特許 6875386 ＣＶＤ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6875386

(24)【登録日】2021年4月26日

(45)【発行日】2021年5月26日

(54)【発明の名称】ＣＶＤ装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/46 20060101AFI20210517BHJP

【ＦＩ】

   C23C16/46

【請求項の数】20

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-516838(P2018-516838)

(86)(22)【出願日】2016年9月29日

(65)【公表番号】特表2018-531323(P2018-531323A)

(43)【公表日】2018年10月25日

(86)【国際出願番号】US2016054507

(87)【国際公開番号】WO2017059114

(87)【国際公開日】20170406

【審査請求日】2019年9月25日

(31)【優先権主張番号】62/235,826

(32)【優先日】2015年10月1日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】518112516

【氏名又は名称】グローバルウェーハズ カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＧｌｏｂａｌＷａｆｅｒｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100112911

【弁理士】

【氏名又は名称】中野 晴夫

(72)【発明者】

【氏名】ワン・ガン

(72)【発明者】

【氏名】ショーン・ジョージ・トーマス

【審査官】 神▲崎▼ 賢一

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００５−５０８０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０６０６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１３２２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１６−５３５４３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １６／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

サセプタと、
その中に前記サセプタを受け取るための開口を形成するように構成された予熱リングと、を含み、
前記サセプタは、前記予熱リングから離れており、前記サセプタと前記予熱リングとの間に実質的に円形の隙間を形成し、
前記予熱リングは、
第１部分と、
前記第１部分に選択的に連結された第２部分と、を含み、
前記第１部分および前記第２部分のそれぞれは、互いに独立に移動可能であり、前記隙間のサイズを制御し、
前記サセプタは、第１厚さを有し、前記予熱リングは、前記第１厚さより小さい第２厚さを有する、
化学気相堆積システム。

【請求項2】

前記隙間のサイズは、１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲内である、請求項１に記載の化学気相堆積システム。

【請求項3】

サセプタと、
その中に前記サセプタを受け取るための開口を形成するように構成された予熱リングと、を含み、
前記サセプタは、前記予熱リングから離れており、前記サセプタと前記予熱リングとの間に実質的に円形の隙間を形成し、
前記予熱リングは、
第１部分と、
前記第１部分に選択的に連結された第２部分と、を含み、
前記第１部分および前記第２部分のそれぞれは、互いに独立に移動可能であり、前記隙間のサイズを制御し、
前記サセプタと前記第１部分との間の隙間は、第１距離であり、前記サセプタと前記第２部分との間の隙間は、前記第１距離とは異なる第２距離である、
化学気相堆積システム。

【請求項4】

前記サセプタは、第１厚さを有し、前記予熱リングは、前記第１厚さと実質的に同様な第２厚さを有する、請求項３に記載の化学気相堆積システム。

【請求項5】

前記サセプタは、第１表面を含み、前記予熱リングは、前記第１表面と実質的に同一平面上にある第２表面を含む、請求項３に記載の化学気相堆積システム。

【請求項6】

サセプタと、
その中に前記サセプタを受け取るための開口を形成するように構成された予熱リングと、を含み、
前記サセプタは、前記予熱リングから離れており、前記サセプタと前記予熱リングとの間に実質的に円形の隙間を形成し、
前記予熱リングは、
第１部分と、
前記第１部分に選択的に連結された第２部分と、を含み、
前記第１部分および前記第２部分のそれぞれは、互いに独立に移動可能であり、前記隙間のサイズを制御し、
前記サセプタは、第１表面を含み、前記予熱リングは、前記第１表面からオフセットした第２表面を含む、
化学気相堆積システム。

【請求項7】

サセプタと、
その中に前記サセプタを受け取るための開口を形成するように構成された予熱リングと、を含み、
前記サセプタは、前記予熱リングから離れており、前記サセプタと前記予熱リングとの間に実質的に円形の隙間を形成し、
前記予熱リングは、
第１部分と、
前記第１部分に選択的に連結された第２部分と、を含み、
前記第１部分および前記第２部分のそれぞれは、互いに独立に移動可能であり、前記隙間のサイズを制御し、
前記予熱リングは、内側表面を含み、前記内側表面は、その中に形成された溝を含む、
化学気相堆積システム。

【請求項8】

前記溝は、前記予熱リングの中に１０．０ｍｍ〜４０．０ｍｍの範囲内の距離だけ延びた、請求項７に記載の化学気相堆積システム。

【請求項9】

前記サセプタは、前記内側表面において、前記サセプタの厚さの２分の１〜３分の１である第１厚さを有する、請求項８に記載の化学気相堆積システム。

【請求項10】

サセプタと、
その中に前記サセプタを受け取るための開口を形成するように構成された予熱リングと、を含み、
前記サセプタは、前記予熱リングから離れており、前記サセプタと前記予熱リングとの間に実質的に円形の隙間を形成し、
前記予熱リングは、
第１部分と、
前記第１部分に選択的に連結された第２部分と、を含み、
前記第１部分および前記第２部分のそれぞれは、互いに独立に移動可能であり、前記隙間のサイズを制御し、
前記予熱リングは、内側表面と、前記内側表面に近接して配置されたリブを含む底面と、を含む、
化学気相堆積システム。

【請求項11】

前記リブは、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内の厚さを有する、請求項１０に記載の化学気相堆積システム。

【請求項12】

サセプタと、
その中に前記サセプタを受け取るための開口を形成するように構成された予熱リングと、
前記予熱リングに連結され、複数の柱を含むリング支持部と、を含み、
前記サセプタは、前記予熱リングから離れており、前記サセプタと前記予熱リングとの間に実質的に円形の隙間を形成し、
前記予熱リングは、
第１部分と、
前記第１部分に選択的に連結された第２部分と、を含み、
前記第１部分および前記第２部分のそれぞれは、互いに独立に移動可能であり、前記隙間のサイズを制御し、
前記予熱リングは、各柱を受け入れるように構成された複数の溝を含む、請求項１に記載の化学気相堆積システム。

【請求項13】

前記溝は、１０．０ｍｍ〜３０．０ｍｍの範囲内の長さを含む、請求項１２に記載の化学気相堆積システム。

【請求項14】

前記溝は、１０．０ｍｍ〜３０．０ｍｍの範囲内の距離だけ内側リング側面から離れている、請求項１２に記載の化学気相堆積システム。

【請求項15】

前記柱は、前記溝に沿って滑るように構成され、前記予熱リングの前記第１部分および前記第２部分を独立に移動させて前記隙間のサイズを調整することを容易にする、請求項１２に記載の化学気相堆積システム。

【請求項16】

化学気相堆積システムにおいて使用するための予熱リングであって、
第１部分と、
前記第１部分に選択的に連結された第２部分と、を含み、
前記第１部分および前記第２部分は、結合してその中にサセプタを受け入れるように構成された開口を形成し、
前記第１部分および前記第２部分のそれぞれは、互いに独立に移動可能であり、
前記第１部分および前記第２部分は、リング支持部に嵌まるように構成された少なくとも１つの溝を含み、
前記少なくとも１つの溝は、前記予熱リングの底面の中に形成された、
予熱リング。

【請求項17】

化学気相堆積システムにおいて使用するための予熱リングであって、
少なくとも１つの第１接合面を有する第１内側面を含む第１部分と、
前記第１部分に選択的に連結された第２部分と、を含み、
前記第１部分および前記第２部分は、結合してその中にサセプタを受け入れるように構成された開口を形成し、
前記第１部分および前記第２部分のそれぞれは、互いに独立に移動可能であり、
前記第２部分は、少なくとも１つの第２接合面を有する第２内側面を含み、
前記第１内側面および前記第２内側面は、前記少なくとも１つの第２接合面が前記第１接合面に選択的に連結されて前記第１内側面と前記第２内側面との間に接合部を形成するように選択的に連結され、
前記第１内側面および前記第２内側面は、前記サセプタの少なくとも一部を受け入れるように構成された切欠きをそれぞれ含み、
前記第１接合面は、前記第１部分の前記切欠きと端部との間に延び、前記第２接合面は、前記第２部分の前記切欠きと端部との間に延びている、予熱リング。

【請求項18】

前記第１接合面および前記第２接合面は、少なくとも部分的に重なっている、請求項１７に記載の予熱リング。

【請求項19】

前記第１接合面および前記第２接合面のうちの１つは、溝を含み、他の接合面は、前記溝に嵌まるように構成された突起を含む、請求項１７に記載の予熱リング。

【請求項20】

化学気相堆積システムにおいて使用するための予熱リングであって、
少なくとも１つの第１接合面を有する第１内側面を含む第１部分と、
前記第１部分に選択的に連結された第２部分と、を含み、
前記第１部分および前記第２部分は、結合してその中にサセプタを受け入れるように構成された開口を形成し、
前記第１部分および前記第２部分のそれぞれは、互いに独立に移動可能であり、
前記第２部分は、少なくとも１つの第２接合面を有する第２内側面を含み、
前記第１内側面および前記第２内側面は、前記少なくとも１つの第２接合面が前記第１接合面に選択的に連結されて前記第１内側面と前記第２内側面との間に接合部を形成するように選択的に連結され、
各接合面は、前記第１内側面および前記第２内側面の各内側面から延びて重なるフランジを含む、予熱リング。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

この出願は、２０１５年８月１日に出願された米国仮出願第６２／２３５，８２６の優先権を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【技術分野】

【0002】

本開示の分野は、一般的に、ウエハ加工用の装置および方法に関し、特に、ウエハのエッジの温度を調整してスリップを低減または排除するための装置および方法に関する。

【背景技術】

【0003】

シングルウエハ熱加工チャンバ内では、半導体ウエハは、サセプタによって支持される。ウエハのエッジは、サセプタとウエハとの間の遷移（transition）領域を含む。ウエハおよびサセプタの縁の放射率は、特にウエハ上に１つ以上の膜が存在する場合に、互いに異なり得る。放射率の差は、ウエハのエッジとサセプタの縁との間に実質的な温度勾配を誘発し得る。その結果、スリップ線などの結晶欠陥がウエハのエッジに形成される。さらに、温度勾配は、熱処理のタイプによっては、堆積厚さ、化学濃度、またはエッチング速度の不均一性を引き起こす可能性がある。

【0004】

ウエハ全体にわたって均一な膜材料特性を得るためには、エッジの影響を十分に制御する必要がある。実際には、加熱要素の配置および下部チャンバのパージガスの流れなど、エッジの熱的および化学的な環境を調整するために使用されるいくつかのパラメータがある。しかしながら、特定のパラメータは、エッジの影響を制御するのに役立ち得るが、ウエハ上の他の場所で望ましくない影響を及ぼすことがある。

【0005】

サセプタと予熱リングとの間の隙間は、ガス流およびリングとサセプタとの間の熱的結合の両方に影響を及ぼす重要なパラメータである。少なくともいくつかの既知のシステムでは、サセプタとリングとの間の隙間（リングギャップ（ring gap）として知られている）は固定され、したがって調整することができない。

【0006】

したがって、サセプタの周りの複数の位置におけるリングの隙間のサイズを制御することができ、サセプタと予熱リングとの間の熱勾配の調整が可能な予熱リングについての必要性は存在する。

【0007】

この背景技術のセクションは、以下に記載および／または請求される本開示の様々な態様に関連し得る技術の様々な態様を読者に紹介することを意図するものである。この議論は、本開示の様々な態様のより良好な理解を容易にするための背景情報を読者に提供するのに役立つと考えられる。したがって、これらの記述は、この観点から読まれるべきであり、従来技術の承認として読まれるべきではないことが理解されなければならない。

【発明の概要】

【0008】

一態様では、化学気相堆積システムは、サセプタと、サセプタを受け取るための開口を形成するように構成された予熱リングと、を含む。サセプタは、予熱リングから離れており、サセプタと予熱リングとの間に実質的に円形の隙間を形成する。予熱リングは、第１部分と、第１部分に選択的に連結された第２部分とを含む。第１部分と第２部分のそれぞれは、互いに独立に移動可能であり、隙間のサイズを制御する。

【0009】

他の態様では、化学気相堆積システムにおいて使用するための予熱リングは、第１部分と、第１部分に選択的に連結された第２部分とを含み、第１部分および第２部分は、結合してその中にサセプタを受け入れるように構成された開口を形成する。第１部分および第２部分のそれぞれは、互いに独立に移動可能である。

【0010】

本開示の上記の態様に関連して言及された特徴の様々な改良が存在する。本開示の上記の態様に更なる特徴を同様に組み込むこともできる。これらの改良および追加的な特徴は、個別にまたは任意の組み合わせで存在することができる。例えば、例示された本開示の実施形態のいずれかに関して以下に論じられる様々な特徴は、単独で、または任意の組み合わせで、本開示の上記の態様のいずれかに組み込まれてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示の一実施形態の予熱リングを含む化学気相堆積システムの断面である。

【図2】図１の化学気相堆積システムの斜視図である。

【図3】図示のために特定の部品が取り除かれた、図１の化学気相堆積システムの上面図である。

【図4】図３においてエリア４によって示された例示的な予熱リングの断面図である。

【図5】図３においてエリア５によって示された予熱リングの他の実施形態の断面図である。

【図6】予熱リングの底面図である。

【図7】図示のために特定の部品が取り除かれた、予熱リングおよびサセプタの第２形態の拡大図である。

【図8】図示のために特定の部品が取り除かれた、予熱リングおよびサセプタの第３形態の拡大図である。

【図9】図示のために特定の部品が取り除かれた、予熱リングおよびサセプタの第４形態の拡大図である。

【図10】図示のために特定の部品が取り除かれた、予熱リングおよびサセプタの第５形態の拡大図である。

【0012】

相当する参照符号は、図を通して相当する部分を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１は、化学気相堆積（ＣＶＤ）システム１００の断面であり、図２は、化学気相堆積システム１００の斜視図である。図示されたシステム１００は、枚葉式システムであるが、ウエハのエッジの温度を調整してスリップを低減させるために本明細書で開示されたシステムおよび方法は、例えば複数基板システムを含む他のシステムデザインにおいて使用するのに適したものである。

【0014】

ＣＶＤシステム１００は、基板１０４（例えば、シリコン半導体ウエハまたはシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）半導体ウエハ）の上に薄膜を堆積させおよび／または成長させるための反応チャンバまたは加工チャンバ１０２と、加工チャンバ１０２の一端に配置されたガス噴射口１０６と、加工チャンバ１０２の反対側の端部に配置されたガス排出口１０８と、を含む。ガス噴射口１０６と加工チャンバ１０２との間に配置されたガスマニホールド１４０が使用されて、ガス噴射口１０６を介して、上窓１１２と下窓１１４とによって囲まれた加工チャンバ１０２内に流入ガス１１０を導く。

【0015】

動作中、流入する加工ガス１１０は、ガスマニホールド１４０を通って流れ、ガス入口１０３を通って反応チャンバ１０２内に流入する。次に、ガス１１０は、基板表面１１６を超えて流れ、基板表面１１６またはその上に配置された前駆体と反応し、基板表面１１６上に膜を堆積させる。次に、ガス１１０は、反応チャンバ１０２からガス排出口１０８を通って流出する。

【0016】

その上に膜が堆積される基板１０４は、反応チャンバ１０２内のサセプタ１２０によって支持される。サセプタ１２０は、シャフト１２２と、サセプタ１２０と、基板１０４と、をＣＶＤシステム１００の垂直軸Ｘの周りで回転させるための回転機構（図示せず）のモータ（図示せず）に接続されたシャフト１２２に接続されている。サセプタ１２０の外側エッジ１２４と、基板１０４に接触する前に流入ガス１１０を加熱するための予熱リング１２６の内側エッジは、実質的に円形の隙間１２５によって分離され、サセプタ１２０の回転を可能にする。隙間１２５は、約１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲内の隙間サイズを含む。基板１０４は、回転されて、ウエハの前縁に過剰の材料が堆積されるのを防止し、より均一なエピタキシャル層を提供する。また、以下で更に詳細に説明するように、システム１００は、予熱リング１２６を支持するとともに、予熱リング１２６の一部をＺ軸に沿って移動させることを容易にする、予熱リング支持部１２７を含む。

【0017】

流入ガス１１０は、基板１０４に接触する前に加熱されてもよい。予熱リング１２６とサセプタ１２０の両方は、一般的に、不透明であり、反応チャンバ１０２の上方と下方とに配置される高輝度の放射加熱ランプ１２８によって生成される放射加熱光を吸収する。例えば抵抗ヒータや誘導ヒータなどの高輝度ランプ１２８以外の装置を用いて、反応チャンバ１０２に熱を提供してもよい。予熱リング１２６およびサセプタ１２０を周囲よりも高い温度に維持することにより、予熱リング１２６およびサセプタ１２０は、ガス１１０が予熱リング１２６およびサセプタ１２０を通過する際に、流入ガス１１０に熱を伝達することができる。基板１０４の直径は、サセプタ１２０が、基板１０４に接触する前に流入ガス１１０を加熱することができるように、サセプタ１２０の直径より小さくてもよい。予熱リング１２６およびサセプタ１２０は、炭化シリコンでコーティングされた不透明グラファイトで構成されてもよい。

【0018】

上窓１１２および下窓１１４は、石英などの透明材料でできた透明材料からなる略環状のボディをそれぞれ含み、放射加熱光は、反応チャンバ１０２内並びに予熱リング１２６、サセプタ１２０、およびウエハ１０４上を通過することができる。窓１１２、１１４は、平面的であってもよい。あるいは、図１に示すように、窓１１２、１１４は、略ドーム形状の構造を有してもよい。他の実施形態では、一方または両方の窓１１２、１１４は、内向きにくぼんだ構造を有してもよい。上窓１１２および下窓１１４は、それぞれ、加工チャンバ１０２の上側チャンバ壁１３０および下側チャンバ壁１３２に連結されている。

【0019】

上側チャンバ壁１３０および下側チャンバ壁１３２は、加工チャンバ１０２の外周を形成し、かつ、ガス噴射口１０６およびガス排出口１０８に隣接する。

【0020】

ＣＶＤシステム１００は、ガス１１０とチャンバ壁１３０、１３２との間の反応を防止するために、加工チャンバ内に配置された上部ライナ１３４と下部ライナ１３６とを含んでもよい。ライナ１３４、１３６は、石英などの適切な非反応性の材料から製造されてもよい。

【0021】

図３は、図示のために特定の部品が取り除かれた、化学気相堆積システム１００の上面図である。一実施形態では、予熱リング１２６は、第１側面１５０と、第１側面１５０の反対側の第２側面１５２と、第１端部１５４と、第１端部１５４の反対側の第２端部１５６とを含む。図３に示された予熱リング１２６は、実質的に長方形であるが、他の実施形態では、予熱リング１２６は、本明細書に記載されたようなＣＶＤシステム１００の動作を容易にする任意の形状、例えば、これに限定されないが、円形である。

【0022】

さらに、予熱リング１２６は、端部１５４と１５６との間に第１側面１５０から延びた第１部分１５８と、端部１５４と１５６との間に第２側面１５２から延びた第２部分１６０と、を含む。第１部分１５８および第２部分１６０は、互いに選択的に連結され、それにより、第１部分１５８および第２部分１６０は、結合してその中にサセプタ１２０を受け入れるように構成された開口１６２を形成する。更なる詳細について後述するように、第１部分１５８および第２部分１６０は、それぞれ、互いに独立に移動可能である。

【0023】

図示された実施形態では、第１部分１５８は、第１部分１５８の第１側面１５０の反対側の第１内側面１６４を含む。第１内側面１６４は、切欠部１６６と、切欠部１６６の両側の第１接合面１６８とを含む。具体的には、切欠部１６６は、半円形の形状であり、その中にサセプタ１２０の少なくとも一部を受け入れるように構成されている。さらに、第１接合面１６８のそれぞれは、第１端部１５４と第２端部１５６のそれぞれ１つから切欠部１６６まで延び、これにより、切欠部１６６は、実質的に第１端部１５４と第２端部１５６との間の中心に置かれる。

【0024】

同様に、第２部分１６０は、第２部分１６０の第２側面１５２の反対側にあり、かつ、第１内側面１６４に対向する第２内側面１７０を含む。第２内側面１７０は、切欠部１７２と、切欠部１７２の両側の第２接合面１７４とを含む。具体的には、切欠部１７２は、半円形の形状であり、その中にサセプタ１２０の少なくとも一部を受け入れるように構成されている。さらに、第２接合面１７４のそれぞれは、第１端部１５４と第２端部１５６のそれぞれ１つから切欠部１７２まで延び、これにより、切欠部１７２は、実質的に第１端部１５４と第２端部１５６との間の中心に置かれる。切欠部１６６および１７２は、結合して、サセプタ１２０のための開口１６２を形成する。

【0025】

例示した実施形態では、第１接合面１６８および第２接合面１７４は、選択に連結されて、第１部分１５８と第２部分１６０との間に接合部１７６を形成する。

【0026】

図３に示すように、隙間１２５は、サセプタ１２０と、予熱リング１２６の第１部分１５８および第２部分１６０と、の間に形成された、実質的に連続的な円形の隙間である。より具体的には、隙間１２５は、サセプタ１２０と第１部分１５８の切欠部１６６との間に形成された第１隙間１２１と、サセプタ１２０と第２部分１６０の切欠部１７２との間に形成された第２隙間１２３とを含む。

【0027】

図４は、図３においてエリア４によって示された予熱リング１２６の接合部１７６断面図である。予熱リング１２６は、表面１７８と、反対側の底面１８０とを含む。例示した実施形態では、第１接合面１６８および第２接合面１７４は、少なくとも部分的に重なり、接合部１７６は、（図１に示された）チャンバ１０２と共に、予熱リング１２６の上と下のエリア間にシールを形成する。図４は、予熱リング１２６の一実施形態を示している。ここでは、第２部分１６０の第２接合面１７４は、その中で表面１７８と底面１８０との間に形成された溝１８２を含む。さらに、第１部分１５８の第１接合面１６８は、そこから延びる突起１８４を含む。突起１８４は、溝１８２に嵌まるように構成され、第１部分１５８を第２部分１６０に選択的に連結して接合部１７６を形成することを容易にする。

【0028】

例示した実施形態では、溝１８２および突起１８４は、実質的に表面１７８と裏面１８０との中間に形成される。他の実施形態では、溝１８２および突起１８４は、本明細書に記載されたような予熱リング１２６の動作を容易にする、表面１７８と裏面１８０との間の任意の位置に形成される。図４には、第１部分１５８が突起１８４を含み、第２部分１６０が溝１８２を含むものとして示されているが、第１部分１５８が溝１８２を含み、第２部分１６０が突起１８４を含んでもよい。

【0029】

図５は、図３においてエリア５によって示された予熱リング１２６の他の実施形態の断面図である。図４と図５との間の同様の構成要素には同様の番号が付されている。図５は、予熱リング１２６の一実施形態を示している。ここでは、第１部分１５８の第１接合面１６８は、底面１８０から第２部分１６０に向かって延びるフランジ１８６を含む。さらに、第２部分１６０の第２接合面１７４は、表面１７８から第１部分１５８に向かって延びるフランジ１８８を含む。フランジ１８６および１８８は、重なり合う構成で互いに嵌合するように構成され、第１部分１５８を第２部分１６０に選択的に連結して接合部１７６を形成することを容易にする。図５には、第１部分１５８が底面フランジ１８６を含み、第２部分１６０が表面フランジ１８８を含むものとして示されているが、第１部分１５８が表面フランジ１８８を含み、第２部分１６０が底面フランジ１８６を含んでもよい。

【0030】

図６は、予熱リング１２６の底面図である。例示した実施形態では、第１部分１５８と第２部分１６０のそれぞれは、その中に形成された複数の溝１９０を含む。各溝１９０は、リング支持部１２７の柱１９２（図１）に嵌まるように構成されている。より具体的には、第１部分１５８と第２部分１６０のそれぞれは、３つの平行な溝１９０を含み、リング支持部１２７は、各溝１９０に嵌まるようにそれぞれ構成された６つの柱１９２を含む。各溝１９０は、約１０．０ミリメートル（ｍｍ）から３０．０ｍｍの範囲内の長さＬ１と、約１．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内の幅Ｗ１とを含む。他の実施形態では、各溝１９０は、本明細書に記載されたようなＣＶＤシステム１００の動作を容易にする任意の長さＬ１と幅Ｗ１とを含む。さらに、各溝１９０は、それぞれの内側面１６４および１７０から、約１０．０ｍｍ〜３０．０ｍｍの最小距離Ｄ１だけ離れている。

【0031】

動作中、リング支持部１２７は、Ｚ軸（図１）に沿って移動し、それにより、リング支持部１２７の柱１９２は、予熱リング１２６の溝１９０に沿って滑り、第１部分１５８および第２部分１６０を独立に移動させて、サセプタ１２０と予熱リング１２６との間に形成された隙間１２５のサイズを制御することを容易にする。より具体的には、予熱リング１２６の第１部分１５８は、リング支持部１２７を使用して第２部分１６０から独立に移動し、第１部分１５８とサセプタ１２０との間の第１隙間１２１を調整することができる。同様に、予熱リング１２６の第２部分１６０は、リング支持部１２７を使用して第１部分１５８から独立に移動し、第２部分１６０とサセプタ１２０との間の第２隙間１２３を調整することができる。

【0032】

例示した実施形態では、リング支持部１２７は、チャンバ１０２の中のメンテナンス開口（図示せず）を経由して手動で調節され、これにより、チャンバ１０２は、動作の間閉じたままであることができる。他の実施形態では、駆動機構（図示せず）が機械的に操作可能で有り、第１部分１５８と第２部分１６０とを独立に移動させる。このように、隙間１２１および１２３は、システム１００のハードウェアの所与のセットについて、独立に調整できる。

【0033】

したがって、サセプタ１２０と第１部分１５８との間、および、サセプタ１２０と第２部分１６０との間の、サセプタ１２０のそれぞれの側面上の第１隙間１２１および第２隙間１２３は、サセプタ１２０の再度の中心配置をする必要なしに、独立に調整でき、複雑なメンテナンスを少なくすることができる。サセプタ１２０と第１部分１５８との間の第１隙間１２１が変化した場合、接合部１７６に近接した隙間１２５のサイズは大きく変化せず、サセプタ１２０と第２部分１６０との間の第２隙間１２３は変化しない。この逆も同様である。

【0034】

サセプタ１２０と第１部分１５８との間の第１隙間１２１は、第１距離であり、サセプタ１２０と第２部分１６０との間の第２隙間１２３は、第１距離とは異なる第２距離であってもよい。このように、予熱リング１２６とリング支持部１２７とは、互いに衝突することなく、サセプタ１２０の両側の熱的および化学的な環境において独立した制御を提供する。これにより、改善された加工調整性能が提供される。また、予熱リング１２６は、リングの側面でリングの質量を変化させる柔軟性を有するので、ある程度局所的に温度を調整することができる。

【0035】

図７は、予熱リング３２６およびサセプタ１２０の第１形態３００の拡大図であり、それらの間に形成された隙間３２５を示している。第１形態３００では、隙間３２５は、約１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲内の距離Ｄ２を含む。図７は、ランプ１２８（図１）によって第１形態３００に加えられる熱を、矢印３０２によって示している。また、サセプタ１２０によって放出される放射熱が矢印３０４で、予熱リング３２６によって放出される放射熱が矢印３０６で示されている。

【0036】

第１形態３００では、サセプタ１２０は、予熱リング３２６の厚さＴ１に実質的に等しい厚さＴ１を含む。さらに、予熱リング３２６の表面３７８は、サセプタ１２０の表面１２９と実質的に同一平面上にある。第１形態３００では、隙間３２５は、サセプタ１２０の形態係数を増加させるために比較的大きく、その結果、ＳＯＩウエハのエッジとサセプタの縁との間の温度勾配を減少させ、ウエハのスリップを減少させる。

【0037】

図８は、予熱リング４２６およびサセプタ１２０の第２形態４００の拡大図であり、それらの間に形成された隙間４２５を示している。第２形態４００では、隙間４２５は、第１形態３００における距離Ｄ２より小さい距離を含む。図８は、ランプ１２８（図１）によって第２形態４００に加えられる熱を、矢印４０２によって示している。また、サセプタ１２０によって放出される放射熱が矢印４０４で、予熱リング４２６によって放出される放射熱が矢印４０６で示されている。

【0038】

第２形態４００では、サセプタ１２０は、予熱リング４２６の厚さＴ３より大きい厚さＴ１を含む。より具体的には、サセプタ１２０は、予熱リング４２６の厚さＴ３の２〜３倍より大きい厚さＴ１を含む。第２形態４００では、隙間４２５は比較的小さいが、予熱リング４２６の厚さＴ３の減少に起因して、サセプタ１２０の放熱は増加する。

【0039】

図９は、予熱リング５２６およびサセプタ１２０の第３形態５００の拡大図であり、それらの間に形成された隙間５２５を示している。第３形態５００では、隙間５２５は、第１形態３００における距離Ｄ２より小さい距離を含む。図９は、ランプ１２８（図１）によって第３形態５００に加えられる熱を、矢印５０２によって示している。また、サセプタ１２０によって放出される放射熱が矢印５０４で、予熱リング５２６によって放出される放射熱が矢印５０６で示されている。

【0040】

第３形態５００では、サセプタ１２０は、予熱リング５２６の第１厚さＴ１に実質的に等しい厚さＴ１を含む。予熱リング５２６は、底面５８０に近接した内側切欠き５１２の中に形成された溝５０８を含む。より具体的には、溝５０８は、内側切欠き５１２の中に形成され、予熱リング５２６内に約１０．０ｍｍ〜４０．０ｍｍの範囲内の長さＬ２だけ延びる。このように、予熱リング５２６は、溝５０８と整列した厚さＴ４を含み、Ｔ４は、サセプタ１２０の厚さＴ１の約２分の１〜３分の１の範囲内である。第３形態５００では、サセプタ１２０に近接した予熱リング５２６の厚さＴ４の減少に起因して、サセプタ１２０の放熱は増加するが、予熱リングの機械的な強度は維持される。

【0041】

図１０は、予熱リング６２６およびサセプタ１２０の第４形態６００の拡大図であり、それらの間に形成された隙間６２５を示している。第４形態６００では、隙間６２５は、第１形態３００における距離Ｄ２より小さい距離を含む。図１０は、ランプ１２８（図１）によって第４形態６００に加えられる熱を、矢印６０２によって示している。また、サセプタ１２０によって放出される放射熱が矢印６０４で、予熱リング６２６によって放出される放射熱が矢印６０６で示されている。第４形態に示された予熱リング６２６は、第３形態５００の予熱リングと実質的に同一であるが、第１形態３００および第２形態４００のいずれかの予熱リング６２６が使用されてもよい。

【0042】

第４形態６００では、サセプタ１２０の表面は、予熱リング６２６の表面６７８から、約０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内の距離Ｄ３だけオフセット（offset）されている。このように、第４形態６００では、表面１２９および６７８のオフセットに起因して、サセプタ１２０の放熱が増加する。

【0043】

本開示によれば、ウエハのエッジとサセプタの縁（エッジ）との間の熱勾配を制御して、サセプタによって支持されたウエハ上のスリップを低減することができる。サセプタと、サセプタに対向する側の予熱リングとの間の隙間のサイズは、前述のような２ピースの予熱リングおよびリング支持部の使用によって独立に調整されてもよい。具体的には、予熱リングは、リング支持部によって選択的に移動されてサセプタと予熱リングの各部分との間の隙間のサイズを独立して制御する、２つの独立制御可能な部分に分割されてもよい。したがって、サセプタと第１部分との間の隙間は、第１距離であり、サセプタと第２部分との間の隙間は、第１距離とは異なる第２距離であってもよい。それにより、予熱リングおよびリング支持部は、互いに衝突することなく、サセプタの両側の熱的および化学的な環境において独立した制御を提供する。本開示の実施形態は、改善された加工調整性能を提供する。

【0044】

さらに、予熱リングの異なる形態は、サセプタに近接した予熱リングの側部におけるリング質量を変化させて、温度を局所的に調整することができる。より具体的には、サセプタに向かってより少ない熱を放出するように、予熱リングの全体の厚さを減少させることができる。他の実施形態では、予熱リングは、予熱リングのサセプタに近い部分のみの厚さを減少させる溝を含んでもよい。更に他の実施形態では、サセプタおよび予熱リングの高さをオフセットして、予熱リングによってサセプタに向かって放出される熱量を低減させることができる。これらの例のそれぞれは、そのエッジでサセプタの温度を調整することを容易にし、シリコンウエハまたはシリコン・オン・インシュレータウエハ上のスリップを低減させる。

【0045】

本発明またはその実施形態の要素を紹介する場合に、「ある（a）」、「ある（an）」、「その（the）」、および「上記（said）」の冠詞は、１またはそれ以上の要素があることを意味することを意図する。「含む（comprising）」、「含む（including）」、「含む（containing）」および「有する（having）」の用語は、包括的であることを意図し、列挙された要素以外の追加の要素も存在し得ることを意味する。特定の方向（例えば、「上（top）」、「下（bottom）」、「側（side）」など）を示す用語の使用は、説明の便宜上のものであり、記載された項目の特定の向きを必要としない。

【0046】

本開示の範囲から逸脱することなく、上記の構成および方法において様々な変更を行うことができるから、上記の説明および添付の図面に含まれるすべての事項は、例示的なものであり限定的な意味ではないものとして解釈されることが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】