JP7477515B2 - 基板処理チャンバ用のポンピング装置及び方法 - Google Patents

基板処理チャンバ用のポンピング装置及び方法 Download PDF

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Description

［０００１］本開示の態様は、概して、基板処理チャンバ用のポンピング装置、その構成要素、及びそれに関連する方法に関する。
［０００２］基板処理チャンバの流体は、化学気相堆積（ＣＶＤ）工程等の基板処理工程中又は工程後に排気される必要があり得る。ただし、基板周辺の流体の排気が対称的でない場合があり、これにより、処理が不均一になり、工程に悪影響を与え得る残留物がチャンバに形成され得る。残留物は処理中に基板上に剥がれ落ち、基板に欠陥を引き起こす可能性がある。
［０００３］流体の排気をより対称的にするための努力により、ポンプの排気流量が減少し、工程のタイムラインと処理システム全体のスループットに影響を及ぼす。努力の結果、基板処理チャンバ内又はその周辺の他の構成要素によって設計が制限され、チャンバの構成要素のサイズ及び／又は構成が変更される。
［０００４］したがって、排気工程の対称性を高め、ポンプ能力を維持するポンピング装置が必要である。
［０００５］本開示の実装態様は、概して、基板処理チャンバ用のポンピング装置に関する。
［０００６］一例では、基板処理チャンバ用のポンピングリングは本体を含む。本体は、上壁、下壁、内側半径方向壁、及び外側半径方向壁を含む。ポンピングリングはまた、上壁、下壁、内側半径方向壁、及び外側半径方向壁によって画定される環帯を含む。ポンピングリングはまた、環帯に流体連結された本体の第１の排気ポートと、環帯に流体連結された本体の第２の排気ポートとを含む。ポンピングリングはまた、第１の排気ポートに隣接して環帯内に配置された第１のバッフルと、第２の排気ポートに隣接して環帯内に配置された第２のバッフルとを含む。
［０００７］一例では、基板処理チャンバ用のポンピングリングは、上面、上壁、下壁、内側半径方向壁、及び外側半径方向壁を有する本体を含む。ポンピングリングはまた、それを通して流体を方向づけするように構成された本体の１又は複数の開口部を含む。ポンピングリングはまた、本体の第１の排気ポート及び本体の第２の排気ポートを含む。
［０００８］一例では、基板処理チャンバは、チャンバ本体、チャンバ本体に配置されたペデスタル、及びペデスタルの周りに配置されたポンピングリングを含む。ポンピングリングは、上壁、下壁、内側半径方向壁、及び外側半径方向壁を有する。環帯は、上壁、下壁、内側半径方向壁、及び外側半径方向壁によって画定される。基板処理チャンバはまた、環帯に流体連結されたポンピングリングの第１の排気ポートと、環帯に流体連結されたポンピングリングの第２の排気ポートとを含む。基板処理チャンバはまた、第１の排気ポート及び第２の排気ポートに流体連結されたフォアラインを含む。
［０００９］上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、一部が添付の図面に例示されている実装態様を参照しながら、上記に要約した本開示をより具体的に説明する。しかし、添付の図面は本開示の一般的な実装態様を単に示すものであり、したがって、実施形態の範囲を限定するものと見なすべきではなく、本開示は他の等しく有効な実装態様も許容しうることに留意されたい。
一実装態様に係る、基板処理チャンバの概略断面図である。 一実装態様に係る、図１Ａに示す基板処理チャンバの拡大概略部分断面図である。 一実装態様に係る、図１Ｂに示す基板処理チャンバの拡大概略部分断面図である。 一実装態様に係る、図１Ａに示すポンピング装置の拡大概略部分断面図である。 一実装態様に係る、線１Ｅ－１Ｅに沿って取られた、図１Ｂに示すポンピング装置及びペデスタルの概略部分断面図である。 一実装態様に係る、図１Ｄに示すポンピング装置の下部概略部分図である。
［００１６］理解しやすくするため、可能な場合は、図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照番号を使用している。ある実装態様で開示された要素は、具体的な説明なく、他の実装態様に有益に用いられ得ると考えられる。
［００１７］本開示は、基板処理チャンバ用のポンピング装置、その構成要素、およびそれに関連する方法に関する。
［００１８］図１Ａは、一実装態様に係る基板処理チャンバ１００の概略断面図である。
［００１９］基板処理チャンバ１００は、例えば、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバまたはプラズマＣＶＤチャンバであり得る。基板処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０２と、チャンバリッド１０４とを有する。チャンバ本体１０２は、その中に内部領域１０６を含む。内部領域１０６は、チャンバ本体１０２およびチャンバリッド１０４によって画定されるスペースである。
［００２０］基板処理チャンバ１００は、１または複数のガスの流れを処理領域１１０に送達するために、チャンバリッド１０４に結合または配置されたガス分配アセンブリ１１６を含む。ガス分配アセンブリ１１６は、チャンバリッド１０４に形成されたガス入口通路１２０に結合されたガスマニホールド１１８を含む。ガスマニホールド１１８は、１または複数のガス源１２２（２つを示す）からガスの流れを受け取る。１または複数のガス源１２２から受け取ったガスの流れは、ガスボックス１２４全体に分配され、バッキング板１２６の複数の開口部１９１を通って流れ、さらに、バッキング板１２６および面板１３０によって画定されるプレナム１２８全体に分配される。次に、ガスの流れは、面板１３０の複数の開口部１３２を通って、内部領域１０６の処理領域１１０に流れ込む。
［００２１］内部領域１０６は、チャンバ本体１０２に配置されたペデスタル１３８を含む。ペデスタル１３８は、基板処理チャンバ１００内で基板１３６を支持する。ペデスタル１３８は、ペデスタル１３８の支持面１３９で基板１３６を支持する。ペデスタル１３８は、ヒータおよびその中に配置された電極を含む。電極は、直流（ＤＣ）電圧、高周波（ＲＦ）エネルギー、または交流（ＡＣ）エネルギーを内部領域１０６および／または処理領域１１０に供給し得る。
［００２２］ペデスタル１３８は、リフトシステム１９５によって内部領域１０６に移動可能に配置される。ペデスタル１３８の移動により、チャンバ本体１０２を通して形成されたスリット弁を介した基板１３６の内部領域１０６への移送、および内部領域１０６からの移送が容易になる。ペデスタル１３８はまた、基板１３６の処理のために異なる処理位置に移動され得る。
［００２３］基板処理中、ガスが複数の開口部１３２を通って処理領域１１０に流れると、ヒータがペデスタル１３８および支持面１３９を加熱する。また、基板処理中に、ペデスタル１３８の電極は、高周波（ＲＦ）エネルギー、交流（ＡＣ）、または直流（ＤＣ）電圧を伝播して、処理領域１１０でのプラズマ生成を容易にする、および／またはペデスタル１３８への基板１３６のチャッキングを容易にする。ペデスタル１３８の電極からの熱、ガス、およびエネルギーにより、基板処理中の基板１３６上への膜の堆積が容易になる。面板１３０（チャンバ本体１０２への結合を介して接地される）およびペデスタル１３８の電極は、容量性プラズマ結合の形成を容易にする。ペデスタル１３８の電極に電力が供給されると、面板１３０とペデスタル１３８との間に電界が発生し、ペデスタル１３８と面板１３０との間の処理領域１１０に存在するガスの原子がイオン化されて電子を放出する。イオン化された原子は、ペデスタル１３８まで加速して、基板１３６での膜形成を促進する。
［００２４］ポンピング装置１０３は、基板処理チャンバ１００に配置される。ポンピング装置１０３により、内部領域１０６および処理領域１１０からのガスの除去が容易になる。ポンピング装置１０３によって排気されるガスは、１または複数の処理ガスおよび／または処理残留物を含む。処理残留物は、基板１３６上に膜を堆積させるプロセスから生じ得る。
［００２５］ポンピング装置１０３は、チャンバ本体１０２の段付き面１９３に配置されたポンピングリング１６０を含む。段付き面１９３は、チャンバ本体１０２の底面１５４から上方に段が付いている。段付き面１９３は、ポンピングリング１６０を支持する。ポンピングリング１６０は、本体１０７（図１Ｂに示す）を含む。ポンピングリング１６０の本体１０７は、１または複数のアルミニウム、酸化アルミニウム、および／または窒化アルミニウムを含む材料から作られている。ポンピングリング１６０は、第１の導管１７６および第２の導管１７８を介してフォアライン１７２に流体連結される。フォアライン１７２は、第１の垂直導管１３１、第２の垂直導管１３４、水平導管１３５、および出口導管１４３を含む。一例における出口導管１４３は、第３の垂直導管である。一例では、第１の導管１７６および第２の導管１７８は、チャンバ本体１０２に形成された開口部であり、段付き表面１９３からチャンバ本体１０２の下部外面１２９まで延在する。本開示は、第１の導管１７６および第２の導管１７８が管であり得、底面１５４などのチャンバ本体１０２の面とポンピングリング１６０との間に延在する他の流れ装置であり得ることを企図する。一例として、第１の導管１７６および第２の導管１７８は、それぞれ、第１の垂直導管１３１および第２の垂直導管１３４の一部であり得る。そのような例では、第１の垂直導管１３１および第２の垂直導管１３４は、チャンバ本体１０２を通って延在し、ポンピングリング１６０に結合され得る。
［００２６］第１の導管１７６は、第１の端部でポンピングリング１６０に流体連結され、第２の端部でフォアライン１７２の第１の垂直導管１３１に流体連結される。第２の導管１７８は、第１の端部でポンピングリング１６０に流体連結され、第２の端部でフォアライン１７２の第２の垂直導管１３４に流体連結される。第１の垂直導管１３１および第２の垂直導管１３４は、水平導管１３５に流体連結される。水平導管１３５は、第１の垂直導管１３１に結合された第１の部分１３７、第２の垂直導管１３４に結合された第２の部分１４０、および出口導管１４３に結合された第３の部分１４１を含む。水平導管１３５は、第１の垂直導管１３１に隣接する第１の端部１４９と、第２の垂直導管１３４に隣接する第２の端部１５１とを含む。水平導管１３５は、単一の本体から構成され得る、または１または複数の構成要素から製造され得る。
［００２７］第１の導管１７６、第２の導管１７８、第１の垂直導管１３１、第２の垂直導管１３４、および水平導管１３５は、それらを通してガスを方向づけするように構成される。本開示は、第１の導管１７６、第２の導管１７８、第１の垂直導管１３１および第２の垂直導管１３４が完全に垂直である必要はなく、角度が付いていてよい、または１または複数の屈曲および／または角度を含み得ることを企図する。本開示はまた、水平導管１３５が完全に水平である必要はなく、角度が付いていてよい、または１または複数の屈曲および／または角度を含み得ることを企図する。
［００２８］他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、ポンピングリング１６０は、チャンバ本体１０２の内側に配置され、第１の垂直導管１３１、第２の垂直導管１３４、水平導管１３５、および出口導管１４３は、チャンバ本体１０２の外側に配置されるまたは延在する。そのような実施形態では、第１の導管１７６および第２の導管１７８は、チャンバ本体１０２を通して配置される。
［００２９］出口導管１４３は、真空ポンプ１３３に流体連結されて、処理領域１１０内の圧力を制御し、処理領域１１０からガスおよび残留物を排気する。真空ポンプ１３３は、処理領域１１０から、フォアライン１７２のポンピングリング１６０、第１の導管１７６、第２の導管１７８、第１の垂直導管１３１、第２の垂直導管１３４、水平導管１３５、および出口導管１４３を通してガスを排気する。
［００３０］図１Ｂは、一実装態様に係る、図１Ａに示す基板処理チャンバ１００の拡大概略部分断面図である。ポンピングリング１６０は、ペデスタル１３８の周りに配置されている。支持面１３９は、その上に基板１３６を支持するように構成される。ポンピングリング１６０の本体１０７は、上壁１９６、下壁１９４、内側半径方向壁１９２、および外側半径方向壁１９０を含む。ポンピングリング１６０の環帯１０５は、上壁１９６、下壁１９４、内側半径方向壁１９２、および外側半径方向壁１９０によって画定される。ポンピングリング１６０は、内側半径方向壁１９２および上壁１９６に隣接する湾曲部分１５７を含む。オプションの絶縁体リング１５９は、ポンピングリング１６０とペデスタル１３８との間に配置されている。オプションとして、ペデスタル１３８とリフトシステム１９５との間にスペース１８８があり得、オプションとして、リフトシステム１９５とチャンバ本体１０２との間にスペース１８９があり得る。オプションのスペース１８８および１８９は省略され得る。スペース１８８および／または１８９は、ペデスタル１３８、ポンピングリング１６０、チャンバ本体１０２、および／または他の任意の構成要素または材料によって部分的または完全に占有され得る。本開示は、ポンピングリング１６０が単一の本体から形成され得る、または複数の構成要素から形成され得ることを企図する。
［００３１］ポンピングリング１６０は、本体１０７の上部１９９に１または複数の開口部１４６を含む。本開示は、１または複数の開口部１４６が、本体１０７の底部など、ポンピングリング１６０の別の部分にあり得ることを企図している。１または複数の開口部１４６は、処理ガスおよび処理残留物などの流体１４８を、処理領域１１０および内部領域１０６から環帯１０５へ方向づけするように構成される。１または複数の開口部１４６は、処理領域１１０および／またはペデスタル１３８に対して角度が付いており、下向きおよび半径方向外向きに方向づけされたものとして図１Ｂに示されている。１または複数の開口部１４６は、本体１０７の上面１４７から湾曲部分１５７を通って延在する。本開示は、１または複数の開口部１４６が直線であり得または角度が付いていてよく、垂直または水平に配置され得ることを企図する。１または複数の開口部１４６は、ポンピングリング１６０の上面１４７のどこにでも配置され得る。１または複数の開口部１４６の位置、サイズ、形状、および／または深さは、プロセス要件および／または排気要件に基づいて変更され得る。図１Ｂに示す１または複数の開口部１４６の角度の付いた配向により、基板１３６上への膜の均一な堆積および流体１４８の均一な排気が容易になる。一例として、１または複数の開口部１４６の角度の付いた配向により、１または複数の開口部１４６の深さが延長され、背圧が調整され、流体１４８に追加の膨張体積が提供され得る。角度の付いた配向により、ポンピングリング１６０の流体１４８の圧力勾配および／または速度勾配の蓄積が低減または排除され得、それにより、流体１４８の均一な排気および基板１３６上への均一な堆積が促進される。流体１４８は、１または複数の処理ガス、処理残留物、および／またはパージガスを含む。
［００３２］ポンピングリング１６０は、本体１０７に第１の排気ポート１４４および第２の排気ポート１４５を含む。第１の排気ポート１４４および第２の排気ポート１４５は、ペデスタル１３８の支持面１３９の半径方向外側に配置されている。第１の排気ポート１４４および第２の排気ポート１４５は、環帯１０５に流体連結されている。第１の排気ポート１４４は、第１の導管１７６を介して第１の垂直導管１３１に流体連結されている。第１の排気ポート１４４は、流体１４８を環帯１０５から第１の導管１７６へ方向づけするように構成される。第２の排気ポート１４５は、第２の導管１７８を介して第２の垂直導管１３４に流体連結されている。第２の排気ポート１４５は、流体１４８を環帯１０５から第２の導管１７８へ方向づけするように構成される。第１の排気ポート１４４および第２の排気ポート１４５は、ポンピングリング１６０の反対側に配置されている。例えば、第１の排気ポート１４４および第２の排気ポート１４５は、互いに約１８０度離れている。
［００３３］ポンピングリング１６０は、第１の排気ポート１４４に隣接し且つ第１の排気ポート１４４の半径方向内側にある第１のバッフル１６１を含む。ポンピングリング１６０はまた、第２の排気ポート１４５に隣接し且つ第２の排気ポート１４５の半径方向内側にある第２のバッフル１６２を含む。第１のバッフル１６１および第２のバッフル１６２は、環帯１０５に配置されている。第１のバッフル１６１は、第１の排気ポート１４４とポンピングリング１６０の内側半径方向壁１９２との間に配置されている。第２のバッフル１６２は、第２の排気ポート１４５とポンピングリング１６０の内側半径方向壁１９２との間に配置されている。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第１のバッフル１６１および第２のバッフル１６２は、ポンピングリング１６０の上壁１９６および下壁１９４に結合されている。第１のバッフル１６１および第２のバッフル１６２は、ポンピングリング１６０の本体１０７と単一の本体として形成され得る。
［００３４］図１Ｃは、一実装態様に係る、図１Ｂに示す基板処理チャンバ１００の拡大概略部分断面図である。１または複数の開口部１４６のそれぞれは、ポンピングリング１６０の環帯１０５まで開いている第１の部分１０００と、第１の部分１０００と処理領域１１０との間にある第２の部分１００１とを含む。第１の部分１０００は、第２の部分１００１と環帯１０５との間にある。第２の部分１００１は、第１の部分１０００よりも幅が広い。第２の部分１００１は、第１の部分１０００に向かってくびれている。第２の部分１００１は、絶縁体リング１５９のテーパ面１００２と、ポンピングリング１６０の凹面１００３とによって画定される。凹面１００３は、それぞれの開口部１４６の第１の部分１０００によって画定される内面１００４の半径方向外側に配置されている。肩部１００５は、凹面１００３と内面１００４との間にある。テーパ面１００２は、角度βで内面１００４の線形プロファイル１００６と交差し、テーパ面１００２は内面１００４とは同一平面上ではない。一例では、第１の部分１０００は形状が円形であり、第２の部分１００１は形状が円錐形である。
［００３５］開口部１４６の少なくとも第１の部分１０００は、水平軸１００７に対してある角度で配置されている。第１の部分１０００は、第１の部分１０００の中心線軸１００９が水平軸１００７に対して角度αになるように配置されている。一例では、角度αは、－４５度から４５度など、－９０度から９０度の範囲内にある。一例では、角度αは４５度である。
［００３６］図１Ｄは、一実装態様に係る、図１Ａに示すポンピング装置１０３の拡大概略部分断面図である。第１の排気ポート１４４は、第１の導管１７６、第１の垂直導管１３１、および水平導管１３５を介して出口導管１４３に流体連結されている。第２の排気ポート１４５は、第２の導管１７８、第２の垂直導管１３４、および水平導管１３５を介して出口導管１４３に流体連結されている。
［００３７］第１の垂直導管１３１は、流体１４８を第１の導管１７６から水平導管１３５の第１の部分１３７へ方向づけするように構成される。第２の垂直導管１３４は、流体１４８を第２の導管１７８から水平導管１３５の第２の部分１４０へ方向づけするように構成される。水平導管１３５の第１の部分１３７および第２の部分１４０は、流体１４８をそれぞれ第１の垂直導管１３１および第２の垂直導管１３４から水平導管１３５の第３の部分１４１へ方向づけするように構成される。水平導管１３５の第３の部分１４１は、流体１４８を水平導管１３５から出口導管１４３へ方向づけするように構成される。出口導管１４３は、第１の排気ポート１４４および第２の排気ポート１４５から流体１４８を排気するように構成される。
［００３８］図１Ｅは、一実装態様に係る、線１Ｅ－１Ｅに沿って取られた、図１Ｂに示すポンピング装置およびペデスタルの概略部分断面図である。第１のバッフル１６１は、流体１４８を第１のバッフル１６１の第１の端部１６３および第２の端部１６４の周りへ方向づけするように構成される。流体１４８は、環帯１０５内を流れ、第１の面１６５を通過し、第２の面１６６を通過して、第１の排気ポート１４４に達する。一例では、第１の面１６５は、ポンピングリング１６０の内側半径方向壁１９２に面するように配置された凹面である。一例では、第２の面１６６は、第１の排気ポート１４４に面するように配置された凸面である。
［００３９］第２のバッフル１６２は、流体１４８を第２のバッフル１６２の第１の端部１６７および第２の端部１６８の周りへ方向づけするように構成される。流体１４８は、環状部１０５内を流れ、第１の面１６９を通過し、第２の面１７０を通過して、第２の排気ポート１４５に達する。一例では、第１の面１６９は、ポンピングリング１６０の内側半径方向壁１９２に面するように配置された凹面である。一例では、第２の面１７０は、第２の排気ポート１４５に面するように配置された凸面である。
［００４０］他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第１のバッフル１６１および／または第２のバッフル１６２のうちの１または複数は、図１Ｅに示すように、湾曲したプロファイルを有する。
［００４１］第１の排気ポート１４４および第２の排気ポート１４５は、それらの間に直線軸１７１を画定する。直線軸１７１は、第１のバッフル１６１の中心および第２のバッフル１６２の中心を通過するように配置されている。
［００４２］第１のバッフル１６１は、第１のバッフル角度Ａ１および第２のバッフル角度Ａ２で配置されている。第１のバッフル角度Ａ１は、直線軸１７１と第１のバッフル軸１７３との間で測定される。第１のバッフル軸１７３は直線であり、第１のバッフル１６１の第２の端部１６４およびポンピングリング１６０の幾何学的中心１７４を通過する。第２のバッフル角度Ａ２は、第１のバッフル１６１の直線軸１７１と第２のバッフル軸１７７との間で測定される。第２のバッフル軸１７７は直線であり、第１のバッフル１６１の第１の端部１６３およびポンピングリング１６０の幾何学的中心１７４を通過する。
［００４３］第２のバッフル１６２は、第１のバッフル角度Ａ３および第２のバッフル角度Ａ４で配置されている。第１のバッフル角度Ａ３は、直線軸１７１と第１のバッフル軸１７５との間で測定される。第１のバッフル軸１７５は直線であり、第２のバッフル１６２の第２の端部１６８およびポンピングリング１６０の幾何学的中心１７４を通過する。第２のバッフル角度Ａ４は、第２のバッフル１６２の直線軸１７１と第２のバッフル軸１７９との間で測定される。第２のバッフル軸１７９は直線であり、第２のバッフル１６２の第１の端部１６７およびポンピングリング１６０の幾何学的中心１７４を通過する。直線軸１７１は、ポンピングリング１６０の幾何学的中心１７４を通過する。
［００４４］一例では、第１のバッフル１６１のプロファイルおよび第２のバッフル１６２のプロファイルは、直線軸１７１に平行ではない。
［００４５］第１のバッフル１６１の第１のバッフル角度Ａ１および／または第２のバッフル１６２の第１のバッフル角度Ａ３のうちの１または複数は、約０．０１度から約９０度、例えば、約０．０１度から約４５度または約１０度から約９０度の範囲内にある。一例では、第１のバッフル１６１の第１のバッフル角度Ａ１および／または第２のバッフル１６２の第１のバッフル角度Ａ３のうちの１または複数は、３０度、４０度、４５度、または５５度である。一例では、第１のバッフル１６１の第１のバッフル角度Ａ１および／または第２のバッフル１６２の第１のバッフル角度Ａ３のうちの１または複数は、約３０度から約５５度の範囲内にある。一例では、第１のバッフル１６１の第１のバッフル角度Ａ１および／または第２のバッフル１６２の第１のバッフル角度Ａ３のうちの１または複数は、約３０度である。
［００４６］第１のバッフル１６１の第２のバッフル角度Ａ２は、直線軸１７１に対する第１のバッフル角度Ａ１の逆の値である。第２のバッフル１６２の第２のバッフル角度Ａ４は、直線軸１７１に対する第１のバッフル角度Ａ３の逆の値である。第１のバッフル１６１の第１のバッフル角度Ａ１が４５度であり、第２のバッフル１６２の第１のバッフル角度Ａ３が４５度である例では、第２のバッフル角度Ａ２および第２のバッフル角度Ａ４は、それぞれ－４５度である。
［００４７］一例では、直線軸１７１は、第１のバッフル１６１に最も近い開口部１４６および第２のバッフル１６２に最も近い開口部１４６を通過する。
［００４８］第１のバッフル１６１は、第２の面１６６と外側半径方向壁１９０との間に第１の間隙Ｌ３を画定する。第２のバッフル１６２は、第２の面１７０と外側半径方向壁１９０との間に第２の間隙Ｌ４を画定する。第１の間隙Ｌ３は、第１の排気ポート１４４に向かって流れる流体１４８の流路の一部である。第１の間隙Ｌ３は断面積を有する。第１の排気ポート１４４は、流体１４８が排気される断面積を画定する。第１の排気ポート１４４の断面積と第１の間隙Ｌ３の断面積との比は、０．５から２．０の範囲内である。一例では、第１の間隙Ｌ３の断面積は、第１の排気ポート１４４の断面積に実質的に等しい。第２の間隙Ｌ４は、第２の排気ポート１４５に向かって流れる流体１４８の流路の一部である。第２の間隙Ｌ４は断面積を有する。第２の排気ポート１４５は、流体１４８が排気される断面積を画定する。第２の排気ポート１４５の断面積と第２の間隙Ｌ４の断面積との比は、０．５から２．０の範囲内である。一例では、第２の間隙Ｌ４の断面積は、第２の排気ポート１４５の断面積に実質的に等しい。
［００４９］第１の排気ポート１４４および第２の排気ポート１４５は、ポンピングリング１６０の両端に配置されている。第１の排気ポート１４４および第２の排気ポート１４５は、ポンピングリング１６０の本体１０７の円周軸１８０の周りに互いに等距離に配置されている。第１の排気ポート１４４および第２の排気ポート１４５は、本体１０７の円周軸１８０の周りに互いに約１８０度のところに配置されている。第１および第２の排気ポート１４４、１４５を円周軸１８０に沿った特定の相対位置に配置することにより、基板処理チャンバ１００からの、および基板１３６の周りのガスの対称的な排気が促進される。基板周囲のガスの対称的な排気を促進することで、基板に形成される欠陥および／または基板の不均一な処理の可能性が低減する。
［００５０］図１Ａ～図１Ｄに、２つの導管１７６、１７８、２つの垂直導管１３１、１３４、及び２つの排気ポート１４４、１４５を備えたポンピングリング１６０を示したが、本開示は、より多くの導管、垂直導管、および／または排気ポートを実装し得ると考えられる。例えば、ポンピングリング１６０は、少なくとも３つの導管および少なくとも３つの垂直導管にそれぞれ流体連結された少なくとも３つの排気ポートを有し得る。第３の導管が第３の垂直導管に結合され得、第３の垂直導管が水平導管１３５に結合され得る。第１の排気ポート１４４、第２の排気ポート１４５、および第３の排気ポートは、ポンピングリング１６０の本体１０７の円周軸１８０に沿って互いにほぼ等距離（例えば、互いに１２０度）に配置され得る。
［００５１］ポンピングリング１６０、第１のバッフル１６１、および第２のバッフル１６２の構成は、処理ガスの均一な排気を促進し、環帯１０５内の実質的に等しい流路長で流体１４８の排気を促進する。例えば、ポンピングリング１６０は、流体１４８が、それぞれの第１の排気ポート１４４または第２の排気ポート１４５から異なる距離に配置された異なる開口部１４６を通って環帯１０５に入るときに、実質的に等しい流路長で流体１４８を排気する。第１の排気ポート１４４に向かって流れる流体１４８は、第１のバッフル１６１の第１の端部１６３または第２の端部１６４のうちの１つに隣接して合流する。第２の排気ポート１４５に向かって流れる流体１４８は、第２のバッフル１６２の第１の端部１６７または第２の端部１６８のうちの１つに隣接して合流する。合流により、流体がそれぞれの第１または第２の排気ポート１４４、１４５に到達したときに、それぞれの第１または第２の排気ポート１４４、１４５に向かって流れる流体１４８は、異なる開口部１４６を通って環帯１０５に入った流体１４８と実質的に等しい流路長を有する。一例として、流体１４８は、第１の位置で環帯１０５に入り、次に、第１の流路１８７に沿って流れる。流体１４８はまた、第２の位置で環帯１０５に入り、次いで、第２の流路１８５に沿って流れる。第１の流路１８７に沿って流れる流体１４８は、第１の面１６５および第２の端部１６４の周りの第１のバッフル１６１によって方向付けられる。第２の流路１８５に沿って流れる流体１４８は、第１のバッフル１６１の第２の端部１６４の周りを流れる。第１の流路１８７に沿って流れる流体１４８は、第２の流路１８５に沿って流れる流体１４８よりも第１の排気ポート１４４に近い位置で環帯１０５に入る。第１の流路１８７の長さは、第２の流路１８５の長さに実質的に等しく、流体１４８の均一な排気が容易になる。
［００５２］図１Ｆは、一実装態様に係る、図１Ｄに示すポンピング装置１０３の下部部分概略図である。水平導管１３５は、半円形のＵ字形であるプロファイルを画定する。一例では、水平導管１３５は、Ｖ字形であるプロファイルを画定する。水平導管１３５の第１の部分１３７および第２の部分１４０は、第３の部分１４１から分岐している。第１の部分１３７は、第３の部分１４１に対して角度αで配置され、第２の部分１４０は、第３の部分１４１に対して角度βで配置される。第１の部分１３７は第１の方向１８６に配置され、第２の部分１４０は第２の方向１８４に配置される。第１の方向１８６は、第２の方向１８４とは異なる。水平導管１３５、ポンピングリング１６０、第１の垂直導管１３１、および第２の垂直導管１３４により、他の構成要素に干渉しないより単純な設計が容易になる。例えば、設計は、図１Ａに示す基板処理チャンバ１００の下に配置され得る、または下に突出し得る持ち上げ構成要素に干渉しない可能性がある。
［００５３］第１の再帰は、第１および第２のバッフル１６１、１６２ならびに第１および第２の排気ポート１４４、１４５（図１Ｂに示す）を含む環帯１０５で発生する。第２の再帰は、第１の垂直導管１３１および第２の垂直導管１３４に結合された水平導管１３５で発生する。第１の再帰および第２の再帰により、実質的に等しい流体１４８の排気路長が促進される。第１の排気ポート１４４を通って排気された流体１４８は、水平導管１３５の第３の部分１４１において、第２の排気ポート１４５を通って排気された流体１４８と合流する。フォアライン１７２の出口導管１４３に入るにあたって、流体１４８は、１または複数の開口部１４６から出口導管１４３まで、実質的に等しい流路長に沿って流れてきている。流体１４８が異なる開口部１４６を通って環帯１０５に入り、異なる第１の排気ポート１４４または第２の排気ポート１４５を通って流れたとしても、流体１４８は実質的に等しい流路長に沿って流れることになる。
［００５４］実質的に等しい排気路長を有することで、３つ以上の排気ポートを有する装置に近いまたは等しい均一性でのプロセスガスの排気が促進される。ポンピングリング１６０により、基板処理チャンバ１００から等しい流量の流体が排気されやすくなる。ポンピングリング１６０は、２つの排気ポートを含み得、３つ以上の排気ポートの流量をシミュレートし得る。この構成は、排気された流体の流量を増進し、基板周囲のガスの対称的な排気を促進する。一例として、上記構成は、環帯１０５、第１の導管１７６、第２の導管１７８、第１の垂直導管１３１、第２の垂直導管１３４、および／または水平導管１３５における流体１４８の濃度勾配の形成を低減または排除する。
［００５５］本開示の利点は、基板周囲の流体の対称的な排気、基板欠陥の確率の低下、スループットの促進、工程時間の短縮、排気流体の流量の増加、実質的に等しい長さを有する流路に沿った流体排気、３つ以上の排気ポートを有する装置に近い又は等しい均一性での流体排気、排気される流体の濃度勾配の形成の低減または排除、より単純な設計、およびチャンバ構成要素との干渉を低減または最小化する設計を含む。本開示の態様は、ポンピングリング；第１のバッフル；第２のバッフル；互いに等間隔に配置された排気ポート；第１の導管；第２の導管；フォアライン；第１の垂直導管；第２の垂直導管；第１の部分、第２の部分、および第３の部分を有する水平導管；および出口導管を含む。
［００５６］ポンピングリングの１または複数の態様、および／または本明細書に開示されるペデスタル、導管、フォアライン、垂直導管、水平導管、および／または出口導管の１または複数の態様を組み合わせることができると考えられる。さらに、ポンピングリングの１または複数の態様、および／またはペデスタル、導管、フォアライン、垂直導管、水平導管、および／または出口導管の１または複数の態様は、前述の利点のいくつかまたはすべてを含み得る。
［００５７］前述の内容は本開示の実施形態を対象としているが、その基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他のさらなる実施形態を考案することが可能である。本開示はまた、本明細書に記載の実施形態の１又は複数の態様を、記載の他の態様の１又は複数の代わりに使用することができると考えられる。本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (15)

  1. 基板処理チャンバ用のポンピングリングであって、
    上壁、下壁、内側半径方向壁、及び外側半径方向壁を含む本体と、
    前記上壁、前記下壁、前記内側半径方向壁、及び前記外側半径方向壁によって画定される環帯と、
    前記環帯に流体連結された前記本体の第１の排気ポートと、
    前記環帯に流体連結された前記本体の第２の排気ポートと、
    前記第１の排気ポートに隣接して前記環帯内に配置された第１のバッフルと、
    前記第２の排気ポートに隣接して前記環帯内に配置された第２のバッフルと
    を備え、
    前記第１の排気ポート及び前記第２の排気ポートは、それらの間に直線軸を画定し、
    前記第１のバッフル及び前記第２のバッフルは、それぞれの第１のバッフル又は第２のバッフルの端部と前記直線軸との間で測定されるバッフル角度で配置され、前記バッフル角度が０．０１度から５５度の範囲内である、ポンピングリング。
  2. 前記本体は、流体を前記環帯内へ方向づけするように構成された１又は複数の開口部を更に含み、前記第１の排気ポート及び前記第２の排気ポートは、フォアラインに流体連結される、請求項１に記載のポンピングリング。
  3. 前記第１のバッフル及び前記第２のバッフルは両方とも湾曲している、請求項１に記載のポンピングリング。
  4. 前記バッフル角度が３０度から５５度の範囲内である、請求項１に記載のポンピングリング。
  5. 前記第１のバッフル及び前記第２のバッフルの前記バッフル角度が３０度である、請求項４に記載のポンピングリング。
  6. 前記第１の排気ポート及び前記第２の排気ポートは、前記本体の円周軸の周りで互いに等距離に配置される、請求項５に記載のポンピングリング。
  7. 基板処理チャンバ用のポンピングリングであって、
    上壁、下壁、内側半径方向壁、及び外側半径方向壁を含む本体と、
    前記上壁、前記下壁、前記内側半径方向壁、及び前記外側半径方向壁によって画定される環帯と、
    前記環帯に流体連結された前記本体の第１の排気ポートと、
    前記環帯に流体連結された前記本体の第２の排気ポートと、
    前記第１の排気ポートに隣接して前記環帯内に配置された第１のバッフルと、
    前記第２の排気ポートに隣接して前記環帯内に配置された第２のバッフルと
    を備え、
    前記第１のバッフル及び前記第２のバッフルは、流体を、それぞれの第１のバッフル及び第２のバッフルの第１の端部及び第２の端部の周りへ方向づけするように構成され、前記流体は、処理ガス及び処理残留物を含む、ポンピングリング。
  8. 基板処理チャンバ用のポンピングリングであって、
    上面、上壁、下壁、内側半径方向壁、及び外側半径方向壁を含む本体と、
    それを通して流体を方向づけするように構成された前記本体の１又は複数の開口部と、
    前記本体の第１の排気ポートと、
    前記本体の第２の排気ポートと、
    前記第１の排気ポートに隣接して配置された第１のバッフルと、
    前記第２の排気ポートに隣接して配置された第２のバッフルと
    を備え、
    前記第１の排気ポート及び前記第２の排気ポートは、それらの間に直線軸を画定し、
    前記第１のバッフル及び前記第２のバッフルは、それぞれの第１のバッフル又は第２のバッフルの端部と前記直線軸との間で測定されるバッフル角度で配置され、前記バッフル角度が０．０１度から５５度の範囲内である、ポンピングリング。
  9. 前記第１の排気ポート及び前記第２の排気ポートは、前記本体の円周軸の周りで互いに等距離に配置される、請求項８に記載のポンピングリング。
  10. 前記バッフル角度は、３０度から５５度の範囲内である、請求項８に記載のポンピングリング。
  11. 基板処理チャンバであって、
    チャンバ本体と、
    前記チャンバ本体内に配置されたペデスタルと、
    前記ペデスタルの周りに配置され、上壁、下壁、内側半径方向壁、及び外側半径方向壁を含むポンピングリングと、
    前記上壁、前記下壁、前記内側半径方向壁、及び前記外側半径方向壁によって画定される環帯と、
    前記環帯に流体連結された前記ポンピングリングの第１の排気ポートと、
    前記環帯に流体連結された前記ポンピングリングの第２の排気ポートと、
    前記第１の排気ポートに隣接して前記環帯内に配置された第１のバッフルと、
    前記第２の排気ポートに隣接して前記環帯内に配置された第２のバッフルと、
    前記第１の排気ポート及び前記第２の排気ポートに流体連結されたフォアラインと
    を備え、
    前記第１の排気ポート及び前記第２の排気ポートは、それらの間に直線軸を画定し、
    前記第１のバッフル及び前記第２のバッフルは、それぞれの第１のバッフル又は第２のバッフルの端部と前記直線軸との間で測定されるバッフル角度で配置され、前記バッフル角度が０．０１度から５５度の範囲内である、基板処理チャンバ。
  12. 前記第１の排気ポート及び前記第２の排気ポートは、前記ポンピングリングの円周軸の周りで互いに１８０度に配置される、請求項１１に記載の基板処理チャンバ。
  13. 前記ポンピングリングは、流体を前記チャンバ本体の内部領域から前記環帯へ方向づけするように構成された１又は複数の開口部を更に含み、前記流体は、処理ガス及び処理残留物を含む、請求項１１に記載の基板処理チャンバ。
  14. 前記第１の排気ポートが、第１の垂直導管及び水平導管を介して前記フォアラインに流体連結され、前記第２の排気ポートが、第２の垂直導管及び前記水平導管を介して前記フォアラインに流体連結され、
    前記水平導管が、前記第１の垂直導管に結合された第１の部分、前記第２の垂直導管に結合された第２の部分、及び前記フォアラインに結合された第３の部分を含み、前記第１の部分及び前記第２の部分は前記第３の部分から分岐し、
    前記水平導管が、前記第１の垂直導管に隣接する第１の端部と、前記第２の垂直導管に隣接する第２の端部とを含む、請求項１１に記載の基板処理チャンバ。
  15. 前記第１の垂直導管が、前記チャンバ本体の第１の導管を介して前記第１の排気ポートに流体連結され、前記第２の垂直導管が、前記チャンバ本体の第２の導管を介して前記第２の排気ポートに流体連結され、前記フォアラインが、前記第１の排気ポート及び前記第２の排気ポートから流体を排気するように構成される、請求項１４に記載の基板処理チャンバ。
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