特開 2023-54773 モジュール式反応チャンバ

(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】P2023054773

(43)【公開日】2023-04-14

(54)【発明の名称】モジュール式反応チャンバ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20230407BHJP

   B01J 19/24 20060101ALI20230407BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALN20230407BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 B

B01J19/24 Z

H01L21/302 101G

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022158615

(22)【出願日】2022-09-30

(31)【優先権主張番号】63/251,787

(32)【優先日】2021-10-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】519237203

【氏名又は名称】エーエスエム・アイピー・ホールディング・ベー・フェー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ルチク・バット

(72)【発明者】

【氏名】ジャンチウ・ファン

【テーマコード（参考）】

4G075

5F004

5F045

【Ｆターム（参考）】

4G075AA25

4G075AA30

4G075AA63

4G075BA01

4G075BC04

4G075BC06

4G075BC10

4G075CA02

4G075CA03

4G075CA47

4G075DA02

4G075DA18

4G075EA05

4G075EA06

4G075EB01

4G075FA01

4G075FA12

4G075FB02

5F004AA15

5F004BB25

5F004BB26

5F004BC08

5F004BD03

5F004BD04

5F004BD05

5F045AA03

5F045AA19

5F045AD04

5F045AD05

5F045AD06

5F045AD07

5F045AD08

5F045AE01

5F045BB08

5F045DP03

5F045DQ10

5F045EB03

5F045EB06

5F045EC05

5F045EJ03

5F045EK07

5F045EM02

(57)【要約】

【課題】モジュール式反応チャンバを提供する。
【解決手段】モジュール式反応チャンバは、異なる温度範囲（例えば、異なる最高温度）で使用するように各々設計された二つ以上のサセプタの設置を可能にするように構成される。モジュール式チャンバは、用途ニーズ（例えば、低温プロセスおよび高温プロセス）に適応するように、第一および第二のサセプタならびにそれらの対応するヒーターを交換して出すことまたは設置することを可能にするように設計される。反応チャンバは、二つ以上のアダプタまたはインターフェースプレート（またはプレートアセンブリ）を受け入れるように（例えば本体の下部部分の開口部によって）構成された本体を含む。プレートまたはプレートアセンブリの各々は、適切な冷却を提供することを含んで特定のサセプタヒーターアセンブリ（例えば、低温ヒーターおよび高温ヒーターなど）と共に使用するように、ならびに反応チャンバ本体の下部部分の開口部をシールするように構成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体を有する反応チャンバであって、前記本体が、前記本体を通って延在する反応空間を画定する側壁を有し、かつ前記本体が、前記反応空間への開口部を有する底壁をさらに含む、反応チャンバと、
インターフェースプレートが、前記底壁に取り外し可能に結合されており、かつ前記インターフェースプレートが、前記反応空間への前記開口部に少なくとも部分的に受け入れられて前記反応空間を囲む、インターフェースプレートを含む、インターフェースプレートアセンブリと、を備えるモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項2】

前記インターフェースプレートが、第一の温度上限に適合された第一のサセプタヒーターと共に使用するように、または前記第一の温度上限よりも高い第二の温度上限に適合された第二のサセプタヒーターと共に使用するように構成されている、請求項１に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項3】

前記第一の温度上限が２５０℃未満であり、前記第二の温度上限が４５０℃未満である、請求項２に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項4】

前記インターフェースプレートが、スリーブに結合された中心開口部を備え、前記第一のサセプタヒーターまたは前記第二のサセプタヒーターが、前記スリーブに少なくとも部分的に受け入れられて前記反応空間内へ前記中心開口部を通って延在する、請求項２に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項5】

前記本体がアルミニウム製であり、前記インターフェースプレートがステンレス鋼製である、請求項２に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項6】

前記インターフェースプレートが、前記底壁と結合する留め具で前記本体に取り外し可能に結合される、請求項１に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項7】

前記インターフェースプレートが、前記インターフェースプレートの中心の周りに少なくとも１周延在する冷却チューブチャネルを備え、前記インターフェースプレートアセンブリが、前記冷却チューブチャネル内に位置する冷却ループを更に備え、前記冷却ループが、前記インターフェースプレートの温度を制御するために冷却剤の流れを受け入れるように構成されている、請求項１に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項8】

前記冷却チューブチャネルが、前記インターフェースプレートの上部面と前記底壁との間にシールを提供するために使用される第一のシール部材と、前記インターフェースプレートの下部面と前記下部面に当接するリフトピン機構との間にシールを提供するために使用される第二のシール部材とのうちの少なくとも一方から６～１２ｍｍの範囲内の距離に位置する、請求項７に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項9】

フレキシブルヒーターをさらに備え、前記本体が、前記フレキシブルヒーターが中に受け入れられる前記底壁の表面の溝を備え、前記溝が前記反応空間への前記開口部の周辺付近に延在することによって、前記反応空間の温度が前記フレキシブルヒーターの動作によって少なくとも部分的に制御される、請求項１に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項10】

円筒形の反応空間を画定する側壁を有する反応チャンバであって、前記側壁が前記反応空間への開口部を有する底面を含む、反応チャンバと、
留め具で前記底面に取り外し可能に結合されて前記反応空間を囲むインターフェースプレートを含むインターフェースプレートアセンブリであって、前記インターフェースプレートアセンブリが、前記インターフェースプレートの上部面と前記側壁のブーム面との間に配置されたシール部材をさらに含み、前記シール部材が前記反応空間への前記開口部の周辺付近に延在する、インターフェースプレートアセンブリと、を備えるモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項11】

前記インターフェースプレートが、前記インターフェースプレートの中心の周りに延在する冷却チューブチャネルを備え、前記インターフェースプレートアセンブリが、前記冷却チューブチャネル内に位置する冷却ループをさらに備え、前記冷却ループが前記インターフェースプレートの温度を制御するために冷却剤の流れを受け入れるように構成されている、請求項１０に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項12】

前記シール部材がＯリングを備え、前記冷却チューブチャネルが前記シール部材から３～１２ｍｍの範囲内の距離に位置する、請求項１１に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項13】

フレキシブルヒーターをさらに備え、前記底面が、前記フレキシブルヒーターが中に受け入れられる溝を備え、前記溝が前記反応空間への前記開口部の周辺付近に延在することによって、前記反応空間の温度が前記フレキシブルヒーターの動作によって少なくとも部分的に制御される、請求項１０に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項14】

前記インターフェースプレートが、第一の温度上限に適合された第一のサセプタヒーターと共に使用するように、または前記第一の温度上限よりも高い第二の温度上限に適合された第二のサセプタヒーターと共に使用するように構成されている、請求項１０に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項15】

前記第一の温度上限が２５０℃未満であり、前記第二の温度上限が４５０℃未満である、請求項１４に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項16】

本体を有する反応チャンバであって、前記本体が、前記本体を通って延在する反応空間を画定する側壁を有し、かつ前記本体が、前記反応空間への開口部を有する底壁をさらに含む、反応チャンバと、
前記底壁に取り外し可能に結合可能であり、かつ前記反応空間への開口部に少なくとも部分的に受け入れられて前記反応空間を囲むように構成された第一のインターフェースプレートまたは第二のインターフェースプレートを含むインターフェースプレートアセンブリと、を備え、
前記第一のインターフェースプレートが、第一の温度上限に適合された第一のサセプタヒーターと共に使用するように構成され、
前記第二のインターフェースプレートが、前記第一の温度上限よりも高い第二の温度上限に適合された第二のサセプタヒーターと共に使用するように構成されている、モジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項17】

前記第一の温度上限が２５０℃未満であり、前記第二の温度上限が４５０℃未満である、請求項１６に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項18】

前記第一のインターフェースプレートと前記第二のインターフェースプレートの各々が、スリーブに結合された中心開口部を備え、前記第一のサセプタヒーターまたは前記第二のサセプタヒーターが、前記スリーブに少なくとも部分的に受け入れられて前記反応空間内へ前記中心開口部を通って延在する、請求項１６に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項19】

前記第一のインターフェースプレートと前記第二のインターフェースプレートの各々が冷却チューブチャネルを備え、前記インターフェースプレートアセンブリが、前記冷却チューブチャネル内に位置する冷却ループをさらに備え、前記冷却ループが前記インターフェースプレートの温度を制御するために冷却剤の流れを受け入れるように構成されている、請求項１６に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【請求項20】

前記冷却チューブチャネルが、前記第一のインターフェースプレートまたは前記第二のインターフェースプレートの上部面と前記底壁との間にシールを提供するために使用される第一のシール部材と、前記第一のインターフェースプレートまたは前記第二のインターフェースプレートの下部面と前記下部面に当接するリフトピン機構との間にシールを提供するために使用される第二のシール部材とのうちの少なくとも一方から３～１２ｍｍの範囲内の距離に位置する、請求項１９に記載のモジュール式反応チャンバアセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概してウエハ処理または反応器システムにおいて表面のクリーニングおよびエッチングを提供するための方法およびシステムに関し、より具体的には、二つ以上の温度範囲でウエハ表面におけるクリーニングおよび／またはエッチングをサポートするように構成された反応チャンバに関する。

【背景技術】

【0002】

原子層堆積（ＡＬＤ）および化学気相堆積（ＣＶＤ）を含む半導体処理技術は、シリコンウエハなどの基材上の材料の薄膜を形成するために使用されることが多い。こうした処理を実施するために、ウエハ処理工程中にウエハを保持するために使用されるサセプタまたは基材ホルダーがその中に位置付けられる反応チャンバを有する反応器システムまたはツールが使用される。

【0003】

反応チャンバ内での例示的な処理工程は、クリーニングおよびエッチングであり、これらのプロセスは、効果的であるように、またはスループット要求を達成するために所望の反応速度を提供するために、広範囲の温度で行われる必要があり得る。一つの特定の実施例では、反応チャンバは、サセプタまたは基材ホルダー上に支持されているウエハ表面における自然酸化物のクリーニングおよび／またはエッチングに使用されてもよい。クリーニング／エッチングプロセスは、金属層、金属亜硝酸塩層、金属炭化物層、またはこれに類するものの堆積のための、高品質ウエハベースを提供するのに有用である。

【0004】

従来、反応チャンバは、動作温度の特定の範囲内で動作するように設計および製造されるものであり、当該特定の範囲は、それら反応チャンバの機能を制限する場合がある。例えば、現在使用されているいくつかの反応チャンバは、エッチング／クリーニングなどのプロセスに使用することができるが、最高温度が２５０℃である範囲などにおいてのみである。この温度範囲は、プロセス反応速度を制限するものであり、そのことによって、さらには、こうした反応チャンバが所望の製造スループット目標を達成できることが妨げられる場合がある。

【0005】

したがって、最高温度４５０℃で上限を設けられた範囲およびまた最大２５０℃で上限を設けられた範囲などの、二つ以上の温度範囲でウエハのクリーニング／エッチングを含む処理作業をサポートするように構成された反応器システムにおいて使用するための、反応チャンバ設計への需要がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

この「発明の概要」は、単純化した形態で概念の選択を紹介するために提供される。これらの概念は、以下の本開示の例示的な実施形態の「発明を実施するための形態」において、さらに詳細に説明される。この「発明の概要」は、特許請求の範囲に記載される主題の主要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図しておらず、特許請求の範囲に記載される主題の範囲を限定するために使用されることも意図していない。

【0007】

簡潔に述べると、発明者らは、より高い反応速度を達成するために、または他の処理ニーズを満たすために比較的高い最高温度（例えば、４５０℃などまでの範囲）で、および比較的低い最高温度（例えば、２５０℃または別の有意な温度（例えば、より高い最高温度よりも１５０～２５０℃低い）までの範囲）での両方で動作可能である反応チャンバを有することが望ましい、多くの反応器システム用途があることを認識した。この目的のために、異なる温度範囲（例えば、異なる最高温度）で使用するように各々設計された二つ以上のサセプタの設置を可能にするように構成された、モジュール式反応チャンバが本明細書に記載される。例えば、第一のサセプタは、４５０℃の反応温度上限で使用できるニッケル‐クロム‐モリブデン‐タングステン合金（例えば、Ｃ２２など）サセプタであってもよく、第二のサセプタは、２５０℃の反応温度上限で使用できるアルミニウム（Ａｌ）サセプタであってもよい。

【0008】

モジュール式チャンバは、新しい反応チャンバを含む反応器システムの操作者の用途ニーズ（例えば、低温プロセスおよび高温プロセス）に適応するように、第一および第二のサセプタならびにそれらに対応するヒーターを交換または設置することを可能にするように設計される。反応チャンバは、二つ以上のアダプタプレート（またはアダプタプレートアセンブリ）を受け入れるように（例えば本体の下部部分の開口部によって）構成された本体を含む。アダプタプレートまたはプレートアセンブリの各々は、適切な冷却（例えば温度制御）を提供することを含んで特定のサセプタヒーターアセンブリ（例えば、低温ヒーターおよび高温ヒーターなど）と共に使用するように、ならびに反応チャンバ本体の下部部分の開口部をシールする（または下部反応空間をシールする）ように構成される。上記の実施例では、モジュール式反応チャンバは、異なるアダプタプレートの適用または挿入に応じて、ＡｌサセプタヒーターアセンブリおよびＣ２２サセプタヒーターアセンブリの両方に適合する。

【0009】

より具体的には、本説明は、モジュール式反応チャンバアセンブリを提供する。アセンブリは、本体を有する反応チャンバを含み、当該本体は、本体を通って延在する反応空間を画定する側壁を有する。本体は、反応空間への開口部を有する底壁をさらに含む。アセンブリはまた、底壁に取り外し可能に結合されており、かつ、反応空間への開口部に少なくとも部分的に受け入れられて反応空間を囲む、インターフェースプレートを含む、インターフェースプレートアセンブリを含む。

【0010】

アセンブリのいくつかの実施形態では、インターフェースプレートは、第一の温度上限に適合された第一のサセプタヒーターと共に使用するように、または第一の温度上限よりも高い第二の温度上限に適合された第二のサセプタヒーターと共に使用するように構成される。これらの実現では、第一の温度上限は、約２５０℃未満であってもよく、一方、第二の温度上限は、約４５０℃未満であってもよい。

【0011】

アセンブリのこれらの実施形態または他の実施形態では、インターフェースプレートは、スリーブに結合された中心開口部を含み、第一または第二のサセプタヒーターは、スリーブに少なくとも部分的に受け入れられ、反応空間内へ中心開口部を通って延在する。本体がアルミニウムで形成されておりインターフェースプレートがステンレス鋼で形成されているのが、有用であり得る。いくつかの実現では、インターフェースプレートは、底壁と結合する留め具で本体に取り外し可能に結合される。

【0012】

場合によっては、インターフェースプレートは、インターフェースプレートの中心の周りに少なくとも１周延在する冷却チューブチャネルを含み、インターフェースプレートアセンブリは、冷却チューブチャネル内に位置付けられた冷却ループであって、インターフェースプレートの温度を制御するために冷却剤の流れを受けるように構成された冷却ループをさらに含む。その場合には、冷却チューブチャネルは、インターフェースプレートの上部面と底壁との間にシールを提供するために使用される第一のシール部材と、インターフェースプレートの下部面と下部面に当接するリフトピン機構との間にシールを提供するために使用される第二のシール部材と、のうちの少なくとも一方に、（例えば、２～１２ｍｍの範囲、３～１２ｍｍまたは場合によっては６～１２ｍｍの範囲内の分離距離で）近接していてもよい。

【0013】

さらに、アセンブリがフレキシブルヒーターを含むことが望ましい場合があり、チャンバの本体は、フレキシブルヒーターが中に受け入れられる底壁の表面の溝を含んでもよい。場合によっては、溝は、反応空間への開口部の周辺付近に延在し、それによって、反応空間の温度は、フレキシブルヒーターの動作によって少なくとも部分的に制御される。

【0014】

これらの実施形態のすべては、本開示の範囲内であることが意図される。これらの実施形態および他の実施形態は、添付の図面を参照するある特定の実施形態の以下の「発明を実施するための形態」から当業者に容易に明らかとなることになり、本開示は、考察されるいかなる特定の実施形態にも限定されない。

【0015】

本明細書は、本開示の実施形態と見なされるものを具体的に指摘し、かつ明確に特許請求する特許請求の範囲で結論付ける一方で、本開示の実施形態の利点は、添付の図面と併せて読むと、本開示の実施形態のある特定の実施例の記載から、より容易に確かめられる場合がある。図面全体を通して同様の要素番号が付けられている要素は、同じであることが意図されている。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本説明のインターフェースプレートアセンブリを有する反応チャンバアセンブリの一部の上部斜視断面図である。

【図2】図１に示すものなどの本説明のインターフェースプレートの下部面に設けられ得る、冷却ループまたはチュービングの敷設経路を示す図である。

【図3】図１に示すものなどの本説明のインターフェースプレートアセンブリの中心スリーブまたは導管（およびそれらの中に含まれる加熱要素）の周りに設けられ得る、冷却カラーまたはループを示す図である。

【図4】図１の反応チャンバの側面断面図であり、その反応チャンバをモジュール式にするために使用される修正のさらなる詳細を示す。

【図5】図４の反応チャンバの拡大部分図であり、インターフェースプレート結合面および／または構成要素をより詳細に示す。

【図6】図１のインターフェースプレートの上面斜視図である。

【図7】図１および図６のインターフェースプレートアセンブリの底面斜視図である。

【図8】図６のインターフェースプレートの外側部分の拡大側面断面図である。

【図9】図１の反応チャンバアセンブリの側面断面図であり、インターフェースプレートアセンブリと接する構成要素と共にさらに組み立てられたものを示す。

【図10】図９の反応チャンバアセンブリの拡大部分図であり、リフトピン機構と共にシールするために使用される、Ｏリング／シール部材の周りの冷却チャネルの配置を示す。

【図11】本明細書のアダプタプレートアセンブリと共に使用するように構成された、デュアルチャンバの上面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

ある特定の実施形態および実施例を以下に開示するが、本開示の具体的に開示された実施形態および／または使用、ならびにその明白な修正および均等なものを超えて本開示が拡張することは、当業者によって理解されるであろう。それ故に、本開示の範囲は、本明細書に記載の特定の実施形態によって限定されるべきではないことが意図される。

【0018】

本明細書に提示された例示は、任意の特定の材料、装置、構造、またはデバイスの実際の姿であることを意味せず、本開示の実施形態を説明するために使用される、単なる表現にすぎない。

【0019】

以下により詳細に記載される通り、本開示の様々な詳細および実施形態は、ウエハクリーニング／エッチングプロセスのために、ならびに／またはＡＬＤ、ＣＶＤ、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、およびプラズマエッチングを含むがこれらに限定されない、多数の堆積プロセスのために構成された新しいモジュール式反応チャンバのうちの一つ以上を有する反応器システムと共に利用され得る。本開示の実施形態はまた、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、容量結合型プラズマエッチング（ＣＣＰ）、および電子サイクロトロン共鳴エッチング（ＥＣＲ）などの、エッチングプロセスも含み得る、反応性前駆体で基材を処理することのために構成された半導体処理システムで利用され得る。

【0020】

発明者らは、二つ以上の温度範囲（または二つの異なる温度上限）で行われ得る、例えばクリーニング／エッチングなどのプロセスをサポートするように構成された、反応またはプロセスチャンバアセンブリまたはユニットを提供することが望ましいことを認識した。この目的のために、こうした異なる温度範囲に適した、サセプタおよび対応するヒーターを使用することが望ましい場合がある。例えば、Ａｌサセプタは、（例えば最高温度２５０℃の）より低温のヒーターアセンブリと共に使用されてもよく、一方、Ｃ２２サセプタは、（例えば最高温度４５０℃の）より高温のヒーターアセンブリと共に使用されてもよい。過去において、反応チャンバは、各温度範囲およびサセプタヒーターアセンブリのために設計された。発明者らは、同じ反応チャンバまたはプロセスチャンバ（および、いくつかの実施形態では他の関連する構成要素）を使用し続ける間に、異なるサセプタおよび対応するヒーターアセンブリが交換され得るように、二つ以上のインターフェースプレートアセンブリのうちの一つを受け入れるように反応チャンバが構成されるという点で「モジュール式」の反応チャンバまたはプロセスチャンバアセンブリを設計した。

【0021】

これに関して、図１は、本説明のインターフェースプレートアセンブリ１６０を有する反応チャンバアセンブリまたはユニット１００の一部の上面斜視断面図である。反応チャンバアセンブリ１００は、様々な反応器システム設計において使用するように構成される。反応チャンバアセンブリ１００は、ボールトまたは下部チャンバ（もしくは下部チャンバ空間）１１４を内側表面または側壁１１３によって画定する本体１１２を有する、反応チャンバ１１０を含む。本体１１２の頂部面または側壁１１６は、サセプタ１４０を受け入れるように構成される。

【0022】

上部チャンバまたは処理空間１１５は、サセプタ１４０の上方に設けられ、反応チャンバアセンブリ１００のシャワーヘッドの蓋またはキャップ１３０によって囲まれている。アセンブリ１００は、蓋１３０を通して処理空間１１５内に堆積ガスを供給するための、シャワーヘッド入口１３４をさらに含む。ペデスタルヒーター１５０は、クリーニング／エッチング中などの処理作業中にサセプタ１４０を加熱するためにアセンブリ１００に含まれ、ヒーター１５０は、高温ヒーター（例えば、４５０℃またはこれに類する温度より高い上限を有する温度範囲を提供するために使用され得る、上部プレートがＣ２２またはこれに類するもので形成されたもの）の形態を取り得る。

【0023】

意義深いことに、反応チャンバアセンブリ１００は、反応チャンバ１１０と結合して、ボールトまたは下部チャンバ空間１１４を画定するように、またヒーター１５０を受け入れて、ボールトまたは下部チャンバ空間１１４内でサセプタ１４０に近接して位置付けることを可能にするように構成されたインターフェースプレートアセンブリ１６０を含む。これらの目的のために、アセンブリ１６０は、（アセンブリ１６０をヒーター１５０またはその支持カラーに結合するために使用され得る）下部フランジ１６４から上に延在するスリーブまたは導管１６２を含む。スリーブまたは導管１６２は、ヒーター円筒形部材がその上部加熱プレートまで通過して延在し得る、内部チャネルを含む。アセンブリ１６０は、ヒーター１５０が通過してボールトまたは下部チャンバ空間１１４に入り得る中心開口部または穴１７８を有する、円形プレート１７０をさらに含む。

【0024】

プレート１７０は、反応チャンバ１１０およびサセプタ１４０から離れる方に面する、外面または下部面１７２と、空間１１４に接し、かつサセプタ１４０およびヒーター１５０（または空間１１４内にあるその発熱要素）に面する、内面または上部面１７４とを含む。反応チャンバ１１０の本体１１２は、プレート１７０の外縁または周辺縁に当接または近接する、内側リップまたはリッジ１２６によって画定された下部開口部または開口内にプレート１７０を受け入れるように構成された、底面または側壁１２０を有する。

【0025】

シールを達成するために、反応チャンバ本体１１０の底面／側壁１２０、およびプレート１７０の上部面１７３の周辺リップまたは延長部材上に、対にされた表面１２２および１７６が設けられる。Ｏリングまたは他のシール部材（図示せず）は、これら二つの表面１２２と１７６との間に位置付けられてプレート１７０の周りに連続的な態様で延在してもよい。

【0026】

プレート１７０および／またはボールトもしくは下部チャンバ空間１１４の温度を制御するために、冷却および加熱特徴を提供することが望ましい場合がある。これを念頭に置いて、溝またはチャネル（凹面）１２４は、反応チャンバ本体１１０の底面／側壁１２０内に設けられ、フレキシブル（または他の）ヒーターまたは加熱要素（図１に図示せず）は、溝またはチャネル１２４内に挿入されるであろう。典型的には、ヒーターおよび溝１２４は、ボールトまたは下部チャンバ空間１１４の周辺全体の周りに延在し、本体１１２およびさらにはボールトまたは下部チャンバ空間１１４を加熱するように作用する。

【0027】

冷却を提供してプレート１７０の所望の温度を維持するために、プレート１７０は、ヒーターの中心要素の両側に、プレート１７０の下部面１７２の周りを周回する経路で延在する、溝またはチャネル（凹面）１７４を含む。アセンブリ１００の動作中に、冷却剤（例えば冷却水）が通過して流れるチュービング（図１には図示せず）は、溝／チャネル１７４内に配置され、この冷却剤流れは、プレート１７０の温度を制御するために使用することができる。

【0028】

上記のように、アセンブリ１００は、４５０℃などの比較的高い温度上限のために構成されてもよい。アセンブリ１００の構成要素は、このようなより高温の用途において使用するための、様々な材料で製造されてもよい。例えば、しかし限定としてではなく、サセプタ１４０およびヒーター１５０は、Ｃ２２で形成されてもよく、インターフェースプレートアセンブリ１６０は、ステンレス鋼（例えば、３１６ＳＳなど）で形成されてもよく、反応チャンバ１１０は、アルミニウム（例えば、６０６１Ａｌなど）で形成されてもよい。

【0029】

特定の材料で製造されたこれらの構成要素の熱伝達特性は、ヒーター１５０による予想される発熱ならびにアセンブリ１００の空気流および他の特性と共に、新しいアセンブリ１００内で十分な冷却、さらには加熱が提供されることを保証するための評価を実施するために使用された。図２は、プレート１７０の溝／チャネル１７４内に（高められた熱伝導率を達成するためにチャネル壁とチュービングとの間に設けられた熱ペーストと共に）位置付けられて、例えば３０℃の入口（またはより低温もしくはより高温の入口）の毎分１０リットル（または他の流量）の水（または他の冷却剤）の流れによって、プレート１７０を冷却して、プレート１７０所望の冷却を達成し得る、冷却剤ループまたは冷却剤チュービング２１０（例えば、０．２５インチＳＳチュービングなど）を示す。図３に示すように冷却カラー３２０を追加することによって追加の冷却がアセンブリ１００内に提供されてもよく、このカラー３２０は、アセンブリ１００内に位置付けられて、インターフェースプレートアセンブリ１６０のスリーブ／導管１６２を取り囲む。冷却ループ２１０のために提供されるものに類似した冷却剤流れが、望ましい結果を達成するためにカラー３２０内に提供されてもよい。

【0030】

図４は、図１の反応チャンバ１１０の側面断面図であり、それをモジュール式にするために使用される修正のさらなる詳細を示す。特に、従来のプロセスチャンバは、いくつかのポートを有する、底壁でほとんど完全に囲まれている。対照的に、４０１において示されるように、材料が除去されて、チャンバ１１０の側壁１１２の底部部分に開口部を形成する。特に、円形下部開口部または開口は、図１に示すように組み立ての際にプレート１７０の外縁または周辺縁に当接または近接する、底面または側壁１２０の内側リップまたはリッジ１２６によって画定される。したがって、この開口の内径は、インターフェースまたはプレート１７０（または、（図１に示すような）Ｏリング結合面／溝１７６および（図６の６７０において示される）留め具受け部を提供するために使用される外部結合棚を除いた、少なくともその上部／内側部分）の外径に一致するか、またはそれよりもわずかに大きい。

【0031】

図５は、図４の反応チャンバ１１０の拡大部分図であり、インターフェースプレート結合面および／または構成要素をより詳細に示す。特に、Ｏリング結合面１２２は、追加的な詳細で示されており、この面は、インターフェースプレートの上部面上の対応する溝内に位置付けられた、Ｏリングと結合するために使用され、表面／レッジ１２２は、底面または側壁１２０の他の部分から小さな距離だけ凹んでいる。図５はまた、ボールト温度を維持するためのヒーターを受け入れるために使用される、反応チャンバ側壁１１２内の溝１２４の位置を示すのに有用であり、このヒーターは、フレキシブルヒーターの形態を取り得て、溝１２４内で側壁周囲全体の周り（および、したがって、インターフェースプレートが底面または側壁１２０上に受け入れられると、そのインターフェースプレートの周辺付近）に延在する。

【0032】

図６は、図１のインタラクティブプレート１７０の上面斜視図である。図６は、プレート１７０の周辺付近または縁上に留め具受け部６７０が含まれることを含む、プレートまたはディスク１７０の追加的な詳細を示すのに有用である。これらは、反応チャンバ１１０の底面または側壁１２０にプレート１７０およびインターフェースプレートアセンブリ１６０を取り外し可能に取り付けるために、留め具（図示せず例えばねじ）と共に使用される。アセンブリ１００は、より低い温度範囲に対して（例えば、２５０℃の上限に対して）有用なものなどの異なるサセプタヒーター（およびサセプタ）を例えばサポートするために、異なるインターフェースプレートアセンブリがアセンブリ１６０の代わりにまたはアセンブリ１６０と交換して入れられて使用され得るという点で「モジュール式」である。

【0033】

図６に示すように、プレート１７０は、リフトピン機構（図９に示す）を、リフトピン機構またはそのマウントとプレート１７０の下部面１７２との間に形成されたシールを伴ってこれらの機構がボールトまたは下部チャンバ空間内に位置付けられ得るように、受け入れおよび／またはそれと結合するために使用され得る、ポート６７４の組をさらに含む。さらに、排気ポート６７８は、排出ガス用の出口を提供するためにプレート１７０に含まれ、また排気システム入口は、このポート６７８でプレート１７０の下部面１７２に取り付けられてもよい。

【0034】

図７は、図１のインターフェースプレートアセンブリ１６０の底面斜視図である。図７は、プレート１７０の外部縁の周りの留め具受け部６７０、中心スリーブ１６２の周辺付近に位置付けられたリフトピンポート６７４、およびリフトピンポート６７４から半径方向外向きに設けられた排気ポート６７８を再び示す。さらに、溝または凹面１７４が、下部面１７２に示され、これらは、図２に示す冷却ループ２１０を受け入れるために使用される。示されるように、ループ２１０および溝１７４は、周回する経路をたどってもよく、概してリフトピンポート６７４から半径方向外向きである。さらに、いくつかの好ましい実施形態では、溝１７４およびループ２１０は、シール部材またはＯリングの配置に近接して（例えば、１０～２０ｍｍの中で）配置され、これらは、Ｋａｌｒｅｚ（登録商標）、またはＯリング（例えば、プレート１７０とプロセスチャンバ底面もしくは側壁１２０との間のシールを提供するために使用されるＯリング、および／もしくはプレート１７０とリフトピン機構との間のシールを提供するために使用されるＯリング）に有用な他の材料に形成されてもよい。

【0035】

図８は、インターフェースプレート１７０の外側部分の拡大側面断面図である。この図は、プレート１７０の縁にある留め具受け部６７０を示す。さらに、冷却チューブチャネルまたは溝１７４は、プレート１７０の面１７２上に追加的な詳細を示され、このチャネル１７４の奥行きおよび／または直径は、およそ冷却剤ループ２１０に使用されるチュービングの外径である（例えば、良好な熱伝達を得るためにプレス嵌めが使用される場合）か、または接触を提供するが、ループ２１０がチャネル１７４内に位置付けられることができることを確実にするためにより大きい所定の量であるように選択される。図８はまた、さらに、プレート１７０の上部面１７３上にあり、かつディスク／プレート１７０の円形中心または隆起したペデスタル部分の周辺付近に配置された、Ｏリング溝１７６の位置を明確にする。図８に示すように、プレート１７０の上部面１７３は、それが反応チャンバアセンブリ１００内で反射器として作用できるように、鏡面研磨されてもよい。

【0036】

図９は、図１の反応チャンバアセンブリ１００の側面断面図であり、インターフェースプレートアセンブリ１６０とインターフェースする構成要素と共にさらに組み立てられたものを示す。図１に示す構成要素に加えて、図９のアセンブリ１００は、冷却剤カラーまたはフランジ３２０を含むように示される。それは、インターフェースプレートアセンブリ１６０のフランジ１６４と結合するように位置付けられており、かつそれは、ペデスタル（またはＣ２２）ヒーター１５０の一部に冷却を提供するために水冷されてもよい。クランプ機構９７０は、示されるように反応チャンバアセンブリ１００内に冷却カラーおよび／またはフランジ１６４を取り付けるためにさらに使用されてもよい。さらに、示されるように、排気入口要素９８０は、（図１において見られる）下部チャンバ空間１１４からガスを排出するためにインターフェースプレート１７０の排気ポート６７８に取り付けられてもよい。

【0037】

さらに、図９は、インターフェースプレート１７０のリフトピンポート６７４に少なくとも部分的に受け入れられた、リフトピン機構９９０を示す。プレート１７０とリフトピン機構９９０との間のガスシールを提供するために、図１０は、リフトピン機構９９０の上部面におよび／またはインターフェースプレート１７０の下部面１７２にＯリング溝１０５０が設けられてもよいことを、拡大図で示す。さらに、上記のように、冷却チャネル１７４（冷却剤ループ２１０のチュービングが内部に配置される）のうちの一つ以上は、溝１０５０内のＯリング（図示せず）に近接して（例えば、約３～１２ｍｍの中で）通っている。

【0038】

図１～図１０を参照して説明した概念は、単一チャンバ反応器システムもしくはツールで、または二つ以上の処理チャンバを利用するシステムで提供されてもよい。例えば、図１１は、本説明のアダプタプレートアセンブリと共に使用するように構成された、デュアルチャンバ１１１０の上面斜視図である。図１に示す単一ではなくデュアルチャンバ構成を提供するために、プロセスチャンバ１１１０は、本体１１１２を含み、当該本体１１１２は、上部端においてサセプタまたは基材ホルダーを受け入れるように、および本体１１１２上にインターフェースプレートアセンブリ（図示しないが、図１のアセンブリ１６０から理解される）を設置するとボールトまたは下部チャンバ空間を画定するように、図１の表面／側壁１１３に類似して構成された、二つの離間した内部または内側表面または側壁１１１３Ａおよび１１１３Ｂと共に構成される。

【0039】

ボールト温度を管理するために、周囲溝またはチャネル１１１８が、本体１１１２の表面に設けられる。これらの溝／チャネル１１１８は、内側表面または側壁１１１３Ａおよび１１１３Ｂによって画定された、本体１１１２の各チャンバ開口または開口部の周辺付近に延在する。一つ以上のフレキシブルヒーターは、溝／チャネル１１１８に挿入されて、処理中に所望の通りに本体１１１２の温度を管理するように動作させてもよい。

【0040】

内側表面または側壁１１１３によって画定された開口部／開口は、チャンバ１１１２の底部が開いているときには、ほぼどんなサセプタヒーターでも利用されることを可能にする。同じヒーター（低温、高温、もしくはこれら二つの間の温度）が、デュアルチャンバ１１１０の両方のチャンバにおいて使用されてもよく、またはそれらチャンバは、反応器システムにおけるデュアルチャンバ１１１０の使用によって二つの異なる温度範囲をサポートするために、一方がより高く、また一方がより低くなるように異なってもよい。

【0041】

利益、他の利点、および問題に対する解決策は、特定の実施形態に関して本明細書で記載されている。しかしながら、利益、利点、問題に対する解決策、および任意の利益、利点、または解決策を生じさせるかまたはより顕著にならせ得る任意の要素は、本開示の重要であるか要求されるかまたは必須である特徴または要素として解釈されるべきではない。

【0042】

本明細書全体を通して、特徴、利点、または類似の文言に言及することは、本開示で実現され得るすべての特徴および利点が、本発明のいずれかの単一の実施形態の中にあるべき、またはあることを含意するものではない。むしろ、特徴および利点に言及する文言は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、利点、または特性が、本明細書に開示される主題の少なくとも一つの実施形態に含まれることを意味することが理解される。それ故に、本明細書全体を通して、特徴および利点、ならびに類似の文言の考察は、同じ実施形態に言及する場合があるが、必ずしもそうではない。

【0043】

さらに、本開示の記載された特徴、利点、および特性は、一つ以上の実施形態において任意の好適な様態で組み合わされてもよい。関連技術分野の当業者は、本出願の主題が、特定の実施形態の特定の特徴または利点のうちの一つ以上を有することなく実施されてもよいことを認識するであろう。他の例では、本開示のすべての実施形態に存在するものではない場合がある追加の特徴および利点が、ある特定の実施形態において認識される場合がある。さらに、いくつかの例では、本開示の主題の態様を曖昧にすることを避けるために、周知の構造、材料、または動作は、詳細には示されていないか、または記載されていない。いかなる特許請求の範囲の要素も、当該要素が「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」という語句を使用して明示的に記載されていない限り、米国特許法第１１２条（ｆ）を発動することを意図していない。

【0044】

本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲以外の何によっても限定されるべきでなく、当該添付の特許請求の範囲における単数形の要素への言及は、明示的にそのように記載されない限り「一つの、かつ一つのみの」を意味することを意図しておらず、むしろ「一つ以上」を意味することを意図している。特に別段の記載がない限り「一つの（ａ）」、「一つの（ａｎ）」、および／または「その（ｔｈｅ）」への言及は一つまたは二つ以上を含んでもよいことと、単数形の事項への言及は複数形の事項も含んでもよいこととが、理解されるべきである。さらに、「複数」という用語は、「少なくとも二つ」として定義することができる。本明細書で使用される「のうちの少なくとも一つ」という語句は、事項の列記と共に使用される場合、列記された事項のうちの一つ以上の異なる組み合わせが使用されてもよくかつ列記の中の事項のうちの一つのみを必要とする場合があることを意味する。項目は、特定の物体、事物、またはカテゴリーであってもよい。さらに、「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも一つ」に類似する語句が特許請求の範囲において使用される場合、当該語句は、Ａ単独が実施形態の中に存在し得ること、Ｂ単独が実施形態の中に存在し得ること、Ｃ単独が実施形態の中に存在し得ること、または要素Ａ、Ｂ、およびＣの任意の組み合わせが単一の実施形態の中に存在し得ること、例えば、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、またはＡ、Ｂ、およびＣを意味すると解釈されることが意図される。一部の事例では、「項目Ａ、項目Ｂ、および項目Ｃのうちの少なくとも一つ」は、例えば、限定されないが、項目Ａのうちの二個、項目Ｂのうちの一個、および項目Ｃのうちの十個、項目Ｂのうちの四個および項目Ｃのうちの七個、または何らかの他の適切な組み合わせを意味し得る。

【0045】

本明細書に開示されるすべての範囲および比率限界は、組み合わされ得る。別段の指示がない限り、「第一の」、「第二の」などの用語は、本明細書では単に標識として使用され、そしてこれらの用語が言及するアイテムに順序的、位置的、または階層的要件を課すことを意図していない。さらに、例えば「第二」の項目への言及は、例えば「第一」の項目もしくはより小さい番号が付けられた項目、および／または例えば「第三」の項目もしくはより大きい番号が付けられた項目の存在を、必要としないし除外もしない。

【0046】

取り付けられ、固定され、接続され、などへの任意の言及は、永久、除去可能、一時的、部分的、完全、および／または任意の他の可能な取り付け選択肢を含み得る。さらに、接触なし（または類似の語句）への任意の言及はまた、接触の減少または最小限の接触を含み得る。上記の説明では、特定の用語、例えば「上（ｕｐ）」、「下（ｄｏｗｎ）」、「上部（ｕｐｐｅｒ）」、「下部（ｌｏｗｅｒ）」、「水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」、「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」、「左（ｌｅｆｔ」、「右（ｒｉｇｈｔ）」などが使用され得る。これらの用語は、該当する場合、相対的な関係を扱う際に、説明に明確性を提供するために使用される。しかし、これらの用語は、絶対的な関係、位置、および／または向きを含意することを意図していない。例えば、物体に対して、単純に物体をひっくり返すことによって、「上部」面が「下部」面となり得る。それにもかかわらず、それは依然として同じ物体である。

【0047】

さらに、一つの要素が別の要素に「結合された」本明細書の例は、直接的および間接的結合を含み得る。直接的結合は、一つの要素が別の要素に結合されかつ何らかの接触をすると定義され得る。間接的結合は、二つの要素間の結合が、相互に直接的に接触しているのではなく、結合された要素間に一つ以上の追加の要素を有すると定義され得る。さらに、本明細書で使用される場合、一つの要素を別の要素に固定することは、直接的固定および間接的固定を含み得る。さらに、本明細書で使用される場合、「隣接」は必ずしも接触を示すものではない。例えば、一つの要素は、別の要素に、その要素と接触することなく隣接することができる。

【0048】

本開示の例示的な実施形態が本明細書に記載されているが、本開示はそのように限定されないことが理解されるべきである。例えば、反応器システムは様々な特定の構成に関連して説明されているが、本開示は必ずしもこれらの実施例に限定されない。本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載のシステムおよび方法の様々な修正、変形、および強化がなされてもよい。

【0049】

本開示の主題は、本明細書に開示される様々なシステム、構成要素、および構成、ならびに他の特徴、機能、作用、および／または性質のすべての新規かつ非自明な組み合わせおよび部分的組み合わせ、ならびにそれらの任意のおよびすべての均等なものを含む。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【外国語明細書】