DE112012004880T5

DE112012004880T5 - Kammerdichtungselement

Info

Publication number: DE112012004880T5
Application number: DE112012004880.6T
Authority: DE
Inventors: Jerry Winkler; Carl White; Fred Alokozai; Todd Dunn; Eric Shero; Michael Halpin
Original assignee: ASM IP Holding BV
Current assignee: ASM IP Holding BV
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2014-08-28
Also published as: KR101904855B1; KR20140091766A; WO2013078065A8; KR101860924B1; TW201341585A; WO2013078065A1; KR20180056792A; US20130129577A1; CN104081512A; US20150167159A1; TWI575106B; US9340874B2; CN104081512B; US9005539B2

Abstract

Eine Reaktionskammer enthält ein oberes Gebiet zum Verarbeiten eines Substrats, ein unteres Gebiet zum Beschicken eines Substrats, einen Suszeptor, der innerhalb der Reaktionskammer beweglich ist, ein erstes Dichtungselement, das an einem Umfang des Suszeptors positioniert ist, ein zweites Dichtungselement, das zwischen dem oberen Gebiet und dem unteren Gebiet positioniert ist, wobei das erste und das zweite Dichtungselement wahlweise miteinander in Eingriff sind, um die Verbindung zwischen dem oberen Gebiet und dem unteren Gebiet zu begrenzen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/563.232, eingereicht am 23. November 2011, deren Offenbarung hier durch Literaturhinweis eingefügt ist.
STAND DER TECHNIK
Dünnfilmablagerungs-Reaktionskammern werden allgemein mit einer Einzelkammer oder mit einer Doppelkammer hergestellt. In der Doppelkammeranordnung können die zwei Kammern so orientiert sein, dass eine Kammer vertikal über der zweiten Kammer liegt. Die obere Kammer wird zum Verarbeiten des Substrats verwendet, während die untere Kammer zum Beschicken und Ausgeben des Substrats verwendet wird. Ein regelmäßig auftretendes Problem in Doppelkammerreaktoren ist die Ablagerung von Partikeln, die die Wände der unteren Kammer beschichten und eine häufigere Reinigung der Kammer erfordern.
Außerdem kann es schwierig sein, ein Substrat, das in einem Substratverarbeitungswerkzeug verarbeitet wird, zu erwärmen. Die Schwankung der Substraterwärmung kann zu Temperaturschwankungen innerhalb des Substrats führen. Solche Temperaturschwankungen innerhalb des Substrats können zu Verarbeitungsungleichmäßigkeiten innerhalb des Substrats führen. In einigen Anlagen können Substrate, die solche Ungleichförmigkeiten zeigen, defekte Vorrichtungen erzeugen. Ferner kann ein Ablagerungsprodukt in der unteren Verarbeitungskammer abgelagert werden, was zu verringerten Temperaturen in der Reaktionskammer und somit zu erhöhtem Leistungsverbrauch, um die unzureichende Erwärmung zu überwinden, führt. Außerdem kann die Zunahme eines Ablagerungsprodukts in der Kammer zu vorzeitigen Kammerreinigungsanforderungen und zu erhöhten Kosten führen.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aspekte dieses Dokuments beziehen sich auf Reaktionskammern zum Verarbeiten von Substraten. In einem Aspekt enthält eine Reaktionskammer ein oberes Gebiet zum Verarbeiten eines Substrats, ein unteres Gebiet zum Beschicken eines Substrats, einen Suszeptor, der innerhalb der Reaktionskammer beweglich ist, ein erstes Dichtungselement, das an einem Umfang des Suszeptors positioniert ist, ein zweites Dichtungselement, das zwischen dem oberen Gebiet und dem unteren Gebiet positioniert ist, wobei das erste und das zweite Dichtungselement wahlweise miteinander in Eingriff sind, um die Verbindung zwischen dem oberen Gebiet und dem unteren Gebiet zu begrenzen.
In einer Implementierung kann das erste Dichtungselement abnehmbar an dem Suszeptor positioniert sein. Das zweite Dichtungselement kann abnehmbar zwischen dem oberen Gebiet und dem unteren Gebiet positioniert sein. Ferner kann die Reaktionskammer zwischen einem Umfang des Suszeptors und dem ersten Dichtungselement einen Zwischenraum enthalten. Der Zwischenraum kann abnehmen, wenn die Reaktionskammer auf einer Verarbeitungstemperatur ist. Das erste Dichtungselement kann vertikal mit dem Suszeptor laufen. Ferner kann die Reaktionskammer in dem oberen Gebiet einen Sprühkopf enthalten, wobei das zweite Dichtungselement zwischen dem Sprühkopf und dem ersten Dichtungselement befestigt ist. Ein Verarbeitungsgas kann zwischen dem ersten Dichtungselement und dem zweiten Dichtungselement laufen, wenn der Suszeptor in einer Verarbeitungsstellung ist.
Das erste Dichtungselement und das zweite Dichtungselement können aus Quarz bestehen. Das Dichtungselement kann an dem Suszeptor selbstzentrierend sein. Das erste Dichtungselement kann ferner wenigstens einen Vorsprung enthalten, der nach oben verläuft. Das zweite Dichtungselement kann ferner wenigstens einen Vorsprung enthalten, der nach unten verläuft. Der wenigstens eine Vorsprung des ersten Dichtungselements und der wenigstens eine Vorsprung des zweiten Dichtungselements können ineinandergreifen, wenn der Suszeptor in einer Verarbeitungsstellung ist. Zwischen dem ersten Dichtungselement und dem zweiten Dichtungselement kann ein gewundener Weg definiert sein. Ferner können die wenigstens einen Vorsprünge des ersten Dichtungselements und des zweiten Dichtungselements jeweils drei Vorsprünge enthalten.
Das zweite Dichtungselement kann biegsam sein und das erste Dichtungselement kann das zweite Dichtungselement durchbiegen, wenn der Suszeptor in einer Verarbeitungsstellung ist. Das zweite Dichtungselement kann innerhalb des unteren Gebiets an der Reaktionskammer befestigt sein. Ferner kann das zweite Dichtungselement mehrere Kerben enthalten. Ferner kann das zweite Dichtungselement mehrere radial ausgerichtete Schlitze enthalten. Ferner kann das zweite Dichtungselement zwei zweite Dichtungselemente mit radial ausgerichteten Schlitzen, die gegeneinander versetzt positioniert sind, enthalten.
In einem anderen Aspekt enthält eine Reaktionskammer-Trennvorrichtung ein erstes Dichtungselement, das innerhalb einer Reaktionskammer beweglich ist und auf einem Suszeptor positioniert werden kann, ein zweites Dichtungselement, das innerhalb der Reaktionskammer zwischen einem oberen Gebiet und einem unteren Gebiet positioniert werden kann, und wobei das erste und das zweite Dichtungselement wahlweise miteinander in Eingriff gebracht werden können, um die Verbindung zwischen dem oberen Gebiet und dem unteren Gebiet zu begrenzen.
In einer Implementierung kann das erste Dichtungselement ferner wenigstens einen Vorsprung enthalten, der nach oben verläuft, und kann das zweite Dichtungselement ferner wenigstens einen Vorsprung enthalten, der nach unten verläuft. Der wenigstens eine Vorsprung des ersten Dichtungselements und der wenigstens eine Vorsprung des zweiten Dichtungselements können ineinandergreifen, wenn der Suszeptor in einer Verarbeitungsstellung ist. Zwischen dem ersten Dichtungselement und dem zweiten Dichtungselement kann ein gewundener Weg definiert sein. Das zweite Dichtungselement ist biegsam und das erste Dichtungselement biegt das zweite Dichtungselement durch, wenn der Suszeptor in einer Verarbeitungsstellung ist.
Im Folgenden sind in den Zeichnungen und in der ausführlichen Beschreibung Aspekte und Implementierungen der hier dargestellten Offenbarung beschrieben. Sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist, sollen die Wörter und Formulierungen in der Beschreibung und in den Patentansprüchen ihre einfache, normale und dem Durchschnittsfachmann auf den anwendbaren Gebieten vertraute Bedeutung haben. Die Erfinder sind in voller Kenntnis dessen, dass sie auf Wunsch ihre eigenen Wörterbücher verfassen können. Sofern nicht etwas anderes deutlich angegeben ist und dann ferner ausdrücklich die ”spezielle” Definition dieses Begriffs, wie sie sich von der einfachen und normalen Bedeutung unterscheidet, dargelegt ist und erläutert ist, entscheiden sich die Erfinder als Verfasser ihrer eigenen Wörterbücher ausdrücklich dafür, in der Beschreibung und in den Patentansprüchen nur die einfache und normale Bedeutung von Begriffen zu verwenden. Ohne solche deutlichen Absichtserklärungen, eine ”spezielle” Definition anzuwenden, beabsichtigen und wünschen die Erfinder, dass auf die Interpretation der Beschreibung und der Patentansprüche die simple, einfache und normale Bedeutung der Begriffe angewendet wird.
Außerdem sind die Erfinder in Kenntnis der normalen Regeln der englischen Grammatik. Wenn ein Substantiv, ein Begriff oder eine Formulierung in einer Weise weiter charakterisiert, spezifiziert oder eingeengt werden soll, enthält dieses Substantiv, dieser Begriff oder diese Formulierung somit explizit zusätzliche Adjektive, beschreibende Begriffe oder andere Attribute in Übereinstimmung mit den normalen Regeln der englischen Grammatik. Ohne die Verwendung solcher Adjektive, beschreibenden Begriffe oder Attribute sollen diese Substantive, Begriffe oder Formulierungen ihre einfache und normale englische Bedeutung haben, die der Fachmann auf den anwendbaren Gebieten wie oben dargelegt kennt.
Die vorstehenden und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile gehen für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet aus der BESCHREIBUNG und aus den ZEICHNUNGEN sowie aus den PATENTANSPRÜCHEN hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
1 schematisch eine Substratverarbeitungskammer zeigt, die ein erstes Dichtungselement und ein zweites Dichtungselement in einer Substratbeschickungsstellung enthält.
2 schematisch eine Substratverarbeitungskammer mit einem Suszeptor, einem ersten Dichtungselement und einem zweiten Dichtungselement in einer Verarbeitungsstellung zeigt.
3 schematisch eine perspektivische Unteransicht eines Abschnitts des Suszeptors und der Dichtungselemente zeigt.
4 schematisch eine perspektivische Explosionsdarstellung des Suszeptors und der Dichtungselemente zeigt.
5 schematisch eine Schnittansicht des in 2 mit 5 bezeichneten Bereichs zeigt.
6 schematisch eine Schnittansicht des in 2 mit 5 bezeichneten Bereichs mit einer zweiten Implementierung eines Dichtungselements zeigt.
7 schematisch eine Substratverarbeitungskammer, die ein erstes Dichtungselement und ein zweites Dichtungselement enthält, in einer Substratbeschickungsstellung zeigt.
8 schematisch eine Substratverarbeitungskammer mit einem Suszeptor, mit einem ersten Dichtungselement und mit einem zweiten Dichtungselement in einer Verarbeitungsstellung zeigt.
9 schematisch eine perspektivische Ansicht einer dritten Implementierung eines zweiten Dichtungselements zeigt.
10 schematisch eine Schnittansicht des in 8 mit 10 bezeichneten Bereichs zeigt.
11 schematisch eine perspektivische Ansicht einer vierten Implementierung eines zweiten Dichtungselements zeigt.
12 schematisch eine Schnittansicht des in 8 mit 10 bezeichneten Bereichs mit einer vierten Implementierung des zweiten Dichtungselements zeigt, wobei das erste und das zweite Dichtungselement gelöst sind.
13 schematisch eine Schnittansicht allgemein längs der Linie 13-13 in 12 zeigt.
14 schematisch eine Schnittansicht allgemein längs der Linie 14-14 in 13 zeigt.
15 schematisch eine Schnittansicht des in 8 mit 10 bezeichneten Bereichs mit einer vierten Implementierung des zweiten Dichtungselements zeigt, wobei das erste und das zweite Dichtungselement in Eingriff sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegenden Aspekte und Implementierungen können hinsichtlich Funktionsblockkomponenten und verschiedenen Verarbeitungsschritten beschrieben sein. Solche Funktionsblöcke können durch irgendeine Anzahl von Hardware- oder Softwarekomponenten verwirklicht werden, die dafür konfiguriert sind, die spezifizierten Funktionen auszuführen und die verschiedenen Ergebnisse zu erzielen. Zum Beispiel können die vorliegenden Aspekte verschiedene Sensoren, Detektoren, Flusssteuervorrichtungen, Heizeinrichtungen und dergleichen nutzen, die eine Vielzahl von Funktionen ausführen können. Außerdem können die vorliegenden Aspekte und Implementierungen in Verbindung mit irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsverfahren ausgeübt werden und können die beschriebenen Vorrichtungen und Systeme irgendeine Anzahl von Verarbeitungsverfahren nutzen und sind die beschriebenen Vorrichtungen und Systeme lediglich Beispiele für die Anwendungen der Erfindung.
Die 1 und 2 veranschaulichen Ansichten einer Reaktionskammer 20 in einer Beschickungs/Ausgabe-Stellung bzw. in einer Verarbeitungsstellung. Die Reaktionskammer 20 kann ein oberes Gebiet 22 und ein unteres Gebiet 24, die durch eine Zwischenplatte 26 getrennt sein können, enthalten. Im Allgemeinen findet die Verarbeitung innerhalb des oberen Gebiets 22 statt, während die Substratbeschickung und -ausgabe innerhalb des unteren Gebiets 24 stattfindet. Ein Suszeptor 28 enthält eine Substratmontagefläche 30 und ist mit einem vertikal beweglichen Teileheber 32 verbunden, um den Suszeptor zwischen der Substratbeschickungsstellung und der Substratverarbeitungsstellung zu verlagern. Wenn der positionierte Suszeptor 28 in Richtung der Pfeile 38 wie in 2 gezeigt nach oben bewegt wird, kann auf der Substratmontagefläche 30 ein Substrat 34 positioniert sein und in einem Verarbeitungsgebiet 36 gelegen sein, wobei ein Sprühkopf 40 eine obere Oberfläche des Verarbeitungsgebiets definiert. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, kann auf dem Suszeptor 28 und von ihm abnehmbar ein erstes Dichtungselement 42 positioniert sein, während zwischen dem oberen Gebiet 22 und dem unteren Gebiet 24 ein zweites Dichtungselement 44 positioniert sein kann. Genauer kann das zweite Dichtungselement 44 so positioniert sein, dass es wenigstens teilweise an der Zwischenplatte 26 anliegt, oder kann es mit der Zwischenplatte oder mit irgendeinem anderen geeigneten Abschnitt der Reaktionskammer 20 verbunden sein, ohne von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Nun in 3 und 4 ist ein Suszeptor 28 gezeigt, wobei das erste Dichtungselement 42 und das zweite Dichtungselement 44 befestigt bzw. gelöst sind. Der Suszeptor 28 enthält eine Außenoberfläche 46 und einen vorspringenden Rand 48, der von der Außenoberfläche 46 nach außen verläuft. Der vorspringende Rand 48 kann allgemein nahe einer unteren Oberfläche 50 des Suszeptors positioniert sein und ist so angeordnet, dass er das erste Dichtungselement 42 darauf aufnimmt. Das erste Dichtungselement 42 enthält einen unteren Abschnitt 52 und einen oberen Abschnitt 54, wobei der untere Abschnitt in einer Implementierung allgemein radial innerhalb des oberen Abschnitts 54 positioniert ist, obgleich irgendwelche geeignete Anordnungen genutzt werden können. Der untere Abschnitt 52 kann eine untere Oberfläche 56 enthalten, die so ausgelegt ist, dass sie an dem vorspringenden Rand 48 des Suszeptors 28 anliegt, wenn das erste Dichtungselement zum Trennen des oberen Gebiets 22 und des unteren Gebiets 24 verwendet wird. Wie im Folgenden ausführlicher diskutiert ist, kann der obere Abschnitt 54 eine obere Oberfläche 58 enthalten, die durch Ausbildung eines Abschnitts eines gewundenen Wegs beim Abdichten hilft. Ferner kann der untere Abschnitt 52 eine Innenoberfläche 60 und eine Außenoberfläche 62 enthalten, während der obere Abschnitt 54 eine Innenoberfläche 64 und eine Außenoberfläche 66 enthalten kann. Dementsprechend fungiert der obere Abschnitt 54 als ein Vorsprung, indem er von dem unteren Abschnitt 52 als Teil des ersten Dichtungselements 42 nach oben verläuft.
Das zweite Dichtungselement 44 kann einen äußeren Montagering 68 mit einer unteren Oberfläche 70 enthalten, wobei der äußere Montagering 68 teilweise einen Kanal 72 definiert. Wenn das zweite Dichtungselement 44 verwendet wird, um eine Trennung zwischen dem oberen Gebiet 22 und dem unteren Gebiet 24 bereitzustellen, steht die untere Oberfläche 70 allgemein in Kontakt mit der Zwischenplatte 26. Der Außenring 68 kann außerdem mehrere Kerben 74 enthalten, die dafür verwendet werden, eine konstante und gleichbleibende Ausrichtung auf die anderen Komponenten in der Reaktionskammer sicherzustellen. Außerdem kann das zweite Dichtungselement 44 einen äußeren Vorsprung 76 und einen inneren Vorsprung 78, die allgemein nach unten verlaufen, enthalten. Der äußere Vorsprung 76 kann eine Außenoberfläche 80 und eine Innenoberfläche 82 enthalten, während der innere Vorsprung 78 eine Außenoberfläche 84 und eine Innenoberfläche 86 enthalten kann. In dieser Anordnung definiert die Außenoberfläche 80 des äußeren Vorsprungs 76 in dem zweiten Dichtungselement 44 ferner einen Kanal 72, während die Außenoberfläche 84 des inneren Vorsprungs 78 und die Innenoberfläche 82 des äußeren Vorsprungs 76 wenigstens teilweise einen Kanal 88 zur Aufnahme des oberen Abschnitts 54 des ersten Dichtungselements 42, wenn der Suszeptor 28 in die Verarbeitungsstellung nach oben läuft, definieren. In einer Implementierung können der innere Vorsprung 78 und der äußere Vorsprung 76 über die untere Oberfläche 70 hinaus nach unten verlaufen, da die untere Oberfläche auf einer Zwischenplatte innerhalb der Reaktionskammer positioniert ist. In einer anderen Implementierung kann der innere Vorsprung 78 über eine kürzere Strecke als der äußere Vorsprung 76 nach unten verlaufen. Der Fachmann auf dem Gebiet wird sofort würdigen, dass an den Dichtungselementen eine Anzahl von Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen.
5 veranschaulicht eine vergrößerte Schnittansicht des ersten Dichtungselements 42, das innerhalb eines Abschnitts des zweiten Dichtungselements 44 ineinandergreift, wenn der Suszeptor 28 in eine Verarbeitungsstellung nach oben bewegt wird. Genauer ist der obere Abschnitt 54 des ersten Dichtungselements 42 innerhalb eines wenigstens teilweise zwischen dem äußeren Vorsprung 76, dem inneren Vorsprung 78 und einer Wand 90 gebildeten Kanals 88 positioniert gezeigt. Wegen des durch das erste und durch das zweite Dichtungselement erzeugten gewundenen Wegs ist ein durch die Pfeile 92 angegebener Gasweg allgemein weniger anfällig dafür, Gase aus dem oberen Gebiet 22 in das untere Gebiet 24 zu übertragen. Das Gas muss durch den durch einen zwischen den Innenoberflächen 60 und 64 des ersten Dichtungselements 42 und einer Außenoberfläche 46 des Suszeptors 28 gebildeten Zwischenraum 94 definierten gewundenen Weg, durch einen Kanal 88 mit dem darin positionierten oberen Abschnitt 54 und schließlich in das untere Gebiet 24 laufen. Die Breite und die Längen des gewundenen Wegs können so optimiert sein, dass je nach den Verarbeitungsanforderungen eine veränderliche Länge der Verbindung zwischen dem oberen und dem unteren Gebiet oder keine Verbindung zwischen dem oberen und dem unteren Gebiet zuzulassen ist.
Sowohl das erste Dichtungselement 42 als auch das zweite Dichtungselement 44 können aus Quarz, Rutil, Yttriumoxid, Zirkoniumdioxid, Inconel, Titan, Beryllium-Kupfer oder aus irgendeinem anderen geeigneten Material bestehen. In einigen Implementierungen können die Größen des ersten und des zweiten Dichtungselements in Anhängigkeit von der Temperatur innerhalb der Reaktionskammer 20 zunehmen oder abnehmen. Zum Beispiel neigt das erste Dichtungselement 42 dazu, sich auszudehnen oder anzuwachsen, wenn die Temperatur innerhalb der Reaktionskammer zunimmt und insbesondere, wenn die Temperatur nahezu 400 Grad C zunimmt, wenn das erste Dichtungselement 42 aus Quarz besteht. Ferner kann der Zwischenraum 94 verringert werden und stellt das erste Dichtungselement 42 eine Selbstzentrierungsfunktion an dem Suszeptor 28 bereit, wenn das erste Dichtungselement 42 anwächst.
Anhand von 6 ist nun ein anderer Aspekt des ersten Dichtungselements 42 und des zweiten Dichtungselements 44 im Schnitt gezeigt, wobei das erste Dichtungselement 42 einteilig mit dem Suszeptor 28 gebildet ist. Genauer ist in dem zweiten Dichtungselement 44 außer den Vorsprüngen 98, 100 und 102, die von dem Suszeptor 28 nach oben verlaufen, ein mittlerer Vorsprung 96 enthalten. In dieser Anordnung ist der vorspringende Rand 48 des ersten Aspekts durch drei Vorsprünge 98, 100 und 102 ersetzt worden, die innerhalb der Kanäle 88 ineinandergreifen, die zwischen jedem der verschiedenen von dem zweiten Dichtungselement 44 nach unten verlaufenden Vorsprünge gebildet sind. In dieser Anordnung muss der Gasweg 92 einem gewundenen Weg durch mehrere Kanäle 88 folgen, die darin Vorsprünge 98, 100 und 102 aufweisen, um den Gasströmungsweg weiter zu begrenzen. Dementsprechend wird noch weniger Gasströmungsverbindung zwischen dem oberen Abschnitt 22 und dem unteren Abschnitt 24 erhalten, wenn zusätzliche Vorsprünge in dem gewundenen Weg enthalten sind. Somit ist zu sehen, dass in dem ersten und in dem zweiten Dichtungselement in Abhängigkeit von den durch das Werkzeug oder durch den Prozess geforderten Drosselungen der Gasströmung irgendeine Anzahl von Vorsprüngen genutzt werden können. Ferner können die Entfernungen zwischen den Vorsprüngen und den offenen Räumen dazwischen nach Bedarf optimiert werden. Ferner können die Vorsprünge in dem ersten Dichtungselement 42 nach Bedarf als Teil eines separaten abnehmbaren Stücks gebildet sein oder können sie einteilig mit dem Suszeptor gebildet sein, während die Vorsprünge des zweiten Dichtungselements 44 als ein getrenntes abnehmbares Stück gebildet sein können oder einteilig mit der Reaktionskammer 20 oder mit einer Zwischenplatte, wie es geeignet sein kann.
Nun anhand von 7–15 ist eine Kammerabdichtvorrichtung eines anderen Aspekts gezeigt, obgleich die verbleibenden Komponenten dieselben und/oder ähnliche sind. Ein erstes Dichtungselement 104 ist abnehmbar an dem vorspringenden Rand 48 des Suszeptors 28 positioniert, während ein zweites Dichtungselement 106 allgemein innerhalb des unteren Gebiets 24 positioniert ist und abnehmbar an der Zwischenplatte 26 befestigt ist. Genauer kann das zweite Dichtungselement 106 mit einer Montageplatte 108 und mehreren Schrauben 110 abnehmbar an der Zwischenplatte 26 befestigt sein. Das zweite Dichtungselement 106 kann entweder in dem unteren Gebiet 24 oder in dem oberen Gebiet 22 an einem Außenumfang 112 eines Federdichtungselements 114 mit der Montageplatte befestigt sein. Das Federdichtungselement 114 kann außerdem einen Innenumfang 116 enthalten, der durch das erste Dichtungselement 104 durchgebogen werden kann, wenn der Suszeptor 28 in die den Pfeilen 38 zugeordnete Richtung bewegt wird, bis eine Verarbeitungsstellung erreicht ist.
In 9 und 11 sind Federdichtungselemente 114 mit Kerben 118 an dem Außenumfang 112 des Federdichtungselements gezeigt. In einer Implementierung sind 24 Kerben enthalten und wird eine Schraube verwendet, um das Federdichtungselement an jeder der Kerben und zwischen der Zwischenplatte 26 und der Montageplatte 108 an der Montageplatte 108 zu befestigen. Wie in 11 ebenfalls zu sehen ist, können um den Innenumfang 116 des Federdichtungselements 114 mehrere Schlitze 120 enthalten sein, um eine minimale und gesteuerte Übertragungsrate zwischen dem oberen und dem unteren Gebiet der Reaktionskammer bereitzustellen. In einer Implementierung können die Schlitze 120 entlang des Innenumfangs 116 radial ausgerichtet sein und können sie näherungsweise 100 Schlitze oder irgendeine andere geeignete Anzahl enthalten. Der Fachmann auf dem Gebiet wird würdigen, dass irgendeine geeignete Anzahl von Kerben oder Schlitzen genutzt werden können, solange das Federdichtungselement richtig befestigt ist und der Gasdurchfluss zwischen dem oberen Gebiet und dem unteren Gebiet gesteuert wird.
7, 8 und 10 veranschaulichen Ansichten des Federdichtungselements 114 in einer unbelasteten Stellung (7) und in einer belasteten oder durchgebogenen Stellung (8 und 10). In den belasteten oder durchgebogenen Ansicht ist das Federdichtungselement 114 durch eine obere Oberfläche 122 des ersten Dichtungselements 104 federnd nach oben gebogen. Genauer ist die obere Oberfläche 122 durch den Abstandshalterabschnitt 126 getrennt von dem vorspringenden Rand 48 auf einen flachen Abschnitt des Vorsprungs 124 positioniert. In dieser Anordnung ist das Federdichtungselement 114 durch den Kontakt bei der oberen Oberfläche 122 nach oben gebogen und begrenzt dadurch die Verbindung zwischen dem oberen Gebiet und dem unteren Gebiet. In dem Bereich zwischen dem Durchflusssteuerungsring 128, dem Federdichtungselement 114, dem Suszeptor 28 und dem Zwischenraum 94 kann sich ein Teil eines Verarbeitungs- oder Spülgases ansammeln, wobei dieses aber schließlich durch Unterdruckmaßnahmen, Spülen oder die Trennung zwischen dem ersten und dem zweiten Dichtungselement, wenn das Substrat ausgegeben wird, abgeleitet werden kann.
Anhand von 11–15 sind nun zwei Federdichtungselemente 114, wie insbesondere in 12 gezeigt ist, übereinander positioniert. Genauer sind die zwei Federdichtungselemente 114 zwischen der Montageplatte 108 und der Zwischenplatte 26 positioniert, wobei Schrauben 110 die Beziehung zwischen den Komponenten aufrechterhalten. 13 und 14 veranschaulichen die Anordnung der zwei Federdichtungselemente 114, wobei die Schlitze 120 in jedem Dichtungselement in der Weise versetzt gegeneinander ausgerichtet sind, dass die Schlitze 120 an einem oberen Federdichtungselement zwischen den Schlitzen 120 in dem unteren Federdichtungselement positioniert sind. Wie anhand von 7–10 bis auf die Schlitze 120 diskutiert ist, wird in dieser Anordnung verhindert, dass die Gasströmung in dem oberen Gebiet in das untere Gebiet strömt, wenn der Suszeptor 28 in einer Verarbeitungsstellung ist. Zum Beispiel kann die wie in 14 gezeigte Orientierung der zwei Federdichtungselemente 114 eine Gasströmung von dem oberen Gebiet durch das obere Federdichtungselement der Schlitze 120 und daraufhin durch die Schlitze 120 in dem unteren Federdichtungselement zulassen. In dieser Anordnung ist wieder ein gewundener Weg gebildet, wodurch eine begrenzte und gesteuerte Gasströmungsmenge zwischen dem oberen Gebiet und dem unteren Gebiet in Verbindung stehen kann, wie es der Prozess erfordern kann. Die Doppelfeder-Dichtungselementanordnung fungiert ähnlich wie ein wie oben diskutiertes Einzelfederdichtungselement und begrenzt und/oder verhindert nur die Gasströmung zwischen dem oberen und dem unteren Gebiet, wenn der Suszeptor 28 und das erste Dichtungselement 104 in der dem Pfeil 38 zugeordneten Richtung nach oben bewegt werden und der Suszeptor in einer Verarbeitungsstellung ist. Der Fachmann auf dem Gebiet wird sofort würdigen, dass in Abhängigkeit von der gewünschten Verbindung zwischen dem oberen und dem unteren Gebiet irgendeine Anzahl von Schlitzen 120 genutzt werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Überall in der Beschreibung muss irgendeine Gasströmungsverbindung auf gesteuerte und/oder beschränkte Weise von dem oberen Gebiet 22 zu dem unteren Gebiet 24 verlaufen. Dennoch liegt es im Erfindungsgedanken und Schutzumfang dieser Offenbarung, eine Gasströmung von dem unteren Gebiet zu dem oberen Gebiet bereitzustellen. Zum Beispiel kann irgendeine Spül-, Inert- oder andere Gasströmung innerhalb des unteren Gebiets mit einem Druck, der höher als der Gasströmungsdruck in dem oberen Gebiet ist, bereitgestellt werden. In diesem Fall würde der höhere Druck in dem unteren Gebiet durch die verschiedenen oben beschriebenen und definierten gewundenen Wege eine Gasströmung von dem unteren Gebiet zur Verbindung in das obere Gebiet zulassen. Diese Anordnung kann nützlich sein, um durch Begrenzen der Resonanz innerhalb von Taschen und Zwischenräumen in dem oberen Gebiet die Spülzeiten zu verringern oder um die Zunahme von Partikeln in dem unteren Gebiet zu verringern. Ungeachtet dessen kann die Gasströmungsverbindung der verschiedenen Dichtungselemente wahlweise abgestimmt werden, um die Menge und Richtung der Gasströmung zwischen dem oberen und dem unteren Gebiet zu steuern.
Im Betrieb wird das erste Dichtungselement 42 oder 104 auf dem Suszeptor 28 positioniert und kann es, falls anwendbar, insbesondere auf einem vorspringenden Rand 48 positioniert werden. Daraufhin wird das zweite Dichtungselement 44 oder 106 allgemein zwischen dem oberen und dem unteren Gebiet oder in Kontakt mit einer Zwischenplatte 26 entweder, im Fall des zweiten Dichtungselements 44, darüber oder, im Fall des zweiten Dichtungselements 106, darunter positioniert. Wenn das erste und das zweite Dichtungselement an der richtigen Stelle sind, wird der Suszeptor 28 in die Substratbeschickungsstellung abgesenkt, wo ein Substrat auf Hubstiften positioniert wird. Nachfolgend wird der Suszeptor in der den Pfeilen 38 zugeordneten Richtung nach oben bewegt, bis das erste Dichtungselement mit dem zweiten Dichtungselement einen gewundenen Weg bildet. In einigen Implementierungen berühren sich das erste und das zweite Dichtungselement, wenn der Suszeptor in einer Verarbeitungsstellung ist, während in anderen Implementierungen zwischen dem ersten und dem zweiten Dichtungselement ein kleiner Zwischenraum verbleibt, der aber allgemein in den gewundenen Weg integriert ist. Unabhängig davon, welcher Aspekt oder welche Implementierung genutzt wird, wird die Gasströmung zwischen dem oberen und dem unteren Gebiet gesteuert und/oder minimiert, wenn der Suszeptor in einer Verarbeitungsstellung ist. Nachdem der Prozess abgeschlossen ist, wird der Suszeptor in das untere Gebiet abgesenkt und kann die reguläre Verbindung zwischen dem oberen und dem unteren Gebiet wiederhergestellt werden, bis ein weiteres Substrat auf den Suszeptor beschickt wird und der Suszeptor erneut in die Verarbeitungsstellung bewegt wird.
Diese und andere Ausführungsformen für Verfahren und Vorrichtungen für ein Kammerdichtungselement können Konzepte, Ausführungsformen und Konfigurationen enthalten, wie sie in Bezug auf die oben beschriebenen Ausführungsformen von Vorrichtungen für Kammerdichtungselemente beschrieben sind. Die besonderen gezeigten und beschriebenen Implementierungen dienen zur Veranschaulichung der Erfindung und ihrer besten Ausführungsart und sollen den Schutzumfang der Aspekte und Implementierungen ansonsten in keiner Weise einschränken. Tatsächlich können der Kürze halber herkömmliche Herstellungs-, Verbindungs-, Vorbereitungs- und andere Funktionsaspekte des Systems nicht ausführlich beschrieben sein. Darüber hinaus sollen die in den verschiedenen Figuren gezeigten Verbindungslinien beispielhafte Funktionsbeziehungen und/oder physikalische Kopplungen zwischen den verschiedenen Elementen repräsentieren. In dem praktischen System können viele alternative oder zusätzliche Funktionsbeziehungen oder physikalische Verbindungen vorhanden sein und/oder in anderen Ausführungsformen fehlen.
Wie die Begriffe ”umfasst”, ”umfassend” oder irgendeine Änderung davon hier verwendet sind, sollen sie sich auf einen nicht ausschließenden Einschluss beziehen, sodass ein Prozess, ein Verfahren, ein Artikel, eine Zusammensetzung oder eine Vorrichtung, der/das/die eine Liste von Elementen umfasst, nicht nur die aufgeführten Elemente enthält, sondern außerdem andere Elemente enthalten kann, die für diesen Prozess, dieses Verfahren, diesen Artikel, diese Zusammensetzung oder diese Vorrichtung nicht explizit aufgeführt oder inhärent sind. Außer den nicht spezifisch genannten können andere Kombinationen und/oder Änderungen der oben beschriebenen Strukturen, Anordnungen, Anwendungen, Proportionen, Elemente, Materialien oder Komponenten, die in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendet werden, geändert oder auf andere Weise besonders an spezifische Umgebungen, Herstellungsspezifikationen, Entwurfsparameter oder andere Betriebsanforderungen angepasst werden, ohne von deren allgemeinen Prinzipien abzuweichen.
Selbstverständlich sind die hier beschriebenen Konfigurationen und/oder Herangehensweisen dem Wesen nach beispielhaft und sollen diese spezifischen Ausführungsformen oder Beispiele nicht in beschränkendem Sinn verstanden werden, da zahlreiche Änderungen möglich sind. Diese hier beschriebenen spezifischen Routinen oder Verfahren können eine oder mehrere irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien repräsentieren. Somit können die verschiedenen dargestellten Tätigkeiten in der dargestellten Abfolge ausgeführt werden, in anderen Abfolgen ausgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen sein.
Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Prozesse, Systeme und Konfigurationen und anderer hier offenbarter Merkmale, Funktionen, Tätigkeiten und/oder Eigenschaften sowie alle Entsprechungen davon.

Claims

Reaktionskammer, die umfasst: ein oberes Gebiet zum Verarbeiten eines Substrats; ein unteres Gebiet zum Beschicken eines Substrats; einen Suszeptor, der innerhalb der Reaktionskammer beweglich ist; ein erstes Dichtungselement, das an einem Umfang des Suszeptors positioniert ist; ein zweites Dichtungselement, das zwischen dem oberen Gebiet und dem unteren Gebiet positioniert ist; wobei das erste und das zweite Dichtungselement wahlweise miteinander in Eingriff sind, um die Verbindung zwischen dem oberen Gebiet und dem unteren Gebiet zu begrenzen.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, wobei das erste Dichtungselement abnehmbar an dem Suszeptor positioniert ist.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, wobei das zweite Dichtungselement abnehmbar zwischen dem oberen Gebiet und dem unteren Gebiet positioniert ist.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, die ferner zwischen einem Umfang des Suszeptors und dem ersten Dichtungselement einen Zwischenraum umfasst.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 4, wobei der Zwischenraum abnimmt, wenn die Reaktionskammer auf einer Verarbeitungstemperatur ist.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, wobei das erste Dichtungselement vertikal mit dem Suszeptor läuft.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, die ferner in dem oberen Gebiet einen Sprühkopf umfasst, wobei das zweite Dichtungselement zwischen dem Sprühkopf und dem ersten Dichtungselement befestigt ist.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, wobei ein Verarbeitungsgas zwischen dem ersten Dichtungselement und dem zweiten Dichtungselement läuft, wenn der Suszeptor in einer Verarbeitungsstellung ist.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, wobei das erste Dichtungselement und das zweite Dichtungselement aus Quarz bestehen.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, wobei das Dichtungselement an dem Suszeptor selbstzentrierend ist.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, wobei das erste Dichtungselement ferner wenigstens einen Vorsprung umfasst, der nach oben verläuft.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 11, wobei das zweite Dichtungselement ferner wenigstens einen Vorsprung umfasst, der nach unten verläuft.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 12, wobei der wenigstens eine Vorsprung des ersten Dichtungselements und der wenigstens eine Vorsprung des zweiten Dichtungselements ineinandergreifen, wenn der Suszeptor in einer Verarbeitungsstellung ist.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 13, wobei zwischen dem ersten Dichtungselement und dem zweiten Dichtungselement ein gewundener Weg definiert ist.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 12, wobei die wenigstens einen Vorsprünge des ersten Dichtungselements und des zweiten Dichtungselements jeweils ferner drei Vorsprünge umfassen.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, wobei das zweite Dichtungselement biegsam ist und das erste Dichtungselement das zweite Dichtungselement durchbiegt, wenn der Suszeptor in einer Verarbeitungsstellung ist.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 16, wobei das zweite Dichtungselement innerhalb des unteren Gebiets an der Reaktionskammer befestigt ist.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 16, wobei das zweite Dichtungselement ferner mehrere Kerben umfasst.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 16, wobei das zweite Dichtungselement ferner mehrere radial ausgerichtete Schlitze umfasst.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 19, wobei das zweite Dichtungselement ferner zwei zweite Dichtungselemente mit radial ausgerichteten Schlitzen, die gegeneinander versetzt positioniert sind, umfasst.
Reaktionskammer-Trennvorrichtung, die umfasst: ein erstes Dichtungselement, das innerhalb einer Reaktionskammer beweglich ist und auf einem Suszeptor positioniert werden kann; ein zweites Dichtungselement, das innerhalb der Reaktionskammer zwischen einem oberen Gebiet und einem unteren Gebiet positioniert werden kann; und wobei das erste und das zweite Dichtungselement wahlweise miteinander in Eingriff gebracht werden können, um die Verbindung zwischen dem oberen Gebiet und dem unteren Gebiet zu begrenzen.
Reaktionskammer-Trennvorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei das erste Dichtungselement ferner wenigstens einen Vorsprung umfasst, der nach oben verläuft, und das zweite Dichtungselement ferner wenigstens einen Vorsprung umfasst, der nach unten verläuft.
Reaktionskammer-Trennvorrichtung gemäß Anspruch 22, wobei der wenigstens eine Vorsprung des ersten Dichtungselements und der wenigstens eine Vorsprung des zweiten Dichtungselements ineinandergreifen, wenn der Suszeptor in einer Verarbeitungsstellung ist.
Reaktionskammer-Trennvorrichtung gemäß Anspruch 23, wobei zwischen dem ersten Dichtungselement und dem zweiten Dichtungselement ein gewundener Weg definiert ist.
Reaktionskammer-Trennvorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei das zweite Dichtungselement biegsam ist und das erste Dichtungselement das zweite Dichtungselement durchbiegt, wenn der Suszeptor in einer Verarbeitungsstellung ist.