特開 2022-176935 正確な温度及び流量制御を備えたマルチステーションチャンバリッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022176935

(43)【公開日】2022-11-30

(54)【発明の名称】正確な温度及び流量制御を備えたマルチステーションチャンバリッド

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20221122BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 N

【審査請求】有

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022123068

(22)【出願日】2022-08-02

(62)【分割の表示】P 2021516578の分割

【原出願日】2019-09-27

(31)【優先権主張番号】62/739,194

(32)【優先日】2018-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】カシャプ， ドリティマン スバ

(72)【発明者】

【氏名】クリシュナ， ゴプ

(72)【発明者】

【氏名】バルジャ， サンジーヴ

(72)【発明者】

【氏名】ライス， マイケル

(57)【要約】      （修正有）

【課題】複数のステーション開口部を備えたマルチステーション処理チャンバリッドの提供。
【解決手段】マルチステーション処理チャンバのためのトッププレート３００において、ステーション開口部３１０の周りには、ステーション分離パージチャネル３２９が存在する。複数の角度付きパージチャネル３２９は、ステーション開口部３１０を、隣接したステーション開口部から分離する。２つの位置でトッププレート３００のエッジと接触しトッププレート３００の中心部３０５を通過するリッド支持ビームは、チャンバリッド本体３０７のたわみを補償する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理チャンバリッドであって、
上面及び底面を有するリッド本体、
各開口部が外周エッジを有している、前記上面から前記リッド本体を通って前記底面まで延びる複数のステーション開口部、
前記複数のステーション開口部の各々の前記外周エッジの周りに延びるステーション分離パージチャネルであって、前記ステーション分離パージチャネルから前記リッド本体の前記底面まで延びる複数の開孔を有しており、前記複数の開孔が前記複数のステーション開口部の周りに間隔を空けて配置されている、ステーション分離パージチャネル、及び
隣接したステーション開口部間に前記リッド本体の中心部から前記リッド本体の外周エッジ部分まで延びる複数の角度付きパージチャネルであって、前記角度付きパージチャネルの各々が前記角度付きパージチャネルから前記リッド本体の前記底面まで延びる複数の間隔を空けた開孔を備えている、複数の角度付きパージチャネル
を備えている、処理チャンバリッド。

【請求項2】

２つから６つの範囲のステーション開口部が存在する、請求項１に記載の処理チャンバリッド。

【請求項3】

前記ステーション開口部の各々が同じ直径を有する、請求項２に記載の処理チャンバリッド。

【請求項4】

前記ステーション開口部が少なくとも２つの異なる直径を有する、請求項２に記載の処理チャンバリッド。

【請求項5】

前記ステーション分離パージチャネルが前記ステーション開口部の周りに複数の円形部分を含む、請求項４に記載の処理チャンバリッド。

【請求項6】

前記ステーション分離パージチャネルが複数の入り口を備えている、請求項１に記載の処理チャンバリッド。

【請求項7】

前記ステーション分離パージチャネルにステーション開口部と同数の入り口が存在する、請求項６に記載の処理チャンバリッド。

【請求項8】

前記複数の角度付きパージチャネルが、前記リッド本体の中心部に位置する単一の入り口に接続している、請求項１に記載の処理チャンバリッド。

【請求項9】

前記リッド本体の幅にわたって延びるリッド支持ビームをさらに備えており、前記リッド支持ビームが前記リッド本体の中心部に接続されている、請求項１に記載の処理チャンバリッド。

【請求項10】

前記リッド支持ビームが、最大約５ｍｍのたわみを補償するためにリッド本体の変形補償を提供するように構成されている、請求項９に記載の処理チャンバリッド。

【請求項11】

前記リッド支持ビームが、コントローラと通信しているモータ／アクチュエータをさらに備えており、前記コントローラが、上面又は底面に向けられた力を前記リッド本体の中心部に提供するように構成されている、請求項１０に記載の処理チャンバリッド。

【請求項12】

高温計又はレベルファインダのうちの１つ以上を備えた、１つ以上のセンサをさらに含む、請求項１に記載の処理チャンバリッド。

【請求項13】

処理方法であって、
複数のステーション開口部の外周エッジの周りに延びるステーション分離パージチャネルを通じてパージガスを流すことであって、前記ステーション分離パージチャネルが、処理ステーションの周りの処理チャンバの内部容積へと前記ステーション分離パージチャネルからリッド本体の底面まで延びる複数の開孔を有している、パージガスを流すこと、及び
隣接したステーション開口部間に前記リッド本体の中心部から前記リッド本体の外周エッジ部分まで延びる複数の角度付きパージチャネルを通じてパージガスを流すことであって、前記角度付きパージチャネルの各々が、前記角度付きパージチャネルから前記リッド本体の前記底面まで延び、前記パージガスを前記処理ステーション間の前記処理チャンバの前記内部容積に流す、複数の間隔を空けた開孔を含む、パージガスを流すこと
を含む、処理方法。

【請求項14】

前記リッド本体の温度を制御すること、及び最大約５ｍｍのたわみの変形補償を提供するように構成されたリッド支持ビームを使用して前記リッド本体のたわみを補償することをさらに含む、請求項１３に記載の処理方法。

【請求項15】

非一時的コンピュータ可読媒体であって、処理チャンバのコントローラによって実行されると、前記処理チャンバに次の動作：
複数のステーション開口部の外周エッジの周りに延びるステーション分離パージチャネルを通じてパージガスを流すことであって、前記ステーション分離パージチャネルが、処理ステーションの周りの処理チャンバの内部容積へと前記ステーション分離パージチャネルからリッド本体の底面まで延びる複数の開孔を有している、パージガスを流すこと、及び
隣接したステーション開口部間に前記リッド本体の中心部から前記リッド本体の外周エッジ部分まで延びる複数の角度付きパージチャネルを通じてパージガスを流すことであって、前記角度付きパージチャネルの各々が、前記角度付きパージチャネルから前記リッド本体の前記底面まで延び、前記パージガスを前記処理ステーション間の前記処理チャンバの前記内部容積に流す、複数の間隔を空けた開孔を含む、パージガスを流すこと
を実行させる命令を含む、非一時的コンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施形態は、処理チャンバリッドを対象とする。特に、本開示の実施形態は、半導体基板ウエハのマルチステーション処理のためのチャンバリッドに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造で利用される膜堆積法は、温度に大きく依存している。基板表面全体にわたる温度の変動は、不均一な堆積を生じさせ、最終的にはデバイスの故障及び／又はスループットの低下につながる可能性がある。したがって、処理中に基板表面全体にわたる均一な温度制御が必要とされている。これは、ある処理環境から別の処理環境へと移送されるウエハにも必要とされている。

【0003】

加えて、ある特定のプロセスでは、処理中に基板表面からガス種が放出される。これらの種は、それと反応することが可能な場合には、基板表面の品質を低下させる可能性がある。したがって、種が基板表面と反応することができる前に、ガス放出された種を基板表面から迅速かつ効率的に除去することができるパージシステムが必要とされている。

【0004】

処理チャンバの設計における最近の進歩には、単一の処理チャンバ内の複数のウエハ処理環境が含まれる。このタイプの処理環境では、ウエハはチャンバ内の隣接する処理ステーション間を移動する。各処理ステーションは、ウエハ処理の幾つかの態様を実行するように構成されている。均一かつ再現性のある処理を行うためには、ウエハ上での０．５℃の厳密な温度制御が必要とされる。ウエハは、ステーション間の移送中に、全サイクル時間の最大５０％をリッド下の移動に費やす。ウエハ温度は、処理ステーション間の移動中に変化する可能性があり、温度の平衡化に追加の時間が必要とされることにより、処理の均一性又はスループットに影響を与える。したがって、当技術分野では、単一の処理チャンバ内で複数の処理環境を分離することができる温度制御及びパージシステムが必要とされている。

【発明の概要】

【0005】

１つ以上の実施形態は、上面及び底面を備えたリッド本体を含む処理チャンバリッドを対象とする。複数のステーション開口部は、上面からリッド本体を通って底面まで延在する。各開口部は、外周エッジを有している。ステーション分離パージチャネルは、複数のステーション開口部の各々の外周エッジの周りに延びる。ステーション分離パージチャネルは、該ステーション分離パージチャネルからリッド本体の底面まで延びる複数の開孔を有している。複数の開孔は、複数のステーション開口部の周りに間隔を置いて配置される。複数の角度付きパージチャネルは、リッド本体の中心部から、隣接したステーション開口部間のリッド本体の外周エッジ部分まで延びる。各角度付きパージチャネルは、該角度付きパージチャネルからリッド本体の底面まで延びる、複数の間隔を空けた開孔を備えている。

【0006】

本開示の追加の実施形態は、処理方法を対象とする。パージガスは、複数のステーション開口部の外周エッジの周りに延びるステーション分離パージチャネルを通って流れる。ステーション分離パージチャネルは、該ステーション分離パージチャネルからリッド本体の底面まで延びる複数の開孔を有しており、これが処理ステーションの周りの処理チャンバの内部容積へのパージガスの流れを可能にする。パージガスは、隣接したステーション開口部間にリッド本体の中心部からリッド本体の外周エッジ部分まで延びる複数の角度付きパージチャネルを通って流れる。各角度付きパージチャネルは、該角度付きパージチャネルからリッド本体の底面まで延び、処理ステーション間の処理チャンバの内部容積にパージガスを流す、複数の間隔を空けた開孔を備えている。

【0007】

本開示のさらなる実施形態は、非一時的コンピュータ可読媒体であって、処理チャンバのコントローラによって実行されると、処理チャンバに次の動作：複数のステーション開口部の外周エッジの周りに延びるステーション分離パージチャネルを通じてパージガスを流すことであって、該ステーション分離パージチャネルが、処理ステーションの周りの処理チャンバの内部容積へとステーション分離パージチャネルからリッド本体の底面まで延びる複数の開孔を有している、パージガスを流すこと；及び、隣接したステーション開口部間にリッド本体の中心部からリッド本体の外周エッジ部分まで延びる複数の角度付きパージチャネルを通じてパージガスを流すことであって、各角度付きパージチャネルが、該角度付きパージチャネルからリッド本体の底面まで延び、パージガスを処理ステーション間の処理チャンバの内部容積に流す、複数の間隔を空けた開孔を含む、パージガスを流すことを実行させる命令を含む、非一時的コンピュータ可読媒体を対象とする。

【0008】

本開示の上記の特徴を詳細に理解できるように、その一部が添付の図面に示されている実施形態を参照することにより、上に簡単に要約されている本開示のより詳細な説明を得ることができる。本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、添付の図面がこの開示の典型的な実施形態のみを例示しており、したがって本開示の範囲を限定すると見なすべきではないことに留意されたい。本明細書に記載の実施形態は、例として示されているのであって、同様の参照が同様の要素を示す添付の図面の図に限定されない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の１つ以上の実施形態による処理チャンバの断面等角図

【図2】本開示の１つ以上の実施形態による処理チャンバの断面図

【図3】本開示の１つ以上の実施形態による処理チャンバのトッププレートを示す図

【図4】本開示の１つ以上の実施形態による処理チャンバリッドの部分断面平行投影図

【図5】図４の領域５の拡大図

【図6】線６－６’に沿った図４の断面図

【図7】本開示の１つ以上の実施形態による処理チャンバリッドの概略図

【図8】本開示の１つ以上の実施形態による処理チャンバリッドの断面図

【図9】図８の断面図の領域９を示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の幾つかの例示的な実施形態を説明する前に、本開示が、以下の説明に記載される構成又はプロセスステップの詳細に限定されないということが理解されるべきである。本開示は、他の実施形態も可能であり、さまざまな方法で実施又は実行することができる。

【0011】

本明細書で用いられる「基板」とは、その上で製造処理中に膜処理が行われる、任意の基板表面又は基板上に形成された材料表面のことを指す。例えば、処理が実施されうる基板表面は、用途に応じて、シリコン、酸化シリコン、ストレインドシリコン、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）、炭素をドープした酸化シリコン、アモルファスシリコン、ドープしたシリコン、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガラス、サファイアなどの材料、並びに、金属、金属窒化物、金属合金、及び他の導電材料など、他の任意の材料を含む。基板には半導体ウエハが含まれるが、これに限定されない。基板表面を研磨、エッチング、還元、酸化、ヒドロキシル化、アニール、及び／又はベイクするために、基板を前処理プロセスに曝してもよい。基板自体の表面に直接膜処理することに加えて、本開示では、開示された任意の膜処理ステップは、以下により詳細に開示されるように、基板上に形成された下層にも行うことができ、「基板表面」という用語は、文脈が示すように、こうした下層を含むことが意図されている。したがって、例えば、膜／層又は部分的な膜／層が基板表面上に堆積されている場合には、新たに堆積された膜／層の露出面が基板表面となる。

【0012】

本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用する場合、「前駆体」、「反応物質」、「反応性ガス」などの用語は、基板表面と反応することができる任意のガス種を指すために、交換可能に用いられる。

【0013】

本開示の幾つかの実施形態は、その下で処理されるウエハの温度ドリフトを最小限に抑えるように熱制御されるチャンバリッドに関する。チャンバリッドは、複数の処理領域と、チャンバリッドの周囲の加熱素子とを備えており、該加熱素子は処理領域を取り囲んでいる。加熱素子は、約１５０℃±１０℃のリッド温度と、０．５℃未満の処理されたウエハの温度均一性を維持することができる。幾つかの実施形態では、加熱素子は、約７５℃から約１７５℃の範囲のリッド温度を維持するように構成される。

【0014】

本開示の１つ以上の実施形態は、処理ステーションを効果的に分離するために、処理ステーションの周りに均一なパージ分布のための再帰的経路を有するチャンバリッドを対象とする。幾つかの実施形態では、チャンバリッドは、ウエハの移送中にガス放出された粒子を運ぶための角度付きパージを提供することによって、膜の劣化を最小限に抑える。幾つかの実施形態では、チャンバリッドは、所定の設定値まで加熱されて、ウエハ上での温度スキューの発生を最小限に抑えるか又は防止する。幾つかの実施形態では、再帰的流路は、ガスを噴射せずに、１％未満のガス分布の不均一性を達成するように構成される。幾つかの実施形態では、再帰的流路は、効果的なガス分離及び均一な分布をもたらす。

【0015】

本開示の幾つかの実施形態は、複数の処理領域の処理流れを分離するチャンバリッドを対象とする。チャンバリッドは、各処理領域を取り囲む円形のパージチャネルを備えており、該パージチャネルは中心パージフィードに接続される。幾つかの実施形態は、近隣の処理領域における反応物質の質量分率が間隙の間隔の範囲にわたって１ｅ－６未満になるように、処理領域間のクロストークを効果的に防止する。幾つかの実施形態では、反応物質が１つのステーションで用いられる場合、近隣の（隣接する）ステーションにおけるその反応物質の濃度は、１ｐｐｍ未満、又は１００ｐｐｂ未満、又は１０ｐｐｂ未満、又は１ｐｐｂ未満である。

【0016】

本開示のさらなる実施形態は、処理領域間のガス放出された種を除去するチャンバリッドを対象とする。チャンバリッドは、処理領域間に角度付きパージチャネルを備えている。ウエハが処理領域間を移動すると、角度付きパージチャネルが基板表面からガス放出された種を除去する。幾つかの実施形態では、角度付きパージチャネルは、ガス放出された種を０．５秒未満で除去することができ、サイクル時間を短縮することができる。

【0017】

本開示の幾つかの実施形態は、複数の処理ステーションを有する処理チャンバを対象とする。処理ステーションは、同じ又は異なる熱環境を有することができ、したがって、処理ステーション間の移動が処理に一時的な影響を与える可能性がある。幾つかの実施形態では、処理チャンバは、約２から約８の範囲の処理ステーションを有する。

【0018】

本開示の幾つかの実施形態は、前駆体を特定の処理ステーションに拘束し、クロストークを防止又は最小限に抑えるための装置及び方法を有利に提供する。幾つかの実施形態は、有効性のためにパージガス流路を最適化することによって総パージガス流量を最小限に抑えるための装置及び方法を有利に提供する。

【0019】

ステーション間の前駆体の拡散は、リッドとトッププレートとの間隙距離が長くなると、及び、ある特定の前駆体（例えば、ＮＨ_３）で、増加する。１つ以上の実施形態は、前駆体の拡散を制限するための装置及び方法を有利に提供する。

【0020】

図１及び２は、本開示の１つ以上の実施形態による処理チャンバ１００を例示している。図１は、本開示の１つ以上の実施形態による断面等角図として例示された処理チャンバ１００を示している。図２は、本開示の１つ以上の実施形態による処理チャンバ１００の断面を示している。したがって、本開示の幾つかの実施形態は、支持アセンブリ２００及びトッププレート３００を組み込んだ処理チャンバ１００を対象とする。

【0021】

処理チャンバ１００は、壁１０４及び底部１０６を備えた筐体１０２を有する。筐体１０２は、トッププレート３００とともに、処理容積とも呼ばれる内部容積１０９を画成する。

【0022】

処理チャンバ１００は、複数の処理ステーション１１０を含む。処理ステーション１１０は、筐体１０２の内部容積１０９に位置しており、支持アセンブリ２００の回転軸２１１の周りに円形配置で位置決めされている。処理ステーション１１０は、処理チャンバ１００の内部容積１０９の周りに空間的に配置されている。各処理ステーション１１０は、前面１１４を有するガスインジェクタ１１２を備えている。幾つかの実施形態では、ガスインジェクタ１１２の各々の前面１１４は、実質的に同一平面上にある。幾つかの実施形態では、ガスインジェクタ１１２の前面１１４は非同一平面上にあり、前面１１４と支持面２３１との間に異なる間隙を形成する。処理ステーション１１０は、処理を行うことができる領域として定義される。例えば、処理ステーション１１０は、ヒータ２３０の支持面２３１及びガスインジェクタ１１２の前面１１４によって画成することができる。

【0023】

処理ステーション１１０は、任意の適切な処理を実行し、任意の適切な処理条件を提供するように構成することができる。用いられるガスインジェクタ１１２のタイプは、例えば、実行する処理のタイプ及びシャワーヘッド又はガスインジェクタのタイプに応じて決まる。例えば、原子層堆積装置として動作するように構成された処理ステーション１１０は、シャワーヘッド又は渦流式ガスインジェクタを有しうる。一方、プラズマステーションとして動作するように構成された処理ステーション１１０は、プラズマガスがウエハに向かって流れることを可能にしつつ、プラズマを生成するための１つ以上の電極及び／又は接地プレート構成を有しうる。図２に例示される実施形態は、図面の右側（処理ステーション１１０ｂ）とは異なるタイプの処理ステーション１１０を図面の左側（処理ステーション１１０ａ）に有する。適切な処理ステーション１１０には、熱処理ステーション、マイクロ波プラズマ、３電極ＣＣＰ、ＩＣＰ、平行板ＣＣＰ、ＵＶ露光、レーザ処理、ポンピングチャンバ、アニーリングステーション、及び計測ステーションが含まれるが、これらに限定されない。

【0024】

支持アセンブリ２００は、回転可能な中心ベース２１０を含む。回転可能な中心ベース２１０は、対称又は非対称の形状を有することができ、回転軸２１１を画成する。回転軸２１１は、垂直方向と呼ばれうる又はｚ軸に沿った第１の方向に延びる；しかしながら、このような「垂直」という用語の使用は、重力の引力に対する方向に限定されないことが理解されよう。

【0025】

幾つかの実施形態では、支持アセンブリ２００は、中心ベース２１０に接続されてそこから延びる少なくとも２つの支持アーム２２０を含む。支持アーム２２０は、内端２２１及び外端２２２を有する。内端２２１は中心ベース２１０と接触しており、したがって、中心ベース２１０が回転軸２１１の周りを回転すると、支持アーム２２０も同様に回転する。支持アーム２２０は、留め具（例えば、ボルト）によって、又は中心ベース２１０と一体的に形成されることによって、内端２２１において中心ベース２１０に接続されうる。

【0026】

支持アセンブリ２００内の支持アーム２２０の数は、変化させることができる。幾つかの実施形態では、少なくとも２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、又は８つの支持アーム２２０が存在する。幾つかの実施形態では、３つの支持アーム２２０が存在する。幾つかの実施形態では、４つの支持アーム２２０が存在する。幾つかの実施形態では、処理ステーション１１０と同じ数の支持アーム２２０が存在する。

【0027】

支持アーム２２０は、中心ベース２１０の周りに対称に配置することができる。例えば、４つの支持アーム２２０を備えた支持アセンブリ２００では、支持アーム２２０の各々は、中心ベース２１０の周りに９０°の間隔で位置決めされる。３つの支持アーム２２０を備えた支持アセンブリ２００では、支持アーム２２０は、中心ベース２１０の周りに１２０°の間隔で位置決めされる。別の言い方をすれば、４つの支持アーム２２０を有する実施形態では、支持アームは、回転軸２１１の周りに４回対称をもたらすように配置される。幾つかの実施形態では、支持アセンブリ２００は、ｎ個の支持アーム２２０を有しており、このｎ個の支持アーム２２０は、回転軸２１１の周りにｎ回対称をもたらすように配置される。

【0028】

ヒータ２３０は、支持アーム２２０の外端２２２に位置決めされる。幾つかの実施形態では、各支持アーム２２０はヒータ２３０を有する。ヒータ２３０の中心は、中心ベース２１０の回転時にヒータ２３０が円形経路で移動するように、回転軸２１１から距離を置いて配置される。

【0029】

ヒータ２３０は、ウエハを支持することができる支持面２３１を有する。幾つかの実施形態では、ヒータ２３０の支持面２３１は、実質的に同一平面上にある。この態様で用いられる場合、「実質的に同一平面」とは、個々の支持面２３１によって形成される平面が、他の支持面２３１によって形成される平面の±５°、±４°、±３°、±２°又は±１°以内にあることを意味する。

【0030】

幾つかの実施形態では、ヒータ２３０は、支持アーム２２０の外端２２２に直接位置決めされる。幾つかの実施形態では、図面に示されるように、ヒータ２３０は、ヒータスタンドオフ２３４によって、支持アーム２２０の外端２２２より上に持ち上げられる。ヒータスタンドオフ２３４は、ヒータ２３０の高さを増加させるように任意のサイズ及び長さにすることができる。

【0031】

幾つかの実施形態では、チャネル２３６は、中心ベース２１０、支持アーム２２０、及び／又はヒータスタンドオフ２３４のうちの１つ以上に形成される。チャネル２３６は、電気接続をルート設定するため、又はガス流を供給するために使用することができる。

【0032】

ヒータは、当業者に知られている任意の適切なタイプのヒータでありうる。幾つかの実施形態では、ヒータは、ヒータ本体内に１つ以上の加熱素子を備えた抵抗ヒータである。幾つかの実施形態のヒータ２３０は、追加の構成要素を含む。例えば、ヒータは静電チャックを備えていてもよい。静電チャックは、ヒータを移動させている間、ヒータ支持面２３１上に位置決めされたウエハを所定の位置に保持することができるように、さまざまなワイヤ及び電極を含みうる。これにより、処理の開始時にウエハをヒータにチャックし、異なる処理領域に移動する間、同じヒータの同じ位置に留めることができる。幾つかの実施形態では、ワイヤ及び電極は、支持アーム２２０内のチャネル２３６を通してルート設定される。

【0033】

幾つかの実施形態では、支持プレート２４５は支柱２２７によって支持される。支柱２２７は、単一の構成要素プラットフォームを使用するときに、支持プレート２４５の中心のたるみを防止するのに有用でありうる。幾つかの実施形態では、支柱２２７は、支持プレート２４５の主要な支持体である。

【0034】

図３～９を参照すると、本開示の幾つかの実施形態は、マルチステーション処理チャンバのためのトッププレート３００を対象とする。トッププレート３００は、リッドの厚さを画成する上面３０１及び底面３０２、並びに１つ以上のエッジ３０３を有するリッド本体３０７を備えている。トッププレート３００は、その厚さを通って延びる少なくとも１つの開口部３１０を含む。開口部３１０は、処理ステーション１１０を形成することができるガスインジェクタ１１２（図１参照）の追加を可能にするようにサイズ調整される。幾つかの実施形態では、２つから６つの範囲のステーション開口部３１０が存在する。幾つかの実施形態では、ステーション開口部３１０の各々は、ほぼ同じ直径を有している。この態様で用いられる場合、「ほぼ同じ直径」という用語は、各直径が平均直径に対して±１％又は０．５％以内であることを意味する。幾つかの実施形態では、少なくとも２つの異なる直径の開口部３１０が存在する。

【0035】

トッププレート３００の開口部３１０は、均一にサイズ調整されるか、又は異なるサイズを有することができる。幾つかの実施形態では、ステーション分離パージチャネル３２９は、各開口部３１０を取り囲む。ステーション分離パージチャネル３２９は、任意の適切な形状又はサイズでありうる。幾つかの実施形態では、ステーション分離パージチャネル３２９は、内部に密閉された空間を形成するためのインサートを備えたトッププレート３００に形成された溝である。例示される実施形態では、ステーション分離パージチャネル３２９は、処理チャンバからの処理ガスの漏れを防ぐためにパージガスの正の流れを供給するために、パージガス源（図示せず）と流体連結するように位置決めされたポンプ／パージインサート３３０を含む。ステーション分離パージチャネル３２９の特徴への言及は、ポンプ／パージインサート３３０が存在する実施形態を含む。例えば、ステーション分離パージチャネル３２９が入り口３３９を備えている場合、当業者は、入り口３３９が、ポンプ／パージインサート３３０内に位置することができ、これが次に、ステーション分離パージチャネル３２９内に配置されることを認識するであろう。

【0036】

幾つかの実施形態では、ステーション分離パージチャネル３２９は、図３及び４に示されるように、ステーション開口部３１０の周りに複数の円形部分３４１を備えている。幾つかの実施形態では、ステーション分離パージチャネル３２９の複数の円形部分３４１の各々は、１つ以上のコネクタセグメント３４２を介して、隣接した円形部分３４１に接続される。図３及び４の実施形態に示されるように、円形部分３４１の各々は、２つのコネクタセグメント３４２を介して、２つの隣接した円形部分３４１に接続される。２つのコネクタセグメント３４２は、入り口３３９が位置しているハブ３４３において連結する。

【0037】

幾つかの実施形態では、ステーション分離パージチャネル３２９の円形部分３４１の直径は、ステーション開口部３１０の直径とは無関係である。円形部分３４１の直径は、開口部３１０の外周壁３１３に対するチャネルの最も内側の側壁３３５との間で測定される。別の言い方をすれば、円形部分３４１の直径は、特定の円形部分３４１が取り囲む開口部３１０に最も近い壁の間で測定される。幾つかの実施形態では、円形部分３４１の各々はほぼ同じ直径を有する。幾つかの実施形態では、円形部分３４１の各々は、ステーション開口部３１０の直径に依存する直径を有する。例えば、円形部分の各々の直径は、開口部３１０の各々の直径より、約０．５ｍｍから約５０ｍｍの範囲、又は約１ｍｍから約２５ｍｍの範囲の量Ｄ（図６を参照）だけ大きい。

【0038】

図４は、本開示の１つ以上の実施形態によるトッププレート３００の断面図を示している。図５は、ポンプ／パージインサート３３０の一部を示す領域５の拡大図を示している。図６は、ポンプ／パージインサート３３０がステーション分離パージチャネル３２９から分離された、線６－６’に沿った図４のトッププレート３００の一部の断面図を示している。例示される実施形態では、ポンプ／パージインサート３３０は、該ポンプ／パージインサート３３０の底部３３３に少なくとも１つの開口部３３８を備えたガスプレナム３３６を含む。ガスプレナム３３６は、ポンプ／パージインサート３３０上部３３１又は側壁３３５の近くに入り口３３９を有する。

【0039】

幾つかの実施形態では、プレナム３３６には、ポンプ／パージインサート３３０の底部３３３の開口部３３８を通過することができるパージガス又は不活性ガスを、入り口３３９を介して充填することができる。開口部３３８を通るガスの流れは、処理チャンバの内部からの処理ガスの漏れを防ぐためのガスカーテン型のバリアを生成するのに役立ちうる。

【0040】

幾つかの実施形態では、プレナム３３６は、真空源に接続されているか、又は真空源と流体連結している。このような実施形態では、ガスは、ポンプ／パージインサート３３０の底部３３３の開口部３３８を通ってプレナム３３６へと流れる。ガスは、プレナムから排出させることによって排気することができる。このような配置は、使用中に処理ステーション１１０からガスを排出するために使用することができる。幾つかの実施形態では、図４に示されるように、ポンプ／パージインサート３３０は、少なくとも１つの入り口３３９及び少なくとも１つの出口３３９ａを有する。幾つかの実施形態では、パージガスは、入り口３３９を通ってプレナム３３６へと流入し、出口３３９ａに接続された真空源に切り替えられて、プレナム３３６からガスを除去することができる。幾つかの実施形態では、各開口部は入り口として用いられる。幾つかの実施形態では、各開口部は出口として用いられる。幾つかの実施形態では、各開口部は、切り替え可能なガス源及び真空源に接続されて、ガス源又は真空源をプレナム３３６に接続可能にする。幾つかの実施形態では、ステーション分離パージチャネルには、ステーション開口部３１０が存在するのと同じ数の入口３３９が存在する。幾つかの実施形態では、ステーション分離パージチャネルの各入り口３３９は、ステーション分離パージチャネルの２つの隣接した円形部分に接続する。

【0041】

図４～５及び７～９に示されるように、トッププレート３００の幾つかの実施形態は、リッド本体３０７の中心部３０５からリッド本体３０７の外周エッジ部分３０９まで延びる複数の角度付きパージチャネル３８０を含む。角度付きパージチャネル３８０は、隣接したステーション開口部３１０間に延びる。図４は、２つの角度付きパージチャネル３８０に沿ってリッド本体３０７の中心部３０５を通して切り取られたトッププレート３００の実施形態の断面等角図を示している。図５は、リッド本体３０７の外周エッジ部分３０９の近くの角度付きパージチャネル３８０の一部を示す図４の領域５の拡大図を示している。図７は、さまざまなガス通路を示すトッププレート３００の実施形態の概略図を示している。当業者は、トッププレート３００の上面図では、図示されたガス通路のすべては視認できないこと、及び図がワイヤフレーム図で通路を示していることを認識するであろう。図８は、部分等角図のない、図４の断面を示している。図９は、図８の領域９の拡大部分を示している。

【0042】

角度付きパージチャネル３８０の各々は、複数の間隔を空けた開孔３８２を備えている。間隔を空けた開孔は、角度付きパージチャネル３８０からリッド本体３０７の底面３０２まで延びる。間隔を空けた開孔３８２の形状は円筒形として示されているが、当業者は、他の形状が本開示の範囲内にあることを認識するであろう。例えば、幾つかの実施形態の開孔は、底面３０２に接続された下部よりも広い直径を有する角度付きパージチャネル３８０に接続された上部を有する。より広い直径からより狭い直径への移行は、線形、勾配、又は段階的でありうる。

【0043】

幾つかの実施形態では、角度付きパージチャネル３８０の各々は、別々の入口に接続される。幾つかの実施形態では、角度付きパージチャネル３８０はすべて、リッド本体３０７の中心部３０５に位置した単一の入り口３８４に接続される。幾つかの実施形態では、入り口３８４は、リッド本体３０７の上面３０１に隣接して位置する。幾つかの実施形態では、入り口３８４は、リッド本体３０７の上面３０１に隣接した球形部分を有する。傾斜部分３８６は、リッド本体３０７の上面３０１に隣接した球形部分から底面３０２に隣接した角度付きパージチャネル３８０へと角度が付いている。傾斜部分３８６は、球形部分と角度付きパージチャネル３８０との間の流体連結を提供する。

【0044】

図２及び３に戻ると、トッププレート３００の幾つかの実施形態は、トッププレート３００の中心部３０５を通過するリッド支持ビーム３６０を含む。リッド支持ビーム３６０は、コネクタ３６７を使用して、中心の近くのトッププレート３００に接続されうる。コネクタ３６７を使用して、トッププレート３００に直交する力を加えて、圧力差の結果として、又はトッププレート３００の重量に起因する、トッププレート３００の湾曲を補償することができる。幾つかの実施形態では、リッド支持ビーム３６０及びコネクタ３６７は、約１．５ｍの幅及び約１００ｍｍ以下の厚さを有するトッププレートの中心において、約５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、又は１．５ｍｍ以下のたわみを補償することができる。幾つかの実施形態では、リッド支持ビームは、最大約５ｍｍのたわみを補償するためにリッド本体の変形補償を提供するように構成される。

【0045】

幾つかの実施形態は、リッド支持ビーム３６０に接続されたモータ／アクチュエータ３６５を含む。モータ３６５又はアクチュエータは、任意の適切な接続タイプによってコネクタ３６７に接続されて、トッププレート３００に加えられる方向の力に変化を生じさせることができる。モータ３６５又はアクチュエータは、リッド支持ビーム３６０上で支持されうる。図示されたリッド支持ビーム３６０は、２つの位置でトッププレート３００のエッジと接触している。しかしながら、当業者は、１つの接続位置又は３つ以上の接続位置が存在しうることを認識するであろう。幾つかの実施形態では、リッド支持ビームは、リッドの中心部に上面又は底面に向けられた力を提供するように構成されたコントローラ３９０と通信しているモータ／アクチュエータを備えている。上面又は底面に向けられた力とは、リッド本体３０７に対するコネクタ３６７の接続応力点を指す。

【0046】

図２に戻ると、幾つかの実施形態の支持アセンブリ２００は、少なくとも１つのモータ２５０を含む。少なくとも１つのモータ２５０は、中心ベース２１０に接続され、回転軸２１１の周りで支持アセンブリ２００を回転させるように構成される。幾つかの実施形態では、少なくとも１つのモータは、中心ベース２１０を回転軸２１１に沿った方向に移動させるように構成される。例えば、図２では、モータ２５５はモータ２５０に接続されており、支持アセンブリ２００を回転軸２１１に沿って移動させることができる。別の言い方をすれば、図示されたモータ２５５は、支持アセンブリ２００を、ｚ軸に沿って、モータ２５０によって引き起こされる動きに対して垂直に又は直交して移動させることができる。幾つかの実施形態では、図示されるように、支持アセンブリ２００を回転軸２１１の周りで回転させる第１のモータ２５０と、支持アセンブリ２００を回転軸２１１に沿って（すなわち、ｚ軸に沿って又は垂直に）移動させる第２のモータ２５５とが存在する。

【0047】

図３及び７に示されるように、トッププレート３００の幾つかの実施形態は、１つ以上のセンサ３８８を備えている。幾つかの実施形態の１つ以上のセンサ３８８は、トッププレート３００の開口部３８９に位置している。センサ３８８は、トッププレート３００及び処理チャンバ１００とともに使用することができる、当業者に知られている任意の適切なセンサでありうる。幾つかの実施形態では、センサ３８８は、温度センサ（例えば、高温計）、距離センサ、レベルファインダ（level finder：水平検出器）、又は計測センサ（例えば、近赤外線）のうちの１つ以上を含む。

【0048】

図３及び６を参照すると、幾つかの実施形態はヒータ３４７を含む。幾つかの実施形態では、ヒータ３４７は、トッププレート３００の外周の周りに延びるヒータケーブルを備えている。ヒータ３４７は、本体３０７内の任意の距離に位置しうる。例えば、ヒータ３４７は、本体３０７の厚さ内又は上面３０１に位置しうる。

【0049】

図３に示されるように、幾つかの実施形態は、少なくとも１つのコントローラ３９０を含む。コントローラ３９０は、モータ／アクチュエータ３６５、ヒータ３４７、パージガス源（図示せず）、真空源（図示せず）、又はセンサ３８８のうちの１つ以上に結合される。コントローラ９５０は、さまざまな構成要素を制御するための産業環境で使用することができる、任意の形態の汎用コンピュータプロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどのうちの１つでありうる。

【0050】

少なくとも１つのコントローラ３９０は、プロセッサ３９２、該プロセッサ３９２に結合されたメモリ３９４、プロセッサ３９２に結合された入力／出力デバイス３９６、及び異なる電子構成要素間の通信のための支援回路３９８を有することができる。メモリ３９４は、一時メモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ）及び非一時メモリ（例えば、ストレージ）のうちの１つ以上を含みうる。

【0051】

プロセッサのメモリ３９４又はコンピュータ可読媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、又は任意の他の形態のローカル又は遠隔のデジタルストレージなど、容易に入手可能なメモリの１つ以上でありうる。メモリ３９４は、処理チャンバ１００のパラメータ及び構成要素を制御するためにプロセッサ３９２によって動作可能な命令セットを保持することができる。支援回路３９８は、従来の方法でプロセッサを支持するためにプロセッサ３９２に結合される。回路は、例えば、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステムなどを含みうる。

【0052】

プロセスは、概して、プロセッサによって実行されると、処理チャンバに本開示の処理を実行させるソフトウェアルーチンとしてメモリに格納されうる。ソフトウェアルーチンはまた、プロセッサによって制御されているハードウェアから遠隔に位置している第２のプロセッサ（図示せず）によって格納及び／又は実行されうる。本開示の方法の幾つか又はすべてをハードウェアで実行することもできる。したがって、プロセスは、ソフトウェアに実装されてもよく、かつ、例えば、ハードウェア内のコンピュータシステムを特定用途向け集積回路又は他の種類のハードウェアの実装、若しくはソフトウェアとハードウェアとの組合せとして使用して、プロセスを実行することもできる。ソフトウェアルーチンは、プロセッサによって実行されると、汎用コンピュータを、プロセスが実行されるようにチャンバの動作を制御する特定用途向けコンピュータ（コントローラ）に変換する。

【0053】

幾つかの実施形態では、コントローラ３９０は、個々のプロセス又はサブプロセスを実行するための１つ以上の構成を有する。コントローラ３９０は、方法の機能を実行するために中間構成要素を動作させるように接続及び構成することができる。例えば、コントローラ３９０は、ガスバルブ、アクチュエータ、モータ、スリットバルブ、真空制御などのうちの１つ以上に接続されて、これらを制御するように構成されうる。

【0054】

幾つかの実施形態のコントローラ３９０は、次から選択される１つ以上の構成を有する：ヒータに電力を供給する構成；温度センサから温度を読み取る構成；温度センサから読み取った温度に基づいてヒータに電力を供給する構成；モータ／アクチュエータを動作させてチャンバリッドを水平にする構成；ステーション分離パージチャネルにガスの流れを供給する構成、又は複数の角度付きパージチャネルにガスの流れを供給する構成。

【0055】

本明細書で論じられる材料及び方法を説明する文脈（とりわけ、以下の請求項の文脈）での「ａ」及び「ａｎ」及び「ｔｈｅ」という用語、並びに同様の指示対象の使用は、本明細書に別段の記載がない限り、又は文脈に明確に矛盾しない限り、単数形及び複数形の両方に及ぶと解釈されるべきである。本明細書の値の範囲の列挙は、本明細書に別段の記載がない限り、範囲内に入る各個別の値を個別に参照する簡単な方法として役立つことを単に意図しており、各個別の値は、本明細書に個別に記載されているかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載されるすべての方法は、本明細書に別段の指示がない限り、又は文脈によって明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実施することができる。本明細書で提供される任意及びすべての例、又は例示的な言語（例えば、「など」）の使用は、単に材料及び方法をより明らかにすることを意図しており、特に明記しない限り、特許請求の範囲に制限を課すことはない。明細書のいかなる文言も、特許請求されていない要素が開示された材料及び方法の実施に不可欠であることを示していると解釈されるべきではない。

【0056】

この明細書全体を通じての、「一実施形態（one embodiment）」、「ある特定の実施形態（certain embodiments）」、「１つ以上の実施形態（one or more embodiments）」、又は、「実施形態（an embodiment）」に対する言及は、実施形態に関連して説明されている特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体のさまざまな箇所での「１つ以上の実施形態」、「ある特定の実施形態」、「一実施形態」、又は「ある実施形態」などの文言の表出は、必ずしも本開示の同一の実施形態を指すものではない。さらには、特定の特徴、構造、材料、又は特性は、１つ以上の実施形態において、任意の適切な方法で組み合わせることができる。

【0057】

本明細書の開示は具体的な実施形態を参照して説明されているが、これらの実施形態は、本開示の原理及び用途の単なる例示であるものと理解されたい。本開示の主旨及び範囲から逸脱することなく、本開示の方法及び装置に対してさまざまな修正及び変形を行うことができることは、当業者にとって明らかであろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲内である修正及び変形を含む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】

【手続補正書】

【提出日】2022-09-27

【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】

処理チャンバリッドであって、
上面及び底面を有するリッド本体であって、各開口部が外周エッジを有している、前記上面から前記底面まで延びる複数のステーション開口部を有する、リッド本体、
前記複数のステーション開口部の各々の前記外周エッジの周りに延びるステーション分離パージチャネルであって、前記ステーション分離パージチャネルから前記リッド本体の前記底面まで延びる複数の開孔を有しており、前記複数の開孔が前記複数のステーション開口部の周りに間隔を空けて配置されている、ステーション分離パージチャネル、
前記ステーション分離パージチャネル内に配置されたポンプ／パージインサートであって、当該ポンプ／パージインサートの底部に少なくとも１つの開口部と入り口とを有するガスプレナムを備える、ポンプ／パージインサート、及び
隣接したステーション開口部間に前記リッド本体の中心部から前記リッド本体の外周エッジ部分まで延びる複数の角度付きパージチャネルであって、前記角度付きパージチャネルの各々が前記角度付きパージチャネルから前記リッド本体の前記底面まで延びる複数の間隔を空けた開孔を備えている、複数の角度付きパージチャネル
を備えている、処理チャンバリッド。

【請求項2】

前記ステーション分離パージチャネルが前記ステーション開口部の周りに複数の円形部分を含む、請求項１に記載の処理チャンバリッド。

【請求項3】

前記複数の円形部分の各々が、１つ以上のコネクタセグメントを介して、隣接した円形部分に接続される、請求項２に記載の処理チャンバリッド。

【請求項4】

前記複数の円形部分の各々が、２つのコネクタセグメントを介して、２つの隣接した円形部分に接続される、請求項３に記載の処理チャンバリッド。

【請求項5】

前記２つのコネクタセグメントが、ハブにおいて連結する、請求項４に記載の処理チャンバリッド。

【請求項6】

前記ポンプ／パージインサートが前記２つのコネクタセグメントの前記ハブに入り口を備えている、請求項５に記載の処理チャンバリッド。

【請求項7】

２～６個の範囲のステーション開口部が存在する、請求項５に記載の処理チャンバリッド。

【請求項8】

前記ステーション開口部が、少なくとも２つの異なる直径を有する、請求項７に記載の処理チャンバリッド。

【請求項9】

前記円形部分が、全ての前記ステーション開口部の周りで同じ直径を有する、請求項８に記載の処理チャンバリッド。

【請求項10】

前記円形部分の各々の直径が、前記開口部の各々の直径より約０．５ｍｍから約５０ｍｍの範囲だけ大きい、請求項９に記載の処理チャンバリッド。

【請求項11】

前記ポンプ／パージインサートにステーション開口部と同数の入り口が存在する、請求項８に記載の処理チャンバリッド。

【請求項12】

前記複数の角度付きパージチャネルが、前記リッド本体の中心部に位置する単一の入り口に接続している、請求項１に記載の処理チャンバリッド。

【請求項13】

前記入り口が、前記リッド本体の上面に隣接して位置する、請求項１２に記載の処理チャンバリッド。

【請求項14】

前記入り口が、前記角度付きパージチャネルと流体連通する球形部分を備える、請求項１３に記載の処理チャンバリッド。

【請求項15】

前記入り口から、前記リッド本体の前記底面に隣接した前記角度付きパージチャネルへと角度が付いている傾斜部分をさらに備える、請求項１３に記載の処理チャンバリッド。

【請求項16】

前記リッド本体の幅にわたって延びるリッド支持ビームをさらに備えており、前記リッド支持ビームが前記リッド本体の中心部に接続されている、請求項１に記載の処理チャンバリッド。

【請求項17】

前記リッド支持ビームが、最大約５ｍｍのたわみを補償するために前記リッド本体の変形補償を提供するように構成されている、請求項１６に記載の処理チャンバリッド。

【請求項18】

前記リッド支持ビームが、コントローラと通信しているモータ／アクチュエータをさらに備えており、前記コントローラが、上面又は底面に向けられた力を前記リッド本体の中心部に提供するように構成されている、請求項１７に記載の処理チャンバリッド。

【外国語明細書】