減衰が通路によって与えられ、アクチュエータが第二の距離だけ突き出た状態にあるときには、放射体から検出器を介して検出した光に対し、第一の減衰とは異なる第二の減衰が通路によって与えられる、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
アクチュエータが、第一の距離だけ突き出た場合の減衰である第一の減衰は、第二の距離だけ突き出た場合の減衰である第二の減衰より小さい、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
アクチュエータが、第一の距離だけ突き出た場合の減衰である第一の減衰は、第二の距離だけ突き出た場合の減衰である第二の減衰より大きい、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前面、裏面を有するガス分配アセンブリと、  
ガス分配アセンブリから間隔を置いて配置されたサセプタアセンブリであって、その上面がガス分配アセンブリの前面に対向して間隙が画定されるサセプタアセンブリと、
ハードストップのフランジが、ガス分配アセンブリの裏面に接続され、ハードストップの下端が、ガス分配アセンブリを通って伸び、ガス分配アセンブリの前面から突き出る、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置とを
備える堆積装置。
【請求項１０】
サセプタアセンブリは、ガス分配アセンブリに近づくように、また遠ざかるように移動可能である、請求項９に記載の堆積装置。
【請求項１１】
サセプタアセンブリの上面はアクチュエータに接触し、サセプタアセンブリが、ガス分配アセンブリに対して近づく移動および遠ざかる移動により、アクチュエータがハードストップの開口内を移動する、請求項１０に記載の堆積装置。
【請求項１２】
アクチュエータをサセプタアセンブリに接触させる接触工程であって、アクチュエータはハードストップ本体の開口部に配置され、ハードストップ本体はガス分配アセンブリ内に配置されて、アクチュエータはガス分配アセンブリを通って、ガス分配アセンブリとサセプタアセンブリとの間の間隙へと伸びて、接触時にアクチュエータはガス分配アセンブリから第一の距離のところまで伸びる、接触工程と、
放射体からアクチュエータの上部の通路を通って伝送される第一の光量を測定する測定工程と、
放射体からの第二の光量を測定しつつ、ガス分配アセンブリに向けてサセプタアセンブリを移動させる移動工程であって、サセプタアセンブリがガス分配アセンブリに向って移動して、前記間隙を縮小してアクチュエータを移動して、所定の第二の光量に達するようになるまでに、アクチュエータは第一の距離より短い第二の距離だけ伸びる移動工程と
を含む方法。
【請求項１３】
サセプタアセンブリのエッジ、ガス分配アセンブリのエッジ及び前記間隙が、カメラの視野の中にみえるように、サセプタアセンブリ及びガス分配アセンブリに隣接して少なくとも一つのカメラを配置する配置工程と、
サセプタアセンブリのエッジ、ガス分配アセンブリのエッジ及び前記間隙を含む、画像をカメラの視野から取得する取得工程と、
取得した画像から、サセプタアセンブリの上面及びガス分配アセンブリの前面の画像位置を確定する位置確定工程と、
取得した画像から、サセプタアセンブリの上面とガス分配アセンブリの前面の間の間隙を測定する間隙測定工程と、
を更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
軸の周りにサセプタアセンブリを回転させることと、カメラの視野の追加画像を取得することとを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
取得したカメラの視野の画像及びガス分配アセンブリとサセプタアセンブリとの間の間隙に基づいて、サセプタアセンブリの上面の形態を確定することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、広くは、基板を処理するための装置に関する。より詳細には、本開示は、基板上の原子層堆積（ＡＬＤ）及び化学気相堆積（ＣＶＤ）を実行するためのバッチ処理プラットフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスを形成するプロセスは、複数のチャンバを含む基板処理プラットフォームにおいて通常行われる。場合によっては、マルチチャンバ処理プラットフォーム又はクラスタツールの目的は、制御された環境の中で基板に対する２つ以上の処理をシーケンシャルに実行することである。一方で、別の場合には、マルチチャンバ処理プラットフォームは、基板に対する単一の処理ステップのみを実行してもよく、追加のチャンバは、基板がプラットフォームによって処理される速度を最大化するように意図される。後者の場合、基板上で実行される処理は、通常、バッチ処理であり、比較的大きな数の基板、例えば２５枚又は５０枚の基板が、所定のチャンバの中で同時に処理される。バッチ処理は、ＡＬＤプロセス及び幾つかの化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスなどの、経済的に実行可能な方法で個々の基板に実行するには時間が掛かり過ぎる処理にとって、特に有益である。
【０００３】
半導体デバイスのサイズが縮小するにつれ、半導体産業のプロセス変動性に対する許容値が減少し続ける。これらの厳しいプロセス管理に応じるために、本産業は、厳しいプロセスウィンドウの要求に応じる多数の新プロセスを開発して来たが、これらのプロセスは、終了するのにしばしば長い時間がかかる。例えば、ＡＬＤは、ＣＶＤに比べて優れたステップカバレッジを証明する、ＣＶＤの変形である。ＡＬＤは、エレクトロルミネッセントディスプレーを製造するために当初用いられた原子層エピタキシー（ＡＬＥ）に基づく。ＡＬＤは、基板表面上に反応性前駆体分子の飽和した単層を堆積させるために、化学吸着を用いる。これは、堆積チャンバの中への適当な反応性前駆体のパルス状供給を周期的に交互に行うことによって、達成される。以前の堆積層に新たな原子層を供給し、基板の表面上に均一な材料層を形成するために、反応性前駆体の各注入は、不活性ガスパージによって通常分離される。反応性前駆体ガス及び不活性パージガスのサイクルが繰り返され、既定の厚さに材料層を形成する。ＡＬＤ法の最大の欠点は、堆積速度が代表的なＣＶＤ法よりも少なくとも一桁低いことである。例えば、幾つかのＡＬＤプロセスでは、基板の表面上に高品質の層を堆積させるために、約１０〜約２００分のチャンバ処理時間を用いることがあり得る。より良いデバイス性能のためにそのようなＡＬＤプロセス及びエピタキシープロセスを選択するに際し、従来の単一基板処理チャンバでデバイスを製造するための費用は、非常に低い基板処理スループットのために、増加するであろう。従って、そのようなプロセスを実施する場合、連続的な基板処理方法は、経済的に実行可能である必要がある。
【０００４】
新世代のＡＬＤプロセスツールは、ウェハと堆積源（注入器）との間の間隙の厳しい制御により、ウェハ内及びウェハ間の組成及び厚さの均一性を満足させる。プロセスは、広い温度範囲で、及びウェハと堆積源との間の、ある範囲の間隔で、起こり得る。直径が１．５ｍにもなり得るウェハ領域にわたって距離の均一性をモニタすることが、重要であり得る。また、システムが働く温度範囲は、熱膨張がプロセスポケットの中でのウェハ配置の正確さを満足させるように、調整され得る。
【０００５】
それ故、広い温度範囲にわたって注入器とサセプタの間隙を制御する装置及び方法に対する必要性が、当技術分野において継続している。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の幾つかの実施形態は、上端を有する上部と、底端を有する底部と、上端から底端に伸びる開口とを有する本体を有するハードストップを含む装置に向けられる。アクチュエータが、上端を有する上部と、下端を有する下部とを有する本体を有する。上部は、本体を通って伸びる通路を有する。通路は、第一の端及び第二の端を有する。アクチュエータが、ハードストップの開口内にスライド可能に配置され、アクチュエータの下端に力が加えられない場合、アクチュエータの下端がハードストップの底端から第一の距離だけ突き出るように、大きさが決められる。放射体が、アクチュエータの中の通路の第一の端と位置合わせされる。検出器が、アクチュエータの中の通路の第二の端と位置合わせされる。
【０００７】
本開示の追加の実施形態は、上端を有する上部と、底端を有する底部と、上端から底端に伸びる開口とを有する本体を有するハードストップを含む装置に向けられる。アクチュエータが、上端を有する上部と、下端を有する下部とを有する本体を有する。上部は、本体を通って伸びる通路を有する。通路は、第一の端及び第二の端を有する。アクチュエータが、ハードストップの開口内にスライド可能に配置され、アクチュエータの下端に力が加えられない場合、アクチュエータの下端がハードストップの底端から第一の距離だけ突き出るように、大きさが決められる。Ｏリングが、ハードストップとアクチュエータの間にある。Ｏリングが、ハードストップとアクチュエータの間の流体密閉を形成する。プレートがハードストップに隣接する。スプリングが、ハードストップとプレートの間に位置決めされる。放射体が、アクチュエータの中の通路の第一の端と位置合わせされる。検出器が、アクチュエータの中の通路の第二の端と位置合わせされる。アクチュエータの下端に加えられる圧力により、アクチュエータは、ハードストップの開口の中でスライドし、それにより、スプリングが最大に圧縮され、アクチュエータの下端が、ハードストップの底端から、第一の距離よりも短い第二の距離だけ突き出る。通路は、通路を通って放射体から検出器へ送られる光の減衰において、第一の減衰から第二の減衰への変化を引き起こす。
【０００８】
本開示の更なる実施形態は、アクチュエータの上部の通路を通って放射体から検出器へ送られる光の第一の量を測定することを含む方法に向けられる。アクチュエータは、ガス分配アセンブリを通って、ガス分配アセンブリとサセプタアセンブリとの間の間隙の中に伸びる。サセプタアセンブリとガス分配アセンブリとの間の間隙が、縮小される。間隙が縮小された後に、放射体から検出器へ送られる光の第二の量が、測定される。ガス分配アセンブリとサセプタアセンブリとの間の間隙が、光の第一の量と光の第二の量に基づいて、確定される。
【０００９】
本開示の上述の特徴が詳細に理解できるように、上記で簡単に要約した本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照して得られ、実施形態の幾つかが、添付の図面に示される。しかしながら、添付の図面は、本開示の代表的な実施形態のみを示しており、従って開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施形態を許容しうることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の一つ以上の実施形態による、処理チャンバの断面側面図である。
【図２】本開示の一つ以上の実施形態による、パイ形状のガス分配セクタを有する処理チャンバの透視図を示す。
【図３】本開示の一つ以上の実施形態による、処理チャンバの透視図を示す。
【図４】本開示の一つ以上の実施形態による、４つのガス分配アセンブリと一つのローディングステーションとともに構成される、基板処理システムの概略平面図である。
【図５】本開示の一つ以上の実施形態による、処理システムの概略平面図である。
【図６】本開示の一つ以上の実施形態による、構成要素間の間隙を測定するための装置の断面概略図を示す。
【図７】図７Ａと図７Ｂは、本開示の一つ以上の実施形態による、使用中のハードストップとアクチュエータの断面概略図を示す。
【図８】図８Ａと図８Ｂは、本開示の一つ以上の実施形態による、間隙調整中のハードストップとアクチュエータの間のＯリングの部分断面図を示す。
【図９】図９Ａと図９Ｂは、本開示の一つ以上の実施形態による、間隙調整中のプレートとアクチュエータの間のスプリングの部分断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の実施形態は、注入器アセンブリと基板又はサセプタアセンブリとの間の間隙を測定するための装置及び方法に向けられる。本開示の幾つかの実施形態は、再現可能な仕方でサセプタアセンブリ上にウェハを配置するための装置及び方法に向けられる。本開示の一つ以上の実施形態は、サセプタアセンブリの温度を測定するための装置及び方法に向けられる。本開示の幾つかの実施形態は、直接的温度測定並びにカメラ、容量センサ、及び様々なパラメータをモニタすることを可能にする設計要素を用いる、ウェハ配置座標の実行中の調整のみならず、被覆領域にわたる間隙の静的及び動的３Ｄマッピングを提供する。
【００１２】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、「ウェハ」、「基板」などの用語は、交換可能に用いられる。幾つかの実施形態において、ウェハは、堅くて曲がらない個別的な基板であり、例えば、２００ｍｍ又は３００ｍｍのシリコンウェハである。
【００１３】
本開示の実施形態は、ウェハと処理チャンバ定着物（例えば、ガス分配シャワーヘッド）との間の、又は２つのプロセス定着物（例えば、シャワーヘッド及びウェハペデスタル）の間の垂直寸法制御から利益を得る任意のプロセスで用いられることができる。本開示の実施形態は、半導体処理設備に関して記載されているけれども、本開示の範囲は、半導体処理に限定されない。
【００１４】
幾つかの半導体プロセスにおいて、ガス分配アセンブリ間の間隙は、プロセス均一性を制御するのに有用であり得るパラメータである。シャワーヘッドのような、処理チャンバ定着物は、ある特定の機械間隙を達成し維持するように正確に設計することができるが、この間隙は変化し得る。例えば、間隙は温度とともに変化することができ、定着物同士が離れた場合、処理チャンバは点検修理のために開けられる。
【００１５】
更に、ウェハサイズが増加し、スループットの最大化は、複数のウェハが同時に処理されることにつながるので、基板支持装置／定着物のサイズが増加する。そのようなシステムでは、支持位置から離れてウェハに沿ったかなりの垂れ下がり（ｄｒｏｏｐ）の可能性がある。シャワーヘッドとウェハペデスタル（サセプタ）の間の間隙の非線形の非均一性は、中心に間隙を確定し調整することを困難にし得る。限られたスペース、高い温度、プラズマグロー並びにプロセスハードウェアからの電気的及び機械的干渉は、チャンバ内での非接触式の近接センサに対する選択肢を制限する。容量性／誘導性センサはまた、法外に高価である。
【００１６】
図１は、注入器又は注入器アセンブリとも呼ばれるガス分配アセンブリ１２０、及びサセプタアセンブリ１４０を含む処理チャンバ１００の断面図を示す。ガス分配アセンブリ１２０は、処理チャンバの中で用いられる任意のタイプのガス供給装置である。ガス分配アセンブリ１２０は、サセプタアセンブリ１４０に面する前面１２１を含む。前面１２１は、サセプタアセンブリ１４０に向かってガス流を供給するための任意の数の又は種類の開口を有することができる。ガス分配アセンブリ１２０はまた、実施形態において実質的に円形に示される外側エッジ１２４を含む。
【００１７】
使用されるガス分配アセンブリ１２０の具体的なタイプは、使用されている特定のプロセスに応じて変わり得る。本開示の実施形態は、サセプタとガス分配アセンブリの間の間隙が制御される任意のタイプの処理システムで用いることができる。様々なタイプのガス分配アセンブリ（例えば、シャワーヘッド）を用いることができるが、本開示の実施形態は、複数の実質的に平行なガスチャネルを有する空間的ＡＬＤガス分配アセンブリで特に有用であり得る。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、「実質的に平行」という用語は、ガスチャネルの長軸が、同じ一般的方向に伸びる、ということを意味する。ガスチャネルの平行性には、わずかな不完全さがあってもよい。複数の実質的に平行なガスチャネルは、少なくとも一つの第一の反応性ガスＡチャネル、少なくとも一つの第二の反応性ガスＢチャネル、少なくとも一つのパージガスＰチャネル及び／又は少なくとも一つの真空Ｖチャネルを含むことができる。第一の反応性ガスＡチャネル（複数可）、第二の反応性ガスＢチャネル（複数可）及びパージガスＰチャネル（複数可）から流れるガスが、ウェハの上面の方に向けられる。ガス流のうちのいくらかが、ウェハの表面を横切って水平に移動し、パージガスＰチャネル（複数可）を通って処理領域から出る。ガス分配アセンブリの一端から他端に移動する基板が、プロセスガスの各々に順番に曝露され、基板表面上に層を形成するであろう。
【００１８】
幾つかの実施形態において、ガス分配アセンブリ１２０は、単一の注入器ユニットから作られた強固な静止した本体である。一つ以上の実施形態において、ガス分配アセンブリ１２０は、図２に示されるように、複数の個別のセクタ（例えば、注入器ユニット１２２）から作られる。一体型本体又はマルチセクタ本体のいずれかが、記載された本開示の様々な実施形態で用いることができる。
【００１９】
サセプタアセンブリ１４０が、ガス分配アセンブリ１２０の下に位置決めされる。サセプタアセンブリ１４０は、上面１４１及び上面１４１の中の少なくとも一つの凹部１４２を含む。サセプタアセンブリ１４０はまた、底面１４３及びエッジ１４４を有する。凹部１４２は、処理されているウェハの形状及びサイズに応じて任意の適当な形状及びサイズであってよい。図１に示された実施形態において、凹部１４２は、ウェハの底部を支持するための平坦な底部を有するが、凹部の底部は様々であってよいということが、理解されるであろう。幾つかの実施形態において、凹部は、凹部の外側周辺エッジの周囲に階段領域を有し、その大きさは、ウェハの外側周辺エッジを支持するように決められる。階段によって支持される、ウェハの外側周辺エッジの量は、例えば、ウェハの厚さ及びウェハの裏側にすでにある特徴部の存在に応じて、変わり得る。
【００２０】
図１に示される幾つかの実施形態において、サセプタアセンブリ１４０の上面１４１の凹部１４２は、凹部１４２の中に支持されるウェハ６０が、サセプタ１４０の上面１４１と実質的に共平面の上面６１を有するように、大きさが決められる。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、「実質的に共平面」という用語は、ウェハの上面及びサセプタアセンブリの上面が、±０．２ｍｍ以内で共平面であるということを意味する。幾つかの実施形態において、これらの上面と上面は、±０．１５ｍｍ、±０．１０ｍｍ又は±０．０５ｍｍ以内で共平面である。
【００２１】
図１のサセプタアセンブリ１４０は、サセプタアセンブリ１４０を上昇させ、降下させ、回転させることのできる支持柱１６０を含む。サセプタアセンブリは、支持柱１６０の中心内にヒータ、又はガスライン、又は電気部品を含んでよい。支持柱１６０は、サセプタアセンブリ１４０とガス分配アセンブリ１２０の間の間隙を増大又は縮小させ、サセプタアセンブリ１４０を適当な位置に移動させる、主要な手段であり得る。サセプタアセンブリ１４０はまた、サセプタアセンブリ１４０に微小な調整を行い、サセプタアセンブリ１４０とガス注入器アセンブリの間の所定の間隙１７０を作ることのできる微調整アクチュエータ１６２を含んでよい。
【００２２】
幾つかの実施形態において、間隙１７０の距離は、約０．１ｍｍ〜約５．０ｍｍの範囲、又は約０．１ｍｍ〜約３．０ｍｍの範囲、又は約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲、又は約０．２ｍｍ〜約１．８ｍｍの範囲、又は約０．３ｍｍ〜約１．７ｍｍの範囲、又は約０．４ｍｍ〜約１．６ｍｍの範囲、又は約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍの範囲、又は約０．６ｍｍ〜約１．４ｍｍの範囲、又は約０．７ｍｍ〜約１．３ｍｍの範囲、又は約０．８ｍｍ〜約１．２ｍｍの範囲、又は約０．９ｍｍ〜約１．１ｍｍの範囲、又は約１ｍｍである。
【００２３】
図に示される処理チャンバ１００は、サセプタアセンブリ１４０が複数のウェハ６０を保持することができるカルーセルタイプのチャンバである。図２に示されるように、ガス分配アセンブリ１２０は、複数の個別の注入器ユニット１２２を含んでよく、ウェハが注入器ユニットの下を移動するときに、各注入器ユニット１２２は、ウェハ上に膜を堆積させることができる。２つのパイ形状の注入器ユニット１２２が、サセプタアセンブリ１４０のほぼ向かい合う両側かつサセプタアセンブリ１４０の上方に位置するのが示される。注入器ユニット１２２の数は、例示的目的のみで示される。より多くの注入器ユニット１２２が含まれてもよいし、より少ない注入器ユニット１２２が含まれてもよいことが、理解されるであろう。幾つかの実施形態において、サセプタアセンブリ１４０の形状に一致する形状を形成するのに十分な数のパイ形状の注入器ユニット１２２が存在する。幾つかの実施形態において、個々のパイ形状の注入器ユニット１２２の各々が、他の注入器ユニット１２２のいずれにも影響することなく、独立に移動、除去、及び／又は置換され得る。例えば、一つのセグメントが持ち上げられて、ロボットが、サセプタアセンブリ１４０とガス分配アセンブリ１２０の間の領域にアクセスし、ウェハ６０をロード／アンロードすることができてもよい。
【００２４】
ウェハが同じプロセスフローを経験するように、複数のウェハを同時に処理するために、複数のガス注入器を有する処理チャンバが用いられてもよい。例えば、図４に示されるように、処理チャンバ１００が、４つのガス注入器アセンブリと４つのウェハ６０を有する。処理の最初に、ウェハ６０が、注入器アセンブリ３０と注入器アセンブリ３０の間に位置決めされ得る。サセプタアセンブリ１４０を４５°回転させる１７ことによって、注入器アセンブリと注入器アセンブリの間にある各ウェハ６０が、注入器アセンブリの下方の点線の円で示されるように、膜堆積のために注入器アセンブリへ移動されるであろう。追加の４５°の回転により、ウェハ６０は、注入器アセンブリ３０から離れて移動するであろう。空間的ＡＬＤ注入器により、注入器アセンブリに対するウェハの移動中に膜がウェハ上に堆積される。幾つかの実施形態において、サセプタアセンブリ１４０は、ウェハ６０が注入器アセンブリの下で停止するのを防止する増分で回転される。ウェハ６０とガス分配アセンブリ１２０の数は、同じであってもよいし、違っていてもよい。幾つかの実施形態において、ガス分配アセンブリと同じ数のウェハが処理される。一つ以上の実施形態において、処理されるウェハの数は、ガス分配アセンブリの数の分数又は整数倍である。例えば、４つのガス分配アセンブリがある場合、４ｘ枚のウェハが処理される。ここで、ｘは、１以上の整数値である。
【００２５】
図４に示される処理チャンバ１００は、単に一つの可能な構成を表しているだけであり、本開示の範囲を限定するものと考えるべきではない。ここで、処理チャンバ１００は、複数のガス分配アセンブリ１２０を含む。示されている実施形態において、４つのガス分配アセンブリ（注入器アセンブリ３０とも呼ばれる）が、処理チャンバ１００の周りに等間隔で配置される。示されている処理チャンバは、八角形である。しかしながら、これは一つの可能な形状であり、本開示の範囲を限定するものと考えるべきでないということを、当業者は理解するであろう。示されているガス分配アセンブリ１２０は台形であるが、単一の円形部品であってもよいし、図２に示されるもののように、複数のパイ形状のセグメントから作られてもよい。
【００２６】
図４に示される実施形態は、ロードロックチャンバ１８０、すなわちバッファステーションのような補助チャンバを含む。このチャンバ１８０が、処理チャンバ１００の一つの側面に接続され、例えば基板（ウェハ６０とも呼ばれる）がチャンバ１００からロード／アンロードされることを可能にする。ウェハロボットが、チャンバ１８０の中に配置され、基板をサセプタの上に移動させてもよい。
【００２７】
カルーセル（例えば、サセプタアセンブリ１４０）の回転は、連続であってもよいし、不連続であってもよい。連続処理において、ウェハは絶えず回転し、注入器の各々に順に曝露される。不連続処理において、ウェハは、注入器領域に移動し、停止し、その後、注入器間の領域８４に移動し、停止し得る。例えば、カルーセルが回転することにより、ウェハが注入器間領域から注入器を横切って移動し（又は注入器に隣接して停止し）、次の注入器間領域に移動し、そこで再び停止してもよい。注入器間で停止することは、各層堆積の間で追加の処理ステップ（例えば、プラズマへの曝露）のための時間を提供し得る。
【００２８】
本開示の一つ以上の実施形態が、間隙１７０制御のために用いられることができる。図３を参照すると、間隙１７０制御は、撮像及び画像処理のための、外部に据付けられたＣＣＤカメラ２１０、及び／又はリアルタイムの連続的な間隙１７０測定のための、ガス分配アセンブリ１２０又は被覆プラットフォーム（すなわち、サセプタアセンブリ１４０）の内部に埋め込まれた容量性センサ２３０（図１に示される）を用いることによって、達成することができる。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、「画像」という用語は、光学機器によって得られるデータの点の２次元配列、例えば、視野２１１で又はその中で焦点を合わせられている対象物の実際の視覚的表示を与えるデジタル写真、を指す。幾つかの実施形態において、同じ物理的間隔についての一連のシーケンシャルな又はランダムな測定と反対に、画像全体が、時間的に単一のスナップショットで撮像される。画像は、３次元対象物の、連続した２次元表示であってもよい。
【００２９】
カメラ２１０は、例えば、サセプタアセンブリ１４０の周囲の３つの位置に据付けることができ、視野２１１は、ガス注入器プレートのエッジ、及び注入器からのガス流に対して表面を上にしたウェハを運ぶサセプタのエッジを同時に撮像するのに十分に広い。これにより、注入器が、間隙の測定に対する参照点として働くことができる。３つのカメラを使って、ガス注入器プレート及びサセプタが静止しているサセプタアセンブリの両方についての一つの画像により、注入器に対してキャリアによって形成される平面を決めることができる。これは、被覆表面の傾斜及びオフセットをモニタし、この間隙の調整及び補正を可能にするのに役立つ。キャリアが回転するときの被覆エッジの位置を測定することにより、例えば、回転中の震動又はキャリアプラットフォームの非均一のたるみによって引き起こされる動的な間隙非均一性のモニタが可能になる。プレートのエッジは、静的及び動的な寸法均一性を有する２次元マップを提供するための画像処理技術を用いて、識別され得る。
【００３０】
従って、図３を参照して、本開示の一つ以上の実施形態が、堆積チャンバ１００に向けられる。本装置は、前面１２１及びエッジ１２４を有するガス分配アセンブリ１２０を含む。説明を簡単にするために、ガス分配アセンブリ１２０は、ディスク形状のユニットとして示されるが、これは、特にガスラインが接続され得る上部で、非常に不規則な形状であり得るということを、当業者は理解するであろう。
【００３１】
チャンバ１００はまた、ガス分配アセンブリ１２０から間隔を空けられたサセプタアセンブリ１４０を含む。サセプタアセンブリは、上面１４１、底面１４３及びエッジ１４４を有する。間隔は、間隙１７０とも呼ばれ、本装置の主要な反応領域である。サセプタアセンブリ１４０は、その周りにサセプタアセンブリ１４０が回転することができる中心軸として働く支持柱１６０を有する。サセプタアセンブリ１４０は、複数の基板を保持するようなサイズの、ポケットとも呼ばれる、複数の凹部１４２のある上面１４１を有する。
【００３２】
カメラ２１０が、サセプタアセンブリとガス分配アセンブリのエッジの近くに配置され、ガス分配アセンブリ１２０のエッジ１２４、サセプタアセンブリ１４０のエッジ１４４及び間隙１７０を含む視野２１１を有する。ただ一つのカメラ２１０のみが図３に示されているが、一つより多いカメラ２１０が用いられてもよい。例えば、平面を定めるのに少なくとも３つの点が必要とされるので、本開示の幾つかの実施形態は、３つのカメラを用い、これらは、分析されたときに、平面を計算するのに十分なデータを提供することができる。
【００３３】
幾つかの実施形態において、カメラ２１０は、サセプタアセンブリ１４０のエッジ１４４を含む視野２１１を有する。この種の実施形態において、カメラ２１０は、ガス分配アセンブリ１２０以外の参照平面に対して補正され得る。例えば、カメラ２１０は、画像中にない何らかの参照平面（例えば、機械基準面など）に対して補正され得る。間隙は、基準面に対するサセプタエッジ１４４の場所から計算することができる。
【００３４】
カメラ２１０は、コントローラ２２０に接続される。コントローラは、情報を保存するためのメモリ、及びデータを分析し、カメラ２１０又はアクチュエータ１６２のような外部装置と通信するためのサポート回路を有するコンピュータであり得る。コントローラは、カメラ２１０からの画像を評価し、サセプタアセンブリ１４０の上面１４１とガス分配アセンブリ１２０の前面１２１の間の間隙１７０を確定する。
【００３５】
カメラ２１０は、コントローラ２２０によって分析されることのできる画像を生成する。分析中に、コントローラ２２０は、ガス分配アセンブリ１２０の前面１２１と相互関連する、ガス分配アセンブリの前エッジ、及びサセプタアセンブリ１４０の上面１４１と相互関連する、サセプタアセンブリ１４０の上エッジを検出し得る。カメラ２１０が、ガス分配アセンブリ１２０から既知の距離にある場合、ガス分配アセンブリの前エッジとサセプタアセンブリの上エッジの間のピクセル数は、間隙１７０の寸法に比例する。カメラ２１０は、ある数のピクセルにわたる間隙を示すことができるレンズを含み得る。レンズは、間隙を示すのに十分な解像度を有する、ということを意味する。コントローラは、エッジ間のピクセルの数を数え、その値を、ガス分配アセンブリ１２０までの所定の距離についてのルックアップテーブルと比較し得る。ルックアップテーブル技法が説明されるけれども、カメラ２１０画像を間隙１７０の寸法と相関させるための他の技法（例えば、規格化方程式）が存在することを、当業者は理解するであろう。
【００３６】
図５を参照すると、幾つかの実施形態において、堆積チャンバ１００の内部領域の周囲に間隔を置いて配置された少なくとも３つのカメラ２１０が存在する。図５に示される実施形態は、ガス分配アセンブリ１２０の上面を示す上面図であり、サセプタアセンブリ１４０は、ページ面の下方に位置する。視覚化を容易にするために、ガスライン及びガス分配アセンブリ１２０への接続部が、この図から省略されているが、ガス分配アセンブリへの任意の数のガス接続又は真空接続が存在し得るということが、理解されるであろう。間隔は様々であり得、例えば、各カメラ２１０が、円形のガス分配アセンブリ１２０とサセプタアセンブリ１４０の周囲に１２０°離れていてもよい。各カメラ２１０は、ガス分配アセンブリ１２０のエッジ１２４、サセプタアセンブリ１４０のエッジ１４４及び間隙１７０を同時に見ることができる。各カメラ２１０から取得された画像は、コントローラ２２０によって処理されることができ、各カメラ２１０位置における間隙１７０を確定することができる。コントローラは、ガス分配アセンブリ１２０によって形成される平面に対してサセプタアセンブリによって形成される平面を確定することができる。これにより、固定されたガス分配アセンブリ１２０に対する傾斜角を計算することが可能になる。例えば、カメラ２１０の各々によって測定される間隙１７０が同一である場合、サセプタアセンブリ１４０とガス分配アセンブリ１２０の間に実質的に傾斜は存在せず、この２つは共平面であろうということを意味するであろう。サセプタのエッジだけを分析することは、サセプタ全体が完全に平坦であることを保証できないので、この部品は、実質的に共平面であり、ことによると、完全には共平面でない小さな領域を有するであろう。
【００３７】
間隙のマルチカメラ分析は、サセプタアセンブリ１４０が静止している場合、特に有益であり得る。コントローラは、間隙を分析し、その後、支持柱１６０又は図１の底部及び図３の上部に示されたアクチュエータ１６２に信号を送ることができ、それらは、間隙１７０の寸法を変えることができる。コントローラ２２０は、少なくとも一つの間隙制御作動装置（例えば、支持柱１６０又はアクチュエータ１６２）と通信するフィードバック回路を含み得る。コントローラ２２０は、少なくとも一つの間隙制御作動装置に信号を送り、装置に指示して、サセプタアセンブリ１４０とガス分配アセンブリ１２０のうちの一つ以上を移動させ、間隙１７０の寸法を変えることができる。
【００３８】
静止したサセプタと注入器との間隙１７０を分析することに加えて、コントローラは、サセプタアセンブリ１４０の平坦性を動的に分析することができる。単一のカメラ２１０が、サセプタアセンブリ１４０が回転するときに、間隙の複数の画像を記録するために使用できる。画像は、タイムスタンプされ、又はサセプタアセンブリ１４０の特定の回転角度と相関させることができる。コントローラは、画像を角度又は時間の関数として分析し、サセプタアセンブリ１４０の平坦性を計算することができる。一つのカメラのみが、平坦性の動的測定のために用いられ得るが、複数のカメラを用いることもできる。
【００３９】
幾つかの実施形態において、ガス分配アセンブリ１２０は、ガス分配アセンブリ１２０のエッジ１２４上に参照マーク１２５を含む。参照マーク１２５は、間隙１７０を計算する際に、ガス分配アセンブリ１２０の前面１２１の代替として用いることができる。図１に示される参照マークは、例えば、ガス分配アセンブリ１２０の前面１２１から既知の距離で、ガス分配アセンブリ１２０のエッジ１２４の中に刻まれた溝であってもよい。カメラによって撮像された画像は、参照マーク１２５を含み、これは、ガス分配アセンブリ１２０のエッジを確定する代わりに、コントローラ２２０によって検出するのが、より容易であり得る。同様な参照マークが、サセプタアセンブリ１４０のエッジ１４４上に作られ、同じ仕方で用いることができる。幾つかの実施形態において、コントローラ２２０は、両方の参照マークが見える、カメラ２１０からの画像を分析する。参照マーク間の間隔から、それぞれのアセンブリのエッジからの参照マークの距離を引くと、間隙１７０の寸法になるであろう。
【００４０】
幾つかの実施形態において、センサ２３０（例えば、容量センサ又は渦電流センサ；図１を参照）を固定された注入器プレートに取付けることにより、間隙又はサセプタアセンブリ１４０の面のリアルタイム３Ｄマッピングが可能になり得る。これは、ウェハキャリアプレートが静止しているときに行われてもよいし、注入器アセンブリの下で回転しているときに行われてもよい。容量センサヘッドが、ウェハキャリア面に面しており、センサからのキャリア面の距離に比例する電気信号を送る。被覆領域にわたって様々な場所に幾つかのセンサを取付けることにより、ウェハとガス源との間の分離の静的及び動的３Ｄマッピングが可能になる。
【００４１】
複数の容量センサ２３０を、サセプタアセンブリ１４０の上面１４１の方に向けられたガス分配アセンブリ１２０の前面１２１に配置することができる。容量センサ２３０が、ガス分配アセンブリの面と完全には同じ高さでない場合、オフセット量を任意の計算に含むことができる。コントローラ２２０が、複数の容量センサ２３０に接続され、複数の容量センサ２３０によって提供される電気信号から、サセプタアセンブリ１４０の上面１４１とガス分配アセンブリ１２０の前面１２１との間の間隙を確定することができる。
【００４２】
幾つかの実施形態において、コントローラ２２０は、サセプタアセンブリ１４０が静止したままである間に、各容量センサ２３０位置でのサセプタアセンブリ１４０の上面１４１とガス分配アセンブリ１２０の前面１２１との間の間隙１７０を確定する。十分なセンサ２３０をガス分配アセンブリの面の周りに配置することにより、サセプタの面の詳細な３Ｄマッピングが得られるであろう。
【００４３】
一つ以上の実施形態において、コントローラ２２０は、サセプタアセンブリ１４０が回転する処理サイクルの間に得られた、少なくとも一つの容量センサ２３０からの複数の測定値を用いる。コントローラ２２０は、処理サイクル中に容量センサ２３０によって提供された電気信号から、容量センサ２３０に隣接するサセプタアセンブリ１４０の部分の平坦性を確定することができる。サセプタアセンブリ１４０の様々な部分にわたるこの種の分析は、アセンブリの同心部分の平坦性を確定することによって、サセプタアセンブリのエッジまでの距離の関数としてサセプタアセンブリの平坦性の詳細なマップを提供することができる。
【００４４】
再び、コントローラ２２０は、少なくとも一つの間隙制御作動装置と通信する一つ以上のフィードバック回路を含み得る。サセプタアセンブリ１４０の平坦性の詳細な分析により、コントローラ２２０は、一つ以上のアクチュエータに信号を送り、サセプタアセンブリ１４０の一部分のみを、注入器アセンブリからより近く又はより遠くに移動させ得る。これは、サセプタアセンブリ１４０が、図２の注入器アセンブリのように、複数のパイ形状のセグメントから作られている場合に、特に有用であり得る。
【００４５】
本開示の様々な実施形態が、チャンバの中心の間隙を確定し調整するため、空間、温度、真空の完全性及び費用の制約内で働く接触式センサに向けられる。幾つかの実施形態において、アクチュエータは、シャワーヘッドの中心に埋め込まれることができる。アクチュエータは、上部に広いヘッドを有し、底部に細長いピンを有することができる。幾つかの実施形態において、アクチュエータヘッドは、注入器の上部に位置し、スプリングにより押下げられる。
【００４６】
一つ以上の実施形態において、アクチュエータピンは、既定の間隙よりも小さい量だけ注入器の底部を超えて伸びる。注入器の上部に固定された放射体と受信器が、アクチュエータのヘッドを通るスルーホールを通って互いを見る。サセプタがアクチュエータピンを押し上げると、光線のための開口が覆われ、受信器によって受け取られる光の量を減少させ、信号を減少させ得る。信号の減少、すなわち光の減衰は、アクチュエータが押し上げられた量を確定するために用いることができる。注入器プレートの下面に対するアクチュエータの下端の最初の位置を知ることにより、注入器からのサセプタの距離を確定することができる。幾つかの実施形態において、アクチュエータには、上部にスプリングが取付けられ、サセプタが接触していないときに、アクチュエータを最初の位置に戻す。
【００４７】
幾つかの実施形態において、アクチュエータヘッドの下のＯリングが、動作中に最大圧縮及び最小圧縮でのリークを防止する（すなわち、流体密閉を形成する）ために含まれ得る。この方法は、例えば、処理チャンバ内でのプロセス定着物（注入器及びサセプタ）の間の中心間隙を確定し調整するため、エッジに置かれたカメラとともに働くことによって、サセプタの傾斜と垂れ下がりを確定するため、及びカメラとともに働くことによって、ウェハ支持装置／定着物の処理表面に沿った高さの変動を制御するために、用いることができる。
【００４８】
幾つかの実施形態の近接センサは、標準的な光学的解決法より高い温度及び小さい空間で動作することができる。容量センサ及び誘導センサに比べて、近接センサはまた、チャンバ内の電気／プラズマノイズを受けやすくない。本開示の実施形態は、大きなプロセス定着物の中心での正確な間隙制御をルーチン的に確認し維持するために、実際のプロセス条件の下で測定を行うことができる。そのような測定の結果がウェハハンドリングシステムにフィードバックされ、最適なウェハ配置及び間隙制御を自動的に維持することができる。
【００４９】
図６を参照して、近接センサ３００の実施形態が説明される。ハードストップ３１０は、上部３１２と底部３１３のある本体３１１を有する。上部３１２は上端３１４を有し、底部は底端３１６を有する。開口３１７が、上端３１４から底端３１６へ本体３１１を通って伸びる。
【００５０】
幾つかの実施形態において、上部３１２は、例えば、ガス分配アセンブリ１２０と接続することのできるフランジ３１８を有する。図６に示された実施形態において、ハードストップ３１０は、ボルト３１９でガス分配アセンブリ１２０の前面１２１に接続されるフランジ３１８を有する。
【００５１】
ハードストップ３１０の底部３１３は、ガス分配アセンブリ１２０の前面１２１と同じ高さであってよい。底部３１３は、ガス分配アセンブリ１２０の中に凹んでいてもよい。しかしながら、図６に示される実施形態において、ハードストップ３１０の底部３１３は、ガス分配アセンブリ１２０の前面１２１を越えて伸びるので、前面１２１から突き出る部分３１５がある。ある表面（例えば、サセプタ）が、ガス分配アセンブリ１２０の近くに動かされるとき、突き出ている部分３１５は、ガス分配アセンブリ１２０の前面１２１を保護することができる。表面は、ハードストップ３１０の底端３１６と接触し、表面が前面１２１により近付くことを防止するであろう。
【００５２】
底部３１３が突き出る量、言い換えると、突き出る部分３１５の長さは、約０．１ｍｍより大きいあたりであり得る。幾つかの実施形態において、部分３１５は、約１ｍｍまでの長さ、又は約０ｍｍから約１ｍｍまでの範囲の長さ、又は０ｍｍより大きく約１ｍｍまでの長さである。
【００５３】
アクチュエータ３２０は、上部３２２と下部３２３のある本体３２１を有する。上部３２２は上端３２４を有し、下部３２３は下端３２５を有する。アクチュエータ３２０が、ハードストップ３１０の中の開口３１７の内部にスライド可能に配置される。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、「スライド可能に」という用語は、アクチュエータが、開口の内部でスライドできることを意味する。
【００５４】
示された実施形態は、アクチュエータ３２０とハードストップ３１０との間に目に見える間隙を有する。間隙は、処理チャンバの中の圧力と干渉しない任意の寸法であってよい。円形のアクチュエータの場合、外径は、アクチュエータのスライド可能な運動中にいくらか摩擦があるほど、開口３１７の内径に非常に近くてもよい。
【００５５】
アクチュエータ３２０の断面形状は、例えば、円形、正方形又は八角形であってよい。アクチュエータ３２０の形状は、ハードストップ３１０の中の開口３１７の形状と概して一致する。例えば、ハードストップ３１０が、三角形の断面の開口を有する場合、アクチュエータ３２０の本体３２１もまた、三角形の断面を有し得る。アクチュエータ３２０の形状は、ハードストップ３１０の中の開口３１７の内部に合うような大きさに作られる。他の記述が、アクチュエータ３２０、ハードストップ３１０、開口３１７又は他の部品を円形であると言及するかもしれないが、他の形状が本開示の範囲内にあるということを、当業者は理解するであろう。
【００５６】
通路３３０が、本体３２１の上部３２２を通って第一の端３３１から第二の端３３２に伸びる。通路３３０は、上部３２２の断面形状の中央を通って伸びてもよいし、中心を外れて伸びてもよい。例えば、上部３２２が円形断面を有する場合、通路３３０は、円形断面の中心を通過するように、上部３２２を通って半径方向に伸びてもよい。幾つかの実施形態において、通路３３０は、上部３２２を通って軸を外れて伸びる。例えば、円形の上部において、通路３３０は、上部３２２の外側エッジ上の任意の２点を結ぶ円の弦のように伸びてもよい。
【００５７】
アクチュエータ３２０は、ハードストップ３１０の底端３１６を越えて伸びるような大きさに作られる。従って、力がアクチュエータ３２０の下端３２５に加えられていない場合、アクチュエータ３２０の下端３２５が、ハードストップの底端３１６から第一の距離Ｄ１だけ突き出る。これは、図７Ａに見ることができる。
【００５８】
ハードストップ３１０とアクチュエータ３２０は、任意の適切な材料から作ることができる。幾つかの実施形態において、ハードストップ３１０とアクチュエータ３２０の両方とも、ステンレス鋼から作られる。図６に示される実施形態が、ハードストップ３１０、アクチュエータ３２０、ガス分配アセンブリ１２０、ボルト３１９、及び他の部品について、異なる陰影を有するのは、異なる部品を図解するのに役立つようにするために過ぎず、構造材料を指定するものではない。これらの部品の各々が、異なる材料から作られることができるが、部品の全て又は幾つかを同じ材料から作ることが有益なこともある。例えば、幾つかの実施形態のアクチュエータ３２０とハードストップ３１０は、熱膨張係数が類似又は同一の材料から作られる。
【００５９】
放射体３４０が、アクチュエータ３２０の中の通路３３０の第一の端３３１と位置合わせされる。検出器３５０が、アクチュエータ３２０の中の通路３３０の第二の端３３２と位置合わせされる。放射体３４０は、検出器３５０と相互作用して、放射体と検出器の間の部品によって引き起こされる障害の尺度を与えることができる任意の適当な部品であってよい。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、この点について用いられる「位置合わせされた」というのは、アクチュエータのスライド可能な運動中のある点で、検出器が放射体への直接的視線を有するであろう、ということを意味する。直接的視線は、アクチュエータ３２０の上部３２２によって部分的に遮られることができ、又は全く遮られないようにできる。放射体３４０の適当な例は、限定されないが、レーザ及びＬＥＤを含む。適当な検出器３５０は、限定されないが、ダイオードアレイ及びフォトン計数装置を含む。
【００６０】
図７Ａ及び図７Ｂに示されるように、アクチュエータ３２０の運動により、通路３３０に対する放射体３４０及び検出器３５０の位置合わせが変わる。図７Ａにおいて、アクチュエータ３２０の下端３２５は、サセプタアセンブリ１４０の前面１４１と接触していない。それ故、下端３２５は、ハードストップ３１０の底端３１６から第一の距離Ｄ１だけ突き出る。示されている実施形態において、通路３３０は、放射体３４０と検出器３５０の間の視線と実質的に干渉しない。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、このように用いられる「実質的に干渉しない」という用語は、放射された光の約１０％未満が、検出器によって測定されないということを意味する。この点で、通路３３０は、放射体からの光に第一の減衰を与える。この文脈で用いられる場合、放射体からの光の「減衰」は、例えば、アクチュエータ３２０の上部３２２によって遮られている光の量を意味する。減衰がゼロとは、放射体３４０によって放射された光の全てが、通路３３０を通過することを意味する。
【００６１】
図７Ｂにおいて、サセプタアセンブリ１４０が持ち上げられ、サセプタアセンブリの運動中に上面１４１がアクチュエータ３２０の下端３２５と接触する。接触は、アクチュエータ３２０のスライド可能な上方への運動を引き起こし、それにより、アクチュエータ３２０の上部３２２が、放射体３４０からの光が検出器３５０に届くのを妨げ始める。このように、より少ない放射体３４０からの光が、通路３３０を通過するので、通路３３０は、光に対して第二の減衰を与える。第二の減衰は第一の減衰と異なるので、間隙１７０の変化が測定できる。
【００６２】
図７Ａと図７Ｂで示される実施形態において、アクチュエータ３２０が第一の距離Ｄ１突き出る場合（図７Ａ）、第一の減衰は、アクチュエータが第二の距離Ｄ２突き出る場合（図７Ｂ）の第二の減衰より小さい。示されているように、光の大部分又は全てが通過できるように、放射体／検出器が通路に対して位置合わせされるので、第一の減衰は小さい。第二の減衰は、はるかに大きく、これは、アクチュエータ３２０の上部３２２の一部が、通路３３０を通過させずに、放射体からの光を遮るので、より少ない光が、通路を通過することを意味する。
【００６３】
幾つかの実施形態において、アクチュエータ３２０が第一の距離だけ突き出るとき（すなわち、何もアクチュエータを上方に押していない）、第一の減衰は、アクチュエータ３２０が上方に動かされ、第二の距離Ｄ２だけ突き出るときよりも大きくなるように、放射体３４０と検出器３５０が、通路３３０に対して位置合わせされる。この状況では、Ｄ１位置において、アクチュエータ３２０の上部３２２は、光の一部又は全てが通路３３０を通過するのを妨げている。間隙１７０が縮小し、アクチュエータ３２０が押し上げられるとき、通路３３０は、放射体／検出器と、より良く位置合わせされるようになる。従って、通路３３０を通って検出器３５０に達するのを妨げられる放射体３４０からの光が、より少なくなる。
【００６４】
幾つかの実施形態において、図６に示されるように、Ｏリング３６０が、アクチュエータ３２０とハードストップ３１０の間に配置される。示された実施形態において、Ｏリング３６０は、アクチュエータのフランジ２３８とハードストップ３１０のフランジ３１８の間にある。Ｏリング３６０は、ハードストップ３１０とアクチュエータ３２０の間に流体密閉を形成するのに役立つ。幾つかの実施形態において、アクチュエータが、第一の距離Ｄ１だけ伸びていることから、第二の距離Ｄ２だけ伸びていることへと動くときに、流体密閉が維持される。これは、図８Ａと図８Ｂに示される。図８Ａにおいて、アクチュエータ３２０は、第一の距離Ｄ１伸びている。Ｏリング３６０が、圧縮されてほとんど平坦であるように示されている。アクチュエータ３２０が図８Ｂの位置に動き、第二の距離Ｄ２伸びているとき、Ｏリング３６０は、ほとんど完全に膨張するが、アクチュエータ３２０とハードストップ３１０の間の流体密閉を維持し続ける。流体密閉を維持することは、処理チャンバの圧力を維持することができることを保証するのに役立つであろう。
【００６５】
幾つかの実施形態において、スプリング３７０が、アクチュエータ３２０の上端３２４に隣り合ってかつ接触して配置される。プレート３７５が、アクチュエータ３２０の反対側にスプリング３７０と隣り合って配置される。プレート３７５は、スプリングに圧力を加え、アクチュエータ３２０を押下げる。幾つかの実施形態において、アクチュエータが第二の距離Ｄ２突き出るとき、スプリング３７０は、最大に圧縮されている。幾つかの実施形態において、アクチュエータ３２０が第一の距離Ｄ１突き出るとき、スプリング３７０は、最大に圧縮されてはいない。これは、図９Ａと図９Ｂに見ることができる。図９Ａにおいて、スプリング３７０が伸ばされる、すなわち、十分に圧縮されてはいない。スプリング３７０は、無圧縮状態であってもよいし、部分的に圧縮されていてもよい。図９Ｂにおいて、アクチュエータが第二の距離Ｄ２にあるとき、スプリング３７０は十分に圧縮されていて、アクチュエータ３２０は、それ以上動くことができないかもしれない。幾つかの実施形態において、スプリングが最大に圧縮されているとき（図９Ｂ）、アクチュエータ３２０は、ハードストップ３１０の底端から少なくとも約０．１ｍｍ突き出る。
【００６６】
図６に示された実施形態において、プレート３７５が、ボルト３７９によってハードストップ３１０のフランジ３１８に取付けられる。幾つかの実施形態において、ハードストップ３１０の上部３１２は、スプリング３７０が最大に圧縮されているとき、アクチュエータ３２０の下端が、約０．１ｍｍ〜約１．２ｍｍの範囲の第二の距離だけハードストップ３１０の底端から突き出るように、プレートとハードストップの間に十分な距離をおいてプレートに接続されるフランジ３１８を有する。
【００６７】
図６の実施形態は、ガス分配アセンブリとサセプタアセンブリの間の間隙を測定するために用いることのできるフィードバック回路を有するコントローラ３８０を含む。コントローラ３８０は、放射体３４０及び検出器３５０と通信しているのが示されているが、サセプタアセンブリを持ち上げるモータと通信してもよい。このように、コントローラ３８０とフィードバック回路は、間隙の寸法が縮小するとき、放射体から検出器へ進む光を測定することができる。間隙が、放射体／検出器の組合せによって決定されるような、既定の量に調整されたとき、フィードバック回路は、サセプタアセンブリを移動させるのを止めることができる。
【００６８】
本開示の幾つかの実施形態は、サセプタアセンブリとガス分配アセンブリの間の間隙を調整する方法に向けられる。図７Ａと図７Ｂを参照すると、ハードストップ３１０とアクチュエータ３２０を含む近接センサ３００が、ガス分配アセンブリの開口の内部に配置され、アクチュエータ３２０の下端３２５が、ハードストップ３１０の底部から、ガス分配アセンブリ１２０とサセプタアセンブリ１４０の間の間隙１７０の中に第一の距離Ｄ１伸びる。放射体３４０から通路３３０を通って検出器３５０に伝わる光の量が測定される。測定は、コントローラ３８０を含むが、それに限定されない任意の適当な方法を用いて行うことができる。通路３３０は、放射体からの光を減衰させ、第一の減衰を与える。図７Ａの実施形態において、第一の減衰は、放射体３４０からの光が、通路３３０を通って検出器３５０に進むことを実質的に妨げない。
【００６９】
サセプタアセンブリ１４０とガス分配アセンブリ１２０が、間隙１７０を縮小させるために、共に近付けられる。ガス分配アセンブリ１２０とサセプタアセンブリ１４０のいずれか、または両方が、間隙１７０の寸法を縮小させるために、移動させることができる。間隙が縮小すると、サセプタアセンブリ１４０の上面１４１が、アクチュエータ３２０の下端３２５に接触し、アクチュエータを押し上げ、アクチュエータがハードストップ３１０の底部から伸びる距離を減少させる。第一の距離Ｄ１が、図７Ｂに示される第二の距離Ｄ２へ減少すると、通路３３０が、放射体３４０と検出器３５０に対して移動する。通路３３０は、放射体３４０からの光を減衰させ、第一の減衰と異なる第二の減衰を与える。検出器は、第二の減衰を通る放射体からの光を測定するために用いることができる。
【００７０】
間隙１７０は、検出器３５０の測定値から確定することができる。第二の減衰を伴って検出された光の量が、例えば、アクチュエータ３２０において測定される間隙１７０を確定するための、コントローラ３８０の中のルックアップテーブルと比較されることができる。このように、ガス分配アセンブリ１２０とサセプタアセンブリ１４０の間の間隙１７０が、通路３３０が第一の減衰を与える場合に測定される第一の光の量及び通路３３０が第二の減衰を与える場合に測定される第二の光の量に基づいて、確定されることができる。
【００７１】
サセプタアセンブリの形態もまた、アクチュエータ３２０及びサセプタアセンブリ１４０に隣接して置かれる少なくとも一つのカメラ２１０を用いて、測定されることができる。アクチュエータ３２０における間隙１７０が、通路３３０からの第二の減衰を用いて測定される。サセプタアセンブリ１４０のエッジは、中心に対して垂れ下がっていることもあるし、傾いていることもある。ガス分配アセンブリ１２０のエッジ１２４とサセプタアセンブリ１４０のエッジ１４４が、カメラ２１０の視野２１１の中にあるように、サセプタアセンブリに隣接して少なくとも一つのカメラを配置する。カメラ２１０からの視野２１１の画像が、ガス分配アセンブリ１２０の前面１２１及びサセプタアセンブリ１４０の上面１４１の位置、並びに、それ故に、間の間隙１７０を確定するために用いられる。一つ以上のカメラ２１０で複数の場所における間隙１７０を測定することは、サセプタの形態（すなわち、傾き又は垂れ下がり）を確定するために利用することができる。
【００７２】
上記は本開示の実施形態を対象とするが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の及び更なる実施形態を考え出すこともでき、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】
0006412983.tif 000002
【図２】
0006412983.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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