DE102009025178A1

DE102009025178A1 - Halbleiterbearbeitungsvorrichtung mit verbesserten thermischen Eigenschaften und Verfahren, um diese bereitzustellen

Info

Publication number: DE102009025178A1
Application number: DE102009025178A
Authority: DE
Inventors: Christianus Gerardus Maria De Rider
Original assignee: ASM International NV
Current assignee: ASM International NV
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2009-12-17
Also published as: TW201003749A; JP2009302547A; US20090308315A1

Abstract

Es ist eine Halbleiterbearbeitungsvorrichtung offenbart, die eine Prozesskammer umfasst, die dazu ausgelegt ist, eine erhitzte, gasförmige Atmosphäre zu enthalten, wobei die Vorrichtung ferner eine Anzahl mechanischer Teile umfasst, von denen mindestens eines mindestens teilweise mit einer wärmereflektierenden, amorphen SiO2-Pulverbeschichtung versehen ist. Außerdem ist auch ein Verfahren zum Behandeln einer Komponente einer Halbleiterbearbeitungsvorrichtung offenbart, umfassend das mindestens teilweise Versehen einer Oberfläche der Komponente mit einer amorphen SiO2-Pulverbeschichtung und wahlweise das Versiegeln einer Oberfläche der angebrachten Beschichtung.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung richtet sich auf das Gebiet der Halbleiterbearbeitung und insbesondere auf eine Vorrichtung mit verbesserten thermischen Eigenschaften und ein Verfahren, um diese bereitzustellen.
Hintergrund
Bei einer Halbleiterbearbeitungsvorrichtung, wie zum Beispiel einer Vorrichtung zur chemischen Dampfabscheidung zum Abscheiden von Filmen auf einem Substrat, kann es sein, dass sie bei einer hohen inneren Temperatur betrieben werden muss, was an der Eigenart des Prozesses liegt, dem das Substrat unterzogen wird. Ein solcher wärmeintensiver Prozess wird typischerweise in einer Prozesskammer durchgeführt, die dazu fähig ist, eine hohe Umgebungstemperatur aufrechtzuerhalten. In der Praxis stellt es sich jedoch als schwierig heraus, zu verhindern, dass Wärme vom Inneren zum Äußeren der Prozesskammer entweicht. Ferner kann die Prozesskammer selbst mechanische Komponenten enthalten, die während des Betriebs vorzugsweise auf unterschiedlichen Temperaturen gehalten werden. Wärmemanagement ist daher ein entscheidender Aspekt bei guter Konstruktion einer Prozesskammer.
Auch wenn hoch isolierende Materialien verfügbar sind, um den Wärmefluss zu steuern oder zu blockieren, sind viele davon nicht zum Einsatz in einer Halbleiterbearbeitungsumgebung geeignet. Trotzdem können in dieser Richtung Anstrengungen unternommen werden. Die Isoliermaterialien können zum Beispiel innerhalb einer Prozesskammer in einer Hülle aus klarem glattgeschmolzenem Quarz angeordnet sein, um sie gegen einen direkten Kontakt mit der Atmosphäre abzuschirmen. Leider ergibt sich dabei aufgrund der in der Hülle expandierenden Gase eine Gefahr der Explosion, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Diese Explosionsgefahr kann dadurch vermieden werden, dass die Hülle mit einem sogenannten Lüftungsloch versehen wird, um ein Auslassen der expandierenden Gase zu erlauben. Aufgrund der stark ausgasenden Eigenschaft der meisten Isoliermaterialien sind die abgegebenen Gase jedoch schmutzig in dem Sinne, dass sie Teilchen enthalten, deren Anwesenheit in der kontrollierten Umgebung einer Prozesskammer unerwünscht ist. Insbesondere in Niederdruckumgebungen führt das Auslassen verschmutzender Gase aus der Hülle zu Komplikationen, da sie vom eigentlichen Bearbeitungsbereich getrennt gehalten werden müssen. Alternativ dazu kann die Hülle auch evakuiert und dann vollständig versiegelt werden, um sie an einer Explosion zu hindern. Aufgrund der schon genannten Ausgasungseigenschaft vieler Isoliermaterialien und wegen der Gefahr, dass die Hülle aufgrund dessen, dass sie häufigen thermischen Zyklen ausgesetzt ist, Leckagen entwickeln kann, ist auch diese Lösung besser zu vermeiden.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Halbleiterbearbeitungsvorrichtung mit verbesserten thermischen Eigenschaften bereitzustellen, und ein Verfahren zum Vorsehen derselben vorzuschlagen.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Aspekt der Erfindung sieht einen Teil einer Halbleiterbearbeitungsvorrichtung vor, oder ist dazu ausgelegt, in ihr zum Einsatz zu kommen, die eine Prozesskammer umfasst, die dazu ausgelegt ist, eine erhitzte gasförmige Prozessatmosphäre zu enthalten. Der Teil ist mindestens teilweise mit einer wärmereflektierenden Beschichtung versehen, die aus amorphem SiO₂-Pulver besteht. Die Erfindung sieht auch eine Halbleiterbearbeitungsvorrichtung vor, die einen oder mehrere solche Teile umfasst.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht ein Verfahren zum Behandeln einer Komponente einer Halbleiterbearbeitungsvorrichtung vor, wobei die Vorrichtung erhitzte Prozessgase einsetzt und die Komponente – während des Betriebs – den erhitzten Prozessgasen ausgesetzt ist. Das Verfahren umfasst das Versehen einer Oberfläche der Komponente mindestens teilweise mit einer Beschichtung, die aus amorphem SiO₂-Pulver besteht. Das Verfahren kann auch das Versiegeln einer Oberfläche der aufgebrachten Beschichtung, zum Beispiel durch Flammpolieren, umfassen.
Die Erfindung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung bestimmter Ausführungsformen der Erfindung besser verständlich, die anhand der beiliegenden Zeichnungen erfolgt, welche die Erfindung lediglich veranschaulichen, jedoch nicht einschränken sollen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 bis 4 zeigen schematisch eine seitliche Schnittansicht der Halbleiterbearbeitungsvorrichtung, die mit einer oder mehreren Maßnahmen versehen ist, welche die thermischen Eigenschaften verbessern;
die 5 bis 6 zeigen schematisch eine Auflage zur Verwendung mit der Halbleiterbearbeitungsvorrichtung von 1; und
7 veranschaulicht schematisch zwei vorteilhafte Ausführungsformen einer reflektierenden Platte zur Verwendung in einer Halbleiterbearbeitungsvorrichtung, wie zum Beispiel der in den 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung zur chemischen Dampfabscheidung.
In den Zeichnungen können dieselben oder ähnliche Vorrichtungen, Teile, Räume, Ausrichtungen usw. durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet werden. Außerdem können in manchen Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit Referenznummern auch weggelassen werden, wenn der interessierende Gegenstand schon in einer oder mehreren vorhergehenden Figuren bezeichnet wurde.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In einer erfindungsgemäßen Halbleiterbearbeitungsvorrichtung wurden eines oder mehrere mechanische Teile mit einer Beschichtung behandelt, die ausgezeichnete reflektierende Eigenschaften aufweist. Die Beschichtung besteht aus amorphem SiO₂-Pulver, vorzugsweise aus gemahlenem Quarzmaterial mit einer bestimmten Korngröße und Korngrößenverteilung. Aufgrund der Körnung ist das Reflexionsvermögen der Beschichtung überraschend gut, mit bis zu 0,95 für Infrarotstrahlung mit einer Wellenlänge von 3 μm. Das Quarzmaterial ist mit der Halbleiterbearbeitung vereinbar und ist zum Beispiel für Reaktoren zur chemischen Dampfabscheidung zulässig. Zum Einhalten der Oberflächenspezifikationen in solchen Reaktoren und zum Verringern der Gefahr des Ausgasens der porösen Beschichtung und/oder des Freisetzens von Teilchen kann die Oberfläche der Beschichtung auch versiegelt werden. Dies kann zum Beispiel durch leichtes Flammpolieren der Oberfläche geschehen. Es hat sich herausgestellt, dass eine leichte Flammpolitur die Reflexionseigenschaften der Beschichtung nicht beeinflusst.
Eine im Handel erhältliche Beschichtung, die zur praktischen Umsetzung der Erfindung verwendet werden kann, ist Quartz-Coat^TM 850, das von Aremco Products Inc., New York, USA, erhältlich ist. Eine alternative im Handel erhältliche Beschichtung ist Hereus Quartz Coat, die von Hereus Quatzglass GmbH & Co. KG, Hanau, Deutschland, erhältlich ist. Das Beschichtungsmaterial ist ein Schlicker aus amorphem SiO₂-Pulver und Wasser. Das SiO₂-Pulver kann durch Nassmahlen von SiO₂ Ausgangskörnern hergestellt werden. Nach dem Aufbringen des Schlickers auf dem zu beschichtenden Teil muss der Schlicker ge trocknet werden, um das Wasser zu entfernen, und dann bei einer hohen Temperatur vulkanisiert werden, siehe z. B. US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 2008/0075949.
Die wärmereflektierende Beschichtung kann in verschiedenen Dicken aufgebracht werden. Versuche haben gezeigt, dass Dicken von 0,8 mm und darüber ein durchschnittliches Reflexionsvermögen von = 0,95 für elektromagnetische Wellenlängen im Bereich von 250 bis 2650 nm ergeben. Geringere Dicken können verwendet werden, um weniger als maximal reflektierende Beschichtungen zu erhalten. Eine Dicke von 0,3 mm ergibt zum Beispiel ein Reflexionsvermögen von 0,85. Die Dicke der Beschichtung kann je nach dem Verwendungszweck angepasst werden und ist typischerweise in einem Bereich zwischen 0,05 mm und 2 mm und noch besser in einem Bereich zwischen 0,1 und 1 mm.
Unten werden eine Anzahl von spezifischen Anwendungen einer wärmereflektierenden, oberflächenversiegelten Glaskeramikbeschichtung in einer Halbleiterbearbeitungsvorrichtung erörtert.
1 zeigt schematisch eine seitliche Schnittansicht einer vertikalen Vorrichtung 100 zur chemischen Dampfabscheidung. Die Vorrichtung umfasst eine Prozesskammer 109, deren Umrisse hauptsächlich von einem Prozessrohr 101 definiert sind, das nach unten offen ist, und eine Auflage 103, die vom unten offenen Bodenteil des Prozessrohrs 101 entfernbar aufgenommen wird. Die Auflage 103 trägt ein nicht dargestelltes Waferboot, während die Auflage 103 von einer Torplatte 105 getragen wird. Die Prozesskammer 109 ist von Heizelementen 108, wie zum Beispiel Heizspulen (nicht im Einzelnen gezeigt) und nicht gezeigtem Isoliermaterial umgeben. Innerhalb der Prozesskammer 109 kann eine Auskleidung 106 vorgesehen werden, welche den Außenumfang des Reaktionsraums, d. h. den Kern der Prozesskammer, begrenzt, der in der Verwendung die zu bearbeitenden Wafer enthält. Prozessgase und Spülgase können über eine Gaszufuhr 111 in den Reaktionsraum eingeführt werden, und können über einen Zwischenraum 113 zwischen der Auskleidung 106 und dem Prozessrohr 101 durch einen Unterdruckauslass 112 aus der Prozesskammer 109 ausgelassen werden.
Das Prozessrohr 101 ruht auf Flanschen 110. Um zu garantieren, dass das Prozessrohr 101 in einer gasdichten Weise abgedichtet ist, können mehrere Elastomerdichtungsringe 120 im unteren Teil des Reaktors 100 zwischen dem Prozessrohr 101, den Flanschen 110 und der Torplatte 105 verwendet werden. Da die Zuverlässigkeit von Elastomerdichtungsringen und anderen Dichtungen, wie zum Beispiel V-Dichtungen nachlassen kann, wenn sie häufig oder ständig hohen Temperaturen ausgesetzt werden, wird der untere Teil des Reaktors 100 vorzugsweise bei einer niedrigeren Temperatur als derjenigen gehalten, die im mittleren Teil der Reaktionskammer 109 vorherrscht.
Es ist der Hauptzweck der Auflage 103, eine thermische Isolierung zwischen der Prozesskammer 109, die in der Verwendung eine erhitzte Gasatmosphäre enthält, und der unteren Umgebung des Reaktors 100 zu schaffen. Zusätzlich dient sie zum Verringern der Temperatur aller Dichtungsringe, V-Dichtungen usw., die im unteren Teil des Reaktors vorhanden sind. Zu diesem Zweck enthält die Auflage 103 eine Anzahl scheibenförmiger Wärmeschilde 104, 104', 104'' usw., die in waagrechter Ausrichtung senkrecht aufeinandergestapelt sind. Auch wenn mehr Wärmeschilde einen höheren Grad der Isolierung schaffen, beschränkt die relative Platznot innerhalb eines Reaktors 100 praktisch die Anzahl von Schilden, die verwendet werden können.
Es wird daher vorgeschlagen, die Wärmeschilde 104, 104', 104'' usw. mit der wärmereflektierenden Beschichtung aus amorphem SiO₂-Pulver zu versehen. Eine Auflage 103, die beschichtete Wärmeschilde 104, 104' usw. aufweist, kombiniert in sich eine verbesserte Isolierung. Die Beschichtung kann Hammpoliert werden, um ihre Oberfläche zu versiegeln, um die Gefahr der Teilchenbildung auszuschließen. Jegliche Dichtungsringe oder V-Dichtungen, die im unteren Bereich des Reaktors 100 vorhanden sind, werden eine Verlängerung ihrer Lebensdauer und eine Verbesserung ihrer Zuverlässigkeit erfahren. Ferner kann die Auflage 103 Waferreaktoren größeren Durchmessers (= 450 mm) zulassen, da sie dazu fähig ist, einen Teil der erhöhten Hitzebelastung, die mit einer Vergrößerung des Reaktordurchmessers einhergeht, auf den unteren Abschnitt des Reaktors abzuleiten. Außerdem kann die Auflage 103 auch einer Vorrichtung zur chemischen Dampfabscheidung sowohl bei niedrigem Druck als auch bei Atmosphärendruck sowie auch in einer Vorrichtung zur atmosphärischen Oxidation bzw. Diffusion verwendet werden.
2 zeigt eine weitere Darstellung einer Halbleiterbearbeitungsvorrichtung 100 von 1. In 2 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit die oben beschriebene Auflage 103 weggelassen.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird eine wärmereflektierende SiO₂-Pulverbeschichtung an einem unteren Teil 203 der Auskleidung 106 angebracht. Die Beschichtung kann entweder an der Innenoberfläche, der Außenoberfläche oder der unteren Oberfläche des unteren Teils der Auskleidung 106 oder an mehreren davon angebracht sein. Eine Beschichtung auf der Innen- und der Außenoberfläche reflektiert Infrarotstrahlung 204, 204', 204''' von den Heizelementen 108, die gegen den unteren Teil des Reaktors 100 gerichtet ist, der die Flansche 110, den Prozessrohrflansch 202 und die Torplatte 105 aufweist, die ihrerseits Dichtungsringe 120 enthalten. Ein Vorsehen einer solchen Beschichtung auf einem Auskleidungsrohr 106, das aus klarem glattgeschmolzenem Quarz bestehen kann, ist einfacher und sparsamer als die Verwendung einer kürzeren Auskleidung und das Anschweißen eines undurchsichtigen Quarzabschnitts an ihr unteres Ende. Eine Beschichtung auf der Bodenfläche des unteren Teils der Auskleidung 106 reflektiert teilweise Wärmestrahlung, die durch den Körper der Auskleidung weitergeleitet wird, sobald sie auf die Bodenfläche trifft und hindert sie so daran, auch die Dichtungsringe zu erreichen.
In einer anderen Ausführungsform kann der obere Abschnitt 205 des Prozessrohrs 101 mit einer wärmereflektierenden Beschichtung aus amorphem SiO₂-Pulver versehen werden. Die Beschichtung kann auf der Innenseite, der Außenseite oder beiden Seiten des oberen Abschnitts 205 des Prozessrohrs an gebracht werden, um zu einer Verringerung des Wärmeverlusts durch den oberen Teil des Reaktors beizutragen. Wahlweise kann an der Außenseite des oberen Teils 205 auch eine herkömmliche Isolierung vorgesehen werden. Wenn der Wärmefluss durch den oberen Teil des Reaktors entsprechend klein gehalten werden kann, kann eine eigene Heizzone im oberen/mittleren Teil des Reaktors überflüssig werden.
In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können beschichtete Wärmeschilde 206 zwischen der Auskleidung 106 und dem Prozessrohr 101 angeordnet werden, um den strahlenden Wärmefluss zwischen den beiden Elementen und den Wärmefluss zu den kritischen Dichtungsringbereichen zu verringern. Die dargestellten Wärmeschilde 206 (der Übersichtlichkeit halber nur auf der linken Seite dargestellt) erstrecken sich waagrecht und können in einer gestapelten oder versetzten Anordnung angebracht sein. Da in dem Raum zwischen der Auskleidung 106 und dem Prozessrohr 101 angebrachte Wärmeschilde potentiell ein Hindernis für das Ausfließen von Gasen darstellen, muss darauf geachtet werden, sie nicht so anzuordnen, dass sie einen Druckabfall verursachen, der von der Vakuumpumpe, die an den Vakuumauslass 112 angeschlossen ist, nicht entsprechend verarbeitet werden kann.
Zur Vermeidung unnötiger Druckabfälle sind die beschichteten Schilde vorzugsweise senkrecht ausgerichtet, wie die in 3 gezeigten Schilde 301, 301' usw. Die Schilde 301, 301' usw. sind auch in dem ringförmigen Raum zwischen der Auskleidung 106 und dem Prozessrohr 101 angeordnet sowie mit einem Zylindermantel 302 zur strukturellen Abstützung verbunden. Aufgrund ihrer senkrechten Ausrichtung verringern die Schilde wirksam den Sichtwinkel, mit dem die kritischen Dichtungsringbereiche auf die Prozesskammer 109 und die Heizelemente 108, die sie umgeben, blicken. Es wird darauf aufmerksam gemacht, dass derselbe Effekt auch mit Schilden erreicht werden kann, die eine andere Form haben, zum Beispiel gekrümmt anstelle von gerade sind. In einer alternativen Ausführungsform kann der Schild 301, 301' usw. an der Auskleidung 106 oder dem Prozessrohr 101 befestigt sein.
4 zeigt schematisch die vertikale Vorrichtung zur Dampfabscheidung von 1, nun durch einen Gasinjektor 401 ergänzt, der in der Prozesskammer 109 auf der Innenseite des Auskleidungsrohrs 106 vorgesehen ist. Der Gasinjektor 401 erstreckt sich in der senkrechten Richtung über ungefähr die Höhe des Reaktionsbereichs 403 und umfasst eine Vielzahl von Gasinjektionslöchern 402. Der Gasinjektor 401 hat ein Zuleitungsende, das mit der Gaszuleitung 111 verbunden ist, um Prozessgase und/oder Spülgas in den Reaktionsbereich 403 einzuleiten. Die Gase können über einen Zwischenraum 113 zwischen der Auskleidung 106 und dem Prozessrohr 109 über einen Vakuumauslass aus der Prozesskammer 109 ausgelassen werden.
Ein Teil der Außenoberfläche des Gasinjektors 401, der zum Reaktionsbereich 403 hin gewandt ist, kann mit der wärmereflektierenden amorphen SiO₂-Pulverbeschichtung versehen sein. Die diffuse Reflexion, die von der Beschichtung verursacht wird, kann zum Erwärmen von Gasen im unteren Teil des Reaktors beitragen. Alternativ dazu kann der äußere Oberflächenbereich des Gasinjektors 401 vollständig beschichtet sein, um zu verhindern, dass der Injektor überhitzt wird. Auf einen vollständig beschichteten Gasinjektor 401 auftreffende Wärmestrahlung wird reflektiert, während die Zufuhr frischen Gases in den Injektor eine kühlende Wirkung hat. Es kann von Vorteil sein, wenn die Temperatur im Injektor 401 etwas niedriger als in der Prozesskammer 109 ist, um eine vorzeitige thermische Zersetzung der Prozessgase zu verhindern. Wahlweise kann im Injektor 401 eine zusätzliche getrennte Kühlgasregelungsleitung vorgesehen werden.
5 zeigt schematisch eine Auflage 103, die eine Anzahl waagrecht ausgerichteter Wärmeschilde 104, 104' usw. zeigt. Die Wärmeschilde werden von drei oder mehr Beinen 501 aus Quarz abgestützt. Zwei der Beine sind in 5 schematisch dargestellt. Die Füße der Beine 501 können beschichtet sein, um eine Wärmeübertragung durch ”Infrarotlicht-Piping” an die untere die Auflage tragende Struktur, wie zum Beispiel die Torplatte 105 (siehe 1), zu verhindern.
6 zeigt schematisch einen alternativen Typ einer Auflage, die einen Körper 601 aus Isoliermaterial hat. Eine solche Auflage ist typischerweise mit einer Hülle 602 aus undurchsichtigem Quarz versehen. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Hülle 602 aus klarem glattgeschmolzenem Quarz und mit einer Beschichtung aus amorphem SiO₂-Pulver auf mindestens der Innenseite und der Außenseite der Hülle versehen.
7 zeigt schematisch zwei vorteilhafte Ausführungsformen einer reflektierenden Platte 701, 703 zur Verwendung in einer Halbleiterbearbeitungsvorrichtung. Die Platten 701, 703 können zum Beispiel als Wärmeschilde in der Auflage 103 der in den 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung zur chemischen Dampfabscheidung verwendet werden. In einer ersten Ausführungsform, die mit A bezeichnet ist, ist die reflektierende Platte 701 auf der eine größere Fläche aufweisenden Seite 702 mit der wärmereflektierenden oberflächenversiegelten Glaskeramikbeschichtung versehen. In einer zweiten Ausführungsform, die mit (B) bezeichnet ist, ist die Platte 703 auf ihren beiden größeren Oberflächen 704, 705 mit der wärmereflektierenden Beschichtung versehen. In der letzteren Ausführungsform hat die Beschichtung nicht notwendigerweise auf beiden Seiten 704, 705 die gleiche Dicke. Falls die Platte 703 in einer Auflage 103 wie oben beschrieben verwendet wird, kann zum Beispiel ihre zur Prozesskammer weisende Seite mit einer Beschichtung versehen sein, die eine Dicke hat, die einem durchschnittlichen Reflexionsvermögen von = 0,95 entspricht, während ihre zur Torplatte weisende Seite mit einer Beschichtung versehen sein kann, die eine Dicke hat, die einem Reflexionsvermögen zwischen 0,20 und 0,80 entspricht. Sowohl bei der Ausführungsform A als auch B kann der Körper der reflektierenden Platte 701, 703 aus einem undurchsichtigen oder durchsichtigen glattgeschmolzenen Quarzmaterial hergestellt werden. In einer Ausführungsform kann eine Oberfläche der Beschichtung versiegelt sein. Auch wenn die Beschichtung selbst zur normalen Verwendung, zum Beispiel als Reflektoren für Lampen, schon relativ ausgasungsarm und nicht verschmutzend sein kann, kann es trotzdem vorkommen, dass sie die extrem strengen Anforderungen an das Nicht-Ausgasen und das Nicht-Erzeugen von Partikeln innerhalb der Prozesskammer einer Halbleiterbearbeitungsvorrich tung immer noch nicht einhält. Ein Versiegeln der Beschichtung trägt dann dazu bei, diese strengen Anforderungen einzuhalten. Dies kann zum Beispiel durch ein leichtes Flammpolieren der Oberfläche geschehen. Es hat sich herausgestellt, dass eine leichte Flammpolitur die reflektierenden Eigenschaften der Beschichtung nicht beeinflusst.
In einer anderen Ausführungsform kann eine Quarzplatte auf einer reflektierenden Platte angeordnet werden, die mit einer reflektierenden SiO₂-Pulverbeschichtung versehen ist, wobei die Quarzplatte mit der beschichteten Seite der reflektierenden Platte in dichtendem Eingriff ist. Zu diesem Zweck können die Ränder zweier Platten mit gleichen seitlichen Abmessungen Hammpoliert oder zusammengeschweißt werden. Auf diese Weise wird die wärmereflektierende Beschichtung in einer Sandwichstruktur zwischen zwei Quarzplatten angeordnet, um jede potentielle Gefahr eines Ausgasens auszuschließen. In einer Ausführungsform können die mechanischen Teile teilweise beschichtet werden. Wenn im Reaktor zum Beispiel ein lokaler kalter Punkt oder heißer Punkt vorhanden ist, kann ein Teil abschnittsweise beschichtet werden, um die erwünschte thermische Verbesserung zu erreichen. Auch wenn das Reflexionsvermögen der Beschichtung durch Einstellen der Dicke der Beschichtung angepasst werden kann, besteht eine andere Möglichkeit der Einstellung des Reflexionsvermögens in dem Beibehalten der Dicke der Beschichtung auf einem konstanten Wert und dem Vorsehen der Beschichtung in einem Muster mit einer teilweisen Abdeckung der Oberfläche und dem unbeschichtet Lassen des anderen Teils der Oberfläche.
Auch wenn veranschaulichende Beispiele der vorliegenden Erfindung im Einzelnen anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurden, so versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen eingeschränkt ist. Verschiedene Abänderungen und Modifikationen können vom Fachmann vorgenommen werden, ohne dass dadurch vom Umfang oder Geist der Erfindung abgewichen wird, wie er in den Ansprüchen definiert ist. Demnach bedeutet eine Bezugnahme in dieser gesamten Beschreibung auf ”Ausführungsform” oder ”eine Ausführungsform”, dass ein bestimmtes Merkmal, eine be stimmte Struktur oder Charakteristik, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wurde, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Deshalb bezieht sich die Ausdrucksweise ”in einer Ausführungsform” an verschiedenen Stellen in dieser Beschreibung nicht notwendigerweise immer auf dieselbe Ausführungsform. Ferner wird darauf aufmerksam gemacht, dass die bestimmten Merkmale, Strukturen oder Charakteristiken in einer beliebigen geeigneten Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden können.

Claims

Teil einer, oder angepasst zur Verwendung in einer, Halbleiterbearbeitungsvorrichtung, die eine Prozesskammer umfasst, die dazu ausgelegt ist, eine erhitzte, gasförmige Prozessatmosphäre zu enthalten, wobei das Teil mindestens teilweise mit einer wärmereflektierenden Beschichtung aus amorphem SiO₂-Pulver versehen ist.
Teil nach Anspruch 1, wobei das Teil dazu ausgelegt ist, während des Betriebs der erhitzten, gasförmigen Atmosphäre innerhalb der Prozesskammer ausgesetzt zu sein.
Teil nach Anspruch 1, wobei eine angebrachte wärmereflektierende Beschichtung eine Dicke zwischen 0,05 und 2 mm hat.
Teil nach Anspruch 1, wobei eine angebrachte wärmereflektierende Beschichtung für elektromagnetische Wellenlängen zwischen 250 nm und 2650 nm ein durchschnittliches Reflexionsvermögen von > 0,95 hat.
Teil nach Anspruch 1, wobei eine Oberfläche der wärmereflektierenden Beschichtung zum Beispiel mittels Flammpolieren versiegelt wurde.
Teil nach Anspruch 1, wobei die amorphe SiO₂-Pulverbeschichtung Quartz-Coat^TM 850 von Aremco oder Hereus Reflective Coating von Hereus ist.
Teil nach Anspruch 1, wobei das Teil eine Auflage ist, die mindestens teilweise in der Prozesskammer aufnehmbar ist, wobei die Auflage eine Anzahl von Wärmeschilden umfasst, von denen mindestens einer mit der wärmereflektierenden Beschichtung versehen ist, um Wärme in die Prozesskammer hinein zu richten.
Teil nach Anspruch 1, wobei das Teil ein Prozessrohr ist, das dazu ausgelegt ist, die Prozesskammer mindestens teilweise zu umgeben.
Teil nach Anspruch 1, wobei das Teil ein Auskleidungsrohr ist, das dazu ausgelegt ist, innerhalb der Prozesskammer angeordnet zu sein.
Teil nach Anspruch 1, wobei das Teil ein Wärmeschild ist, der dazu ausgelegt ist, innerhalb der Prozesskammer zwischen einem Prozessrohr und einem Auskleidungsrohr angeordnet zu sein.
Teil nach Anspruch 1, wobei das Teil eine Zusammensetzung aus zwei oder mehr Quarzplatten ist, die durch die wärmereflektierende Beschichtung voneinander getrennt sind.
Teil nach Anspruch 1, wobei das Teil ein Gasinjektor ist, der dazu ausgelegt ist, innerhalb der Prozesskammer angeordnet zu sein.
Halbleiterbearbeitungsvorrichtung, umfassend eine Prozesskammer, die dazu ausgelegt ist, eine erhitzte, gasförmige Prozessatmosphäre zu enthalten, und eines oder mehrere Teile gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Behandeln einer Komponente einer Halbleiterbearbeitungsvorrichtung, wobei die Vorrichtung erhitzte Prozessgase verwendet und die Komponente während des Betriebs den erhitzten Prozessgasen ausgesetzt ist, umfassend: mindestens teilweise Versehen einer Oberfläche der Komponente mit einer Beschichtung aus amorphem SiO₂-Pulver.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Oberfläche der reflektierenden Beschichtung mittels Flammpolieren versiegelt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei eine angebrachte Beschichtung für elektromagnetische Wellenlängen zwischen 250 nm und 2650 nm ein durchschnittliches Reflexionsvermögen von = 0,95 hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die amorphe SiO₂-Pulverbeschichtung Quartz-Coat^TM 850 von Aremco oder Hereus Reflective Coating von Hereus ist.