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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-09-26
(54)【発明の名称】原子層堆積部品コーティング用チャンバ
(51)【国際特許分類】
H01L 21/31 20060101AFI20240918BHJP
C23C 16/455 20060101ALI20240918BHJP
【ＦＩ】
H01L21/31 B
C23C16/455
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024515651
(86)(22)【出願日】2022-09-06
(85)【翻訳文提出日】2024-05-02
(86)【国際出願番号】 US2022042640
(87)【国際公開番号】W WO2023038897
(87)【国際公開日】2023-03-16
(31)【優先権主張番号】17/470,294
(32)【優先日】2021-09-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(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
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(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】ライス， マイケル アール．
(72)【発明者】
【氏名】パナヴァラッピル クマランクッティ， ハニシュ クマール
(72)【発明者】
【氏名】マーカス， スティーヴン ディー．
(72)【発明者】
【氏名】シャンムガム， キルバナンダン ネイナ
(72)【発明者】
【氏名】ダーマプラ サティヤナラヤナムルティ， シュリハルシャ
(72)【発明者】
【氏名】クリシュナ， マドゥカル
(72)【発明者】
【氏名】ハイレマス， シバプラカシュ パドゥダイヤ
(72)【発明者】
【氏名】ナッタマイ スブラマニアン， センティル クマール
(72)【発明者】
【氏名】チェルバーラ パタヤプラ， シャンカル メノン
【テーマコード（参考）】
4K030
5F045
【Ｆターム（参考）】
4K030AA11
4K030AA14
4K030AA18
4K030BA02
4K030BA43
4K030EA05
4K030EA06
4K030EA11
4K030KA02
4K030KA26
5F045AA06
5F045AA15
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5F045AB32
5F045AB33
5F045AC00
5F045AC08
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5F045EB06
5F045EE17
5F045EE19
5F045EJ09
5F045EK07
(57)【要約】
リアクタ構成部品をコーティング処理するための方法及び装置が本明細書に提供される。幾つかの実施形態では、部品コーティング用リアクタは、内部容積を一緒に画成し、取り囲む下部本体及びリッドアセンブリ；該リッドアセンブリ内に配置された１つ以上のヒータ；熱伝達媒体を流すためにリッドアセンブリ内に配置された１つ以上の冷却剤チャネル；内部容積への１つ以上のガスの供給を容易にするためにリッドアセンブリを通して配置された複数のガス通路であって、リッドアセンブリ内に配置された複数の流体的に独立したプレナムを含む、複数のガス通路；並びに、リッドアセンブリへのワークピースの連結を容易にするための１つ以上の取付ブラケットを備えている。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
部品コーティング用リアクタであって、内部容積を一緒に画成し、取り囲む下部本体及びリッドアセンブリ、
前記リッドアセンブリ内に配置された１つ以上のヒータ、
熱伝達媒体を流すために前記リッドアセンブリ内に配置された１つ以上の冷却剤チャネル、
前記内部容積への１つ以上のガスの供給を容易にするために前記リッドアセンブリを通して配置された複数のガス通路であって、前記リッドアセンブリ内に配置された複数の流体的に独立したプレナムを含む、複数のガス通路、並びに
前記リッドアセンブリへのワークピースの連結を容易にするための１つ以上の取付ブラケット
を含む、部品コーティング用リアクタ。
【請求項2】
前記部品コーティング用リアクタを取り囲むカバーであって、空気の流れを促進するための複数の開口部を含むカバー、又は前記部品コーティング用リアクタを取り囲むカバーであって、空気の流れを促進するための複数の開口部を含むカバー、及び前記部品コーティング用リアクタの外部の空冷を増進するために前記カバーの上に配置されたファン
をさらに含む、請求項１に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項3】
前記内部容積が約１から約１．５リットルの容積を有する、又は前記内部容積全体の寸法が約１４から約２０インチである
のうちの少なくとも一方である、請求項１に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項4】
前記下部本体及び前記リッドアセンブリの各々が、前記下部本体及び前記リッドアセンブリが一緒にアセンブリされたときに前記内部容積を一緒に画成する、対向する面に形成されたキャビティを含む、請求項１に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項5】
前記下部本体が、底部プレートと、該底部プレートから上方に延びて前記内部容積を部分的に取り囲む側壁とを含み、前記リッドアセンブリが、上部プレートと、該上部プレートから下方に延びて前記内部容積を部分的に取り囲む側壁とを含む、請求項４に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項6】
前記リッドアセンブリと前記下部本体との位置合わせ及び相互接続を容易にする１つ以上の位置合わせ特徴部をさらに含み、該１つ以上の位置合わせ特徴部が、前記リッドアセンブリ又は前記下部本体のうちの一方の周縁の周りに配置された突起又はリップと、前記リッドアセンブリ又は前記下部本体のうちの他方に設けられ、前記リップを受け入れて前記リップとインターフェースする嵌合凹部とを含む、請求項５に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項7】
前記リッドアセンブリと前記下部本体との間のインターフェースに配置されたシールをさらに含む、請求項１に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項8】
前記シールが、アセンブリ時に前記リッドアセンブリと前記下部本体との間のシールを維持しやすくするためにガスケットを受け入れるように前記リッドアセンブリ又は前記下部本体のうちの一方に配置された溝を含む、請求項７に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項9】
前記１つ以上のヒータが２つの環状ヒータを含む、前記１つ以上のヒータが、前記リッドアセンブリの上面の環状チャネル内に配置された複数のリング状ヒータを含む、
前記１つ以上のヒータが、前記リッドアセンブリの上面の環状チャネル内に配置された複数のリング状ヒータを含み、前記環状チャネル内のそれぞれに前記ヒータを保持するために前記１つ以上のヒータの各々の上に配置された環状キャップをさらに含む、又は
前記１つ以上のヒータが、前記リッドアセンブリの上面の環状チャネル内に配置された複数のリング状ヒータを含み、前記環状チャネル内のそれぞれに前記ヒータを保持するために前記１つ以上のヒータの各々の上に配置された環状キャップをさらに含み、前記１つ以上の冷却剤チャネルが、前記複数のリング状ヒータのヒータ間の前記リッドアセンブリの上部に形成された第１の冷却剤チャネルを含み、前記環状キャップが前記第１の冷却剤チャネルの上に配置される、
請求項１に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項10】
前記１つ以上の冷却剤チャネルが、冷却剤源への連結を容易にして、使用中に単一の環状チャネルを通して冷却剤を循環させる、入口及び出口を有する単一の環状チャネルである、又は熱伝達媒体を流すために前記下部本体内に配置された１つ以上の冷却剤チャネルをさらに含む
のうちの少なくとも一方である、請求項１に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項11】
前記複数の流体的に独立したプレナムが、前記１つ以上のガスを前記内部容積の複数のゾーンのうちの特定のゾーンに供給するように構成される、請求項１に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項12】
前記複数の流体的に独立したプレナムの各々が、前記リッドアセンブリの頂面に配置された環状チャネル、
前記環状チャネルの上に配置されたキャップ、
前記キャップを貫通して配置された１つ以上の入口、及び
前記プレナムを前記内部容積に流体的に連結するために前記プレナムの底表面に沿って配置された複数の孔
を含む、請求項１に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項13】
長さ、滞留時間、又はコンダクタンスのうちの少なくとも１つが、ガス源から前記複数の流体的に独立したプレナムのそれぞれのプレナムまで、実質的に等しい、請求項１に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項14】
前記１つ以上の取付ブラケットが、前記リッドアセンブリに連結されるように構成された複数のポストを含む、請求項１に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項15】
前記ワークピースと前記リッドアセンブリとの間の間隙を維持しやすくするためのスペーサ、又は前記ワークピースを取り囲み、前記リッドアセンブリに隣接して前記内部容積の外周に沿って配置されるように構成されたライナ
のうちの少なくとも一方をさらに含む、請求項１に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項16】
前記部品コーティング用リアクタに連結して前記部品コーティング用リアクタの動作を制御するコントローラをさらに含む、請求項１に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項17】
使用中に前記リッドアセンブリの温度を監視するために、前記リッドアセンブリ内に配置可能又は前記リッドアセンブリに連結可能であるサーモスタットをさらに含む、請求項１に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項18】
前記サーモスタットが、使用中に前記リッドアセンブリの温度をフィードバック制御するように構成されたコントローラに連結される、請求項１７に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項19】
動作中に前記内部容積に１つ以上の処理ガスを供給するために前記複数のガス通路に連結された複数の導管をさらに含む、請求項１から１８のいずれか一項に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項20】
前記複数の導管が、前記内部容積に３つの異なるガスを供給するための第１の導管、第２の導管、及び第３の導管を含む、請求項１９に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項21】
前記流体的に独立したプレナムの各々が、それぞれ前記第１の導管、前記第２の導管、若しくは前記第３の導管のうちの異なる導管に連結される、前記流体的に独立したプレナムの各々が、それぞれ、複数の位置で前記第１の導管、前記第２の導管、若しくは前記第３の導管のうちの異なる導管に連結される、又は
前記第１の導管、前記第２の導管、及び前記第３の導管の各々が、前記プレナムのそれぞれに方位角対称に連結される
のうちの少なくとも１つである、請求項２０に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項22】
前記複数の流体的に独立したプレナムが、外側環状プレナムと１つ以上の内側環状プレナムとを含む、請求項１から１８のいずれか一項に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項23】
前記１つ以上の内側環状プレナムが２つの内側環状プレナムである、請求項２２に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項24】
前記外側環状プレナムが第１のガスを供給するための第１の導管に連結され、前記２つの内側環状プレナムがそれぞれ、第２のガスを供給するための第２の導管及び第３のガスを供給するための第３の導管のうちの異なる導管に連結され、前記第１のガス、前記第２のガス、及び前記第３のガスが互いに異なっている、又は前記外側環状プレナムが該外側環状プレナムに沿った複数の位置で第１の導管に連結され、第１の内側環状プレナムが前記第１の内側環状プレナムに沿った複数の位置で第２の導管に連結され、第２の内側環状プレナムが前記第２の内側環状プレナムに沿った複数の位置で第３の導管に連結される、
請求項２３に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項25】
前記外側環状プレナムが該外側環状プレナムに沿った複数の位置で第１の導管に連結され、第１の内側環状プレナムが前記第１の内側環状プレナムに沿った複数の位置で第２の導管に連結され、第２の内側環状プレナムが前記第２の内側環状プレナムに沿った複数の位置で第３の導管に連結され、前記外側環状プレナム及び前記２つの内側環状プレナムのうちのいずれか１つの環状プレナムに沿った前記複数の位置の各々が互いに等間隔で配置される、請求項２４に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項26】
前記複数の位置が、前記環状プレナムの各々内の６つの位置にある、又は前記複数の位置のいずれも互いに対して半径方向に整列していない
のうちの少なくとも一方である、請求項２５に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項27】
第１の複数の脚部を介して前記流体的に独立したプレナムの１つに連結された第１の導管、前記第１の複数の脚部とは異なる第２の複数の脚部を介して前記流体的に独立したプレナムの異なる１つに連結された第２の導管、及び
前記第１及び第２の複数の脚部とは異なる第３の複数の脚部を介して前記流体的に独立したプレナムムの異なる１つに連結された第３の導管
をさらに含む、請求項１から１８のいずれか一項に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項28】
前記第１、第２、又は第３の複数の脚部のうちの共通の脚部内の個々の脚部が、共通の平面内に配置された水平部分と、前記共通の平面から前記リッドアセンブリまで延びる垂直部分とを有し、一方、前記第１、第２、又は第３の複数の脚部のうちの異なる脚部内の脚部が、異なる平面に配置されたそれぞれの水平部分を有する、請求項２７に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項29】
前記リッドアセンブリを通じて前記内部容積に連結された遠隔プラズマ源（ＲＰＳ）をさらに含む、請求項１から１８のいずれか一項に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項30】
前記リッドアセンブリを貫通して配置された中央開口部であって、前記ＲＰＳが前記中央開口部を介して前記内部容積に連結される、請求項２９に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項31】
前記複数のガス通路を介して前記内部容積に連結されたガス源であって、前記複数のガス通路のうちの異なるガス通路を介して複数の異なるガスを前記内部容積に供給するように構成される、ガス源をさらに含む、請求項３０に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項32】
前記リッドアセンブリを貫通して配置された中央開口部をさらに含み、前記ガス源が前記中央開口部を介して前記内部容積に連結される、又は前記複数の流体的に独立したプレナムが、外側環状プレナム、第１の内側環状プレナム、及び第２の内側環状プレナムを含み、前記ガス源が不活性ガスを前記外側環状プレナムに、第１の前駆体を第１の内側環状プレナムに、かつ第２の前駆体を第２の内側環状プレナムに供給するように構成される
請求項３１に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項33】
前記内部容積内に配置されたペデスタルヒータをさらに含む、請求項１から１８のいずれか一項に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項34】
前記ペデスタルヒータが約５００から約６００ｍｍの直径を有する、請求項３３に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項35】
前記ペデスタルヒータのシャフトを受け入れるために前記下部本体を貫通して形成された開口部、及び前記下部本体の底部プレートに連結されて、前記ペデスタルヒータの前記シャフトを取り囲み、包み込むペデスタルハブ
をさらに含む、請求項３３に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項36】
約２から約４ｍｍの第１の間隙が前記下部本体の側壁の内表面と前記ペデスタルヒータの外周縁との間に画成され、約３から約６ｍｍの第２の間隙が前記下部本体の底部プレートの上面と前記ペデスタルヒータの対向する下面との間に画成され、かつ約３から約６ｍｍの第３の間隙が前記下部本体の前記開口部と前記シャフトとの間に画成される、請求項３５に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項37】
前記シャフトの周囲かつ前記ペデスタルハブと前記下部本体との間に配置されたチョークカップであって、前記部品コーティング用リアクタから出る流れを調節する流れコンダクタンスチョークポイントを提供する複数の開口部を含む、チョークカップをさらに含む、請求項３５に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項38】
前記チョークカップが、前記ペデスタルハブの内径に沿って形成された対応するレッジ上に載置されたフランジを含む管状部材を備えており、第４の間隙が前記チョークカップの内表面と前記シャフトの外表面との間に画成され、かつ第５の間隙が前記チョークカップの外径と前記ペデスタルハブの内径との間に画成され、前記複数の開口部が前記第４の間隙を前記第５の間隙に流体的に連結する、請求項３７に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項39】
前記チョークカップが、該チョークカップの底部が前記ペデスタルハブの底部内表面から離間して配置されて、それらの間に第６の間隙を画成するような長さを有する、請求項３８に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項40】
前記ペデスタルハブの内部の底表面に形成された溝であって、該溝が前記チョークカップの壁厚より大きい幅を有し、前記チョークカップの底部の一部が、前記第６の間隙が前記溝の側壁及び底部と前記チョークカップの前記底部の一部との間に画成されるように前記溝内に延びる、溝をさらに含む、請求項３９に記載の部品コーティング用リアクタ
【請求項41】
前記ペデスタルハブ内に形成され、前記部品コーティング用リアクタの排気アセンブリへの前記ペデスタルハブの連結を容易にする開口部をさらに含む、請求項３５に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項42】
ペデスタルヒータのシャフトを受け入れるために前記下部本体を貫通して形成された中央開口部、及び前記下部本体の底部プレートに連結されて、設置時に前記ペデスタルヒータの前記シャフトを取り囲み、包み込むペデスタルハブ
をさらに含む、請求項１から１８のいずれか一項に記載の部品コーティングリアクタ。
【請求項43】
前記ペデスタルハブを介して前記内部容積に流体的に連結された排気アセンブリをさらに含む、請求項４２に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項44】
前記排気アセンブリが、動作中に前記内部容積をポンプに連結するために導管に沿って一列に配置されたスロットルバルブ、
前記内部容積内の圧力を監視するための圧力計、又は
前記ポンプから前記部品コーティング用リアクタを隔離すること又は切り離すことのうちの少なくとも一方を容易にするためのアイソレーションバルブ及び／又はバイパスバルブ
のうちの少なくとも１つを含む、請求項４３に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項45】
前記内部容積の上の前記リッドアセンブリの上部中央部分からの熱伝達の低減を促進するために前記リッドアセンブリ内に設けられたもう１つの熱伝導チョークをさらに含む、請求項１から１８のいずれか一項に記載の部品コーティングリアクタ。
【請求項46】
前記１つ以上の熱伝導チョークが、前記リッドアセンブリを通る伝導熱伝達を妨げるために前記リッドアセンブリに形成された複数の凹部を含む、請求項４５に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項47】
前記複数の凹部が、前記リッドアセンブリの頂面に形成された第１の複数の凹部又は前記リッドアセンブリの側面に形成された第２の複数の凹部のうちの少なくとも一方を含む、請求項４６に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項48】
前記第１の複数の凹部は、存在する場合には、前記リッドアセンブリの外周縁に近接して、前記内部容積の半径方向外側に円に沿って配置され、前記第２の複数の凹部は、存在する場合には、前記リッドアセンブリの外周縁に沿って１つ以上の円形の列に沿って配置される、請求項４７に記載の部品コーティング用リアクタ。
【請求項49】
原子層堆積によって部品をコーティングする方法であって、コーティングされるワークピースを部品コーティング用リアクタの内部容積に面する部分に固定すること、及び
前記部品コーティング用リアクタ内で固定された前記ワークピースにＡＬＤプロセスを実施すること
を含む、方法。
【請求項50】
前記ワークピースがシャワーヘッドであるか、又は前記ワークピースが平面基板を支持するように構成された基板支持ペデスタルである、請求項４９に記載の方法。
【請求項51】
前記ワークピースがシャワーヘッドであり、前記ワークピースを固定することが、前記シャワーヘッドを前記部品コーティング用リアクタのリッドアセンブリに固定することを含み、前記ＡＬＤプロセスを実施することが、前記リッドアセンブリを介して前記シャワーヘッドの中央凹部へと、及び前記シャワーヘッドを通して配置された複数のガス分配孔を介して、堆積ガスを交互に流すことを含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項52】
前記ＡＬＤプロセスを実施することが、前記堆積ガスを交互に流しつつ、前記シャワーヘッドの周縁の周りに不活性ガスを流すことをさらに含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項53】
前記ワークピースが基板支持ペデスタルであり、前記ワークピースを固定することが、前記基板支持ペデスタルを前記部品コーティング用リアクタの下部本体に固定することを含み、前記ＡＬＤプロセスを実施することが、前記基板支持ペデスタルの上面全体に、前記下部本体に連結されたリッドアセンブリを介して堆積ガスを交互に流すことを含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項54】
前記ＡＬＤプロセスを実施することが、前記堆積ガスを交互に流しつつ、前記基板支持ペデスタルの周縁の周りに不活性ガスを流すことをさらに含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項55】
前記ＡＬＤプロセスを実施することが、外側プレナムを介して前記ワークピースの周縁の周りに不活性ガスを流すこと、及び複数の内側プレナムを介して前記部品コーティング用リアクタの内部容積に堆積ガスを流すことをさらに含む、又は前記ＡＬＤプロセスを実施することが、外側プレナムを介して前記ワークピースの周縁の周りに不活性ガスを流すこと、及び中央プレナムを介して前記部品コーティング用リアクタの内部容積に堆積ガスを流すことをさらに含む、
請求項４９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概して、構成要素をコーティングするための装置及び技法に関する。
【背景技術】
【0002】
多くのマイクロ電子デバイス製造プロセスは、コーティングされた部品又は構成要素を有するリアクタ内で実施される。このようなコーティングされた構成要素は、例えば、処理中のリアクタ内に配置される基板の汚染の低減、プロセス結果の改善、メンテナンスが必要になるまでのチャンバ稼働時間の改善など、１つ以上の利点を提供することができる。本発明者らは、例えばガス分配面板、シャワーヘッドなどのリアクタ部品をコーティングするコストが非常に高くなる可能性があることを観察した。例えば、従来、このような部品は、例えば、バッチあたり約２から８枚の面板を保持することができるバッチリアクタ内でコーティングされる。しかしながら、コーティングプロセスには、特定の部品構成及び適用される所望のコーティングに応じて、バッチあたり約３～８日かかる場合がある。したがって、一度に複数の部品をコーティングするという利点を有しているにもかかわらず、このようなコーティングされた部品の単位あたりのコストは依然として高いままである。
【0003】
したがって、本発明者らは、リアクタ構成部品をコーティング処理するための改善された装置及び技法を提供した。
【発明の概要】
【0004】
リアクタ構成部品をコーティング処理するための方法及び装置が、本明細書に提供される。幾つかの実施形態では、部品コーティング用リアクタは、内部容積を一緒に画成し、取り囲む下部本体及びリッドアセンブリ；該リッドアセンブリ内に配置された１つ以上のヒータ；熱伝達媒体を流すためにリッドアセンブリ内に配置された１つ以上の冷却剤チャネル；内部容積への１つ以上のガスの供給を容易にするためにリッドアセンブリを通して配置された複数のガス通路であって、リッドアセンブリ内に配置された複数の流体的に独立したプレナムを含む、複数のガス通路；及び、リッドアセンブリへのワークピースの連結を容易にするための１つ以上の取付ブラケットを備えている。
【0005】
幾つかの実施形態では、部品コーティング用リアクタは、内部容積を一緒に画成し、取り囲む下部本体及びリッドアセンブリ；該リッドアセンブリ内に配置された１つ以上のヒータ；熱伝達媒体を流すためにリッドアセンブリ内に配置された１つ以上の冷却剤チャネル；内部容積への１つ以上のガスの供給を容易にするためにリッドアセンブリを通して配置された複数のガス通路であって、リッドアセンブリ内に配置された複数の流体的に独立したプレナムを含む、複数のガス通路；内部容積の上のリッドアセンブリの上部中央部分からの熱伝達の低減を促進するためにリッドアセンブリ内に設けられたもう１つの熱伝導チョーク；リッドアセンブリへのワークピースの連結を容易にするための１つ以上の取付ブラケット；ペデスタルヒータのシャフトを受け入れるために下部本体を貫通して形成された中央開口部；及び、下部本体の底部プレートに連結され、設置時にペデスタルヒータのシャフトを取り囲み、包み込むペデスタルハブを備えている。
【0006】
幾つかの実施形態では、原子層堆積によって部品をコーティングする方法は、コーティングされるワークピースを部品コーティング用リアクタの内部容積に面する部分に固定すること；及び、部品コーティング用リアクタ内の固定されたワークピースにＡＬＤプロセスを実施することを含む。幾つかの実施形態では、ワークピースはシャワーヘッドである。幾つかの実施形態では、ワークピースは、平面基板を支持するように構成された、ペデスタルヒータなどの基板支持ペデスタルである。
【0007】
本開示の他の実施形態及びさらなる実施形態については、以下に説明する。
【0008】
上記で簡潔に要約し、以下により詳細に述べる本開示の実施形態は、添付の図面に示される本開示の例示的な実施形態を参照することにより、理解することができる。しかしながら、本開示は他の等しく有効な実施形態を許容しうることから、添付の図面は、本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、範囲を限定していると見なされるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタの概略的な側面図
【図2】本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタの一部の概略的な断面側面図
【図3】本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタのリッドアセンブリの断面の上面等角図
【図4】本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタのためのチャンバライナの上面等角図
【図5】本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタの一部の概略的な断面側面図
【図6】本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタの一部の概略的な断面側面図
【図7】本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタの一部の概略的な上面図
【図8】本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタの一部の概略的な断面側面図
【図9】本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタの一部の概略的な断面側面図
【図10】本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタの一部の概略的な断面側面図
【図11】本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタのためのチャンバライナの上面等角図
【図12】本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタの一部の概略的な上面図
【図13A-C】本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタのスペーサの概略的な断面側面図
【図14】本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタ内で部品をコーティングする方法のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【0010】
理解を容易にするため、可能な場合には、図面に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号が用いられる。図は縮尺どおりには描かれておらず、分かり易くするために簡略化されることがある。一実施形態の要素及び特徴は、さらなる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込むことができる。
【0011】
部品コーティング用リアクタの実施形態が、本明細書に提供される。幾つかの実施形態では、部品コーティング用リアクタは、原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスを使用して部品上に材料を堆積するように構成される。本開示の方法及び装置は、有利なことに、コーティングされた部品を製造するためのサイクル時間及びコストを一桁削減する。
【0012】
図１は、本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタの概略的な側面図である。図１に示されるように、支持体１０４上に配置された部品コーティング用リアクタ１０２を有する部品コーティングシステム１００が示されている。支持体１０４は、フレームアセンブリ１０６を含むものとして例示的に示されている。フレームアセンブリ１０６はホイールを有するように示されているが、代替的又は追加的に、フレームアセンブリ１０６は、部品コーティング用リアクタ１０２を支持するための水平調整脚、安定化ブラケット、又は他の要素を含むことができる。幾つかの実施形態では、フレームアセンブリ１０６は省略することができ、部品コーティング用リアクタ１０２は、例えば、ベース、クラスタツールの移送チャンバ、部品コーティング用リアクタ１０２に／部品コーティング用リアクタ１０２から部品を供給及び回収するための部品ハンドリングシステムなど、別の構成要素上に載置する又は取り付けることなどにより、何らかの他の種類の支持体１０４上に配置することができる。
【0013】
部品コーティング用リアクタ１０２を包み込むために、カバー１３８を設けることができる。カバー１３８は、支持体１０４上に配置することができ、あるいは他の方法で部品コーティング用リアクタ１０２に連結させてもよい。カバー１３８は、部品コーティング用リアクタ１０２を冷却するためにそこを通る空気の流れを促進するための複数の開口部を含むことができる。部品コーティング用リアクタ１０２の外部の空冷を強化するために、ファン１４０を設けることができる。
【0014】
部品コーティング用リアクタ１０２は、概して、内部容積１１２を一緒に画成し、取り囲む、下部本体１０８とリッドアセンブリ１１０とを含む。内部容積は、約１から約１．５リットルなど、小さくてもよい。下部本体１０８及びリッドアセンブリ１１０の各々は、該下部本体１０８及びリッドアセンブリ１１０が一緒にアセンブリされたときに、内部容積１１２を一緒に画成する、構成要素の対向する面に形成されたキャビティを含みうる。例えば、下部本体１０８は、底部プレート１８２と、該底部プレート１８２から上方に延び、内部容積１１２を部分的に取り囲む側壁１８４とを含むことができる。同様に、リッドアセンブリ１１０は、上部プレート１７８と、該上部プレート１７８から下方に延び、内部容積１１２を部分的に取り囲む側壁１８０とを含むことができる。幾つかの実施形態では、側壁１８０、１８４の各々は、内部容積１１２を画成する同じ又は実質的に同じ寸法（例えば、円形のチャンバ構成の直径）を有することができる。幾つかの実施形態では、側壁１８０、１８４内の内部容積１１２全体の寸法（例えば、内径）は、約１４から約２０インチである。幾つかの実施形態では、リッドアセンブリ１１０と下部本体１０８は、例えば、クランプ、ボルト締め、ねじ締めなどによって一緒に連結させることができる。例えば、図３、７、及び１２に示されるように、例えば、下部本体１０８の対応するねじ孔まで延びるボルトを使用してリッドアセンブリを下部本体に連結するために、複数の孔３０８を設けることができる。幾つかの実施形態では、孔３０８は、対応するボルト、ねじなどの頭部を受け入れるために皿穴が開けられていてもよい。複数の孔３０８は、リッドアセンブリ１１０と下部本体１０８との間に均一なシールを提供するように、例えば、内部容積１１２に供給されるガスの漏れを防ぐように配置することができる。コーティングされるワークピースの挿入及び除去を容易にするため、又は内部容積１１２へのアクセスを必要とする他のメンテナンス若しくは動作のために、リッドアセンブリ１１０を持ち上げるために、リフトシステム（図示せず）を設けることができる。リッドアセンブリ１１０及び下部本体は、アルミニウム、ステンレス鋼などの任意の適切なプロセス適合性材料から製造することができる。
【0015】
リッドアセンブリ１１０は１つ以上のヒータ１３２を含む。図１に示される実施形態では、２つの環状ヒータ１３２が示されている。１つ以上のヒータ１３２は、ヒータ電源１６０に連結させることができる。幾つかの実施形態では、１つ以上のヒータ１３２は、リッドアセンブリ１１０の上面（例えば、上部プレート１７８の頂面）の環状チャネルに配置されたリング状ヒータを含む。例えば、図２～３及び８に最もよく示されているように、１つ以上のヒータ１３２は、リッドアセンブリ１１０の上面に形成された環状チャネル内に配置される。ヒータを環状チャネル内に保持するために、環状キャップ２１２を１つ以上のヒータ１３２の各々の上に配置することができる。幾つかの実施形態では、環状キャップ２１２は、リッドアセンブリ１１０内に配置されうる１つ以上のヒータ１３２及び１つ以上の冷却剤チャネル１３４の上に渡ることができる。図３、７、及び１２に示されるように、複数のレセプタクル３０６がリッドアセンブリ１１０の上面に形成されて、環状キャップ２１２からの対応する突起７０２を受け入れることができる。環状キャップ２１２は、例えば複数の締め具７０４（例えば、ボルト、ねじなど）によって、リッドアセンブリ１１０の上部プレート１７８に固定することができる。
【0016】
図１に戻ると、サーモスタット１６２は、リッドアセンブリ１１０の温度を監視するために、また幾つかの実施形態では、使用中の温度のフィードバック制御を容易にするために、リッドアセンブリ１１０内に配置されるか、又はリッドアセンブリ１１０に連結することができる。サーモスタット１６２は、リッドアセンブリ１１０の側面（図１に示されるように）、又はリッドアセンブリ１１０の頂面（図２に示されるように及び７）など、リッドアセンブリ１１０の温度を監視するための任意の適切な位置に設けることができる。
【0017】
熱伝達媒体を流すために、下部本体１０８又はリッドアセンブリ１１０のうちの少なくとも一方に、１つ以上の冷却剤チャネル１３４を設けることができる。例えば、冷却剤源１４２を１つ以上の冷却剤チャネル１３４に連結して、冷却剤を循環させることができる。幾つかの実施形態では、例えば図８に示されるように、１つ以上の冷却剤チャネル１３４は、下部本体１０８内にのみ配置され、リッドアセンブリ１１０には配置されない。幾つかの実施形態では、例えば図２に示されるように、１つ以上の冷却剤チャネル１３４は、リッドアセンブリ１１０の上部に形成された第１の冷却剤チャネルを含むことができ、第１の冷却剤チャネルの上にはキャップ２１４が配置されうる。幾つかの実施形態では、例えば１つ以上のヒータ１３２が一対のヒータ１３２を含む場合、１つ以上の冷却剤チャネル１３４のうちの少なくとも１つ（及び幾つかの実施形態ではすべて）を一対のヒータ１３２間に配置することができる。幾つかの実施形態では、例えば図３に示されるように、１つ以上の冷却剤チャネル１３４は、冷却剤を冷却剤チャネル１３４（例えば、単一の環状チャネル）に通して循環させるための、図１に示される冷却剤源１４２などの冷却剤源に連結された入口３０２及び出口３０４を有する単一の環状チャネルでありうる。幾つかの実施形態では、冷却剤源１４２及び冷却剤チャネル１３４は、リッドアセンブリ１１０の温度を摂氏約５０度から約７５度で維持するように構成される。
【0018】
幾つかの実施形態では、熱伝達媒体を流すために、１つ以上の冷却剤チャネル２３６を下部本体１０８に設けることができる。例えば、冷却剤源１４２を１つ以上の冷却剤チャネル２３６に連結して、冷却剤を循環させることができる。あるいは、１つ以上の冷却剤チャネル２３６は、異なる冷却剤源（図示せず）に連結させることができる。幾つかの実施形態では、冷却剤源１４２（又は他の異なる供給源）及び冷却剤チャネル２３６は、下部本体１０８の温度を摂氏約５０度から約７５度で維持するように構成される。冷却剤チャネル１３４、２３６の小さい容積及び構成は、部品コーティング用リアクタ１０２の急速冷却を有利に促進し、完成したワークピースを取り出し、コーティングされる新しいワークピースをロードし、したがってスループットを向上させる。
【0019】
図１に戻ると、リッドアセンブリ１１０は、部品コーティング用リアクタ１０２の内部容積１１２への１つ以上のガスの供給を容易にするために、その中に配置された複数のガス通路１３６を含む。ガス源１１４は、複数のガス通路１３６に連結された複数の導管１１６を介して内部容積１１２に流体的に連結されて、後述するように、内部容積１１２内に配置されたワークピース（又は部品）をコーティングするＡＬＤ動作などの動作中に、内部容積１１２に処理ガスを供給する。例えば、ガス源は、ＡＬＤプロセスを実施してワークピースをコーティングするために、前駆体アンプル、１つ以上の不活性ガス、並びに堆積ガス、キャリアガス、パージガスなどを供給するための高速パルスバルブ、パージバルブなどを含みうる。例えば、図１に示されるように、例えば、第１の前駆体、第２の前駆体、及び不活性ガスなどの３つの異なるガスを内部容積１１２に供給するために、第１の導管１１８、第２の導管１２０、及び第３の導管１２２を設けることができる。第１の導管１１８、第２の導管１２０、及び第３の導管１２２は、リッドアセンブリ１１０を介して、例えば、（以下に詳しく論じるように）複数のガス通路１３６を介して及び／又は中央開口部１２１を介して、内部容積１１２に連結することができる。
【0020】
非限定的な一例では、形成されるコーティングは、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）コーティングでありうる。このような実施形態では、例えば、ガス源は、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）と水（Ｈ２Ｏ）とを含む堆積ガス（例えば、前駆体ガス）を、窒素（Ｎ２）などの不活性ガス、又は希ガス、例えばアルゴン（Ａｒ）などとともに供給するように構成することができる。他のＡＬＤ堆積膜も同様に得ることができ、限定はしないが、例えばＭＯｘ、ＭＯｘＦｙ、ＭＦｘ、ＳｉＯｘ、ＳｉＣｘ、ＳｉＮ、Ｍ１Ｍ２Ｏｘなどの基本式を有する膜などであり、ここで、Ｍは金属であり、Ｍ１は第１の金属であり、Ｍ２は第１の金属とは異なる第２の金属である。このような膜は、本明細書に記載される装置内で適切なＡＬＤ前駆体及び堆積プロセスを使用して堆積することができる。
【0021】
幾つかの実施形態では、部品コーティング用リアクタ１０２は、１つ以上の処理ガスを分散方式で供給するように構成される。例えば、幾つかの実施形態では、部品コーティング用リアクタ１０２は、１つ以上の処理ガスを内部容積１１２の複数のゾーンに供給するように構成される。例えば、リッドアセンブリ１１０は、各々がガス源１１４に連結した複数の流体的に独立したプレナムを含むことができる。流体的に独立したプレナムの各々は、１つ以上の処理ガスを内部容積１１２の特定のゾーンに提供するように構成され、特定のゾーンの少なくとも幾つかは互いに異なっている。流体的に独立したプレナムは、ガスの分離を有利に提供し、導管又はリッドアセンブリ１１０内での望ましくない反応及び／又は堆積を防止する。
【0022】
例えば、図２に示されるように、リッドアセンブリ１１０は、外側環状プレナム２０８と１つ以上の内側環状プレナム２１０とを含むことができる。外側環状プレナム２０８は、内部容積１１２の周辺領域、及びコーティングされるワークピースの周辺領域への１つ以上のガスの供給を容易にする。幾つかの実施形態では、例えば、不活性ガスを外側環状プレナム２０８に供給して、ワークピースの周縁部及び／又は内部容積１１２の周縁部への堆積を防止することができる。図２に示される実施形態では、２つの内側環状プレナム２１０が示されている。内側環状プレナムは、ＡＬＤプロセス用の異なる堆積ガス又は前駆体ガスなどの１つ以上のガスを、コーティングされることが望ましいワークピースの領域に近い内部容積のより半径方向内側の部分に供給することを容易にする。
【0023】
環状プレナムは、例えば、上部プレート１７８の頂面に配置されたそれぞれの環状チャネルによって形成することができる。キャップ２４６を各チャネルの上に配置して、それぞれのプレナムを画成することができる。プレナムを内部容積１１２に流体的に連結するために、各プレナムに、例えばプレナムの底表面に沿って、複数の孔２４８を設けることができる。複数の孔２４８は、プレナムから内部容積１１２への適切なガス流を提供するようにサイズ決めし、配置することができる。幾つかの実施形態では、複数の孔２４８は、プレナムに沿って等間隔に又は実質的に等間隔に配置することができる。幾つかの実施形態では、複数の孔２４８は孔のセットで配置することができ、各セットの孔はプレナムに沿って等間隔又は実質的に等間隔で配置することができる。
【0024】
プレナムの各々は、第１、第２、又は第３の導管１１８、１２０、１２２のうちの異なる導管を介してガス源１１４に連結させることができる。例えば、１つ以上の内側環状プレナム２１０の第１の環状プレナム２１０Ａは、第１の導管１１８を介してガス源１１４に連結させることができる。１つ以上の内側環状プレナム２１０の第２の環状プレナム２１０Ｂは、第２の導管１２０を介してガス源１１４に連結させることができる。外側環状プレナム２０８は、第３の導管１２２を介してガス源１１４に連結させることができる。
【0025】
図２及び７に最もよく示されているように、第１の導管１１８は、複数の脚部２０２（例えば、第１の複数の脚部）を介して内側環状プレナム２１０のうちの１つ（例えば、２１０Ａ）に連結させることができる。同様に、第２の導管１２０は、異なる複数の脚部２０４（例えば、第２の複数の脚部）を介して内側環状プレナム２１０のうちの異なる１つ（例えば、２１０Ｂ）に連結させることができる。同様に、第３の導管１２２は、異なる複数の脚部２０６（例えば、第３の複数の脚部）を介して外側環状プレナム２０８に連結させることができる。複数の脚部２０２、２０４、２０６の各々は、例えば図５に関して説明したように、プレナムに沿ったそれぞれの入口を介して、それぞれの内側環状プレナム２１０Ａ、２１０Ｂ、及び外側環状プレナム２０８に連結させることができる。
【0026】
幾つかの実施形態では、第１の導管１１８、第２の導管１２０、又は第３の導管１２２のうちの１つ以上を、プレナムに沿った複数の位置でそれぞれのプレナムに連結させることができる。複数の位置は、２つ以上の位置、３つ以上の位置、４つ以上の位置などでありうる。例えば、図７に示されるように、複数の位置は６つの位置とすることができる。
【0027】
幾つかの実施形態では、第１の導管１１８、第２の導管１２０、又は第３の導管１２２のうちの少なくとも１つ、及び幾つかの実施形態ではそれらのすべてが、それぞれのプレナムに方位角対称に連結される。幾つかの実施形態では、それぞれのプレナム内の位置の各々が、それぞれのプレナム内の隣接する位置から等間隔で配置される。幾つかの実施形態では、複数の位置のいずれも互いに対して半径方向に整列していない。例えば、図７に最もよく示されているように、各プレナムは、互いに等間隔で配置することができる複数の入口（例えば、図５に示される開口部５１０）を含む。各プレナムの入口の各々は、互いに対して角度をずらすことができる。幾つかの実施形態では、各プレナムに等しい数の入口が存在する。
【0028】
幾つかの実施形態では、長さ、滞留時間、又はコンダクタンスのうちの少なくとも１つが、ガス源１１４からそれぞれのプレナムまで等しいか、又は実質的に等しくなりうる。例えば、導管が複数の位置でプレナムにルーティングされる実施形態では、ガス源からの距離、又はガスが導管を通って移動する滞留時間、又は導管の全体のコンダクタンスのうちの１つ以上は、等しいか、又は実質的に等しくなりうる。本明細書で用いられる場合、実質的に等しいとは、互いの約１０％以内、又は幾つかの実施形態では約５％以内の値を意味する。例えば、図２及び７と一致する実施形態では、第１、第２、及び第３の導管１１８、１２０、１２２の各々は、内部容積１１２及び／又はリッドアセンブリ１１０の中心軸に沿って垂直に位置合わせされた接合部で複数の脚部２０２、２０４、２０６のそれぞれに分割することができる。加えて、複数の脚部２０２、２０４、２０６のそれぞれの脚部内の個々の脚部は、等しい又は実質的に等しい長さ及び／又はコンダクタンスを有することができる。加えて、複数の脚部２０２、２０４、２０６のそれぞれの脚部内の個々の脚部は、（例えば、脚部がそれぞれの環状プレナムに連結される位置が等間隔又は実質的に等間隔で配置されるように）等しい又は実質的に等しい角度間隔を有することができる。幾つかの実施形態では、複数の脚部２０２、２０４、２０６のうちの共通の脚部内の脚部は、共通の平面内に配置された水平部分と共通の平面からリッドアセンブリ１１０まで延びる垂直部分とを有し、複数の脚部２０２、２０４、２０６のうちの異なる脚部内の脚部は、異なる平面に配置されたそれぞれの水平部分を有する。あるいは、複数の脚部２０２、２０４、２０６のうちの共通の脚部内の脚部は共通の空間に配置され、一方、複数の脚部２０２、２０４、２０６のうちの異なる脚部内の脚部は異なる空間に配置される（例えば、共通の脚部はグループ化され、他の脚部の他のグループから間隔をあけて配置される）。
【0029】
第１、第２、又は第３の導管１１８、１２０、又は１２２の各々は、各導管の端部に配置され、導管をプレナムへの入口と位置合わせする取付具２５０を介してそれぞれのプレナムに連結させることができる。例えば、図２に示されるように、取付具２５０が複数の脚部２０２、２０４、２０６の各々の端部に配置される。図５により詳細に示されるように、取付具２５０の本体５０２は、第１の導管１１８の端部（又はその脚部２０２）に連結することができる。貫通孔５０４は、第１の導管１１８（又はその脚部２０２）と位置合わせして本体を通って延びる。フランジ５０６を導管とは反対側の本体５０２の端部に設けることができ、該フランジ５０６は、リッドアセンブリ１１０の嵌合開口部を介したリッドアセンブリ１１０への取付具の連結を容易にするために、１つ以上の開口部５０８を含むことができる。導管がプレナムに連結される位置において、キャップ２４６は、導管をプレナムに流体的に連結するために、取付具２５０の貫通孔５０４と位置合わせされた開口部５１０（例えば、プレナム入口）を含む。
【0030】
再び図１を参照すると、幾つかの実施形態では、遠隔プラズマ源（ＲＰＳ）１２７は、必要に応じて部品コーティング用リアクタ１０２の洗浄を容易にするために、例えばリッドアセンブリ１１０の中央開口部１２１を介して、内部容積１１２に連結することができる。あるいは又は組み合わせて、ガス源１１４は、中央開口部１２１を通じて内部容積１１２（例えば、第１の導管１１８、第２の導管１２０、及び第３の導管１２２を介して）に連結することができる。例えば、図２に示されるように、中央開口部１２１は、ガス源２４０に連結することができる。ガス源２４０は、ガス源１１４又はＲＰＳ１２７のうちの１つ以上を含むことができる。幾つかの実施形態では、中央開口部は、キャップ２５２を介してガス源２４０に連結される。幾つかの実施形態では、キャップ２５２は、上述したキャップ２４６と同様に構成することができる。
【0031】
幾つかの実施形態では、１つ以上の取付ブラケット１５６は、ワークピース１５８などのコーティングされるワークピース又は部品をリッドアセンブリ１１０に連結することを容易にするために設けられる。幾つかの実施形態では、ワークピース１５８は、内部容積１１２の処理容積部分を部分的に画成する。例えば、幾つかの実施形態では、ワークピース１５８は、シャワーヘッド、ガス分配プレート（又は面板）などでありうる。このような実施形態では、ワークピース１５８は、底部プレートから延びる周縁リップを有する底部プレートを備えており、周縁リップ内に中央凹部を画成することができる。複数のガス分配孔２２０が底部プレートを通って配置され、中央凹部から底部プレートを通り、底部プレートの反対側の空間へ（例えば、シャワーヘッドが設置されているチャンバの処理容積へ）のガスの流れを促進する。ワークピース１５８は、該ワークピースの下面（シャワーヘッドの底部プレートなど）が部品コーティング用リアクタ１０２内に配置されたペデスタルヒータ１２４の支持面から約１から約５ｍｍ、例えば約３ｍｍ離間されるように、リッドアセンブリ１１０に連結させることができる。シャワーヘッド（例えば、ワークピース）は、取付ブラケット１５６を介してワークピースをリッドアセンブリ１１０に連結することを容易にするために、周縁リップの半径方向外側で底部プレートを貫通する複数の開口部を含みうる。
【0032】
例えば、幾つかの実施形態では、１つ以上の取付ブラケット１５６は、図２に示されるポスト２４４などの複数のポストでありうる。幾つかの実施形態では、図２に示されるように、ワークピース１５８はシャワーヘッドであり、複数のポスト２４４を介してリッドアセンブリ１１０に連結することができる。ポスト２４４は、例えば、ワークピース１５８の既存の取付孔に挿入することができ、リッドアセンブリ１１０の嵌合ねじ付き開口部にワークピースをボルト締めするための貫通孔を含む。
【0033】
図２をさらに参照すると、幾つかの実施形態では、スペーサ２１８は、ワークピース１５８とリッドアセンブリ１１０との間の間隙を維持しやすくするように提供することができる。ワークピース１５８とリッドアセンブリ１１０との間の間隙は、それらの間のガスの流れ、例えば使用中のワークピース１５８の表面上のガスの流れを促進する。幾つかの実施形態では、スペーサ２１８は、ワークピース１５８と位置合わせするように構成することができる。例えば、スペーサ２１８は、ワークピース１５８の周縁など、ワークピース１５８の対応する特徴部とインターフェースする特徴部を含むことができる。例えば、ワークピース１５８が円形である実施形態では、スペーサ２１８は、該スペーサ２１８がワークピースの周縁に沿ってワークピースの上に配置され、半径方向外側リップがワークピース１５８の側壁に沿って延びうるように、半径方向外側リップを有する環状リングでありうる。スペーサ２１８は、内部容積１１２に供給されるガスが実質的に、ワークピース１５８の半径方向外側の表面の周りではなく、スペーサ２１８の半径方向内側に配置されたワークピース１５８の表面に向かって、かつその表面上を流れるように、ワークピース１５８とリッドアセンブリ１１０との間のシールの形成をさらに促進することができる。幾つかの実施形態では、スペーサは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、アルミニウム、若しくはアルミニウム合金（ＡＬ６０６１又はＡＬ１００５など）、又は同様の材料でできている。
【0034】
幾つかの実施形態では、部品コーティング用リアクタ１０２は、所与のサイズのワークピースをコーティングするように構成される。例えば、ワークピース１５８がシャワーヘッドである場合、該シャワーヘッドは、所定のサイズの基板を処理するように構成された処理チャンバ内で使用するように構成されうる。例えば、ワークピース１５８は、直径が１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍなどの半導体ウエハ、又はソーラー、ディスプレイ、若しくは他の用途のための長方形の基板などの半導体ウエハを処理するように構成されたシャワーヘッドでありうる。したがって、スペーサ２１８は、外側環状プレナム２０８と１つ以上の内側環状プレナム２１０との間にスペーサ２１８が配置されるようなサイズを有する。動作中、例えば、ＡＬＤ堆積プロセスなどの堆積プロセス用の処理ガス（例えば、堆積ガス）は、１つ以上の内側環状プレナム２１０に（又は中央開口部１２１を介して）供給することができる一方、希ガス、例えばアルゴンなどの不活性ガスは、外側環状プレナム２０８に供給することができる。したがって、１つ以上の内側環状プレナム２１０に（又は中央開口部１２１介して）供給される処理ガスは、ワークピース１５８の半径方向内側（スペーサ２１８に対して）の表面の上を流れ、かつワークピース１５８の開口部（ガス分配孔２２０など）を通って流れ、堆積プロセスからの材料でワークピースをコーティングする。１つ以上の内側環状プレナム２１０に（又は中央開口部１２１を通って）供給される処理ガスは、スペーサ２１８の半径方向外側へ、及びワークピース１５８の（スペーサ２１８に対して）半径方向外側の表面上を流れることが実質的に防止される。同様に、外側環状プレナム２０８に供給される不活性ガスなどのガスは、ワークピース１５８の半径方向外側の表面の上を流れ、ワークピース１５８の半径方向内側の表面上を流れることが実質的に防止される。外側環状プレナム２０８に供給される不活性ガスが、リッドアセンブリ１１０の外側側壁に沿った材料の堆積をさらに制限又は防止する。部品コーティング用リアクタ１０２へのガスの流れの図が、図２、８、及び５に示される矢印によって示されている。部品コーティング用リアクタから流出するガスの流れの図が、図２及び６に矢印で示されている。
【0035】
図２及び５に示されるスペーサ２１８は例示的なものであり、スペーサは、ワークピース１５８の幾何学的形状に基づく、及び／又はリッドアセンブリ１１０の幾何学的形状に基づく他の構成を有することができる。例えば、図１３Ａ～１３Ｃは、本開示に従った使用に適したスペーサの３つの非限定的な例を示したものである。図１３Ａに示されるように、図２に示されるスペーサ２１８と同様の構成を有するスペーサ１３００Ａが示されている。スペーサ１３００Ａは、設置時にワークピース１５８を密接に取り囲むのに適した形状因子を有する環状本体を有する。環状本体は、平坦なディスク１３０２の外縁から下方に延びる外側リップを有する、平坦なディスク１３０２を含む。例えば、使用時、平坦なディスク１３０２は、外側リップ１３０４がワークピース１５８の側面に沿って下方に延びた状態で、ワークピース１５８の上に配置することができる。したがって、スペーサ１３００Ａは、ワークピース１５８とリッドアセンブリ１１０との間の距離を規定するか、又はワークピース１５８とリッドアセンブリ１１０との間の内部筐体を部分的に画成し、スペーサ１３００Ａを通過する半径方向外側へのガスの流れを防止又は制限する。
【0036】
図１３Ｂに示されるように、図８に示されるスペーサ８１８と同様の構成を有するスペーサ１３００Ｂが示されている。スペーサ１３００Ｂは、設置時にワークピース１５８より小さい直径を有する環状本体１３０６を有する。環状本体１３０６は、該環状本体１３０６の開口部を通って中心に延びる軸に対応する軸方向に細長い側壁を有することができる。例えば、使用時、環状本体１３０６は、ワークピース１５８の上、例えばワークピース１５８の上に配置された溝（ｏリング溝など）内に、配置することができる。幾つかの実施形態では、環状本体１３０６も同様に、（例えば図８に示されるように）リッドアセンブリ１１０内に配置された環状溝とインターフェースすることができる。したがって、スペーサ１３００Ｂは、ワークピース１５８とリッドアセンブリ１１０との間の距離を規定するか、又はワークピース１５８とリッドアセンブリ１１０との間に内部筐体を部分的に画成し、スペーサ１３００Ｂを通過する半径方向外側へのガスの流れを防止又は制限する。幾つかの実施形態では、図１３Ｃに示されるように、スペーサ１３００Ｃは、スペーサ１３００Ｂと同様に設けることができるが、スペーサ１３００Ｃの構造的完全性を高めるために、環状本体１３０６から延びる環状突起又はリブ１３０８をさらに含むことができる。
【0037】
図１に戻ると、幾つかの実施形態では、ライナ１５７は、リッドアセンブリ１１０を保護するために、コーティングされるワークピース又は部品（例えば、ワークピース１５８）を取り囲むように提供される。ライナ１５７は、ワークピース１５８を取り囲み、リッドアセンブリ１１０の内側壁（例えば、リッドアセンブリに隣接する内部容積の外周）を保護するための任意の適切な形状を有することができる。例えば、ワークピースを取り囲み、ワークピースと部品コーティング用リアクタ１０２の側壁、例えばリッドアセンブリ１１０の側壁との間の空隙又は空間を満たすために、ライナの内周の一般的な形状は、所与の形状又はサイズを有するワークピースを取り囲むように構成することができる。
【0038】
幾つかの実施形態では、図４に示されるように、ライナ１５７は、環状本体４０２の内壁に沿って交互の複数の平坦面４０６と凹んだ部分４０８とを有する、環状本体４０２を有することができる。複数の開口部４０４は、ライナ１５７がリッドアセンブリ１１０の底表面に連結するのを容易にするために、環状本体４０２を通じて提供することができる。ライナ１５７は、アルミニウムなどの任意のプロセス適合性材料から製造することができる。
【0039】
幾つかの実施形態では、図１１に示されるように、ライナ１５７及び取付ブラケット１５６は、単一の構成要素へと結合させることができる。例えば、このような実施形態では、ライナ１５７をリッドアセンブリ１１０の底表面に結合することを容易にするために、ライナ１５７は、環状本体４０２を貫通して設けられた複数の開口部４０４を備えた環状本体４０２を有することができる。ライナ１５７は、該ライナ１５７をワークピース１５８に固定するため、したがってワークピース１５８をリッドアセンブリ１１０に固定するために、止めねじ、グラブねじなどの締め具を受け入れるように構成された複数の開口部１１０２をさらに含む。複数の開口部４０４は、環状本体４０２の上面１１０８とリッドアセンブリ１１０の下面との間に間隙（例えば、図１０に示される間隙１０１０）が画成されるように、ライナ１５７のスタンドオフを提供する隆起部分１１０４（例えば、突起）に設けることができる。間隙は、ライナ１５７の周りのガスの排気への流れを促進する。隆起部分１１０４、例えば、環状本体４０２のそれぞれの開口部４０４を通過する締め具の頭部の受け入れを容易にするために、各隆起部分１１０４の反対側に凹んだ部分１１０６を設けることができる。ライナ１５７は、該ライナ１５７の周りのガスの流れをさらに促進して排気口へと向かう、環状本体の側壁を貫通して形成された複数の貫通孔１１１０を含むことができる。
【0040】
図１に戻ると、下部本体１０８は、ペデスタルヒータ１２４を受け入れるようにサイズ決めされ、構成される。例えば、下部本体１０８は、ペデスタルヒータ１２４のシャフト（例えば、図２に示されるシャフト２２８）を受け入れるために、底部プレート１８２を貫通して形成された開口部１２６を含むことができる。ペデスタルハブ１２８が底部プレート１８２に連結され、ペデスタルヒータ１２４のシャフトを取り囲み、包み込むことができる。幾つかの実施形態では、ペデスタルヒータ１２４のシャフトは、ペデスタルヒータ１２４の底表面が下部本体１０８の底部プレート１８２の頂面の上に、かつその頂面に対向して配置されるように、ペデスタルハブ１２８に連結させて、ペデスタルハブ１２８によって支持させることができる。例えば、図６に示されるように、ペデスタルヒータ１２４のシャフト２２８をペデスタルハブ１２８に固定するために、１つ以上の開口部６１０を、ペデスタルハブ１２８を貫通して設けることができる。図１に戻ると、ペデスタルヒータ電源１３０は、例えばペデスタルハブ１２８を介してペデスタルヒータ１２４内に配置されたヒータ電極１２５に連結されて、使用中にペデスタルヒータ１２４に電力を供給する。ヒータ電極１２５は、１つのゾーン、又は２つのゾーンなどの複数のゾーンで構成することができる。幾つかの実施形態では、ペデスタルヒータ１２４は、最高で毎分摂氏約５度の速度で、最高で摂氏約６００度（例えば、摂氏約１００から約６００度、又は摂氏約２００から約５００度の範囲）に加熱するように構成される。
【0041】
図２により詳細に示されるように、ペデスタルヒータ１２４はヒータプレート２３８と中央シャフト２２８とを含みうる。ヒータプレート２３８はヒータ電極１２５を含み、実質的に平坦な上面を含むことができる。幾つかの実施形態では、ヒータプレートは、例えば半導体ウエハなどの平面基板を支持するように構成することができる。幾つかの実施形態では、ヒータプレート２３８は、平坦又は実質的に平坦な隆起上面と、該隆起上面の半径方向外側に配置された実質的に平坦なレッジとを含むことができる。ペデスタルヒータ１２４は、コーティングされるワークピース１５８よりも大きい直径を有することができる。例えば、ペデスタルヒータ１２４は、少なくともライナ１５７の内径よりも大きい直径を有することができる。幾つかの実施形態では、ペデスタルヒータ１２４は、約５００から約６００ｍｍの直径を有することができる。
【0042】
下部本体１０８は、ペデスタルヒータ１２４と下部本体１０８の表面に面する内部容積１１２との間の小さい間隙を画成するようにサイズ決めされる。例えば、側壁１８４の内表面とヒータプレート２３８の外周縁との間に、第１の間隙２５８が形成される。幾つかの実施形態では、第１の間隙２５８は、約３ｍｍなど、約２から約４ｍｍでありうる。底部プレート１８２の上面とヒータプレート２３８の対向する下面との間には、第２の間隙２６０が形成される。幾つかの実施形態では、第２の間隙２６０は、約４ｍｍなど、約３から約６ｍｍでありうる。開口部１２６は、開口部１２６とシャフト２２８との間に第３の間隙２６２が形成されるように、シャフト２２８の外径より大きい。幾つかの実施形態では、第３の間隙２６２は、約４ｍｍなど、約３から約６ｍｍでありうる。
【0043】
ペデスタルハブ１２８は、シャフト２２８及び開口部１２６の周りで下部本体１０８に連結される。１２８のペデスタルは、例えば、ペデスタルハブ１２８のフランジ２３２に形成された対応する複数の開口部２３４を通して配置され、下部本体１０８の対応するねじ付き開口部内に延びる複数の締め具を使用して、下部本体１０８にボルト締め又は他の方法で固定することができる。幾つかの実施形態では、１つ以上の溝２５１をペデスタルハブ１２８又は下部本体１０８の一方又は両方に設けて、それらの間のシールの形成を容易にすることができる。例えば、Ｏリングなどのガスケットを溝２５１に配置することができる。
【0044】
ペデスタルハブ１２８は、シャフト２２８の外径より大きい内径を有する。幾つかの実施形態では、ペデスタルハブは、開口部１２６の内径よりも大きい内径を有する。幾つかの実施形態では、図２に示されるように、内部容積１１２から出るガスの排気の流れを調節するために、チョークカップ２３０を設けることができる。チョークカップ２３０は、ペデスタルハブ１２８と下部本体１０８との間に配置することができる。チョークカップ２３０は、流れコンダクタンスチョークポイントを提供して、方位角がより均一になるように部品コーティング用リアクタ１０２から出る流れを調整する。例えば、チョークカップ２３０は、ペデスタルハブ１２８の内径に沿って形成された対応するレッジ２５６上に載置されうるフランジ２５４を含む管状部材でありうる。フランジ２５４は、ペデスタルハブ１２８が下部本体１０８に連結したときにフランジ２５４が下部本体１０８の底部に当接するように、レッジ２５６の高さに等しい又は実質的に等しい厚さを有することができる。
【0045】
チョークカップ２３０の内表面とシャフト２２８の外表面との間に第４の間隙２６４を画成するように、チョークカップ２３０は開口部１２６の内径に実質的に等しい内径を有することができる。チョークカップ２３０は、それらの間に第５の間隙２６６が画成されるように、ペデスタルハブ１２８の内径よりも小さい外径をさらに有する。チョークカップ２３０は、第４の間隙２６４を第５の間隙２６６に流体的に連結するために貫通形成された複数の開口部２３１をさらに含む。
【0046】
図６にさらに詳しく示されているように、チョークカップ２３０は、該チョークカップ２３０の底部がペデスタルハブ１２８の底部内表面から離間して、それらの間に第６の間隙６０２を画成するように配置されるような長さを有することができる。幾つかの実施形態では、チョークカップ２３０の壁厚より大きい幅を有するペデスタルハブ１２８の内部の底表面に溝６０４を形成することができる。チョークカップ２３０の底部は、溝の側壁及び底部と、溝内に部分的に延びるチョークカップ２３０の壁の部分との間に第６の間隙６０２が画成されるように、溝内に部分的に延在することができる。
【0047】
部品コーティング用リアクタ１０２の排気アセンブリ（例えば、後述する排気アセンブリ１４４）へのペデスタルハブ１２８の連結を容易にするために、ペデスタルハブ１２８内に開口部６０６を形成することができる。例えば、開口部６０６は、第５の間隙２６６に流体的に連結させることができる。導管６０８は、排気アセンブリを介して開口部６０６をポンプ１５０に連結することができる。
【0048】
図１に戻ると、部品コーティング用リアクタ１０２の排気アセンブリ１４４は、ペデスタルハブ１２８を介し（例えば、図６に関して説明した開口部６０６を介して）内部容積１１２に流体的に連結される。排気アセンブリ１４４は、ポンプ１５０を内部容積１１２に連結する導管１４８に沿って一列に配置されたスロットルバルブ１４６を含む。スロットルバルブ１４６は、内部容積１１２内の圧力の制御を容易にする。圧力計１５２も、導管１４８に連結して、導管１４８内の圧力（及び、関連して、内部容積内の圧力）を監視することができる。幾つかの実施形態では、例えばメンテナンスのために、部品コーティング用リアクタ１０２を導管１４８及びポンプ１５０から隔離及び／又は切断することを容易にするために、例えばアイソレーションバルブ１５４、バイパスバルブ１５５などの追加のバルブを設けることができる。
【0049】
部品コーティングシステム１００はまた、部品コーティング用リアクタ１０２に連結したコントローラ１７０も含む。コントローラ１７０は、直接制御を使用して、又は代替的に部品コーティング用リアクタ１０２に関連付けられたコンピュータ（又はコントローラ）を制御することによって、部品コーティング用リアクタ１０２の動作を制御する。動作中、コントローラ１７０は、部品コーティング用リアクタ１０２の性能を最適化するためのデータ収集及びフィードバックを可能にする。コントローラ１７０は、概して、中央処理装置（ＣＰＵ）１７２、メモリ１７４、及び支援回路１７６を備えている。ＣＰＵ１７２は、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でありうる。支援回路１７６は、慣例的にＣＰＵ１７２に連結され、キャッシュ、クロック回路、入出力サブシステム、電源などを含みうる。本明細書に記載される方法などのソフトウェアルーチンは、メモリ１７４内に記憶され、ＣＰＵ１７２によって実行されると、ＣＰＵ１７２を特定目的コンピュータ（コントローラ１７０）に変換することができる。ソフトウェアルーチンはまた、部品コーティング用リアクタ１０２から離れて配置された第２のコントローラ（図示せず）によって格納及び／又は実行させることもできる。
【0050】
メモリ１７４は、ＣＰＵ１７２によって実行されると部品コーティング用リアクタ１０２の動作を容易にするための命令を含む、コンピュータ可読記憶媒体の形態である。メモリ１７４内の命令は、本開示の装置を実装するプログラムなどのプログラム製品の形態である。プログラムコードは、多数の異なるプログラミング言語のいずれか１つに準拠しうる。一例では、本開示は、コンピュータシステムで使用するためのコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラム製品として実装することができる。プログラム製品の（一又は複数の）プログラムは、アスペクトの機能を規定する。例示的なコンピュータ可読記憶媒体には、次のものが含まれるが、これらに限定されない：情報が永久に保存される書き込み不可能な記憶媒体（例えば、ＣＤ－ＲＯＭドライブで読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭディスク、フラッシュメモリ、ＲＯＭチップ、又はあらゆるタイプの固体不揮発性半導体メモリなど、コンピュータ内の読み取り専用メモリデバイス）；及び、変更可能な情報が保存される書き込み可能な記憶媒体（例えば、ディスケットドライブ若しくはハードディスクドライブ内のフロッピーディスク、又はあらゆる種類の固体ランダムアクセス半導体メモリ）。このようなコンピュータ可読記憶媒体は、例えば方法１４００に従って、本明細書に記載される部品コーティング用リアクタ１０２の機能を指示するコンピュータ可読命令を担持する場合には、本開示の態様である。
【0051】
本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタのさらなる詳細が、部品コーティング用リアクタ１０２などの部品コーティング用リアクタの一部の概略的な断面側面図である図２に示されている。図２に示されるように、リッドアセンブリ１１０は、下部本体１０８に連結されて、内部容積１１２を少なくとも部分的に画成する。幾つかの実施形態では、リッドアセンブリ１１０と下部本体１０８との間のインターフェースに、シールを設けることができる。例えば、アセンブリ時にリッドアセンブリ１１０と下部本体１０８との間のシールの維持を容易にするために、ガスケット、例えばＯリングを受け入れるように、リッドアセンブリ１１０又は下部本体１０８のうちの１つ以上に溝２２６を設けることができる。幾つかの実施形態では、リッドアセンブリ１１０及び下部本体１０８の位置合わせ及び相互接続を容易にするために、もう１つの位置合わせ特徴部を設けることができる。例えば、リッドアセンブリ１１０又は下部本体１０８のうちの一方の周縁の周りに、突起又はリップ２２２を配置することができる。リップ２２２を受け入れてリップ２２２とインターフェースするために、リッドアセンブリ１１０又は下部本体１０８の他方には、嵌合凹部２２４を設けることができる。図２に示される実施形態では、リップ２２２は、リッドアセンブリ１１０から下方に突き出していることが示されており、嵌合凹部２２４は、下部本体１０８の周縁に形成されていることが示されている。
【0052】
幾つかの実施形態では、内部容積１１２の上のリッドアセンブリの上部中央部分からの熱伝達の低減を促進するために、リッドアセンブリ１１０内にもう１つの熱伝導チョークを設けることができる。例えば、リッドアセンブリ１１０を通る伝導熱伝達を妨げるために、リッドアセンブリ１１０に複数の凹部２１６を形成することができる。幾つかの実施形態では、複数の凹部２１６は細長いスロットを含む。複数の凹部２１６は、リッドアセンブリ１１０の上面又は側面のいずれか又は両方に形成することができる。
【0053】
図２に示される実施形態では、図３及び７により明確に示されるように、第１の複数の凹部２１６（図３の第１の複数の凹部３１６Ａ）をリッドアセンブリ１１０の頂面に形成することができる。第１の複数の凹部２１６（３１６Ａ）は、例えば、リッドアセンブリ１１０の外周縁に近接する円に沿って、かつ内部容積１１２の半径方向外側に配置することができる。幾つかの実施形態では、第１の複数の凹部２１６（３１６Ａ）は、それらが配置される円と整列又は実質的に整列する（例として、例えば細長いスロットの中心で、円と接線方向に位置合わせされる）長軸を有する細長いスロットとすることができる。
【0054】
図２に示される実施形態では、図３により明確に示されるように、第２の複数の凹部２１６（図３の第２の複数の凹部３１６Ｂ）は、リッドアセンブリ１１０の側面に形成することができる。第２の複数の凹部２１６（３１６Ｂ）は、例えば、リッドアセンブリ１１０の外周縁に沿った１つ以上の円形の列（図では２つの円形の列）に沿って配置することができる。複数の円形の凹部列が設けられる実施形態では、リッドアセンブリ１１０の頂面からリッドアセンブリ１１０の側面への伝導熱伝達の経路を減らすため（例えば、熱伝導のための曲がりくねった経路を形成するため）に、各列の凹部を互い違いに配置するか、又は重ね合わせることができる。幾つかの実施形態では、第２の複数の凹部２１６（３１６Ｂ）は、それらが配置される円形の列と整列又は実質的に整列する長軸を有する細長いスロットとすることができる。
【0055】
部品コーティング用リアクタ１０２のさまざまな構成要素に関する前述の説明は例示的なものであり、本開示の範囲内で他の変形も可能である。例えば、図８～１０及び１２は、図２～５及び７に示されるリッドアセンブリ１１０とは異なる、本開示の少なくとも幾つかの実施形態によるリッドアセンブリ１１０を示している。図２～５及び７に関して上で説明したものと同様のリッドアセンブリの部分は、同一の参照番号を有しており、以下では個別に説明しない場合がある。
【0056】
幾つかの実施形態では、図８～１０及び１２に示されるように、部品コーティング用リアクタ１０２は、１つ以上の処理ガスを外側ゾーン及び中央ゾーンに供給するように構成される。例えば、リッドアセンブリ１１０の複数の流体的に独立したプレナムは、反応性ガスをリッドアセンブリ１１０の中央開口部１２１に供給することができ、１つ以上の不活性ガスを外側環状プレナム２０８に供給することができるように、ガス源１１４に連結させることができる。上述のように、図２、３、及び７に示される実施形態に類似する図８～１０及び１２に示される実施形態の部分は、図２、３、及び７に関して本明細書で論じられる対応する要素と同様の参照番号を有する。
【0057】
図２に関して上で説明したように、図８に示されるリッドアセンブリ１１０は、外側環状プレナム２０８と中央プレナム８０２とを含む。外側環状プレナム２０８は、内部容積１１２の周辺領域、及びコーティングされるワークピース１５８の周辺領域への１つ以上のガスの供給を容易にする。幾つかの実施形態では、例えば、不活性ガスを外側環状プレナム２０８に供給して、ワークピースの周縁部及び／又は内部容積１１２の周縁部への堆積を防止することができる。中央プレナム８０２は、コーティングされることが望ましいワークピースの領域に近い内部容積の半径方向内側部分（例えば、中央部分）へのＡＬＤプロセス用の異なる堆積ガス又は前駆体ガスなどの１つ以上のガスの供給を容易にする。
【0058】
中央プレナム８０２は、中央開口部１２１内に配置され、内部容積１１２の中央領域及びコーティングされるワークピース１５８の中央領域への１つ以上のガスの供給を容易にする。例えば、中央プレナム８０２は、第１、第２、又は第３の導管１１８、１２０、１２２のうちの異なる導管を介してガス源１１４に連結することができる。幾つかの実施形態では、外側環状プレナム２０８は、例えば第１の導管１１８を介して、ガス源１１４に連結することができ、例えば不活性ガスを外側プレナム２０８に供給することができる。中央プレナム８０２は、例えば第２及び第３の導管１２０、１２２を介して、ガス源１１４に連結することができ、例えばＡＬＤプロセス用の前駆体を供給して、ワークピース１５８をコーティングすることができる。
【0059】
中央プレナム８０２は、内部容積１１２への処理ガスの分配を容易にするノズルアセンブリ８０４を含むことができる。ノズルアセンブリは、ノズル８０８を挿入し、保持することができる内部開口部９１０を有する本体８０６を含むことができる。例えば、ノズル８０８は、内部開口部９１０に挿入することができ、内部開口部９１０に形成された対応する肩部に載置することができる上部フランジを有することができる。キャップ９０８を本体８０６の上部に連結して、内部開口部９１０の頂部を覆うことができる。本体８０６とキャップ９０８のインターフェースに沿った中央プレナム８０２からの漏れを最小化又は防止するために、１つ以上のｏリング溝９１２（１つ示されている）をキャップ９０８又は本体８０６のうちの少なくとも１つの対向する面に設けることができる。
【0060】
図９に最もよく示されているように、ノズルアセンブリ８０４の本体８０６は、例えば、ねじ、ボルト、クランプなどの複数の締め具（図示せず）によってリッドアセンブリ１１０に取り付けることができる。本体８０６とリッドアセンブリ１１０のインターフェースに沿った中央プレナム８０２からの漏れを最小化又は防止するために、１つ以上のｏリング溝９０６（１つ示されている）をリッドアセンブリ１１０又は本体８０６のうちの少なくとも１つの対向する面に設けることができる。
【0061】
例えば本体８０６、キャップ９０８、又は本体８０６とキャップ９０８の組合せを通して、１つ以上の通路が中央プレナム８０２に設けられていてもよい。図９に示されるように、幾つかの実施形態では、導管（例えば、１１８、１２０、１２２）のうちの１つを中央プレナム８０２に連結するために、通路９１４を設けることができ、導管（例えば、１１８、１２０、１２２）のうちの異なる１つを中央プレナム８０２に連結するために、独立した第２の通路９１６を設けることができる。
【0062】
本体８０６及びノズル８０８は、一緒に中央プレナム８０２を画成する。例えば、ノズル８０８は、該ノズル８０８の底部で終端する内部通路９０２を含む。１つ以上の孔（例えば、図９の孔９０４）が、内部通路９０２と流体連結したノズル８０８の底部部分に配置される。幾つかの実施形態では、１つ以上の孔９０４は複数の孔である。幾つかの実施形態では、複数の孔は４つの孔である。複数の孔は、互いに等間隔に配置することができる。１つ以上の孔を、ノズル８０８の底表面、ノズル８０８の側壁の下部、又はこれら２つの組合せに設けることができる。ノズル８０８は、リッドアセンブリ１１０の底表面を超えて内部容積１１２内に延在することができる。
【0063】
図１０に最もよく示されているように、外側プレナム２０８は、リッドアセンブリ１１０の上部プレート１７８に配置された環状チャネルによって形成することができる。複数の孔２４８が、外側プレナム２０８内に、例えばプレナムの底表面に沿って設けられ、プレナムを内部容積１１２に流体的に連結することができる。複数の孔２４８は上述の通りとすることができる。キャップ８４６は、外側プレナム２０８を画成するために各チャネルの上に配置することができ、複数の締め具（例えば、ねじなど）を介して上部プレート１７８に連結することができる。例えば、複数の孔１００６が、キャップ８４６を貫通して形成され、上部プレート１７８に形成された対応するねじ孔１００８と位置合わせされて、キャップ８４６を上部プレート１７８に固定するための締め具を受け入れることができる。
【0064】
キャップ８４６は、上部プレート１７８に形成された凹部１００２内に配置することができる。幾つかの実施形態では、凹部１００２及びキャップ８４６は、キャップ８４６が上部プレート１７８の頂面と面一になるか、又は上部プレート１７８の頂面より上に突出しないようにサイズ決めすることができる。１つ以上のｏリング溝１００４が上部プレート１７８又はキャップ８４６のうちの少なくとも一方の対向する面に形成されて、ｏリングを受け入れ、外側プレナム２０８からの漏れの低減又は排除を容易にすることができる。外側プレナム２０８は、図５に関して上述したのと同様に、キャップ８４６を通じて第１、第２、又は第３の導管１１８、１２０、１２２の１つ以上（例えば、１つ以上の不活性ガスを供給する１つの導管）を介して、ガス源１１４に連結することができる。
【0065】
動作中、ガスが部品コーティング用リアクタ１０２を通って流れているとき、ガスは最初に、リッドアセンブリ１１０を通って部品コーティング用リアクタ１０２に流入する。例えば、ガス通路１３６又は開口部１２６のうちの少なくとも１つを通じて、ガスを導入することができる。その後、ガスはワークピースの周りを流れる。幾つかの実施形態では、ワークピースは、リッドアセンブリ１１０に連結した、シャワーヘッドなどのワークピース１５８である。このような実施形態では、ガスは、シャワーヘッドの中央凹部へなど、ワークピースの表面を横切って流れ、シャワーヘッドを貫通して配置された複数のガス分配孔を通り、次いでシャワーヘッドの面の間を通り、ペデスタルヒータ１２４を横切って流れる。次いで、ガスは、ペデスタルヒータ１２４の周縁の周りを（例えば、第１の間隙２５８を通って）流れ、ペデスタルヒータ１２４の底部と下部本体１０８の床との間を（例えば、第２の間隙２６０を通って）流れ、チョークカップ２３０及びペデスタルハブ１２８などを通り（例えば、第３の間隙２６２、第４の間隙２６４、及び第５の間隙２６６又は第６の間隙６０２を通り）、ペデスタルヒータ１２４の下の位置を通って内部容積１１２の外に排出される。ポンプ１５０などのポンプが、例えば、ペデスタルハブ１２８の開口部６０６を介して、内部容積１１２に連結される。
【0066】
例えば、図１４は、本開示の幾つかの実施形態による部品コーティング用リアクタ内で部品をコーティングする方法１４００のフローチャートである。該方法１４００は、概して１４０２で始まり、部品コーティング用リアクタの内部容積に面する部分に、コーティングされるようにワークピースが固定される。幾つかの実施形態では、コーティングされる部品が半導体基板処理チャンバの構成要素である場合、コーティングプロセスは部品自体に対して実施され（例えば、ワークピースはコーティングされる部品である）、したがって、コーティングプロセスは、堆積プロセス中に基板支持体（例えば、ペデスタルヒータ１２４）上に配置される従来の基板（例えば、半導体ウエハなど）なしで、実施される。
【0067】
幾つかの実施形態では、ワークピースは、例えばシャワーヘッドなどのワークピース１５８でありうる。例えば、ワークピース１５８は、上述のようにリッドアセンブリ１１０に固定することができる。幾つかの実施形態では、スペーサ（スペーサ２１８など）を、ワークピースとリッドアセンブリとの間に配置することができる。
【0068】
幾つかの実施形態では、ワークピース（例えば、コーティングされる部品）は、上述したペデスタルヒータ１２４など、平面基板を支持するように構成された基板支持ペデスタルでありうる。例えば、基板支持ペデスタルは、該基板支持ペデスタルの支持面がリッドアセンブリ１１０とは反対側の内部容積１１２内に配置されるように、部品コーティング用リアクタ１０２の下部本体１０８に連結することができる。このような実施形態では、該プロセスは、任意のワークピース１５８（シャワーヘッドなど）をリッドアセンブリ１１０に固定することなく、実施することができる。
【0069】
次に、１４０４では、部品コーティング用リアクタ内の固定されたワークピース上でＡＬＤプロセスが実施される。ＡＬＤプロセスは、ワークピース（例えば、シャワーヘッド、基板支持ペデスタルなど）上にコーティングを形成するための任意の適切なＡＬＤプロセスでありうる。
【0070】
一例では、形成されるコーティングは、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）コーティングでありうる。このような実施形態では、ＡＬＤプロセスは、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）のパルスを供給し、その後、例えば第１の環状プレナム２１０Ａを通じて、不活性パージガスの流れを供給し、次に、続いて水（Ｈ２Ｏ）のパルスを供給し、その後、例えば第２の環状プレナム２１０Ｂを通じて、パージガスの流れを供給することを含む。幾つかの実施形態では、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）のパルスは、パージガスの流れを、約３０から約１０００ミリ秒（ｍｓ）、例えば約１００ｍｓ未満、続いて約１００ｍｓから約２０００ｍｓの間供給することができ、又は幾つかの実施形態では、約２００から約１０００ｍｓ、例えば約１秒の間供給することができる。幾つかの実施形態では、水（Ｈ２Ｏ）のパルスは、パージガスの流れを、約３０から約１０００ミリ秒（ｍｓ）、例えば約１００ｍｓ未満、続いて約１００ｍｓから約５０００ｍｓの間供給することができ、又は幾つかの実施形態では、約５００から約５０００ｍｓ、例えば約３．５秒の間供給することができる。ＡＬＤプロセスは、約１から約１０Ｔｏｒｒ、例えば約２～３Ｔｏｒｒの反応圧力で実施することができる。ＡＬＤプロセスは、摂氏約３００度の温度で実施することもできる。パージガスは、窒素（Ｎ２）などの不活性ガス、又は例えばアルゴン（Ａｒ）などの希ガスである。ＡＬＤプロセスを必要に応じて繰り返して、所望の厚さを有するコーティングを形成することができる。
【0071】
例えば、幾つかの実施形態では、ＡＬＤプロセスは、リッドアセンブリ１１０を通してワークピース全体に堆積ガスを交互に流すことを含む。処理ガスは、部品コーティング用リアクタの排気アセンブリを通じて排気させることができる。幾つかの実施形態では、ワークピースがシャワーヘッドの場合、堆積ガスは、シャワーヘッドを貫通して配置された複数のガス分配孔を通って、シャワーヘッドの中央凹部に流入し、その後、シャワーヘッドの面の間を通り、ペデスタルヒータ１２４を横切って流れる。堆積ガスは、上述したように、ペデスタルヒータ１２４の下の位置を通って内部容積から排出される。幾つかの実施形態では、ＡＬＤプロセスを実施することは、堆積ガスを交互に流しつつ、シャワーヘッドの周縁の周りに不活性ガスを流すことをさらに含む。
【0072】
幾つかの実施形態では、ワークピースが基板支持ペデスタルを含む場合、ＡＬＤプロセスを実施することは、リッドアセンブリを介して基板支持ペデスタルの上面全体に堆積ガスを交互に流すことを含む。次いで、堆積ガスは、基板支持ペデスタルの周縁の周りを流れ、上述したように、基板支持ペデスタルの下の位置を通って内部容積から排出される。幾つかの実施形態では、ＡＬＤプロセスを実施することは、堆積ガスを交互に流しつつ、基板支持ペデスタルの周縁の周りに不活性ガスを流すことをさらに含む。
【0073】
本発明者らは、本明細書に記載される部品コーティング用リアクタ内で単一の部品（例えば、ワークピース）をコーティングするのに必要な堆積時間が、そのような処理チャンバ部品のコーティングに現在用いられている従来のバッチコーティングプロセスと比較して、有利に短縮されることを観察した。
【0074】
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、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されうる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A-C】
【図14】
【国際調査報告】