JP2007524002A - プロセスチャンバの高さが安定したｃｖｄ反応装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロセスチャンバの高さを一定に保つための手段を提案すること。
【解決手段】リアクタ筐体（１）内に配置されたプロセスチャンバ（２）を備え、プロセスチャンバ（２）が、プロセスチャンバステージ（７）と、プロセスチャンバステージ（７）から距離（ｈ）離れて配置されたプロセスチャンバデッキ（６）とを有し、リアクタ筐体（１）が、少なくとも、リアクタ筐体（１）内の圧力の変化によって僅かに弾性的に変形可能なリアクタ壁（３、４）を有し、リアクタ壁（３、４）が、機能エレメント（９、１０）が突き出る同心円状の開口（１７、１８）を有し、機能エレメント（９、１０）が、第１の部分（９’、１０’）でプロセスチャンバ壁（６、７）に強固に連結され、リアクタ筐体（１）の外の第２の部分（９’’、１０’’）を有し、機能エレメント（９、１０）が、弾性的な隙間を形成可能にリアクタ壁（３、４）に連結されるように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、リアクタ筐体内に配置されたプロセスチャンバを備え、プロセスチャンバが、プロセスチャンバ壁が取り囲むプロセスチャンバステージと、プロセスチャンバステージから所定距離離れて配置されたプロセスチャンバデッキを有し、リアクタ筐体が少なくとも、リアクタ筐体内の圧力の変化によって僅かに弾性的に変形可能なリアクタ壁を有し、リアクタ壁が、特に機能エレメントが貫通する同心円状の開口を有し、機能エレメントが、第１の部分を介してプロセスチャンバ壁に強固に連結され、リアクタ筐体の外に配置された第２の部分を有するＣＶＤ反応装置に関する。

このようなＣＶＤ反応装置は、特許文献１〜１３から知られている。
公知のＣＶＤ反応装置は、内部にプロセスチャンバが配置されたリアクタ筐体を備える。このリアクタ筐体は、上下の壁と、プロセスチャンバを取り囲む側壁と、を備える。上部の壁の中央及びオプションで下部の壁の中央に開口が設けられる。リアクタデッキとも称される上部の壁の開口を通って、ガス導入機構が外部からリアクタ筐体内に突き出ている。このガス導入機構を通って、プロセスガスがプロセスチャンバ内に導入される。さらに、ガス導入機構がリアクタ筐体の中央に設けられ、これが同時にプロセスチャンバを上方で仕切るプロセスチャンバデッキの支持部材でもある。プロセスチャンバデッキに対向するプロセスチャンバステージは、リアクタ筐体の底、リアクタ筐体壁、又は底の開口を貫通する回転駆動部材に連結されるのでもよい。

プロセスチャンバの高さは、プロセスチャンバデッキとプロセスチャンバステージとの間の内側の距離である。この距離は、プロセスチャンバ内で行われる所定のプロセスに敏感に影響する。これは、一定に保持されるべきものである。

プロセスチャンバ内で進められるプロセスは、一般に、大気圧と異なり、大気圧より低いトータル圧で行われる。プロセスチャンバ内のトータル圧は、そのために、０〜１０００ｍｂａｒの間に調節されうる。同時に、これによって、圧力障壁として機能するリアクタデッキとリアクタ底部が変形する。

公知のＣＶＤ反応装置において、少なくとも、プロセスチャンバデッキは、中央でプロセスチャンバデッキに堅固に連結されるガス供給機構に強固に連結される。そして、リアクタデッキは、リアクタから取り外し可能になっている。同時に、これによって、プロセスチャンバはまた、充填又は取り出しの為に開くようになっている。その結果、この構成は、プロセスチャンバデッキとプロセスチャンバステージとの間の距離が、プロセスチャンバ内のトータル圧に応じて変化しうるものになっている。この効果を妨げるために、プロセスチャンバデッキ又はプロセスチャンバステージはこれに応じて硬くされる。

生産性の向上のため、より大型のプロセスチャンバが求められている。これは、プロセスチャンバ壁の直径を大きくすることにつながり、もってトータル圧調節の変化の増大につながる。
独国公開第１００４３５９７Ａ１号公報 独国公開第１００４３５９９Ａ１号公報 独国公開第１００４３６００Ａ１号公報 独国公開第１００４３６０１Ａ１号公報 独国公開第１００５７１３４Ａ１号公報 独国公開第１００６４９４１Ａ１号公報 独国公開第１００６４９４２Ａ１号公報 独国公開第１００６４９４４Ａ１号公報 独国公開第１０１２４６０９Ａ１号公報 独国公開第１０１３３９１４Ａ１号公報 独国公開第１０１３６８５８Ａ１号公報 独国公開第１０１５３４６３Ａ１号公報 独国公開第１０２１１４４２Ａ１号公報

本発明の課題は、プロセスチャンバの高さを一定に保つための手段を提案することである。

課題は、特許請求の範囲に規定された発明によって解決される。
請求項１は、略、実質的に、機能エレメントが弾性的な隙間を設けることができるようにリアクタ壁に連結されることを意図している。そして、プロセスチャンバステージは、適切な手段を介してプロセスチャンバデッキに強固に連結されるのでもよい。この強固な連結は、対向する両方のリアクタ壁を分離しつつ行われる。その結果、リアクタ底部とリアクタデッキの両方は、より弱い剛性を有するように構成されるのでもよい。これらの変形は、プロセスチャンバステージとプロセスチャンバデッキとの間の距離には、それほど大きく影響しない。

むしろ、この距離は、プロセスチャンバデッキをプロセスチャンバステージに連結するエレメントによって、決定される。機能エレメントとリアクタ壁との間の弾性的な隙間を設けることができる連結は、特に、機能エレメント、ガス導入機構、又はリアクタ底部を貫通する駆動シャフトがリアクタデッキ又はリアクタ底部の開口を貫通するように行われる。そのため、ガス導入機構はプロセスチャンバデッキに強固に連結され、駆動シャフトはプロセスチャンバステージに強固に連結される。プロセスチャンバステージは、同時に基板ホルダを有するのでもよい。この駆動シャフトは、リアクタ筐体内に配置され、リアクタ筐体の側壁又は壁の周囲に強固に連結された支持部材に軸支されるのでもよい。

しかしながら、駆動シャフトを軸支する支持部材は、また、リアクタ筐体の外部に配置されるのでもよい。そして、これは、駆動シャフトがガス導入機構に強固に連結されることについても、適用されるのでもよい。しかしながら、プロセスチャンバデッキはまた、側壁に又はリアクタデッキの周辺部に強固に連結され、もって、リアクタデッキの周辺部が、圧力変化によってわずかに変形するのでもよい。

後者は、リアクタデッキがカバーに設けられるときに、チャンバが充填又は取り出しの為に開けられるという、利点を有する。プロセスチャンバステージは、ガス誘導リング、プロセスチャンバヒータ、又は基板ステージ等の、密閉アッセンブリを有するのでもよい。後者は、プロセスチャンバステージによって軸支されるように配置されるのでもよい。機能エレメントがリアクタ壁を通って突き出すための開口が、ベローズを介して密閉されるのは、好ましい。このベローズは、機能エレメントと、この機能エレメントに割り当てられた壁との間の弾性的な連結であり、好ましくは、所謂ステンレス鋼からなる。さらに、プロセスチャンバステージ、ガス誘導リング、プロセスチャンバヒータ、及び駆動シャフトが設けられる構造アッセンブリが、リアクタ筐体に連結されて設けられた支持部材に強固に連結され、リアクタ壁が、リアクタ筐体内の変形によって、支持部材に対して移動又は変形可能になっているのでもよい。本発明の他の構成例において、プロセスチャンバデッキとプロセスチャンバステージとは、周辺部の連結手段を介して相互に強固に連結される。

この構成では、全プロセスチャンバは、これによって、ガス導入機構に吊り下げ可能になっている。プロセスチャンバステージをプロセスチャンバデッキに強固に連結する連結エレメントは、リアクタの内側と外側の両方に配置されるのでもよい。この連結エレメントは、それどころか、強固な連結を有する方向に変形しない、リアクタの壁のエレメント上に配置されるのでもよい。そして、プロセスチャンバを取り囲む側壁が、特に、この機能を有するのでもよい。これには、プロセスチャンバデッキがそこに、ただ支持されるだけで足りる。

本発明の実施例は、付随の図面を介して明示される。
各実施例に図示されたリアクタ筐体は、それぞれ実質的に円形ディスク状で、同様に実質的に円形のリアクタ底部４に対向するリアクタデッキ３を備える。リアクタの断面形状は、しかしながら、円形の形状からずれていてもよい。リアクタ底部４とリアクタデッキ３との間に配置された反応室は、側面が円筒状のリアクタ側壁５によって取り囲まれている。

リアクタデッキ３は、リアクタ筐体１内にガス導入機構９が突き出す、中央の開口１７を有する。ガス導入機構９は、リアクタ筐体１の外側に配置された部分９’’、及びリアクタ筐体１の内部に配置された部分９’を有する。ガス導入機構を用いて、特に、冒頭の引例に記載されたように、プロセスガスがプロセスチャンバ２内に導入される。また、ガス排出口２１を介して、プロセスガスが排出される。

プロセスチャンバ２は、上方がプロセスチャンバデッキ６によって、下方がプロセスチャンバデッキ６に平行に広がったプロセスチャンバステージ７によって、仕切られている。プロセスチャンバデッキ６から距離ｈ離れているプロセスチャンバステージ７は、基板ホルダ又はサセプタを有する。プロセスチャンバステージ７の上には、中央に配置されたガス導入機構９の周りに、リング状に、成膜する基板が配置される。ガス導入機構９から流れ出たプロセスガスは、円形ディスク状のプロセス室２を中央から周辺に向かって流れていく。周辺部には、特に、ガス誘導リング等の、図示しないガス誘導手段が設けられるのでもよい。図３は、このようなガス誘導リング２０を模式的に示す。

同様に、ヒータ１９がプロセスチャンバステージ７用に設けられているのが模式的にのみ示されている。プロセスチャンバデッキ６もまた加熱されるのでもよい。ヒータ１９とガス誘導リング２０の両方が、プロセスチャンバステージ７と一体化されて構造アッセンブリとして設けられるのでもよい。

ガス導入機構突き出るリアクタデッキ３の開口１７は、ガス導入機構９、又はガス導入機構９に強固に連結されたプロセスデッキ６の位置がプロセスチャンバステージ７に対して変化することなく、リアクタデッキ３が弾性的に変化できるように、所謂ステンレス鋼からなるベローズ１２を用いて密閉されている。

図１に示された実施例では、同様に、リアクタ底部４は実質的に中央に開口１８を有する。この中央の開口１８を通って、駆動シャフト１０が、リアクタ筐体１の外部に配置された、図示しない駆動機構によって回転駆動させられる。

リアクタ筐体１内には、駆動シャフト１０が支持部材８に強固に連結されるベアリング１１が設けられ、支持部材８が連結エレメント１５を介してリアクタ側壁５に堅固に連結される。連結エレメント１５は、リアクタ底部４の周辺部に設けられる。

リアクタデッキ３の周辺部の外側に、プロセスチャンバデッキ６とリアクタデッキ３の周辺部とが連結される連結エレメント１４が設けられる。リアクタデッキ３又はリアクタ底部４の周辺部は、リアクタ側壁５を介して相互に堅固に連結されている。その結果、この機構的な上部構造は、ベアリング１１をガス導入機構に堅固に連結する。プロセスチャンバは、リアクタデッキ３を持ち上げることによって開くようになっている。

リアクタ筐体１内に突き出ている駆動シャフト１０の部分１０’は、駆動シャフト１０がプロセスチャンバステージ７を回転駆動できるように、プロセスチャンバステージ７に強固に連結されている。

引用符号１９で示され、模式的にのみ示したヒータ１９は、支持部材８に直接強固に連結されるのでもよい。

駆動シャフト１０が貫通する開口１８は、ベローズ１３によって密閉されている。

図２に図示されたＣＶＤ反応装置において、プロセスチャンバデッキ６は、ガス導入機構９に強固に連結されている。プロセスチャンバデッキ６は、しかしながら、そこに、プロセスチャンバ側壁１６を介してプロセスチャンバステージ７に直接連結されている。プロセスチャンバ側壁１６は、ガス誘導リングをなすのでもよい。

図３に図示された実施例において、プロセスチャンバデッキ６は、連結エレメント１４を介して中空円筒形状のリアクタ側壁５に、強固に連結されている。プロセスチャンバデッキ６は、また、リアクタデッキ３を取り外すことによってプロセスチャンバが開けられるように、単にそこに支持されている。また、ベアリング１１を介して駆動シャフト１０を支持する支持部材８は、この実施例において、リアクタ側壁５に連結される。

図４に図示された実施例において、駆動シャフト１０のベアリング１１は、リアクタ筐体１の外側に設けられる。ベアリング１１は、リアクタ筐体１の、ガス導入機構９も支持される、外側の取り囲む支持部材８に強固に連結される。この実施例において、ガス導入機構９と駆動シャフト１０は、支持部材８に強固に連結される。

全ての開示された特徴は、（それ自身が）発明の要部をなす。これでもって、出願の開示において、同封の又は添付の優先権の基礎出願（先の出願のコピー）の公開内容は、また十分に取り込まれ、この書面の目的及び特徴に関しても、また、先の出願の特許請求の範囲内に含まれている。本願の公開内容において、本願の引例もまた明確に取り込まれている。

本発明の第１の実施例を示す半断面図である。 本発明の第２の実施例を示す半断面図である。 本発明の第３の実施例を示す半断面図である。 本発明の第４の実施例を示す半断面図である。

符号の説明

１ リアクタ筐体
２ プロセスチャンバ
３ リアクタデッキ
４ リアクタ底部
５ リアクタ側壁
６ プロセスチャンバデッキ
７ プロセスチャンバステージ
８ 支持部材
９ 機能エレメント（ガス導入機構）
９’、１０’、９’’、１０’’ 機能エレメントの部分
１０ 機能エレメント（駆動シャフト）
１２、１３ ベローズ
１４、１５ 連結エレメント
１６ プロセスチャンバ側壁
１７、１８ 開口
１９ ヒータ
２０ ガス誘導リング
２１ ガス排出口

Claims (11)

1. リアクタ筐体（１）内に配置されたプロセスチャンバ（２）を備え、前記プロセスチャンバ（２）が、プロセスチャンバ壁が取り囲む、プロセスチャンバステージ（７）と、前記プロセスチャンバステージ（７）から距離（ｈ）離れて配置されたプロセスチャンバデッキ（６）とを有し、前記リアクタ筐体（１）が、少なくとも、前記リアクタ筐体（１）内の圧力の変化によって僅かに弾性的に変形可能なリアクタ壁（３、４）を有し、前記リアクタ壁（３、４）が、特に機能エレメント（９、１０）が突き出る同心円状の開口（１７、１８）を有し、前記機能エレメント（９、１０）が、第１の部分（９’、１０’）を介してプロセスチャンバ壁（６、７）に強固に連結され、前記リアクタ筐体（１）の外に配置された第２の部分（９’’、１０’’）を有し、０〜１０００ｍｂａｒの圧力でプロセスを行うためのＣＶＤ反応装置であって、
   前記機能エレメント（９、１０）が、弾性的な隙間を設けることができるように前記リアクタ壁（３、４）に連結され、プロセスチャンバデッキ（６）に強固に連結されたガス導入機構又は基板ホルダを配置するプロセスチャンバステージ（７）用の駆動シャフト（１０）のいずれかが、対向する両方のリアクタ壁（３、４）をバイパスにして、プロセスチャンバステージ（７）がプロセスチャンバデッキ（６）に強固に連結されるようになっていることを特徴とするＣＶＤ反応装置。
2. 前記プロセスチャンバステージ（７）が、特に、周辺部で前記プロセスチャンバデッキ（６）に強固に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤ反応装置。
3. 前記ガス導入機構（９）が、特に円形状の前記リアクタデッキ（３）の開口（１７）から突き出ていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＣＶＤ反応装置。
4. 前記駆動シャフト（１０）が、特に円形状のリアクタ底部（４）の開口（１８）から突き出ていることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のＣＶＤ反応装置。
5. 前記駆動シャフト（１０）が、前記リアクタ筐体内に配置されて前記リアクタ筐体の側壁（５）又は壁（４）の周辺部に強固に連結された支持部材（８）に軸支されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のＣＶＤ反応装置。
6. 前記プロセスチャンバデッキ（６）が、側壁（５）又はリアクタデッキ（３）の周辺部に強固に連結されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載のＣＶＤ反応装置。
7. ガス誘導リング、プロセスチャンバヒータ又は基板ステージを含む更なるアッセンブリが、前記プロセスチャンバステージ（７）に強固に連結されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載のＣＶＤ反応装置。
8. 前記機能エレメント（９、１０）が、ベローズ（１２、１３）を介して前記割り当てられた壁（３、４）に連結されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載のＣＶＤ反応装置。
9. プロセスチャンバステージ（７）、ガス誘導リング、プロセスチャンバステージのヒータ、及び駆動シャフト（１０）を有する構造アッセンブリが、前記リアクタ筐体（１）内に配置された支持部材（８）に強固に連結され、前記リアクタ壁（３、４）が、前記リアクタ筐体（１）内の圧力変化によって前記支持部材（８）に対して移動又は変形可能になっていることを特徴とする請求項１乃至請求項８に記載のＣＶＤ反応装置。
10. 前記プロセスチャンバデッキ（６）と前記プロセスチャンバ台（７）とが、特にガス誘導リングとして設けられたプロセスチャンバ側壁（１９）を介して強固に相互に連結されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９に記載のＣＶＤ反応装置。
11. 前記ガス導入機構（９）と前記駆動シャフト（１０）とが、前記リアクタ筐体（１）の外部に配置された支持部材（８）を介して相互に強固に連結されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０に記載のＣＶＤ反応装置。

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