JP2022543570A - 分離バルブ - Google Patents
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Abstract
分離バルブ、及び分離バルブが組み込まれたチャンバシステムと分離バルブを使用する方法について説明している。一部の実施形態では、分離バルブは、バルブ本体及びフラッパアセンブリを含みうる。バルブ本体は、第1流体空間、第2流体空間、及び載置面を画定しうる。フラッパアセンブリは、バルブ本体内部に配置されたフラッパであって、載置面に相補的なフラッパ面を有するフラッパを含みうる。フラッパは、第1流体空間と第2流体空間との間の流体の流れを可能にするために載置面からフラッパ面が離れうるように、バルブ本体内で第1位置へと枢動可能でありうる。フラッパは、非接触密封を形成して第1流体空間と第2流体空間との間の流体の流れを制限するために載置面にフラッパ面が近接しうるように、バルブ本体内で第2位置へと枢動可能でありうる。【選択図】図5
Description
[0001]この出願は、2019年7月31日出願の米国仮特許出願第62/881,181号(その内容全体があらゆる目的で参照より本書に援用される)に対する優先権の利益を主張するものである。
[0002]本書の技術は半導体の処理及び機器に関する。より具体的には、本書の技術は、半導体処理のための分離バルブ、及びかかる分離バルブを利用する方法及びシステムに関する。
[0003]集積回路は、基板表面上に複雑にパターニングされた材料層を作製するプロセスによって実現可能となる。次世代デバイスにおけるデバイスサイズが縮小し続けるにつれて、処理条件の均一性の重要性は継続的に増大しており、チャンバ設計及びシステム設定は、作製されるデバイスの品質において重要な役割を果たしうる。ゆえに、高品質のデバイス及び構造物を作製するために使用されうるシステム及び方法が、必要とされている。
[0004]一態様によると、分離バルブは、バルブ本体とフラッパアセンブリとを含みうる。バルブ本体は、第1流体空間、第2流体空間、及び載置面を画定しうる。フラッパアセンブリは、バルブ本体内部に配置されたフラッパであって、載置面に相補的なフラッパ面を有するフラッパを含みうる。フラッパは、第1流体空間と第2流体空間との間の流体の流れを可能にするために載置面からフラッパ面が離れうるように、バルブ本体内で第1位置へと枢動可能でありうる。フラッパは、非接触密封を形成して第1流体空間と第2流体空間との間の流体の流れを制限するために載置面にフラッパ面が近接しうるように、バルブ本体内で第2位置へと更に枢動可能でありうる。
[0005]一部の実施形態では、フラッパが第2位置にありうる時に、載置面と相補的なフラッパ面との間に2mmと0.1mmとの間の範囲の間隙が形成されて、非接触密封が形成されうる。一部の実施形態では、フラッパが第2位置にありうる時に、フラッパ面及び載置面によって画定される流路の長さ、対、フラッパ面と載置面との間の距離の比率は、約1000:1と約10:1との間の範囲にわたりうる。一部の実施形態では、フラッパ面及び載置面は平坦でありうる。
[0006]一部の実施形態では、フラッパアセンブリは、フラッパを第1位置と第2位置との間で枢動させるよう構成されたフラッパシャフトを更に含みうる。バルブ本体は第1側壁を含んでよく、第1側壁は、フラッパシャフトの第1端部と連結される第1開孔を画定しうる。バルブ本体は、第1側壁に対向する第2側壁を更に含みうる。第2側壁は、フラッパシャフトの第2端部と連結される第2開孔を画定しうる。一部の実施形態では、フラッパアセンブリは、フラッパシャフトを駆動するよう動作可能な駆動機構を更に含みうる。駆動機構は、バルブ本体の外部に配置され、第1側壁の外側に装着されうる。一部の実施形態では、フラッパとフラッパシャフトとが単一体として形成されうる。
[0007]一部の実施形態では、フラッパアセンブリは、フラッパを第1位置と第2位置との間で枢動させるためのフラッパシャフトを更に含みうる。フラッパシャフトは、フラッパシャフト及びフラッパを冷却するために冷却流体を通過させるよう構成された、中空コアを含みうる。一部の実施形態では、バルブ本体は複数の壁を含みうる。冷却ループが、複数の壁のうちの少なくとも1つの壁の中に配置されうる。冷却ループは、冷却流体を通過させてバルブ本体を冷却するよう構成されうる。
[0008]一部の実施形態では、バルブ本体は、第1流体空間への流体アクセスを提供するための第1ポートと、第2流体空間への流体アクセスを提供するための第2ポートとを、更に画定しうる。第1ポートと第2ポートとは共通の流れ断面積を画定してよく、第1ポートと第2ポートとは、互いに異なる形状にされうる。一部の実施形態では、第1ポートは円形であってよく、第2ポートは長方形でありうる。一部の実施形態では、第2ポートは、フラッパの枢動軸に平行な第1寸法と、フラッパの枢動軸に対して垂直な第2寸法とを含みうる。第1寸法対第2寸法の比率は、約10:1と約1:1との間の範囲にわたりうる。
[0009]一部の実施形態では、バルブ本体又はフラッパの少なくとも一方は、アルミニウム、酸化アルミニウム、又は窒化アルミニウムのうちの少なくとも1つを含みうる。
[0010]別の態様によると、チャンバシステムは、第1チャンバユニットと、第2チャンバユニットと、分離バルブとを含みうる。分離バルブは、第1チャンバユニット及び第2チャンバユニットに連結されてよく、第1チャンバユニットと第2チャンバユニットとの間の流体の流れを制御するよう構成されうる。分離バルブは、バルブ本体とフラッパとを含みうる。バルブ本体は、第1チャンバユニットへの流体アクセスを提供する第1ポートと、第2チャンバユニットへの流体アクセスを提供する第2ポートとを画定しうる。フラッパは、バルブ本体内部に配置されてよく、フラッパ面を有しうる。フラッパは、第1チャンバユニットと第2チャンバユニットとの間の流体の流れを可能にするためにバルブ本体によって画定された載置面からフラッパ面が離れうるように、バルブ本体内で第1位置へと枢動可能でありうる。フラッパは、第1チャンバユニットと第2チャンバユニットとの間の流体の流れを制限するために載置面にフラッパ面が近接しうるように、バルブ本体内で第2位置へと更に枢動可能でありうる。フラッパが第2位置にありうる時に、載置面とフラッパ面とは、非接触密封を形成して、第1チャンバユニットと第2チャンバユニットとの間の流体の流れを制限しうる。
[0011]一部の実施形態では、フラッパが第2位置にありうる時に、フラッパ面及び載置面によって画定される流路の長さ、対、フラッパ面と載置面との間の距離の比率は、約1000:1と約10:1との間の範囲にわたりうる。
[0012]一部の実施形態では、第1チャンバユニットは遠隔プラズマユニットを含んでよく、第2チャンバユニットは、半導体処理のために第2チャンバユニットと共に局所プラズマを生成するよう構成された、半導体処理チャンバを含みうる。
[0013]一部の実施形態では、分離バルブは第1分離バルブでありうる。チャンバシステムは、第3チャンバユニットと、第1チャンバユニット及び第3チャンバユニットに連結された第2分離バルブであって、第1チャンバユニットと第3チャンバユニットとの間の流体の流れを制御するよう構成された第2分離バルブとを、更に含みうる。
[0014]更なる態様によると、方法は、第1チャンバユニット及び第2チャンバユニットと連結された分離バルブを閉じることを含みうる。分離バルブは、第1チャンバユニットと第2チャンバユニットとの間の流体の流れを制御するよう動作可能でありうる。分離バルブは、バルブ本体とフラッパとを含みうる。バルブ本体は、第1チャンバユニットと流体連結された第1流体空間と、第2チャンバユニットと流体連結された第2流体空間とを画定しうる。フラッパは、バルブ本体内部に配置されてよく、フラッパ面を有しうる。フラッパは、第1チャンバユニットと第2チャンバユニットとの間の流体の流れを可能にするためにバルブ本体によって画定される載置面からフラッパ面が離れうるように、バルブ本体内で第1位置へと枢動可能でありうる。フラッパは、第1チャンバユニットと第2チャンバユニットとの間の流体の流れを制限するために載置面にフラッパ面が近接しうるように、バルブ本体内で第2位置へと更に枢動可能でありうる。フラッパが第2位置にありうる時に、載置面とフラッパ面とは、非接触密封を形成して、第1チャンバユニットと第2チャンバユニットとの間の流体の流れを制限しうる。方法は、第1流体空間にシールドガスを流入させることを更に含みうる。
[0015]一部の実施形態では、シールドガスは、約200sccmと約5sccmとの間の範囲の流量で流されうる。一部の実施形態では、方法は、第1流体空間内の圧力が第2流体空間内の圧力よりも大きくなりうるように、シールドガスの流量を動的に制御することを更に含みうる。
[0016]本書の技術は、従来型のシステム及び技法を凌駕する、多大な利点を提供しうる。例えば、本書の技術は、高腐食性環境において、あるチャンバユニットから別のチャンバユニットへと分離バルブを越えて流体が流れることによる汚染を防止するよう確実に動作しうる、非接触密封を実現しうる。本書の技術は更に、弾性接触密封部の支持において別途必要とされうる冷却用及び保護用のシールドを省いた、簡略化された設計を提示しうる。上記の実施形態及びその他の実施形態は、それらの利点及び特徴の多くと共に、以下の説明及び添付の図と併せてより詳細に説明されうる。
[0017]開示している技術の性質及び利点についての更なる理解が、本明細書の以下の部分及び図面を参照することによって実現されうる。
[0028]図のうちのいくつかは概略図として含まれている。図は例示のためのものであり、具体的に縮尺通りであると記載されていない限り、縮尺通りであると見なされるべきではないことを、理解されたい。加えて、図は、概略図として理解を助けるために提供されており、現実的な描写と比較して全ての態様又は情報を含んでいないことがあり、例示を目的として強調された素材を含むことがある。
[0029]付随する図では、類似の構成要素及び/又はフィーチャ(特徴部)は同じ参照符号を有しうる。更に、同種の様々な構成要素は、参照符号の後ろに文字(類似の構成要素同士を区別する文字)が付されることにより区別されうる。本明細書において第1の参照符号のみが使用される場合、その記載は、文字に関わりなく、同じ第1の参照符号を有する類似の構成要素のうちのいずれにも適用可能である。
[0030]半導体処理中、1つの処理ユニット又は処理領域に流入する処理ガス(堆積ガスなど)は、別の処理ユニット又は処理領域にも入ることがある。例えば、チャンバシステムの処理領域に流入した堆積ガスは、チャンバシステムの遠隔プラズマユニットに入り、遠隔プラズマユニット内部にコーティングを形成しうる。ゆえに、遠隔プラズマ源(遠隔プラズマユニットなど)はプロセス汚染の源となりうる。なぜなら、あるプロセス中に形成されたコーティングがその後、後続のプロセスにおいて、処理領域内に戻るように放出されうるからである。更に、メンテナンス又は交換までの、遠隔プラズマユニットの機能寿命も短くなりうる。
[0031]分離バルブは、処理領域と遠隔プラズマユニットとの間に実装されうる。しかし、従来型の分離バルブの動作寿命は非常に短いことがある。なぜなら、従来型の分離バルブで利用される弾性密封部は、腐食性化学物質及び遠隔プラズマユニットから流れるプラズマ放出物からの熱再結合加熱(thermal recombination heating)への曝露により、損傷を受けうるからである。弾性密封部を保護するために、冷却回路及び/又は保護シールドが実装されうるが、これにより、製造複雑性が増し、コストが増大しうる。
[0032]本書の技術は、分離バルブであって、半導体処理中の汚染から遠隔プラズマ源を保護するために閉じるよう動作可能な分離バルブを提供することによって、上記の問題を克服する。この分離バルブは、閉じられると、流体コンダクタンスが非常に低い間隙を形成することによって、非接触密封を形成しうる。シールドガスが分離バルブに流し込まれうる。シールドガスは、分離バルブによって形成された低コンダクタンスの間隙と連結すると、処理ガスが間隙を通って遠隔プラズマ源に流入するのを防止しうる。
[0033]本開示では、処理チャンバ又は処理領域、及び遠隔プラズマ源又は遠隔プラズマユニットが、本書に記載の分離バルブによって互いから分離されうるチャンバユニットとして定型的に識別されているが、分離バルブは、チャンバシステムの任意の2つのチャンバユニットを分離するために利用されうる。更に、本書の技術の理解を助けるために、例示的な半導体処理用のチャンバ及びユニットについて記載しているが、本書の技術は、半導体処理用のチャンバ及び/又はユニットを分離するためのものだけに限定されると見なすべきではない。本書の技術は、任意の種類のチャンバ、容器、又はユニット間の分離を提供するために利用されうることを、理解されたい。
[0034]図1は、本書の技術の実施形態の一部による、堆積チャンバ、エッチングチャンバ、ベーキングチャンバ、及び硬化チャンバによる基板処理ツール又は基板処理システム100の一実施形態の上面図を示している。この図では、前面開口型統一ポッド102のセットが多種多様なサイズの基板を供給し、これらの基板は、ロボットアーム104a及び104bによってファクトリインターフェース103内に受容され、ロードロック又は低圧保持領域106内に配置される。その後基板は、チャンバシステム又はクワドセクション109a~c(それぞれが、複数の処理領域108と流体連結された移送領域を有する基板処理システムでありうる)内に配置された基板処理領域108のうちの1つに送出される。クワドシステムを図示しているが、本書の技術は、独立型の(standalone)チャンバ、ツインチャンバ、及びその他の複数のチャンバシステムが組み込まれたプラットフォームを等しく包含することを、理解されたい。移送チャンバ112内に収納された第2ロボットアーム110は、基板ウエハを保持領域106からクワドセクション109へ、及びその逆に移送するために使用されてよく、第2ロボットアーム110は、クワドセクション又は処理システムの各々が接続されうる移送チャンバ内に収納されうる。基板処理領域108の各々は、周期層堆積、原子層堆積、化学気相堆積、物理的気相堆積を含む任意の数の堆積プロセス、ならびにエッチング、予洗浄、アニール、プラズマ処理、ガス抜き、配向付け、及びその他の基板プロセスを含む、いくつかの基板処理工程を実施するよう装備されうる。
[0035]各クワドセクション109は、第2ロボットアーム110から基板を受容し、第2ロボットアーム110に基板を送出しうる、移送領域を含みうる。チャンバシステムの移送領域は、第2ロボットアーム110を有する移送チャンバと位置合わせされうる。一部の実施形態では、移送領域は、横方向にロボットがアクセス可能でありうる。後続工程において、移送セクションの構成要素が、上にある処理領域108へと、基板を垂直方向に平行移動させうる。同様に、移送領域は、各移送領域内の位置間で基板を回転させるようにも動作可能でありうる。基板処理領域108は、基板又はウエハ上の材料膜を堆積させ、アニーリングし、硬化し、かつ/又はエッチングするための、任意の数のシステム構成要素を含みうる。ある構成では、処理領域の2つのセット(例えば、クワドセクション109aと109bにおける処理領域)が、基板上に材料を堆積させるために使用されてよく、処理チャンバの第3のセット(例えば、クワドセクション109c内の処理チャンバ又は処理領域)は、堆積された膜を硬化し、アニールし、又は処理するために使用されうる。別の構成では、チャンバの3つのセット全て(例えば、図示している12のチャンバ全て)が、基板上の膜を堆積させること及び/又は硬化することの両方を行うよう構成されうる。
[0036]この図に示しているように、第2ロボットアーム110は、複数の基板を同時に送出及び/又は回収するための、2つのアームを含みうる。例えば、クワドセクション109の各々は、移送領域のハウジングの表面に沿って2つのアクセス部107を含んでよく、2つのアクセス部107は、第2ロボットアームと横方向に位置合わせされうる。かかるアクセス部は、移送チャンバ112と隣接した表面に沿って画定されうる。一部の実施形態では、図示しているように、第1アクセス部が、クワドセクションの複数の基板支持体のうちの第1基板支持体と位置合わせされうる。加えて、第2アクセス部は、クワドセクションの複数の基板支持体のうちの第2基板支持体と位置合わせされうる。第1基板支持体は第2基板支持体と隣り合っていてよく、かかる2つの基板支持体が、一部の実施形態では、基板支持体の第1の列を画定しうる。この例示的な構成に示しているように、基板支持体の第2の列は、移送チャンバ112から横方向外側の、基板支持体の第1の列の背後に配置されうる。第2ロボットアーム110の2つのアームは、この2つのアームがクワドセクション又はチャンバシステムに同時に入り、移送領域内の基板支持体との間で1つ又は2つの基板を送出又は回収することを可能にするために、離間していることがある。
[0037]説明している移送領域のうちの一又は複数のいずれかに、種々の実施形態に示している製造システムとは別個の追加のチャンバが組み込まれることもある。処理システム100によって、材料膜のための堆積チャンバ、エッチングチャンバ、アニーリングチャンバ、及び硬化チャンバの追加構成が想定されることが、認識されよう。加えて、本書の技術と共に、任意の数のその他の処理システムが利用されてよく、かかる処理システムには、具体的な工程のいずれか(基板移動など)を実施するための移送システムが組み込まれうる。一部の実施形態では、様々なセクション(上述の保持エリア及び移送エリアなど)内に真空環境を維持しつつ、複数の処理チャンバ領域へのアクセスを提供しうる処理システムにより、別個のプロセス間で特定の真空環境を維持しつつ、複数のチャンバ内で工程を実施することが可能になりうる。
[0038]図2は、本書の技術の実施形態の一部によるチャンバシステム200の、概略部分等角図を示している。この図は、チャンバシステムの2つの処理領域と移送領域の一部分とを通って切った、部分断面図を示しうる。例えば、チャンバシステム200は、前述した処理システム100のクワドセクションであってよく、前述した構成要素又はシステムのいずれかの構成要素のいずれかを含みうる。
[0039]チャンバシステム200は、基板支持体203を含む移送領域202を画定するチャンバ本体201を含んでよく、基板支持体203は、チャンバ本体201内へと延在し、かつ垂直方向に平行移動可能でありうる。第1リッドプレート207が、チャンバ本体201の上に載置されてよく、追加のチャンバシステム構成要素と共に形成される処理領域204へのアクセスを可能にする開孔209を画定しうる。リッドスタック205が各開孔の周囲に、又は少なくとも部分的に各開孔内に載置されてよく、チャンバシステム200は複数のリッドスタック205を含みうる。複数のリッドスタック205は、複数の開孔の開孔209の数に等しい数のリッドスタックを含む。リッドスタック205の各々は、第1リッドプレート207上に載置されてよく、第1リッドプレート207の第2表面を通る凹んだリッジによってできる棚部上に載置されうる。リッドスタック205は、少なくとも部分的に、チャンバシステム200の処理領域204を画定しうる。
[0040]図示しているように、処理領域204は、移送領域202から垂直方向にオフセットされうるが、移送領域と流体連結されうる。加えて、処理領域は、他の処理領域から分離されうる。処理領域は、下方からは、移送領域を通じて他の処理領域と流体連結されうるが、上方からは、他の処理領域の各々から流体的に分離されうる。一部の実施形態では、各リッドスタック205は更に、基板支持体と位置合わせされうる。例えば、図示しているように、リッドスタック205aは基板支持体203aの上方に位置合わせされてよく、リッドスタック205bは基板支持体203bの上方に位置合わせされうる。基板は、動作位置(例えば第2位置)に持ち上げられている時に、別個の処理領域内での個々の処理のために送出されうる。この位置にあるとき、各処理領域204は、少なくとも部分的に、第2位置にある関連基板支持体によって下から画定されうる。
[0041]図2は、第2リッドプレート210がチャンバシステムに含まれうる実施形態も示している。第2リッドプレート210は、リッドスタックの各々(一部の実施形態では、第1リッドプレート207と第2リッドプレート210との間に配置されうる)と連結されうる。第2リッドプレート210は、リッドスタック205の構成要素へのアクセスを促進しうる。第2リッドプレート210は、第2リッドプレートを通る複数の開孔212を画定しうる。複数の開孔の各開孔は、特定のリッドスタック205又は処理領域204への流体アクセスを提供するよう画定されうる。一部の実施形態では、遠隔プラズマユニット215が、オプションでチャンバシステム200に含まれてよく、第2リッドプレート210上に支持されうる。一部の実施形態では、遠隔プラズマユニット215は、第2リッドプレート210を通る複数の開孔の各開孔212と流体連結されうる。個々の処理領域204の各々に流体制御を提供するために、各流体ラインに沿って分離バルブ220が含まれうる。例えば、図示しているように、開孔212aはリッドスタック205aへの流体アクセスを提供しうる。開孔212aは更に、一部の実施形態では、リッドスタック構成要素のいずれかだけでなく、基板支持体203aとも、軸方向に位置合わせされうる。これにより、個々の処理領域に関連付けられた構成要素の各々との(例えば、基板支持体又は特定の処理領域204に関連付けられた構成要素のいずれかを通る中心軸に沿って)軸方向の位置合わせが行われうる。同様に、開孔212bは、一部の実施形態では、リッドスタック205bへの流体アクセスを提供することが可能であり、位置合わせされうる(リッドスタックの構成要素だけでなく基板支持体203bとも軸方向に位置合わせされることを含む)。
[0042]図3は、本書の技術の実施形態の一部による、チャンバシステム200の一実施形態の概略断面立面図を示している。図3は、上記の図2に示しているものの断面図を示していることがあり、システムの構成要素を更に図示しうる。この図は、先に図示し、説明したいずれかのシステムの構成要素を含んでよく、先に説明したシステムのいずれかの更なる態様も示しうる。この図は更に、上述したクワドセクション109のいずれかの中の、いずれか2つの隣り合った処理領域108を通る視点で、例示的な構成要素を示しうることを理解されたい。この立面図は、一又は複数の処理領域204と移送領域202との構成又は流体連結を示しうる。例えば、連続した移送領域202がチャンバ本体201によって画定されうる。ハウジングは、いくつかの基板支持体203が配置されうる開放内部空間を画定しうる。例えば、図1に示しているように、例示的な処理システムは、チャンバ本体内で移送領域の周囲に分置された、4つ以上の基板支持体203(複数の基板支持体203を含む)を含みうる。基板支持体は、図示しているようなペデスタルでありうるが、他のいくつかの構成も使用されうる。一部の実施形態では、ペデスタルは、移送領域202と移送領域の上にある処理領域204との間で垂直方向に平行移動可能でありうる。基板支持体は、チャンバシステム内の第1位置と第2位置との間の経路に沿って、基板支持体の中心軸に沿って垂直方向に平行移動可能でありうる。したがって、一部の実施形態では、各基板支持体203は、一又は複数のチャンバ構成要素によって画定された上にある処理領域204と、軸方向に位置合わせされうる。
[0043]開放移送領域により、様々な基板支持体間で基板を係合して動かす(例えば回転させる)という、移送装置335(カルーセルなど)の能力がもたらされうる。移送装置335は、中心軸を中心に回転可能でありうる。これにより、処理システム内の任意の処理領域204のいずれかにおける処理のために、基板が配置されることが可能になりうる。移送装置335は一又は複数のエンドエフェクタを含んでよく、かかるエンドエフェクタは、基板を、基板支持体の周囲で動かすために、上から若しくは下から係合すること、又は基板の外側エッジを係合することが可能である。移送装置は、移送チャンバロボット(前述したロボット110など)から基板を受容しうる。移送装置は次いで、追加の基板の送出を促進するために、基板を代わりの基板支持体まで回転させうる。
[0044]移送装置は、配置されて処理待機状態になると、エンドエフェクタ又はアームを基板支持体の間に配置しうる。これにより、基板支持体を移送装置335を越えて上昇させ、処理領域204(移送領域202から垂直方向にオフセットしていることがある)内に基板を送出することが可能になりうる。例えば、図示しているように、基板支持体203aは処理領域204a内に基板を送出しうる一方、基板支持体203bは処理領域204b内に基板を送出しうる。このことは、他の2つの基板支持体及び処理領域で、更に、追加の処理領域が含まれる実施形態では追加の基板支持体及び処理領域でも、行われうる。この構成では、基板支持体は、基板処理のために動作可能に係合された時には(例えば第2位置において)、少なくとも部分的に、下から処理領域204を画定しうる。処理領域は、関連基板支持体と軸方向に位置合わせされうる。処理領域は、リッドスタック205の構成要素によって上から画定されてよく、リッドスタック205の構成要素は各々、図示している構成要素のうちの一又は複数を含みうる。一部の実施形態では、各処理領域が個々のリッドスタック構成要素を有しうるが、一部の実施形態では、構成要素は、複数の処理領域204に適合しうる。一部の実施形態では、この構成に基づいて、各処理領域204が、上からはチャンバシステム又はクワドセクション内の別の処理領域の各々から流体的に分離されつつも、移送領域と流体連結されうる。
[0045]リッドスタック205は、チャンバシステムを通る前駆体の流れを促進しうるいくつかの構成要素を含んでよく、第1リッドプレート207と第2リッドプレート210との間に少なくとも部分的に収められうる。第1リッドプレート207の凹んだリッジの各々によって形成された棚部の直上に、ライナ305が載置されうる。例えば、ライナ305はリップ又はフランジを画定してよく、これにより、ライナ305が、第1リッドプレート207の棚部から延在することが可能になりうる。ライナ305は、一部の実施形態では、第1リッドプレート207の第1表面の下方に垂直方向に延在してよく、少なくとも部分的に開放移送領域202内へと延在しうる。ライナ305は、チャンバ本体の材料と同様の又は異なる材料で作られてよく、ライナ305の表面上での材料の堆積若しくは維持(retention)を限定する材料でありうるか、又はかかる材料を含みうる。ライナ305は(もし含まれるのであれば)、基板支持体203のためのアクセス直径を画定してよく、基板支持体203とライナ305との間の隙間の上述した間隙量のいずれかによって特徴付けられうる。
[0046]ライナ305上にはポンプライナ310が載置されうる。ポンプライナ310は、少なくとも部分的に、第1リッドプレート207の第2表面に画定された凹部内に又は凹んだリッジに沿って延在しうる。一部の実施形態では、ポンプライナ310は、凹んだリッジによって形成された棚部上のライナ305上に載置されうる。ポンプライナ310は、環状構成要素であってよく、空間の形状寸法に応じて、少なくとも部分的に、径方向又は横方向に処理領域204を画定しうる。ポンプライナはライナ内に排気プレナムを画定してよく、ポンプライナの内側環状面に、排気プレナムへのアクセスを提供する複数の開孔が画定される。排気プレナムは、少なくとも部分的に、第1リッドプレート207の高さの上方に垂直方向に延在してよく、これにより、前述した第1リッドプレート及びチャンバ本体を通って形成された排気チャネルを通じて、排気される物質の送出が促進されうる。ポンプライナの一部分は、ポンプライナの排気プレナムと、チャンバ本体及び第1リッドプレートを通って形成されたチャネルとの間の排気チャネルを完成させるために、少なくとも部分的に、第1リッドプレート207の第2表面に沿ってずっと延在しうる。
[0047]面板315は、ポンプライナ310上に載置されてよく、前駆体を処理領域204内に送り込むための、面板315を通る複数の開孔を画定しうる。面板315は、少なくとも部分的に、関連処理領域204を上から画定してよく、処理領域を概して画定するために、ポンプライナ及び上昇位置の基板支持体と少なくとも部分的に協働しうる。面板315は、処理領域204内で局所プラズマを生成するためのシステムの電極として動作してよく、ゆえに、一部の実施形態では、電源と連結されうるか、又は接地されうる。一部の実施形態では、基板支持体203は、面板と基板支持体との間に容量結合プラズマを生成するための付随電極(companion electrode)として動作しうる。
[0048]ブロッカプレート320は、面板315上に載置されてよく、処理流体又は前駆体を更に分配して、基板への流れ分布をより均一なものにしうる。ブロッカプレート320は更に、プレートを通るいくつかの開孔を画定しうる。一部の実施形態では、ブロッカプレート320は、図示しているように、面板の直径よりも小さな直径によって特徴付けられてよく、これにより、ブロッカプレート320から半径方向外側の面板の表面上に、環状アクセス部が提供されうる。一部の実施形態では、面板ヒータ325が、環状アクセス部上に載置されてよく、処理又はその他の動作中に構成要素を加熱するよう、面板315に接触していることがある。一部の実施形態では、ブロッカプレート320と面板ヒータ325とはひとまとめに、面板315の外径直径に等しいか又は実質的に等しい外径直径を有するものとして特徴付けられうる。同様に、一部の実施形態では、面板ヒータ325は、面板315の外径直径に等しいか又は実質的に等しい外径直径を有するものとして、特徴付けられうる。面板ヒータ325は、ブロッカプレート320の周囲に延在してよく、ブロッカプレート320の外形エッジでブロッカプレート320に直接接触しることも、しないこともある。
[0049]ガスボックス330がブロッカプレート320の上に配置されてよく、リッドスタック205の各々のガスボックス330が、第2リッドプレート210を少なくとも部分的に支持しうる。ガスボックス330は中央開孔を画定してよく、中央開孔は、第2リッドプレート210を通って画定された複数の開孔のうちの関連開孔212と位置合わせされる。第2リッドプレート210は、一部の実施形態では、開孔212の各々への及び各処理領域204内への配管を含みうる、遠隔プラズマユニット215を支持しうる。遠隔プラズマユニットの配管とガスボックス330とを連結するために、アダプタが開孔212を通るように配置されうる。加えて、一部の実施形態では、個々の処理領域204の各々への流れを調整するために、配管内に分離バルブ220が配置されうる。
[0050]リッドスタック205の各構成要素の間には、一部の実施形態においてチャンバシステム200内の真空処理を促進しうる、Oリング又はガスケットが載置されうる。第1リッドプレート207と第2リッドプレート210との間の具体的な構成要素の連結は、任意の数の仕方で行われてよく、これにより、システム構成要素へのアクセスが促進されうる。例えば、連結の第1のセットが第1リッドプレート207と第2リッドプレート210との間に組み込まれてよく、これにより、両方のリッドプレート及び各リッドスタック205の取り外しが容易になることで、チャンバシステムの移送領域内での基板支持体又は移送装置へのアクセスが提供されうる。上記の連結は、2つのリッドプレートの間に延在する、任意の数の物理的で取り外し可能な連結を含んでよく、かかる連結により、それらが一体的にチャンバ本体207から分離されることが可能になりうる。例えば、チャンバシステム200を収容するメインフレーム上の、構成要素をチャンバ本体201から話して上昇させうる駆動モータは、第2リッドプレート210と取り外し可能に連結されうる。
[0051]第1リッドプレート207と第2リッドプレート210との間の連結が係合解除されると、第1リッドプレート207がチャンバ本体201上に残っている間に第2リッドプレート210が取り外されてよく、リッドスタック205の一又は複数の構成要素へのアクセスが促進されうる。リッドスタック205内の分解は、前述した構成要素(そのうちのいくつかは第1リッドプレート207と連結されてよく、そのうちのいくつかは第2リッドプレート210と連結されうる)のうちのいずれか2つの間で行われうる。例えば、一部の実施形態では、ガスボックス330の各々は第2リッドプレート210と連結されうる。ゆえに、第2リッドプレートがチャンバシステムから上昇していればガスボックスを取り外すことが可能であり、ブロッカプレート及び面板へのアクセスが提供される。この例についての説明を続けると、ブロッカプレート320及び面板315は、第1リッドプレート207と連結されていることも、されていないこともある。例えば、構成要素は(機械的連結が含まれることもあるが)、連結解除されてよく、例えば構成要素の適切な位置合わせを維持するフィーチャを配置することによって、第1リッドプレート207上に浮いている状態でありうる。この例は、非限定的であることが意図されており、第2リッドプレート210が第1リッドプレート207から分離されている時の、リッドスタックの構成要素のうちのいずれか2つの間の任意の数の分解構成を例示するものであることを、理解されたい。結果として、第1リッドプレートと第2リッドプレートとの間の連結に応じて、リッドスタック全体及び両方のリッドプレートが取り外されて移送領域へのアクセスを提供しうるか、又は、第2リッドプレートが取り外されてリッドスタック構成要素へのアクセスを提供しうる。
[0052]図4は、本書の技術の実施形態の一部による分離バルブ400の概略正面等角図を示している。図5は、図4の分離バルブ400の概略断面等角図を示している。分離バルブ400は、チャンバシステム内に組み込まれて、2つのチャンバユニット間を流体接続し、2つのチャンバユニット間の流体制御を提供しうる。一部の実施形態では、分離バルブ400は、分離バルブ220と同様に、遠隔プラズマユニット(遠隔プラズマユニット215など)と、処理チャンバ又は処理チャンバの処理領域(処理領域204など)とを流体接続するために、チャンバシステム200と同様にチャンバシステム内に組み込まれうる。一例として2つのチャンバユニットについて説明しているが、分離バルブ400は、好適な連結(マニホールド及び/又は配管など)を使用することによって、2を上回る数のチャンバユニット流体接続し、2を上回る数のチャンバユニットのための流体制御を提供するよう構成されうる。例えば、一部の実施形態では、分離バルブ400は、分離バルブ400の上流の1を上回る数のチャンバユニットを、分離バルブ400の下流の1つのチャンバユニットと流体連結するよう構成されうる。一部の実施形態では、分離バルブ400は、分離バルブ400の上流の1つのチャンバユニットと、分離バルブ400の下流の1を上回る数のチャンバユニットとを流体連結するよう構成されうる。一部の実施形態では、分離バルブ400は、分離バルブ400の上流の複数のチャンバユニットを、分離バルブ400の下流の複数のチャンバユニットと流体連結するよう構成されうる。分離バルブ400の上流又は下流の一又は複数のチャンバユニットを分離バルブ400の入口又は出口と連結するために、好適なマニホールド及び/又は配管が利用されうる。
[0053]分離バルブ400は、バルブ本体402とフラッパアセンブリ404とを含みうる。バルブ本体402は、第1の壁又は上部壁406と、第2の壁又は底部壁408と、いくつかの第3の壁又は側壁410a、410b、410c、410dとを含み、これらは集合的に、バルブ本体402の内部空間411(図5参照)を画定しうる。バルブ本体402は、バルブ本体402の内部空間411への流体アクセスを提供するために、上部壁406にポート(入口ポート405など)を画定してよく、出口ポート407(図4及び図5には図示していないが図6に示している)といった別のポートを底部壁408に画定しうる。本書では、説明のために、位置又は方向に関する語(上部、底部、側部など)が使用されているが、これらの語は、組み立て中及び/又は稼働中の分離バルブ400の配向又は構成を限定することを意図するものではない。分離バルブ400は、チャンバシステムに組み込まれるため、及び/又はチャンバシステムの他の構成要素と連結するために、任意の配向で構成されうる。
[0054]一部の実施形態では、上述したように、入口ポート405は遠隔プラズマユニット(遠隔プラズマユニット215など)と連結されてよく、出口ポート407は処理チャンバ又は処理領域(処理領域204など)と連結されうる。ゆえに、以下で詳述するように、分離バルブ400は、遠隔プラズマユニットから処理領域への流体の流れ(例えば、NF3を含む洗浄ガスから形成されたプラズマ放出物)を可能にするよう構成されうる。分離バルブ400は、処理ガスによる遠隔プラズマユニットの汚染を防止するために、処理領域から遠隔プラズマユニットへの流体の流れ(プラズマを含むことも含まないこともある処理ガスなど)を防止するようにも構成されうる。
[0055]一部の実施形態では、、上部壁406、底部壁408、及び側壁410a、410b、410dは、1つの一体物として形成されうる。側壁のうちの1つ(例えば側壁410c)が、別個のピースとして形成されて、フラッパアセンブリ404のための装着プラットフォームとして機能することもある。側壁410c(フラッパアセンブリ404が装着されている)は次いで、、上部壁406、底部壁408、及び側壁410a、410b、410dの一体物と組み立てられて、分離バルブ400を形成しうる。
[0056]具体的には、図5を参照するに、フラッパアセンブリ404は、フラッパ412と、フラッパシャフト414と、駆動機構416とを含みうる。一部の実施形態では、フラッパ412とフラッパシャフト414とは、単一の一体物として形成されうる。一部の実施形態では、フラッパ412とフラッパシャフト414とは、別個のピースとして形成された後に、互いに連結されうる。フラッパアセンブリ404を側壁410cに装着するために、フラッパシャフト414の一端又は第1端部が、側壁410cに形成された開孔を通るように配置されて、駆動機構416と連結されうる。駆動機構416は、側壁410cに装着されることもあるが、これについては以下で詳述する。
[0057]一又は複数の軸受支持体420aが、側壁410cの開孔内部のフラッパシャフト414の周囲に配置されて、フラッパシャフト414を支持し、回転摩擦を低減しうる。一部の実施形態では、単一の軸受支持体420aが使用されうる。一部の実施形態では、フラッパシャフト414と側壁410cの開孔との軸方向の位置合わせを改善するために、1を上回る数の軸受支持体420aが使用されうる。軸受支持体420aは、分離バルブ400の内部空間411における流体の流れ(腐食性ガス流など)へのいかなる曝露も限定又は回避されうるように、側壁410cの外側に近接して配置されうる。2つの密封部材421a、423a(弾性密封部など)が、側壁410cの開孔内部のフラッパシャフト414の周囲に配置されうる。側壁410cの内側に近い方、ゆえに内部空間411に近い方に配置された密封部材421aは、例えばフッ素ラジカル若しくはその他の腐食性ガスへの暴露、及び/又は高温への暴露によって引き起こされうる腐食に耐えるか、又はそれに抗するために、プロセス耐性を有する材料(ペルフルオロエラストマ(FFKM)など)で作られうるか、又はかかる材料を含みうる。内部空間411から遠い方に配置された密封部材423aは、密封部材421aの材料と比較して化学耐性が低いことがあるが優れた密封特性を提供しうる材料で作られうるか、又はかかる材料を含みうる。一部の実施形態では、密封部材423aは、フルオロエラストマ(FKM)、Viton(登録商標)などで作られうるか、又はそれらを含みうる。一部の実施形態では、密封部材421a、423aは、共通の材料で作られうるか、又は共通の材料を含みうる。
[0058]フラッパアセンブリ404が側壁410cに装着されると、フラッパ412及びフラッパシャフト414は、分離バルブ400の内部空間411の中に配置されうるか、又は摺動されうる。フラッパシャフト414の他端又は第2端部は、側壁410aに形成された開孔を通って配置され、側壁410aによって支持されうる。フラッパシャフト414の周囲の側壁410aの開孔内部に、密封スリーブ424が配置されうる。フラッパシャフト414が密封スリーブ424に対して回転するよう構成されうる一方、密封スリーブ424は、側壁410aに対して静止したままでありうる。側壁410aの内面は、側壁410aの開孔の周囲に凹んだリッジを画定しうる。この凹んだリッジは、密封スリーブ424が側壁410aの開孔内部に嵌め込まれると密封スリーブ424及びそのフランジ425が側壁410cの内面と同一平面になりうるように、密封スリーブ424のフランジ425を受容するよう構成されている。密封スリーブ424のフランジ425は、溝であって、密封部材426(弾性密封部など)を内部に受容して、密封スリーブ424と側壁410aの凹んだリッジとの間に静的密封を形成するための溝を含みうる。
[0059]密封スリーブ424は、フラッパシャフト414を支持するための一又は複数の軸受支持体420bを収納するよう構成されうる。軸受支持体420bは、分離バルブ400の内部空間411の中での流体の流れ(腐食性ガス流などの)へのいかなる曝露も限定又は回避されうるように、側壁410cの外側に近接して配置されうる。軸受支持体420bとフラッパシャフト414との軸方向相対運動を限定するために、ナット427及び軸受ワッシャ428が、フラッパシャフト414の端部と連結されうる。密封部材421b、423b(弾性密封部など)が、フラッパシャフト414と密封スリーブ424との間に配置されうる。密封部材421aと同様に、側壁410aの内側に近い方、ゆえに内部空間411に近い方に配置された密封部材421bは、例えばフッ素ラジカル若しくはその他の腐食性ガスへの暴露、及び/又は高温への暴露によって引き起こされうる腐食に耐えるか、又はそれに抗するために、プロセス耐性を有する材料(ペルフルオロエラストマ(FFKM)など)で作られうるか、又はかかる材料を含みうる。密封部材423aと同様に、内部空間411から遠い方に配置された密封部材423bは、密封部材421bの材料と比較して化学耐性が低いことがあるが優れた密封特性を提供しうる材料で作られうるか、又はかかる材料を含みうる。一部の実施形態では、密封部材423bは、例えばフルオロエラストマ(FKM)、Viton(登録商標)などで作られうるか、又はそれらを含みうる。一部の実施形態では、密封部材421b、423bは、共通の材料で作られうるか、又は共通の材料を含みうる。
[0060]一部の実施形態では、側壁410cの界面又は接触面と、上部壁406、底部壁408、及び側壁410b、410dとの間に追加の密封(弾性密封リングなど)が設けられてよく、側壁410cを他の壁に更に固定するためにファスナが使用されうる。ファスナは、フラッパアセンブリ404を分解するか又は取り外すために取り外されうる。フラッパシャフト414は側壁410aの外側から押されて、フラッパ412及びフラッパアセンブリ404は、バルブ本体402から摺動して出て取り外されうる。
[0061]フラッパアセンブリ404は、側壁410aに装着され、側壁410aによって支持されてよく、かつ組立のためにバルブ本体402内に摺動して入ること、又は分解のためにバルブ本体402から摺動して出ることが可能なので、分離バルブ400内で追加の接続は必要とされない。ゆえに、流体の流れ(Fラジカルを含有する腐食性洗浄ガス流など)に曝露されうるフラッパアセンブリ404の構成要素は、組み立てられると、限定されうる。一部の実施形態では、フラッパ412及びフラッパシャフト414のみが流体の流れに曝露され、流体の流れに曝露されうるその他の構成要素はなくなりうる。フラッパ412及びフラッパシャフト414を好適な材料で構築することによって、流体の流れへの曝露による劣化を最小化することが可能になり、フラッパアセンブリ404及び分離バルブ400の動作寿命が改善されうる。
[0062]一部の実施形態では、フラッパ412とフラッパシャフト414だけでなく、密封スリーブ424及びバルブ本体402も、半導体処理チャンバの作製に一般的に使用される同じ又は類似の材料で作られうる。フラッパ412、フラッパシャフト414、密封スリーブ424、及び/又はバルブ本体402は、金属(例えば、表面コーティング若しくは陽極酸化などの処理が施された若しくは施されていないアルミニウム、酸化アルミニウム、又は窒化アルミニウムなど)で作られうる。フラッパ412、フラッパシャフト414、及び/又はバルブ本体402を作るための他の好適な材料は、分離バルブ400の内部空間411を通る流体の流れ、及びその他の様々な考慮事項に基づいて選択されうる。
[0063]一部の実施形態では、分離バルブ400は、フラッパアセンブリ404及び/又はバルブ本体402を冷却するために、オプションの冷却回路を含みうる。例えば、一部の実施形態では、分離バルブ400の内部空間411を通る流体の流れはプラズマ放出物を含むことがあり、かかるプラズマ放出物は、再結合して熱を放出し、分離バルブ400のフラッパ412、フラッパシャフト414、バルブ本体402、及び/又はその他の構成要素を加熱しうる。一部の実施形態では、側壁410のうちの一又は複数は、バルブ本体402を冷却するためにバルブ本体402内部に配置された冷却ループを通って流れる冷却流体(例えば水や空気など)のための、2つのポート429a、429bを含みうる。例えば、冷却ループは、分離バルブ400の出口ポート407(図6参照)を取り囲む底部壁408に配置されうる。
[0064]一部の実施形態では、フラッパシャフト414は、冷却流体(例えば水、空気など)が通って流れてフラッパシャフト414を冷却するための、中空コア418を含みうる。フラッパ412は更に、熱伝導を介して、フラッパシャフト414を通じて供給される冷却流体によって冷却されうる。一部の実施形態では、フラッパ412にも、別個の冷却回路が設けられうる。上述したように、弾性密封部は流体の流れに曝露されないので、加熱はあまり問題にならないことがある。更に、分離バルブ400がプラズマ放出物を供給するチャンバユニットと連結されうる様態によっては、分離バルブ400内で生じうるラジカルの再結合が限定されうる。例えば、分離バルブ400は、遠隔プラズマユニット215と処理領域204との間の流体制御を提供するために、図2を参照して上述したチャンバシステム200内に組み込まれうる。ゆえに、分離バルブ400は、遠隔プラズマユニット215と分離バルブ400とを接続する配管によって提供される、遠隔プラズマユニット215から比較的長い距離離れたところに配置されうる。結果として、分離バルブ400内で生成されうる再結合熱は、遠隔プラズマユニット215が、分離バルブ400の入口ポート405に直接連結されうる場合と比較して、著しく低減されることが可能であり、フラッパシャフト414、フラッパ412、及び/又はバルブ本体402のための冷却は省かれうる。冷却が省かれうる場合、フラッパシャフト414は中実コアで作られてよく、側壁410aには、フラッパシャフト414の端部を受容するために、開孔又は貫通孔(図4参照)の代わりに凹部が形成されうる。
[0065]図6は、図4の分離バルブ400の概略底面図を示している。図6は、図4及び図5に示している様々な構成要素に加えて、冷却流体チューブとの接続のための様々な連結であって、冷却流体を供給してバルブ本体402を冷却するためのチューブとの接続のための連結430a、430b、及び、冷却流体を供給してフラッパシャフト414及びフラッパ412を冷却するためのチューブとの接続のための連結432a、432bを含む、連結を示している。一部の実施形態では、フラッパシャフト414に冷却流体を供給するためのチューブとの接続のための連結432a、432bは、回転連結を含みうる。例えば、連結432a、432bの各々は、回転フィードスルー(ネジ式回転フィードスルー434a、434bなど)を含みうる。回転フィードスルー434a、434bを利用することによって、フラッパ412を開閉するためにフラッパシャフト414が回転しうる時にも、チューブが回転したりねじれたりすることがなく、回転フィードスルーを利用しなければフラッパシャフト414の回転によって生じていた応力又は材料疲労が回避されうる。一部の実施形態では、連結432a、432bの各々は、回転フィードスルー434a、434b及び連結432a、432bのその他の構成要素をフラッパシャフト414と連結させるための、アダプタ433a、433bを更に含みうる。アダプタ433a、433bは、フラッパシャフト414をガルバニック腐食から保護するために、ポリマー材料で作られうる。アダプタ433a、433bに適したポリマー材料の一部は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリアミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリ乳酸(ポリラクチド)、ポリベンズイミダゾール(PBI)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエチレン(PEI)、ポリフェニレンオキシド(PPO)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレンなどを含みうる。
[0066]図7は、図4の分離バルブ400の概略背面等角図を示している。図示しているように、駆動機構416は空気圧アクチュエータ440を含みうる。空気圧アクチュエータ440は、側壁410cの拡張部分に接続されうる枢動端であって、この拡張部分によって支持されうる枢動端を含みうる。空気圧アクチュエータ440は、フラッパシャフト414を回転させるために、ハウジング442と、ハウジング内部のピストンと、ピストンと連結され、ハウジング442の外部に延在するピストンロッド444とを含みうる。ピストンは、ピストンのそれぞれの側に配置された2つのバルブパイロット接続部445a、445bを介してピストンの一方の側を加圧してピストンの他方の側を排気すること、又はその逆を行うことによって、ハウジング442内部で直線的に動くよう駆動されうる。
[0067]ピストンロッド444は、フラッパシャフト414の端部の周囲に配置されたスリーブ448から延在するクランクアーム446に繋がれうるか、又は連結されうる。スリーブ448はフラッパシャフト414と固定的に連結されていてよく、これにより、空気圧アクチュエータ440のピストンの直線運動がクランクアーム446、スリーブ448、フラッパシャフト414の回転に変換されて、フラッパ412を、分離バルブ400を通る流体の流れを可能にする第1位置又は開位置と、分離バルブ400を通る流体の流れが制限される第2位置又は閉位置と間で枢動させうる。空気圧アクチュエータ440は、分離バルブ400内部のフラッパ412の位置を決定するためにハウジング442内部のピストンの位置を感知するための、位置センサ450a、450b(ホール効果センサなど)を更に含みうる。例として空圧アクチュエータ440について説明しているが、その他の駆動機構(例えば、摺動密封を伴うベローズ、ラックアンドピニオン式の駆動部、及び他の任意の好適な駆動機構)が実装されうる。
[0068]一部の実施形態では、駆動機構416は、側壁410cに装着されたカラー422を更に含みうる。カラー422は、スリーブ448の周囲に配置された環状フランジ454を含みうる。カラー422は、クランクアーム446の回転範囲を画定しうる2つのハードストップ458a、458bを画定しうる、環状セクタ456を更に含みうる。一部の実施形態では、カラー422は、クランクアーム446がハードストップのうちの1つ(ハードストップ458aなどの)に隣接して配置されうるか、又はかかるハードストップのうちの1つで停止しうる場合、フラッパ412は開位置にあってよく、クランクアーム446がハードストップのうちの別の1つ(ハードストップ458bなど)に隣接して配置されうるか、又はかかるハードストップのうちの別の1つで停止しうる場合、フラッパ412は閉位置にありうるように、構成されうる。
[0069]図示している実施形態では、駆動機構416全体がバルブ本体402の外側に配置されうる。ゆえに、駆動機構416は、分離バルブ400が組み込まれうるチャンバシステムから分離バルブ400を断接することを必要とせずに、メンテナンス又は補修のために容易に取り外されかつ/又は交換されうる。駆動機構416は、チャンバシステムの真空を破ることなく、メンテナンス又は補修されうる。更に、フラッパ412は空気圧アクチュエータ440によって作動されてよく、かつフラッパ412の位置は空気圧アクチュエータ440の位置センサ450によって決定されうるので、内部バルブハーネスが必要ではなくなり、フラッパ412の設計及び動作を簡略化されうる。分離バルブ400のチャンバシステムとの一体化も、一部の実施形態では簡略化されうる。なぜなら、別個のフラッパ制御の統合が必要ではなくなり、チャンバシステムのガスパネルとバルブパイロット接続部445a、445bとの間の連結のみが必要になりうるからである。一例として空気圧アクチュエータを図示し、説明しているが、一部の実施形態では、駆動機構416は、フラッパ412の運動及び/又は位置を制御するために、フラッパ412に連結されたサーボモータを含むこともある。以下で詳述するように、フラッパ412が閉位置にありうる時に、低コンダクタンス間隙が、フラッパ412とフラッパ412の近傍の又はフラッパ412に隣接した表面(複数可)との間に作り出され、かつ/又は維持されうる。サーボモータは、この間隙のサイズを、高い精度を伴って制御し、かつ/又は維持しうる。
[0070]図8は、図4の分離バルブ400の一部分の概略透視側面図を示している。例示のため、及び理解を助けるために、図8は、フラッパ412の開位置(図8では垂直位置として示している)と閉位置(図8では水平位置として示している)の両方を示している。ただし、分離バルブ400が1つのフラッパ412だけを含みうることを理解されたい。図示しているように、バルブ本体402は、第1流体空間460及び第2流体空間462を画定することができる。バルブ本体402は、フラッパ412がスイング又は枢動しうる第3空間又はスイング空間464を更に画定しうる。第1流体空間460とスイング空間464とは、重複していることがある。
[0071]フラッパ412が開位置に枢動されると、流体は、入口ポート405から第1流体空間460に、第2流体空間462に流入し、出口ポート407を通って分離バルブ400から流出しうる。例えば、プラズマ放出物(例えば、遠隔プラズマユニットによって洗浄ガスから形成されたプラズマ放出物)が、遠隔プラズマユニットから、入口ポート405を介して第1流体空間460に、そして第2流体空間462に流入しうる。かかるプラズマ放出物は次いで、出口ポート407を介して処理領域に流入して、処理領域内の様々な構成要素を洗浄し、処理領域の下流へと流れうる。一例として入口ポート405から出口ポート407への流体の流れについて説明しているが、フラッパ412が開位置にある時に、一部の実施形態では、流体は、工程によっては、出口ポート407から入口ポート405へと、第2流体空間462及び第1流体空間460を通過して流れることもある。
[0072]フラッパ412が閉位置に枢動されると、入口ポート405から出口ポート407への(及びその逆の)流体の流れは制限されうる。例えば、半導体処理中に、処理ガスが処理領域内に流されて、処理領域内に収納された半導体基板を処理しうる。遠隔プラズマユニットに流入し、遠隔プラズマユニットを汚染しうるプロセスガスを限定するために、フラッパ412は、閉位置に枢動されうる。以下で詳述するように、分離バルブ400を通って遠隔プラズマユニットに流入されうるプロセスガスがあればそれを更に限定し、防止するために、シールドガスが流されることもある。
[0073]図8を更に参照するに、入口ポート405と出口ポート407とは互いに異なる形状にされてよく、第1流体空間460と第2流体空間462とは異なる断面を含みうる。入口ポート405は、(例えば、図4及び5に示しているように)円形であってよく、入口ポート405に近接した第1流体空間460の少なくとも一部分は、入口ポート405に対応する円形の断面を有しうる。出口ポート407は、(例えば、図6に示しているように)長方形であってよく、第2流体空間462全体が、出口ポート407に対応する長方形の断面を有しうる。出口ポート407は、入口ポート405とは互いに異なる形状にされうるが、分離バルブ400を通る流体の流れを促進するよう、入口ポート405と同じ又は同様の流れ断面積を画定しうる。
[0074]出口ポート407及び/又は第2流体空間462は第1寸法又は幅を含んでよく、この第1寸法又は幅は、図8に示しているように、入口ポート405の直径を下回りうる。フラッパ412が閉位置にある分離バルブ400の概略的な断面正面図を示している図9を参照するに、出口ポート407及び/又は第2流体空間462は第2寸法又は長さを含んでよく、この第2寸法又は長さは、入口ポート405の直径を上回りうる。長さはフラッパ412の枢動軸に平行であってよく、幅はフラッパ412の枢動軸に対して垂直でありうる。出口ポート407及び/又は第2流体空間462の長さ対幅のアスペクト比は、約10:1と約1:1との間、約8:1と約1:1との間、約6:1と約1:1との間、約5:1と約1:1との間、約4:1と約1:1との間、約3:1と約1:1との間、又は約2:1と約1:1との間、の範囲にわたりうる。例として、長方形の出口ポート407及び/又は第2流体空間462の長方形の断面について記載しているが、出口ポート407及び/又は第2流体空間462の断面は異なる形状(例えば楕円形若しくはその他の長円形又は狭長形状)を含みうる。一部の実施形態では、出口ポート407及び/又は第2流体空間462は、狭長形状を有さないことがあり、一部の実施形態では、出口ポート407及び/又は第2流体空間462の第1寸法又は幅は、その第2寸法又は長さと同じでありうるか、又はそれを上回りうる。
[0075]フラッパ412の枢動軸に平行な、より大きな第1寸法又は長さを有することによって、フラッパ412の枢動軸に対して垂直な、比較的短い第2又は幅寸法が、入口ポート405と同じ又は同様の流れ断面積を維持するために利用されうる。ゆえに、第2流体空間462をカバーするために必要とされうる、フラッパ412の径方向スパン又は長さが低減されうる。フラッパ412の長さを短縮することは、ひいては、フラッパ412の枢動半径又はスイング半径の低減、及びフラッパ412を収容するためのバルブ本体402内部のスイング空間464の低減につながりうる。ゆえに、分離バルブ400のパッケージサイズを、全体的によりコンパクトにすること又は縮小することが実現されうる。一部の実施形態では、流通経路に沿って測定される分離バルブ400の外寸法、又は入口ポート405と出口ポート407との間の距離は、約150mm以下、約140mm以下、約130mm以下、約120mm以下、約110mm以下、約100mm以下でありうるか、又はこれらを下回りうる。
[0076]引き続き図8及び9を参照するに、フラッパ412が閉位置にある時に、フラッパ面470又は出口ポート407に対向するフラッパ412の表面は、第2流体空間462を取り囲むバルブ本体402の底部壁408によって画定される載置面472に近接して配置されうる。一部の実施形態では、フラッパ面470は載置面472に接触しないことがあり、フラッパ面470と載置面472との間には小さな間隙474が維持されうる。一部の実施形態では、間隙474は、フラッパ412の自由端と、スイング空間464の一部を画定する側壁410dとの間に延在しうるか、又は存在しうる。間隙474は、図9に示しているように、フラッパ412の側面と側壁410a、410cとの間にも延在しうるか、又は存在しうる。
[0077]平らな又は平坦なフラッパ面470及び平らな又は平坦な載置面472を図示しているが、フラッパ面470及び載置面472は、一部の実施形態では、平らでも平坦でもないことがある。一部の実施形態では、載置面472は凸状外形を有してよく、フラッパ面470は相補的な凹状外形を有しうる(又はその逆でありうる)。載置面472及びフラッパ面470は、他の任意の外形を有しうるが、フラッパ面470と載置面472との相補的な表面外形は、後述するように、間隙474を通る流体コンダクタンスの低減を実現するのに役立ちうる。
[0078]一部の実施形態では、フラッパ412及びバルブ本体402は、フラッパ412が閉位置にある時に間隙474が十分に小さくなりうるように構成されてよく、第1流体空間460と第2流体空間462との間の間隙474を通る流路は、間隙474を通る第1流体空間460と第2流体空間462との間の低い流体コンダクタンスが実現されうるように、十分に長くされうる。一部の実施形態では、間隙474(例えば、フラッパ面470と載置面472との間の距離)は、約2mmと約0.1mmとの間、約1.5mmと約0.5mmとの間、又は約1.2mmと約0.8mmとの間、の範囲にわたりうる。一部の実施形態では、間隙474は、約2mm以下、約1.9mm以下、約1.8mm以下、約1.7mm以下、約1.6mm以下、約1.5mm以下、約1.4mm以下、約1.3mm以下、約1.2mm以下、約1.1mm以下、約1.0mm以下、約0.9mm以下、約0.8mm以下、約0.7mm以下、約0.6mm以下、約0.5mm以下、約0.4mm以下、約0.3mm以下、約0.2mm以下、約0.1mm以下、でありうる。
[0079]比較的低い流体コンダクタンスを実現するために、第2流体空間462及びフラッパ412は、フラッパ412が閉じられると、第2流体空間462の外周とフラッパ面470の外周との間の距離が、一部の実施形態では約5mm以上、約10mm以上、約15mm以上、約20mm以上、約25mm以上、約30mm以上、又はそれ以上であるが、約50mm以下になるように構成されて、比較的小型のパッケージサイズを維持しうる。フラッパ412の適切な厚さによって、流路の増大も実現されうる。上述したように、間隙474は、図9に示しているように、フラッパ412の側面とバルブ本体402の側壁410a、410cとの間にも延在しうるか、又は存在しうる。出口ポート407に対向するフラッパ面470と入口ポート405に対向するフラッパ面476との間で測定されるフラッパ412の厚さは、、様々な実施形態において、約5mmと約50mmとの間、約10mmと約40mmとの間、又は約20mmと約30mmとの間の範囲にわたりうる。
[0080]フラッパ412及びバルブ本体402の構成によっては、一部の実施形態では、間隙474を介する第1流体空間460と第2流体空間462との間の流路は、約100mmと約10mmとの間、約90mmと約20mmとの間、約80mmと約30mmとの間、又は約70mmと約40mmとの間、の範囲にわたりうる。一部の実施形態では、流路は、約10mm以上、約20mm以上、約30mm以上、約40mm以上、約50mm以上、約60mm以上、約70mm以上、約80mm以上、約90mm以上、約100mm以上でありうるか、又はこれらを上回りうる。一部の実施形態では、流路対間隙474の比率は、約1000:1と約10:1との間、約500:1と約20:1との間、約200:1と約20:1との間、約100:1と約30:1との間、約80:1と約30:1との間、又は約60:1と約40:1との間、の範囲にわたりうる。一部の実施形態では、流路対間隙474の比率は、約10:1以上、約20:1以上、約30:1以上、約40:1以上、約50:1以上、約60:1以上、約80:1以上、約100:1以上、約200:1以上、約500:1以上、約1000:1以上でありうるか、又はこれらを上回りうる。一部の実施形態では、約1mm以下の間隙474、及び約40:1以上の流路の間隙に対する比率により、望ましい低レベルの流体コンダクタンスが実現されるとともに、製造コストを低く抑えうる。
[0081]比較的小さな間隙474、及び/又は第1流体空間460と第2流体空間462との間の間隙474を通る比較的長い流路を有することで、間隙474を通る流体コンダクタンスが低くなりうる。一部の実施形態では、間隙474を通る流体コンダクタンスは、約0.5リットル/秒と約0.01リットル/秒との間、約0.4リットル/秒と約0.02リットル/秒との間、約0.3リットル/秒と約0.03リットル/秒との間、約0.2リットル/秒と約0.04リットル/秒との間、又は約0.1リットル/秒と約0.05リットル/秒との間、の範囲にわたりうる。一部の実施形態では、間隙474を通る流体コンダクタンスは、毎秒約0.5リットル以下、毎秒約0.4リットル以下、毎秒約0.3リットル以下、毎秒約0.2リットル以下、毎秒約0.1リットル以下、毎秒約0.09リットル以下、毎秒約0.08リットル以下、毎秒約0.07リットル以下、毎秒約0.06リットル以下、毎秒約0.05リットル以下、毎秒約0.04リットル以下、毎秒約0.03リットル以下、毎秒約0.02リットル以下、毎秒約0.01リットル以下でありうるか、又はこれらを下回りうる。
[0082]間隙474を介する、第2流体空間462から第1流体空間460へのいかなる流体の流れも防止するために、シールドガスが第1流体空間460に流入されうる。一部の実施形態では、シールドガスは、図9に示しているように、シールドガス入口468を介して第1流体空間460に流し込まれうる。一部の実施形態では、シールドガス入口468は、シールドガスを最初にスイング空間464に流入させ、次に第1流体空間460に流入させるために、異なる位置に設けられることもある。シールドガス入口468は、側壁410a、410b、410c、410d、又は上部壁406のいずれかに設けられうる。一部の実施形態では、別個のシールドガス入口は設けられないことがあり、シールドガスは、入口ポート405を通って第1流体空間460に流し込まれうる。
[0083]間隙474を通る流体コンダクタンスが低いので、間隙474内の流路に沿って(例えば、第2流体空間462の近傍領域に)いくらかの処理ガスは存在しうるものの、処理ガスは第2流体空間462内に集中されることが可能であり、間隙474を通って第1流体空間460内に、かつ/又はその後遠隔プラズマユニット内へと拡散して遠隔プラズマユニットの汚染を引き起こしうる処理ガスは、ほとんど又は実質的になくなる。同様に、シールドガスは第1流体空間460内に集中することが可能であり、間隙474を通って第2流体空間462内に、かつ/又はその後に処理領域内へと拡散しうるシールドガスは、ほとんど又は実質的になくなる。第2流体空間462に流入しうるシールドガスがあっても、処理領域内で実行されるプロセスに対するその影響を限定するために、シールドガスは、不活性ガス(ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン、窒素、又は、処理ガスと反応しないものでありうる他の任意の好適なガスなど)でありうる。一部の実施形態では、半導体処理中に、パージガスが第2流体空間462に流し込まれうる。同じガスが、シールドガスとして使用され、第1流体空間460内に供給されうる。
[0084]一部の実施形態では、処理ガス対シールドガスの比率として測定されうる、入口ポート405における処理ガスの濃度は、約1:106以下、約1:107以下、約1:108以下、約1:109以下、約1:1010以下、約1:1011以下、約1:1012以下、約1:1013以下、約1:1014,以下でありうるか、又はこれらを下回りうる。一部の実施形態では、本書に記載の分離バルブ400を利用することによって、比較的低い流量のシールドガスを利用するだけで、たとえ処理領域内の圧力が比較的高い(例えば1torr以上、5torr以上、10torr以上、15torr以上であるか、又はこれらを上回る)場合であっても、望ましい処理ガス濃度が実現され、処理ガスが遠隔プラズマユニットへの流入が実質的に防止されうる。一部の実施形態では、処理領域内の圧力及び/又はその他の様々な考慮事項に応じて、シールドガスの流量は、約200sccmと約5sccmとの間、約150sccmと約10sccmとの間、約100sccmと約15sccmとの間、約80sccmと約20sccmとの間、又は約60sccmと約40sccmとの間、の範囲にわたりうる。一部の実施形態において、シールドガスは、約200sccm未満、約150sccm未満、約100sccm未満、約80sccm未満、約60sccm未満、約50sccm未満、約40sccm未満、約30sccm未満、約20sccm未満、約10sccm未満の流量、又はこれらを下回る流量で流されうる。
[0085]一部の実施形態では、一又は複数の圧力トランスデューサが、第1流体空間460及び/又は第2流体空間462の中の圧力をモニタするために利用されうる。一部の実施形態では、一又は複数の圧力トランスデューサはバルブ本体402に組み込まれうる(例えば、第1流体空間460及び/又は第2流体空間462を画定する壁406、408、410のうちの1つに装着される)。第1流体空間460内の圧力及び/又は第2流体空間462内の圧力に基づいてシールドガスの流量を動的に制御するために、閉ループ制御システムが実装されてよく、これにより、第1流体空間460内の圧力が第2流体空間462内の圧力以上になるように維持されて、いかなる処理ガスも第1流体空間460内に入ることが限定又は防止されうる。例えば、第1流体空間460への処理ガスの流入を限定又は防止するために、シールドガスの流量は、様々な実施形態において、第1流体空間460内の圧力を第2流体空間462よりも約1%と約20%との間だけ上回るように維持するよう、動的に制御されうる。例えば、第1流体空間460内の圧力は、第2流体空間462内の圧力よりも、少なくとも約1%、少なくとも約2%、少なくとも約3%、少なくとも約4%、少なくとも約5%、少なくとも約6%、少なくとも約7%、少なくとも約8%、少なくとも約9%、少なくとも約10%、少なくとも約12%、少なくとも約14%、少なくとも約16%、少なくとも約18%、少なくとも約20%だけ、又はこれらを越えて上回るように、維持されうる。
[0086]本書に記載の分離バルブを利用して比較的小さな間隙及び比較的長い流路を作り出すこと、並びにシールドガスを利用することによって、機械的接触を要さない分離の実現が可能になり、2つのチャンバユニット(例えば遠隔プラズマユニットと処理領域)を分離するための、非接触の又は接触を有さない密封が実現されうる。接触が必要とされなくてよいので、弾性密封部は必要でなくなり、関連密封部の摩耗又は劣化はもはや問題とならない。この分離バルブは、高腐食性の環境下でも確実に動作しうる。更に、冷却シールド及び保護シールドといった、弾性密封部を支持することに固有の複雑性さの多くも回避可能となり、これにより、設計が単純化され、コストが削減されうる。本書で使用されている「接触を有さない(contactless)」又は「非接触(non-contact)」という語は、製造公差又はその他の様々な考慮事項により、フラッパ面470及び載置面472が互いに接触しうる実施形態を除外するわけではないことに、留意すべきである。むしろ、「接触を有さない」又は「非接触」という語は、本書では単に、機械的接触(例えば、弾性密封部と載置面との間に形成されうる接触)を介して密封が実現される、従来型の分離バルブと区別することを意図して使用されている。
[0087]処理中に遠隔プラズマユニットと処理領域とが分離バルブによって分離されうるので、処理領域から遠隔プラズマユニットへの処理ガスの流れ及びそれによる汚染が防止されうる。遠隔プラズマユニットが様々な他の原因によって汚染される可能性があっても、かかる汚染は、分離バルブによって処理領域に入ることを防止され、これによって、処理品質及び生産スループットが向上しうる。
[0088]図10は、本書に記載の分離バルブ400を動作させて様々な半導体処理工程を促進するための方法1000における、例示的な工程を示している。上述したように、分離バルブ400は、チャンバシステム(チャンバシステム200など)に組み込まれ、チャンバシステムの2つのチャンバユニット(例えば、分離バルブの上流の遠隔プラズマユニットと分離バルブ400の下流の処理領域)と連結されうる。分離バルブ400は、遠隔プラズマユニットによって洗浄ガスから生成されうるプラズマ放出物を使用して処理領域の洗浄を促進するよう、稼働されうる。分離バルブ400は更に、半導体処理中に処理領域に流入しうるプロセスガスによる遠隔プラズマユニットの汚染を防止するよう稼働されうる。
[0089]方法1000は、遠隔プラズマユニットから処理領域への流体の流れを可能にするために、工程1005において、分離バルブ400を開く(例えば、分離バルブ400のフラッパ412を開位置へと枢動させる)ことによって始まりうる。工程1010において、分離バルブ400を介して、遠隔プラズマユニットから処理領域へと洗浄流体が流されうる。洗浄流体は、遠隔プラズマユニットによって洗浄用のガス又は混合ガス(NF3又はその他の洗浄ガスを含みうる)から生成された、プラズマ放出物を含みうる。ゆえに、プラズマ放出物は、処理領域内及び処理領域の下流の様々なチャンバ構成要素を洗浄するための、フッ素ラジカル又はその他の高腐食性洗浄ラジカルを含みうる。洗浄工程が完了すると、残存洗浄プラズマ放出物があればそれを除去するために、工程1015において、チャンバシステムは排気されうる。工程1020において、フラッパ412を閉位置に枢動させることによって分離バルブ400が閉じられうる。工程1025において、シールドガスが分離バルブ400のフラッパ412の上流に流し込まれうる。シールドガスは、上述した流量のいずれかで流されうる。処理領域内でのインシトゥ(その場)プラズマ生成を伴いうる一又は複数の半導体処理工程(例えば堆積やエッチングなど)を実施するために、工程1030において、処理ガスが処理領域に流し込まれうる。上述したように、フラッパ412及び載置面472によって画定された長い流路及び小さい流れ断面積が、非接触の、コンダクタンスを限定する密封として機能しうる。その結果、シールドガスが流されると、処理領域から遠隔プラズマユニットへの(又はその逆の)流体の流れを防止することが可能になり、遠隔プラズマユニット又は処理領域の一方の、遠隔プラズマユニット又は処理領域の他方からの流体の流れによる汚染が防止されうる。一部の実施形態では、シールドガスの流量は、フラッパ412の上流の圧力(例えば遠隔プラズマユニットの圧力)、及び/又はフラッパ412の下流の圧力(例えば処理領域の圧力)に基づいて、動的に制御及び/又は調整されうる。これにより、フラッパ412の上流の圧力は、フラッパ412の下流の圧力以上に維持されて、いかなる処理ガスも遠隔プラズマユニットに入ることが限定又は防止されうる。
[0090]上記の説明では、本書の技術の様々な実施形態の理解をもたらすために、解説を目的として多数の詳細事項を明示した。しかし、ある種の実施形態は、かかる詳細事項の一部がなくとも、又は追加の詳細事項があっても実践されうることが、当業者には自明となろう。
[0091]いくつかの実施形態を開示してきたが、様々な改変例、代替構造物、及び均等物が、実施形態の本質から逸脱することなく使用されうることが、当業者には認識されよう。加えて、本書の技術を不必要に不明瞭にすることを避けるために、いくつかの周知のプロセス及び要素については説明していない。したがって、上記の説明は、本書の技術の範囲を限定するものと見なすべきではない。加えて、方法又はプロセスは連続した又は段階的なものとして説明されうるが、これらの工程が同時に又は記載とは異なった順序で実施されうることを、理解されたい。
[0092]値の範囲が提供されている場合、その範囲の上限値と下限値との間の各介在値も、文脈上そうでないと明示されていない限り下限値の最小単位まで、具体的に開示されていると理解される。記載された範囲における何らかの記載値同士又は記載されていない介在値同士の間のより狭い範囲、及び、かかる記載範囲における他の記載値又は介在値の全てが、包含される。上記の狭い範囲の上限値及び下限値は、個別に、範囲に含まれうるか又は範囲から除外されうる。この狭い範囲に限界値のいずれかが含まれるか、どちらも含まれないか、又は両方が含まれる場合の各範囲も、記載範囲内に特に除外された限界値があることを条件として、本書の技術に包含される。記載範囲が限界値の一方又は両方を含む場合、含まれた限界値のいずれか又は両方を除外する範囲も含まれる。
[0093]本書及び付随する特許請求の範囲で使用される場合、単数形の「a」、「an」、及び「the」は、文脈上そうでないと明示されていない限り、複数の参照対象を含む。ゆえに、例えば、「1つの前駆体(a precursor)」への言及は、複数のかかる前駆体を含み、「前記層(the layer)」への言及は、当業者には既知の一又は複数の層及びその均等物への言及を含み、その他も同様である。
[0094]また、「備える(comprise(s)/comprising)」、「含有する(contain(s)/containing)」、及び「含む(include(s)/including)」、という語は、この明細書及び以下の特許請求の範囲で使用される場合、記載された特徴、整数、構成要素、又は工程の存在を特定するためのものであるが、一又は複数のその他の特徴、整数、構成要素、工程、作用、又は群の存在又は追加を除外するものではない。
Claims (15)
- 分離バルブであって、
第1流体空間、第2流体空間、及び載置面を画定するバルブ本体と、
前記バルブ本体内部に配置されたフラッパであって、前記載置面に相補的なフラッパ面を有するフラッパを有する、フラッパアセンブリとを備え、前記フラッパは、前記第1流体空間と前記第2流体空間との間の流体の流れを可能にするために前記載置面から前記フラッパ面が離れるように、前記バルブ本体内で第1位置へと枢動可能であり、前記フラッパは、非接触密封を形成して前記第1流体空間と前記第2流体空間との間の流体の流れを制限するために前記載置面に前記フラッパ面が近接するように、前記バルブ本体内で第2位置へと更に枢動可能である、分離バルブ。 - 前記フラッパが前記第2位置にある時に、前記載置面と、相補的な前記フラッパ面との間に2mmと0.1mmとの間の範囲にある間隙が形成されて、前記非接触密封を形成する、請求項1に記載の分離バルブ。
- 前記フラッパが前記第2位置にある時に、前記フラッパ面及び前記載置面によって画定される流路の長さ、対、前記フラッパ面と前記載置面との間の距離の比率は、約1000:1と約10:1との間の範囲にある、請求項1に記載の分離バルブ。
- 前記フラッパアセンブリが、前記フラッパを前記第1位置と前記第2位置との間で枢動させるよう構成されたフラッパシャフトを更に備え、前記バルブ本体が、前記フラッパシャフトの第1端部と連結する第1開孔を画定する第1側壁を備え、前記バルブ本体が、前記第1側壁に対向する第2側壁を更に備え、前記第2側壁が、前記フラッパシャフトの第2端部と連結する第2開孔を画定する、請求項1に記載の分離バルブ。
- 前記フラッパアセンブリが、前記フラッパシャフトを駆動するよう動作可能な駆動機構を更に備え、前記駆動機構が、前記バルブ本体の外部に配置され、前記第1側壁の外側に装着される、請求項4に記載の分離バルブ。
- 前記フラッパアセンブリが、前記フラッパを前記第1位置と前記第2位置との間で枢動させるためのフラッパシャフトを更に備え、前記フラッパシャフトが、前記フラッパシャフト及び前記フラッパを冷却するために冷却流体を通過させるよう構成された中空コアを含む、請求項1に記載の分離バルブ。
- 前記バルブ本体が複数の壁を備え、冷却ループが、前記複数の壁のうちの少なくとも1つの壁の中に配置され、冷却流体を通過させて前記バルブ本体を冷却するよう構成される、請求項1に記載の分離バルブ。
- 前記バルブ本体が、前記第1流体空間への流体アクセスを提供するための第1ポートと、前記第2流体空間への流体アクセスを提供するための第2ポートとを更に画定し、前記第1ポートと前記第2ポートとが共通の流れ断面積を画定し、前記第1ポートと前記第2ポートとが互いに異なる形状にされる、請求項1に記載の分離バルブ。
- 前記第1ポートが円形であり、前記第2ポートが長方形である、請求項8に記載の分離バルブ。
- 前記第2ポートが、前記フラッパの枢動軸に平行な第1寸法と、前記フラッパの前記枢動軸に対して垂直な第2寸法とを含み、前記第1寸法対前記第2寸法の比率は、約10:1と約1:1との間の範囲にある、請求項8に記載の分離バルブ。
- チャンバシステムであって、
第1チャンバユニットと、
第2チャンバユニットと、
前記第1チャンバユニット及び前記第2チャンバユニットに連結された分離バルブであって、前記第1チャンバユニットと前記第2チャンバユニットとの間の流体の流れを制御するよう構成された分離バルブとを備え、前記分離バルブが、
前記第1チャンバユニットへの流体アクセスを提供する第1ポート、及び前記第2チャンバユニットへの流体アクセスを提供する第2ポートを画定するバルブ本体と、
バルブ本体内部に配置されたフラッパであって、フラッパ面を有するフラッパと、を備え、前記フラッパが、前記第1チャンバユニットと前記第2チャンバユニットとの間の流体の流れを可能にするために前記バルブ本体によって画定される載置面から前記フラッパ面が離れるように、前記バルブ本体内で第1位置へと枢動可能であり、前記フラッパは、前記第1チャンバユニットと前記第2チャンバユニットとの間の流体の流れを制限するために前記載置面に前記フラッパ面が近接するように、前記バルブ本体内で第2位置へと更に枢動可能であり、前記フラッパが前記第2位置にある時に、前記載置面と前記フラッパ面とが、非接触密封を形成して、前記第1チャンバユニットと前記第2チャンバユニットとの間の流体の流れを制限する、チャンバシステム。 - 前記フラッパが前記第2位置にある時に、前記フラッパ面及び前記載置面によって画定される流路の長さ、対、前記フラッパ面と前記載置面との間の距離の比率は、約1000:1と約10:1との間の範囲にある、請求項11に記載のチャンバシステム。
- 前記分離バルブが第1分離バルブであり、前記チャンバシステムが、第3チャンバユニット、並びに、前記第1チャンバユニット及び前記第3チャンバユニットに連結された第2分離バルブであって、前記第1チャンバユニットと前記第3チャンバユニットとの間の流体の流れを制御するよう構成された第2分離バルブを更に備える、請求項11に記載のチャンバシステム。
- 方法であって、
第1チャンバユニット及び第2チャンバユニットと連結された分離バルブを閉じることであって、前記分離バルブが、前記第1チャンバユニットと前記第2チャンバユニットとの間の流体の流れを制御するよう動作可能である、分離バルブを閉じることを含み、前記分離バルブは、
前記第1チャンバユニットと流体連結された第1流体空間と、前記第2チャンバユニットと流体連結された第2流体空間とを画定する、バルブ本体と、
前記バルブ本体内部に配置されたフラッパであって、フラッパ面を有するフラッパとを備え、前記フラッパが、前記第1チャンバユニットと前記第2チャンバユニットとの間の流体の流れを可能にするために前記バルブ本体によって画定される載置面から前記フラッパ面が離れるように、前記バルブ本体内で第1位置へと枢動可能であり、前記フラッパは、前記第1チャンバユニットと前記第2チャンバユニットとの間の流体の流れを制限するために前記載置面に前記フラッパ面が近接するように、前記バルブ本体内で第2位置へと更に枢動可能であり、前記フラッパが前記第2位置にある時に、前記載置面と前記フラッパ面とが、非接触密封を形成して、前記第1チャンバユニットと前記第2チャンバユニットとの間の流体の流れを制限し、前記方法が更に、
前記第1流体空間にシールドガスを流入させることを含む、方法。 - 前記第1流体空間内の圧力が前記第2流体空間内の圧力よりも大きくなるように、前記シールドガスの流量を動的に制御することを更に含む、請求項14に記載の方法。
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