JP2017538036A - 大面積基板コーティング用cvd又はpvd反応炉 - Google Patents
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Abstract
Description
機械的安定化のために、保持装置は機械的安定化要素を有することができる。この機械的安定化要素は、鉛直壁により形成することができる。保持装置は、交差する鉛直壁から形成されている格子状構造を形成することが好適である。鉛直で互いに平行に延在する2つの鉛直壁の間の距離は、ガス入口部材の対角線長さの少なくとも3分の1、4分の1であるが、好適には5分の1である。鉛直方向に延在する円筒形状セルが、好適にはガス入口部材のベース面の外郭の最大で100分の1に対応しかつチェスボード状又はハニカム状のベース面であり得る。好適には、保持装置は、その水平な縁に隣接する領域のみによってハウジングに取り付けられる。
保持装置は、水平な縁のみによってハウジングに取り付けられていることが好適である。ハウジングに取り付けられるのは保持装置の水平な縁である。保持装置は、その中央面領域全体がガス入口部材を自由に覆い拡がっているが、領域上に実質的に均一に分散した位置にてガス入口部材に対する保持接続を有する。
保持装置は、温度安定化されている。このために、能動的又は受動的な温度安定化装置を設けることができる。保持装置は、ガス入口部材に対する温度差が変化したとき、その温度が水平方向にも鉛直方向にも大きく変化しないように温度安定化されている。保持装置の好適には格子状に形成される本体全体の内部で+/−5℃だけ温度が変化することが好ましい。好適には、最低温度点と最高温度点の間の温度差が最大で5℃である。受動的な温度安定化のために、例えば反射面又は絶縁体を具備する熱障壁を設けることができる。能動的な温度安定化のために温度制御媒体を用いることができ、例えば、温度制御チャネルを通って流れる温度制御流体である。温度制御チャネルは、保持装置の内部に配置されている。好適には、温度制御チャネルは、保持装置の上方又は下方に設けられる。コーティングプロセス中のガス入口部材の温度は高温に維持されることから、保持装置が温度制御のために冷却されなければならない場合、好適には能動的温度制御要素が用いられ、それは、ガス入口部材と保持装置の間の領域に配置される。
格子状構造の形態を付与する保持装置のハニカム状又はセル状の構造もまた、その機械的安定性をもたらす。これはまた、内部圧力変化の際に生じ得るハウジング上部の形状変化が、保持装置の形状に悪影響をもたらさないという結果を得る。取付手段は、上述した弾性の取付手段であり、それにより保持装置の縁領域がハウジングに取り付けられる。好適な実施例では、ガス入口部材と保持装置の間に鉛直方向の間隙空間が延在する。ガス入口部材を保持装置に固定するために複数のハンガーが機能している。ハンガーは長く延びた金属又はセラミックの引っ張り要素であり、それは、その上端により保持装置の固定箇所に、その下端によりガス入口部材の固定箇所に固定されている。ハンガーは高さ調整可能である。このようにして、ガス出口領域とサセプタ上面の間の距離、すなわちプロセスチャンバ高さを、各吊下点にて調整可能である。ハンガーは熱膨張係数の小さい金属からなることが好適である。
ガス入口部材の壁は、温度制御チャネルを設けられている。特にガス入口部材のガス出口領域を形成する壁に、しかしながらそれとは反対側の壁にもチャネルが設けられ、それを通して温度制御媒体、例えば高温の液体が流れることができる。保持装置の温度安定化は、その形状にのみ寄与するのではない。保持装置は軽量構造部材として形成されている。ガス入口部材から保持装置への熱伝達を能動的に低減するために採用される手段は、ガス入口部材と保持装置の間にある間隙空間に1又は複数の熱障壁を配置することを含み得る。熱障壁は、ガス入口部材の表面延在方向と平行に間隙空間にある面状体である。その表面は高反射性とすることができる。それに替えて、間隙空間に配置された絶縁体とすることもできる。少なくとも1つの熱障壁は能動的に冷却されることができる。能動的に冷却される熱障壁は、好適には保持装置の直ぐ隣にある。能動的に冷却される熱障壁は、その面が保持装置の表面延在方向又はハウジングの表面延在方向に延在するプレートとすることができる。プレート内部を貫通する冷却媒体チャネルを通して冷却媒体が通過して流れることができる。この結果、保持装置は一定温度に維持されることができる。ガス入口部材が加熱される際、保持装置は実質的にその温度を維持する。装置稼働中にプロセスチャンバ高さの変化し得る距離は1mm未満である。ハウジングの表面温度は約30℃である。保持装置の温度は50℃の値に安定化させることができる。このために、能動的熱障壁は約50℃の温度に冷却される。シャワーヘッドは、例えば450℃の温度に制御され、そして基板は20℃の温度に冷却されている。能動的熱障壁とガス入口部材の間に位置する1又は複数の受動的熱障壁により、ガス入口部材から能動的に冷却される熱障壁への熱の流れが低減される。ガス入口部材の直ぐ隣の熱障壁は、例えば350℃の表面温度を有する。熱障壁は、金属又はセラミックの材料から作製することができる。この受動的熱障壁と能動的熱障壁の間に、同様に金属プレート又はセラミックプレートから形成されたさらに別の受動的熱障壁を配置することができる。その温度は、稼働中に約270℃である。ガス入口部材と能動的に冷却される熱障壁の間に2つ以上の受動的熱障壁を設けることもできる。熱障壁の表面は低い光放出率を有することができる。それらは研磨された反射面とすることができる。ハンガーは、熱障壁を保持するために用いることができる。しかしながら、ハンガーが熱障壁の孔を通って単に貫通するようにも設けられ、それにより熱障壁の変形が空間におけるガス入口部材の位置に悪影響を及ぼさない。本発明によれば、保持装置が変形に対して安定化される。これは温度変化及び/又は圧力変化によって生じる変形である。熱障壁は、ハウジング天井又は保持装置のいずれかに固定された別の吊下具に吊り下げられることもできる。本発明はまたこのような装置を動作させる方法にも関係する。
本発明は、特に、ハウジング上部に取り付けられた保持装置と、ガス出口孔をもつガス出口面を具備する温度制御可能なガス入口部材とを有するハウジングを備えたCVD又はPVD装置に関し、そのガス入口部材は、複数の吊下点にて保持装置に固定されている。保持装置は、能動的に温度制御可能な温度制御装置により温度安定化可能である。温度制御装置がガス入口部材と保持装置の間に鉛直方向に配置されていることが重要である。
本発明はまた、ハウジング上部に取り付けられた保持装置と、ガス出口孔をもつガス出口面を具備する温度制御可能なガス入口部材とを有するハウジングを備えたCVD又はPVDコーティング装置に関し、そのガス入口部材は、複数の吊下点にて保持装置に固定されている。保持装置はセル構造を有する。セル構造は、鉛直方向に延在するセル壁と水平なセル面を有し、そのセル面は、保持装置のベース面の最大で25分の1、好適には最大で100分の1である。
本発明の実施形態の例は、以下に示す添付の図面を参照して説明される。
2 ハウジング上部
3 保持具
3’ モジュールの縁
4 鉛直壁要素
5 鉛直壁
6 ハンガー
6’ 固定要素
7 ガス入口部材
8 ガス出口孔
9 温度制御チャネル
10 受動的熱障壁
11 能動的熱障壁
12 冷却媒体チャネル
13 取付手段
13.1 取付手段
13.2 取付手段
13.4 取付手段
13.5 取付手段
14 取付手段
15 サセプタ
16 冷却媒体チャネル
17 リブ
18 リブ
19 孔
20 水平上壁
21 水平下壁
22 開口
Claims (14)
- ハウジング(1,2)と、ガス出口孔(8)のあるガス出口面(7’)を具備してハウジング(1,2)に取り付けられたガス入口部材(7)と、ハウジング上部(1)に取り付けられた保持装置(3)と、を備え、保持装置(3)にガス入口部材(7)が複数の吊下点(6’)にて固定されている、CVD又はPVDコーティング装置において、能動的に温度制御可能な温度制御装置(11,12)により保持装置(3)が温度安定化可能であることを特徴とするCVD又はPVDコーティング装置。
- 温度制御装置(11,12)が温度制御チャネル(12)を有することを特徴とする請求項1に記載のCVD又はPVDコーティング装置。
- 温度制御装置(11,12)がガス入口部材(7)と保持装置(3)の間に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のCVD又はPVDコーティング装置。
- 保持装置(3)が機械的安定化要素(4,5)を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のCVD又はPVDコーティング装置。
- 保持装置(3)が鉛直方向の接続ラインにて互いに接続された鉛直壁(4,5)を有する保持ラーメン構造により形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のCVD又はPVDコーティング装置。
- 保持装置(3)が、その水平な縁(3’)のみによってハウジング(1,2)に取り付けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のCVD又はPVDコーティング装置。
- 保持装置(3)が、弾性の取付手段(13,14)によりハウジング(1,2)に取り付けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のCVD又はPVDコーティング装置。
- ガス入口部材(7)が、水平な延在面全体に分散して配置されたハンガー(6)により保持装置(3)に固定されており、ハンガー(6)は鉛直方向に吊下点(6’)から保持装置(3)まで延在していることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のCVD又はPVDコーティング装置。
- ガス入口部材(7)と保持装置(3)の間にある鉛直方向の間隙空間に1又は複数の熱障壁(10,11)が配置されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のCVD又はPVDコーティング装置。
- 温度制御装置(11)により形成された熱障壁が保持装置(3)の直ぐ隣にあることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のCVD又はPVDコーティング装置。
- 2つの直ぐ隣にある吊下点(6’)が、最大でガス入口部材の円等価対角線の5分の1ほど互いに離間していることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のCVD又はPVDコーティング装置。
- 保持装置(3)が、鉛直方向に延在するセル壁(4,5)と水平なセル面とをもつセル構造を有し、セル面は保持装置(3)のベース面の最大で25分の1、好適には最大で100分の1であることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のCVD又はPVDコーティング装置。
- 保持装置(3)が、温度制御装置(11,12)の補助により均一な温度に維持されることにより、保持装置の最低温度点が保持装置の最高温度点と最大で5℃だけ異なることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載のCVD又はPVDコーティング装置の動作方法。
- 請求項1〜13のいずれかに記載の1又は複数の特徴付けられた構成を特徴とする装置又は方法。
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