説明

窓装置

チャンバ構造の部分としての窓装置は内部を有するチャンバを含む。このチャンバは、開口縁をする窓開口を形成する。一対の反対向きの主表面とこれら主表面間に延在する周縁側壁輪郭とを有する窓が窓開口の中に受け取られ、周囲側壁構造は、周囲側壁構造と開口縁が協働して、窓の反対向きの主表面に対して概ね垂直に加えられるバイアス力の少なくとも一部分を、バイアス力の加えられる方向とは異なる、またはバイアス力の加えられる方向に対して傾斜した方向へ転向させるように、開口縁に対して支持される。


【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は一般に、チャンバ装置(chamber arrangement)内に配置され、その内側と外側の圧力差を維持し、同時に電磁放射の透過を可能にすることを目的とした少なくともほぼ透明な窓(window)に関し、詳細には、その側縁の少なくとも一部分が錐台幾何形状またはくさびの形状をした窓に関する。本明細書では、圧力差を提供するくさび形の窓について論ずる。
【背景技術】
【0002】
窓を使用したチャンバ装置は半導体プロセス分野においてしばしば見られ、その中では、例えば半導体ウェハまたは半導体基板が窓の近くに配置されて、窓を通過したある形態の処理放射を受ける。処理対象またはウェハが大気圧よりも低い圧力の下で熱処理される急速熱処理(Rapid Thermal Processing:RTP)システムではこのようなチャンバ装置の一例が普通に使用されている。例えばタングステンハロゲンランプのアレイなどの熱源が窓の一方の側に配置され、ウェハが窓の反対側に配置される。
【0003】
タングステンハロゲンランプは他のランプエネルギー源と同様に積極的な冷却を必要とするので、RTPシステムでは、窓によって与えられる処理環境からのランプの分離が必要となる。圧力が大気圧よりも低いRTP環境ではこのような積極的な冷却を達成することができない。すなわち、一般に加熱ランプは、処理チャンバの中にウェハと一緒に置くことができない。ランプフィラメントから蒸発したタングステンをハロゲン充填ガスが再循環させるタングステンハロゲンランプの適正な動作のためには、タングステンハロゲンランプの石英外囲器を比較的に狭い温度帯の中に維持しなければならない。タングステンハロゲンランプの石英外囲器は一般に約775から950°Kで機能する。タングステンハロゲンランプの石英外囲器を冷却し/その温度を調節する目的には一般に空気または窒素が使用される。したがって、ランプ体の温度を調節するこの要件は、一般に、圧力が大気圧よりも低いRTP環境からランプが分離される理由の1つである。
【0004】
窓装置はしばしば、半導体プロセスを実行する際に使用されるように構成されるが、さらにしばしば窓装置は、圧力差を維持して他の目的に対応するために提供され、この目的に対して有用である。一例として、窓は、オペレータまたは計測器がチャンバの内部を見ることを容易にするために提供される。
【0005】
図1を参照すると、全体が参照符号10によって指示された従来技術の1つの窓装置の立面図が示されている。窓装置10は、チャンバ壁14を有するチャンバ12に形成されている。窓装置10は、チャンバ壁14によって支持された、平面図では円形の平らな円板の形態(図示せず)の透明な窓16を含む。後にさらに論じるように、円形構成は、プロセス環境の容積を最小化し、窓材料の質量、サイズおよびコストを最小化し、窓応力を最小化するためにしばしば使用される。後に明らかになるとおり、側壁は支持の目的を持たず、窓構造全体の完全性を提供するだけなので、干渉の心配を除けば側壁の具体的な形状はそれほど重要ではないが、これらのすべての構成では、窓の側壁18が一般に、窓の反対向きの主表面20および22に対して垂直である。この例では、主表面20が処理チャンバ24の外側を向き、主表面22が処理チャンバの内部の周縁の一部を画定する役目を果たす。
【0006】
続けて図1を参照すると、チャンバ壁14は、周縁支持段26を有する窓開口を画定する。窓開口の中に窓16を取り付けると、内側主表面22の周縁部が、周縁支持段26に対して配置されたガスケット28に受け取られる。その後、一般に、この例では円形のリングの形態である上クランプ30を使用して締付け力が適用される。この締付け力は2つの目的を果たす。第1の目的は、窓開口の中に窓を機械的に配置し、それによって、窓表面22と圧縮ガスケット28との間、および圧縮ガスケット28と周縁支持段26との間の継続的な接触を保証して、窓の処理チャンバに面した面22にかかる圧力が低減されたとき26、28および22相互間にシールが存在するようにすることにある。このようにすると必要な真空完全性および漏れ量が達成される。第2の目的は、クランプのない従来技術の窓に比べて窓を薄くすることを可能にすることにある。クランプのない従来技術の窓は示さなかったが、この目的に関しては、クランプのないこのような構成では応力の考慮が、相対的により厚い窓の使用を強制することを指摘すれば十分である。クランプのある構成を使用することによって窓を薄くすることは、窓のコストを減らし、窓20の大気圧側から処理チャンバ内の1つの位置までの距離を最小化するために望ましい。
【0007】
上クランプ30は、チャンバ壁14の外面32と主表面20の周縁部31の両方と同時に重なるように構成される。通常は相対的に低い圧力環境の方を向いた主表面22の側での石英と金属の直接接触が排除されるように、ガスケット28は、圧縮可能なポリマーガスケット材料から形成することができる。石英表面と金属表面の間の直接接触は通常、石英と金属の点接触になることに留意されたい。この直接点接触では、点接触の位置に非常に高い応力負荷がかかる。これらの高応力点は、石英窓の両側に圧力差および/または熱差が生じたときに石英の破壊につながる可能性がある。所望ならば、上クランプ30と外側主表面20の周縁部の間に圧縮ガスケット(図示せず)を配置してもよい。上クランプ30は、例えばチャンバ壁14に形成されたねじ穴38に受け取られる締付けねじ36によって、外側主表面20の周縁部31およびチャンバ壁14の外面32に対してバイアス(bias)される。
【0008】
RTPシステムのこの例示的なケースでは、これらの窓および支持構造が、基板プロセス環境と基板を加熱するために使用されるランプとの間の企図された圧力差(通常1気圧)をしっかりとそして安全に維持しなければならない。なお、後にさらに説明するとおり、窓の内部には普通、ランプによる加熱の結果として、および処理中の基板からの熱放射によって、比較的に大きな3次元熱勾配が生じる。
【0009】
RTP応用に関しては、窓の加熱は、1つには、石英によって吸収されるあるエネルギーを含むランプエネルギースペクトルによるものと考えることができる(石英は、約3.5μmを超える波長で非常に吸収性である)。さらに、高温の基板は、主に中間赤外ないし遠赤外電磁スペクトル領域のエネルギーを放射し、このエネルギーは石英によって容易に吸収され、その結果、基板に最も近い石英表面の中心が最も熱くなり、石英の厚さに沿った温度勾配が生じる。同時に、窓の縁から窓の支持構造への熱損失によって、窓の中心が窓の周縁よりもかなり熱くなる。したがって、窓の幅に沿った半径方向の第1の温度勾配、および窓の厚さに沿った第2の温度勾配が生じる。
【0010】
General Electric(GE)Company(商標)社が現在運営しているウェブサイトでは、石英の推奨される最大限界引張応力値を1000psiとしている。GE社のこのウェブサイト(非特許文献1)ではさらに、様々な機械的締付け/支持配置および熱条件の下でのたるみ(sag)および応力をユーザが計算できる。円形窓として使用された石英の最も一般的な締付けないし支持配置が図1に示されている。すなわち、石英の反対向きの主表面が、両方の周縁部に沿って締め付けられている。先に述べたとおり、石英は、クランプのない取付け構成で使用することができるが、クランプを用いた取付けに比べて厚い窓が必要となると考えられる。
【0011】
図1の窓および協働するチャンバ構造は一般にそれらの意図された目的に関しては有効だが、本発明はいくつかの懸念を認知している。最初に、窓の内面22がチャンバ壁の内面40から距離dだけインセット(inset)されており、それによってインセット領域42を形成していることに留意されたい。実際、窓の内面22から突出した周縁段26が見える。本発明はこの配置を、例えば窓16のできるだけ近くに処理対象を置きたい場合に問題があると考える。すなわち、インセット距離dの存在が、処理対象と窓の間の最小分離距離として働く可能性がある。次いでこの最小分離距離は、処理対象と例えば窓の反対側に配置される加熱配置などの処理源との間の最小分離距離に寄与する。本発明は、プロセス均一性、制御およびプロセス速度などのある種のプロセス結果が、処理対象と処理源との間の分離距離に依存することを認識している。この分離距離を短くすると、プロセス均一性、プロセス制御およびプロセス速度が向上することがよくある。この点に関して、例えば、ウェハ(図示せず)を処理チャンバへおよび処理チャンバから移動させるのに使用するウェハエンドエフェクタ(end−effector)、処理プロセスの間、半導体ウェハを支持するために使用するウェハサセプタ(susceptor)(図示せず)などの任意の構造は必然的に、チャンバの内壁40との干渉を引き起こすと考えられる方法でウェハの平面を広げるように動作することを理解されたい。例えば、インセット領域42の窓の内面22のできるだけ近くにウェハを移動しようとする場合に、チャンバの内壁40とウェハおよび/またはウェハを直接に支持するウェハサセプタとの間にこのような干渉が生み出される可能性がある。
【0012】
処理チャンバの内部に位置する基板を処理するのに使用する処理がプラズマベースのプロセスであるときの図1に関する別の懸念として、周縁支持段26の内縁44が、周縁支持段26の露出した内面と処理チャンバの他の表面(図示せず)との間の電位差に起因する電界線を集中させる働きをするような条件が生じ得る。処理チャンバ内の他の表面のこの異なる電位は例えば、この表面への無線周波(RF)電力の適用によって生み出されたバイアスに起因する。内縁44で起こるこの集中は、縁に生じる電界線密度が平らな表面に比べて幾何学的に大きいことに起因する。電界線のこの局所化された高い密度およびプラズマシース(plasma sheath)の湾曲は、隣接する平坦面に引きつけられる濃度に比べてより高い濃度の陽イオンを内縁44に引きつける効果を有する。内縁44へのイオンの集中の結果、周縁支持段26を形成する材料のスパッタリングが増大する。このスパッタリングされた材料は、処理チャンバで処理される基板を不必要に汚染する可能性がある。従来技術は、単にインセット領域42を、適当な透明材料または窓16を形成する材料の一体の延長部分で満たすことによってこの問題に対処しようとした。この方法は「滑らかな」チャンバ内面を提供するように働くが、本開示はこの方法を問題があると考える。この方法ではウェハと加熱配置の間の分離距離が短くならないからである。
【0013】
【非特許文献1】http://www.gequariz.com/en/tools.htm
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本開示は上記の懸念を克服し、後に詳細に説明するように追加の利点を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0015】
後に詳細に論じるとおり、明細書では、チャンバ構造、およびチャンバ構造の部分を構成する窓装置に関する関連方法が開示される。一態様では、チャンバ手段がチャンバの内部を画定し、さらに、周囲に開口縁を有し、チャンバの内部へと通じる窓開口を画定する。一対の反対向きの主表面とこれらの一対の主表面間に延在する周囲側壁構造とを有する窓が窓開口の中に受け取られ、周囲側壁構造は、周囲側壁構造と開口縁が協働して、窓を窓開口の中へ押し付けるバイアス力の少なくとも一部分を、バイアス力が加えられる方向とは異なる開口縁へ向かう方向へ転向させるように、開口縁に対して支持される。
【0016】
他の態様では、チャンバ壁装置がチャンバの内部を画定し、貫通した窓開口を画定して窓開口の周囲に開口縁を形成する壁厚を含む。一対の反対向きの主表面とこれらの一対の主表面間に延在する周囲側壁構造とを有する窓が窓開口の中に受け取られ、周囲側壁構造は、周囲側壁構造と開口縁が協働して、窓の反対向きの主表面に対して少なくとも概ね垂直な方向に加えられるバイアス力の少なくとも一部分を、加えられる方向から離れた開口縁へ向かう方向へ転向させるように、開口縁に対して支持される。
【0017】
他の態様では、チャンバ壁装置がチャンバの内部を画定し、チャンバ内面とチャンバ外面の間に貫通した窓開口を画定して窓開口を画定する開口縁を形成する壁厚を含む。窓開口を取り囲む開口縁の少なくとも一部分が、チャンバ内面およびチャンバ外面に対して傾斜した角度で配置される。一対の反対向きの主表面と周囲側壁構造とを有する窓は、これらの反対向きの主表面間に延在し、この傾斜の角度に相補的な角度で配置された窓縁面を窓の周囲に含む。この窓は、窓縁面が開口縁の前記部分と向かい合う関係になるように窓開口の中に受け取られる。
【0018】
続く態様では、チャンバ壁装置がチャンバの内部を画定し、チャンバの内部を画定し、周囲に開口縁を有する窓開口を画定するチャンバ手段を含む。窓は、一対の反対向きの主表面とこれらの反対向きの主表面間に延在する周囲側壁構造とを有する。この窓は窓開口の中に受け取られることができ、周囲側壁構造は、周囲側壁構造と開口縁とが協働して、窓の一方の反対向きの主表面に加えられるバイアス力の少なくとも一部分を、バイアス力の方向に対して傾斜した開口縁へ向かう方向へ転向させるように、開口縁に対して支持される。
【0019】
本開示は、以下の詳細な説明および図面を参照することによって理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
図面を参照する。これらの様々な図面全体を通じて同様の構成要素は同様の参照符号によって示される。図1は以前に説明したので、ここでは最初に図2に注目する。図2は、本発明に従って製作された窓装置104を支持するチャンバ装置102を含むシステム100を概略的に示している。このチャンバ装置は、アルミニウム、ステンレス鋼およびチタンを含む適当な材料を使用して形成することができる。ただし適当な材料はこれらに限定されるわけではない。本明細書に記載する様々な実施形態および実施態様の諸特徴を適当な方法で組み合わせることができることに留意されたい。また、図面の尺度は一律ではなく、図面は読み手の理解が深まるように示した。
【0021】
続けて図2を参照すると、チャンバ装置102は、開口縁110によって囲まれた貫通窓開口108を画定する厚さを有するチャンバ壁106を含む。開口縁は、参照符号112および114によって指示された内側および外側の一対のチャンバ表面間に延在している。窓開口108の中に窓120が受け取られている。窓120は、参照符号126および128によってそれぞれ指示された一対の反対向きの外側および内側主表面間に延在する周囲側壁構造(peripheral sidewall configuration)122を含む。内側主表面128は、処理チャンバ130を取り囲むチャンバ装置102の内面の一部を画定する役目を果たす。本明細書では窓120を「石英」窓と呼ぶことがあるが、現在使用可能なまたは今後開発される適当な任意の材料を使用してこの窓を製作することができることを理解されたい。このような材料には石英、多結晶酸窒化アルミニウム、サファイヤおよび様々なガラスが含まれる。ただしこれらに限定されるわけではない。図示の便宜上、チャンバ装置の一部だけを示したが、この処理チャンバ全体は、適当な任意の方法で適当な任意の幾何形態に配置された任意の数の壁の協働によって形成することができる。例として、処理チャンバは、円筒形、正方形または適当な長方形の外形を有することができる。
【0022】
なおも図2を参照すると、開口縁110は、窓120の反対向きの主表面126および128、ならびにチャンバの内面および外面112および114に対して傾斜しており、この図で見たときに開口縁が倒立した円錐台形を形成する。窓120の周囲側壁構造122は、開口縁110の傾斜に相補的な角度で傾斜しており、それによって周囲側壁構造は、その縁に沿った任意の位置で、窓の反対向きの主表面126および128に対して傾斜した表面を形成する。したがって窓120の外形は、窓開口108の外形に比較して逆さになった円錐台形である。後にさらに説明するが、窓120は、円形ではなしに閉じた多角形の形態の周囲側壁構造を有することができる。もちろん、例えば楕円形などの円形以外の連続した形状を使用することができる。したがって、例として、窓は角錐台の形態または他のこのような錐台幾何形状とすることができる。
【0023】
必要条件ではないが、窓120とチャンバ壁106の厚さを同じにすることができる。この場合、窓の周囲側壁構造を、開口縁110と協働して、窓の外面および内面126および128がそれぞれ、チャンバ壁の外面および内面112および114と整列するように構成することができる。以下に、窓開口の中の窓120をシールするための1つの非常に有利な構成の具体的な詳細を示す。
【0024】
チャンバ壁の外面114の周縁部140および窓120の表面126の周縁部142を縁取り(surround)これらと重なり合うように構成された圧縮リング132を使用して、窓開口108の中に窓120を押し付けまたはバイアスすることができる。一実施態様では、圧縮リング132が、複数のねじ部品36(そのうちの2つだけが示されている)によって所定の位置に保持されるが、適当な任意の固定装置および配置をこの目的に使用することができる。さらに、後にさらに説明するように、いくつかの実施態様では、重力の方向、窓120の重量、窓120の表面積などの因子によって、圧縮リング132または等価の機械的配置が不要になる。次に説明するように、窓開口108の中に窓120を押し付けるためのバイアス力を得る方法の如何にかかわりなく、バイアス力は、窓120の周囲側壁構造122の形態と協働した窓開口の開口縁110の輪郭に基づく非常に有利な方法で利用される。
【0025】
続けて図2を参照すると、バイアス力Fは窓開口108の中に窓120を押し付ける。バイアス力Fは、図示の締付け配置の使用、重力、適当なバイアス力源の組合せなど、適当な方法で生み出すことができる。もちろん、重力が窓120を窓開口108の外へバイアスする方向に窓装置を配置することができ、その場合には、少なくとも圧力差が重力に打ち勝つことができるまで開口の中に窓を押し付けるために、締付けリングなどの適当な機構が必要になる。バイアス力Fの供給源の如何にかかわりなく、窓120の周囲輪郭および窓開口108は、バイアス力Fに関して非常に有利に働く。具体的にはバイアス力Fは成分F1とF2に分解される。前者は開口縁110に平行だが、後者は開口縁110に対して垂直であり、開口縁110に対して直接に加えられる。少し言い方を変えれば、窓の周囲側壁構造122と開口縁110は協働して、窓の反対向きの主表面に概ね垂直に加わるバイアス力Fの少なくとも一部分を、バイアス力Fが加わる方向とは異なる、またはバイアス力Fが加わる方向に対して傾斜した、またはバイアス力Fが加わる方向から離れた、開口縁へ向かう方向へ転向させる。
【0026】
分力F1およびF2は、窓の周囲側壁構造122だけを使用する非常に有利なやり方で、窓開口の中に窓120を保持する働きをする。支持または他の目的での窓の内面128との接触はない。したがって窓の内面128を希望どおりに、チャンバ壁106の内面112に対して、チャンバの内壁に関して処理チャンバの内面と連続した表面または共面を提供する方法で配置することができる。
【0027】
図2とともに図1を参照すると、本開示によって明らかにされた非常に有利な「くさび窓(Wedge Window)」構成は、例えば図1によって示されたものなどの従来技術の窓構成に関する前述の問題を解決すると考えられる。窓を支持するための窓の内面との接触を避けることによって、チャンバの内面と窓の内面との間のオフセットを排除することができることを本開示は意図している。従来技術の構成は、窓の内面を支持目的に使用することによって、実際に窓の周囲側壁全体に及ぶ窓を取り囲むチャンバの支持構造を必要とし、それによって、円形の窓の場合には、窓の内面の直径よりも小さな直径を有する開口の内径を生み出す。さらに、後にさらに説明するとおり、いくつかのケースでは、窓の内面のできるだけ近くに処理対象を配置することを容易にするために、窓および窓の内面が処理対象に向かってわずかに内側へ突き出すことが望ましい。本開示のWedge Windowは、窓の内面(処理される基板の方を向いた窓の表面)と基板の間の距離が最小化され、かつ/または基板と外部の物体との間の距離が最小化される必要があるときに有利である。後者の場合、本開示の窓装置は、窓の厚さを横切るどちらの方向の圧力差も支持することができることを理解されたい。しかし圧力差による力が窓のバイアス力と逆向きのときには、バイアス力が、窓のまわりのシールを維持するのに十分な量だけこの圧力差による力を上回るように注意しなければならない。さらに、図2を参照すると、窓の「内面」128が処理チャンバの内部に面する必要はない。場合によっては、この窓の構成を「逆」にすることが望ましいことがあり、窓の小さい方の直径を支持チャンバ壁の外面に配置することができる。この点に関し、この説明を通して使用される例えば「内側」、「外側」などの用語は説明目的で使用されているにすぎず、限定を意図したものではない。
【0028】
コンピュータモデリングによれば、図2に示した本発明の窓装置によって達成される図1に比べた場合の分離距離の低減は、特定のRTP基板処理環境において達成可能な熱均一性を相当に向上させる。モデリングは、図2に関して説明した方法で構成された、1気圧の圧力差を支持する円形窓を使用して実施した。円形を選択したのは、プロセス環境の容積を最小化し、窓に必要な石英の質量およびサイズを最小化し、石英窓に加えられる応力を最小化するためである。例えば穏やかな運転要件の場合には正方形または長方形の形状を使用することもできる。
【0029】
図2を再び参照すると、窓の周囲側壁構造122および開口108の開口縁110は、本開示の範囲になおも含まれるいくつかの代替方法で構成することができることを理解されたい。具体的には、窓の周囲側壁および開口縁を構成する傾斜した表面は、窓の内面と外面の間に、チャンバ壁106の厚さを完全に貫く連続面として完全に延在しているように示されているが、窓の周囲側壁および開口縁の少なくとも一部分が協働して、少なくとも概ね窓の外面に対して加えられるバイアス力の少なくとも一部分を、バイアス力が加えられる方向から離れた、またはバイアス力が加えられる方向に対して傾斜したそれらの間の方向に転向させるように構成されている限り、そうする必要はない。
【0030】
図2によって示された実施態様では、圧縮リング132が、チャンバの内面128における窓開口の直径に等しく、これと同軸の内径を形成する。このようにすると、周縁部140は、締付け力の適切な分布を提供する十分な幅を有し、一方でバイアス力Fに平行な方向に窓120を通過しようとする放射を遮らない。
【0031】
しかし、このことは必要条件ではないこと、および圧縮リング132は設計目標に基づいて、窓の内面128の直径よりも大きい、またはこれよりも小さい適当な任意の内径を有することができることを理解されたい。閉じた多角形(例えば三角形、正方形、長方形、六角形など)の形態の窓の場合には、窓の表面が、いくつかのケースでは直径ではなく幅によって特徴づけられることを除き、図2の断面に変更はない。いずれにせよ、圧縮クランプの内縁を、窓の内面128の外縁と垂直に整列させることができる。
【0032】
以上の説明に整合した本開示の非常に有利な窓/支持構造のプロトタイプが構築され、このプロトタイプでは、石英窓の傾斜した周縁の角度が、窓の外側主表面の直径の垂線から45°である。(窓開口の中へ窓をバイアスする)1気圧の圧力差を用い、一般的なRTPシステムの中の高温の基板から放射されるエネルギーによって生じるであろう温度勾配をシミュレートするために1気圧の圧力差と熱源の両方を用いてこのプロトタイプ設計を試験し、試験は成功した。
【0033】
図1を簡単に参照すると、下クランプの表面から窓を分離するために従来技術がガスケット28を使用することが思い出される。このガスケットは通常、平型ガスケット、L字形ガスケットまたはOリング型ガスケットであり、これは、直接の金属−石英接触を回避する役目を果たし、窓の内面22に面した容積を排気し、それによって窓の直径の両側に圧力差が生み出されるとき、かつ/または上下の周縁支持面間に窓が締め付けられるときに窓の内面の周縁に生じる周縁支持段26に対する力を分散させるのに役立つ。上クランプ30と石英の間の直接の金属−石英接触を防ぐガスケットは好ましいが、常に必要なわけではない。しかし、本開示とは対照的に、図1の設計を有する窓は一般に、窓の外径に沿って配置されるガスケットを使用しない。外径には一般に力が加わらないためである。図1の設計を有する従来技術の窓は窓の外径に沿って真空シールを利用することができると認識されるが、さらに従来技術の窓は一般に、金属支持面に対する窓材料の点荷重を防ぐために下クランプ面から窓を分離する、ある設計のガスケットも必要とするであろう。
【0034】
しかし図2を参照すると、本開示のWedge Windowでは、内側または「下」支持段が排除され、すべての窓支持が窓の傾斜した外縁に適用される。上記のことに留意して、次に、窓開口の中の本開示の窓をシールする非常に有利な1つの構成および非常に有利な他の設計概念を詳細に説明する。
【0035】
図3を参照すると、本開示のくさび窓の拡大部分破断図が示されている。ガスケット150は、逆さにした円錐台形の形状を有し、窓120の周囲側壁構造122と窓開口の開口縁110の間に配置されている。ガスケット150は、例えばポリイミド、フルオロシリコーン(fluorosilicone)、フルオロカーボン(fluorocarbon)、または適当なデュロメータ(durometer)を有する他の適当な圧縮性ガスケット材料などの圧縮性ポリマーから形成することができる「コンプライアンス(compliance)」ガスケットと呼ぶことができる。「コンプライアンス」であることの説明は、このガスケットが、石英窓と支持面の働きをする金属開口画定壁と間の順応性ある物体(a compliant body)としてふるまうことができる必要があることによってなされる。すなわち、ガスケット150は、バイアス力、圧力差ならびに/または窓およびチャンバ壁の熱膨張の結果として生じる力を非常に均一に分散させる働きをし、バイアス力を均一に分散させてそれによって局所化された高応力点の発生を防ぐ。
【0036】
前述のモデリングを基に、GE(商標)社によって定義された最大許容応力の安全指針を満たす、コンプライアンスガスケット150の材料特性に関する許容されるパラメータが定義された。図1に示した設計などの従来の真空窓設計では、ガスケット材料のコンプライアンシ(compliancy)はガスケット150の好ましいコンプライアンシに比べて重要ではなく、材料特性の範囲は、ガスケット150の好ましい範囲よりも広い。
【0037】
図1によって例示されている設計などの一般的な従来技術の真空窓設計では、石英−金属接触を防ぐガスケットが、必要な真空完全性を維持するために必要とされるシールの役目も果たす。真空完全性は通常、最大許容漏れ量として定義されることに留意されたい。次に説明するとおり、本発明は、シール機能をコンプライアンス機能から分離することができ、これには付随する利点があることを認識している。
【0038】
図3を再び参照すると、非常に有利な1つの実施態様では、システム100を、(1)バイアス力および圧力差によって生み出される力を均一に分散させる機能を、(2)真空シールを達成する機能から分離するように構成することができる。これらの2つの機能を、コンプライアンスガスケットと真空シールの両方の役目を果たす単一のシールに組み込むことができることを理解することは重要である。しかしこの例では、それぞれの機能に対して望ましい最適な特性と最もぴったりと一致する異なる材料を別々にまたは独立に選択することができるように、これらの機能を分離することが選択される。両方の機能をガスケット150によって達成する場合には、連続するシール面を有するガスケットを形成しなければならないことに留意されたい。ほとんどの場合、円錐台形のこのガスケットは注文製造部品である。継目を有するガスケット150が製作される場合、繰返し可能な信頼のおける真空完全性を達成するためにこの継目は必ずシールされなければならない。ガスケット150が、必要なコンプライアンスを提供する役目を果たしさえすればよい場合、連続するガスケットを形成する必要はない。実装されるプロセスによっては、ガスケット材料およびOリング材料はプロセス環境を汚染しないことが重要である。したがってこれらの材料はこの因子に留意して選択されなければならない。汚染は例えば、熱プロセスおよび/または化学プロセスによるガスケット材料の分解によって放出される粒子および/または生成物の形成に起因する。
【0039】
真空シール機能は、圧縮プレート132とともに使用されるOリング型シール154に委ねられる。金属−石英接触は、圧縮プレート132と窓120の周縁部142との間に円形のガスケット156を使用することによって回避される。ガスケット156の厚さは例示のために誇張されていること、および圧縮プレート132の接触面は平らとすることができることに留意されたい。さらに、円形(または環状リング)ガスケット156が常に必要であるとは限らないことにも留意されたい。チャンバ壁106の窓開口108の中に窓120が受け取られるこの構成は、圧縮プレート132と協働して、Oリング154を受け取るシールポケット158を形成する。圧縮プレート132がOリングポケット158の中にOリングを押し込むとポケットの幅が低下し、それによって適当なシールが達成される。この点に関して、Oリング154は適当な真空シールを形成するため以下の3つの表面と接触する:(1)窓120の外径、(2)開口縁110の一部、および(3)シール圧縮プレート132。Oリング154は、ニトリル、ネオプレン(neoprene)、シリコーン、エチレン−プロピレン、フルオロシリコーン、および真空シール応用向けに開発された多種多様なフルオロエラスチマーを含む適当な任意の材料から形成することができる。ただし適当な材料はこれらに限定されるわけではない。
【0040】
図3をなおも参照すると、周囲側壁構造122は、反対向きの両主表面126と128の間に延在する一連の表面を含む。これらの表面には、反対向きの両主表面に対して傾斜し、ガスケット150と係合する支持面159a、および反対向きの主表面に対して少なくとも概ね垂直であり、Oリングシール154と係合するシール面159bが含まれる。回転面として、支持面159aは円錐台形の形態をとり、シール面159bは円筒形の形態を提供する。
【0041】
図4を参照すると、システム100の1つの代替実施形態では、2つの異なるタイプの石英材料から形成された窓120’が使用される。この構成は、コンプライアンスガスケット150または真空Oリング154(図3)に直接に当たるランプ放射エネルギーを最小化するのに有利と考えられる。透明な石英中心円板162に対してシールされた不透明な石英外側リング160の使用は、コンプライアンス材料およびシール材料の過度の加熱を防ぐことを意図したものである。この点に関して、いくつかの異なる不透明材料が不透明石英リング160の要件を満たす。例えば、非常に小さな気泡または(酸化ハフニウムなどの)ドーパントの内包によって形成される場合、不透明な石英は白色の外観を呈する。図示の多片石英窓の製造は、この開示全体を考慮した当業者の能力の範囲に含まれるものと考えられることに留意されたい。この例では図を見やすくするために、圧縮プレート132およびOリングシール154を示さなかったが、これらの構成要素が存在することを理解されたい。接触角αは、支持面159aと反対向きの主表面126および128との間の角関係を特徴づける。後にさらに説明するとおり、接触角αの許容値は約25度から85度である。
【0042】
図4をなおも参照すると、この実施態様の窓120’は、図3の実施態様と同様に、チャンバ壁106よりも厚く、それによって内面128が、チャンバ内面112に関して、一般に処理チャンバの内部である空間の中にインセットされていることに留意されたい。したがって、チャンバ壁の内面と、例えばウェハ(図示せず)および/またはウェハサセプタ(図示せず)および/またはウェハエンドエフェクタ(図示せず)などの処理チャンバ内の構成要素との間に非常に有利なクリアランスDが提供される。ただし処理チャンバ内の構成要素はこれらに限定されるわけではない。
【0043】
図3を再び参照すると、例えば「白色」層(例えば酸化アルミニウムおよび二酸化チタン)、高反射性金属層(例えば金、アルミニウム、銀および他の金属)などの反射コーティング166で窓120の外側部分をコーティングすることによって、2つの異なる石英材料を使用する必要性を排除し、それによって透明な石英材料だけから窓120を形成し、それでもなおコンプライアンス材料およびシール材料を過度の加熱から保護することができる。いくつかのプロセスでは(金、銀などの)ある種の金属が潜在的な汚染物質となることがあるので、プロセス環境の汚染を防ぐために、これらの金属をさらに適当な障壁層でコーティングすることができる。さらに、表面粗さが真空完全性を損なわない限りにおいて、石英の傾斜した外縁、またはこの傾斜した外縁ならびに窓上面および下面の周縁の一部、例えばコーティング166に対応する領域をつや消しにする(frosting)ことによって、コンプライアンス材料およびシール材料の熱損傷を低減または除去することが企図される。ガスケットの熱損傷の可能性がほとんどまたはまったくない応用では、追加のコーティングまたは不透明な石英保護材料を使用せずに、単一の透明な石英窓部材を使用することができる。
【0044】
窓の厚さ、窓の縁の傾斜角、過度の加熱による損傷からガスケットを保護する必要、生じた応力を分散させるための単一のコンプライアンスガスケットおよび真空シールまたは別個のガスケットの使用はすべて、特定の応用の詳細に依存する。(1つのガスケット部材によって達成されるかまたは別々の構成要素によって達成されるにかかわらず)コンプライアンス材料および/またはシール材料の熱損傷が問題とならない場合、熱損傷を防ぐ予防措置は必要ない。さらに、本開示の非常に有利なくさび窓は任意の空間方向において機能する。
【0045】
次に、有効な設計パラメータを含む、RTPシステムにおける本開示のくさび窓の使用の解析を詳細に述べる。円形のくさび窓の応力解析をNASTRAN有限要素解析ソフトウェアを使用して実施した。中心の透明な石英と縁の不透明な石英の2タイプの石英からなる図4に整合した石英窓を構成した。解析の目的上、外側の大気圧によって石英に応力が加えられるようにチャンバの内部は真空に維持する。さらに、窓は主に内部から加熱され、外面で空気の対流によって冷却されるため(空気は加熱配置および窓を冷却する役目を果たす)、チャンバには熱応力がかかる。解析の目的上、窓温度は600℃(1112°F)と300℃(572°F)の間を変化すると仮定した。さらに、この解析のため以下の追加の仮定を設けた。
【0046】
1.重力の影響は小さいので重力の影響は無視する。
2.窓とガスケットの間、およびガスケットとステンレス支持壁の間に滑りは生じず、これらの材料間のすべての接点は常に接続されている。
3.材料特性は温度によって変化しない。
4.ステンレス鋼は円形であり、ステンレス鋼の外縁は固定されている。
5.透明な石英と不透明な石英の間に境界効果はない。
6.機器の初期温度は30℃(86°F)である。
【0047】
図4を参照すると、この解析を基にすれば、以下のパラメータが、本開示の石英窓に対する有効な設計パラメータと考えられる。
【0048】
接触角α= 60度
ガスケット150の厚さ=40ミル(1.0mm)
この点に関して、約25°から85°の範囲の接触角が有効と考えられる。ガスケット150の厚さは特定の応用を考慮して約0.5mmから1.5mmとすることができる。この設計では、石英窓の最大引張応力が以下のとおりである。
【0049】
圧力による応力 555psi
熱応力 956psi
組合せ応力 795psi
上記の応力はすべて、General Electric(GE)Company(商標)社が推奨する石英に対する安全性の上限1000psiよりも小さい。
【0050】
コンプライアンスガスケットには高温ポリイミドを使用し、Oリングにはフルロエラストマーを使用した。
【0051】
次に、窓装置100の概略分解透視図を示す図5に注目する。図示の構成要素はすべて先に詳細に説明したものなので、簡潔にするため説明は繰り返さない。この図には、チャンバ壁106の破断された円形断片が示されている。
【0052】
以上に説明した具体的な実施形態はそれぞれ、特定のそれぞれの方向を有する様々な構成要素をとともに示されたが、本発明は様々な特定の構成をとることができ、様々な構成要素は様々な位置および相互配向に配置されること理解されたい。さらに、本明細書に記載した方法は、無数の方法で、例えば様々なステップを並べ替え、変更し、再結合することによって変更することができる。したがって、本明細書に開示した配置および関連方法は様々な異なる構成で提供することができ、これらは異なる無数の方法で変更することができ、本発明は本発明の範囲から逸脱することなく他の多くの特定の形態で具体化することができることは明白である。したがって、これらの例および方法は例示的なものであって限定のためのものと考えてはならず、本発明は、本明細書に与えられた詳細に限定されず、少なくとも添付された請求項の範囲内で変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【0053】
【図1】従来技術の処理チャンバ構造の中に配置された窓を示す、部分的に破断された概略立断面図である。
【図2】本開示に従って製作された全体チャンバ構造の部分を構成する窓構成を示す、部分的に破断された概略立断面図である。
【図3】クランプ、シールおよび熱保護手段を含む本開示の窓装置の追加の詳細を示す、図2をさらに拡大した、部分的に破断された概略立断面図である。
【図4】不透明な周縁石英リングを使用して形成された窓の代替構成を示し、窓と窓開口を画定する支持構造との間の関係に関する追加の詳細を示し、チャンバの内面に関して窓を「アウトセット(outset)」させることができることを示す、図2をさらに拡大した、本開示に基づく、部分的に破断された他の概略立断面図である。
【図5】本開示の非常に有利なくさび窓装置の諸構成要素を間隔をあけて示す概略分解透視図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
チャンバ構造の部分としての窓装置であって、
チャンバの内部を画定し、周囲に開口縁を有する窓開口を画定するチャンバ手段と、
一対の反対向きの主表面とそれら主表面間に延在する周囲側壁構造とを有する窓と
を備え、
前記窓は、前記窓開口の中に受け取られることができ、前記周囲側壁構造は、前記周囲側壁構造と前記開口縁とが協働して、前記窓を前記窓開口の中へ押し付けるバイアス力の少なくとも一部分を、前記バイアス力が加えられる方向とは異なる前記開口縁へ向かう方向へ転向させるように、前記開口縁に対して支持される
ことを特徴とする窓装置。
【請求項2】
前記バイアス力が加えられる前記方向は、前記反対向きの主表面の少なくとも一方に対して少なくとも概ね垂直であることを特徴とする請求項1に記載の窓装置。
【請求項3】
前記窓は、特定の範囲の電磁スペクトルにおいて少なくとも概ね透過性の材料から形成されていることを特徴とする請求項1に記載の窓装置。
【請求項4】
前記窓は石英から形成されていることを特徴とする請求項1に記載の窓装置。
【請求項5】
前記窓の前記周囲側壁構造は窓の縁面を画定し、前記窓縁面は、前記反対向きの主表面のそれぞれに対して傾斜しており、前記バイアス力を転向させる際に前記開口縁と協働することを特徴とする請求項1に記載の窓装置。
【請求項6】
前記窓縁面は前記窓を縁取る連続面を形成していることを特徴とする請求項5に記載の窓装置。
【請求項7】
前記窓縁面は前記反対向きの主表面間に延在していることを特徴とする請求項5に記載の窓装置。
【請求項8】
前記窓縁面は、前記反対向きの主表面の一方との間に、約25度から85度の範囲の角度を形成していることを特徴とする請求項5に記載の窓装置。
【請求項9】
前記開口縁の前記部分は、前記反対向きの主表面の一方との間に、約45度と約60度のうちの一方として選択された角度を形成していることを特徴とする請求項5に記載の窓装置。
【請求項10】
前記窓縁面は、前記反対向きの主表面をつなぐ一連の周縁面の1つであり、前記窓縁面は回転面として円錐台を形成し、前記窓縁面に直接に隣接した前記一連の周縁面の別の1つの周縁面は回転面として円筒を形成することを特徴とする請求項5に記載の窓装置。
【請求項11】
前記開口縁の少なくとも一部分は、前記バイアス力を転向させるために前記窓が前記窓開口の中に受け取られているときに、前記反対向きの主表面に対して傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の窓装置。
【請求項12】
前記開口縁の前記部分は、前記反対向きの主表面の一方との間に、約25度から85度の間の角度を形成していることを特徴とする請求項11に記載の窓装置。
【請求項13】
前記開口縁の前記部分は、前記反対向きの主表面の一方との間に、約45度と約60度のうちの一方として選択された角度を形成していることを特徴とする請求項12に記載の窓装置。
【請求項14】
前記開口縁の前記部分は前記窓開口を縁取る連続面を形成していることを特徴とする請求項11に記載の窓装置。
【請求項15】
前記チャンバ画定手段は内面および外面を含み、前記連続面は前記内面から前記外面まで延在していることを特徴とする請求項14に記載の窓装置。
【請求項16】
前記開口縁および前記窓の前記周囲側壁構造は、前記窓が閉じた多角形の形態の窓輪郭を有するように区分されていることを特徴とする請求項11に記載の窓装置。
【請求項17】
前記窓輪郭は少なくとも3つの区分を含み、それぞれの区分は、前記反対向きの主表面間に延在する連続面を形成することを特徴とする請求項16に記載の窓装置。
【請求項18】
前記窓の前記周囲側壁構造は、前記バイアス力を転向させる際に前記開口縁の前記部分と協働する窓縁面を画定することを特徴とする請求項11に記載の窓装置。
【請求項19】
前記窓縁面は、前記窓が前記窓開口の中に受け取られているときに前記開口縁の前記部分と向かい合う関係にあることを特徴とする請求項18に記載の窓装置。
【請求項20】
前記窓は少なくとも概ね円形であり、前記窓縁面は、前記窓の形状が少なくとも概ね円錐台形となるように前記反対向きの主表面間に延在していることを特徴とする請求項18に記載の窓装置。
【請求項21】
前記窓の前記反対向きの主表面のうちの第1の表面は、前記窓が前記窓開口の中に受け取られているときに前記チャンバの内部に関して内側にあり、前記反対向きの主表面のうちの第2の表面は前記チャンバの内部に関して外側にあり、前記第1の主表面は、前記第2の主表面によって画定される第2の面積よりも小さい第1の面積を画定することを特徴とする請求項18に記載の窓装置。
【請求項22】
前記反対向きの主表面のうちの前記第1および第2の表面は、それぞれ第1および第2の直径を含む円形の表面であり、窓装置は、前記第2の主表面の周縁部を使用して前記窓開口の中に前記窓を押し付けるように配置されたシール圧縮クランプを含み、前記シール圧縮クランプは、前記第1の主表面の前記第1の直径と少なくとも同じ大きさの直径を有する円形の貫通した開口を画定し、前記シール圧縮クランプは、前記クランプの前記円形の開口が少なくとも前記窓の前記第1の主表面と整列するように、前記第1および第2の主表面と同軸に配置されていることを特徴とする請求項21に記載の窓装置。
【請求項23】
前記窓および前記窓開口は、前記チャンバの内部と周囲の環境との間の負の圧力差を維持するように構成されていることを特徴とする請求項21に記載の窓装置。
【請求項24】
前記窓は、前記負の圧力差によって前記窓開口の中に押し付けられて、前記バイアス力に寄与し、前記バイアス力の前記転向させられた部分を増大させることを特徴とする請求項23に記載の窓装置。
【請求項25】
前記窓縁面は、前記反対向きの主表面の一方との間に傾斜角を形成することを特徴とする請求項18に記載の窓装置。
【請求項26】
前記窓縁面と前記開口縁との間に、前記チャンバ装置に対する前記窓のコンプライアントな移動を提供するように配置されたガスケットを含むことを特徴とする請求項18に記載の窓装置。
【請求項27】
前記ガスケットはポリマー材料から形成されていることを特徴とする請求項26に記載の窓装置。
【請求項28】
前記窓の前記周囲側壁構造と前記開口縁との間に、周囲圧力に逆らって前記チャンバの内部をシールするように配置されたOリングを含むことを特徴とする請求項18に記載の窓装置。
【請求項29】
前記Oリングはポリマー材料から形成されていることを特徴とする請求項28に記載の窓装置。
【請求項30】
前記周囲側壁構造と前記開口縁との間に、前記Oリングが前記チャンバの内部をシールするときに前記窓と前記チャンバ画定手段との間のコンプライアントな移動を提供するように配置されたガスケットを含むことを特徴とする請求項28に記載の窓装置。
【請求項31】
前記ガスケットは、前記チャンバの内部に関して、前記Oリングによって提供される前記シールの内側にあることを特徴とする請求項30に記載の窓装置。
【請求項32】
前記窓開口の中に前記窓を押し付けて弾力性のある前記ガスケットの中に前記窓縁面をバイアスし、同時に、少なくとも前記チャンバの内部の圧力が周囲圧力と等しいときに周囲縁構造と前記開口縁との間の所定の位置に前記Oリングをバイアスして前記シールを形成するシール圧縮クランプを含むことを特徴とする請求項31に記載の窓装置。
【請求項33】
前記窓は、前記周囲側壁構造と前記開口縁との間にOリングポケットを画定するように構成され、前記Oリングがさらにバイアスされたときに前記Oリングポケットの幅が低下することを特徴とする請求項32に記載の窓装置。
【請求項34】
前記周囲側壁構造の少なくとも一つの部分は、その反射率を高めるように処理されていることを特徴とする請求項1に記載の窓装置。
【請求項35】
前記周囲側壁構造の前記部分は金属層で被覆されていることを特徴とする請求項34に記載の窓装置。
【請求項36】
前記周囲側壁構造の少なくとも一つの部分は、反射率を高めるために粗面処理されていることを特徴とする請求項1に記載の窓装置。
【請求項37】
前記窓は、前記チャンバの内部の外側の位置から前記チャンバの内部が見えるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の窓装置。
【請求項38】
前記窓は、前記窓の両側に圧力差を有する前記チャンバの内部に支持された処理対象に対する前記窓を通した処理プロセスの少なくとも一部分を実行する際に使用されるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の窓装置。
【請求項39】
窓装置を有するチャンバ構造を提供する方法であって、
チャンバの内部を画定し且つ周囲に開口縁を有する窓開口を画定するチャンバ手段を形成するステップ、及び
一対の反対向きの主表面とそれらの間に延在する周囲側壁構造とを有する窓を構成するステップ
を含み、
前記窓は、前記窓開口の中に受け取られることができ、前記周囲側壁構造は、前記周囲側壁構造と前記開口縁とが協働して、前記窓を前記窓開口の中へ押し付けるバイアス力の少なくとも一部分を、前記バイアス力が加えられる方向とは異なる前記開口縁へ向かう方向へ転向させるように、前記開口縁に対して支持される
ことを特徴とする方法。
【請求項40】
前記バイアス力が加えられる前記方向を、少なくとも一方の前記反対向きの主表面に対して少なくとも概ね垂直な方向として選択するステップを含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項41】
前記窓は、特定の範囲の電磁スペクトルにおいて少なくとも概ね透過性の材料から形成されることを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項42】
前記窓は石英から形成されることを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項43】
前記窓の前記周囲側壁構造を使用して窓の縁面を画定するステップを含み、前記窓縁面は、それぞれの前記反対向きの主表面に対して傾斜しており、前記開口縁と協働して前記バイアス力を転向させることを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項44】
前記窓を取り囲む連続面として前記窓縁面を確立するステップを含むことを特徴とする請求項43に記載の方法。
【請求項45】
前記窓縁面は前記反対向きの主表面間に延在することを特徴とする請求項43に記載の方法。
【請求項46】
構成するステップが、前記反対向きの主表面の一方との間に約25度から85度の間の角度を形成する前記窓縁面を形成するステップを含むことを特徴とする請求項43に記載の方法。
【請求項47】
構成するステップが、前記反対向きの主表面の一方との間に約45度と約60度のうちの一方として選択された角度を形成する前記開口縁の前記部分を形成するステップを含むことを特徴とする請求項43に記載の方法。
【請求項48】
前記反対向きの主表面をつなぐ一連の周縁面の1つとして前記窓縁面を成形するステップを含み、前記窓縁面は回転面として円錐台を形成し、前記窓縁面に直接に隣接した前記一連の周縁面の別の1つの周縁面は回転面として円筒を形成することを特徴とする請求項43に記載の方法。
【請求項49】
前記開口縁の少なくとも一つの部分は、前記窓が前記窓開口の中に受け取られているときに、前記バイアス力を転向させるために前記反対向きの主表面に対して傾斜して形成されることを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項50】
前記開口縁の前記部分は、前記反対向きの主表面の一方との間に、約25度から85度の間の角度を形成することを特徴とする請求項49に記載の方法。
【請求項51】
前記開口縁の前記部分は、前記反対向きの主表面の一方との間に、約45度と約60度のうちの一方として選択された角度を形成することを特徴とする請求項50に記載の方法。
【請求項52】
前記窓開口を縁取る連続面として前記開口縁の前記部分を形成するステップを含むことを特徴とする請求項49に記載の方法。
【請求項53】
前記チャンバ画定手段は内面および外面を含み、前記連続面は前記内面から前記外面まで延在するように形成されることを特徴とする請求項52に記載の方法。
【請求項54】
前記開口縁および前記窓の前記周囲側壁構造を、前記窓が閉じた多角形の形態の窓輪郭を有するように区分するステップを含むことを特徴とする請求項49に記載の方法。
【請求項55】
前記窓輪郭は少なくとも3つの区分を含むように区分され、それぞれの区分は、前記反対向きの主表面間に延在する連続面を形成することを特徴とする請求項54に記載の方法。
【請求項56】
前記窓の前記周囲側壁構造は、前記開口縁の前記部分と協働して前記バイアス力を転向させる窓縁面を画定することを特徴とする請求項49に記載の方法。
【請求項57】
前記窓縁面を、前記窓が前記窓開口の中に受け取られているときに前記開口縁の前記部分と向かい合う関係に配置するステップを含むことを特徴とする請求項56に記載の方法。
【請求項58】
前記窓は少なくとも概ね円形であり、前記方法が、前記窓の形状が少なくとも概ね円錐台形となるように前記窓縁面を前記反対向きの主表面間に延在させるステップを含むことを特徴とする請求項56に記載の方法。
【請求項59】
前記窓の前記反対向きの主表面のうちの第1の表面を、前記窓が前記窓開口の中に受け取られているときに前記チャンバの内部に関して内側に配置するステップを含み、前記反対向きの主表面のうちの第2の表面は前記チャンバの内部に関して外側にあり、前記第1の主表面は、前記第2の主表面によって画定される第2の面積よりも小さい第1の面積を画定することを特徴とする請求項56に記載の方法。
【請求項60】
前記反対向きの主表面のうちの前記第1および第2の表面を、それぞれ第1および第2の直径を含む円形の表面として成形するステップ、ならびに前記第2の主表面の周縁部を使用して前記窓開口の中に前記窓を押し付けるようにシール圧縮クランプを配置するステップを含み、前記シール圧縮クランプは、前記第1の主表面の前記第1の直径と少なくとも同じ大きさの直径を有する円形の貫通した開口を画定し、前記シール圧縮クランプは、前記シール圧縮クランプの前記円形の開口が少なくとも前記窓の前記第1の主表面と整列するように、前記第1および第2の主表面と同軸に配置されることを特徴とする請求項59に記載の方法。
【請求項61】
前記窓および前記窓開口は、前記チャンバの内部と周囲の環境との間の負の圧力差を維持するように構成されることを特徴とする請求項59に記載の方法。
【請求項62】
前記負の圧力差を使用して前記窓を前記窓開口の中に押し付けて、前記バイアス力に寄与し、前記バイアス力の前記転向させられた部分を増大させるようにすることを含むことを特徴とする請求項61に記載の方法。
【請求項63】
前記窓縁面は、前記反対向きの主表面の一方との間に傾斜角を形成するように画定されることを特徴とする請求項56に記載の方法。
【請求項64】
前記窓縁面と前記開口縁との間に、前記チャンバ装置に対する前記窓のコンプライアントな移動を提供するようにガスケットを配置するステップを含むことを特徴とする請求項56に記載の方法。
【請求項65】
前記ガスケットをポリマー材料から形成するステップを含むことを特徴とする請求項64に記載の方法。
【請求項66】
前記窓の前記周囲側壁構造と前記開口縁の間に、周囲圧力に逆らって前記チャンバの内部をシールするようにOリングを配置するステップを含むことを特徴とする請求項56に記載の方法。
【請求項67】
前記Oリングはポリマー材料から形成されることを特徴とする請求項66に記載の方法。
【請求項68】
前記周囲側壁構造と前記開口縁との間に、前記Oリングが前記チャンバの内部をシールするときに前記窓とチャンバ画定手段との間のコンプライアントな移動を提供するようにガスケットを配置するステップを含むことを特徴とする請求項66に記載の方法。
【請求項69】
前記ガスケットを、前記チャンバの内部に関して、前記Oリングによって提供される前記シールの内側に配置するステップを含むことを特徴とする請求項68に記載の方法。
【請求項70】
シール圧縮クランプを使用して、前記窓開口の中に前記窓を押し付けて前記弾力性のあるガスケットの中に前記窓縁面をバイアスし、同時に、少なくとも前記チャンバの内部の圧力が周囲圧力と等しいときに周囲縁構造と前記開口縁との間の所定の位置に前記Oリングをバイアスして前記シールを形成するステップを含むことを特徴とする請求項69に記載の方法。
【請求項71】
前記窓は、前記周囲側壁構造と前記開口縁との間にOリングポケットを画定するように構成され、前記Oリングが中へさらにバイアスされたときに前記Oリングポケットの幅が低下することを特徴とする請求項70に記載の方法。
【請求項72】
前記周囲側壁構造の少なくとも一つの部分を、その反射率を高めるように処理するステップを含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項73】
前記周囲側壁構造の前記部分を金属層で被覆するステップを含むことを特徴とする請求項72に記載の方法。
【請求項74】
前記周囲側壁構造の少なくとも一つの部分を、反射率を高めるために粗面処理するステップを含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項75】
前記窓を、前記チャンバの内部の外側の位置から前記チャンバの内部が見えるように配置するステップを含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項76】
前記窓を、前記窓の両側に圧力差を有する前記チャンバの内部に支持された処理対象に対する前記窓を通した処理プロセスの少なくとも一部分を実行する際に使用されるように配置するステップを含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項77】
チャンバ構造の部分としての窓装置であって、
チャンバの内部を画定し、貫通した窓開口を画定して前記窓開口の周囲に開口縁を形成する壁厚を有するチャンバ壁装置と、
一対の反対向きの主表面とそれら主表面間に延在する周囲側壁構造とを有する窓と
を備え、
前記窓は、前記窓開口の中に受け取られることができ、前記周囲側壁構造は、前記周囲側壁構造と前記開口縁とが協働して、前記窓の前記反対向きの主表面に対して少なくとも概ね垂直な方向に加えられるバイアス力の少なくとも一部分を、前記加えられる方向から離れた前記開口縁へ向かう方向へ転向させるように、前記開口縁に対して支持される
ことを特徴とする窓装置。
【請求項78】
チャンバ構造の製作において、窓装置を提供する方法であって、
チャンバの内部を画定し、貫通した窓開口を画定して前記窓開口の周囲に開口縁を形成する壁厚を有するチャンバ壁装置を提供するステップ、および
一対の反対向きの主表面とそれら主表面間に延在する周囲側壁構造とを有する窓を形成するステップ
を含み、
前記窓は、前記窓開口の中に受け取られることができ、前記周囲側壁構造は、前記周囲側壁構造と前記開口縁とが協働して、前記窓の前記反対向きの主表面に対して少なくとも概ね垂直な方向に加えられるバイアス力の少なくとも一部分を、前記加えられる方向から離れた前記開口縁へ向かう方向へ転向させるように、前記開口縁に対して支持される
ことを特徴とする方法。
【請求項79】
チャンバ構造の部分としての窓装置であって、
チャンバの内部を画定し、チャンバ内面とチャンバ外面との間に貫通した窓開口を画定して前記窓開口を画定する開口縁を形成する壁厚を有し、前記窓開口を取り囲む前記開口縁の少なくとも一部分が、前記チャンバ内面および前記チャンバ外面に対して傾斜した角度で配置されているチャンバ壁装置と、
一対の反対向きの主表面とそれら主表面間に延在する周囲側壁構造とを有し、前記傾斜の角度に相補的な角度で配置された窓縁面を周囲に含み、前記窓縁面が前記開口縁の前記部分と向かい合う関係になるように前記窓開口の中に受け取られることができる窓と
を備えることを特徴とする窓装置。
【請求項80】
窓装置を有するチャンバ構造を製作する方法であって、
チャンバの内部を画定し、チャンバ内面とチャンバ外面との間に貫通した窓開口を画定して前記窓開口を画定する開口縁を形成する壁厚を有し、前記窓開口を取り囲む前記開口縁の少なくとも一部分が、前記チャンバ内面および前記チャンバ外面に対して傾斜して配置されているチャンバ壁装置を構成するステップ、および
一対の反対向きの主表面とそれら主表面間に延在する周囲側壁構造とを有し、前記傾斜の角度に相補的な角度で配置された窓縁面を周囲に含み、前記窓縁面が前記開口縁の前記部分と向かい合う関係になるように前記窓開口の中に受け取られることができる窓を形成するステップ
を含むことを特徴とする方法。
【請求項81】
チャンバ構造の部分としての窓装置であって、
チャンバの内部を画定し、周囲に開口縁を有する窓開口を画定するチャンバ手段と、
一対の反対向きの主表面とそれら主表面間に延在する周囲側壁構造とを有する窓と
を備え、
前記窓は、前記窓開口の中に受け取られ、前記周囲側壁構造は、前記周囲側壁構造と前記開口縁とが協働して、前記窓の一方の前記反対向きの主表面に加えられるバイアス力の少なくとも一部分を、前記バイアス力の方向に対して傾斜した前記開口縁へ向かう方向へ転向させるように、前記開口縁に対して支持される
ことを特徴とする窓装置。
【請求項82】
窓装置を有するチャンバ構造を製作する方法であって、
チャンバの内部を画定し、周囲に開口縁を有する窓開口を画定するチャンバ手段を構成するステップ、および
一対の反対向きの主表面とそれら主表面間に延在する周囲側壁構造とを有する窓を形成するステップ
を含み、
前記窓は、前記窓開口の中に受け取られ、前記周囲側壁構造は、前記周囲側壁構造と前記開口縁とが協働して、前記窓の一方の前記反対向きの主表面に加えられるバイアス力の少なくとも一部分を、前記バイアス力の方向に対して傾斜した前記開口縁へ向かう方向へ転向させるように、前記開口縁に対して支持される
ことを特徴とする方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate


【公表番号】特表2007−500805(P2007−500805A)
【公表日】平成19年1月18日(2007.1.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−521901(P2006−521901)
【出願日】平成16年7月21日(2004.7.21)
【国際出願番号】PCT/US2004/023351
【国際公開番号】WO2005/011450
【国際公開日】平成17年2月10日(2005.2.10)
【出願人】(301057680)マットソン テクノロジイ インコーポレイテッド (11)
【Fターム(参考)】