JP2016526297A - 半導体処理チャンバ用の被覆されたライナーアセンブリ - Google Patents

Abstract

本明細書に記載の実施形態は、半導体処理チャンバで使用する被覆されたライナーアセンブリに関する。一実施形態で、半導体処理チャンバで使用するライナーアセンブリは、円筒形のリング形状を有するライナー本体、及び、ライナー本体を被覆する被覆層を備え、被覆層は、約２００ｎｍ〜約５０００ｎｍの間の一又は複数の波長において不透明である。別の実施形態で、基板上に誘電体層を堆積するための装置は、処理チャンバのチャンバ本体内に画定された内部容積を有する処理チャンバ、処理チャンバ内に配置されたライナーアセンブリであって、円筒形のリング形状を有するライナー本体を更に備える、ライナーアセンブリ、並びに、ライナー本体の外壁を被覆し且つチャンバ本体に面した被覆層であって、約２００ｎｍ〜約５０００ｎｍの間の一又は複数の波長において不透明である、被覆層を含む。【選択図】図１

Description

半導体処理のための装置が開示される。より詳細には、本明細書に記載の実施形態は、半導体処理チャンバで使用する被覆されたライナーアセンブリに関する。

集積回路用デバイス及び微小デバイスの製造を含む様々な用途で、半導体基板は処理される。基板処理の１つの方法は、誘電性材料又は導電性金属などの材料を、基板の上面に堆積することを含む。エピタキシは堆積処理の１つであり、半導体基板上に材料の薄層を形成するために半導体処理において広く用いられている。これらの層は、半導体デバイスの小さなフィーチャのうちの幾つかを画定することがしばしばあり、結晶性の材料の電気的特性が望まれる場合には、高品質の結晶構造を有することが求められることがある。通常、基板が配置された処理チャンバに、堆積前駆体が供給される。次いで、望ましい特性を有する材料層の成長に適した温度まで基板が加熱される。

通常、堆積された膜が、基板表面全体で均一な厚さ、組成、及び構造を有することが望まれる。局所的な基板温度の変化、ガス流、及び前駆体濃度により、基板上に形成された堆積膜が均一でない膜厚を有し、結果として不均一且つ再現不能な膜特性を有することがある。通常、処理中の処理チャンバは減圧下で（典型的には１０Ｔｏｒｒ未満で）維持される。基板の加熱に使用される熱エネルギーはしばしば、汚染物の侵入を避けるために処理チャンバの外側に位置するヒートランプによって供給される。処理チャンバ内で高温計が使用されて基板温度が測定される。しかしながら、加熱源に由来する放射エネルギーからのノイズ（ａｒｔｉｆａｃｔ）により、基板温度の正確な測定は困難である。

従って、これらのチャンバにおけるより良好な温度制御、温度測定、並びに堆積の均一性及び再現性を向上させるような動作方法を備えたエピタキシ処理チャンバに対する需要が依然として存在する。

本明細書に記載の実施形態は、半導体処理チャンバで使用する被覆されたライナーアセンブリに関する。一実施形態で、半導体処理チャンバで使用するライナーアセンブリは、円筒形のリング形状を有するライナー本体、及び、ライナー本体を被覆する被覆層を備え、被覆層は、約２００ｎｍ〜約５０００ｎｍの間の一又は複数の波長において不透明である。

別の実施形態で、基板上に誘電体層を堆積するための装置は、処理チャンバのチャンバ本体内に画定された内部容積を有する処理チャンバ、処理チャンバ内に配置されたライナーアセンブリであって、更に、円筒形のリング形状を有するライナー本体を備える、ライナーアセンブリ、及び、ライナー本体の外壁を被覆し且つチャンバ本体に面した被覆層であって、約２００ｎｍ〜約５０００ｎｍの間の一又は複数の波長において不透明である、被覆層を含む。

更に別の実施形態で、基板上に誘電体層を堆積するための装置は、処理チャンバのチャンバ本体内に画定された内部容積を有する処理チャンバ、処理チャンバ内に配置されたライナーアセンブリであって、更に、円筒形のリング形状を有するライナー本体を備える、ライナーアセンブリ、及び、ライナー本体の外壁を被覆し且つチャンバ本体に面し、且つ約２００ｎｍ〜約５０００ｎｍの間の一又は複数の波長において不透明である、被覆層であって、炭化ケイ素、ガラス状炭素、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、グラファイト、黒色石英、バブルクオーツ（ｂｕｂｂｌｅ ｑｕａｒｔｚ）、ケイ素、及び、黒色着色泥漿コーティング（ｂｌａｃｋ ｐｉｇｍｅｎｔｅｄ ｓｌｉｐ ｃｏａｔｉｎｇ）から選択された材料から製造される、被覆層を含む。

本発明の上述の特徴を詳細に理解し得るように、上記で簡単に要約されている本発明のより詳細な説明が実施形態を参照することによって得られ、実施形態の一部は付随する図面に示されている。しかしながら、本発明は他の等しく有効な実施形態も許容し得ることから、付随する図面はこの発明の典型的な実施形態のみを例示しており、従って発明の範囲を限定すると見なすべきではないことに、留意されたい。

本発明の一実施形態による処理チャンバの概略断面図である。 図１の処理チャンバ内で用いられ得るライナーアセンブリの概略上面等角図を示す。 図２Ａに示すライナーアセンブリの断面図を示す。 図１の処理チャンバ内で用いられ得る別のライナーアセンブリの概略上面等角図を示す。 図３Ａに示すライナーアセンブリの断面図を示す。

理解を容易にするため、可能な場合には、図に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号を使用した。一実施形態で開示する要素は、具体的な記述がなくとも、他の実施形態で有益に利用できることが企図されている。

本発明の実施形態は、概して、基板上に材料を堆積するための装置及び方法に関し、当該装置は、被覆されたライナーアセンブリを有する。被覆されたライナーアセンブリは、処理チャンバ上に配置された高温計を用いて基板温度測定プロセス中に取得される温度測定値の正確性を損う干渉を最小限に抑えるために、近隣の環境からの反射光の吸収を支援し得る。一実施形態で、ライナーアセンブリは、約２００ｎｍ〜約５０００ｎｍの間の一又は複数の波長において不透明である誘電性材料で製造された被覆層を有し得る。

図１は、本発明の一実施形態による処理チャンバ１００の概略断面図である。処理チャンバ１００は、図１に示す基板１０８の上面１１６などの基板上面への材料堆積を含む、一又は複数の基板の処理に用いられ得る。処理チャンバ１００は、上方ドーム１２８及び下方ドーム１１４に結合されたチャンバ本体１０１を含む。一実施形態で、上方ドーム１２８は、ステンレス鋼、アルミニウム、又は石英（バブルクオーツ（例えば、流体含有物を有する石英）、アルミナ、イットリア、もしくはサファイアを含むセラミックスなどの材料で製造され得る。上方ドーム１２８は、被覆された金属又はセラミックスで形成されてもよい。下方ドーム１１４は、石英などの光学的に透明の又は透光性の材料で形成され得る。下方ドーム１１４は、チャンバ本体１０１に連結されるか、又はチャンバ本体１０１と一体化した部分であり得る。チャンバ本体１０１が、上方ドーム１２８を支持するベースプレート１６０を含んでもよい。

他の構成要素の中でも特に、処理チャンバ１００内に配置された基板支持体１０７の裏側１０４を加熱するために、放射加熱ランプ１０２のアレイが下方ドーム１１４の下に配置される。堆積中、基板１０８は処理チャンバ１００内に持ち込まれてローディングポート１０３を経由して基板支持体１０７上に配置されている。ランプ１０２は、基板１０８の上面１１６に材料を堆積するために処理チャンバ内に供給される処理ガスの熱分解を促進するために、基板１０８を所定の温度まで加熱するように適合される。一実施例で、基板１０８上に堆積する材料は、ＩＩＩ族、ＩＶ族及び／又はＶ族の材料であるか、又はＩＩＩ族、ＩＶ族、及び／又はＶ族のドーパントを含む材料であり得る。例えば、堆積材料は、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、又は窒化アルミニウムガリウムのうちの一又は複数であり得る。ランプ１０２は、摂氏３００度〜摂氏約９５０度など、摂氏約３００度〜摂氏約１２００度の温度まで基板１０８を加熱するように適合され得る。

ランプ１０２は、処理ガスが基板１０８の上方を通過する間に基板１０８を加熱して基板１０８の上面１１６への材料堆積を促進するために、下方ドーム１１４に隣接して且つ下方ドーム１１４の下に配置された任意選択的なリフレクタ１４３で囲まれた電球１４１を含み得る。ランプ１０２は、基板支持体１０７のシャフト１３２周囲で半径が増大する環状のグループとして配置される。シャフト１３２は石英で形成され、中空部分又は空洞を内部に含み、これが基板１０８中心付近の放射エネルギーの横方向の変位を低減し、これにより基板１０８への均一な照射を促進する。

一実施形態で、各ランプ１０２は配電盤（図示せず）に連結され、配電盤を経由して電力が各ランプ１０２に供給される。ランプ１０２はランプヘッド１４５内に配置され、ランプヘッド１４５は、例えば、ランプ１０２間に位置するチャネル１４９内に導入される冷却用流体によって処理中又は処理後に冷却され得る。ランプヘッド１４５は、ランプヘッド１４５が下方ドーム１１４に対して近位にあることに部分的に依拠して、下方ドーム１１４を伝導的に冷却する。ランプヘッド１４５は、ランプ壁及びリフレクタ１４３の壁も冷却し得る。所望であれば、ランプヘッド１４５が下方ドーム１１４と接触していてもよい。

基板支持体１０７は、上昇された処理位置で示されているが、リフトピン１０５を下方ドーム１１４に接触させるために、アクチュエータ（図示せず）によって処理位置の下のローディング位置まで移動され得る。リフトピン１０５は基板支持体１０７の孔１１１を通過し、基板１０８を基板支持体１０７から持ち上げる。次いで、ロボット（図示せず）が処理チャンバ１００に入り、基板１０８と係合し基板１０８をローディングポート１０３を経由して処理チャンバ１００から取り除き得る。新しい基板が基板支持体１０７上に位置決めされ、次いで、基板支持体１０７が処理位置まで持ち上げられ、基板１０８が上面１１６（ほとんどのデバイスがここに形成される）を上に向けられて基板支持体１０７の表側１１０と接触して位置決めされ得る。

処理チャンバ１００内に配置された基板支持体１０７は、処理チャンバ１００の内部容積を、処理ガス領域１５６（基板支持体１０７の表側１１０の上方）とパージガス領域１５８（基板支持体１０７の下方）とに分割する。処理中、処理チャンバ１００内の熱的な及び処理ガス流の空間的な不均一による影響を最小限に抑えるために、基板支持体１０７は中央シャフト１３２によって回転され、これにより、基板１０８の均一な処理が促進される。基板支持体１０７は中央シャフト１３２によって支持され、基板１０８のローディング及びアンローディング中、並びに幾つかの場合には処理中、基板１０８を上下方向１３４に移動させる。基板支持体１０７によって吸収され及び放射されるエネルギーが最小限となるように、基板支持体１０７は低い熱質量又は低い熱容量を有する材料で形成され得る。ランプ１０２からの放射エネルギーを吸収し素早く当該放射エネルギーを基板１０８へ伝導するために、基板支持体１０７は炭化ケイ素又は炭化ケイ素で被覆したグラファイトで形成され得る。一実施形態で、図１において、ランプ１０２によって発生した熱放射に基板の中心部を晒すことを促進するために、基板支持体１０７は中央開口を有するリングとして示されている。基板支持体１０７は、基板１０８を基板１０８の端部から支持し得る。別の実施形態で、基板支持体１０７は、中央開口を有さないディスク部材であってもよい。更に別の実施形態で、基板支持体１０７は、ディスクに類したもしくはプレートに類した基板支持体であるか、又は各フィンガから伸びる複数のピン（例えば、３つのピン又は５つのピン）であってもよい。

一実施形態で、上方ドーム１２８及び下方ドーム１１４は、石英などの光学的に透明の又は透光性の材料で形成される。上方ドーム１２８及び下方ドーム１１４は、熱記憶を最小限とするために薄く形成される。一実施形態で、上方ドーム１２８及び下方ドーム１１４は、約３ｍｍ〜約１０ｍｍ（例えば、約４ｍｍ）の厚さを有し得る。上方ドーム１２８は、吸気口１２６を通じて熱制御スペース１３６へと冷却用ガスなどの熱制御流体を導入すること、及び、排気口１３０を通じて熱制御流体を引き出すことによって、熱的に制御され得る。幾つかの実施形態で、熱制御スペース１３６を通って循環する冷却用流体が、上方ドーム１２８の内面への堆積を低減し得る。

ライナーアセンブリ１６２はチャンバ本体１０１内に配置され得、ベースプレート１６０の内周によって囲まれる。ライナーアセンブリ１６２は処理に対して耐性を有する材料で形成され、処理容積（即ち、処理ガス領域１５６及びパージガス領域１５８）をチャンバ本体１０１の金属製の壁から遮蔽し得る。金属製の壁は前駆体に反応して処理容積内の汚染を発生させることがある。スリットバルブなどの開口１７０がライナーアセンブリ１６２を貫通して配置され得、基板１０８の通過を可能にするようにローディングポート１０３と位置合わせされ得る。ライナーアセンブリ１６２が単一のピースとして図示されているが、ライナーアセンブリ１６２が複数のピースで形成され得ることも意図している。一実施形態で、ライナーアセンブリ１６２は、ライナーアセンブリ１６２のベースプレート１６０に面した外壁を被覆する被覆層３０２を有し得る。代替的に、被覆層３０２は、図３Ａ、３Ｂを用いて更に述べるように、アセンブリ１６２の処理ガス領域１５６（基板支持体１０７の表側１１の上方）及びパージガス領域１５８（基板支持体１０７の下方）に面した内壁を被覆し得る。

被覆層３０２はライナーアセンブリ１６２の外周を覆う。ライナーアセンブリ１６２は被覆層３０１と共に、ライナーアセンブリ１６２を貫通した基板の移送を可能にするように適合された、切欠き部分（例えば、ライナーアセンブリ１６２の開口１７０及び被覆層３０２の開口１７４）を有する円筒形のリング形状とされ得る。付加的に、切欠き部分は、下記で更に述べるように、ガスポート１７５、１７８、１６４から供給されるガスがライナーアセンブリ１６２を通って処理チャンバ１００へと流入することを可能にするように形成され得る。図１に示す実施形態では、被覆層３０２を含むライナーアセンブリ１６２がローディングポート１０３の上方に伸びるが、ローディングポート１０３の直上のエリア及びローディングポート１０３を境界付けるエリアは下方ドーム１１４の部分であってもよいことが意図されている。別の実施形態で、被覆層３０２が、ライナーアセンブリ１６２の内径から半径方向内側に伸びるライナーアセンブリ１６２の一部分（図示せず）によって支持され得る。当該部分（又はレッジ（ｌｅｄｇｅ））は複数のセグメントを備え、非連続的であり得る。

一実施形態で、ライナーアセンブリ１６２は、ガラス、バブルクオーツ（例えば、流体含有物を含む石英）、サファイア、不透明石英などを含む石英などの光学的に透明の又は透光性の材料で製造され得る。代替的に、ライナーアセンブリ１６２は、材料が腐食から保護されていれば、アルミニウム含有材料などの金属材料で製造されてもよい。ライナーアセンブリ１６２上に配置される被覆層３０２は誘電性材料であり得る。一実施形態で、被覆層３０２は、約２００ｎｍ〜約５０００ｎｍの範囲の一又は複数の光放射波長において不透明である非透過性材料である。ライナーアセンブリ１６２を被覆している非透過性材料は、放射がライナーアセンブリ１６２から逃げ、それにより放射が処理ガス領域１５６（ライナーアセンブリ１６２の内周を被覆する実施形態の場合には、パージガス領域１５８）に戻るように透過することを防ぐために、処理チャンバ１００内の放射を保持し得る。材料の選択及びライナーアセンブリ１６２上に配置される被覆層３０２の機能性に関する詳細は、図２Ａ、２Ｂを参照して更に述べる。

本明細書で材料の説明に使用する用語「不透明・非透過」は、一般的に材料が実質的に透明性を有さない又は透光性でないことを表すために用いられていることに留意されたい。材料は、当該材料を透過する光が、処理チャンバ内の熱放射に干渉する（即ち、実質的に影響を与える）のに十分でない場合、不透明であるとされ得る。一実施形態で、本明細書に記載の非透過性材料は、１０^−２パーセント未満（例えば、１０^−４パーセント未満）など１パーセント未満の透過性を有し得る。

上方ドーム１２８上方の領域に光高温計１１８が配置され得る。光高温計１１８は、基板１０８の上面１１６の温度を測定する。この方式で基板１０８を基板支持体１０７の表側１１０から加熱することにより、ダイパターンの不在によってより均一な加熱がもたらされる。源放射の反対側に存在すること、及び、源放射から効率的に遮蔽されることにより、結果として、光高温計１１８は熱せられた基板１０８からの放射のみを感知し、ランプ１０２からのバックグラウンド放射が光高温計１１８にダイレクトに到達することを最小限に抑える。幾つかの実施形態で、複数の高温計が使用されて上方ドーム１２８上方の様々な位置に配置されてもよい。

任意選択的に、基板１０８から放射されるか又は基板１０８を透過して基板１０８へ戻る赤外光を反射するために、リフレクタ１２２が上方ドーム１２８の外側に配置されてもよい。反射した赤外光により、そうでない場合には処理チャンバ１００から逃げる熱を封じることにより、加熱効率が向上し得る。リフレクタ１２２は、アルミニウム又はステンレス鋼などの金属で製造され得る。リフレクタ１２２は、リフレクタ１２２冷却用水などの流体のフローを運ぶために、吸気口１２６及び排気口１３０を有し得る。所望であれば、金めっき（ｇｏｌｄ ｃｏａｔｉｎｇ）などの高反射コーティングでリフレクタエリアを被覆することによって、反射効率が向上し得る。

複数の熱放射センサ１４０（高温計又はサファイアライトパイプなどのライトパイプであり得る）が、基板１０８の熱放出を測定するためにランプヘッド１４５に配置され得る。典型的には、センサ１４０は、処理中の基板１０８の種々の位置の観察（即ち、感知）を促進するために、ランプヘッド１４５の様々な位置に配置される。ライトパイプを用いる実施形態では、センサ１４０がチャンバ本体１０１のランプヘッド１４５下方の一部分に配置され得る。基板１０８の種々の位置からの熱放射を感知することにより、基板１０８の種々の位置における熱エネルギー量（例えば、温度）を比較して、温度に異常性又は不均一性が存在するかどうかを判断することが促進される。温度のそのような不均一性は、厚さ及び組成などにおける膜生成の不均一性に繋がり得る。少なくとも２つのセンサ１４０が使用されるが、２つよりも多くが使用されてもよい。種々の実施形態では任意の数の追加のセンサ１４０が使用され得る。これらのセンサ１４０が基板１０８の放射加熱源と同じ側にある場合、後方散乱した源放射を相殺するための補正技法が要求され得ることに留意されたい。

各センサ１４０は基板１０８のあるゾーンを観察し、当該ゾーンの熱的な状態を感知する。幾つかの実施形態で、ゾーンは放射状に配向され得る。例えば、基板１０８が回転される実施形態では、センサ１４０は、基板１０８の中心と実質的に同じ中心を有する、基板１０８の中央部分の中央ゾーンとともに、前記中央ゾーンを囲み且つそれと同心の一又は複数のゾーンを観察又は規定し得る。これらゾーンが同心且つ放射状に配向されることが要求されない。幾つかの実施形態で、ゾーンは、基板１０８の種々の位置に非放射状に配置されていてもよい。

典型的には、センサ１４０は、ランプ１０２間（例えば、チャネル４９内）に配置され、通常は基板１０８の上面１１６に対して実質的に垂直に配向される。幾つかの実施形態で、センサ１４０は基板１０８に対して垂直に配向される一方、その他の実施形態では、センサ１４０は垂直からやや逸れて配向され得る。垂直に対して約５°の配向角が用いられることが最も多い。

センサ１４０は、同じ波長もしくはスペクトル、又は異なる波長もしくはスペクトルにチューニングされ得る。例えば、処理チャンバ１００内で使用される基板が、均一な組成であるか、又は、異なる組成領域を有し得る。異なる波長にチューニングされたセンサ１４０を用いることにより、異なる組成及び熱エネルギーに対する異なる放出応答を有する基板領域の監視が可能となる。一実施形態で、センサ１４０は、例えば、約３μｍの赤外線波長にチューニングされる。

処理ガス供給源１７３から供給される処理ガスは、ベースプレート１６０の側壁に形成された処理ガス吸気ポート１７５を通じて処理ガス領域１５６に導入される。ガスが通流できるよう追加の開口（図示せず）がライナーアセンブリ１６２及び被覆層３０２に形成されてもよい。処理ガス吸気ポート１７５は、処理ガスを、概して半径方向内向きに案内するように構成される。膜生成プロセス中、基板支持体１０７は処理ガス吸気ポート１７５に近接し且つ同じ高さである処理位置に位置し、これにより処理ガスが基板１０８の上面１１６を横切って画定された流路１６９に沿って流れることが可能となる。処理ガスは、処理チャンバ１００の処理ガス吸気ポート１７５とは反対側に位置するガス排気ポート１７８を通じて（流路１６５に沿って）処理ガス領域１５６を出る。ガス排気ポート１７８を通じた処理ガスの除去は、ガス排気ポート１７８に連結された真空ポンプ１８０によって促進され得る。処理ガス吸気ポート１７５とガス排気ポート１７８とが互いに位置合わせされ、ほぼ同じ高さに配置されているので、そのような平行の配置が、基板１０８にわたり概して平面的且つ均一なガス流を可能とする。基板支持体１０７を介した基板１０８の回転によって、半径方向の均一性が更にもたらされ得る。

パージガス源１７３から供給されるパージガスは、ベースプレート１６０の側壁に形成されたパージガス吸気ポート１７５を通じてパージガス領域１５６に導入される。パージガス吸気ポート１６４は、処理ガス吸気ポート１７５よりも低い高さに配置される。パージガス吸気ポート１７５は、パージガスを概して半径方向内向きに案内するように構成される。所望であれば、パージガス吸気ポート１６４がパージガスを上方向に案内するように構成されてもよい。膜生成プロセス中、基板支持体１０７は、パージガスが流路１６１に沿って基板支持体１０７の裏面１０４を横切って流れるような配置に位置する。何らかの特定の理論に拘束されるわけではないが、パージガスのフローは、処理ガスのフローがパージガス領域１５８に流入することを防止するかもしくは実質的に回避するか、又は、パージガス領域１５８（即ち、基板支持体１０７下方の領域）に入る処理ガスの拡散を低減させると考えられている。パージガスは、処理チャンバ１００のパージガス吸気ポート１６４とは反対側に位置するガス排気ポート１７８を通じて（流路１６６に沿って）パージガス領域１５６を出て処理チャンバの外へと排出される。

同様に、パージガスが基板支持体１０７の裏面１０４を横切って横方向に流れることが可能となるよう、パージプロセス中、基板支持体１０７は上昇された位置に位置し得る。ガス吸気ポート又は排気ポートの位置、サイズ、個数などは基板１０８上の均一な材料堆積を促進するために調整可能であるので、処理ガス吸気ポート、パージガス吸気ポート、及びガス排気ポートは例示目的で示されていることが当業者には理解されよう。

処理中、コントローラ１８２がセンサ１４０からデータを受信し、データに基づいて、各ランプ１０２又は個々のランプ群もしくはランプゾーンに送達される電力を別個に調節する。コントローラ１８２は、様々なランプ１０２又はランプゾーンに個別に給電する電源１８４を含み得る。コントローラ１８２は基板１０８の所望の温度プロファイルを作成するように設定され得、センサ１４０から受信したデータの比較に基づいて、コントローラ１８２は、前記観測された（即ち、感知された）基板の横方向の温度プロファイルを示す熱的なデータと所望の温度プロファイルとが適応するように、ランプ及び／又はランプゾーンに対する電力を調節し得る。コントローラ１８２はまた、ある基板の熱処理を別の基板の熱処理に順応させるためにランプ及び／又はランプゾーンに対する電力を調節し、チャンバの経時的な性能のブレを防止し得る。

図２Ａは、図１に示す処理チャンバ１００で使用され得るライナーアセンブリ１６２の概略上面等角図を示す。ライナーアセンブリ１６２は、概して円筒形状を有するライナー本体３０４を含む。ライナーアセンブリ１６２は内壁３０８及び外壁３１０を有する。図２Ｂのライナー本体３０４の断面図でより詳細に示すように、内壁３０８及び外壁３１０はライナー本体３０４の厚さ２５０を画定する。一実施形態で、ライナー本体３０４の厚さ２５０は、約５ｍｍ〜約５０ｍｍなど、約５ｍｍ〜約１００ｍｍの範囲であり得る。図２Ａを再び参照すると、ライナー本体３０４に内壁３０８から外壁３１０まで形成された開口１７４により、基板１０８の処理チャンバ１００内外への通路が可能となる。付加的に、開口１７４は、ベースプレート１６０に形成されたローディングポート１０３の開口１７０のサイズと実質的に一致するサイズを有する。

ライナー本体３０４は、内壁３０８及び外壁３１０によって結合された、上面３１１及び底面３１２を有する。ライナーアセンブリ１６２のライナー本体３０４は、ベースプレート１６０の内部に滑り込み、ベースプレート１６０が処理チャンバ１００内部の反応領域に晒されることを防止するように、ベースプレート１６０の寸法にフィットするサイズとされた長さ３１５を有する。一実施形態で、ライナーアセンブリ１６２の長さ３１５は、約７０ｍｍ〜約１２０ｍｍなど、約１０ｍｍ〜約２００ｍｍの範囲を有し得る。

図２Ｂに示すように、ライナーアセンブリ１６２を貫通して衝突する光を吸収するための被覆層３０２がライナーアセンブリ１６２の内壁３０８に形成され得る。一方、ライナーアセンブリ１６２を被覆するために選択される被覆層３０２は、約２００ｎｍ〜約５０００ｎｍの範囲の一又は複数の波長において不透明である材料であり得、これらは、２５μｍ〜約１００μｍ（約２５μｍなど）に熱エネルギーを供給するためにランプ１０２によって生成される放射の波長である。一実施形態で、被覆層３０２用の非透過性材料に適切な材料は、炭化ケイ素、ガラス状炭素、カーボンブラック、バブルクオーツ（例えば、流体含有物を含む石英）、黒鉛化カーボンブラック、グラファイト、黒色石英、バブルクオーツ、ケイ素及び黒色着色泥漿コーティング（Ａｒｅｍｃｏ８４０シリーズなど）を含む。ライナーアセンブリ１６２を被覆し得る被覆層３０２を形成するために選択される非透過性材料は、ＣＶＤ、ＰＶＤ、プラズマ溶射、浸漬・焼成（ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｄｉｐｐｅｄ）もしくは塗装されたスラリ又は前駆体、スピンコーティング・焼成、フレーム溶射、ブラシコーティング、浸漬コーティング、ローラーコーティング、シルクスクリーンコーティング又はその他の適切な技法などの、任意の適切な被覆／堆積技法であり得る。本明細書で示す例示的な実施形態で、被覆層３０２はＣＶＤ材料上に堆積した炭化ケイ素層である。

ライナーアセンブリ１６２を被覆するために選択される非透過性材料は、処理チャンバ１００内の放射を保持し、放射が処理ガス領域１５６及びパージガス領域１５８へと戻るように透過することを防ぐ。被覆層３０２用の非透過性材料の選択によって、ライナーアセンブリ１６２に衝突する放射の吸収性が高まり、基板１０８に戻るように反射する可能性のある光学的なバックグラウンドノイズを防止し、これにより高温計１１８の温度測定の正確性が向上すると考えられている。一実施形態で、被覆層３０１は、被覆層３０２上に衝突する約２００ｎｍ〜約５０００ｎｍなどの関心対象の波長範囲における熱放射の１０パーセント未満を透過し得る。更に、放射エネルギーの光散乱又は透過特性は、基板１０８からの高温計１１８の温度測定の放出及び吸収に干渉し得ると考えられている。従って、被覆層３０２用の非透過性材料は、熱放射が基板１０８もしくは高温計１１８に戻って到達するか又は反射することを防止し得る。

図３Ａは、図１に示す処理チャンバ１００で使用され得るライナーアセンブリ１６２の概略上面等角図を示す。ライナーアセンブリ１６２は、図３Ａ及び３Ｂに示すライナー本体３０４と同様の概して円筒形状を有するライナー本体２０４を含む。同様に、ライナー本体２０４は内壁２０６及び外壁２０８を有する。図３Ｂで更に示すように、内壁２０６及び外壁２０８は、ライナー本体２０４の厚さ２５０を画定する。一実施形態で、ライナー本体２０４の厚さ２５０は、約５ｍｍ〜約５０ｍｍなど、約５ｍｍ〜約１００ｍｍの範囲である。再び図３Ａを参照すると、ライナー本体２０４は、内壁２０６及び外壁２０８によって結合された上面２１０及び底面２１２を有する。ライナーアセンブリ１６２のライナー本体２０４は、ベースプレート１６０の内部に滑り込み、ベースプレート１６０が処理チャンバ１００内部の反応領域に晒されることを防止するように、ベースプレート１６０の寸法にフィットするサイズとされた長さ２１５を有する。一実施形態で、ライナーアセンブリ１６２の長さは、約７０ｍｍ〜約１２０ｍｍなど、１０ｍｍ〜約２００ｍｍの範囲を有し得る。

ライナー本体３０４の外壁３１０に被覆層３０２を被覆するのではなく、図３Ａ及び３Ｂで示す実施形態で、被覆層１７２はライナーアセンブリ１６２の内壁２０６を被覆し、これにより、ライナーアセンブリ１６２を衝突する光を吸収する。ライナーアセンブリ１６２を被覆するために選択される被覆層１７２は、図１〜２Ｂを参照して上述した被覆層３０２と同様、約２００ｎｍ〜約５０００ｎｍの範囲の一又は複数の波長において不透明である材料であり得る。被覆層１７２は、約２５μｍなど、約５μｍ〜約１００μｍの間の厚さ２５２を有し得る。一実施形態で、被覆層１７２用の非透過性材料に適切な材料は、炭化ケイ素、ガラス状炭素、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、グラファイト、黒色石英、バブルクオーツ、ケイ素、及び黒色着色泥漿コーティング（Ａｒｅｍｃｏ８４０シリーズなど）を含む。ライナーアセンブリ１６２を被覆し得る被覆層１７２を形成するために選択される非透過性材料は、ＣＶＤ、ＰＶＤ、プラズマ溶射、焼成・浸漬もしくは塗装されたスラリ又は前駆体、スピンコーティング・焼成、フレーム溶射、ブラシコーティング、浸漬コーティング、ローラーコーティング、シルクスクリーンコーティング又はその他の適切な技法などの、任意の適切な被覆／堆積技法であり得る。本明細書で示す例示的な実施形態で、被覆層３０２は、ＣＶＤ材料上に堆積した炭化ケイ素層である。

被覆層３０２、１７２は、ライナーアセンブリの外壁又は内壁を被覆し得るのみならず、必要に応じて、ライナー本体の上面及び底面並びに任意の適切な位置を被覆してもよいことに留意されたい。

上記は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他の更なる実施形態を考案することもでき、本発明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. 半導体処理チャンバで使用するライナーアセンブリであって、
   円筒形のリング形状を有する、ライナー本体と
   前記ライナー本体に配置され、且つ約２００ｎｍから約５０００ｎｍの間の一又は複数の波長において不透明である、被覆層と
   を含む、ライナーアセンブリ。
2. 前記ライナー本体が、光学的に透明の又は透光性の材料で製造されている、請求項１に記載のライナーアセンブリ。
3. 前記ライナー本体が石英で製造されている、請求項１に記載のライナーアセンブリ。
4. 前記被覆層は、炭化ケイ素、ガラス状炭素、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、グラファイト、黒色石英、バブルクオーツ、ケイ素、及び黒色着色泥漿コーティングからなるグループで製造されている、請求項１に記載のライナーアセンブリ。
5. 前記被覆層が約５μｍから約１００μｍの間の厚さを有する、請求項１に記載のライナーアセンブリ。
6. 前記被覆層が、ＣＶＤ、ＰＶＤ、プラズマ溶射、浸漬・焼成、スピンコーティング・焼成、フレーム溶射、ブラシコーティング、浸漬コーティング、ローラーコーティング、及びシルクスクリーンコーティングによって、前記ライナーアセンブリの内壁に形成されている、請求項１に記載のライナーアセンブリ。
7. 前記ライナー本体が、内壁及び外壁と結合された上面及び底面を含む、請求項１に記載のライナーアセンブリ。
8. 前記被覆層が前記ライナー本体の前記内壁又は前記外壁に配置されている、請求項７に記載のライナーアセンブリ。
9. 請求項１に記載のライナーアセンブリを備えたエピタキシ堆積チャンバ。
10. 前記処理チャンバから取り外し可能である、請求項９に記載のライナーアセンブリ。
11. 基板上に誘電体層を堆積するための装置であって、
    前記処理チャンバのチャンバ本体内に画定された内部容積を有する処理チャンバと、
    前記処理チャンバ内に配置されたライナーアセンブリであって、更に、
    円筒形のリング形状を有するライナー本体、及び
    前記ライナー本体の外壁を被覆し、前記チャンバ本体に面し、且つ、約２００ｎｍから約５０００ｎｍの間の一又は複数の波長において不透明である、被覆層
    を備えた、ライナーアセンブリと
    を含む、装置。
12. 前記ライナー本体が、光学的に透明の又は透光性の材料で製造されている、請求項１１に記載の装置。
13. 前記ライナー本体が石英で製造されている、請求項１１に記載の装置。
14. 前記被覆層が、炭化ケイ素、ガラス状炭素、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、グラファイト、黒色石英、バブルクオーツ、ケイ素、及び黒色着色泥漿コーティングからなるグループから選択された材料で製造されている、請求項１１に記載の装置。
15. 前記ライナーアセンブリが前記処理チャンバから取り外し可能である、請求項１１に記載の装置。

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