特表 2025-503040 縁部のみウェハ接触を伴う裏面ウェハ処理のための装置

(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】2025-01-30

(54)【発明の名称】縁部のみウェハ接触を伴う裏面ウェハ処理のための装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20250123BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20250123BHJP

   H01L 21/31 20060101ALN20250123BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 N

H01L21/302 101G

H01L21/31 B

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024543112

(86)(22)【出願日】2023-01-18

(85)【翻訳文提出日】2024-09-19

(86)【国際出願番号】 US2023011056

(87)【国際公開番号】W WO2023141162

(87)【国際公開日】2023-07-27

(31)【優先権主張番号】63/301,961

(32)【優先日】2022-01-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/368,974

(32)【優先日】2022-07-20

(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】592010081

【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ラインバーガー・ジュニア・ニック・レイ

(72)【発明者】

【氏名】ブランク・リチャード・エム．

(72)【発明者】

【氏名】ボートライト・ダニエル

(72)【発明者】

【氏名】シャイク・ファヤズ・エイ．

(72)【発明者】

【氏名】ディクソン・エリック・トーマス

(72)【発明者】

【氏名】ジャニッキ・マイケル・ジョン

(72)【発明者】

【氏名】ヴィンティラ・アドリアーナ

(72)【発明者】

【氏名】イン・シン

(72)【発明者】

【氏名】アーキュリ・コナー・チャールズ

【テーマコード（参考）】

5F004

5F045

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F004BB22

5F004BB23

5F004BB28

5F004BB29

5F004BC06

5F004BD04

5F004DA26

5F004DA27

5F004DA28

5F045AA04

5F045AA06

5F045AA08

5F045AA15

5F045AB03

5F045AB32

5F045AB33

5F045AC01

5F045AC03

5F045AC05

5F045AC07

5F045AC08

5F045AC09

5F045AC11

5F045DP14

5F045EF05

5F045EF11

5F045EM02

5F045EM04

5F045EM05

5F045EM07

5F045EM09

5F045EN04

5F045EN06

5F131AA02

5F131BA01

5F131BA39

5F131CA01

5F131EA23

5F131EB01

5F131EB11

5F131EB27

5F131EB56

5F131EB66

5F131EB84

5F131EB85

5F131EC69

5F131FA17

5F131FA32

(57)【要約】

【解決手段】ウェハ裏面処理能力を有する半導体処理ツールが開示される。そのようなツールは、下面／平面接触とは対照的に、処理されているウェハに縁部接触を通じてのみ接触するように構成され得る。そのようなツールはまた、ウェハセンタリングフィーチャを含むことができ、ウェハセンタリングフィーチャは、そのようなウェハがその特定のウェハ処理ステーションに関して正確にセンタリングされることを可能にし得る。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

装置であって、
シャワーペデスタルであって、前記シャワーペデスタルの第１の表面にわたって分散された複数の第１のガス分配ポートを有し、前記シャワーペデスタルの前記第１の表面が、第１の平均中央平面を画定する、シャワーペデスタルと、
前記シャワーペデスタルから延在し、第１の基準軸線の周りに位置決めされた複数のウェハ支持構造であって、前記第１の基準軸線が、前記シャワーペデスタルの前記第１の表面と交わり、かつ、前記第１の平均中央平面に対して直角である、複数のウェハ支持構造と、を備え、
前記複数のウェハ支持構造が、前記シャワーペデスタルの前記第１の表面を含む領域の周りにさらに位置決めされ、
各ウェハ支持構造が、前記第１の平均中央平面に対して非平行である対応するウェハ支持表面を有し、
各前記ウェハ支持表面が、少なくとも前記第１の平均中央平面から前記第１の平均中央平面に対して直角な方向に第１の距離だけ離れかつ前記第１の基準軸線から前記第１の基準軸線に対して直角な方向に第２の距離だけ離れたところに位置決めされた部分を有する、装置。

【請求項2】

請求項１に記載の装置であって、
各前記ウェハ支持表面の少なくとも一部分が、前記第１の平均中央平面に対してゼロ度より大きく１５度以下の角度を形成する、装置。

【請求項3】

請求項２に記載の装置であって、
各前記ウェハ支持構造が、対応する片持ち梁構造、および対応するライザ構造を含み、各前記ウェハ支持構造に対して、
前記ウェハ支持構造のための前記対応する片持ち梁構造が、そのウェハ支持構造のための前記対応するライザ構造から前記第１の基準軸線に向かって径方向内方に延在し、
前記ウェハ支持構造のための前記対応する片持ち梁構造が、前記ウェハ支持構造のための前記対応するライザ構造に接続される近位端部を有し、
前記ウェハ支持構造のための前記対応する片持ち梁構造が、前記ウェハ支持構造のための前記対応するウェハ支持表面が配置される遠位端部を有する、装置。

【請求項4】

請求項３に記載の装置であって、
各前記片持ち梁構造が、前記第１の平均中央平面とは反対の側を向いた前記片持ち梁構造の側に、対応するチャネルを有し、
各前記片持ち梁構造の前記対応するチャネルが、前記片持ち梁構造の前記ウェハ支持表面と前記片持ち梁構造の前記近位端部に接続された前記対応するライザ構造との間に配置され、
各前記片持ち梁構造の前記対応するチャネルが、前記片持ち梁構造の長軸を横切る方向において前記片持ち梁構造にわたって延在する、装置。

【請求項5】

請求項４に記載の装置であって、
各前記チャネルが、少なくとも０．７５ｍｍの深さである、装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載の装置であって、
複数のウェハセンタリングフィーチャをさらに備え、各ウェハセンタリングフィーチャが、対応するセンタリング表面を有し、各前記ウェハセンタリングフィーチャの前記センタリング表面の少なくとも一部分が、前記第１の基準軸線から第３の距離のところに位置決めされ、かつ、前記第１の基準軸線に面する、装置。

【請求項7】

請求項６に記載の装置であって、
前記第３の距離が、１５０．５ｍｍから１５０ｍｍの間である、装置。

【請求項8】

請求項６に記載の装置であって、
各前記ウェハセンタリングフィーチャが、前記ウェハ支持構造のうちの対応する１つの前記ウェハ支持構造に対して間隙を介して固定され、かつ、前記対応する１つのウェハ支持構造によって支持される、装置。

【請求項9】

請求項８に記載の装置であって、
各前記ウェハセンタリングフィーチャの前記センタリング表面の少なくとも一部分が、前記第１の基準軸線に対して９０度未満の角度を形成する、装置。

【請求項10】

請求項８に記載の装置であって、
各前記ウェハセンタリングフィーチャの前記センタリング表面の少なくとも一部分が、前記第１の基準軸線に対して０度超かつ３０度以下の鋭角を形成する、装置。

【請求項11】

請求項６に記載の装置であって、
前記ウェハセンタリングフィーチャが、ホイールである、装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の装置であって、
前記ホイールが、セラミック材料で作られる、装置。

【請求項13】

請求項１１に記載の装置であって、
各前記ホイールが、前記シャワーペデスタルに対して前記ウェハ支持構造のうちの対応する１つの前記ウェハ支持構造によって支持され、かつ、前記第１の平均中央平面に対して一定の距離にある軸線の周りで回転するように構成される、装置。

【請求項14】

請求項１３に記載の装置であって、
シャワーヘッドをさらに備え、前記シャワーヘッドが、前記シャワーペデスタルの前記第１の表面に面する前記シャワーヘッドの第２の表面にわたって分散された複数の第２のガス分配ポートを有し、
Ｎ個の前記ホイールが存在し、
前記シャワーヘッドの前記第２の表面が、Ｎ個の凹部を有し、
各前記凹部が、前記第１の平均中央平面に対して直角でありかつ前記ホイールのうちの対応する１つの前記ホイールの中心を通過する対応する第２の基準軸線が前記凹部を通過するように、位置決めされる、装置。

【請求項15】

請求項１４に記載の装置であって、
フォーカスリングをさらに備え、前記フォーカスリングが、
前記第３の距離の２倍よりも小さい直径を有する名目上円形の内側縁部と、前記第３の距離の２倍よりも大きい直径を有する名目上円形の外側縁部と、を有し、かつ、
前記ウェハ支持構造の上に載るように構成され、前記フォーカスリングが、前記内側縁部に近接したＮ個の開口部、または前記内側縁部に沿ったＮ個のノッチを含み、前記開口部または前記ノッチが、前記フォーカスリングが前記ウェハ支持構造によって支持されるときに前記ホイールのうちの対応する１つの前記ホイールの一部分が前記開口部またはノッチを通過するように、それぞれ位置決めされる、装置。

【請求項16】

請求項１５に記載の装置であって、
前記フォーカスリングが、頂部表面および底部表面を有し、
前記フォーカスリングが、中心軸線、および、前記中心軸線に対して直角でありかつ前記頂部表面に一致する基準面に関連付けられ、
前記底部表面が、前記中心軸線から径方向距離Ｘのところに第１の円周輪郭を有し、前記第１の円周輪郭が、前記径方向距離Ｘにおける前記基準面から前記底部表面までの垂直距離が少なくとも第１の値と第２の値との間で周期的に変化するように、変化し、
Ｘの２倍が、前記名目上円形の内側縁部の前記直径よりも大きく、かつ、前記名目上円形の外側縁部の前記直径よりも小さい、装置。

【請求項17】

請求項１６に記載の装置であって、
前記フォーカスリングが、前記底部表面に沿って位置決めされた複数の突出部をさらに含み、各前記突出部が、前記中心軸線から前記径方向距離Ｘのところに位置する部分を有する、装置。

【請求項18】

請求項１７に記載の装置であって、
各前記突出部が、対応する基準面と同一平面上にある対応する軸線に沿って延在し、前記対応する基準面が、前記中心軸線と同一平面上にある、装置。

【請求項19】

請求項１８に記載の装置であって、
各前記突出部が、半円筒形の形状である、装置。

【請求項20】

請求項１５に記載の装置であって、
前記フォーカスリングが、内側部分および外側部分を有し、
前記内側縁部が、前記内側部分上に配置され、
前記内側部分が、前記外側部分の最内縁部によって画定された開口部を通過することができないように寸法取りされ、
前記内側部分および前記外側部分が、互いに固定して接続されない、装置。

【請求項21】

請求項１１に記載の装置であって、
１つまたは複数のホイール垂直持上げ機構をさらに備え、
各前記ホイールが、対応するホイールライザ構造によって支持され、
前記１つまたは複数の垂直持上げ機構が、全体として前記ホイールライザ構造を支持し、少なくとも第１の構成と第２の構成との間で移動可能であるように構成され、
各前記ホイールの少なくとも一部分が、前記１つまたは複数の垂直持上げ機構が前記第１の構成にあるときに、前記第１の基準軸線に平行な方向において前記ウェハ支持表面よりも前記第１の平均中央平面から遠くに位置し、
各前記ホイールが、前記１つまたは複数の垂直持上げ機構が前記第２の構成にあるときに、前記第１の平均中央平面と、前記１つまたは複数の垂直持上げ機構が前記第１の構成にあったときにそのホイールがあった位置と、の間に位置する、装置。

【請求項22】

請求項２１に記載の装置であって、
前記１つまたは複数の垂直持上げ機構が、少なくとも前記第１の構成と前記第２の構成とさらに第３の構成との間で移動可能であるようにさらに構成され、
前記第１の平均中央平面が、前記１つまたは複数の垂直持上げ機構が前記第３の構成にあるときに、前記ウェハ支持表面と各ホイールの少なくとも一部分との間に位置する、装置。

【請求項23】

請求項２１に記載の装置であって、
各前記ホイールライザ構造が、前記シャワーペデスタルの外側縁部における対応するノッチを通過するか、または、前記シャワーペデスタルを貫通する対応する穴を通過する、装置。

【請求項24】

請求項２１に記載の装置であって、
各前記ホイールライザ構造が、前記第１の基準軸線の周りで前記ウェハ支持構造とは異なる角度位置に配置される、装置。

【請求項25】

請求項２１に記載の装置であって、
各前記ホイールライザ構造が、前記第１の基準軸線の周りで前記ウェハ支持構造のうちの対応する１つの前記ウェハ支持構造と同じ角度位置に配置される、装置。

【請求項26】

請求項２５に記載の装置であって、
各前記ウェハ支持構造が、それを貫通する開口部を有し、前記開口部が、前記１つまたは複数の垂直持上げ機構が前記第１の構成と前記第２の構成との間で移動されるときに前記ホイールライザ構造のうちの対応する１つの前記ホイールライザ構造の一部分が前記開口部を通過するように寸法取りされる、装置。

【請求項27】

請求項１に記載の装置であって、
チャンバと、
複数のフォークを有する回転インデクサと、
をさらに備え、
前記回転インデクサが、１つまたは複数の入力に応答して前記複数のフォークを第１の回転軸線の周りで少なくとも第１の回転位置まで回転させるように構成され、
各前記フォークが、複数のウェハ持上げ表面を有し、
前記複数のフォークのうちの第１のフォークが、前記複数のフォークが前記第１の回転位置にあるときに前記第１のフォークの前記ウェハ持上げ表面が前記シャワーペデスタルの上に位置決めされるように、位置決めされる、装置。

【請求項28】

請求項２７に記載の装置であって、
前記第１のフォークが、２つのアームを含み、前記２つのアームが、前記複数のフォークが前記第１の回転位置にあるときに、前記第１の基準軸線を中心としかつ前記第３の距離の２倍の直径を有する円形領域の外側に、完全に位置し、
前記アームのそれぞれが、１つまたは複数の突出部を有し、前記１つまたは複数の突出部が、前記複数のフォークが前記第１の回転位置にあるときに、前記ウェハ持上げ表面のうちの１つを有する各突出部の一部分が前記円形領域内に位置するように、前記第１の基準軸線に向かって内方に延在する、装置。

【請求項29】

請求項２８に記載の装置であって、
各前記ウェハ持上げ表面が、前記第１の平均中央平面に対して非平行である、装置。

【請求項30】

請求項２８に記載の装置であって、
各前記ウェハ持上げ表面の少なくとも一部分が、前記第１の平均中央平面に対してゼロ度超かつ２５度以下の角度を形成する、装置。

【請求項31】

請求項２８から３０のいずれか一項に記載の装置であって、
前記フォークがそれぞれ、第１の半体および第２の半体を含み、
各前記フォークの前記ウェハ持上げ表面のうちの少なくとも１つが、前記フォークの前記第１の半体によって提供され、
各前記フォークの前記ウェハ持上げ表面のうちの他の少なくとも１つが、前記フォークの前記第２の半体によって提供され、
前記フォークの前記第１の半体が、第１のハブに対して間隙を介して固定され、
前記フォークの前記第２の半体が、第２のハブに対して間隙を介して固定され、
前記第１のハブが、第１のシャフトにより第１の回転駆動部に接続され、
前記第２のハブが、第２のシャフトにより第２の回転駆動部に接続され、
前記第１の回転駆動部および前記第２の回転駆動部が、それらの回転可動範囲の少なくとも一部分に対して独立的に作動されるように構成される、装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願
ＰＣＴ申請書が、本出願の一部として本明細書と同時に出願される。同時に出願されるＰＣＴ申請書において確認されるように、本出願が利益または優先権を主張する各出願は、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

半導体処理ツールは、典型的には、半導体処理チャンバ内で半導体ウェハを支持するために使用される１つまたは複数のペデスタルを含む。そのようなペデスタルは、その上にウェハが設置されて半導体処理チャンバ内での半導体処理作業中にそれらのウェハを支持するように設計されたウェハ支持表面を特徴とする。ペデスタルは、例えば真空チャックおよび／または静電チャック（ペデスタルのウェハ支持表面を提供することができる）、加熱および／または冷却システム、高周波エネルギー伝達目的のために使用される電極、ウェハの上方に面する側にのみ適用されるように意図された処理ガスからウェハの下面を保護するためのパージガスシステム、ウェハをウェハ支持表面から上昇させる（または、ウェハをウェハ支持表面上に下降させる）ために使用され得る持上げピン機構、などを含む様々な補助的なシステムのいずれかを備え得る。そのようなツールでは、ウェハの頂部表面は、ウェハ処理作業を受け、一方で、ウェハの底部表面は、ペデスタルの上に載る。ウェハは、典型的には、ウェハとペデスタルとの間の熱的結合を最大にし、処理中のウェハの平坦性を維持し、かつ／または、処理ガスがウェハの下面に到達する可能性を低めるために、真空力または静電力を使用してペデスタル上の所定の位置に固定される。いくつかのそのような半導体処理ツールでは、シャワーヘッド（ガス分配器と呼ばれることがある）が、ペデスタルの上方に位置決めされ得る。シャワーヘッドは、ペデスタルに面するその表面にわたって分散された複数のガス分配ポートを有し得る。そのようなガス分配ポートは、シャワーヘッド内に配置された１つまたは複数のプレナムに流体的に接続される。１つまたは複数のプレナムは、１つまたは複数の処理ガス源と流体的に接続され、そのような処理ガス源は、ペデスタルによって支持されたウェハの頂部表面にわたって処理ガスを選択的に流すように制御され得る。

【0003】

米国特許第９，８８１，７８８号および同第１０，８５１，４５７号において説明されている比較的新しいタイプの半導体処理ツールは、上記の半導体処理ツールとは根本的に異なる態様で動作する。そのようなより新しい半導体処理ツールでは、半導体処理作業中にウェハが通常その上に載るペデスタルは、シャワーペデスタルに置き換えられ、このシャワーペデスタルは、その上部表面にわたって分散された多数のガス分配ポートを有する（その下面にわたって分散された複数のガス分配ポートを有するシャワーヘッドに酷似した）ペデスタル状の構造である。ガス分配ポートは、シャワーペデスタル内に配置された１つまたは複数のプレナムに流体的に接続される。１つまたは複数のプレナムは、１つまたは複数の処理ガス源に流体的に接続され、そのような処理ガス源は、処理ガスがそれらのガス分配ポートを介してシャワーペデスタルから流出されることを可能にするように制御可能である。そのような半導体処理ツールはまた、キャリアリングを支持するように構成され得る１つまたは複数のキャリアリング支持体を有することができ、キャリアリングは、処理作業中にウェハを支持することができる。１つまたは複数のキャリアリング支持体は、キャリアリングおよびキャリアリングによって支持される任意のウェハがシャワーペデスタルの上方の高い位置に保持されることを可能にするように設計され、その結果、シャワーペデスタルとウェハとの間に、処理ガスが送達され得る間隙が存在する。したがって、そのような半導体処理ツールは、従来のウェハ処理手法からの完全な逆転である、ウェハの上面の代わりにウェハの下面がウェハ処理作業を受けることを可能にする。

【発明の概要】

【0004】

本明細書において説明される主題の１つまたは複数の実施態様の詳細が、添付の図面および以下の説明において記述される。他の特徴、態様、および利点が、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。

【0005】

いくつかの実施態様では、その第１の表面にわたって分散された複数の第１のガス分配ポートを有するシャワーペデスタルを含む装置が提供され得る。シャワーペデスタルの第１の表面は、第１の平均中央平面（ａｖｅｒａｇｅ ｍｉｄｐｌａｎｅ）を画定し得る。装置は、シャワーペデスタルから延在し、第１の基準軸線の周りに位置決めされた複数のウェハ支持構造をさらに含むことができ、第１の基準軸線は、シャワーペデスタルの第１の表面と交わり、かつ、第１の平均中央平面に対して直角である。複数のウェハ支持構造は、シャワーペデスタルの第１の表面を含む領域の周りにさらに位置決めされてもよく、各ウェハ支持構造は、第１の平均中央平面に対して非平行である対応するウェハ支持表面を有してもよく、各ウェハ支持表面は、少なくとも第１の平均中央平面から第１の平均中央平面に対して直角な方向に第１の距離だけ離れかつ第１の基準軸線から第１の基準軸線に対して直角な方向に第２の距離だけ離れたところに位置決めされた部分を有してもよい。

【0006】

いくつかのさらなる実施態様では、各ウェハ支持表面の少なくとも一部分が、第１の平均中央平面に対してゼロ度超かつ１５度以下の角度を形成し得る。

【0007】

いくつかのさらなる実施態様では、各ウェハ支持構造は、対応する片持ち梁構造、および対応するライザ構造を含み得る。各ウェハ支持構造に対して、そのウェハ支持構造のための対応する片持ち梁構造は、そのウェハ支持構造のための対応するライザ構造から第１の基準軸線に向かって径方向内方に延在してもよく、そのウェハ支持構造のための対応する片持ち梁構造は、そのウェハ支持構造のための対応するライザ構造に接続される近位端部を有してもよく、そのウェハ支持構造のための対応する片持ち梁構造は、そのウェハ支持構造のための対応するウェハ支持表面が配置される遠位端部を有してもよい。

【0008】

いくつかのさらなる実施態様では、各片持ち梁構造は、第１の平均中央平面と反対の側を向いたその片持ち梁構造の側に、対応するチャネルを有してもよく、各片持ち梁構造の対応するチャネルは、その片持ち梁構造のウェハ支持表面とその片持ち梁構造の近位端部に接続された対応するライザ構造との間に配置されてもよく、各片持ち梁構造の対応するチャネルは、片持ち梁構造の長軸を横切る方向においてその片持ち梁構造にわたって延在してもよい。

【0009】

いくつかのさらなる実施態様では、各チャネルは、少なくとも０．７５ｍｍの深さであり得る。

【0010】

いくつかのさらなる実施態様では、装置は、複数のウェハセンタリングフィーチャをさらに含むことができ、各ウェハセンタリングフィーチャは、対応するセンタリング表面を有する。各ウェハセンタリングフィーチャのセンタリング表面の少なくとも一部分が、第１の基準軸線から第３の距離のところに位置決めされ、かつ、第１の基準軸線に面し得る。

【0011】

いくつかのさらなる実施態様では、第３の距離は、１５０．５ｍｍから１５０ｍｍの間であり得る。

【0012】

いくつかのさらなる実施態様では、各ウェハセンタリングフィーチャは、ウェハ支持構造のうちの対応する１つのウェハ支持構造に対して間隙を介して固定され、かつ、その対応する１つのウェハ支持構造によって支持され得る。

【0013】

いくつかのさらなる実施態様では、各ウェハセンタリングフィーチャのセンタリング表面の少なくとも一部分が、第１の基準軸線に対して９０度未満の角度を形成し得る。

【0014】

いくつかのさらなる実施態様では、各ウェハセンタリングフィーチャのセンタリング表面の少なくとも一部分が、第１の基準軸線に対して０度超かつ３０度以下の鋭角を形成し得る。

【0015】

いくつかのさらなる実施態様では、ウェハセンタリングフィーチャは、ホイールであり得る。いくつかのさらなる実施態様では、ホイールは、セラミック材料で作られ得る。いくつかのさらなる実施態様では、各ホイールは、シャワーペデスタルに対してウェハ支持構造のうちの対応する１つのウェハ支持構造によって支持されてもよく、また、第１の平均中央平面に対して一定の距離にある軸線の周りで回転するように構成され得る。

【0016】

いくつかのさらなる実施態様では、装置は、シャワーヘッドをさらに含み、シャワーヘッドは、シャワーペデスタルの第１の表面に面するシャワーヘッドの第２の表面にわたって分散された複数の第２のガス分配ポートを有する。そのような実施態様では、Ｎ個のホイールが存在する場合があり、シャワーヘッドの第２の表面は、Ｎ個の凹部をそこに有することができ、各凹部は、第１の平均中央平面に対して直角でありかつホイールのうちの対応する１つのホイールの中心を通過する対応する第２の基準軸線がその凹部を通過するように、位置決めされ得る。

【0017】

いくつかのさらなる実施態様では、装置は、フォーカスリングをさらに含み得る。フォーカスリングは、第３の距離の２倍よりも小さい直径を有する名目上円形の内側縁部と、第３の距離の２倍よりも大きい直径を有する名目上円形の外側縁部と、を有し得る。フォーカスリングはまた、ウェハ支持構造の上に載るように構成されてもよく、また、内側縁部に近接したＮ個の開口部、または内側縁部に沿ったＮ個のノッチを含むことができ、それらの開口部またはノッチは、フォーカスリングがウェハ支持構造によって支持されるときにホイールのうちの対応する１つのホイールの一部分が開口部またはノッチを通過するように、それぞれ位置決めされる。

【0018】

いくつかの実施態様では、フォーカスリングは、頂部表面および底部表面を有することができ、また、中心軸線、および、中心軸線に対して直角でありかつ頂部表面に一致する基準面に関連付けられてもよい。そのような実施態様では、底部表面は、中心軸線から径方向距離Ｘのところに第１の円周輪郭を有することができ、第１の円周輪郭は、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離が少なくとも第１の値と第２の値との間で周期的に変化するように、変化する。そのような実施態様では、Ｘの値の２倍の値は、名目上円形の内側縁部の直径よりも大きく、かつ、名目上円形の外側縁部の直径よりも小さくてもよい。

【0019】

いくつかの実施態様では、フォーカスリングは、底部表面に沿って位置決めされた複数の突出部をさらに含むことができ、各突出部は、中心軸線から径方向距離Ｘのところに位置する部分を有する。

【0020】

いくつかの実施態様では、各突出部は、対応する基準面と同一平面上にある対応する軸線に沿って延在することができ、対応する基準面は、中心軸線と同一平面上にある。

【0021】

いくつかの実施態様では、各突出部は、半円筒形の形状であり得る。

【0022】

いくつかの実施態様では、フォーカスリングは、内側部分および外側部分を有する場合があり、内側縁部は、内側部分上に配置される場合があり、内側部分は、外側部分の最内縁部によって画定された開口部を通過することができないように寸法取りされる場合があり、内側部分および外側部分は、互いに固定して接続されない場合がある。

【0023】

いくつかのさらなる実施態様では、装置は、１つまたは複数のホイール垂直持上げ機構を含み得る。各ホイールは、対応するホイールライザ構造によって支持されてもよく、１つまたは複数の垂直持上げ機構は、全体としてホイールライザ構造を支持することができ、また、少なくとも第１の構成と第２の構成との間で移動可能であるように構成されてもよく、各ホイールの少なくとも一部分は、１つまたは複数の垂直持上げ機構が第１の構成にあるときに、第１の基準軸線に平行な方向においてウェハ支持表面よりも第１の平均中央平面から遠くに位置してもよく、また、各ホイールは、１つまたは複数の垂直持上げ機構が第２の構成にあるときに、第１の平均中央平面と１つまたは複数の垂直持上げ機構が第１の構成にあったときにそのホイールがあった位置との間に位置してもよい。

【0024】

いくつかのさらなる実施態様では、１つまたは複数の垂直持上げ機構は、少なくとも第１の構成と第２の構成とさらに第３の構成との間で移動可能であるようにさらに構成されてもよく、第１の平均中央平面は、１つまたは複数の垂直持上げ機構が第３の構成にあるときに、ウェハ支持表面と各ホイールの少なくとも一部分との間に位置してもよい。

【0025】

いくつかのさらなる実施態様では、各ホイールライザ構造は、シャワーペデスタルの外側縁部における対応するノッチを通過するか、または、シャワーペデスタルを貫通する対応する穴を通過することができる。

【0026】

いくつかのさらなる実施態様では、各ホイールライザ構造は、第１の基準軸線の周りでウェハ支持構造とは異なる角度位置に配置され得る。

【0027】

いくつかのさらなる実施態様では、各ホイールライザ構造は、第１の基準軸線の周りでウェハ支持構造のうちの対応する１つのウェハ支持構造と同じ角度位置に配置され得る。

【0028】

いくつかのさらなる実施態様では、各ウェハ支持構造は、それを貫通する開口部を有することができ、この開口部は、１つまたは複数の垂直持上げ機構が第１の構成と第２の構成との間で移動されるときにホイールライザ構造のうちの対応する１つのホイールライザ構造の一部分が開口部を通過するように寸法取りされる。

【0029】

いくつかのさらなる実施態様では、装置は、チャンバと、複数のフォークを有する回転インデクサと、をさらに含み得る。回転インデクサは、１つまたは複数の入力に応答して複数のフォークを第１の回転軸線の周りで少なくとも第１の回転位置まで回転させるように構成されてもよく、各フォークは、複数のウェハ持上げ表面を有することができ、複数のフォークのうちの第１のフォークは、複数のフォークが第１の回転位置にあるときに第１のフォークのウェハ持上げ表面がシャワーペデスタルの上に位置決めされるように、位置決めされ得る。

【0030】

いくつかのさらなる実施態様では、第１のフォークは、２つのアームを含むことができ、２つのアームは、複数のフォークが第１の回転位置にあるときに、第１の基準軸線を中心としかつ第３の距離の２倍の直径を有する円形領域の外側に、完全に位置し、また、アームのそれぞれは、１つまたは複数の突出部を有することができ、１つまたは複数の突出部は、複数のフォークが第１の回転位置にあるときに、ウェハ持上げ表面のうちの１つを有する各突出部の一部分が円形領域内に位置するように、第１の基準軸線に向かって内方に延在する。

【0031】

いくつかのさらなる実施態様では、各ウェハ持上げ表面は、第１の平均中央平面に対して非平行であり得る。

【0032】

いくつかのさらなる実施態様では、各ウェハ持上げ表面の少なくとも一部分が、第１の平均中央平面に対してゼロ度超かつ２５度以下の角度を形成し得る。

【0033】

いくつかのさらなる実施態様では、フォークはそれぞれ、第１の半体および第２の半体を含むことができ、各フォークのウェハ持上げ表面のうちの少なくとも１つは、そのフォークの第１の半体によって提供されてもよく、各フォークのウェハ持上げ表面のうちの他の少なくとも１つは、そのフォークの第２の半体によって提供されてもよく、フォークの第１の半体は、第１のハブに対して間隙を介して固定されてもよく、フォークの第２の半体は、第２のハブに対して間隙を介して固定されてもよく、第１のハブは、第１のシャフトにより第１の回転駆動部に接続されてもよく、第２のハブは、第２のシャフトにより第２の回転駆動部に接続されてもよく、第１の回転駆動部および第２の回転駆動部は、それらの回転可動範囲の少なくとも一部分に対して独立的に作動されるように構成されてもよい。

【0034】

いくつかの実施態様では、直径Ｄの半導体ウェハとともに使用するための装置が、提供され得る。そのような装置は、直径Ｄの半導体ウェハよりも小さく寸法取りされた開口部を画定する内周と、直径Ｄの半導体ウェハよりも大きく寸法取りされた外周と、を有する、リング構造を含み得る。リング構造は、頂部表面および底部表面を有し、かつ、中心軸線、および、中心軸線に対して直角でありかつ頂部表面に一致する基準面に関連付けられ得る。底部表面は、中心軸線から径方向距離Ｘのところに第１の円周輪郭を有することができ、第１の円周輪郭は、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離が少なくとも第１の値と第２の値との間で変化するように、変化する。Ｘは、Ｄの５０％未満であり得る。

【0035】

いくつかの実施態様では、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離は、周期的に変化し得る。

【0036】

いくつかのそのような実施態様では、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離は、リング構造の周囲で少なくとも３周期の周期性を伴って周期的に変化し得る。

【0037】

いくつかの実施態様では、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離は、リング構造の周囲で３周期の周期性を伴って周期的に変化し得る。

【0038】

いくつかの実施態様では、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離は、リング構造の周囲で４周期の周期性を伴って周期的に変化し得る。

【0039】

いくつかのそのような実施態様では、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離は、リング構造の周囲で少なくとも４周期かつ１０周期以下の周期性を伴って周期的に変化し得る。

【0040】

いくつかのそのような実施態様では、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離は、リング構造の周囲で１０周期超かつ２０周期以下の周期性を伴って周期的に変化し得る。

【0041】

いくつかのそのような実施態様では、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離は、リング構造の周囲で２０周期超かつ３０周期以下の周期性を伴って周期的に変化し得る。

【0042】

いくつかの実施態様では、リング構造の周りにＮ個の離間された第１の位置が存在してもよく、第１の位置では、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離は、第１の値にあり、リング構造の周りにＮ個の離間された第２の位置が存在してもよく、第２の位置では、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離は、第２の値にあり、各第１の位置は、周方向において第２の位置のうちの２つの間に間置されてもよく、各第２の位置は、周方向において第１の位置のうちの２つの間に間置されてもよく、Ｎは、３以上の整数であってもよい。

【0043】

いくつかのそのような実施態様では、Ｎは、３または４である場合がある。いくつかの他の実施態様では、Ｎは、３超かつ３０以下の整数、３超かつ１０以下の整数、１０超かつ２０以下の整数、または２０超かつ３０以下の整数である場合がある。

【0044】

いくつかの実施態様では、第１の値と第２の値との間の差の絶対値は、ゼロミクロン超かつ４００ミクロン以下であり得る。

【0045】

いくつかの実施態様では、第１の値と第２の値との間の差の絶対値は、ゼロミクロン超かつ１００ミクロン以下、５０ミクロン以上かつ１５０ミクロン以下、１００ミクロン以上かつ２００ミクロン以下、１５０ミクロン以上かつ２５０ミクロン以下、２００ミクロン以上かつ３００ミクロン以下、２５０ミクロン以上かつ３５０ミクロン以下、または３００ミクロン以上かつ４００ミクロン以下であり得る。

【0046】

いくつかの実施態様では、第１の値と第２の値との間の差の絶対値は、半導体ウェハがその縁部に沿った複数の位置において支持されるときの半導体ウェハにおけるウェハ縁部撓み（ｗａｆｅｒ ｅｄｇｅ ｓａｇ）の予想最大量よりも第３の値だけ大きい場合がある。いくつかのそのような実施態様では、第３の値は、ゼロミクロン超かつ５０ミクロン以下であり得る。いくつかの他のそのような実施態様では、第３の値は、ゼロミクロン超かつ４０ミクロン以下であり得る。いくつかの他のそのような実施態様では、第３の値は、ゼロミクロン超かつ３０ミクロン以下であり得る。いくつかの他のそのような実施態様では、第３の値は、２０ミクロン超かつ２０ミクロン以下であり得る。

【0047】

いくつかの実施態様では、頂部表面は、平面状であるか、または、少なくとも中心軸線に対して軸対称であり得る。いくつかの他の実施態様では、頂部表面は、第１の円周輪郭に従う第２の円周輪郭を有し得る。

【0048】

いくつかの実施態様では、中心軸線から径方向距離Ｘにおける底部表面は、波状の円錐台であり得る。

【0049】

いくつかの実施態様では、中心軸線から径方向距離Ｘにおける底部表面は、中心軸線に対して斜角に位置する、中心軸線に対する径方向輪郭を有し得る。

【0050】

いくつかの実施態様では、リング構造は、セラミック材料で作られ得る。いくつかのそのような実施態様では、セラミック材料は、酸化アルミニウムであり得る。

【0051】

以下の論述において、以下の図が参照される。図は、範囲を限定するものとして意図されておらず、単に以下の論述を容易にするために提供されている。

【図面の簡単な説明】

【0052】

【図1】例示的なシャワーペデスタルおよび関連する構造を示す図である。

【0053】

【図2】図１に示されたシャワーペデスタルに類似したシャワーペデスタルを示す図である。

【0054】

【図3】一点鎖線の円内に囲まれた図１の部分の詳細図である。

【0055】

【図4】図１から図３に示されたウェハセンタリングフィーチャおよびウェハ支持構造の実施態様の等角詳細図である。

【0056】

【図4-】ホイールがシャワーペデスタル内へ引き込まれている、図４と同じ実施態様の図である。

【0057】

【図5】ウェハセンタリングフィーチャがウェハ支持構造と比較して第１の基準軸線に対して周方向にオフセットされている、例示的な実施態様の図である。

【0058】

【図5-】ホイールライザ構造がシャワーペデスタル内へ引き込まれている、図５と同じ実施態様の図である。

【0059】

【図6】ウェハ支持構造によって支持されかつウェハ支持構造に対して間隙を介して固定されている、例示的なウェハセンタリングフィーチャの図である。

【0060】

【図7】突出部を含むウェハセンタリングフィーチャを有するウェハ支持構造の例示的な実施態様の図である。

【0061】

【図8】例示的なシャワーペデスタル、ならびにシャワーヘッドおよびフォーカスリングの図である。

【0062】

【図9】実際のウェハ処理作業中のように位置決めされた図８のシャワーヘッドおよびシャワーペデスタルの図である。

【0063】

【図10】シャワーヘッド、ならびに図４および図４’に示されたものに類似したウェハ支持構造を含むシャワーペデスタルの一例の図である。

【0064】

【図11】４つのウェハ支持構造を含むシャワーペデスタルの等角図である。

【0065】

【図12】例示的な４ステーション半導体処理ツールの図である。

【0066】

【図13】ウェハを含む例示的なフォークの斜視図である。

【0067】

【図14】ウェハ設置および位置決め動作の一段階中の、図１２に示されたものに類似した４つのステーションの配置の図である。

【図15】ウェハ設置および位置決め動作の一段階中の、図１２に示されたものに類似した４つのステーションの配置の図である。

【図16】ウェハ設置および位置決め動作の一段階中の、図１２に示されたものに類似した４つのステーションの配置の図である。

【図17】ウェハ設置および位置決め動作の一段階中の、図１２に示されたものに類似した４つのステーションの配置の図である。

【図17-】ウェハ設置および位置決め動作の一段階中の、図１２に示されたものに類似した４つのステーションの配置の図である。

【図18】ウェハ設置および位置決め動作の一段階中の、図１２に示されたものに類似した４つのステーションの配置の図である。

【図19】ウェハ設置および位置決め動作の一段階中の、図１２に示されたものに類似した４つのステーションの配置の図である。

【図19-】ウェハ設置および位置決め動作の一段階中の、図１２に示されたものに類似した４つのステーションの配置の図である。

【図20】ウェハ設置および位置決め動作の一段階中の、図１２に示されたものに類似した４つのステーションの配置の図である。

【図21】ウェハ設置および位置決め動作の一段階中の、図１２に示されたものに類似した４つのステーションの配置の図である。

【図22】ウェハ設置および位置決め動作の一段階中の、図１２に示されたものに類似した４つのステーションの配置の図である。

【図23】ウェハ設置および位置決め動作の一段階中の、図１２に示されたものに類似した４つのステーションの配置の図である。

【図24】ウェハ設置および位置決め動作の一段階中の、図１２に示されたものに類似した４つのステーションの配置の図である。

【図25】ウェハ設置および位置決め動作の一段階中の、図１２に示されたものに類似した４つのステーションの配置の図である。

【図26】ウェハ設置および位置決め動作の一段階中の、図１２に示されたものに類似した４つのステーションの配置の図である。

【0068】

【図27】以下で論じられるような機構およびシステムを有する半導体処理ツールの簡易化した概略図である。

【0069】

【図28】開閉可能なフォークを含む回転インデクサの図である。

【図29】開閉可能なフォークを含む回転インデクサの図である。

【図30】開閉可能なフォークを含む回転インデクサの図である。

【図31】開閉可能なフォークを含む回転インデクサの図である。

【0070】

【図32】シャワーペデスタルの上で支持されておりかつウェハ縁部撓みを示しているウェハの一例の図である。

【0071】

【図33】図３２の側面図である。

【0072】

【図34】例示的なリング構造、ウェハ、およびシャワーペデスタルの上面図である。

【0073】

【図35】図３４の例示的なリング構造およびウェハの円周輪郭の図である。

【図36】図３４の例示的なリング構造およびウェハの円周輪郭の図である。

【0074】

【図37】リング構造およびウェハの上面図である。

【0075】

【図38】図３７の断面図である。

【0076】

【図39】図３８の詳細図である。

【0077】

【図40】軸対称の頂部表面を含むリング構造の二軸測視図である。

【図41】軸対称の頂部表面を含むリング構造の二軸測視図である。

【0078】

【図42】変化する円周輪郭を有する頂部表面を含むリング構造の二軸測視図である。

【図43】変化する円周輪郭を有する頂部表面を含むリング構造の二軸測視図である。

【0079】

【図44】例示的なリング構造およびウェハを含む例示的なシャワーペデスタルの側面図である。

【図45】例示的なリング構造およびウェハを含む例示的なシャワーペデスタルの側面図である。

【0080】

【図46】底部表面上に配置された６つの突出部を有する例示的なリング構造の等角底面図である。

【0081】

【図47】図４６のリング構造の一部分の詳細図である。

【0082】

【図48】ウェハを支持している例示的なシャワーヘッドおよびシャワーペデスタルの等角断面図である。

【0083】

【図49】図４８の円で囲まれた部分の詳細図である。

【図50】図４８の円で囲まれた部分の詳細図である。

【図51】図４８の円で囲まれた部分の詳細図である。

【0084】

【図52】内側部分および外側部分を含むフォーカスリングの等角図である。

【0085】

【図53】内側部分が持ち上げられて外側部分から離された、図５２のフォーカスリングの等角図である。

【0086】

【図54】図５２のフォーカスリングの横断面図である。

【0087】

【図55】図５４の円で囲まれた部分の詳細図である。原文では、図の説明として「’」が用いられているが、翻訳文では便宜上「－」を用いた。

【発明を実施するための形態】

【0088】

上記の図は、本開示において論述される概念の理解を促進するために提供されるものであり、また、本開示の範囲に入るいくつかの実施態様の説明に役立つものであることを意図されたものであるが、本開示と一致する限定的な実施態様であることを意図されたものではなく、また、図に示されていない実施態様は、なおも本開示の範囲に含まれると見なされる。

【0089】

基板（本明細書では単に「ウェハ」とも呼ばれる）の下面に処理作業を行う半導体処理ツールにおいて使用するためのシステムおよび装置が、本明細書において開示される。上述のように、米国特許第９，８８１，７８８号および同第１０，８５１，４５７号は、ウェハの下面へのウェハ処理作業の実行を促進するように設計された半導体処理ツールの例を説明している。そのようなシステムは、キャリアリングを使用して、そのような作業中にそのようなウェハを支持し、キャリアリングは、シャワーペデスタルの上方に支持され、シャワーペデスタルは、ウェハの下面とその直下のシャワーペデスタルの表面との間に例えば少なくとも数ミリメートルの間隙が存在するように、シャワーペデスタルの上方にウェハを支持する。しかし、そのようなシステムにおけるキャリアリングは、例えば、キャリアリングの対応する環状領域上に存在する、ウェハ縁部から径方向内方に延在する環状領域に沿って、または、キャリアリングの内周部から径方向内方に延在するタブ上に存在する、複数のより小さな領域において、ウェハの下面に接触する。いずれの場合にも、ウェハが載る表面は、ウェハの下面と平面接触し得る。そのようなウェハ支持機構は、一部の事例では、キャリアリングと接触しているウェハの表面またはすぐ近くのウェハの領域がウェハの残りの部分が受けるのと同じ処理量を受けないという、望ましくない「シャドーイング」効果をもたらすことが、確認された。例えば、そのような領域は、ウェハの他の領域よりも低い水準の堆積を受ける場合がある。そのような不均一性は、ウェハの有効面積を減少させ、それによりウェハ生産量を減少させる可能性がある。

【0090】

本発明者らは、上述のキャリアリングベースのシステムを有する場合のように平面接触を通じるのとは対照的に、縁部接触を通じてウェハを支持すると同時にそのようなウェハ裏面処理が行われることを可能にする装置、システム、および方法を思い付いた。縁部接触を通じてウェハを支持することにより、ウェハに対するシャドーイング効果を軽減または排除し、それにより、ウェハが支持される位置の近傍でウェハの下面に生じ得る非均一性の規模を低減または排除することができる。さらに、そのようなシステムは、ウェハがキャリアリングの使用を伴わずに支持されることを可能にし、それにより、コスト、ツールの在庫、および複雑さを減少させることができる。

【0091】

ウェハには、典型的には、剥離、アーキング、縁部チッピング、または処理中のウェハに関する他の問題が起こる可能性を低くするために、傾斜したまたは丸みを帯びた頂部縁部および底部縁部が設けられる。しかし、本明細書において開示されるシステムは、傾斜したもしくは丸みを帯びた縁部のウェハ、または傾斜していないもしくは丸みを帯びていない縁部のウェハの両方とともに使用され得る。

【0092】

ウェハの裏面処理中に縁部支持されるそのようなウェハの使用に関連する様々な概念が、様々な図に関して以下で論じられる。

【0093】

図１は、例示的なシャワーペデスタルおよび関連する構造を示す。図に見られるように、シャワーペデスタル１０４は、第１のプレナム１１０と、第１の表面１０６から第１のプレナム１１０まで延在する複数の第１のガス分配ポート１０８と、を収容する。第１のガス分配ポート１０８は、第１のプレナム１１０を、第１の表面１０６と存在する場合にはウェハ１０１との間に位置決めされた処理領域に、流体的に接続し得る。本明細書において使用される用語としてのガス分配ポートは、文脈に応じて、シャワーペデスタルまたはシャワーヘッドにおける小さなポート、オリフィス、穴、もしくは開口部を意味し、ガスは、１つまたは複数のガス入口を介してシャワーペデスタルまたはシャワーヘッドに供給された後で、必要に応じて、ガス分配ポートを通ってシャワーペデスタルまたはシャワーヘッドから出て行くことができる。多数のガス分配ポート、例えば数十の、数百の、または一部の事例では数千のガス分配ポートが、所望の態様で処理ガスをウェハに送達するために、処理作業中にウェハに面するシャワーペデスタルまたはシャワーヘッドの表面にわたって分散され得る。半導体処理作業中、第１のプレナム１１０は、シャワーペデスタル１０４を支持するステム１０５を通過する第１のガス入口１１２を介して、１種類または複数種類の処理ガスを提供され得る。

【0094】

シャワーペデスタル１０４は一般に、第１のプレナム１１０の周りに延在する側壁と、底壁（これは、ステム１０５から側壁まで延在し得る、と、頂壁（これを貫通して第１のガス分配ポート１０８が延在する）と、を含み得る。

【0095】

表面の平均中央平面は、表面と交わり、かつ、平均中央平面と平均中央平面から最も遠いその表面上の点との間の最大距離が最小になるように位置決めされた、平面である。例えば図１に示された第１の表面１０６のような、平面である第１の表面１０６の場合、第１の平均中央平面１１４は、第１の表面１０６と同一平面上にある平面である。

【0096】

図２は、図１に示されたシャワーペデスタル１０４に類似したシャワーペデスタル２０４を示す。図１における対応する構造に類似した図２における構造は、同じ下２桁を有する符号（ｃａｌｌｏｕｔ）を用いて示されており、また、図１に関するそのような要素の論述は、図２における対応する要素にも同様に適用可能である。図１におけるシャワーペデスタル１０４および関連する構成要素と、図２における対応するシャワーペデスタル２０４および関連する構成要素と、の間の唯一の違いは、シャワーペデスタル２０４が、非平面状である第１の表面２０６を有することである。この例では、第１の表面２０６は、中央でウェハ２０１に向かって膨れ上がり、第１の表面２０６にドーム形の見掛けを与えている。図に見られるように、第１の平均中央平面２１４は、もはや第１の表面２０６と同一平面上にない（これは、第１の表面２０６の湾曲のために、あり得ない）。しかし、第１の平均中央平面１１４の両側において第１の平均中央平面２１４と第１の表面１０６との間に捕捉される容積は、等しく、また、第１の平均中央平面１１４の両側における第１の平均中央平面１１４と第１の表面１０６との間の最大距離は、最小限である。したがって、第１の平均中央平面１１４は一般に、丸みのある第１の表面１０６を有するシャワーペデスタル１０４において、平面状の第１の表面１０６の代役として作用し得る。

【0097】

第１の基準軸線１１６は一般に、シャワーペデスタルの中心軸線を表すか、または、恐らくより正確には、ウェハ１０１が存在して適切に位置決めされたときに第１の基準軸線１１６にウェハ１０１の中心を通過させるように意図された位置に位置決めされ得る。

【0098】

シャワーペデスタル１０４は、第１の表面１０６の周りの位置に位置決めされ得る複数のウェハ支持構造１３８を支持することができ、この例では、３つのウェハ支持構造１３８が存在するが、他の実施態様は、異なる数のウェハ支持構造１３８を有する場合がある。本明細書において使用されるウェハ支持構造は、その上にウェハが設置されるように、また、そのようなウェハをシャワーペデスタルに対して高い位置において支持するように、すなわちウェハの下面とシャワーペデスタルの頂部との間に間隙が存在するように支持するように構成された構造を意味する。ウェハ支持構造は、固定された構造、例えばシャワーペデスタルの頂部表面から突出する静的なタワー状の構造、シャワーペデスタルの上方に位置決めされたシャワーヘッドから下方に延在する静的なタワー状の構造、もしくは半導体処理チャンバの壁から径方向内方に延在する静的な片持ち梁式の構造であるか、または、動的な構造、例えばそのような構造が様々な位置の間で移動されることを可能にするアクチュエータに接続される類似の構造でどちらかであってもよく、様々な位置のうちの少なくとも１つは、ウェハの下面とシャワーペデスタルの上面との間に間隙が存在するようにウェハがそのような構造によって支持され得る位置と相関する。ウェハ支持構造の様々な例が、本開示において後でより詳細に論じられる。

【0099】

図３は、一点鎖線の円（これは、左のウェハ支持構造１３８を含む）内に囲まれた、図１の部分の詳細図を示す。図３に見られるように、ウェハ支持構造１３８は、それぞれ、１つまたは複数の対応するウェハ支持表面１４０を有し得る。各ウェハ支持表面１４０の少なくとも一部分は、第１の平均中央平面１１４から第１の平均中央平面に対して直角な方向に第１の距離１４２だけ離れかつ第１の基準軸線１１６から第１の平均中央平面１１４に対して平行な方向に第２の距離１４４だけ離れたところに位置決めされ得る。第１の距離１４２は、例えば、数ミリメートルから数十ミリメートル程度であってもよく、一方で、第２の距離１４４は、例えば、シャワーペデスタルがそれとともに使用されるように設計されているウェハ１０１の最内縁部の直径の半分であってもよい。ウェハ支持表面１４０は、第１の平均中央平面１１４に対して非平行であってもよく、例えば、０°より大きく１５°以下の角度などの、第１の平均中央平面に対して鋭角の非ゼロの角度αにあってもよい。

【0100】

複数のウェハセンタリングフィーチャ１６０もまた、シャワーペデスタル１０４と関連して設けられ得る。ウェハセンタリングフィーチャ１６０は、ウェハ支持構造１３８のように、一般に第１の表面１０６の周りである位置に位置決めされ、例えば、第１の基準軸線１１６の周りに位置決めされ、第１の基準軸線１１６から径方向にオフセットされ得る。具体的には、ウェハセンタリングフィーチャ１６０は、それぞれ、１つまたは複数のセンタリング表面１６２を有することができ、センタリング表面１６２の少なくとも一部分は、第１の基準軸線１１６に対して直角な方向において第１の基準軸線１１６から第３の距離１４６だけ離れたところに位置決めされ、かつ、第１の基準軸線１１６に面する。第３の距離１４６は、例えば、３００ｍｍのウェハを処理するシステムの場合、１５０．５ｍｍから１５０ｍｍの範囲内であり得る。いくつかの実施態様では、ウェハセンタリング表面は、第１の基準軸線１１６に対して４５°未満の角度を形成する部分を有し得る。いくつかのさらなるそのような実施態様では、ウェハセンタリング表面は、第１の基準軸線１１６に対して０°超かつ３０°以下の鋭角を形成する部分を有し得る。

【0101】

図１から図３におけるウェハセンタリングフィーチャ１６０は、ホイール１６４によって提供されるが、本明細書において後で論じられるように、他のウェハセンタリングフィーチャが使用され得る。図１から図３の特定例では、ウェハセンタリングフィーチャ１６０は、シャワーペデスタル１０４におけるノッチ（図示せず）または穴１８４を通って上方または下方に移動することができる部分を有するホイールライザ構造１８２上に支持される。この例におけるウェハ支持構造１３８はまた、ホイールライザ構造１８２がそこを通過することを可能にする開口部が貫通しているが、他の実施態様は、そのような特徴なしで済ませる場合がある。

【0102】

ホイールライザ構造１８２は、例えばステム１０５の周りに延在する環状リングなどの、１つまたは複数のホイールライザ支持構造１８０に接続され得る。ホイールライザ支持構造１８０は、１つまたは複数の垂直持上げ機構１７８、例えば１つまたは複数の線形アクチュエータに接続されてもよく、線形アクチュエータは、１つまたは複数の垂直持上げ機構１７８を少なくとも第１の構成と第２の構成との間で移動させるように、制御可能に作動され得る。１つまたは複数の垂直持上げ機構は、ホイールライザ構造１８２を、したがってホイール１６４を、全体として支持し得る。第１の構成では、各ホイールの少なくとも一部分が、ウェハ支持表面１４０よりも第１の平均中央平面１１４から（または、少なくとも、第１の平均中央平面１１４から第１の距離１４２かつ第１の基準軸線１１６から第２の距離１４４のところに配置される第１の平均中央平面１１４の部分から）遠くに位置する。図３に示されるように、ホイール１６４は、第１の構成にある１つまたは複数の垂直持上げ機構１７８と一致する場所に位置決めされる。明らかなように、ホイール１６４のおおよそ半分が、ウェハ支持表面１４０よりも第１の平均中央平面１１４から遠くにあるが、ホイール１６４の大部分が同様に遠くにある場合がある（しかし、ホイール１６４の少なくとも一部は、依然としてそのようになる）。

【0103】

ウェハ１０１は、完全にセンタリングされた状態で、例えば第１の基準軸線１１６上でセンタリングされて、図１から図３に示されている。しかし、ウェハ１０１が第１の基準軸線１１６からわずかに中心を外してウェハ支持構造１３８上に下降された場合、ウェハ１０１の縁部は、ホイール１６４の上に載る可能性がある。ホイール１６４とウェハ１０１との間の摩擦は、ウェハ１０１の重量と相まって、ホイール１６４を（図３の向きに関して）時計回りに回転させるトルクを、ホイール１６４上に生じさせ得る。ウェハ１０１は、ホイール１６４が回転するときにホイール１６４と接触し続けることができ、それにより、ウェハ１０１は、下方に、また、第１の基準軸線１１６に向かって径方向内方に、移動させられる。ウェハ１０１の縁部が最終的にウェハ支持表面１４０の上に載ると、ウェハは、第１の基準軸線１１６上でセンタリングされることになるか、または、少なくともホイール１６４の回転前よりも第１の基準軸線１１６上でセンタリングされることになる。第１の基準軸線１１６の周りの位置に例えば約１２０°の角度間隔で離間されて配置された少なくとも３つのウェハセンタリングフィーチャ１６０が存在する場合、そのようなウェハセンタリングフィーチャ１６０は、ウェハ１０１が第１の基準軸線１１６に対してどの方向において位置合わせされていないのかにかかわらず、ウェハ１０１をセンタリングするように作用することができる。

【0104】

１つまたは複数の垂直持上げ機構１７８が第２の構成にある場合、各ホイール１６４は、第１の平均中央平面１１４と、１つまたは複数の垂直持上げ機構が第１の構成にあったときにそのホイール１６４があった位置との間に、すなわち、１つまたは複数の垂直持上げ機構が第１の構成にあったときにそのホイール１６４があった位置よりも第１の平均中央平面１１４のより近くに、位置し得る。図３において「Ａ」と標識されたホイール１６４、ホイールライザ構造１８２、およびガイドホイール１６５の点線の輪郭線は、第２の構成にある１つまたは複数の垂直持上げ機構と一致する、そのような構成要素の例示的な位置を示す。しかし、そのような構成要素は、他の多数の位置のいずれかに同様に位置してもよく、例えばホイール１６４が依然としてウェハ支持構造１３８の開口部内に位置するように位置決めされてもよいことが、理解されるであろう。例えば、ホイール１６４は、第１の平均中央平面から最も遠いホイールの部分が、第１の平均中央平面から最も遠いウェハ支持構造の部分とおおよそ同じ高さに位置するか、または（存在するときは）ウェハ１０１とおおよそ同じ高さに位置するように、位置決めされ得る。別の例では、ホイール１６４は、第１の平均中央平面１１４に最も近いホイール１６４の部分が、第１の平均中央平面１１４に接するかまたは少なくとも第１の平均中央平面１１４に極めて近づくように、位置決めされ得る。

【0105】

ウェハ１０１は、最初に第２の構成における１つまたは複数の垂直持上げ機構１７８によりウェハ支持構造１３８上に設置され得、次いで、１つまたは複数の垂直持上げ機構１７８は、ウェハ１０１がウェハ支持構造１３８の上に載った後で第１の構成に移行され得ることも、認識されるであろう。そのような実施態様では、ウェハは、そのような運動から生じるホイール１６４の上方移動により、径方向内方に動かされて、第１の基準軸線１１６上でセンタリングされることにさらに近づき得る。

【0106】

図１から図３に示された実施態様などのいくつかの実施態様では、ホイールライザ構造１８２は、１つまたは複数のガイドホイール１６５を組み込み得る。ガイドホイール１６５は、ホイール１６４を第１の基準軸線１１６に対してより正確に配置することによりウェハセンタリング精度を高めるために、ウェハ支持構造１３８に対するホイールライザ構造１８２の位置決めを助長するように構成され得る。ガイドホイール１６５は、例えば、１つまたは複数の垂直持上げ機構１７８が第２の構成から第１の構成に移行するときに、ウェハ支持構造１３８を貫通する開口部の内部表面に接触し、それにより、ホイールライザ構造１８２の一部分に、ウェハ支持構造１３８における開口部内を並進させることができる。示された実施態様は、頁に対して直角な軸線の周りで回転しかつホイールライザ構造１８２を第１の基準軸線１１６向かって案内する１つのガイドホイール１６５と、ホイールライザ構造の両側に位置決めされかつ頁に対して平行な軸線の周りで回転する２つのガイドホイール１６５との、３つのガイドホイール１６５を特徴とする。後者の２つのガイドホイール１６５は、ホイールライザ構造１８２を他方のガイドホイール１６５の回転軸線に対して平行な方向に（すなわち、頁に対して直角な方向に）案内するように作用することができる。いくつかの実施態様では、例えばホイールライザ構造１８２が第１の基準軸線１１６に過度に近い場合にホイールライザ構造１８２を第１の基準軸線１１６から径方向外方に案内するために、第４のガイドホイールも含まれ得ることが、認識されるであろう。いくつかの実施態様では、ホイール１６４は、そのような目的を果たし、かつ、ウェハ支持構造１３８における開口部を通過するときにガイドホイール１６５として作用することができるが、他の実施態様では、この目的のために、別個のガイドホイール１６５が設けられ得る。

【0107】

３つよりも少ないガイドホイール１６５が同様に設けられ得ることも、理解されるであろう。例えば、２つの側部ガイドホイール１６５（これは、ホイール１６４の回転軸線に対して直角な軸線の周りで回転する）は、場合によっては、ホイールライザ構造１８２を第１の基準軸線１１６に向かってまたは第１の基準軸線１１６から離れるように径方向に案内するための単一のガイドホイール１６５（または、２つのガイドホイール）だけを残して、センタリング性能に対する影響をほとんど伴わずに省略され得る。

【0108】

ガイドホイール１６５は、さらに、またはその代わりに、ウェハ支持構造１３８における開口部の内部表面の代わりにまたは内部表面に加えてシャワーペデスタルにおけるノッチまたは穴１８４の内部表面と係合するように、ホイールライザ構造１８２の下側に設置され得ることが、さらに理解されるであろう。ガイドホイール１６５は、シャワーペデスタル１０４および／またはウェハ支持構造１３８内に設置され（したがって、ホイールライザ構造１８２が移動するときに、所定の位置に固定されたままであるが、回転可能である）、かつ、ホイールライザ構造１８２が並進するときにホイールライザ構造１８２に接触するように構成され得ることも、認識されるであろう。

【0109】

さらに、先に論じられたように、いくつかの実施態様は、いかなるガイドホイール１６５も利用しない場合があり、例えば、案内されない（または、少なくともウェハ支持構造１３８および／もしくはシャワーペデスタル１０４との接触によって案内されない）場合がある。

【0110】

いくつかの実施態様では、垂直持上げ機構は、少なくとも第１および第２の構成と第３の構成との間で移行するようにさらに構成され得る。１つまたは複数の垂直持上げ機構が第３の構成にあるときに、第１の平均中央平面１１４は、ウェハ支持表面１４０と各ホイール１６４の少なくとも一部分との間に配置され得る。言い換えれば、ホイール１６４は、少なくとも部分的に、第１の平均中央平面１１４の高さよりも下に引き込まれ得る。図３において「Ｂ」と標識されたホイール１６４、ホイールライザ構造１８２、およびガイドホイール１６５の点線の輪郭線は、第３の構成にある１つまたは複数の垂直持上げ機構と一致するそのような構成要素の例示的な位置を示す。いくつかのそのような実施態様では、第１の平均中央平面１１４は、ウェハ支持表面１４０と各ホイール１６４の全てとの間に配置されることがあり、例えば、各ホイール１６４は、シャワーペデスタル１０４内に完全に引き込まれ得る。図３では、白色の両頭矢印は、第１の構成と第２の構成との間、および第２の構成と第３の構成との間の、予測される移動または移行を示す。

【0111】

いくつかの実施態様では、１つまたは複数の垂直持上げ機構１７８は、第１の平均中央平面１１４と、例えばウェハ処理作業中にウェハ１０１の下面と同一平面上にある平面との間に少なくとも部分的に配置されているホイール１６４により、第１の構成と第２の構成との間でのみ移行し得ることが、理解されるであろう。他の実施態様では、１つまたは複数の垂直持上げ機構１７８は、ホイール１６４を完全にシャワーペデスタル１０４内へ引き込むために第２の構成から第３の構成にさらに移行することができ、これは、ホイール１６４を（例えば、ホイール１６４の直径を変化させることによりウェハセンタリング精度に影響を及ぼし得る潜在的な堆積またはエッチガスへの曝露から）より良好に保護し得る。

【0112】

ホイール１６４を第１の平均中央平面１１４および第１の表面１０６に対して様々な高さ間で移動させる能力は、ホイール１６４がウェハ１０１をセンタリングするのを助長するために使用される一方でウェハ処理作業を促進するために邪魔にならないところに移動されることを可能にする。例えば、ウェハ１０１がウェハ支持構造１３８上に設置されてセンタリングされると、シャワーペデスタル１０４は、シャワーペデスタルの上方に配置されたシャワーヘッド（図示せず）に接近するように上方に移動させられ得る。場合によっては、シャワーヘッドは、リング構造、例えばフォーカスリングを支持することができ、このリング構造は、シャワーペデスタルがシャワーヘッドに十分に近づけられたときに、ウェハ支持構造１３８の上に載りかつウェハ支持構造１３８によって支持されるように、構成され得る。そのようなリング構造は、全体的に環状の形状であってもよく、また、ウェハの外側縁部と重なり合うように、ウェハの直径未満の半径を有する内部縁部を有することができる。ホイールライザ構造１８２を移動可能／引き込み可能に作ることにより、ホイール１６４は、リング構造をウェハ支持構造１３８と接触させるために、シャワーペデスタル１０４の移動に先立ってまたはそれと並行して、ウェハ支持構造１３８に対してより低い位置へ移動させられ得る。それにより、ホイール１６４および／またはホイールライザ構造１８２とリング構造および／またはシャワーヘッドとの間の潜在的な干渉／接触が回避される。また、ホイールライザ構造１８２および／またはホイール１６４の存在に起因してウェハの周辺部の周りに生じ得る（ウェハとシャワーヘッドとの間の空間もしくはウェハとシャワーペデスタルとの間の空間のどちらかまたは両方における）径方向流コンダクタンスの変化の可能性が、回避されるかまたは低められる。

【0113】

種々のタイプのウェハ支持構造１３８およびウェハセンタリングフィーチャ１６０が、種々の実施態様において使用され得る。図４から図７は、そのような構造の様々なタイプを教えるために、そのような要素の４つの例を示すが、そのような構造の他の変形形態が本開示の範囲に同様に含まれることが、認識されるであろう。ウェハ１０１は、参考のために、図４から図７では影付きの透明な円の一部分として示されている。

【0114】

図４は、図１から図３に示されたウェハセンタリングフィーチャ１６０およびウェハ支持構造１３８の実施態様の等角詳細図を示し、図４’は、同じ実施態様を示しているが、ホイール１６４は、（例えば、１つまたは複数の垂直持上げ機構１７８が第３の構成にあるときにそうなる場合があるように）シャワーペデスタル１０４内へ引き込まれている。したがって、示された要素の多くは、すでに上述されている。

【0115】

図４により明瞭に見られるように、ウェハ支持構造１３８のいくつかの実施態様は一般に、ライザ部分またはライザ構造１５０と、片持ち梁部分または片持ち梁構造１４８との、２つの主要部分を有し得る。ライザ構造１５０および片持ち梁構造１４８は、別個の構成要素によって提供されるか、または、示されるように、単一の構成要素の異なる部品もしくは部分であってもよい。片持ち梁構造１４８は、ライザ構造１５０によりシャワーペデスタル１０４に対して支持され得る。片持ち梁構造１４８の近位端部１５２が、ライザ構造１５０と接続されてもよく、ウェハ支持構造１３８のウェハ支持表面１４０は、片持ち梁構造１４８の遠位端部１５４に配置されてもよい。片持ち梁構造１４８は一般に、例えば第１の基準軸線１１６から延在する半径に沿って、第１の基準軸線１１６に向かって／第１の基準軸線１１６から離れるように配向された長軸１５８を有し得る。いくつかの実施態様では、片持ち梁構造１４８は、対応するライザ構造１５０から第１の基準軸線１１６に向かって径方向内方に延在し得る。

【0116】

ウェハ支持構造１３８の片持ち梁構造１４８を貫通する開口部１８６が、図４’により明瞭に見られる。図に見られるように、開口部１８６は、ホイールライザ構造１８２およびホイール１６４が少なくとも部分的に開口部１８６を通過することを可能にするように寸法取りされ、それにより、ホイール１６４がウェハ１０１に接触してウェハ１０１を第１の基準軸線１１６上でセンタリングするように作用することができる（図４に示されるような）位置にホイール１６４が移動されることを可能にする。

【0117】

ウェハ支持表面１４０およびセンタリング表面１６２もまた、図４により明瞭に見られる。ホイール１６４の場合、センタリング表面１６２は、実際には、ホイール１６４の円形の外側表面全体であり得るが、一般に第１の基準軸線１１６に最も近いその表面の部分のみが、ウェハ１０１をセンタリングするように実際に作用し得る。ホイール１６４が軸線１６６の周りで回転するにつれて、ホイール１６４の外側表面の様々な部分が、センタリング表面１６２として作用し得る。

【0118】

図４および図４’により明瞭に見られる別の特徴は、第１の平均中央平面１１４と反対の側を向いた片持ち梁構造１４８の側または表面に設けられたチャネル１５６である。いくつかの実施態様では、チャネル１５６は、先に論じられたようにウェハ支持構造１３８がリング構造を支持するために使用される場合にウェハ１０１の粒子汚染を防止するかまたは減少させるのを助長するために、片持ち梁構造１４８に、より一般的にはウェハ支持構造１３８に、設けられ得る。チャネル１５６は一般に、ウェハ支持表面１４０よりも第１の基準軸線から遠くに、例えばウェハ支持表面１４０とライザ構造１５０の少なくとも一部分との間に配置されてもよく、また、長軸１５８を横切りかつ第１の平均中央平面１１４に対して平行な方向に延在してもよい。ウェハ支持構造１３８がフォーカスリングなどのリング構造を支持するために使用される場合、チャネル１５６は、リング構造の下面から突出し得る環状壁を受け入れることができる。チャネル１５６は、環状壁に接触しないように寸法取りされてもよく、ウェハ支持構造１３８は、環状壁の外側の位置においてリング構造に接触するように構成されてもよい。したがって、リング構造とウェハ支持構造１３８との間の接触を通じて生じるいかなる粒子も、環状壁により、ウェハへの直接的な移動経路を有することを妨げられ得る。これは、そのような粒子がウェハに到達してウェハを潜在的に汚染する機会を減らすかまたはそのようなことを完全に防止するように作用し得る。チャネル１５６は、いくつかの実施態様では、チャネル１５６の一方または両方の端部に関して少なくとも０．７５ｍｍまたは少なくとも１ｍｍの深さがあり得る。

【0119】

図１から図４’の実施態様は、第１の基準軸線１１６の周りで同じ角度位置に配置されるウェハセンタリングフィーチャ１６０およびウェハ支持構造１３８を特徴とする。結果として、ホイールライザ構造１８２は一般に、開口部１８６を経て片持ち梁構造１４８を通過することを必要とする（しかし、必要に応じて、開口部１８６の代わりにノッチが使用されることもある）。しかし、ウェハセンタリングフィーチャ１６０は、第１の基準軸線１１６の周りでウェハ支持構造１３８と同じ角度位置に配置されることを必ずしも必要としない。

【0120】

図５は、ウェハセンタリングフィーチャ５６０が周方向にオフセットされている、すなわち、第１の基準軸線５１６に対してウェハ支持構造５３８とは異なる角度位置を有する、例示的な実施態様を示す。図５’は、図５と同じ実施態様を示すが、ホイールライザ構造５８２は、シャワーペデスタル５０４内へ引き込まれている。図５および図５’に示された構造および特徴の多くは一般に、図１から図４’に示された構造および特徴に類似している。したがって、図１から図４’に関して先に提供されたそのような構造および特徴に関する説明および論述は、そうでないことが以下の論述によって示されていないかまたは示唆されていない限り、図５および図５’における対応する構造および特徴にも等しく適用可能であると理解され得る。図５および図５’におけるそのような対応する構造および特徴は、図１から図４’におけるそのような構造または特徴の符号において使用されるのと同じ下２桁を有する符号を使用して示されている。

【0121】

図５に示されるように、ウェハ支持構造５３８は、ホイールライザ構造５８２から周方向にオフセットされており、すなわち、第１の基準軸線（示されていないが、これまでの図を参照）に対してホイールライザ構造５８２とは異なる角度位置にある。したがって、シャワーペデスタル５０４を貫通するノッチまたは穴５８４は、ウェハ支持構造５３８に対して、図４’においてそれが位置するのとは異なる場所に位置する（明瞭さのために、穴５８４から径方向外方に延在する点線は、穴５８４をノッチに変化させるためにシャワーペデスタル５０４の材料が除去または省略され得る例を示す）。さらに、この例におけるウェハ支持構造５３８は、ホイールライザ構造がウェハ支持構造５３８の片持ち梁構造を通過することはもはや当てはまらないので、もはやそれを貫通する開口部１８６などの開口部を有さない。チャネル５５６もまた、図５および図５’においてより識別可能な可能性があり、その範囲をより良く強調するために、陰影が追加されている。

【0122】

上記の例では、ウェハセンタリングフィーチャは、１つまたは複数の垂直持上げ機構の使用を通じて垂直に移動され得るホイールによって提供されている。しかし、いくつかの実施態様では、使用されるウェハセンタリングフィーチャは、（少なくとも垂直移動に関して）ウェハ支持構造によって支持され、かつ、ウェハ支持構造に対して間隙を介して固定され得る。図６は、そのような実施態様の例を示す。図６に示された構造および特徴の多くは一般に、図１から図５’に示された構造および特徴に類似している。したがって、図１から図５’に関して先に提供されたそのような構造および特徴に関する説明および論述は、そうでないことが以下の論述によって示されていないかまたは示唆されていない限り、図６における対応する構造および特徴にも等しく適用可能であると理解され得る。図６におけるそのような対応する構造および特徴は、図１から図５’におけるそのような構造または特徴の符号において使用されるのと同じ下２桁を有する符号を使用して示されている。

【0123】

図６では、ホイール６６４は、ホイールライザ構造によってではなく、ウェハ支持構造６３８によって支持されている。結果として、ホイール６６４は、ウェハ支持構造６３８に対して一定の高さに留まり、例えば、先に論じられた１つまたは複数の垂直持上げ機構１７８が第１の構成にあるときにホイール１６４が存在する位置に類似した位置に恒久的に留まる。

【0124】

いくつかの実施態様では、ウェハセンタリングフィーチャは、非ホイール構造によって提供され得る。例えば、ウェハセンタリングフィーチャは、代わりに、傾斜した表面を有する例えば突出部である静的な構造、例えばセンタリング表面を提供する傾斜した表面を有する構造であってもよい。図７は、突出部を含むウェハセンタリングフィーチャを有するウェハ支持構造７３８の例示的な実施態様を示し、突出部は、ウェハ支持表面７４０から上方に延在し、かつ、センタリング表面７６２を提供する傾斜した表面を有する。

【0125】

図７における構造および特徴の多くは一般に、図１から図５’に示された構造および特徴に類似している。したがって、図１から図５’に関して先に提供されたそのような構造および特徴に関する説明および論述は、そうでないことが上記の論述によって示されていないかまたは示唆されていない限り、図７における対応する構造および特徴にも等しく適用可能であると理解され得る。図７におけるそのような対応する構造および特徴は、図１から図５’におけるそのような構造または特徴の符号において使用されるのと同じ下２桁を有する符号を使用して示されている。

【0126】

例えば図７に示されるような静的なウェハセンタリングフィーチャはまた、１つまたは複数の垂直持上げ機構を介して上下動され得るホイールライザ構造（または、より適切には、ホイールライザ構造に類似した静的特徴ライザ構造）を有するウェハセンタリングフィーチャ上のホイールの代わりに実装され得ることも、認識されるであろう。

【0127】

ウェハセンタリングフィーチャがウェハ支持構造に対して上下動され得ない実施態様では、ウェハセンタリングフィーチャは、作業のいくつかの段階中に他の構成要素によって占有される必要があり得る空間内に突出し得る。そのような他の構成要素は、例えば、フォーカスリングおよび／またはシャワーヘッドを含み得る。

【0128】

図８は、例示的なシャワーペデスタル８０４、ならびにシャワーヘッド８２８およびフォーカスリング８７０の図を示す。図８では、ウェハは示されていない。図８では、シャワーヘッド８２８は、シャワーペデスタル８０４の上方のその通常位置に示されておらず、代わりに、シャワーペデスタル８０４およびシャワーヘッド８２８があたかも開かれた本の表紙であるかのように、逆さまにひっくり返されて、シャワーペデスタル８０４の脇に再配置されている。フォーカスリング８７０は、ウェハ支持構造８３８によって支持されて示されている（しかし、いくつかの実施態様では、フォーカスリング８７０は、示されているようにシャワーヘッドとは別に位置決めされることが一般にできないように、シャワーヘッド８２８の特徴内に捕捉され得る）。

【0129】

図８に示された構造および特徴の多くは一般に、図１から図３に示された構造および特徴に類似しているが、使用されるウェハ支持構造８３８およびウェハセンタリングフィーチャは、図６に示されたものに類似している。したがって、図１から図３および図６に関して先に提供されたそのような構造および特徴に関する説明および論述は、そうでないことが以下の論述によって示されていないかまたは示唆されていない限り、図８における対応する構造および特徴にも等しく適用可能であると理解され得る。図８におけるそのような対応する構造および特徴は、図１から図３および図６におけるそのような構造および特徴の符号において使用されるのと同じ下２桁を有する符号を使用して示されている。

【0130】

図８に見られるように、シャワーヘッド８２８は、シャワーヘッド８２８の第２の表面８３６にわたって分散された多数の第２のガス分配ポート８３０を有する。第２のガス分配ポート８３０は、処理作業中にウェハ（存在する場合）にわたって処理ガスを分配するために使用され得る。そのような処理ガスは、いくつかの実施態様では、ウェハの下面を処理するために使用される処理ガスへの潜在的な曝露からウェハの上面を保護することができる、希ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ））または窒素（Ｎ₂）などの非反応性ガスであり得る。

【0131】

フォーカスリング８７０は、ウェハの下面からウェハの上面への処理ガスの潜在的な拡散に対する機械的障壁を提供するために、ウェハ（存在する場合）の縁部と重なり合うように設計され得る。フォーカスリング８７０は、名目上円形である内側縁部８７２および外側縁部８７４を有し得る。いくつかの実施態様では、内側縁部は、第３の距離（センタリング表面と第１の基準軸線との間であり、例えばウェハの直径未満である）の２倍未満の直径を有する場合があり、外径は、第３の距離の２倍よりも大きな直径を有する場合がある。

【0132】

図８に見られるように、フォーカスリング８７０およびシャワーヘッド８２８の両方が、ウェハセンタリングフィーチャ８６０の存在、例えばウェハの頂部が通常位置するであろう高さよりも上に突出するホイール８６４およびその車軸を支持するウェハ支持構造８３８の部分の存在に対応するように設けられた特徴を含む。

【0133】

フォーカスリング８７０は、開口部８７６を有し、開口部８７６は、内側縁部８７２に近接し、かつ、フォーカスリング８７０がウェハ支持構造８３８によって支持されるときにホイール８６４およびウェハ支持構造８３８の突出する部分がフォーカスリング８７０に接触することなく開口部８７６を通過することができるのに十分な大きさに寸法取りされている。開口部８７６はまた、内側縁部８７２から外方に（示された拡大詳細図において開口部８７６と内側縁部８７２との間に見られる点線によって示唆されているように）延在するノッチであってもよい。シャワーヘッド８２８は、複数の凹部８６８を同様に有し、凹部８６８の数は、使用されるウェハセンタリングフィーチャ８６０の数、例えば３つに相当する。凹部８６８は、フォーカスリング８７０を通って突出し得るウェハセンタリングフィーチャ８６０の部分が凹部内に延在することができるように位置決めされ、それにより、シャワーヘッド８２８が最も低い位置に達してウェハセンタリングフィーチャ８６０に接触することを防止する。凹部８６８および／または開口部８７６は一般に、第１の基準軸線８１６に平行でありまた例えばホイール８６４または他のウェハセンタリングフィーチャ、例えば図７に示されるような突出部の中心を通過する第２の基準軸線（図示せず）が、対応する開口部８７６および／または凹部８６８をも通過するように、位置決めされ得る。

【0134】

さらなる明瞭性のために、実際のウェハ処理作業中に位置するであろうように位置決めされた図８のシャワーヘッド８２８およびシャワーペデスタル８０４を示す図９が参照される（ウェハは、主図では示されていないが、詳細図では点線および平行線模様で示されている）。図に見られるように、フォーカスリング８７０は、ウェハ支持構造８３８によって支持される。シャワーヘッド８２８の周りに延在するリング支持カラー８７１が、フォーカスリング８７０に向かって内方に延在するフランジを有する。フランジは、フォーカスリング８７０の内径よりもわずかに小さな内径を有することができ、それにより、フォーカスリング８７０は、フランジの上に載り、したがってウェハ支持構造８３８によって支持されないときにシャワーヘッド８２８によって間接的に支持されることが可能になる。フォーカスリング８７０を支持するフランジの表面とシャワーヘッド８２８の下面との間の距離は、フランジの上に載るフォーカスリング８７０の部分の厚さよりも大きくなるように寸法取りされ、それにより、限定された運動範囲にわたってフォーカスリング８７０が垂直方向に自由に移動できることを可能にし得る。これは、フォーカスリング８７０がウェハ支持構造８３８の上に完全に載ることができることを確実にすることができ、それにより、フォーカスリング８７０とウェハ８０１との間の間隙がよりしっかりと制御されることが可能とされ得る。

【0135】

図９に見られるように、凹部８６８は、フォーカスリング８７０がウェハ支持構造８３８の上に載っているときにホイール８６４がシャワーヘッド８２８に接触することなく凹部８６８内に延在することができるように、配置されかつ寸法取りされる。

【0136】

第２のガス入口８３４により第２のガス分配ポート８３０に流体的に接続する第２のプレナム８３２も、図９に見られる。第２のガス入口８３４は、１種類または複数種類の処理ガスをシャワーヘッド８２８に導入してウェハ８０１の頂部にわたって分配するために使用され得る。シャワーペデスタル８０４のステム８０５、第１のガス入口８１２、および第１のガス分配ポート８０８もまた、図９に示されている。

【0137】

図１０は、シャワーヘッド１０２８、ならびに図４および図４’に示されたものに類似したウェハ支持構造１０３８を含むシャワーペデスタル１００４の例を示す。図１０に示された構造は、シャワーペデスタル１００４に接続されているウェハ支持構造１０３８の２つの直交する断平面を示すために、切り取られている。図１０に示された構造および特徴の多くは一般に、先に論じられた図に示された構造および特徴に類似している。したがって、他の図に関して先に提供されたそのような構造および特徴に関する説明および論述は、そうでないことが以下の論述によって示されていないかまたは示唆されていない限り、図１０における対応する構造および特徴にも等しく適用可能であると理解され得る。図１０におけるそのような対応する構造および特徴は、先の図におけるそのような構造および特徴の符号において使用されるのと同じ下２桁を有する符号を使用して示されている。

【0138】

示されているシャワーペデスタル１００４は、複数の第１のガス分配ポート１００８を介してウェハ１００１の下面に１種類または複数種類の処理ガスを提供することができる第１のプレナム１０１０を有する。そのような処理ガスは、シャワーペデスタルステム１００５内に配置された第１のガス入口を介してシャワーペデスタル１００４に提供され得る。ウェハ１００１は、複数のウェハ支持構造１０３８、例えば先に論じられたウェハ支持構造１３８に類似したウェハ支持構造上に支持され得る。そのようなウェハ支持構造１０３８は、開口部１０８６を有することができ、この開口部１０８６は、ウェハ１００１を第１の基準軸線（ここでは示されていないが、他の実施態様のための第１の基準軸線に関する先の論述を参照されたい）上でセンタリングさせるかまたはよりセンタリングさせるために、ホイールライザ構造１０８２およびホイール１０６４（ここでは、シャワーペデスタル１００４における穴１０８４内に引き込まれて示されている）がその開口部１０８６を通って延長されることを可能にする。

【0139】

図１０におけるシャワーヘッド１０２８は、第２のプレナム１０３２を介して１種類または複数種類の処理ガス（これは、シャワーペデスタル１００４から送達され得る処理ガスに対して不活性または非反応性のガスであり得る）が提供され得る第２のプレナム１０３２を有する。第２のプレナム１０３２は、シャワーヘッドステム１０２９内に配置された第２のガス入口１０３４を介してそのような１種類または複数種類の処理ガスを提供され、次いで第２のガス分配ポート１０３０を介してそのような処理ガスをウェハ１００１の上面に向かって流すことができる。

【0140】

フォーカスリング１０７０も図１０に見ることができ、このフォーカスリング１０７０は、ウェハ支持構造１０３８の上に載ることができないほどに十分に低い位置にシャワーペデスタル１００４があるときに、リング支持カラー１０７１の上に載ることができる。シャワーペデスタル１００４が十分に高い状態にあるときに、フォーカスリング１０７０は、ウェハ支持構造１０３８の上に載ることができる。ウェハ支持構造１０３８は、例えば、リング支持表面１０７５として働くことができる（示されるような）テーパ側面を有し得る。リング支持表面１０７５は、例えば、フォーカスリング１０７０の下面上の同様に傾斜した側面に接触することができ、例えば、フォーカスリング１０７０は、ウェハ支持構造１０３８と整列するように位置決めされた底部表面上の凹部またはポケット１０６７を有してもよく、これらの凹部またはポケットの側面は、ウェハ支持構造１０３８の傾斜した側面と係合するように傾斜していてもよい。そのような傾斜したリング支持表面１０７５は、フォーカスリング１０７０がウェハ支持構造１０３８の上に載るときに、フォーカスリング１０７０を第１の基準軸線上でセンタリングするように作用し得る。例えば、各ウェハ支持構造１０３８のための対向する傾斜したリング支持表面１０７５のセットが、第１の基準軸線と同一平面上にある平面に対して対称であってもよく、それにより、リング支持表面１０７５と接触するように設置されたときに、フォーカスリング上の対応するはめ合い特徴を対称面上でセンタリングさせる。対向する傾斜したリング支持表面１０７５の３つのセットが第１の基準軸線の周りに配置される場合、得られるセンタリング効果は、フォーカスリング自体を第１の基準軸線（したがって、ウェハ１００１）上でセンタリングさせることができる。

【0141】

図１０はまた、フォーカスリング１０７０の下面上の環状壁１０７７を示す。環状壁は、先に述べたように、ウェハ支持構造１０３８の片持ち梁構造におけるチャネル（符号付けされていないが、これまでの実施態様を参照されたい）内へ下方に延在することができる。図１０に見られるように、リング支持表面１０７５とフォーカスリング１０７０との接触を通じて生じるいかなる粒子も、環状壁１０７７により、ウェハ１００１への直接的な経路を有することを阻止される。

【0142】

先に述べたように、上述されたものなどのシャワーペデスタルは、他の数のウェハ支持構造を有することができる。例えば、図１、図２、および図８から図１０は、３つのウェハ支持構造を有する例示的なシャワーペデスタルを示すが、他の実施態様は、異なる数のウェハ支持構造を有することがある。例えば、図１１は、シャワーペデスタル１１０４の等角図を示し、このシャワーペデスタル１１０４は、（シャワーペデスタル８０４の３つのウェハ支持構造８３８と比較して）４つのウェハ支持構造１１３８を有すること以外は、シャワーペデスタル８０４に類似している。３つのウェハ支持構造を含む実施態様は、それによって支持されるウェハのための本質的に安定した支持を提供し得るが、シャワーペデスタル１１０４などの実施態様は、２つの直交する軸線に対して左右対称を示し得るウェハ１１０１を支持するのにより良く適合され得る。例えば、いくつかの半導体処理作業は、ウェハを２つの直交する軸線の周りで撓ませることがあり、結果としてウェハは鞍状の形状を呈することになる。その結果として、そのようなウェハの周辺部は、直径方向に向かい合った位置における、例えば０°および１８０°における、「高い」箇所と、高い箇所から位相が９０°ずれた２つの他の直径方向に向かい合った位置における、例えば９０°および２７０°における、「低い」箇所と、を有し得る。シャワーペデスタル１１０４は、４つのウェハ支持構造１１３８を有するので、ウェハ縁部に沿った高い箇所と低い箇所との間の位置（これらの位置は一般に、全て同じ高さにあり得る）においてそのようなウェハを支持するために使用され得る。

【0143】

３つ折りの径方向対称性を示す（例えば、３つのウェハ支持構造を有する）、本明細書において論じられかつ図に示された実施態様の全ては、例えばシャワーペデスタル１１０４によって示されるような４つ折りの径方向対称性を有する実施機体においても提供され得ることが、理解されるであろう。

【0144】

上述のシャワーペデスタルおよびシャワーヘッドの配置は、シングルステーションまたはマルチステーションの半導体処理チャンバとの関連で実施され得る。図１２は、例示的な４ステーション半導体処理ツールを示す。示されたツールは、第１の回転軸線１２９２の周りで回転するように制御可能であり得る回転インデクサ１２８８を含むチャンバ１２０２を具備し得る。回転インデクサ１２８８は、複数のフォーク１２９０を有することができ、複数のフォーク１２９０は、回転インデクサ１２８８が第１の回転軸線１２９２の周りで回転されたときにフォーク１２９０を同様に第１の回転軸線１２９２の周りで回転させるように、第１の回転軸線１２９２の周りで円形アレイに配置される。シャワーペデスタル１２０４およびシャワーヘッド１２２８の４つのセットもまた、第１の回転軸線１２９２の周りで円形アレイに配置される。回転インデクサ１２８８は一般に、様々な回転位置、例えばフォーク１２９０のうちの第１のフォーク１２９０のウェハ持上げ表面がシャワーペデスタルのうちの第１のシャワーペデスタルの上方に位置決めされる第１の回転位置、第１のフォーク１２９０のウェハリスト表面がシャワーペデスタルのうちの第２のシャワーペデスタル上に位置決めされる第２の回転位置、などの間で回転するように構成され得る。

【0145】

チャンバ１２０２は、複数のウェハ装填スロット１２０３を有することができ、複数のウェハ装填スロット１２０３は、例えば、ウェハをチャンバ１２０２に導入するかまたはチャンバ１２０２から取り出すための出入り口を提供することができる。回転インデクサ１２８８は、チャンバ１２０２に導入されたウェハを様々なシャワーペデスタル１２０４の間で回転させるために使用され得る。単一のステーションのみを含む実施態様では、チャンバ１２０２は、相応に小さく寸法取りされてもよく、唯一のシャワーペデスタル１２０４およびシャワーヘッド１２２８は、チャンバ１２０２内に配置されてもよい。回転インデクサ１２８８およびフォーク１２９０は、省略される場合もある。

【0146】

図１３は、ウェハ１２０１（それを通してフォーク１２９０の特徴が見られるように、透けて示されている）を含む例示的なフォーク１２９０の斜視図を示す。図１３に見られるように、フォーク１２９０は、回転インデクサ１２８８（図示せず）のハブまたはスピンドルから外方に延在する２つのアーム１２９６を有する。アーム１２９６は、第３の距離（他の実施態様に関して先に論じられたような第３の距離、例えば、フォークを使用して取り扱われるべきウェハの半径と同じであるかまたはほとんど同じである距離）の２倍であるように寸法取りされた直径を有する円形領域１２９９の周りに少なくとも部分的に延在し得る。いくつかの実施態様では、アーム１２９６は、円形領域１２９９の外側に完全に配置され得る。例えば、円形領域１２９９は、例えば理論的にはフォーク１２９０によって支持されたウェハ１２０１がその第１の基準軸線上でセンタリングされる位置においてフォーク１２９０のウェハリスト表面がシャワーペデスタル１２０４のうちの第１のシャワーペデスタル１２０４の上方に位置決めされた状態で回転インデクサ１２８８が図１３のフォーク１２９０を第１の回転位置に位置させるように制御されたときに円形領域１２９９が第１の基準軸線１２１６上でセンタリングされるような、フォーク１２９０に対する位置に配置され得る。

【0147】

アーム１２９６は、第１の基準軸線１２１６に向かって円形領域１２９９内に部分的に延在する１つまたは複数の突出部１２９８を含み得る。突出部１２９８は、アーム１２９６と隣接していてもよく、また、第１の平均中央平面に対して非平行な角度に位置するウェハ持上げ表面１２９４をそれぞれ有し得る。ウェハ持上げ表面１２９４もまた円形領域１２９９内に少なくとも部分的に延在し得ることが、分かるであろう。ウェハ持上げ表面１２９４は、例えば、第１の平均中央平面に対して０°超かつ２５°以下の角度で傾斜していてもよい。これは、フォーク１２９０がウェハ１２０１の縁部に沿ってのみウェハ１２０１と接触することを可能にし、それにより、ウェハ１２０１の底部表面とフォーク１２９０との間の接触量を最小限にし、かつ、起こり得る潜在的な粒子発生の規模を縮小する。

【0148】

上述の種々の構成要素は、様々な適切な材料、例えば使用され得る種々の処理ガスに対して非反応性または不活性である材料から作られ得る。例えば、ホイールのうちの１つまたは複数（使用されるのであれば）、静的なウェハセンタリングフィーチャ（使用されるのであれば）、ウェハ支持構造、ホイールまたは静的構造のライザ構造（使用されるのであれば）、フォーカスリング、シャワーペデスタル、シャワーヘッド、およびフォーク（使用されるのであれば）は、全体的にまたは部分的に、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、などのようなセラミック材料で作られ得る。

【0149】

図１４から図２６は、ウェハの設置および位置決め作業の種々の段階中の、図１２に示されたものに類似した４つのステーションの配置を示す。図１４から図２６の多く（しかし、全てではない）において、ウェハ装填スロット１２０３が配置される場所に最も近いシャワーヘッド１２２８は、その下に位置決めされたシャワーペデスタル１２０４を見えづらくしないために、図から省略されている。チャンバ１２０２もまた、論じられる特徴を見えづらくすることを回避するために、図１４から図２６の全てから省略されている。

【0150】

図１４では、２つのエンドエフェクタ１２９１が、ウェハ１２０１を支持して示されている。エンドエフェクタ１２９１は、フォーク１２９０と同様に、シャワーペデスタル１２０４の第１の平均中央平面または第１の基準軸線に対して斜角で傾斜したウェハ持上げ表面を有し得る。エンドエフェクタ１２９１は、１つまたは複数のロボットアーム（図示せず）に取り付けられてもよく、１つまたは複数のロボットアームは、図１５に示されるように、エンドエフェクタ１２９１およびそれによって支持されたウェハ１２０１をウェハ装填スロット１２０３を介してチャンバ１２０２に挿入するように、制御され得る。図１５では、ウェハ１２０１は、それぞれ、シャワーペデスタル１２０４（これら２つのシャワーペデスタル１２０４に対応するシャワーヘッド１２２８は、図１４から図２０には示されていない）のうちの対応する一方の上で名目上センタリングされている。

【0151】

図１６では、持上げピン支持構造１２２２によって支持されている持上げピン１２１８が、１つまたは複数の持上げピンアクチュエータ（図示せず、しかし図１４参照）によりウェハ１２０１が設置されるシャワーペデスタル１２０４の第１の表面の外へ延長させられており、それによりウェハ１２０１をエンドエフェクタ１２９１から持ち上げている。図に見られるように、ウェハ１２０１は、もはやエンドエフェクタ１２９１のウェハ持上げ表面の上に載っていない。

【0152】

図１７では、１つまたは複数のロボットアームは、ウェハ１２０１（持上げピン１２１８によって支持されている）をチャンバ１２０２内に残してチャンバ１２０２から引っ込められている。詳細挿入図１７’に見られるように、図１から図３に関して先に論じられたものに類似した各シャワーペデスタル１２０４上の場所に位置決めされた複数のウェハ支持構造１２３９が存在する。しかし、図４から図７に関して本明細書において先に論じられた例を含むがそれらに限定されないウェハ縁部接触を支援することが可能な任意の適切なウェハ支持構造１２３８が使用され得ることが、理解されるであろう。この特定の例では、ウェハセンタリングフィーチャ（シャワーペデスタル１２０４から延長されることまたは引き込まれることが可能なホイールおよびホイールライザ構造）は、シャワーペデスタル１２０４内に引き込まれて示されている。

【0153】

図１８では、持上げピンアクチュエータは、持上げピン１２１８を引き込んでシャワーペデスタル１２０４内に戻すことによりウェハ１２０１をウェハ支持構造１２３８上へ下降させるように制御されている。この時点において、ウェハ１２０１は、各シャワーペデスタル１２０４上で名目上センタリングされているが、なおも追加的なセンタリングから恩恵を受けることができる。

【0154】

図１９では、１つまたは複数の垂直持上げ機構（図示せず、しかし図１４参照）は、ホイールライザ支持構造１２８０を垂直上方に移動させることにより、ホイールライザ構造１２８２およびホイール１２６４を、シャワーペデスタル１２０４の外へ、また、ウェハ支持構造１２３８における開口部を通して、上方に延在させている。そのような動作中、ホイール１２６４のうちの１つまたは複数（詳細図１９’参照）は、ウェハ１２０１の縁部と接触して、径方向内方に向けられた力をウェハ１２０１に及ぼすことができ、そのような力により、ウェハ１２０１は、まだ適切にセンタリングされていないのであれば、対応するシャワーペデスタル１２０４のための第１の基準軸線（図示せず、しかしこれまでの図を参照）上でよりセンタリングされることになる。先に述べたように、いくつかの実施態様では、１つまたは複数の垂直持上げ機構は、持上げピン１２１８がウェハ１２０１をウェハ支持構造１２３８上へ下降させるにつれてウェハ１２０１がホイール１２６４と接触することになるように、持上げピン１２１８の引き込みの前にホイールライザ構造１２８２およびホイール１２６４を上昇させるように作動され得る。

【0155】

図２０では、１つまたは複数の垂直持上げ機構は、ホイールライザ構造１２８２およびホイール１２６４を下降させてシャワーペデスタル１２０４内に戻すことにより、ウェハ支持構造１２３８の上に載っているウェハ１２０１をシャワーペデスタル１２０４の第１の基準軸線上でセンタリングされるかまたはよりセンタリングされる位置に残すように、作動されている。

【0156】

図２１では、シャワーペデスタル１２０４は、ウェハ１２０１の上面とシャワーヘッド１２２８の下面との間の間隙を縮小させるために、例えば対応する持上げ機構（図示せず）により上昇されている（および／または、シャワーヘッド１２２８が下降されている）。図示されていないが、シャワーヘッド１２２８の下面とウェハ１２０１の上面との間の間隙は、シャワーヘッド１２２８によって支持されたフォーカスリングがウェハ支持構造と接触し、次いでウェハ１２０１から所望の距離のところでウェハ支持構造によって支持され得る程度まで、縮小され得る（例えば、図１０参照）。次いで、１種類または複数種類の処理ガスが、１つまたは複数の時間周期にわたって例えば１つまたは複数の弁の作動を通じてシャワーペデスタル１２０４からウェハ１２０１の下面に向かって流され、それにより材料がウェハ１２０１の下面上に堆積されるかまたはウェハ１２０１の下面からエッチングされ得る。それと同時に、望ましくない堆積またはエッチングがウェハ１２０１の上面上で起こるのを防ぐために、非反応性または不活性のガス、例えばアルゴンなどの希ガスまたは窒素などのガスが、シャワーヘッド１２２８を通してウェハ１２０１およびフォーカスリングの上面上へ流され得る。

【0157】

図２２に示されるように、所与のステーションにおけるウェハ１２０１のための処理作業が完了すると、シャワーペデスタル１２０４は、半導体処理ツールを図２０に示された状態に類似した状態に戻すために、引き込まれ得る（および／または、シャワーヘッド１２２８が上昇され得る）。

【0158】

次いで、図２３に示されるように、インデクサ持上げ機構（図示せず）が、フォーク１２９０を垂直上方に移動させるように指示され得る。したがって、図２３に示されるように、シャワーペデスタル１２０４の外部における弓形凹部内に名目上位置し得るフォーク１２９０は、上昇して、それらのそれぞれのウェハ持上げ表面１２９４によりウェハ１２０１の縁部に接触することができる。次いで、フォーク１２９０の継続した上方移動は、ウェハ１２０１をそれらの対応するウェハ支持構造１２３８から引き上げさせることができ、その結果、ウェハ１２０１は、今や完全にフォーク１２９０によって支持され、また、フォーク１２９０およびウェハ１２０１は、回転インデクサ１２８８が回転させられたときにいずれの構造とも衝突する危険がない。

【0159】

図２４では、回転インデクサ１２８８は、４５°だけ回転するように制御されており、それにより、回転インデクサ１２８８によって支持されたフォーク１２９０およびウェハ１２０１を、次のステーションへの半ばまで回転させている。図２５では、回転インデクサ１２８８は、その回転を完了させており、ウェハ１２０１は、今やそのような移動の直前に位置していたのとは異なるシャワーペデスタル１２０４の真上に位置決めされている。

【0160】

図２５では、回転インデクサ１２８８は、垂直下方に移動するように制御されており、それにより、ウェハ１２０１を、それらが移送されたシャワーペデスタル１２０４のウェハ支持構造１２３８上に設置させている。そのような設置に続いてまたは先行して、ウェハセンタリングフィーチャは、例えば図１９’に示されるように、各ウェハ１２０１が移送されたステーションの第１の基準軸線に対してウェハ１２０１をセンタリングするために、延長させられ得る。

【0161】

図１４から図２５に見られるように、設置／ツールからの回収中、ツール内での処理中、およびツール内でのステーション間移送中にウェハ１２０１を支持する３つ全てのシステムは、縁部接触だけを介してウェハ１２０１に接触するように設計されている。これは、粒子発生の潜在的リスクを低下させるかまたは排除し、また、処理作業中にウェハ縁部の近くで起こり得るいかなる「シャドーイング」効果（ウェハ１２０１の最近処理された表面と、さもなければ縁部でない箇所においてウェハの下面に接触する特徴との間の接触を通じて起こり得る、後の潜在的な損傷）をも軽減するかまたは排除する。

【0162】

図２７は、上述されたものなどの機構およびシステムを有する半導体処理ツールの簡易化した概略図を示す。図示のように、チャンバ２７０２が、複数のシャワーペデスタル２７０４およびシャワーヘッド２７２８を含む（それらの例は、一方の側では符号付けされているが、他方の側では符号付けされていない。示された実施態様は、示された構成要素に関して左右対称であることが理解されるであろう）。

【0163】

チャンバ２７０２はまた、回転インデクサ２７８８を含む。回転インデクサ２７８８は、回転駆動部２７８９（例えば、電気モータ）によって支持されてもよく、回転駆動部２７８９は、垂直に配向された線形駆動システム２７８７によって支持されてもよい。線形駆動システム２７８７は、制御装置２７９５から受信した入力に応答して、回転駆動部２７８９を上下に並進させるように、および、回転駆動部を時計方向または反時計方向に回転させるように、構成され得る。制御装置２７９５はまた、例えば線形アクチュエータ、スクリュ駆動部、空気圧アクチュエータ、などの垂直持上げ機構２７７８と、例えば線形アクチュエータ、スクリュ駆動部、空気圧アクチュエータ、などの持上げピンアクチュエータ２７２０とに、動作可能に接続されてもよく、例えば、それらを制御することができるように直接にまたは間接的に接続されてもよい。垂直持上げ機構２７７８は、制御装置２７９５から受信した信号に応答してホイールライザ支持構造２７８０（および、それによって支持されたウェハセンタリングフィーチャ）を上昇または下降させるように構成されてもよく、一方で、持上げピンアクチュエータ２７２０は、制御装置２７９５から受信した信号に応答して持上げピン支持構造２７２２（および、それによって支持された持上げピン）を上昇または下降させるように構成されてもよい。

【0164】

シャワーヘッド垂直駆動部２７２７およびシャワーペデスタル垂直駆動部２７０７も図２７に示されており、それらのそれぞれは、制御装置２７９５にそれぞれ動作可能に接続されてもよく、その結果、制御装置２７９５は、制御装置２７９５から受信した信号に応答してシャワーヘッド垂直駆動部２７２７およびシャワーペデスタル垂直駆動部２７０７のどちらかまたは両方を上および／または下に作動させることにより、シャワーペデスタル２７０４とシャワーヘッド２７２８との間の間隔を調整することができる。いくつかの実施態様では、シャワーヘッド垂直駆動部２７２７およびシャワーペデスタル垂直駆動部２７０７のうちの一方は、シャワーヘッド２７２８／シャワーペデスタル２７０４の間隔の調整をなおも可能にするために、他方を残して省略され得る。

【0165】

制御装置２７９５はまた、１つまたは複数の第１の弁２７１１および１つまたは複数の第２の弁２７３３に動作可能に接続され得る。１つまたは複数の第１の弁２７１１は、１つまたは複数の第１のガス源２７０９およびシャワーペデスタル２７０４の第１のプレナムに流体的に接続され得る。制御装置２７９５は、例えば１種類または複数種類の第１の処理ガスが１つまたは複数の第１のガス源２７０９からシャワーペデスタル２７０４へ送達されるようにするために、例えば関連する制御信号を１つまたは複数の第１の弁２７１１に提供することにより１つまたは複数の第１の弁２７１１を制御するように構成され得る。

【0166】

同様に、１つまたは複数の第２の弁２７３３は、１つまたは複数の第２のガス源２７３１およびシャワーヘッド２７２８の第２のプレナムに流体的に接続され得る。制御装置２７９５は、１種類または複数種類の第２の処理ガスが１つまたは複数の第２のガス源２７３１からシャワーヘッド２７２８へ送達されるようにするために、例えば関連する制御信号を１つまたは複数の第２の弁２７３３に提供することにより、１つまたは複数の第２の弁２７３３を制御するように構成され得る。

【0167】

いくつかの実施態様では、開状態と閉状態との間で移行され得るフォークを有する回転インデクサが、そのようなツールにおいて使用され得る。図２８～図３１は、開くことができる／閉じることができるフォークを含むインデクサの図を示す。図２８は、閉状態におけるインデクサ２８８８を示し、一方で、図２９は、開状態における同じインデクサ２８８８を示す。図２９は、インデクサ２８８８を分解組立図において示しており、図３０は、インデクサ２８８８を開状態および閉状態の両方において示している（開状態は、破線で示されている）。

【0168】

図２８～図３１に見られるように、インデクサ２８８８は、第１の半体および第２の半体、例えば第１の半体２８９０ａおよび第２の半体２８９０ｂに分かれているフォークを含み得る。第１の半体２８９０ａおよび第２の半体２８９０ｂの各対は、回転インデクサ２８８８が閉状態にあるときに半導体ウェハを支持するように構成されたフォーク構造を、一緒に提供し得る。第１の半体２８９０ａは、第１のハブ２８９３ａに取り付けられるかまたは第１のハブ２８９３ａの一体的な部分であってもよく、一方で、第２の半体２８９０ｂは、第２のハブ２８９３ｂに取り付けられるかまたは第２のハブ２８９３ｂの一体的な部分であってもよい。第１のハブ２８９３ａは、第１のシャフト２８９７ａに接続されてもよく、一方で、第２のハブ２８９３ｂは、第２のシャフト２８９７ｂに接続されてもよい。第２のシャフト２８９７ｂは、第１のシャフト２８９７ａがそれを通過することができるように中空であってもよく、それにより、第１のシャフト２８９７ａおよび第２のシャフト２８９７ｂは、同軸上に配置されて、例えば同軸出力を含む２つのモータ（図示せず）、または各シャフト２８９７ａおよび２８９７ｂが独立して駆動されることを可能にする他の機構により、それぞれ独立して駆動されることが可能になる。

【0169】

第１の半体２８９０ａ、第１のハブ２８９３ａ、および第１のシャフト２８９７ａは、全て、第１のシャフト２８９７ａの回転に応答して一ユニットとして回転するように構成され得る。同様に、第２の半体２８９０ｂ、第２のハブ２８９３ｂ、および第２のシャフト２８９７ｂは、全て、第２のシャフト２８９７ｂの回転に応答して一ユニットとして回転するように構成され得る。第１のシャフト２８９７ａおよび第２のシャフト２８９７ｂがどちらも同じ方向に同じ速度で回転されると、回転インデクサ２８８８は、第１の半体２８９０ａと第２の半体２８９０ｂとの間の位置を変化させずに回転する。しかし、第１のシャフト２８９７ａおよび第２のシャフト２８９７ｂが反対方向に回転するかまたは異なる速度で潜在的に同じ方向に回転する場合、第２のハブ２８９３ｂに対する第１のハブ２８９３ａの回転位置、したがって第２の半体２８９０ｂに対する第１の半体２８９０ａの回転位置は、変化させられ得る。これは、第１の半体２８９０ａおよび第２の半体２８９０ｂが開状態（図２９に示される）と閉状態（図２８に示される）との間で移行されることを可能にする。図３１では、矢印が、第１のシャフト２８９７ａと第２のシャフト２８９７ｂとの間の反対回転を示しており、この反対回転が、第１の半体２８９０ａおよび第２の半体２８９０ｂの開状態から閉状態への移行をもたらす。当然ながら、対照的な量の反対回転が、逆の移行を生じさせる。

【0170】

図２８～図３１に示された回転インデクサは、例えば、先に述べたように、本明細書において論じられる実施態様のいずれかにおいて、例えば回転インデクサ２７８８または回転インデクサ１２８８の代わりに、使用され得る。回転インデクサ２８８８は、固定されたフォークによって可能とされるのに比べて、開状態において、ウェハおよびペデスタルと第１の半体２８９０ａおよび第２の半体２８９０ｂとの間のより大きな分離を可能にし得る。これは、フォーク（第１の半体２８９０ａおよび第２の半体２８９０ｂ）が処理中にウェハおよびそれらを支持するペデスタルからさらに遠くに位置決めされることを可能にし、それにより、第１の半体２８９０ａおよび第２の半体２８９０ｂがウェハの処理を妨げる可能性を低下させることができる。

【0171】

ウェハがシャワーペデスタルの上方に懸下されるようにウェハを支持することができるシステムにおいて生じ得る１つの問題は、ウェハがそれ自体の重量によってわずかに撓む可能性があることである。図３２は、そのようなウェハ撓みの例を示すが、かなり強調されている。図３２に示されるように、ウェハ３２０１が、シャワーペデスタル３２０４の上で支持される。図３３は、図３２のシャワーペデスタルおよびウェハの側面図を示す。ウェハ３２０１は、ウェハの外側縁部と複数の例えば３つのウェハ支持構造３２３８との間の接触を通じて支持される。破線の円３２０１’は、ウェハ３２０１と同じ大きさの平面円、例えばウェハ３２０１が非常に堅く、いかなる撓みにもさらされない場合にウェハ３２０１が位置するはずの場所を表す。図に見られるように、ウェハ３２０１は、ウェハ３２０１が３つのウェハ支持構造３２３８のそれぞれによって支持される場所で平面円３２０１’と一致するが、次いで、図３３に示されるように、ウェハ支持構造３２３８の間で量Δだけ垂れ下がるかまたは撓む。上記のように、示された撓みは、これらの図（および、以下で論じられる他の図）では極度に誇張されている。これは、撓みを容易に認識できるようにするためになされたものである。しかし、実際の実践では、存在する撓みΔの量は、ほんの数十から数百ミクロン（３００ｍｍの直径のウェハの場合）程度であることがあり、また、人の目では容易には知覚できないことがあることが、理解されるであろう。

【0172】

先に論じられたように、フォーカスリング８７０などのリング状の構造が、ウェハ３２０１上でセンタリングされてその上に設置され得る。そのようなリング状の構造は、例えば、ウェハ３２０１の外周と少しだけ重なり合ってもよい。リング状の構造は、拡散障壁として作用することができ、この拡散障壁は、ウェハ３２０１の下面に導入された処理ガスがウェハ３２０１の縁部を越えて上方へ拡散して、パージガスが流され得るウェハ３２０１とシャワーヘッド（図示せず、しかしこれまでの図および論述を参照されたい）との間の領域内に拡散するのを、防止する。リング状の構造は、その外側縁部の周りでウェハ３２０１に接触するか、または、ウェハの外側縁部とリング構造の外側縁部との間に小さな、例えば数十ミクロン前半以下程度の間隙が存在するように位置決めされ得る。そのような接触またはそのような小さな間隙は、パージガスの流れと相まって、ウェハ３２０１の下面からウェハ３２０１とリング構造との間の接触面を通ってウェハ３２０１の頂部表面に向かう処理ガスの拡散を防止することができる。実際には、リング構造は、ウェハの外側縁部をより大きな直径に「延長させる」ように作用し、その結果、「延長された」外側縁部を越えてどうにか拡散する処理ガスは、ウェハ３２０１の外側縁部とは対照的にリング構造の外側縁部に接触する。

【0173】

しかし、図３２に示されるように、リング構造が全体的に軸対称である場合、ウェハ３２０１が撓みを示すと、リング構造とウェハ３２０１との間の距離は、変化することになる。結果として、リング構造とウェハ３２０１との間のいかなる間隙も、ウェハ３２０１の周囲で変化させられる（または、間隙が、ウェハの周囲の様々な箇所において出現させられ得る）。そのような間隙は、通常はウェハ／リング構造接触面を通って流れることを妨げられる処理ガスがその接触面を通って拡散してウェハ３２０１の外側縁部に到達し、それによりウェハ３２０１を汚染する／ウェハ３２０１を望ましくない堆積またはエッチングにさらすのに、十分な大きさであり得る。

【0174】

このリング構造／ウェハ接触面を通じた処理ガスの潜在的拡散を緩和するかまたは排除するために、リング構造は、従来の設計を避ける設計を有することができ、従来の設計では、ウェハに接触するまたはウェハに最も近いリング構造の表面は、軸対称であるように、例えば平面状に作られる。代わりに、そのような表面は、可変の円周輪郭を有するように作られてもよく、この可変の円周輪郭は、ウェハの（図３２に示されるのと同様にウェハ縁部での接触を通じて支持されたときの）同様の円周輪郭において起こり得る変化に類似した態様で変化する。

【0175】

「円周輪郭」は、物体の周囲に沿って取られた輪郭を意味する。例えば、リング構造の表面を取り、それをリング構造の中心軸線を中心とした円柱面（実際の物体ではなく、概念上の表面）と交差させた場合、リング構造表面と円柱面との交差部によって形成された曲線は、そのリング構造表面の「円周輪郭」になる。言い換えれば、円周輪郭は、断面輪郭に類似するが、平坦な表面にわたって（従来の断面図の場合にはそうなるであろうが）ではなく、円柱面の周囲に関して評価される。

【0176】

図３４は、シャワーペデスタル３４０４のウェハ支持構造３４３８によって支持されたウェハ３４０１の上に載るリング構造３４７０の上面図を示す。図３５および図３６は、２つの異なる状態におけるウェハ３４０１およびリング構造３４７０の円周輪郭を示す（図３５では、リング構造３４７０は、ウェハ３４０１から持ち上げられており、図３６では、リング構造３４７０は、ウェハ３４０１の上に載っている）。図３５および図３６における円周輪郭は、図３４における半径Ｒの一点鎖線の円に沿って取られて、可視化をより容易にするために平坦な二次元状態に「展開された」ものである。この場合の距離Ｒは、リング構造３４７０の内径とウェハ３４０１の外側縁部の半径との間の値であるように選択された。より具体的には、この例における距離Ｒは、中心軸線からリング構造３４７０とウェハ３４０１との間の接触点までの距離と同じ距離であるように選択された。

【0177】

図３４から図３６はまた、リング構造の周りの様々な角度位置のための印を示す。図３５に見られるように、ウェハ３４０１の円周輪郭は、ウェハ支持構造３４３８間の角度間隔と相関する、円周輪郭に対する周期性を示す。各ウェハ支持構造３４３８において、ウェハ３４０１の円周輪郭は、最大高さにあり、各対の隣り合う支持構造の中間では、ウェハ３４０１の円周輪郭は、最小高さにある。最大高さと最小高さとの間の差は、図３５では距離βによって表されている。

【0178】

リング構造３４７０の円周輪郭もまた、図３５に見られる。リング構造３４７０は、ウェハ３４０１の円周輪郭に概ね一致する可変の円周輪郭を示す、底部表面を有する。例えば、基準面がリング構造３４７０の頂部表面と一致しかつリング構造の中心軸線（および／または、円周輪郭の中心軸線）に対して直角であるように定められる場合、リング構造の底部表面は、中心軸線から径方向距離Ｒのところにおける基準面から底部表面までの垂直距離が少なくとも第１の値と第２の値との間で変化するように、変化し得る。第１の値および第２の値は一般に、基準面からの円周輪郭の最大距離および最小距離を表すと理解され得る。概して、第１の値から第２の値への（その逆も同様である）円周輪郭の移行は、ウェハの周囲で生じるウェハ撓みの量の漸進的な変化を模倣するために、例えば段階的な移行を回避するように、滑らかな態様で起こり得る。

【0179】

多くの場合、そのような変化は、周期的であることがあり、例えば、規則的な間隔において、例えば１２０°ごとに、概ね循環的な態様で繰り返される。しかし、そのような変化はまた、反復するが例えばリング構造の中心軸線の周りの０°、１００°、および２４０°の角度位置における非周期的なものであることもある。多くの場合、例えば３つの位置において支持されるウェハが撓むことになる領域に適合するために、そのような各変化の３回の反復が存在する。しかし、本明細書における例は、その縁部に沿った３つの位置において支持されるウェハに適合するためにそのような変化の３回の反復を有する変形形態に焦点を合わせているが、他の実施態様は、その縁部に沿った４つ以上の位置において支持されるウェハの円周輪郭に適合するためにより多くの変化を有し得ることが、理解されるであろう。例えば、いくつかの実施態様では、ウェハは、その縁部に沿った４つ以上の位置において支持され得る。いくつかのそのような実施態様では、ウェハは、その縁部に沿った４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、２１個、２２個、２３個、２４個、２５個、２６個、２７個、２８個、２９個、または３０個の位置において支持されることがあり、そのように支持されるウェハとともに使用されるように設計されたリング構造の円周輪郭は、必要に応じて、例えば上記の例と同様に、４つから３０個の間の低い箇所および高い箇所を対応して有することがある。

【0180】

リング構造３４７０がウェハ３４０１の上に設置されたときに、２つの円周輪郭は、概ね整列することができ、円周輪郭の半径に沿ったリング構造とウェハとの間の距離は、所望の閾値内に、例えばその接触面を通じた潜在的な処理ガスの拡散を阻止するのに十分に短い距離内に、維持され得る。

【0181】

いくつかの実施態様では、リング構造３４７０の円周輪郭は、第１の値と第２の値との間の差の絶対値が４０ミクロン超かつ４００ミクロン以下であるように定められ、それにより、おおよそ４０ミクロンから４００ミクロンの間のウェハ縁部撓みを補償することが潜在的に可能とされ得る。いくつかのそのような実施態様では、第１の値と第２の値との間の差の絶対値は、５０ミクロン以上かつ１５０ミクロン以下、１００ミクロン以上かつ２００ミクロン以下、２５０ミクロン以上かつ３５０ミクロン以下、または３００ミクロン以上かつ４００ミクロン以下であり得る。

【0182】

場合によっては、リング構造３４７０の円周輪郭は、第１の値と第２の値との間の差の絶対値が、リング構造３４７０が一緒に使用されるべきウェハにおけるウェハ縁部撓みの最大予想量を少しだけ（例えば、数十ミクロン前半程度）実際に上回るように、設計され得る。例えば、リング構造３４７０に対する第１の値と第２の値との間の差の絶対値は、リング構造が一緒に使用されるように設計されたウェハにおけるウェハ縁部撓みの予想最大量よりも第３の値だけ大きくされ得る。第３の値は、一部の事例では、ゼロミクロン超かつ５０ミクロン以下、例えばゼロミクロンから４０ミクロンの間、ゼロミクロンから３０ミクロンの間、ゼロミクロンから２０ミクロンの間、などであり得る。

【0183】

そのような実施態様では、第３の値は、たとえウェハ３４０１が示す縁部撓みの最大量にいくらかの変動があったとしてもウェハ３４０１とリング構造３４７０の底部表面との間の接触が常に存在することを確実にするように、選択され得る。例えば、ウェハが示す縁部撓みの量は、例えば温度、ウェハの結晶方位、ウェハ上にパターン化される特徴に起因する潜在的な局所的効果、ウェハにおける厚さのばらつき、などに応じて、ウェハごとにわずかに異なり得る。ウェハ撓みの最大量は、例えば、ウェハ撓みの平均予想最大量であってもよく、また、一部の事例では、それを超える追加的なウェハ撓みの可能性が存在し得る。リング構造３４７０に対する第１の値と第２の値との間の差の絶対値がウェハ縁部撓みの予想量よりも第３の値だけ大きいように選択された場合、これは、リング構造３４７０をウェハ縁部の最下部、すなわちウェハ縁部の最も撓んだ部分の上に載せる効果を有する。この時点では、ウェハ支持構造３４３８の上に配置されるリング構造の部分は、ウェハ３４０１に接触していない場合がある。しかし、リング構造３４７０の重量は、ウェハ３４０１の縁部を押し下げ、それにより、ウェハ支持構造３４３８によって支持されているウェハ３４０１の部分の上にリング構造が直接載るまでウェハ３４０１をさらに撓めさせ、それにより、ウェハ縁部をその全周囲の周りでリング構造と接触させることができる。これは、図３６に示されており、図３６では、リング構造３４７０は、その周囲全体に沿ってウェハ３４０１に接触するように、リング構造３４７０自体の重量によりウェハ３４０１を偏向させている。そのような追加的な偏向に先立つウェハ３４０１の円周輪郭は、ウェハ３４０１の点線の輪郭線により図３６に表されており、一方で、ウェハ３４０１の実線の輪郭線は、そのさらに偏向された状態におけるウェハを表している。

【0184】

図３７は、いくつかの実施態様において使用され得るリング構造３７７０およびウェハ３７０１の上面図を示す。図３８は、図３７の断面図を示し、図３９は、図３８における円で囲まれた領域の詳細図を示す。図３９の詳細図に見られるように、リング構造３７７０は、わずかな量だけウェハ３７０１の縁部と重なり合うが、重なり合う領域は、実際にはウェハ３７０１の頂部表面に接触しない。リング構造は、代わりに、リング構造３７０４の中心軸線３７１５に対して斜角にある部分３７５５を有する底部表面を有する。このリング構造３７７０の底部表面の部分３７５５に対する斜めの外観は、リング構造３７７０の周りに全体的に延在し、それにより、上述の周方向の変化と併せて、波状の円錐台表面を作り出し得る。この表面は、（中心軸線３７１５に対して直角であることとは対照的に）中心軸線３７１５から斜めの角度で傾斜していることにより、ウェハ３７０１の外側縁部の上に載り、それにより、（ウェハ３７０１の上部表面に接触するのとは対照的に）ウェハ斜面の最外縁部上での縁部接触をもたらし得る。

【0185】

本明細書において論じられるリング構造は、様々な材料から作られ得るが、そのような材料は、処理されているウェハの下面に提供され得る処理薬品に対して抵抗性または非反応性であるように選択され得る。例えば、そのようなリング構造は、アルミナ（酸化アルミニウム）などのセラミック材料で作られ、次いで、周方向に変化する所望の輪郭を得るために機械加工または研磨され得る。

【0186】

そのようなリング構造の頂部表面は、一部の事例では、図４０および図４１（それぞれ、上面二軸測視図および底面二軸測視図）に示されるように、平面状または軸対称であってもよく、それにより、リング構造がそれらの真上に位置決めされ得るシャワーヘッドの下面に対して名目上平行にされることが可能になり、また、シャワーヘッドとリング構造との間に一定の間隙距離が維持されることが可能になる。他の事例では、図４２および図４３に示されるように、リング構造の頂部表面は、可変の円周輪郭、例えばリング構造の底部表面の円周輪郭に全体的に従う円周輪郭を、同様に有するように形成され得る。図４２および図４３（それぞれ、上面二軸測視図および底面二軸測視図）において、一点鎖線は、例えば図４０および図４１に示されるように頂部表面が平面状であるかのように頂部表面の外側縁部を表すものである。実際の実践では、そのような非軸対称の頂部表面は、典型的には数十から数百ミクロン程度でしか変化せず、そのため、頂部表面の高さの全体的な変化は、恐らく１ミリメートル以下程度でしかなく、このことは、シャワーヘッドとリング構造との間の適切な間隙制御をなおも提供することができる（パージガスはシャワーヘッドとリング構造との間の間隙へ提供されるので、ガス流の一様性は、処理ガスがシャワーヘッドから流出される場合ほど重要ではない。主な懸案事項は、間隙内での潜在的なプラズマ発生を回避するために、十分に小さな間隙、例えば数ミリメートル程度の間隙を維持することであろう）。

【0187】

図４４および図４５は、シャワーペデスタル４４０４のウェハ支持体４４３８の上に載りかつリング構造４４７０がその上に設置されているウェハ４４０１の分解組立側面図および非分解組立側面図を示す。図に見られるように、リング構造４４７０は、ウェハの撓み領域における間隙（または、より大きな間隙）の生成を回避するために、ウェハの撓み領域（この場合もやはり、撓みは誇張されている）と整列する。

【0188】

いくつかの実施態様では、リング構造は、複数の突出部、例えば突出部の円形アレイを、その底部表面に有することがあり、それらの突出部は、底部表面の成形されたまたは非軸対称の部分に沿って位置するように位置決めされ得る。図４６は、リング構造４６７０の内側縁部４６７２と外側縁部４６７４との間でリング構造４６７０の底部表面上に配置された６つの突出部４６７３を有する例示的なリング構造４６７０の等角底面図を示す。突出部４６７３は、リング構造４６７０の周囲で等間隔の場所に位置決めされ得る。突出部４６７３は、最小限の（または、実践的に最小限の）表面領域接触によりウェハの縁部に接触し得る最小接触領域（ＭＣＡ）特徴として使用され得る。例えば、突出部は、リング構造の中心軸線と同一平面上にある平面と同一平面上にある軸線に沿って底部表面に沿って延在する、例えば全体的に外方に（また、底部表面に沿って）放射状に広がる、半円筒形の隆起部であり得る。これは、リング構造４６７０の一部分の詳細図を示す図４７に、より明瞭に示されている。示された例では、突出部４６７３は、リング構造の底部表面の全体的に円錐形の部分上に位置する（しかし、この表面は、先に論じられたように、真に円錐形ではない場合がある。この表面は、上述の例の通りに、周期的に変化する円周輪郭を有するように成形される場合がある）。したがって、リング構造４６７０が、その底部表面によりウェハの縁部に接触するようにウェハの上に設置されるときに、ウェハとリング構造４６７０との間の接触は、突出部４６７３に限定され得る。これは、ウェハとリング構造４６７５との間の接触領域を減少させ、それにより、ウェハとリング構造４６７０との間の摩耗に起因する粒子発生の可能性を低下させ得る。

【0189】

いくつかの追加的なまたは代替的な実施態様では、上述のリング構造などのリング構造、または先に論じられたフォーカスリングは、多部品組立体として提供され得る。例えば、リング構造が、内側部分と、内側部分を取り囲む外側部分と、を有し得る。外側部分は、内側部分が外側部分の上に載って外側部分によって支持され得るように構成され得るが、また、下方からの力を受けたときに内側部分から垂直上方に持ち上げられ得る。そのような実施態様は、リング構造の重量がその内側部分と外側部分との間で分担されることを可能にし得る。次いで、リング構造が、その下に位置決めされたウェハと接触すると、ウェハは、内側部分を持ち上げて外側部分から離し、その内側部分を支持する。したがって、ウェハは、内側部分の重量を支えることができるが、外側部分の重量を支える必要はない。

【0190】

図４８は、ウェハ４８０１を支持している例示的なシャワーヘッド４８２８およびシャワーペデスタル４８０４の等角断面図を示す。図４９から図５１は、フォーカスリング４８７０の、例えばリング構造の、様々な位置を通じた、図４８の円で囲まれた部分の詳細図を示す。

【0191】

図４９に示されるように、フォーカスリング４８７０は、内側部分４８７０ａ、および外側部分４８７０ｂを有する。内側部分４８７０ａは、ウェハ４８０１の外径よりも小さい直径を有する内側縁部と、外側部分４８７０ｂの内径よりも大きい直径を有する外側縁部と、を有し得る。例えば、外側部分４８７０ｂは、内側部分４８７０ａの外側縁部を受け入れるように作用し得る、内側縁部に沿った階段状に下がった領域を有し得る。外側部分４８７０ｂの外側縁部は、リング支持カラー４８７１の内側縁部の直径よりも大きい直径を有することができ、それにより、外側部分４８７０ｂがリング支持カラー４８７１の上に載ってリング支持カラー４８７１によって支持されるのを可能にする。

【0192】

図４９では、フォーカスリング４８７０は、シャワーヘッド４８２８がシャワーペデスタル４８０４に対して高い位置にあるので、完全にリング支持カラー４８７１によって支持されている。

【0193】

図５０では、シャワーヘッド４８２８およびシャワーペデスタル４８０４は、フォーカスリング４８７０がちょうどウェハ支持構造４８３８に接触しかつ／またはウェハ４８０１の外側縁部の上に載る相対位置へ移動されている。この位置では、内側部分４８７０ａはまた、依然として外側部分４８７０ｂによって部分的に支持され得る。

【0194】

図５１では、シャワーヘッド４８２８およびシャワーペデスタル４８０４は、フォーカスリング４８７０の内側部分４８７０ａがウェハ支持構造４８３８および／またはウェハ４８０１の外側縁部の上に載り、フォーカスリング４８７０の外側部分４８７０ｂがリング支持カラー４８７１の上に載り、結果として内側部分４８７０ａと外側部分４８７０ｂとの間に小さな垂直方向間隙が生じる相対位置へ、移動されている。間隙は、例えば内側部分４８７０ａと外側部分４８７０ｂとの間の接触面を通って流れることがガスにとって困難であるように、示されたものよりも小さくてもよいことが、認識される。

【0195】

そのような配置は、フォーカスリング４８７０がウェハ４８０１上に設置されたときにウェハ４８０１にかかる重量を増大することなしに、フォーカスリング４８７０の大きさが内側部分４８７０ａの大きさを超えて増大されることを可能にする。これは、ウェハ４８０１上に設置されるフォーカスリング４８７０の重量が、フォーカスリング４８７０の大きさ、およびフォーカスリング４８７０を支持することができるシャワーヘッド４８２８の大きさから、少なくともある程度切り離されることを可能にする。

【0196】

図５２から図５５は、フォーカスリング４８７０の種々の図を示す。図５２は、内側部分４８７０ａが外側部分４８７０ｂの上に載って外側部分４８７０ｂによって支持されているときのフォーカスリング４８７０の等角図である。図５３は、内側部分４８７０ａが持ち上げられて外側部分４８７０ｂから離された、フォーカスリング４８７０の等角図である。図５４は、フォーカスリング４８７０の横断面図であり、図５５は、図５４の円で囲まれた部分の詳細図である。図５５に見られるように、フォーカスリング４８７０の内側部分＃ＸＲ７０ａは、ポケットまたは凹部４８６７を備え、このポケットまたは凹部４８６７は、例えば、図１０に関して先に論じられたように、シャワーペデスタルのウェハ支持構造と係合することができる。内側部分４８７０ａおよび外側部分４８７０ｂは、ほとんどの場合、概して（ポケットもしくは凹部４８６７または突出部４８７３などの特徴が存在する場合には、それらは別として）軸対称であり得る。

【0197】

本明細書において論じられる、周方向に変化するリング構造は、ウェハの中心が一般に支持されずにウェハの縁部に沿った別々の箇所においてウェハが支持されることによりウェハ縁部撓みがもたらされる任意の半導体処理システムにおいて使用され得ることが、認識されるであろう。そのような構造は、本明細書において示された特定のシステムとの使用に限定されない。

【0198】

ウェハ裏面処理システムの制御の他に、場合により、上述の他の（ウェハ取り扱いロボット、インデクサ、などのような）設備の制御は、例えば上記の例示的な半導体処理ツールおよび／またはチャンバを含む半導体処理ツールの一部として含まれ得る制御装置の使用を通じて、促進され得る。上述のシステムは、半導体ウェハまたは基板の処理前、処理中、および処理後のそれらの動作を制御するための電子装置と一体化され得る。電子装置は、「制御装置」と呼ばれることがあり、これは、システムの種々の構成要素または下位部品を制御することができる。制御装置は、処理要求および／またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの送達、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、弁動作、放射加熱のための光源制御、圧力設定、真空設定、パワー設定、高周波（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送達設定、位置的および動作的な設定、ツールもしくはチャンバならびに特定のシステムに接続もしくはインターフェース接続された他の移送ツールおよび／またはロードロックとの間でのウェハの出し入れを含む、本明細書において開示される処理のいずれかを制御するようにプログラムされ得る。より具体的には、そのような制御装置は、数あるシステムの中でも、裏面ウェハ処理システムの種々のアクチュエータおよびモータを制御するように構成され得る。

【0199】

大まかに言うと、制御装置は、命令を受信すること、指示を出すこと、動作を制御すること、クリーニング動作を可能すること、終点測定を可能すること、などをする、種々の集積回路、論理、記憶装置、および／またはソフトウェアを有する電子装置として定義され得る。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態をしたチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されるチップ、および／または１つもしくは複数のマイクロプロセッサ、あるいはプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを含み得る。プログラム命令は、半導体ウェハ上でもしくは半導体ウェハに対してまたはシステムに対して特定の処理を行うための動作パラメータを決定する、種々の個別の設定（またはプログラムファイル）の形態で制御装置に伝達される命令であり得る。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、ウェハの１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、ケイ素、酸化ケイ素、表面、回路、および／もしくはダイの製作中に１つまたは複数の処理ステップを達成するために処理エンジニアによって定められるレシピの一部であり得る。

【0200】

制御装置は、いくつかの実施態様では、コンピュータの一部であるかまたはコンピュータに結合されることがあり、コンピュータは、システムに統合されるか、システムに結合されるか、さもなければシステムにネットワーク接続されるか、またはそれらの組合せである。例えば、制御装置は、「クラウド」内にあるか、またはファブホストコンピュータシステムの全部もしくは一部であってもよく、それらは、ウェハ処理の遠隔アクセスを可能にすることができる。コンピュータは、製作動作の現在の進行を監視するため、過去の製作動作の履歴を調査するため、複数の製作動作から傾向または性能測定基準を調査するため、現在の処理のパラメータを変更するため、現在の処理に従うように処理ステップを設定するため、または、新たな処理を開始するために、システムへの遠隔アクセスを可能にし得る。いくつかの例では、遠隔コンピュータ（例えば、サーバ）が、ネットワークを通じてシステムに処理レシピを提供することができ、ネットワークには、ローカルネットワークまたはインターネットが含まれ得る。遠隔コンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含むことができ、それらのパラメータおよび／または設定は、次いで、遠隔コンピュータからシステムに伝達される。いくつかの例では、制御装置は、１つまたは複数の作業中に行われるべき処理ステップのそれぞれのためのパラメータを指定するデータの形態の命令を受信する。パラメータは、行われるべき処理のタイプ、および制御装置がインターフェース接続されるようにまたは制御するように構成されたツールのタイプに固有のものであり得ることが、理解されるべきである。したがって、上記のように、制御装置は、１つまたは複数の別個の制御装置を備えることなどによって分散されてもよく、そのような別個の制御装置は、互いにネットワーク接続されて、本明細書において説明される処理および制御などの共通の目的に取り組む。そのような目的のための分散制御装置の例は、チャンバ上での処理を制御するために結合する、遠隔的に配置された（プラットフォームの高さに配置される、または遠隔コンピュータの一部として配置される、などの）１つまたは複数の集積回路と通信するチャンバ上の１つまたは複数の集積回路である。

【0201】

限定されるものではないが、例示的なシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、堆積チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、半導体ウェハの製作および／または製造に関連するかまたは使用され得る任意の他の半導体処理システムを含み得る。

【0202】

上述のように、ツールによって行われるべき処理ステップに応じて、制御装置は、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近くのツール、工場の至る所に配置されるツール、メインコンピュータ、別の制御装置、あるいは、半導体製造工場内のツール位置および／または載荷ポートへまたそれらからウェハのコンテナを運ぶ材料輸送に使用されるツールのうちの１つまたは複数と通信してもよい。

【0203】

上述のように、本明細書において論じられる装置およびシステムは、少なくともウェハの下面上での処理を行うために使用され得る。そのような処理は、多数の特徴層、例えば３Ｄメモリ構造または論理デバイスを有するウェハとの関連において、特に有用であり得る。そのようなウェハは、存在する特徴層の数に起因して、そのような各特徴層内で生じ得る圧縮力または張力により、歪むまたは曲がる可能性がある。そのようなウェハの下面上に、すなわちそのような特徴層が存在する側とは反対のウェハの側に、処理作業を行うことができるシステムは、対抗張力または対抗圧縮力を生成することができる材料フィルムをそのようなウェハに適用することが可能な場合があり、そのような材料フィルムは、ウェハの厚さにわたる応力の不均衡を打ち消すかまたは緩和することにより、ウェハが曲がるまたは歪むのを少なくすることができる。

【0204】

従来の二重電極高周波プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）またはエッチングシステムは、プラズマの生成において高周波電源のためにまたは接地のために使用される、１つのガス流動電極（ｇａｓ－ｆｌｏｗｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を有する。典型的には、ガス流動電極（シャワーヘッドとも呼ばれる）は、反応器の上面上にあり、反応物質をウェハの上面上へ流動させ、それにより、ウェハの上面だけで処理が行われる。

【0205】

本明細書において論じられるシステムでは、二重ガス流動電極が、一方はシャワーヘッドとして、もう一方はシャワーペデスタルとして、設けられる。電極のいずれも、フィルム堆積処理またはエッチング処理においてプラズマを使用することを可能にするために、ＡＣ電力を提供するためのＲＦ電極として機能することができる。この二重ガス流動電極システムは、ウェハの両側にまたは一方の側だけにフィルムを選択的に堆積させるまたはエッチングすることができる。

【0206】

１つの実施態様では、シャワーペデスタルによって提供される裏面ガス流は、ウェハ処理作業がウェハの裏面で行われることを可能にし、一方で、シャワーヘッドからの表側ガス流は、ウェハの表側に堆積することができる。他の実施態様では（別々のツール、さらには同じツール、さらには同じツール内の同じステーションにおいて）、システムは、ウェハの特定の側で処理を起こさせる反応物質のオンとオフを切り替え、また、それらを非反応ガス（例えば、不活性ガス）と置き換えることにより、ウェハの一方の側だけを選択的に処理するようにセットアップされ得る。

【0207】

本明細書において論じられるシャワーペデスタルおよび／またはシャワーヘッドは、いくつかの実施態様では、シャワーペデスタルおよび／またはシャワーヘッドを収容しているチャンバ内への送達に先立って、それを通して流される処理ガスを所望の温度にする、能動加熱器（ａｃｔｉｖｅ ｈｅａｔｅｒ）を含み得る。

【0208】

大まかに言うと、堆積ベースの処理のために使用される場合、シャワーペデスタルの使用は、ウェハの裏面上にフィルムを堆積させることにより、応力および曲がりの問題に対抗するためのいくつかの利点を提供することができる。裏面フィルムは、表側堆積に起因する応力を相殺し、それにより、中立応力状態（または、実質的に中立の応力、例えば約＋／－１５０ＭＰａ未満の応力）を生じさせ、それにより、曲がりを示さない（または、実質的に曲がりのない、例えば約１５０μｍ未満の曲がりの）ウェハをもたらすことができる。表側に堆積されたフィルムが張力フィルムである場合、裏面フィルムもまた、全体的な応力を釣り合わせるために、張力的なものであるべきである。同様に、表側フィルムが圧縮的なものである場合、裏面フィルムもまた、圧縮的なものであるべきである。裏面フィルムは、種々の反応機構（例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、プラズマ促進原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）、低圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）、など）を通じて堆積させることができ、したがって、本明細書において論じられる設備は一般に、任意のそのようなタイプの処理を行うのに有用であるかまたは適応可能であり得る。いくつかの実施態様では、プラズマ促進化学蒸着が、このタイプの反応において達成される高い堆積速度のために、使用され得る。

【0209】

堆積動作のために、特定の堆積パラメータが、所望の応力レベルを有する裏面フィルムを作り出すように調整され得る。それらの堆積パラメータのうちの１つは、堆積される裏面フィルムの厚さである。より厚いフィルムは、ウェハにおいてより多くの応力を誘発する可能性があり、一方で、より薄い（同じ組成の、同じ条件下で堆積される）フィルムは、ウェハにおいてより少ない応力を誘発する可能性がある。したがって、裏面層を形成するのに消費される材料の量を最小限に抑えるために、層は、高応力フィルムの形成を促進する条件化で比較的薄く堆積され得る。

【0210】

述べたように、例えばメモリまたは論理回路を作るためにウェハの表側に堆積された材料のスタックは、ウェハの応力および曲がりをもたらす傾向が強い。これらの問題をもたらし得る１つの例示的なスタックは、酸化物および窒化物の交互になる層（例えば、酸化ケイ素／窒化ケイ素／酸化ケイ素／窒化ケイ素、など）を有するスタックである。曲がりをもたらす可能性がある別の例示的なスタックは、酸化物およびポリシリコンの交互になる層（例えば、酸化ケイ素／ポリシリコン／酸化ケイ素／ポリシリコン、など）を含む。問題になり得るスタック材料の他の例は、タングステンおよび窒化チタンを含むが、これに限定されない。スタック内の材料は、プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、低圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）、金属有機化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、プラズマ促進原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）、または直接金属堆積（ＤＭＤ）、などのような化学蒸着技法を通じて堆積され得る。これらの例は、限定的なものとして意図されていない。開示される特定の実施態様は、ウェハの表側上に存在する材料に起因してウェハの応力および／または曲がりが誘発される場合はいつでも有用であり得る。

【0211】

表側のスタックは、任意の数の層および厚さまで堆積され得る。典型的な例では、そのようなスタックは、約３２個から７２個の間の層を含む場合があり、また、約２μｍから４μｍの間の全体厚さを有し得る。スタックによりウェハに誘発される応力は、約－５００ＭＰａから約＋５００ＭＰａの間である可能性があり、頻繁には（３００ｍｍのウェハの場合）約２００μｍから４００μｍの間の曲がりをもたらし、一部の事例ではさらに大きい曲がりをもたらす。

【0212】

ウェハの裏面に堆積される材料は、種々の実施態様において、誘電材料であり得る。一部の事例では、酸化物および／または窒化物（例えば、酸化ケイ素／窒化ケイ素）が使用され得る。そのような層を作り出すために使用され得るケイ素含有反応物質の例は、シラン、ハロシラン、およびアミノシランを含むが、これらに限定されない。シランは、水素および／または炭素基を含むが、ハロゲンを含まない。シランの例は、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、および、メチルシラン、エチルシラン、イソプロピルシラン、ｔ－ブチルシラン、ジメチルシラン、ジエチルシラン、ジ－ｔ－ブチルシラン、アリルシラン、ｓｅｃ－ブチルシラン、テキシルシラン、イソアミルシラン、ｔ－ブチルジシラン、ジ－ｔ－ブチルジシランなどのオルガノシラン、などである。ハロシランは、少なくとも１種類のハロゲン基を含み、また、水素および／または炭素基を含むこともあればそうでないこともある。ハロシランの例は、ヨードシラン、ブロモシラン、クロロシラン、およびフルオロシランである。ハロシラン、特にフルオロシランは、ケイ素材料をエッチングすることができる反応性ハロゲン化物種を形成し得るが、本明細書において説明される特定の実施態様では、ケイ素含有反応物質は、プラズマが発生するときに存在しない。特定のクロロシランは、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）、トリクロロシラン（ＨＳｉＣｌ３）、ジクロロシラン（Ｈ２ＳｉＣｌ２）、モノクロロシラン（ＣｌＳｉＨ３）、クロロアリルシラン、クロロメチルシラン、ジクロロメチルシラン、クロロジメチルシラン、クロロエチルシラン、ｔ－ブチルクロロシラン、ジ－ｔ－ブチルクロロシラン、クロロイソプロピルシラン、クロロ－ｓｅｃ－ブチルシラン、ｔ－ブチルジメチルクロロシラン、テキシルジメチルクロロシラン、などである。アミノシランは、ケイ素原子に結合された少なくとも１つの窒素原子を含むが、水素、酸素、ハロゲン、および炭素も含み得る。アミノシランの例は、モノアミノシラン、ジアミノシラン、トリアミノシラン、およびテトラアミノシラン（それぞれ、Ｈ３Ｓｉ（ＮＨ２）４、Ｈ２Ｓｉ（ＮＨ２）２、ＨＳｉ（ＮＨ２）３、およびＳｉ（ＮＨ２）４）、ならびに置換されたモノアミノシラン、ジアミノシラン、トリアミノシラン、およびテトラアミノシラン、例えば、ｔ－ブチルアミノシラン、メチルアミノシラン、ｔｅｒｔ－ブチルシランアミン、ビス（ターシャリブチルアミノ）シラン（ＳｉＨ２（ＮＨＣ（ＣＨ３）３）２（ＢＴＢＡＳ）、ｔｅｒｔ－ブチルシリルカルバメート、ＳｉＨ（ＣＨ３）－（Ｎ（ＣＨ３）２）２、ＳｉＨＣｌ－（Ｎ（ＣＨ３）２）２、（Ｓｉ（ＣＨ３）２ＮＨ）３、などである。アミノシランのさらなる例は、トリシリルアミン（Ｎ（ＳｉＨ３））である。他の有望なケイ素含有反応物質は、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、ならびに、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、フルオロトリエトキシシラン（ＦＴＥＳ）、トリメチルシラン（ＴＭＳ）、オクタメチルテトラシクロシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳＯ）、ジメチルジメトキシシラン（ＤＭＤＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、ヘキサメチルシクロトリシロキサン（ＨＭＣＴＳＯ）、ジメチルジエトキシシラン（ＤＭＤＥＯＳ）、メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＯＳ）、テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）、ジビニルテトラメチルジシロキサン（ＶＳＩ２）、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＯＳ）、ジメチルテトラメトキシジシロキサン（ＤＭＴＭＯＤＳＯ）、エチルトリエトキシシラン（ＥＴＥＯＳ）、エチルトリメトキシシラン（ＥＴＭＯＳ）、ヘキサメトキシジシラン（ＨＭＯＤＳ）、ビス（トリエトキシシリル）エタン（ＢＴＥＯＳＥ）、ビス（トリメトキシシリル）エタン（ＢＴＭＯＳＥ）、ジメチルエトキシシラン（ＤＭＥＯＳ）、テトラエトキシジメチルジシロキサン（ＴＥＯＤＭＤＳＯ）、テトラキス（トリメチルシロキシ）シラン（ＴＴＭＳＯＳ）、テトラメチルジエトキシジシロキサン（ＴＭＤＥＯＤＳＯ）、トリエトキシシラン（ＴＩＥＯＳ）、トリメトキシシラン（ＴＩＭＥＯＳ）、またはテトラプロポキシシラン（ＴＰＯＳ）などの環状および非環状のＴＥＯＳ変異体を含む。

【0213】

そのような層を作成するために使用され得る例示的な窒素含有反応物質は、アンモニア、ヒドラジン、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、イソプロピルアミン、ｔ－ブチルアミン、ジ－ｔ－ブチルアミン、シクロプロピルアミン、ｓｅｃ－ブチルアミン、シクロブチルアミン、イソアミルアミン、２－メチルブタン－２－アミン、トリメチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジエチルイソプロピルアミン、ジ－ｔ－ブチルヒドラジンなどのアミン（例えば、炭素を有するアミン）、ならびに、アニリン、ピリジン、およびベンジルアミンなどのアミンを含有する芳香族化合物を含むが、これらに限定されない。アミンは、１級、２級、３級、または４級のもの（例えば、テトラアルキルアンモニウム化合物）であってもよい。窒素含有反応物質は、窒素以外のヘテロ原子を含有することができ、例えば、ヒドロキシルアミン、ｔ－ブチルオキシカルボニルアミン、およびＮ－ｔ－ブチルヒドロキシルアミンが、窒素含有反応物質である。

【0214】

そのような層を作成するために使用され得る酸素含有共反応物質の例は、酸素、オゾン、亜酸化窒素、一酸化炭素、酸化窒素、二酸化窒素、酸化硫黄、二酸化硫黄、酸素含有炭化水素（ＣｘＨｙＯｚ）、水、それらの混合物、などを含み得る。

【0215】

これらの反応物質の流量は、裏面層を堆積させる反応のタイプに大きく依存し得る。裏面層を堆積させるためにＣＶＤ／ＰＥＣＶＤが使用され得る場合、ケイ素含有反応物質の流量は、約０．５ｍＬ／ｍｉｎから１０ｍＬ／ｍｉｎの間（霧化前）、例えば約０．５ｍＬ／ｍｉｎから５ｍＬ／ｍｉｎの間であり得る。窒素含有反応物質、酸素含有反応物質、または他の共反応物質の流量は、約３ＳＬＭから２５ＳＬＭの間、例えば約３ＳＬＭから１０ＳＬＭの間であり得る。

【0216】

特定の実施態様では、裏面層は、さらなる処理後に除去され得る。その場合、裏面層の組成は、裏面層が適切なタイミングで基板から容易に除去され得るように、選択され得る。この点に関して、所望の除去化学（ｒｅｍｏｖａｌ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）において、裏面層の材料（例えば、誘電体）と下層の基板の材料（例えば、ケイ素）との間に高い選択性が存在し得る。

【0217】

裏面層の最適な厚さは、ウェハの表面上の堆積物によって誘発される応力の大きさの他に、裏面層が堆積されるときの状態に依存し得る。裏面層は、ウェハにおける応力がごくわずか（例えば、約１５０ＭＰａ未満）になる厚さまで堆積され得る。これらのまたは他の実施態様において、裏面層は、ウェハ曲がりがごくわずか（例えば、約１５０μｍ未満の曲がり）になる厚さまで堆積され得る。一部の事例では、これは、約０．１μｍから２μｍの間、例えば約０．３μｍから２μｍの間、または約０．１μｍから１μｍの間、または約０．３μｍから１μｍの間の、裏面層厚さに相当する。裏面層を形成するために窒化ケイ素が使用される場合、約０．３μｍの厚さを有するフィルムが、約５０μｍから２００μｍの曲がりを緩和するのに十分であり得る。上述のように、より高い応力の裏面層を使用して、より厚いがより低い応力の表面層を克服するために必要とされる裏面層の要求厚さを減少させることができる。これは、例えば処理時間が少なくて済むことにより、材料を節約しかつコストを削減するのに役立ち得る。裏面堆積技法に関するより多くの情報のために、本出願と同じ譲受人によって所有され、参照により全体として本明細書に組み込まれている、米国特許第９，８８１，７８８号が参照されてもよい。

【0218】

本開示および特許請求の範囲において、序数標識、例えば（ａ）、（ｂ）、（ｃ）…、または（１）、（２）、（３）…、などの使用は、もしあれば、そのような順序またはシーケンスが明確に指示されている場合を除き、いかなる特定の順序またはシーケンスも伝えないものと理解されるべきである。例えば、（ｉ）、（ｉｉ）、および（ｉｉｉ）と標識された３つのステップが存在する場合、それらのステップは、そうでないことが示されていない限り、任意の順序で（さらには、他に禁忌のない場合、同時に）行われてもよいことが、理解されるべきである。例えば、ステップ（ｉｉ）がステップ（ｉ）において作成された要素を取り扱うことを伴う場合、ステップ（ｉｉ）は、ステップ（ｉ）後のある時点において起こるものと見なされ得る。同様に、ステップ（ｉ）がステップ（ｉｉ）において作成された要素を取り扱うことを伴う場合、その逆が理解されるべきである。本明細書における序数標識「第１の」の使用、例えば「第１の物品」は、「第２の」事例、例えば「第２の物品」が必然的に存在することを非明示的にまたは本質的に示唆するものと解釈するべきではないことも、理解されるであろう。

【0219】

「１つまたは複数の＜物品＞のうちの各＜物品＞に対して」、「１つまたは複数の＜物品＞のうちの各＜物品＞」、などの語句は、本明細書において使用される場合、単一の物品群および複数の物品群の両方を含むものであり、すなわち、「各…に対して」という語句は、参照される物品の個体数がどのようであれ、各物品を参照するためにプログラミング言語においてその語句が使用される意味で使用されることが、理解されるべきである。例えば、参照される物品集団が単一の物品である場合、「各」は、（「各」の辞書的定義は「２つ以上の事物のそれぞれ」を意味する言葉を定義することが多いにもかかわらず）その単一の物品だけを意味し、それらの物品のうちの少なくとも２つが存在しなければならないことを意味しない。同様に、用語「セット」または「サブセット」は、本質的に、複数の物品を必然的に包含すると見なされるべきではなく、セットまたはサブセットは、唯一の部材または複数の部材を（そうでないことを文脈が示す場合を除いて）包含し得ることが、理解されるであろう。

【0220】

本開示において、「流体的に接続される」という用語は、電気的接続を形成するために一緒に接続される構成要素に対して「電気的に接続される」という用語が使用される形と同様に、流体的接続を形成するために直接にあるいは１つまたは複数の介在する構成要素もしくは容積部を介して互いに接続され得る容積部、プレナム、穴、などに対して使用される。「流体的に間置される」という用語は、使用される場合、少なくとも２つの他の構成要素、容積部、プレナム、または穴のうちの１つからそれらの構成要素、容積部、プレナム、もしくは穴のうちの他のものまたは別のものへ流れる流体がそのそれらの構成要素、容積部、プレナム、または穴のうちの他のものまたは別のものに到達する前にまず「流体的に間置された」構成要素を通って流れるように少なくとも２つの他の構成要素、容積部、プレナム、または穴に流体的に接続される構成要素、容積部、プレナム、または穴を意味するために使用され得る。例えば、リザーバと出口との間にポンプが流体的に間置される場合、リザーバから出口へ流れた流体は、出口に到達する前にまずポンプを通って流れるはずである。「流体的に隣接する」という用語は、使用される場合、２つの流体要素間の流体の流れを潜在的に妨げ得る２つの要素間に流体的に間置された潜在的な構造が存在しないような、別の流体要素に対する流体要素の配置を意味する。例えば、それに沿って連続的に設置された第１の弁、第２の弁、および第３の弁を有する流路において、第１の弁は、第２の弁に流体的に隣接し、第２の弁は、第１の弁および第３の弁の両方に流体的に隣接し、第３の弁は、第２の弁に流体的に隣接するであろう。

【0221】

「～の間」という用語は、本明細書において値の範囲とともに使用される場合、そうでないことが示されていない限り、その範囲の開始値および終了値を包含するものと理解されるべきである。例えば、１から５の間は、数字２、３、および４だけでなく、数字１、２、３、４、および５を包含するものと理解されるべきである。

【0222】

「動作可能に接続される」という用語は、例えば少なくとも一方の構成要素またはシステムが他方を制御することができるように２つの構成要素および／またはシステムが直接にまたは間接的に接続されている状態を意味すると理解されるべきである。例えば、制御装置が、抵抗加熱ユニットに動作可能に接続されていると説明される場合があり、そのような制御装置は、抵抗加熱ユニットの下位制御装置に接続されている制御装置を包含し、下位制御装置は、抵抗加熱ユニットと、所望の程度の加熱を生じさせるように抵抗加熱ユニットを動作させることができる電力量を提供することが可能な電源とを制御可能に接続または切断するように構成されたリレーに電気的に接続されている。制御装置自体は、関与する電流に起因して、そのような電力を抵抗加熱ユニットに直接供給することができない可能性があるが、制御装置はそれでもなお抵抗加熱ユニットに動作可能に接続されることが、理解されるであろう。

【0223】

本明細書において説明される例および実施態様は単に例示目的のためのものであり、また、その範囲内での種々の修正または変更が当業者に提案されるであろうことが、理解される。明瞭さのために種々の詳細が省略されたが、種々の設計選択肢が実施され得る。したがって、本例は、限定ではなく例示として考慮されるべきであり、また、本開示は、本明細書に記載された詳細に限定されるものではなく、本開示の範囲内で修正され得る。

【0224】

上記開示は、特定の例示的な実施態様に重点を置くが、論じられた例だけに限定されるのではなく類似の変形形態および機構にも同様に適用可能であり、また、そのような類似の変形形態および機構もまた、本開示の範囲に含まれると見なされることが、理解されるべきである。しかし、本開示は、少なくとも、以下の番号付けされた実施態様の非排他的なリストに向けられ、かつ、それを包含する。

【0225】

実施態様１：その第１の表面にわたって分散された複数の第１のガス分配ポートを有するシャワーペデスタルであって、シャワーペデスタルの第１の表面が、第１の平均中央平面を画定する、シャワーペデスタルと、
シャワーペデスタルから延在し、第１の基準軸線の周りに位置決めされた複数のウェハ支持構造であって、第１の基準軸線が、シャワーペデスタルの第１の表面と交わり、かつ、第１の平均中央平面に対して直角である、複数のウェハ支持構造と、
を備え、
複数のウェハ支持構造が、シャワーペデスタルの第１の表面を含む領域の周りにさらに位置決めされ、
各ウェハ支持構造が、第１の平均中央平面に対して非平行である対応するウェハ支持表面を有し、
各ウェハ支持表面が、少なくとも第１の平均中央平面から第１の平均中央平面に対して直角な方向に第１の距離だけ離れかつ第１の基準軸線から第１の基準軸線に対して直角な方向に第２の距離だけ離れたところに位置決めされた部分を有する、装置。

【0226】

実施態様２：実施態様１に記載の装置であって、各ウェハ支持表面の少なくとも一部分が、第１の平均中央平面に対してゼロ度超かつ１５度以下の角度を形成する、装置。

【0227】

実施態様３：実施態様１または２に記載の装置であって、各ウェハ支持構造が、対応する片持ち梁構造、および対応するライザ構造を含み、各ウェハ支持構造に対して、
そのウェハ支持構造のための対応する片持ち梁構造が、そのウェハ支持構造のための対応するライザ構造から第１の基準軸線に向かって径方向内方に延在し、
そのウェハ支持構造のための対応する片持ち梁構造が、そのウェハ支持構造のための対応するライザ構造に接続される近位端部を有し、
そのウェハ支持構造のための対応する片持ち梁構造が、そのウェハ支持構造のための対応するウェハ支持表面が配置される遠位端部を有する、装置。

【0228】

実施態様４：実施態様３に記載の装置であって、
各片持ち梁構造が、第１の平均中央平面とは反対の側を向いたその片持ち梁構造の側に、対応するチャネルを有し、
各片持ち梁構造の対応するチャネルが、その片持ち梁構造のウェハ支持表面とその片持ち梁構造の近位端部に接続された対応するライザ構造との間に配置され、
各片持ち梁構造の対応するチャネルが、片持ち梁構造の長軸を横切る方向においてその片持ち梁構造にわたって延在する、装置。

【0229】

実施態様５：実施態様４に記載の装置であって、各チャネルが、少なくとも０．７５ｍｍの深さである、装置。

【0230】

実施態様６：実施態様１から５のいずれか１つに記載の装置であって、複数のウェハセンタリングフィーチャをさらに含み、各ウェハセンタリングフィーチャが、対応するセンタリング表面を有し、各ウェハセンタリングフィーチャのセンタリング表面の少なくとも一部分が、第１の基準軸線から第３の距離のところに位置決めされ、かつ、第１の基準軸線に面する、装置。

【0231】

実施態様７：実施態様６に記載の装置であって、第３の距離が、１５０．５ｍｍから１５０ｍｍの間である、装置。

【0232】

実施態様８：実施態様６または実施態様７に記載の装置であって、各ウェハセンタリングフィーチャが、ウェハ支持構造のうちの対応する１つのウェハ支持構造に対して間隙を介して固定され、かつ、その対応する１つのウェハ支持構造によって支持される、装置。

【0233】

実施態様９：実施態様８に記載の装置であって、各ウェハセンタリングフィーチャのセンタリング表面の少なくとも一部分が、第１の基準軸線に対して９０度未満の角度を形成する、装置。

【0234】

実施態様１０：実施態様８に記載の装置であって、各ウェハセンタリングフィーチャのセンタリング表面の少なくとも一部分が、第１の基準軸線に対して０度超かつ３０度以下の鋭角を形成する、装置。

【0235】

実施態様１１：実施態様６に記載の装置であって、ウェハセンタリングフィーチャが、ホイールである、装置。

【0236】

実施態様１２：実施態様１１に記載の装置であって、ホイールが、セラミック材料で作られる、装置。

【0237】

実施態様１３：実施態様１１または実施態様１２に記載の装置であって、各ホイールが、シャワーペデスタルに対してウェハ支持構造のうちの対応する１つのウェハ支持構造によって支持され、かつ、第１の平均中央平面に対して一定の距離にある軸線の周りで回転するように構成される、装置。

【0238】

実施態様１４：実施態様１３に記載の装置であって、シャワーヘッドをさらに含み、シャワーヘッドが、シャワーペデスタルの第１の表面に面するシャワーヘッドの第２の表面にわたって分散された複数の第２のガス分配ポートを有し、
Ｎ個のホイールが存在し、
シャワーヘッドの第２の表面が、Ｎ個の凹部をそこに有し、
各凹部が、第１の平均中央平面に対して直角でありかつホイールのうちの対応する１つのホイールの中心を通過する対応する第２の基準軸線がその凹部を通過するように、位置決めされる、装置。

【0239】

実施態様１５：実施態様１４に記載の装置であって、フォーカスリングをさらに含み、フォーカスリングが、
第３の距離の２倍よりも小さい直径を有する名目上円形の内側縁部と、第３の距離の２倍よりも大きい直径を有する名目上円形の外側縁部と、を有し、かつ、
ウェハ支持構造の上に載るように構成され、フォーカスリングが、内側縁部に近接したＮ個の開口部、または内側縁部に沿ったＮ個のノッチを含み、それらの開口部またはノッチが、フォーカスリングがウェハ支持構造によって支持されるときにホイールのうちの対応する１つのホイールの一部分が開口部またはノッチを通過するように、それぞれ位置決めされる、装置。

【0240】

実施態様１６：実施態様１５に記載の装置であって、
フォーカスリングが、頂部表面および底部表面を有し、
フォーカスリングが、中心軸線、および、中心軸線に対して直角でありかつ頂部表面に一致する基準面に関連付けられ、
底部表面が、中心軸線から径方向距離Ｘのところに第１の円周輪郭を有し、第１の円周輪郭が、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離が少なくとも第１の値と第２の値との間で周期的に変化するように、変化し、
Ｘの２倍が、名目上円形の内側縁部の直径よりも大きく、かつ、名目上円形の外側縁部の直径よりも小さい、装置。

【0241】

実施態様１７：実施態様１６に記載の装置であって、フォーカスリングが、底部表面に沿って位置決めされた複数の突出部をさらに含み、各突出部が、中心軸線から径方向距離Ｘのところに位置する部分を有する、装置。

【0242】

実施態様１８：実施態様１７に記載の装置であって、各突出部が、対応する基準面と同一平面上にある対応する軸線に沿って延在し、対応する基準面が、中心軸線と同一平面上にある、装置。

【0243】

実施態様１９：実施態様１８に記載の装置であって、各突出部が、半円筒形の形状である、装置。

【0244】

実施態様２０：実施態様１５に記載の装置であって、
フォーカスリングが、内側部分および外側部分を有し、
内側縁部が、内側部分上に配置され、
内側部分が、外側部分の最内縁部によって画定された開口部を通過することができないように寸法取りされ、
内側部分および外側部分が、互いに固定して接続されない、装置。

【0245】

実施態様２１：実施態様１１または実施態様１２に記載の装置であって、１つまたは複数のホイール垂直持上げ機構をさらに含み、
各ホイールが、対応するホイールライザ構造によって支持され、
１つまたは複数の垂直持上げ機構が、全体としてホイールライザ構造を支持し、少なくとも第１の構成と第２の構成との間で移動可能であるように構成され、
各ホイールの少なくとも一部分が、１つまたは複数の垂直持上げ機構が第１の構成にあるときに、第１の基準軸線に平行な方向においてウェハ支持表面よりも第１の平均中央平面から遠くに位置し、
各ホイールが、１つまたは複数の垂直持上げ機構が第２の構成にあるときに、第１の平均中央平面と、１つまたは複数の垂直持上げ機構が第１の構成にあったときにそのホイールがあった位置と、の間に位置する、装置。

【0246】

実施態様２２：実施態様２１に記載の装置であって、
１つまたは複数の垂直持上げ機構が、少なくとも第１の構成と第２の構成とさらに第３の構成との間で移動可能であるようにさらに構成され、
第１の平均中央平面が、１つまたは複数の垂直持上げ機構が第３の構成にあるときに、ウェハ支持表面と各ホイールの少なくとも一部分との間に位置する、装置。

【0247】

実施態様２３：実施態様２１または実施態様２２に記載の装置であって、各ホイールライザ構造が、シャワーペデスタルの外側縁部における対応するノッチを通過するか、または、シャワーペデスタルを貫通する対応する穴を通過する、装置。

【0248】

実施態様２４：実施態様２１から２３のいずれか１つに記載の装置であって、各ホイールライザ構造が、第１の基準軸線の周りでウェハ支持構造とは異なる角度位置に配置される、装置。

【0249】

実施態様２５：実施態様２１から２３のいずれか１つに記載の装置であって、各ホイールライザ構造が、第１の基準軸線の周りでウェハ支持構造のうちの対応する１つのウェハ支持構造と同じ角度位置に配置される、装置。

【0250】

実施態様２６：実施態様２５に記載の装置であって、各ウェハ支持構造が、それを貫通する開口部を有し、開口部が、１つまたは複数の垂直持上げ機構が第１の構成と第２の構成との間で移動されるときにホイールライザ構造のうちの対応する１つのホイールライザ構造の一部分が開口部を通過するように寸法取りされる、装置。

【0251】

実施態様２７：実施態様１から２６のいずれか１つに記載の装置であって、
チャンバと、
複数のフォークを有する回転インデクサと、
をさらに含み、
回転インデクサが、１つまたは複数の入力に応答して複数のフォークを第１の回転軸線の周りで少なくとも第１の回転位置まで回転させるように構成され、
各フォークが、複数のウェハ持上げ表面を有し、
複数のフォークのうちの第１のフォークが、複数のフォークが第１の回転位置にあるときに第１のフォークのウェハ持上げ表面がシャワーペデスタルの上に位置決めされるように、位置決めされる、装置。

【0252】

実施態様２８：実施態様２７に記載の装置であって、
第１のフォークが、２つのアームを含み、２つのアームが、複数のフォークが第１の回転位置にあるときに、第１の基準軸線を中心としかつ第３の距離の２倍の直径を有する円形領域の外側に、完全に位置し、
アームのそれぞれが、１つまたは複数の突出部を有し、１つまたは複数の突出部が、複数のフォークが第１の回転位置にあるときに、ウェハ持上げ表面のうちの１つを有する各突出部の一部分が円形領域内に位置するように、第１の基準軸線に向かって内方に延在する、装置。

【0253】

実施態様２９：実施態様２８に記載の装置であって、各ウェハ持上げ表面が、第１の平均中央平面に対して非平行である、装置。

【0254】

実施態様３０：実施態様２８に記載の装置であって、各ウェハ持上げ表面の少なくとも一部分が、第１の平均中央平面に対してゼロ度超かつ２５度以下の角度を形成する、装置。

【0255】

実施態様３１：実施態様２８から３０のいずれか１つに記載の装置であって、
フォークがそれぞれ、第１の半体および第２の半体を含み、
各フォークのウェハ持上げ表面のうちの少なくとも１つが、そのフォークの第１の半体によって提供され、
各フォークのウェハ持上げ表面のうちの他の少なくとも１つが、そのフォークの第２の半体によって提供され、
フォークの第１の半体が、第１のハブに対して間隙を介して固定され、
フォークの第２の半体が、第２のハブに対して間隙を介して固定され、
第１のハブが、第１のシャフトにより第１の回転駆動部に接続され、
第２のハブが、第２のシャフトにより第２の回転駆動部に接続され、
第１の回転駆動部および第２の回転駆動部が、それらの回転可動範囲の少なくとも一部分に対して独立的に作動されるように構成される、装置。

【0256】

実施態様３２：直径Ｄの半導体ウェハとともに使用するための装置であって、直径Ｄの半導体ウェハよりも小さく寸法取りされた開口部を画定する内周と、直径Ｄの半導体ウェハよりも大きく寸法取りされた外周と、を有するリング構造を含み、
リング構造が、頂部表面および底部表面を有し、
リング構造が、中心軸線と、中心軸線に対して直角でありかつ頂部表面に一致する基準面と、に関連付けられており、
底部表面が、中心軸線から径方向距離Ｘのところに第１の円周輪郭を有し、第１の円周輪郭が、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離が少なくとも第１の値と第２の値との間で変化するように、変化し、
Ｘが、Ｄの５０％未満である、装置。

【0257】

実施態様３３：実施態様３２に記載の装置であって、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離が、周期的に変化する、装置。

【0258】

実施態様３４：実施態様３３に記載の装置であって、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離が、リング構造の周囲で少なくとも３周期の周期性を伴って周期的に変化する、装置。

【0259】

実施態様３５：実施態様３３に記載の装置であって、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離が、リング構造の周囲で３周期の周期性を伴って周期的に変化する、装置。

【0260】

実施態様３６：実施態様３３に記載の装置であって、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離が、リング構造の周囲で４周期の周期性を伴って周期的に変化する、装置。

【0261】

実施態様３７：実施態様３３に記載の装置であって、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離が、リング構造の周囲で少なくとも４周期かつ１０周期以下の周期性を伴って周期的に変化する、装置。

【0262】

実施態様３８：実施態様３３に記載の装置であって、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離が、リング構造の周囲で１０周期超かつ２０周期以下の周期性を伴って周期的に変化する、装置。

【0263】

実施態様３９：実施態様３３に記載の装置であって、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離が、リング構造の周囲で２０周期超かつ３０周期以下の周期性を伴って周期的に変化する、装置。

【0264】

実施態様４０：実施態様３２から３９のいずれか１つに記載の装置であって、
リング構造の周りにＮ個の離間された第１の位置が存在し、第１の位置では、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離が、第１の値にあり、
リング構造の周りにＮ個の離間された第２の位置が存在し、第２の位置では、径方向距離Ｘにおける基準面から底部表面までの垂直距離が、第２の値にあり、
各第１の位置が、周方向において第２の位置のうちの２つの間に間置され、
各第２の位置が、周方向において第１の位置のうちの２つの間に間置され
Ｎが、３以上の整数である、装置。

【0265】

実施態様４１：実施態様４０に記載の装置であって、Ｎが３である、装置。

【0266】

実施態様４２：実施態様４０に記載の装置であって、Ｎが４である、装置。

【0267】

実施態様４３：実施態様４０に記載の装置であって、Ｎが、３超かつ３０以下の整数である、装置。

【0268】

実施態様４４：実施態様４０に記載の装置であって、Ｎが、３超かつ１０以下の整数である、装置。

【0269】

実施態様４５：実施態様４０に記載の装置であって、Ｎが、１０超かつ２０以下の整数である、装置。

【0270】

実施態様４６：実施態様４０に記載の装置であって、Ｎが、２０超かつ３０以下の整数である、装置。

【0271】

実施態様４７：実施態様３２から４６のいずれか１つに記載の装置であって、第１の値と第２の値との間の差の絶対値が、ゼロミクロン超かつ４００ミクロン以下である、装置。

【0272】

実施態様４８：実施態様３２から４６のいずれか１つに記載の装置であって、第１の値と第２の値との間の差の絶対値が、ゼロミクロン超かつ１００ミクロン以下である、装置。

【0273】

実施態様４９：実施態様３２から４６のいずれか１つに記載の装置であって、第１の値と第２の値との間の差の絶対値が、５０ミクロン以上かつ１５０ミクロン以下である、装置。

【0274】

実施態様５０：実施態様３２から４６のいずれか１つに記載の装置であって、第１の値と第２の値との間の差の絶対値が、１００ミクロン以上かつ２００ミクロン以下である、装置。

【0275】

実施態様５１：実施態様３２から４６のいずれか１つに記載の装置であって、第１の値と第２の値との間の差の絶対値が、１５０ミクロン以上かつ２５０ミクロン以下である、装置。

【0276】

実施態様５２：実施態様３２から４６のいずれか１つに記載の装置であって、第１の値と第２の値との間の差の絶対値が、２００ミクロン以上かつ３００ミクロン以下である、装置。

【0277】

実施態様５３：実施態様３２から４６のいずれか１つに記載の装置であって、第１の値と第２の値との間の差の絶対値が、２５０ミクロン以上かつ３５０ミクロン以下である、装置。

【0278】

実施態様５４：実施態様３２から４６のいずれか１つに記載の装置であって、第１の値と第２の値との間の差の絶対値が、３００ミクロン以上かつ４００ミクロン以下である、装置。

【0279】

実施態様５５：実施態様３２から４６のいずれか１つに記載の装置であって、第１の値と第２の値との間の差の絶対値が、半導体ウェハがその縁部に沿った複数の位置において支持されるときの半導体ウェハにおけるウェハ縁部撓みの予想最大量よりも第３の値だけ大きい、装置。

【0280】

実施態様５６：実施態様５５に記載の装置であって、第３の値が、ゼロミクロン超かつ５０ミクロン以下である、装置。

【0281】

実施態様５７：実施態様５５に記載の装置であって、第３の値が、ゼロミクロン超かつ４０ミクロン以下である、装置。

【0282】

実施態様５８：実施態様５５に記載の装置であって、第３の値が、ゼロミクロン超かつ３０ミクロン以下である、装置。

【0283】

実施態様５９：実施態様５５に記載の装置であって、第３の値が、２０ミクロン超かつ２０ミクロン以下である、装置。

【0284】

実施態様６０：実施態様３２から５９のいずれか１つに記載の装置であって、頂部表面が平面状である、装置。

【0285】

実施態様６１：実施態様３２から５９のいずれか１つに記載の装置であって、頂部表面が、中心軸線に対して軸対称である、装置。

【0286】

実施態様６２：実施態様３２から６１のいずれか１つに記載の装置であって、頂部表面が、第１の円周輪郭に従う第２の円周輪郭を有する、装置。

【0287】

実施態様６３：実施態様３２から６２のいずれか１つに記載の装置であって、中心軸線から径方向距離Ｘにおける底部表面が、波状の円錐台である、装置。

【0288】

実施態様６４：実施態様３２から６２のいずれか１つに記載の装置であって、中心軸線から径方向距離Ｘにおける底部表面が、中心軸線に対する径方向輪郭を有し、径方向輪郭が、中心軸線に対して斜角にある、装置。

【0289】

実施態様６５：実施態様３２から６４のいずれか１つに記載の装置であって、リング構造が、セラミック材料から作られる、装置。

【0290】

実施態様６６：実施態様６５に記載の装置であって、セラミック材料が、酸化アルミニウムである、装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図4-】

【図5】

【図5-】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図17-】

【図18】

【図19】

【図19-】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】

【図50】

【図51】

【図52】

【図53】

【図54】

【図55】

【手続補正書】

【提出日】2024-10-21

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0046】

いくつかの実施態様では、第１の値と第２の値との間の差の絶対値は、半導体ウェハがその縁部に沿った複数の位置において支持されるときの半導体ウェハにおけるウェハ縁部撓み（ｗａｆｅｒ ｅｄｇｅ ｓａｇ）の予想最大量よりも第３の値だけ大きい場合がある。いくつかのそのような実施態様では、第３の値は、ゼロミクロン超かつ５０ミクロン以下であり得る。いくつかの他のそのような実施態様では、第３の値は、ゼロミクロン超かつ４０ミクロン以下であり得る。いくつかの他のそのような実施態様では、第３の値は、ゼロミクロン超かつ３０ミクロン以下であり得る。いくつかの他のそのような実施態様では、第３の値は、ゼロミクロン超かつ２０ミクロン以下であり得る。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0096】

図２は、図１に示されたシャワーペデスタル１０４に類似したシャワーペデスタル２０４を示す。図１における対応する構造に類似した図２における構造は、同じ下２桁を有する符号（ｃａｌｌｏｕｔ）を用いて示されており、また、図１に関するそのような要素の論述は、図２における対応する要素にも同様に適用可能である。図１におけるシャワーペデスタル１０４および関連する構成要素と、図２における対応するシャワーペデスタル２０４および関連する構成要素と、の間の唯一の違いは、シャワーペデスタル２０４が、非平面状である第１の表面２０６を有することである。この例では、第１の表面２０６は、中央でウェハ２０１に向かって膨れ上がり、第１の表面２０６にドーム形の見掛けを与えている。図に見られるように、第１の平均中央平面２１４は、もはや第１の表面２０６と同一平面上にない（これは、第１の表面２０６の湾曲のために、あり得ない）。しかし、第１の平均中央平面２１４の両側において第１の平均中央平面２１４と第１の表面２０６との間に捕捉される容積は、等しく、また、第１の平均中央平面２１４の両側における第１の平均中央平面２１４と第１の表面２０６との間の最大距離は、最小限である。したがって、第１の平均中央平面２１４は一般に、丸みのある第１の表面１０６を有するシャワーペデスタル１０４において、平面状の第１の表面１０６の代役として作用し得る。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１６７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0167】

いくつかの実施態様では、開状態と閉状態との間で移行され得るフォークを有する回転インデクサが、そのようなツールにおいて使用され得る。図２８～図３１は、開くことができる／閉じることができるフォークを含むインデクサの図を示す。図２８は、閉状態におけるインデクサ２８８８を示し、一方で、図２９は、開状態における同じインデクサ２８８８を示す。図３０は、インデクサ２８８８を分解組立図において示しており、図３１は、インデクサ２８８８を開状態および閉状態の両方において示している（開状態は、破線で示されている）。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１８４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0184】

図３７は、いくつかの実施態様において使用され得るリング構造３７７０およびウェハ３７０１の上面図を示す。図３８は、図３７の断面図を示し、図３９は、図３８における円で囲まれた領域の詳細図を示す。図３９の詳細図に見られるように、リング構造３７７０は、わずかな量だけウェハ３７０１の縁部と重なり合うが、重なり合う領域は、実際にはウェハ３７０１の頂部表面に接触しない。リング構造は、代わりに、リング構造３７７０の中心軸線に対して斜角にある部分３７５５を有する底部表面を有する。このリング構造３７７０の底部表面の部分３７５５に対する斜めの外観は、リング構造３７７０の周りに全体的に延在し、それにより、上述の周方向の変化と併せて、波状の円錐台表面を作り出し得る。この表面は、（中心軸線に対して直角であることとは対照的に）中心軸線から斜めの角度で傾斜していることにより、ウェハ３７０１の外側縁部の上に載り、それにより、（ウェハ３７０１の上部表面に接触するのとは対照的に）ウェハ斜面の最外縁部上での縁部接触をもたらし得る。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１９６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0196】

図５２から図５５は、フォーカスリング４８７０の種々の図を示す。図５２は、内側部分４８７０ａが外側部分４８７０ｂの上に載って外側部分４８７０ｂによって支持されているときのフォーカスリング４８７０の等角図である。図５３は、内側部分４８７０ａが持ち上げられて外側部分４８７０ｂから離された、フォーカスリング４８７０の等角図である。図５４は、フォーカスリング４８７０の横断面図であり、図５５は、図５４の円で囲まれた部分の詳細図である。図５５に見られるように、フォーカスリング４８７０の内側部分４８７０ａは、ポケットまたは凹部４８６７を備え、このポケットまたは凹部４８６７は、例えば、図１０に関して先に論じられたように、シャワーペデスタルのウェハ支持構造と係合することができる。内側部分４８７０ａおよび外側部分４８７０ｂは、ほとんどの場合、概して（ポケットもしくは凹部４８６７または突出部４８７３などの特徴が存在する場合には、それらは別として）軸対称であり得る。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２８３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0283】

実施態様５９：実施態様５５に記載の装置であって、第３の値が、ゼロミクロン超かつ２０ミクロン以下である、装置。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２９０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0290】

実施態様６６：実施態様６５に記載の装置であって、セラミック材料が、酸化アルミニウムである、装置。また、本開示は、以下の形態として実現できる。
［形態１］
装置であって、
シャワーペデスタルであって、前記シャワーペデスタルの第１の表面にわたって分散された複数の第１のガス分配ポートを有し、前記シャワーペデスタルの前記第１の表面が、第１の平均中央平面を画定する、シャワーペデスタルと、
前記シャワーペデスタルから延在し、第１の基準軸線の周りに位置決めされた複数のウェハ支持構造であって、前記第１の基準軸線が、前記シャワーペデスタルの前記第１の表面と交わり、かつ、前記第１の平均中央平面に対して直角である、複数のウェハ支持構造と、を備え、
前記複数のウェハ支持構造が、前記シャワーペデスタルの前記第１の表面を含む領域の周りにさらに位置決めされ、
各ウェハ支持構造が、前記第１の平均中央平面に対して非平行である対応するウェハ支持表面を有し、
各前記ウェハ支持表面が、少なくとも前記第１の平均中央平面から前記第１の平均中央平面に対して直角な方向に第１の距離だけ離れかつ前記第１の基準軸線から前記第１の基準軸線に対して直角な方向に第２の距離だけ離れたところに位置決めされた部分を有する、装置。
［形態２］
形態１に記載の装置であって、
各前記ウェハ支持表面の少なくとも一部分が、前記第１の平均中央平面に対してゼロ度より大きく１５度以下の角度を形成する、装置。
［形態３］
形態２に記載の装置であって、
各前記ウェハ支持構造が、対応する片持ち梁構造、および対応するライザ構造を含み、各前記ウェハ支持構造に対して、
前記ウェハ支持構造のための前記対応する片持ち梁構造が、そのウェハ支持構造のための前記対応するライザ構造から前記第１の基準軸線に向かって径方向内方に延在し、
前記ウェハ支持構造のための前記対応する片持ち梁構造が、前記ウェハ支持構造のための前記対応するライザ構造に接続される近位端部を有し、
前記ウェハ支持構造のための前記対応する片持ち梁構造が、前記ウェハ支持構造のための前記対応するウェハ支持表面が配置される遠位端部を有する、装置。
［形態４］
形態３に記載の装置であって、
各前記片持ち梁構造が、前記第１の平均中央平面とは反対の側を向いた前記片持ち梁構造の側に、対応するチャネルを有し、
各前記片持ち梁構造の前記対応するチャネルが、前記片持ち梁構造の前記ウェハ支持表面と前記片持ち梁構造の前記近位端部に接続された前記対応するライザ構造との間に配置され、
各前記片持ち梁構造の前記対応するチャネルが、前記片持ち梁構造の長軸を横切る方向において前記片持ち梁構造にわたって延在する、装置。
［形態５］
形態４に記載の装置であって、
各前記チャネルが、少なくとも０．７５ｍｍの深さである、装置。
［形態６］
形態１から５のいずれか一項に記載の装置であって、
複数のウェハセンタリングフィーチャをさらに備え、各ウェハセンタリングフィーチャが、対応するセンタリング表面を有し、各前記ウェハセンタリングフィーチャの前記センタリング表面の少なくとも一部分が、前記第１の基準軸線から第３の距離のところに位置決めされ、かつ、前記第１の基準軸線に面する、装置。
［形態７］
形態６に記載の装置であって、
前記第３の距離が、１５０．５ｍｍから１５０ｍｍの間である、装置。
［形態８］
形態６に記載の装置であって、
各前記ウェハセンタリングフィーチャが、前記ウェハ支持構造のうちの対応する１つの前記ウェハ支持構造に対して間隙を介して固定され、かつ、前記対応する１つのウェハ支持構造によって支持される、装置。
［形態９］
形態８に記載の装置であって、
各前記ウェハセンタリングフィーチャの前記センタリング表面の少なくとも一部分が、前記第１の基準軸線に対して９０度未満の角度を形成する、装置。
［形態１０］
形態８に記載の装置であって、
各前記ウェハセンタリングフィーチャの前記センタリング表面の少なくとも一部分が、前記第１の基準軸線に対して０度超かつ３０度以下の鋭角を形成する、装置。
［形態１１］
形態６に記載の装置であって、
前記ウェハセンタリングフィーチャが、ホイールである、装置。
［形態１２］
形態１１に記載の装置であって、
前記ホイールが、セラミック材料で作られる、装置。
［形態１３］
形態１１に記載の装置であって、
各前記ホイールが、前記シャワーペデスタルに対して前記ウェハ支持構造のうちの対応する１つの前記ウェハ支持構造によって支持され、かつ、前記第１の平均中央平面に対して一定の距離にある軸線の周りで回転するように構成される、装置。
［形態１４］
形態１３に記載の装置であって、
シャワーヘッドをさらに備え、前記シャワーヘッドが、前記シャワーペデスタルの前記第１の表面に面する前記シャワーヘッドの第２の表面にわたって分散された複数の第２のガス分配ポートを有し、
Ｎ個の前記ホイールが存在し、
前記シャワーヘッドの前記第２の表面が、Ｎ個の凹部を有し、
各前記凹部が、前記第１の平均中央平面に対して直角でありかつ前記ホイールのうちの対応する１つの前記ホイールの中心を通過する対応する第２の基準軸線が前記凹部を通過するように、位置決めされる、装置。
［形態１５］
形態１４に記載の装置であって、
フォーカスリングをさらに備え、前記フォーカスリングが、
前記第３の距離の２倍よりも小さい直径を有する名目上円形の内側縁部と、前記第３の距離の２倍よりも大きい直径を有する名目上円形の外側縁部と、を有し、かつ、
前記ウェハ支持構造の上に載るように構成され、前記フォーカスリングが、前記内側縁部に近接したＮ個の開口部、または前記内側縁部に沿ったＮ個のノッチを含み、前記開口部または前記ノッチが、前記フォーカスリングが前記ウェハ支持構造によって支持されるときに前記ホイールのうちの対応する１つの前記ホイールの一部分が前記開口部またはノッチを通過するように、それぞれ位置決めされる、装置。
［形態１６］
形態１５に記載の装置であって、
前記フォーカスリングが、頂部表面および底部表面を有し、
前記フォーカスリングが、中心軸線、および、前記中心軸線に対して直角でありかつ前記頂部表面に一致する基準面に関連付けられ、
前記底部表面が、前記中心軸線から径方向距離Ｘのところに第１の円周輪郭を有し、前記第１の円周輪郭が、前記径方向距離Ｘにおける前記基準面から前記底部表面までの垂直距離が少なくとも第１の値と第２の値との間で周期的に変化するように、変化し、
Ｘの２倍が、前記名目上円形の内側縁部の前記直径よりも大きく、かつ、前記名目上円形の外側縁部の前記直径よりも小さい、装置。
［形態１７］
形態１６に記載の装置であって、
前記フォーカスリングが、前記底部表面に沿って位置決めされた複数の突出部をさらに含み、各前記突出部が、前記中心軸線から前記径方向距離Ｘのところに位置する部分を有する、装置。
［形態１８］
形態１７に記載の装置であって、
各前記突出部が、対応する基準面と同一平面上にある対応する軸線に沿って延在し、前記対応する基準面が、前記中心軸線と同一平面上にある、装置。
［形態１９］
形態１８に記載の装置であって、
各前記突出部が、半円筒形の形状である、装置。
［形態２０］
形態１５に記載の装置であって、
前記フォーカスリングが、内側部分および外側部分を有し、
前記内側縁部が、前記内側部分上に配置され、
前記内側部分が、前記外側部分の最内縁部によって画定された開口部を通過することができないように寸法取りされ、
前記内側部分および前記外側部分が、互いに固定して接続されない、装置。
［形態２１］
形態１１に記載の装置であって、
１つまたは複数のホイール垂直持上げ機構をさらに備え、
各前記ホイールが、対応するホイールライザ構造によって支持され、
前記１つまたは複数の垂直持上げ機構が、全体として前記ホイールライザ構造を支持し、少なくとも第１の構成と第２の構成との間で移動可能であるように構成され、
各前記ホイールの少なくとも一部分が、前記１つまたは複数の垂直持上げ機構が前記第１の構成にあるときに、前記第１の基準軸線に平行な方向において前記ウェハ支持表面よりも前記第１の平均中央平面から遠くに位置し、
各前記ホイールが、前記１つまたは複数の垂直持上げ機構が前記第２の構成にあるときに、前記第１の平均中央平面と、前記１つまたは複数の垂直持上げ機構が前記第１の構成にあったときにそのホイールがあった位置と、の間に位置する、装置。
［形態２２］
形態２１に記載の装置であって、
前記１つまたは複数の垂直持上げ機構が、少なくとも前記第１の構成と前記第２の構成とさらに第３の構成との間で移動可能であるようにさらに構成され、
前記第１の平均中央平面が、前記１つまたは複数の垂直持上げ機構が前記第３の構成にあるときに、前記ウェハ支持表面と各ホイールの少なくとも一部分との間に位置する、装置。
［形態２３］
形態２１に記載の装置であって、
各前記ホイールライザ構造が、前記シャワーペデスタルの外側縁部における対応するノッチを通過するか、または、前記シャワーペデスタルを貫通する対応する穴を通過する、装置。
［形態２４］
形態２１に記載の装置であって、
各前記ホイールライザ構造が、前記第１の基準軸線の周りで前記ウェハ支持構造とは異なる角度位置に配置される、装置。
［形態２５］
形態２１に記載の装置であって、
各前記ホイールライザ構造が、前記第１の基準軸線の周りで前記ウェハ支持構造のうちの対応する１つの前記ウェハ支持構造と同じ角度位置に配置される、装置。
［形態２６］
形態２５に記載の装置であって、
各前記ウェハ支持構造が、それを貫通する開口部を有し、前記開口部が、前記１つまたは複数の垂直持上げ機構が前記第１の構成と前記第２の構成との間で移動されるときに前記ホイールライザ構造のうちの対応する１つの前記ホイールライザ構造の一部分が前記開口部を通過するように寸法取りされる、装置。
［形態２７］
形態１に記載の装置であって、
チャンバと、
複数のフォークを有する回転インデクサと、
をさらに備え、
前記回転インデクサが、１つまたは複数の入力に応答して前記複数のフォークを第１の回転軸線の周りで少なくとも第１の回転位置まで回転させるように構成され、
各前記フォークが、複数のウェハ持上げ表面を有し、
前記複数のフォークのうちの第１のフォークが、前記複数のフォークが前記第１の回転位置にあるときに前記第１のフォークの前記ウェハ持上げ表面が前記シャワーペデスタルの上に位置決めされるように、位置決めされる、装置。
［形態２８］
形態２７に記載の装置であって、
前記第１のフォークが、２つのアームを含み、前記２つのアームが、前記複数のフォークが前記第１の回転位置にあるときに、前記第１の基準軸線を中心としかつ前記第３の距離の２倍の直径を有する円形領域の外側に、完全に位置し、
前記アームのそれぞれが、１つまたは複数の突出部を有し、前記１つまたは複数の突出部が、前記複数のフォークが前記第１の回転位置にあるときに、前記ウェハ持上げ表面のうちの１つを有する各突出部の一部分が前記円形領域内に位置するように、前記第１の基準軸線に向かって内方に延在する、装置。
［形態２９］
形態２８に記載の装置であって、
各前記ウェハ持上げ表面が、前記第１の平均中央平面に対して非平行である、装置。
［形態３０］
形態２８に記載の装置であって、
各前記ウェハ持上げ表面の少なくとも一部分が、前記第１の平均中央平面に対してゼロ度超かつ２５度以下の角度を形成する、装置。
［形態３１］
形態２８から３０のいずれか一項に記載の装置であって、
前記フォークがそれぞれ、第１の半体および第２の半体を含み、
各前記フォークの前記ウェハ持上げ表面のうちの少なくとも１つが、前記フォークの前記第１の半体によって提供され、
各前記フォークの前記ウェハ持上げ表面のうちの他の少なくとも１つが、前記フォークの前記第２の半体によって提供され、
前記フォークの前記第１の半体が、第１のハブに対して間隙を介して固定され、
前記フォークの前記第２の半体が、第２のハブに対して間隙を介して固定され、
前記第１のハブが、第１のシャフトにより第１の回転駆動部に接続され、
前記第２のハブが、第２のシャフトにより第２の回転駆動部に接続され、
前記第１の回転駆動部および前記第２の回転駆動部が、それらの回転可動範囲の少なくとも一部分に対して独立的に作動されるように構成される、装置。

【手続補正8】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図10】

【国際調査報告】