JP6772347B2 - 高温処理チャンバリッド - Google Patents
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Description
さらに、リッドを加熱している間、リッドに接するチャンバ本体は、比較的低温のままでなければならない。温度差があるため、高温リッドが膨張し、チャンバ本体に対するリッドの相対的な変位が生じる。これにより、チャンバ内に擦傷および粒子が形成されるおそれがある。
さらに、処理領域の温度を均一に保つために、高温リッド構成要素を処理キット構成要素に接触させることができ、それにより、リッドと処理キット構成要素とが接し、熱均一性を可能にしている。しかし、リッドの設置中に、接することにより処理キット構成要素が損傷するおそれがある。
さらに、チャンバリッドが処理キット構成要素に接し、場合によっては、処理キット構成要素に損傷を与えてしまうことのないようにして、処理チャンバをシールする装置および方法が、当技術分野で引き続き必要とされている。
いくつかの実施形態では、ハウジングの中空円筒壁が、外側中空円筒壁と、内側中空円筒壁と、外側中空円筒壁および内側中空円筒壁に接する下部環帯と、内側中空円筒壁に接続された上部環帯とを備える。1つまたは複数の実施形態では、弾性シール用Oリングが、上部環帯の下壁と高温リッドの上面との間に配置される。いくつかの実施形態では、外側中空円筒壁と、下部環帯と、内側中空円筒壁と、上部環帯とが一体形成される。1つまたは複数の実施形態では、下部環帯が、外側中空円筒壁、内側中空円筒壁、および上部環帯よりも薄い。
いくつかの実施形態では、下部環帯と、内側中空円筒壁と、上部環帯とが一体形成され、外側中空円筒壁が独立している。1つまたは複数の実施形態では、リッドアセンブリが、外側中空円筒壁の上端と下部環帯の下面との間に配置されたOリングをさらに備える。
いくつかの実施形態では、ハウジングは、高温リッドモジュールがハウジング内で最大で約1インチ移動できるようにするのに十分な可撓性を有する。1つまたは複数の実施形態では、高温リッドモジュールは、底面上に複数の開孔を含むシャワーヘッドアセンブリを備える。
いくつかの実施形態では、下部環帯と、内側中空円筒壁と、上部環帯とが一体形成され、外側中空円筒壁が独立している。1つまたは複数の実施形態は、外側中空円筒壁の上端と下部環帯の下面との間に配置されたOリングをさらに備える。
本発明の例示的な実施形態が達成され、それを詳細に理解することができるように、上で簡潔に要約した本発明のより詳細な説明を、添付の図面に示されている本発明の実施形態を参照して行うことができる。本発明を曖昧にしないために、特定の周知の処理については本明細書で論じないことを理解されたい。
図1は、従来型の処理チャンバ100の概略図を示す。処理チャンバ100は、チャンバ本体112と、リッドアセンブリ120とを含む。リッドアセンブリ120は、チャンバ本体112の上端に配設される。処理チャンバ100および関連するハードウェアは、それらに限定されないが、例えば、アルミニウム、陽極酸化アルミニウム、ニッケルめっきアルミニウム、ニッケルめっきアルミニウム6061−T6、ステンレス鋼、ならびにそれらの組合せおよび合金を含む、任意の適切な材料で作製することができる。
支持体アセンブリ140が、チャンバ本体112内に少なくとも部分的に配設される。図示の支持体アセンブリ140は、ウエハ支持体145と可動シャフト147の、2つの部分から構成される。可動シャフト147を、例えばアクチュエータモータによって、垂直に移動させて、ウエハ支持体145の上面146を、リッド120の下面121のより近くに、またはそこからより遠くに配置することができる。支持体アセンブリ140は、ウエハ支持体145内に電極として図示されているウエハヒータ148も含むことができるが、他のウエハヒータ148(例えば複数の加熱ランプ)を使用することもできる。
チャンバ本体112は、その中に形成される、熱伝達流体を中に流すためのチャネル113を含むこともできる。熱伝達流体は、加熱流体でも冷媒でもよく、それを使用して、処理および基板移送中に、チャンバ本体112の温度を制御することができる。熱伝達流体の例には、それらに限定されないが、水、エチレングリコール、またはそれらの混合液がある。例示的な熱伝達流体には、窒素ガスもあり得る。
処理チャンバ100は、真空ポンプと、ガスの流れを調整するためのスロットルバルブとを備えた、真空システムを含むことができる。真空ポンプを、チャンバ本体112の側部または底部に開いた真空ポートに結合して、処理チャンバ100内の処理領域との流体連通を可能にすることができる。
いくつかの実施形態は、リッド上に薄い弾性構成要素を含み、それにより、リッド構成要素が上下に移動できるようになる。部品が設置されたとき、リッドと処理キットとの間には、損傷を防ぐのに十分な距離がある。チャンバが真空排気されると、弾性構成要素にかかる圧力差により、リッドが処理キットに向かって移動し、そこに接触する。この圧力差は、リッド構成要素にとって十分な移動を可能にしながらも、弾性材料の永久歪みは引き起こさない。
高温リッドモジュール220は、単一の一体型構成要素でもよく、いくつかの構成要素から構成されてもよい。例えば、図2に示す高温リッドモジュールは、シャワーヘッド230、およびガス源231を含む。シャワーヘッドは、ガスをシャワーヘッド230から(図4に示す)ウエハ160の上方の処理領域117に流すための、複数の開孔を含むことができる。高温リッドモジュール220内に他の構成要素が含まれてよいことを、当業者なら理解するであろう。説明の便宜上、図2以外の図は、高温リッドモジュール220を単一構成要素として示している。
弾性シール用Oリング225が、中空円筒壁251の上端253と高温リッドモジュール220の上面222との間に配置される。図2に示すOリング225は、中空円筒壁251の内面254に接する。Oリング225は、ハウジング250の大気側と、ハウジング250と高温リッドモジュール220の間にある内側領域216との間に、シールを形成する。
高温リッドモジュール220は、それがハウジング250に対して垂直移動するのに加えて、加熱の結果、膨張することもある。高温リッドモジュール220が高温であり、ハウジングが比較的低温である場合、この温度差により、高温リッドモジュール220がハウジング250に対して膨張することになる。いくつかの実施形態では、高温リッドモジュール220が膨張することにより、高温リッドモジュール220の外側エッジがハウジング250の内面254に、接触する(touch)または接する(contact)。いくつかの実施形態では、加熱時に高温リッドモジュール220が膨張しても、高温リッドモジュール220とハウジング250との間に更なる接点が形成されない。
図3に示す実施形態では、外側中空円筒壁261と、下部環帯262と、内側中空円筒壁263と、上部環帯264とが一体形成される。すなわち、これらの個別の構成要素が、単一部片として形成されるということである。
図4は、チャンバ本体と、チャンバリッド200とを含む、処理チャンバ100の一実施形態を示す。チャンバ本体は、上面114を有する円筒チャンバ壁112を含み、円筒チャンバ壁112は、処理領域117を囲む。処理領域117は、図ではウエハ160を支持しているウエハ支持体145、およびウエハ支持体145を取り囲む処理ライナ133を含む。チャンバリッド200は、処理ライナ133の上面115に隣接して配置される底面221を有する、高温リッドモジュール220を備える。処理ライナ133の上面115と高温リッドモジュール220の底面221との間には、ギャップ290がある。
ハウジング250、またはハウジングの部分の厚さは、撓曲をよりしやすく、またはよりしにくくするように、さまざまであってよい。いくつかの実施形態では、図4に示すように、ハウジング250の下部環帯262が上部環帯264よりも薄い。したがって、高温リッドモジュール220が下方に移動するとき、ハウジング250が下部環帯262を中心として撓曲する。すなわち、下部環帯262の部分が曲がる可能性があり、またはOリング270を通じて外側円筒壁261に至る接続部、もしくは内側円筒壁に至る接続部が、移動もしくは撓曲する可能性があるということである。
1.リッドアセンブリであって、
処理チャンバの処理キットに隣接して配置される底面、および上面を有する、高温リッドモジュールと、
前記高温リッドモジュールの周りにあるハウジングであって、処理チャンバ本体に隣接して配置される下端、および上端を有する中空円筒壁を備える、ハウジングと、
前記ハウジングの前記中空円筒壁の前記上端と前記高温リッドモジュールの前記上面との間に配置される、弾性シール用Oリングと
を備え、
前記ハウジングが、前記高温リッドモジュールが前記ハウジング内で移動できるように、可撓性である、
リッドアセンブリ。
2.処理チャンバであって、
上面を有する円筒チャンバ壁を含むチャンバ本体であって、前記円筒チャンバ壁が処理領域を囲み、前記処理領域が、ウエハ支持体、および前記ウエハ支持体を取り囲む処理ライナを含む、チャンバ本体と、
チャンバリッドであって、
前記処理ライナの上面に隣接して配置される底面、および上面を有する、高温リッドモジュール、
前記高温リッドモジュールの周りにあるハウジングであって、前記円筒チャンバ壁の前記上面に隣接する下端、および上端を有する中空円筒壁を備える、ハウジング、ならびに
前記ハウジングの前記中空円筒壁の前記上端と前記高温リッドモジュールの前記上面との間に配置される、弾性シール用Oリング
を備える、チャンバリッドと、
前記円筒チャンバ壁の前記上面と前記ハウジングの前記中空円筒壁の前記下端との間に配置される、Oリングと
を備え、
前記処理領域が大気圧下にあるとき、前記高温リッドモジュールの前記底面が前記処理ライナの前記上面に接触せず、前記処理領域が減圧下にあるとき、前記ハウジングが撓曲して、前記高温リッドモジュールが前記ハウジング内で移動し、それにより、前記処理ライナの前記上面に接することができる、
処理チャンバ。
3.前記ハウジングの前記中空円筒壁が、外側中空円筒壁と、内側中空円筒壁と、前記外側中空円筒壁および前記内側中空円筒壁に接する下部環帯と、前記内側中空円筒壁に接続された上部環帯とを備える、1または2に記載の装置。
4.前記弾性シール用Oリングが、前記上部環帯の下壁と前記高温リッドの前記上面との間に配置される、3に記載の装置。
5.前記外側中空円筒壁と、前記下部環帯と、前記内側中空円筒壁と、前記上部環帯とが一体形成される、3に記載の装置。
6.前記下部環帯が、前記外側中空円筒壁、前記内側中空円筒壁、および前記上部環帯よりも薄い、5に記載の装置。
7.前記下部環帯と、前記内側中空円筒壁と、前記上部環帯とが一体形成され、前記外側中空円筒壁が独立している、3に記載の装置。
8.前記外側中空円筒壁の上端と前記下部環帯の下面との間に配置されたOリングをさらに備える、7に記載の装置。
9.前記ハウジングが、前記高温リッドモジュールが前記ハウジング内で最大で約1インチ移動できるようにするのに十分な可撓性を有する、1または2に記載の装置。
10.前記高温リッドモジュールが、底面上に複数の開孔を含むシャワーヘッドアセンブリを備える、1または2に記載の装置。
11.加熱時に前記高温リッドモジュールが膨張しても、前記高温リッドモジュールと前記ハウジングとの間に更なる接点が形成されない、1または2に記載の装置。
Claims (12)
- 処理チャンバであって、
上面を有するチャンバ壁を含むチャンバ本体であって、前記チャンバ壁が処理領域を囲み、前記処理領域がウエハ支持体および処理ライナを含み、前記チャンバ壁が、前記処理領域へのアクセスを可能にするために選択的に開閉することのできるスリットバルブ開口を有する、チャンバ本体と、
チャンバリッドであって、
前記処理ライナの上面に隣接して配置される底面、および上面を有する、高温リッドモジュール、
前記高温リッドモジュールの外側エッジの周りにあるハウジングであって、前記ハウジングと前記高温リッドモジュールとの間に内側領域を形成し、前記チャンバ壁の前記上面に隣接する下端、および上端を有する中空円筒壁を備える、ハウジング、ならびに
前記ハウジングの前記中空円筒壁の前記上端と前記高温リッドモジュールの前記上面との間に配置される弾性シール用Oリング
を備える、チャンバリッドと
を備え、
前記処理領域が減圧下にないとき、前記高温リッドモジュールと前記処理ライナとの間にギャップがあり、前記処理領域が減圧下にあるとき、前記ハウジングが撓曲して、前記高温リッドモジュールが前記ハウジング内で移動し、それにより、前記ギャップを閉じて前記処理ライナの前記上面に接することができ、
前記弾性シール用Oリングが、前記ハウジングの大気側と、前記ハウジングと前記高温リッドモジュールの間にある前記内側領域との間に、シールを形成する、
処理チャンバ。 - 前記ハウジングが可撓性であり、それにより、前記高温リッドモジュールが前記ハウジング内で移動でき、ある程度の移動を許容する一方で、初期の形状を保ち、したがって、圧力が等しくなると、前記高温リッドモジュールが前記初期の形状に戻ることができる、請求項1に記載の処理チャンバ。
- 前記高温リッドモジュールが、初期の位置から最大で約1インチの距離を移動することができる、請求項2に記載の処理チャンバ。
- 前記中空円筒壁が、外側中空円筒壁と、内側中空円筒壁と、前記外側中空円筒壁および前記内側中空円筒壁に接する下部環帯と、前記内側中空円筒壁に接続された上部環帯とを備える、請求項1に記載の処理チャンバ。
- 前記弾性シール用Oリングが、前記上部環帯の下壁と前記高温リッドモジュールの前記上面との間に配置される、請求項4に記載の処理チャンバ。
- 前記外側中空円筒壁と、前記下部環帯と、前記内側中空円筒壁と、前記上部環帯とが一体形成される、請求項4に記載の処理チャンバ。
- 前記下部環帯が、前記外側中空円筒壁、前記内側中空円筒壁、および前記上部環帯よりも薄い、請求項6に記載の処理チャンバ。
- 前記下部環帯と、前記内側中空円筒壁と、前記上部環帯とが一体形成され、前記外側中空円筒壁が独立している、請求項4に記載の処理チャンバ。
- 前記外側中空円筒壁の上端と前記下部環帯の下面との間に配置されたOリングをさらに備える、請求項8に記載の処理チャンバ。
- 前記高温リッドモジュールが、底面上に複数の開孔を含むシャワーヘッドアセンブリを備える、請求項1に記載の処理チャンバ。
- 加熱時に前記高温リッドモジュールが膨張しても、前記高温リッドモジュールと前記ハウジングとの間に更なる接点が形成されない、請求項1に記載の処理チャンバ。
- 加熱時に前記高温リッドモジュールが膨張することにより、前記高温リッドモジュールの外側エッジが前記ハウジングの内面に接する、請求項1に記載の処理チャンバ。
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