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JP-2026514700-A - 半導体製造用のヒータ、並びに関連するチャンバキット及び処理チャンバ

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Abstract

本開示は、半導体製造用のヒータ、並びに関連するチャンバキット及び処理チャンバに関する。１つ又は複数の実施形態では、半導体製造に適用可能なチャンバキットは、ヒータ及びライナを含む。ヒータは、１つ又は複数の第１のセクション、１つ又は複数の第２のセクション、及び１つ又は複数のコネクタセクションを含むアーチ状ヒータ本体を含む。ヒータは、アーチ状ヒータ本体に連結された第１の電極と、アーチ状ヒータ本体に連結された第２の電極とを含む。ライナは、アーチ状ヒータ本体を支持するようサイズ決定され、成形されたレッジと、ヒータの少なくとも一部を貫通して受容するようサイズ決定され、成形された第１の開口部と、ヒータの少なくとも一部を貫通して受容するようサイズ決定され、成形された第２の開口部とを含む。 【選択図】図３

Inventors

  • シュー， エンレ
  • ラウ， シュー－クワン
  • タヴァコリ， アミール エイチ．

Assignees

  • アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20241011
Priority Date
20241011

Claims (20)

  1. 半導体製造に適用可能なチャンバキットであって、 ヒータであって、 １つ又は複数の第１のセクション、１つ又は複数の第２のセクション、及び１つ又は複数のコネクタセクションを備えるヒータ本体と、 前記ヒータ本体に連結された第１の電極と、 前記ヒータ本体に連結された第２の電極と、 を備えるヒータ、並びに ライナであって、 前記ヒータ本体を支持するようサイズ決定され、成形されたレッジと、 前記ヒータの少なくとも一部を貫通して受容するようサイズ決定され、成形された、第１の開口部と、 前記ヒータの少なくとも一部を貫通して受容するようサイズ決定され、成形された第２の開口部と を備えるライナ、 を含む、チャンバキット。
  2. 前記１つ又は複数の第１のセクションは、複数の第１の開口部によって互いから間隔を空けた複数の第１のセクションを含み、前記１つ又は複数の第２のセクションは、複数の第２の開口部によって互いから間隔を空けた複数の第２のセクションを含む、請求項１に記載のチャンバキット。
  3. 前記複数の第１の開口部及び前記複数の第２の開口部が、前記ヒータ本体の長さに沿って互いに対して交互に配置され、前記第１のセクション及び前記第２のセクションが、複数のセットにグループ化され、前記ヒータ本体が、前記複数のセットの間に方位角方向の１つ又は複数の中実セクションをさらに含む、請求項２に記載チャンバキット。
  4. 前記第１の電極及び前記第２の電極が、前記ヒータの第１のフランジ部分及び第２のフランジ部分にそれぞれ連結されている、請求項２に記載のチャンバキット。
  5. 前記ヒータ本体が、前記複数の第１のセクション及び前記複数の第２のセクションのうちの少なくとも幾つかを通って延びる平面内の複数の折り返し部を含む本体プロファイルを有する、請求項２に記載のチャンバキット。
  6. 前記１つ又は複数の第１のセクションは、第１のリングセグメントを含み、前記１つ又は複数の第２のセクションは、径方向に沿って前記第１のリングセグメントから間隔を空けた第２のリングセグメントを含む、請求項１に記載のチャンバキット。
  7. 前記ヒータ本体が、前記径方向に沿って前記第２のリングセグメントから間隔を空けた第３のリングセグメントをさらに備える、請求項６に記載のチャンバキット。
  8. 前記１つ又は複数のコネクタセクションが、 前記第１のリングセグメントの端部と前記第２のリングセグメントの第１の端部との間の第１のコネクタセクション、及び 前記第２のリングセグメントの第２の端部と前記第３のリングセグメントの端部との間の第２のコネクタセクション を備える、請求項７に記載のチャンバキット。
  9. 前記ヒータ本体が、前記第１のリングセグメント、前記第２のリングセグメント、及び前記第３のリングセグメントを通って延びる平面内の複数の折り返し部を含む本体プロファイルを有する、請求項７に記載のチャンバキット。
  10. 前記ヒータ本体、前記第１の電極、及び前記第２の電極が、炭化ケイ素（ＳｉＣ）で形成されている、請求項１に記載のチャンバキット。
  11. 前記ヒータ本体が不透明石英で形成され、前記第１の電極及び前記第２の電極がそれぞれ、前記不透明石英内に埋め込まれた加熱要素を備える、請求項１に記載のチャンバキット。
  12. 半導体製造に適用可能なチャンバキットであって、 ヒータであって、 第１のリングセグメントと、前記第１のリングセグメントから間隔を置いて配置された第２のリングセグメントと、前記第１のリングセグメントと前記第２のリングセグメントとの間のコネクタセクションとを備えるヒータ本体と、 前記ヒータ本体に連結された第１の電極と、 前記ヒータ本体に連結された第２の電極と、 を備えるヒータ、並びに 前記ヒータ本体を支持するようサイズ決定され、成形されたレッジを備えるライナ を備える、チャンバキット。
  13. 前記第１のリングセグメントと前記第２のリングセグメントは、２つの端部間に方位角度を有し、前記方位角度は９０度未満である、請求項１２に記載のチャンバキット。
  14. 前記第１のリングセグメントと前記第２のリングセグメントは、２つの端部間に方位角度を有し、前記方位角度は９０度から１８０度の範囲内にある、請求項１２に記載のチャンバキット。
  15. 第３のリングセグメントと、前記第３のリングセグメントから間隔を空けた第４のリングセグメントと、前記第３のリングセグメントと前記第４のリングセグメントとの間の第２のコネクタセクションとを備える第２のヒータ本体と、 前記第２のヒータ本体に連結された第３の電極と、 前記第２のヒータ本体に連結された第４の電極と をさらに備える、請求項１２に記載のチャンバキット。
  16. 半導体製造時の使用に適用可能な処理チャンバであって、 注入側と排気側とを備えるチャンバ本体、 処理空間内に配置された基板支持体、並びに 前記チャンバ本体の前記注入側に隣接して配置されたヒータであって、 １つ又は複数の第１のセクション、１つ又は複数の第２のセクション、及び１つ又は複数のコネクタセクションを含む、アーチ状ヒータ本体と、 前記アーチ状ヒータ本体に連結され、前記チャンバ本体を少なくとも部分的に貫通して延びる第１の電極と、 前記アーチ状ヒータ本体に連結され、前記チャンバ本体を少なくとも部分的に貫通して延びる第２の電極と を備えるヒータ、 を含む、処理チャンバ。
  17. 前記第１の電極及び前記第２の電極の各々の周囲に配置されたシールをさらに備える、請求項１６に記載の処理チャンバ。
  18. 前記第１の電極及び前記第２の電極の各々の周囲にそれぞれ配置された石英スリーブをさらに備える、請求項１６に記載の処理チャンバ。
  19. 前記第１の電極及び前記第２の電極が、気密フィードスルーアセンブリのそれぞれの電気ソケット内に受容される、請求項１６に記載の処理チャンバ。
  20. 前記チャンバ本体の前記排気側に隣接して配置された第２のヒータをさらに備え、前記第２のヒータは、 １つ又は複数の第３のセクション、１つ又は複数の第４のセクション、及び１つ又は複数の第２のコネクタセクションを備える第２のアーチ状ヒータ本体と、 前記アーチ状ヒータ本体に連結された第３の電極と、 前記アーチ状ヒータ本体に連結された第４の電極と を備える、請求項１６に記載の処理チャンバ。

Description

［０００１］本開示は、半導体製造用のヒータ、並びに関連するチャンバキット及び処理チャンバに関する。 ［０００２］半導体基板は、集積回路用デバイスやマイクロデバイスの製造等を含めて、多様な用途に応じて処理される。基板を処理する１つの方法は、半導体材料又は導電性材料などの材料を基板の上面に堆積することを含む。例えば、エピタキシは、処理チャンバ内の基板の表面上に様々な材料の膜を堆積させる１つの堆積プロセスである。処理中、様々なパラメータが、基板上に堆積される材料の均一性に影響を与える可能性がある。 ［０００３］しかしながら、工程（エピタキシャル堆積工程など）は、長く、高価で、非効率的であり、容量及びスループットが制限される可能性がある。さらに、ハードウェアは比較的大きな寸法を必要とする場合があり、製造設備内でより大きな設置面積を占有し得る。さらに、処理には不均一性が伴う可能性があり、デバイスの性能の障害及び／又はスループットの低下が伴う可能性がある。例えば、ガスの活性化は、制限され得るか、及び／又は不均一な活性化を伴い得る。これにより、限定的な及び／又は不均一な膜成長及び／又はドーパント濃度が引き起こされる可能性がある。 ［０００４］したがって、半導体処理における改良された装置及び方法が必要とされている。 ［０００５］本開示は、半導体製造用のヒータ、並びに関連するチャンバキット及び処理チャンバに関する。 ［０００６］１つ又は複数の実施形態では、半導体製造に適用可能なチャンバキットは、ヒータ及びライナを含む。ヒータは、１つ又は複数の第１のセクション、１つ又は複数の第２のセクション、及び１つ又は複数のコネクタセクションを含むヒータ本体を含む。ヒータは、ヒータ本体に連結された第１の電極と、ヒータ本体に連結された第２の電極とを含む。ライナは、ヒータ本体を支持するようサイズ決定され、成形されたレッジと、ヒータの少なくとも一部を貫通して受容するようサイズ決定され、成形された第１の開口部と、ヒータの少なくとも一部を貫通して受容するようサイズ決定され、成形された第２の開口部とを含む。 ［０００７］１つ又は複数の実施形態では、半導体製造に適用可能なチャンバキットは、ヒータ及びライナを含む。ヒータは、第１のリングセグメントと、第１のリングセグメントから間隔を空けた第２のリングセグメントと、第１のリングセグメントと第２のリングセグメントとの間のコネクタセクションとを含むヒータ本体を含む。ヒータは、ヒータ本体に連結された第１の電極と、ヒータ本体に連結された第２の電極とを含む。チャンバキットは、ヒータ本体を支持するようサイズ決定され、成形されたレッジを含むライナを含む。 ［０００８］１つ又は複数の実施形態では、半導体製造時の使用に適用可能な処理チャンバは、注入側と排気側とを含むチャンバ本体を含む。処理チャンバは、処理空間内に配置された基板支持体と、チャンバ本体の注入側に隣接して配置されたヒータとを含む。ヒータは、１つ又は複数の第１のセクション、１つ又は複数の第２のセクション、及び１つ又は複数のコネクタセクションを含むアーチ状ヒータ本体を含む。ヒータは、アーチ状ヒータ本体に連結され、チャンバ本体を少なくとも部分的に貫通して延びる第１の電極と、アーチ状ヒータ本体に連結され、チャンバ本体を少なくとも部分的に貫通して延びる第２の電極とを含む。 ［０００９］本開示の上述の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明は、実施態様を参照することによって、得ることができる。そのうちの幾つかの実施態様は添付の図面で例示されている。しかし、添付図面は例示的な実施形態のみを示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、その他の等しく有効な実施形態も許容し得ることに留意されたい。 １つ又は複数の実施形態に係る、処理チャンバの概略的な側面断面図である。１つ又は複数の実施形態に係る、図１に示す処理チャンバの概略的な部分上面断面図である。１つ又は複数の実施形態に係る、図１及び図２に示す第１のヒータの概略斜視図である。１つ又は複数の実施形態に係る、図３に示す第１のヒータの概略正面図である。１つ又は複数の実施形態に係る、図１に示す１つ又は複数のヒータの第１のヒータの概略的な部分上面図である。１つ又は複数の実施形態に係る、図５に示す第１のヒータの概略正面図である。１つ又は複数の実施形態に係る、第１のヒータ及び第２のヒータの概略的な部分上面図である。１つ又は複数の実施形態に係る、図７に示す第１のヒータ及び第２のヒータの概略正面図である。１つ又は複数の実施形態に係る、第１のヒータ及び第２のヒータの概略的な部分上面図である。１つ又は複数の実施形態に係る、第１のヒータ及び第２のヒータの概略的な部分上面図である。１つ又は複数の実施形態に係る、図１０に示す第１のヒータの概略正面図である。１つ又は複数の実施形態に係る、第１のヒータの概略部分上面図である。１つ又は複数の実施形態に係る、図１の処理チャンバ内に配置された図３に示す第１のヒータの概略的な部分断面側面図である。１つ又は複数の実施形態に係る、図１の処理チャンバ内に配置された図３に示す第１のヒータの概略的な部分断面側面図である。１つ又は複数の実施形態に係る、図１の処理チャンバ内に配置された図３に示す第１のヒータの概略的な部分断面側面図である。１つ又は複数の実施形態に係る、半導体製造のための基板処理の方法の概略ブロック図である。１つ又は複数の実施形態に係る、ヒータの概略斜視図である。１つ又は複数の実施形態に係る、図１７に示すヒータの概略正面図である。１つ又は複数の実施形態に係る、図１７及び図１８に示すヒータの概略上面図である。１つ又は複数の実施形態に係る、ヒータの概略的な斜視上部である。１つ又は複数の実施形態に係る、ヒータの概略的な斜視上部である。 ［００３１］理解を容易にするために、可能な場合には、図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。１つの実施形態の要素及び特徴は、更なる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれうると想定される。 ［００３２］本開示は、半導体製造用のヒータ、並びに関連するチャンバキット及び処理チャンバに関する。 ［００３３］本開示では、「連結」、「結合」などの用語は、限定するものではないが、ボルト、ねじ接続、ピン、及び／又はねじの使用などによる、接合、埋め込み、溶接、溶融、融解、締まり嵌め、及び／又は締結を含みうる。本開示では、「結合する」、「結合した（結合された）」といった用語は、限定するものではないが、一体成形を含みうる。本開示では、「連結」、「結合」などの用語は、限定するものではないが、直接的な連結及び／又は間接的な連結、例えば、リンク、ブロック、及び／又はフレームなどの構成要素を介した間接的な連結を含みうる。 ［００３４］図１は、１つ又は複数の実施形態に係る、処理チャンバ１００の概略的な側面断面図である。処理チャンバ１００は、堆積チャンバである。１つ又は複数の実施形態では、処理チャンバ１００はエピタキシャル堆積チャンバである。処理チャンバ１００を使用して、基板１０２の上でエピタキシャル膜を成長させる。処理チャンバ１００は、基板１０２の上面１５０を横切る前駆体のクロスフローを生成する。処理チャンバ１００は、図１の処理条件で示されている。 ［００３５］処理チャンバ１００は、上部本体１５６と、上部本体１５６の下方に配置された下部本体１４８と、上部本体１５６と下部本体１４８との間に配置されたフローモジュール１１２とを含む。上部本体１５６、フローモジュール１１２、及び下部本体１４８が、チャンバ本体を形成する。チャンバ本体内には、基板支持体１０６、上方プレート１０８（上方ウィンドウ及び／又は上方ドームなど）、下方プレート１１０（下方ウィンドウ及び／又は下方ドームなど）、及び１つ又は複数の熱源１４１、１４３が配置されている。１つ又は複数の熱源１４１、１４３は、複数の上方熱源１４１及び複数の下方熱源１４３を含む。１つ又は複数の実施形態では、上方熱源１４１は上方ランプを含み、下方熱源１４３は下方ランプを含む。本開示は、本明細書に記載の様々な熱源のために（ランプに加えて又はランプの代わりに）他の熱源が使用され得ることを企図している。例えば、本書に記載の様々な熱源として、抵抗加熱器、発光ダイオード（ＬＥＤ）、及び／又はレーザが使用され得る。 ［００３６］基板支持体１０６は、上方プレート１０８と下方プレート１１０との間に配置される。基板支持体１０６は、基板１０２を支持する。１つ又は複数の実施形態では、基板支持体１０６はサセプタを含む。他の基板支持体（例えば、基板キャリア、及び／又は基板１０２の１つ又は複数の外側領域を支持する１つ又は複数のリングセグメントを含む）が、本開示によって企図される。複数の上方熱源１４１が、上方プレート１０８とリッド１５４との間に配置されている。複数の上方熱源１４１は、上方熱源モジュール１５５の一部を形成する。 ［００３７］複数の下方熱源１４３は、下方プレート１１０とフロア１５２との間に配置される。複数の下側熱源１４３は、下側熱源モジュール１４５の一部を形成する。上方プレート１０８は、石英（クオーツ）などのエネルギー透過性材料で形成される。下方プレート１１０は、石英などのエネルギー透過性材料で形成される。 ［００３８］処理空間１３６及びパージ空間１３８が、上方プレート１０８と下方プレート１１０との間に形成される。処理空間１３６及びパージ空間１３８は、上方プレート１０８、下方プレート１１０、及び１つ又は複数のライナ１１１、１６３によって少なくとも部分的に画定される内部空間の一部である。１つ又は複数の実施形態では、処理空間１３６は処理空間である。１つ又は複数のライナ１１１、１６３は、チャンバ本体の内側に配置される。 ［００３９］内部空間は、その中に配置された基板支持体１０６を有する。基板支持体１０６は、基板１０２が配置されている上面を含む。基板支持体１０６は、シャフト１１８に取り付けられる。１つ又は複数の実施形態では、基板支持体１０６は、シャフト１１８に接続された１つ又は複数のアーム１１９を介してシャフト１１８に接続される。シャフト１１８は、モーションアセンブリ１２１に接続される。モーションアセンブリ１２１は、処理空間１３６内で、シャフト１１８及び／又は基板支持体１０６の移動及び／又は調整を行う、１つ又は複数のアクチュエータ及び／又は調整デバイスを含む。 ［００４０］基板支持体１０６は、その中に配置されたリフトピン孔１０７を含み得る。リフトピン孔１０７は各々、堆積プロセスの実施前又は後に、基板支持体１０６から基板１０２を持ち上げるためのリフトピン１３２を収容するようサイズ決定される。リフトピン１３２は、基板支持体１０６が処理位置から移動位置に下げられるとき、リフトピンストップ１３４に乗る場合がある。リフトピンストップ１３４は、シャフト１３５に取り付けられた複数のアーム１３９を含み得る。 ［００４１］フローモジュール１１２は、１つ又は複数のガス入口１１４（例えば、複数のガス入口）、１つ又は複数のパージガス入口１６４（例えば、複数のパージガス入口）、及び１つ又は複数のガス排気口１１６を含む。１つ又は複数のガス入口１１４及び１つ又は複数のパージガス入口１６４は、１つ又は複数のガス排気口１１６からフローモジュール１１２の反対側に配置される。予熱リング５０１が、１つ又は複数のガス入口１１４及び１つ又は複数のガス排気口１１６の下方に配置されている。予熱リング５０１は、１つ又は複数のパージガス入口１６４の上方に配置されている。１つ又は複数のライナ１１１、１６３は、フローモジュール１１２の内面に配置され、堆積工程及び／又は洗浄工程中に