JP2023550044A - シールを含む台座 - Google Patents

Abstract

【解決手段】基板処理システム用の台座アセンブリは、複数のガス貫通孔を有する台座プレート、および台座プレートから下方に延びるステムを含む台座を含む。複数のガス貫通孔は、ステムの半径方向外側の場所において台座プレートの第１の表面から台座プレートの第２の表面に延びる。カラーが、台座のステムの周囲に配置され、複数のガス貫通孔の開口部が、台座の第２の表面上に位置する。カラーは、カラーと台座のステムとの間に環状容積を画定する。カラーの上方対向面は、台座の第２の表面と表面間シールを形成する。【選択図】図３

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年１１月１８日に出願された米国仮出願第６３／１１５，４１９号の利益を主張する。上記で参照された出願の全体の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、基板処理システムに関し、より詳細には、シールを含む台座に関する。

ここで提供される背景の説明は、本開示の内容を概ね提示することを目的とする。この背景技術のセクションで説明されている範囲内における、現時点で名前を挙げられている発明者らによる研究、ならびに出願の時点で先行技術として別途みなされ得ない説明の態様は、明示または暗示を問わず、本開示に対抗する先行技術として認められない。

薄膜を基板上に堆積するために使用することができる原子層堆積（ＡＬＤ）には、いくつかのタイプが存在する。ＡＬＤの例には、プラズマ強化ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）および熱ＡＬＤ（Ｔ－ＡＬＤ）が挙げられる。Ｔ－ＡＬＤを実施するための基板処理システムは、典型的には、処理中に基板が載置される加熱された台座を含む。

基板処理システム用の台座アセンブリは、複数のガス貫通孔を有する台座プレートと台座プレートから延びるステムとを含む台座を含む。複数のガス貫通孔は、ステムの半径方向外側の場所において台座プレートの第１の表面から台座プレートの第２の表面に延びる。カラーが、台座のステムおよび台座の第２の表面上に位置する複数のガス貫通孔の開口部の周囲に配置される。カラーは、カラーと台座のステムとの間に環状容積を画定する。カラーの上方対向面は、台座の第２の表面と表面間シールを形成する。

他の特徴において、台座支持構造が、ステムの遠位端に取り付けられる。Ｏリングが、ステムの遠位端と台座支持構造との間に位置する。台座のステムは、その底縁で半径方向外方に延びるフランジと、ステムのフランジに取り付けられた台座支持構造とを含む。カラーは、台座支持構造に取り付けられる。Ｏリングが、カラーの遠位端と台座支持構造との間に位置する。

他の特徴において、表面間シールは、平面間シール（ｆｌａｔ－ｔｏ－ｆｌａｔ ｓｅａｌ）を含む。

他の特徴において、台座支持構造は、側壁を有する円筒形本体を含む。側壁における垂直ボアは、ガスチャネルを画定する。ガスチャネルは、環状容積および複数のガス貫通孔と流体連通する。台座支持構造は、内部空洞を画定する円筒形本体と、円筒形本体の上面から半径方向外方に延びるフランジとを含む。１つまたは複数のクランプが、ステムの遠位端に位置するフランジを、台座支持構造の円筒形本体から半径方向外方に延びるフランジに接続する。

他の特徴において、カラーは、それぞれその上面および下面上に位置する第１および第２のフランジを含む。クランプが、台座支持構造のフランジおよびカラーの第２のフランジの周囲に配置される。Ｏリングが、第２のフランジの第２の表面とクランプの上面との間に位置する。

他の特徴において、第１の弁が、ガスチャネル、環状容積、およびガス貫通孔を真空源に選択的に接続するように構成される。コントローラが、第１の弁を選択的に制御し、基板の処理中に真空をガスチャネル、環状容積、およびガス貫通孔に供給するように構成される。

他の特徴において、第２の弁が、ガスチャネル、環状容積、およびガス貫通孔をパージガス源に選択的に接続するように構成される。コントローラは、第２の弁を選択的に制御し、ガスチャネル、環状容積、およびガス貫通孔をパージするようにさらに構成される。

他の特徴において、弁が、ガスチャネル、環状容積、およびガス貫通孔をパージガス源に選択的に接続するように構成される。コントローラが、弁を選択的に制御し、ガスチャネル、環状容積、およびガス貫通孔をパージするように構成される。台座は、セラミックで作製される。台座は、窒化アルミニウムで作製される。カラーは、セラミックで作製される。カラーは、アルミナで作製される。

他の特徴において、台座プレートの第２の表面およびステムの上面は、２０マイクロインチ以下の表面粗さ（Ｒａ）に研磨される。台座プレートの第２の表面およびステムの上面は、１６マイクロインチ以下の表面粗さ（Ｒａ）に研磨される。台座プレートの第２の表面およびステムの上面は、３～８マイクロインチの範囲の表面粗さ（Ｒａ）に研磨される。

台座アセンブリは、複数のガス貫通孔を含む台座プレート、および台座プレートから延びるステムを有する台座を含む。複数のガス貫通孔は、台座プレートの第１の表面から台座プレートの第２の表面に延びる。カラーが、台座のステムの周囲に配置される。台座プレートは、第１の直径を有し、ステムは、第１の直径よりも小さい第２の直径を有し、カラーは、第１の直径よりも小さく第２の直径よりも大きい第３の直径を有する。複数のガス貫通孔は、第２の直径と第３の直径との間に画定される台座プレートの第１の領域に配置される。ガス貫通孔は、第１の領域の外側の第２の領域、および第１の領域の内側に位置する第３の領域には位置しない。カラーは、カラーと台座のステムとの間に環状容積を画定する。

他の特徴において、カラーの第１の表面は、台座の第２の表面と表面間シールを形成する。台座支持構造が、ステムの遠位端に取り付けられる。Ｏリングが、ステムの遠位端と台座支持構造との間に位置する。台座プレートの第２の表面およびステムの上面は、２０マイクロインチ以下の表面粗さ（Ｒａ）に研磨される。台座プレートの第２の表面およびステムの上面は、１６マイクロインチ以下の表面粗さ（Ｒａ）に研磨される。台座プレートの第２の表面およびステムの上面は、３～８マイクロインチの範囲の表面粗さ（Ｒａ）に研磨される。

他の特徴において、表面間シールは、平面間シールを備える。複数のガス貫通孔は、第１の領域において円形に配置される。

本開示を適用可能な他の分野は、詳細な説明、特許請求の範囲および図面から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。

本開示は、詳細な説明および添付の図面からより完全に理解されるであろう。

図１は、本開示によるシールを有する台座を含む基板処理システムの一例の機能ブロック図である。

図２は、本発明による台座の一例の第１の表面の平面図である。

図３は、本開示によるガス分配デバイスおよびシールを含む台座の一例の断面側面図である。

図４は、ガスチャネルを有する側壁を含む台座支持構造の一例の断面側面図である。

図５は、本開示によるシールを含む台座の一例の側面断面図である。

これらの図面において、参照番号は、類似の要素および／または同一の要素を指すために再度利用されることがある。

薄膜を堆積するために使用することができる原子層堆積（ＡＬＤ）には、いくつかのタイプが存在する。ＡＬＤの例には、プラズマ強化ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）および熱ＡＬＤ（Ｔ－ＡＬＤ）が挙げられる。各ＰＥＡＬＤサイクルは、基板が前駆体に曝露される投与ステップ、パージステップ、ＲＦプラズマステップ、およびパージステップを含む。Ｔ－ＡＬＤでは、基板は処理中に加熱された台座上に配置され、プラズマは使用されない。各Ｔ－ＡＬＤサイクルは、典型的には、基板が第１の前駆体に曝露される第１の投与ステップ、パージステップ、基板が第２の前駆体に曝露される第２の投与ステップ、およびパージステップを伴う。単層が、典型的には、各ＡＬＤサイクル中に堆積される。複数のＡＬＤサイクルを実施することで、所望の厚さを有する層が堆積される。

前述の説明はＴ－ＡＬＤ処理に対する台座アセンブリ用のシールシステムについて説明しているが、シールシステムおよび台座アセンブリは、他の基板処理用途にも使用することができる。ガスをＴ－ＡＬＤで使用される高温台座に送給することは、困難である。いくつかの例では、台座および基板の温度は２００℃～１０００℃の範囲であり得るが、他のプロセス温度が使用されてもよい。

台座アセンブリは、台座プレートおよびステムを有する台座を含む。いくつかの例では、ステムは、台座プレートから延びる中空の円筒形部分を含む。台座プレートは、台座プレートを通って延び、ステムの周囲の環状体または環状容積と流体連通するガス貫通孔を含む。本明細書で使用される場合、流体連通とは、ガスチャネルを介したある容積から別の容積へのガスの流れを指す。シールシステムは、台座プレートの第２の表面に当接し、ステムを囲んで環状容積を形成するカラーを含む。

カラーは、表面間シールを台座プレートの第２の表面に設ける。言い換えれば、カラーの一方の表面が台座の別の表面に対して押し付けられることで、２つの表面を溶接あるいは接合することなく、または表面間の接触においてＯリングを使用することなく、シールを形成する。いくつかの例では、表面間シールは単一の平面内に位置し、平面間シールである。十分なシールを維持するために、台座の第２の表面およびカラーの第１の表面は、所望の量のシーリングを維持するのに十分な表面粗さに研磨される。いくつかの例では、平面間シールは、カラーと台座プレートの第２の表面との間にセラミック間シールを含む。平面間シールでは、大気への適切な漏洩速度が得られない。しかし、シールは、以下でさらに説明するように、処理チャンバ内にパージガスまたは真空を送給するためのガス種および圧力差の適切な隔離を提供する。

カラーは、台座ステムの周囲にシールされた環状容積を形成する。いくつかの例では、カラーの遠位端に配置されたＯリングが、ばね力を提供する。言い換えれば、カラーは、台座プレートの第２の表面に対して付勢され、チャンバ圧力から真空クランプを隔離するシールを形成する。

ここで図１を参照すると、基板処理システム１００の一例は、基板を処理するように構成された処理チャンバ１０２を含む。いくつかの例では、プロセスは、熱原子層堆積（Ｔ－ＡＬＤ）を含む。処理チャンバ１０２は、側壁と、第１の表面と、第２の表面とを含む。処理チャンバ１０２は、基板処理システム１００の他の構成要素を取り囲んでいる。処理中、基板１０６が、台座１０４上に配置される。１つまたは複数のヒータ１０８（例えば、ヒータアレイ）が台座１０４に配置され、処理中に台座１０４および基板１０６を加熱することができる。いくつかの例では、台座１０４は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ、または別の適切な酸化物もしくは非酸化物セラミック材料などのセラミックで作製される。他の例では、アルミニウムなどの金属材料が使用されてもよい。

処理チャンバ１０２は、プロセスガスを処理チャンバ１０２内に導入および分配するシャワーヘッドなどのガス分配デバイス１１０を含む。ガス分配デバイス（以下、シャワーヘッド）１１０は、処理チャンバ１０２の第１の表面に接続された一端を含むステム部分１１２を含むことができる。シャワーヘッド１１０のベース部分１１３は、概して円筒形であり、処理チャンバ１０２の第１の表面から離間した場所においてステム部分１１２の反対側の端部から半径方向外方に延びる。シャワーヘッド１１０のベース部分１１３の基板対向面は、フェースプレート１１４を含む。キャリアガス、不活性ガス、および前駆体などのガスは、ステム部分１１２を通って分散プレート１１６上に流れ、そしてプレナム１１７内に至る。次にガスは、フェースプレート１１４における複数のガス貫通孔（図３の１１５で識別される）を通って処理チャンバ１０２内に流れる。

ガス送給システム１３０が、１つまたは複数のガス源１３２－１、１３２－２、…、および１３２－Ｎ（総称してガス源１３２）を含み、Ｎは、ゼロよりも大きい整数である。ガス源１３２は、弁１３４－１、１３４－２、…、および１３４－Ｎ（総称して弁１３４）およびマスフローコントローラ１３６－１、１３６－２、…、および１３６－Ｎ（総称してマスフローコントローラ１３６）によってマニホールド１３９に接続される。マニホールド１３９の出力は、処理チャンバ１０２に供給される。ガス源１３２は、プロセスガス、洗浄ガス、パージガス、不活性ガス、前駆体などを処理チャンバ１０２に供給することができる。

コントローラ１６０が、基板処理システム１００の構成要素を制御する。コントローラ１６０は、台座１０４におけるヒータ１０８および１つまたは複数の温度センサ１５０に接続され得る。コントローラ１６０は、感知された温度に基づいてヒータ１０８に供給される電力を制御し、台座１０４および基板１０６の温度を制御することができる。ヒータ１０８は、１つまたは複数のゾーンに配置されてもよい。

真空ポンプ１５８が、基板処理中に処理チャンバ１０２内を大気圧以下の圧力に維持する。いくつかの例では、処理チャンバ内の圧力は、１０ｍＴｏｒｒ～１００Ｔｏｒｒの圧力範囲に維持される。いくつかの例では、処理チャンバ内の圧力は、２０Ｔｏｒｒ～４０Ｔｏｒｒ（例えば、３０Ｔｏｒｒ）の圧力範囲に維持される。

弁１５６が、処理チャンバ１０２の排気ポートに接続される。弁１５６および真空ポンプ１５８は、処理チャンバ１０２内の圧力を制御し、弁１５６を介して処理チャンバ１０２から反応剤を排気するために使用される。

処理中、基板１０６は、真空によって台座１０４の第１の表面上に支持される。台座１０４は、ガスが台座１０４の第１の表面から第２の表面に通過することを可能にする複数のガス貫通孔（図２の２２４で識別される）を含む。

シールシステム１６２が、台座１０４の第２の表面上に位置する複数の孔２２４の開口部の周囲に十分な気密性を維持する。シールシステム１６２は、処理中に台座１０４に対して基板を保持するために真空を維持したり、パージ中に複数の孔２２４を通してガスを送給したりすることを可能にする。シールシステム１６２は、台座ステム１６５の周囲に配置されたカラー１６４を含む。いくつかの例では、カラー１６４は、台座１０４と同様の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する材料で作製される。いくつかの例では、カラー１６４は、アルミナなどのセラミックで作製される。

カラー１６４と台座ステム１６５との間の容積は、弁１７０によって真空ポンプ１５８または別の真空源に選択的に接続される。いくつかの例では、カラー１６４と台座ステム１６５との間の容積は、弁１７４によってパージガス源１７８に選択的に接続され得る。第１のシリンダ１６６が、カラー１６４から半径方向に離間してカラー１６４を囲み、処理チャンバの第２の表面から延びる。第２のシリンダ１６８が、第１のシリンダ１６６から半径方向に離間して第１のシリンダ１６６を囲み、台座１０４の第２の表面から延びる。第１のシリンダ１６６および第２のシリンダ１６８は、それらの間の相対的な軸方向移動を可能にし、それらの間のガス流の制限を可能にして第２のシリンダ１６８の内部から出るガスを下方方向に導くように構成される。

動作中、基板１０６は台座１０４上に配置され、弁１７０は真空ポンプ１５８に対して開かれる。真空により、台座１０４に対して基板１０６を保持する。プロセスが基板１０６上で実施されることで、弁１７０が閉じられ、真空がオフにされ、基板１０６が除去される。パージステップが、いくつかの基板処理サイクルの間および／またはメンテナンス中、弁１７４を開き（弁１７０は閉じた状態である）、カラー１６４と台座ステム１６５との間の容積および台座１０４における複数のガス貫通孔２２４を通してパージガスを流すことによって実施され得る。複数のガス貫通孔２２４は、台座１０４の第１の表面から台座１０４の第２の表面に延びる。

次に図２を参照すると、外側シールバンド２０８、リフトピン孔２１０、複数の突起またはメサ２２０、および複数のガス貫通孔２２４を有する第１の表面２０４を含む台座２００が示されている。複数の突起またはメサ２２０は、離間した場所に第１の表面２０４全体にわたって分散され、平坦な、凸状の、傾斜した（一方の半径方向縁部から反対側の半径方向縁部まで）、または凹状の位置で基板を支持することができる。いくつかの例では、外側シールバンド２０８および複数の突起またはメサ２２０は、第１の表面２０４の上の所定の高さに上方に延びる。いくつかの例では、突起またはメサ２２０の所定の高さは、変化してもよい。いくつかの例では、基板は処理中に平坦に保持され、突起の高さは所望の冷却パターンを提供するために同じであってもよく、または様々なパターンで変化してもよい。

次に図３を参照すると、シールシステム１６２を含む台座３１０が示されている。台座３１０は、基板が処理中に支持される台座プレート３２０と、台座プレート３２０から下方に延びるステム部分３２２とを含む。いくつかの例では、台座３１０は、セラミックで作製される。いくつかの例では、台座プレート３２０は、平坦な円筒形状を有する。いくつかの例では、台座プレート３２０は、第１の直径（ｄ₁）を有する。いくつかの例では、ステム部分３２２は、第２の直径（ｄ₂）を有する側壁３２３を含む。いくつかの例では、側壁３２３は、所定の距離だけ延びる。いくつかの例では、第２の直径は、第１の直径よりも小さい。いくつかの例では、第２の直径は、第１の直径の６０％、５０％、４０％、または３０％以下である。フランジ３２６が、側壁３２３の下端に位置する。いくつかの例では、フランジ３２６は、側壁３２３から半径方向外方に延びる。側壁３２３は、内部空洞３２４を画定する。

カラー３３０が、台座３１０のステム部分３２２の側壁３２３から離間して側壁３２３を囲んでいる。カラー３３０は、第３の直径（ｄ₃）を有し、カラー３３０の内面３３２と台座３１０のステム部分３２２の側壁３２３の外面との間に環状容積を画定する。カラー３３０は、それぞれその下端および上端から半径方向外方に延びるフランジ３３４および３３６を含む。カラー３３０の下側の半径方向内面は、台座支持構造３５０の上側の半径方向外面に当接する。

いくつかの例では、ガス貫通孔２２４は、ステム部分３２２の側壁３２３とカラー３３０の内面３３２との間に位置する台座プレート３２０の領域に配置される。いくつかの例では、ガス貫通孔２２４は、ステム部分の側壁３２３の内側、またはカラー３３０の内面３３２の外側の台座プレート３２０の第１の領域には位置しない。

台座支持構造３５０は、台座３１０のフランジ３２６の下に取り付けられ、内部空洞３５２を画定する円筒形本体を有する。台座支持構造３５０の側壁３５４は、ガスチャネル３５６を画定するボア３５５を含む。ガスチャネル３５６は、真空源に接続されて台座３１０に対して基板を保持するか、またはパージガス源に接続され、基板が上述のように除去されるときに台座３１０をパージすることができる。ベローズシール３５９が、下部支持体３６４の上の台座支持構造３５０の周囲に可撓性シールを設ける。

台座３１０のステム部分３２２の底部は、１つまたは複数のクランプを使用して台座支持構造３５０に接続される。いくつかの例では、１つまたは複数のクランプは、環状または分割環状形状を有するクランプリングを含む。第１のクランプ３４０が、１つまたは複数の締結具３４２によって、第２のクランプ３４４を通して台座支持構造３５０の第１の表面に接続される。本明細書で使用される場合、クランプという用語は、１つまたは複数の構成要素を共に保持するために別の構成要素に締結される環状または弓形部分を指す。いくつかの例では、第２のクランプ３４４は、（９０度時計回りに回転した）「Ｃ」字形の断面を有する。

第３のクランプ３７０が、台座支持構造３５０のフランジ（図４の４１０）の底部対向面に取り付けられる。いくつかの例では、第３のクランプ３７０は、「Ｌ」字形の断面を有し、上方突出部分３７６と、半径方向内方突出部分３７５とを含む。Ｏリング３７８が、フランジ３３４の第２の表面と半径方向内方突出部分３７５の上方対向面との間にシールを設ける。同様に、Ｏリング３９０が、フランジ３２６の第２の表面と台座支持構造３５０の上方対向面との間に位置する。環状熱シールド３８０が、台座３１０の下に所定の距離を置いて配置され、カラー３３０および台座３１０のステム部分３２２を受け入れるのに十分な幅の中央開口部を含む。

次に図４を参照すると、台座支持構造３５０は、本体４０４と、本体４０４の上部から半径方向外方に延びるフランジ４１０とを含む。台座支持構造３５０の側壁３５４は、パージガスを流すか真空を供給するガスチャネル３５６の垂直部分を画定するボア３５５を含む。フランジ４１０の第１の表面上に形成された環状開口部４２８は、垂直面４３２、および垂直面４３２から半径方向内方に延びる水平面４３０を画定する。溝４３４が、水平面４３０上に形成される。Ｏリングシール３９０は、溝４３４内に配置され得る。半径方向ボア４４０が、フランジ部分（または台座支持構造３５０の別の部分）を通過し、ガスチャネル３５６と流体連通している。環状突起４６１が、フランジ４１０の半径方向外側の上面から上方に延びる。

次に図５を参照すると、第３のクランプ３７０は、１つまたは複数の締結具５２０によって台座支持構造３５０のフランジ４１０の下方対向面５１２に締結される。締結具３４２は、第１のクランプ３４０を第２のクランプ３４４を通してフランジ４１０の上面５２４に締結する。

理解され得るように、表面間シールが、カラー３３０のフランジ３３６の上面と台座３１０の第２の表面との間の界面に形成される。いくつかの例では、表面間シールは、溶接を使用して２つの材料を接合することなく、またはＯリングなどの別々のシールを使用することなく、２つの平坦な表面が直接接触して配置されるときに形成される平面間シールを含む。他の例では、表面間シールは、相補的な非平面を含む。言い換えれば、２つの表面の当接により、シールが形成される。いくつかの例では、カラー３３０のフランジ３３６の上面および台座３１０の第２の表面は、３～２０マイクロインチの範囲の表面粗さ（Ｒ_a）に研磨される。他の例では、表面粗さは、３～１６マイクロインチの範囲にある。他の例では、表面粗さは、３～８マイクロインチの範囲にある。

カラー３３０はＯリング３７８に当接し、これにより台座３１０の第２の表面に対してカラー３３０のフランジ３３６の上面が付勢される。同様に、Ｏリングシール３９０は、フランジ３２６の第２の表面と台座支持構造３５０の上面との間にシールを設ける。

前述の説明は、本質的に単に例示的であり、本開示、その適用、または使用を決して限定する意図はない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施することができる。したがって、本開示は具体的な例を含むが、図面、明細書、および以下の特許請求の範囲を検討すると他の変更態様が明白となるので、本開示の真の範囲はそのような例に限定されるべきではない。方法における１つまたは複数のステップは、本開示の原理を変更することなく、異なる順序で（または同時に）実行してもよいことを理解されたい。さらに、各実施形態は特定の特徴を有するものとして上に説明されているが、本開示のいずれかの実施形態に関して説明したこれらの特徴のいずれか１つまたは複数を、他の実施形態において実施すること、および／または、他の実施形態のいずれかの特徴と組み合わせることが（たとえそのような組み合わせが明示的に説明されていないとしても）可能である。言い換えれば、説明された実施形態は相互に排他的ではなく、１つまたは複数の実施形態を互いに入れ替えることは本開示の範囲に含まれる。

要素同士（例えば、モジュール同士、回路要素同士、半導体層同士など）の空間的および機能的関係は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接した」、「隣に」、「上に」、「上方に」、「下方に」、および「配置された」などの様々な用語を使用して説明される。また、上記開示において第１の要素と第２の要素との間の関係が説明されるとき、「直接」であると明示的に説明されない限り、その関係は、第１の要素と第２の要素との間に他の介在要素が存在しない直接的な関係の可能性があるが、第１の要素と第２の要素との間に１つまたは複数の介在要素が（空間的または機能的に）存在する間接的な関係の可能性もある。本明細書で使用される場合、Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つという表現は、非排他的論理ＯＲを使用した論理（ＡまたはＢまたはＣ）の意味で解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、およびＣの少なくとも１つ」の意味で解釈されるべきではない。

いくつかの実施態様では、コントローラはシステムの一部であり、そのようなシステムは上述した例の一部であってもよい。そのようなシステムは、１つまたは複数の処理ツール、１つまたは複数のチャンバ、１つまたは複数の処理用プラットフォーム、および／または特定の処理構成要素（ウエハ台座、ガス流システムなど）を含む半導体処理機器を含むことができる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および処理後のシステム動作を制御するための電子機器と一体化されてもよい。そのような電子機器は「コントローラ」と呼ばれることがあり、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素または副部品を制御してもよい。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、本明細書に開示されるプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされてもよい。そのようなプロセスとしては、処理ガスの送給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送給設定、位置および動作設定、特定のシステムに接続または連動するツールおよび他の移送ツールに対するウエハの搬入と搬出、および／またはロードロックに対するウエハの搬入と搬出が含まれる。

広義には、コントローラは、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどの様々な集積回路、論理、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器として定義されてもよい。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形式のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されたチップ、および／または１つまたは複数のマイクロプロセッサ、すなわちプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを含んでもよい。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形式でコントローラに通信される命令であって、特定のプロセスを半導体ウエハ上で、または半導体ウエハ用に、またはシステムに対して実行するための動作パラメータを定義してもよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、ケイ素、二酸化ケイ素、表面、回路、および／またはウエハダイの製作における１つまたは複数の処理ステップを実現するためプロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であってもよい。

コントローラは、いくつかの実施態様では、システムと統合または結合されるか、他の方法でシステムにネットワーク接続されるコンピュータの一部であってもよく、またはそのようなコンピュータに結合されてもよく、またはそれらの組み合わせであってもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよいし、ファブホストコンピュータシステムのすべてもしくは一部であってもよい。これにより、ウエハ処理のリモートアクセスが可能となる。コンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能にして、製作動作の現在の進捗状況を監視し、過去の製作動作の履歴を検討し、複数の製作動作から傾向または性能基準を検討し、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理ステップを設定するか、または新しいプロセスを開始してもよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ネットワークを通じてプロセスレシピをシステムに提供することができる。そのようなネットワークは、ローカルネットワークまたはインターネットを含んでいてもよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定のエントリまたはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含んでもよく、そのようなパラメータおよび／または設定は、その後リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例では、コントローラは命令をデータの形式で受信する。そのようなデータは、１つまたは複数の動作中に実施される各処理ステップのためのパラメータを特定するものである。パラメータは、実施されるプロセスのタイプ、およびコントローラが連動または制御するように構成されるツールのタイプに特有のものであってもよいことを理解されたい。したがって、上述したように、コントローラは、例えば、互いにネットワーク接続され共通の目的（本明細書で説明されるプロセスおよび制御など）に向けて協働する１つまたは複数の個別のコントローラを含むことによって分散されてもよい。このような目的のための分散型コントローラの例として、チャンバ上の１つまたは複数の集積回路であって、（例えば、プラットフォームレベルで、またはリモートコンピュータの一部として）遠隔配置されておりチャンバにおけるプロセスを制御するよう組み合わせられる１つまたは複数の集積回路と通信するものが挙げられるであろう。

例示的なシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、堆積チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、追跡チャンバまたはモジュール、ならびに半導体ウエハの製作および／または製造に関連するか使用されてもよい任意の他の半導体処理システムを含むことができるが、これらに限定されない。

上記のように、ツールによって実施される１つまたは複数のプロセスステップに応じて、コントローラは、１つまたは複数の他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に位置するツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または半導体製造工場内のツール場所および／もしくはロードポートに対してウエハの容器を搬入および搬出する材料搬送に使用されるツールと通信してもよい。

Claims (31)

1. 台座アセンブリであって、
   複数のガス貫通孔を有する台座プレートと前記台座プレートから延びるステムとを含む台座であって、
   前記複数のガス貫通孔は、前記ステムの半径方向外側の場所において前記台座プレートの第１の表面から前記台座プレートの第２の表面に延びる
   台座と、
   前記台座の前記ステムおよび前記台座の前記第２の表面上に位置する前記複数のガス貫通孔の開口部の周囲に配置されたカラーと
   を備え、
   前記カラーは、前記カラーの内面と前記台座の前記ステムの外面との間に環状容積を画定し、
   前記カラーの第１の表面は、前記台座の前記第２の表面と表面間シールを形成する、
   台座アセンブリ。
2. 請求項１に記載の台座アセンブリであって、
   前記ステムの遠位端に取り付けられた台座支持構造をさらに備える、台座アセンブリ。
3. 請求項２に記載の台座アセンブリであって、
   前記ステムの前記遠位端と前記台座支持構造との間に位置するＯリングをさらに備える、台座アセンブリ。
4. 請求項１に記載の台座アセンブリであって、
   前記台座の前記ステムは、その底縁で半径方向外方に延びるフランジを含み、前記ステムの前記フランジに取り付けられた台座支持構造をさらに備える、台座アセンブリ。
5. 請求項２に記載の台座アセンブリであって、
   前記カラーは、前記台座支持構造に取り付けられる、台座アセンブリ。
6. 請求項５に記載の台座アセンブリであって、
   前記カラーの遠位端と前記台座支持構造との間に位置するＯリングをさらに備える、台座アセンブリ。
7. 請求項２に記載の台座アセンブリであって、
   前記台座支持構造は、側壁を有する円筒形本体を含み、前記側壁における垂直ボアは、ガスチャネルを画定し、前記ガスチャネルは、前記環状容積および前記複数のガス貫通孔と流体連通する、台座アセンブリ。
8. 請求項２に記載の台座アセンブリであって、
   前記台座支持構造は、内部空洞を画定する円筒形本体と、前記円筒形本体の上面から半径方向外方に延びるフランジとを含む、台座アセンブリ。
9. 請求項８に記載の台座アセンブリであって、
   前記ステムの遠位端に位置するフランジを、前記台座支持構造の前記円筒形本体から半径方向外方に延びる前記フランジに接続する１つまたは複数のクランプをさらに備える、台座アセンブリ。
10. 請求項８に記載の台座アセンブリであって、
    前記カラーは、それぞれその上面および下面上に位置する第１および第２のフランジを含み、前記台座支持構造の前記フランジおよび前記カラーの前記第２のフランジの周囲に配置されたクランプをさらに備える、台座アセンブリ。
11. 請求項１０に記載の台座アセンブリであって、
    前記第２のフランジの第２の表面と前記クランプの上面との間に位置するＯリングをさらに備える、台座アセンブリ。
12. 請求項７に記載の台座アセンブリであって、
    前記ガスチャネル、前記環状容積、および前記ガス貫通孔を真空源に選択的に接続するように構成された第１の弁と、
    前記第１の弁を選択的に制御し、基板の処理中に真空を前記ガスチャネル、前記環状容積、および前記ガス貫通孔に供給するように構成されたコントローラと
    をさらに備える、台座アセンブリ。
13. 請求項１２に記載の台座アセンブリであって、
    前記ガスチャネル、前記環状容積、および前記ガス貫通孔をパージガス源に選択的に接続するように構成された第２の弁をさらに備え、前記コントローラは、前記第２の弁を選択的に制御し、前記ガスチャネル、前記環状容積、および前記ガス貫通孔をパージするようにさらに構成される、台座アセンブリ。
14. 請求項７に記載の台座アセンブリであって、
    前記ガスチャネル、前記環状容積、および前記ガス貫通孔をパージガス源に選択的に接続するように構成された弁と、
    前記弁を選択的に制御し、前記ガスチャネル、前記環状容積、および前記ガス貫通孔をパージするように構成されたコントローラと
    をさらに備える、台座アセンブリ。
15. 請求項１に記載の台座アセンブリであって、
    前記台座は、セラミックで作製される、台座アセンブリ。
16. 請求項１に記載の台座アセンブリであって、
    前記台座は、窒化アルミニウムで作製される、台座アセンブリ。
17. 請求項１に記載の台座アセンブリであって、
    前記カラーは、セラミックで作製される、台座アセンブリ。
18. 請求項１に記載の台座アセンブリであって、
    前記カラーは、アルミナで作製される、台座アセンブリ。
19. 請求項１に記載の台座アセンブリであって、
    前記台座プレートの第２の表面および前記ステムの上面は、２０マイクロインチ以下の表面粗さ（Ｒ_a）に研磨される、台座アセンブリ。
20. 請求項１に記載の台座アセンブリであって、
    前記表面間シールは、平面間シールを備える、台座アセンブリ。
21. 請求項１に記載の台座アセンブリであって、
    前記台座プレートの第２の表面および前記ステムの上面は、１６マイクロインチ以下の表面粗さ（Ｒ_a）に研磨される、台座アセンブリ。
22. 請求項１に記載の台座アセンブリであって、
    前記台座プレートの第２の表面および前記ステムの上面は、３～８マイクロインチの範囲の表面粗さ（Ｒ_a）に研磨される、台座アセンブリ。
23. 台座アセンブリであって、
    複数のガス貫通孔を有する台座プレートと前記台座プレートから延びるステムとを含む台座であって、
    前記複数のガス貫通孔は、前記台座プレートの第１の表面から前記台座プレートの第２の表面に延びる
    台座と、
    前記台座の前記ステムの周囲に配置されたカラーと
    を備え、
    前記台座プレートは、第１の直径を有し、
    前記ステムは、前記第１の直径よりも小さい第２の直径を有し、
    前記カラーは、前記第１の直径よりも小さく前記第２の直径よりも大きい第３の直径を有し、
    前記複数のガス貫通孔は、前記第２の直径と前記第３の直径との間に画定される前記台座プレートの第１の領域に配置され、
    前記複数のガス貫通孔は、前記第１の領域の外側の第２の領域、および前記第１の領域の内側に位置する第３の領域には位置せず、
    前記カラーは、前記カラーと前記台座の前記ステムとの間に環状容積を画定する、
    台座アセンブリ。
24. 請求項２３に記載の台座アセンブリであって、
    前記カラーの第１の表面は、前記台座の前記第２の表面と表面間シールを形成する、台座アセンブリ。
25. 請求項２３に記載の台座アセンブリであって、
    前記ステムの遠位端に取り付けられた台座支持構造をさらに備える、台座アセンブリ。
26. 請求項２５に記載の台座アセンブリであって、
    前記ステムの前記遠位端と前記台座支持構造との間に位置するＯリングをさらに備える、台座アセンブリ。
27. 請求項２３に記載の台座アセンブリであって、
    前記台座プレートの第２の表面および前記ステムの上面は、２０マイクロインチ以下の表面粗さ（Ｒ_a）に研磨される、台座アセンブリ。
28. 請求項２３に記載の台座アセンブリであって、
    前記台座プレートの第２の表面および前記ステムの上面は、１６マイクロインチ以下の表面粗さ（Ｒ_a）に研磨される、台座アセンブリ。
29. 請求項２３に記載の台座アセンブリであって、
    前記台座プレートの第２の表面および前記ステムの上面は、３～８マイクロインチの範囲の表面粗さ（Ｒ_a）に研磨される、台座アセンブリ。
30. 請求項２４に記載の台座アセンブリであって、
    前記表面間シールは、平面間シールを備える、台座アセンブリ。
31. 請求項２３に記載の台座アセンブリであって、
    前記複数のガス貫通孔は、前記台座プレートの前記第１の領域において円形に配置される、台座アセンブリ。

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