(57)【要約】      （修正有）【課題】ロードロック内で保持された基材を急速に冷却可能な基板保持装置を提供する。【解決手段】基材保持装置４００は、側壁４０４、４０６と、一つ以上の熱遮蔽体４２４を含む。少なくとも一つの側壁は、基材保持装置４００によって保持された基材の冷却を容易にするための冷却流体管４０８、４１０を含む。追加的にまたは代替的に、少なくとも一つの側壁は、保持された基材の表面にガスを提供するガス導管４１２、４１４、４１６を含む。【選択図】図４
2020057782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材保持装置であって、前記基材保持装置が、
ベースプレートと、
前記ベースプレートに連結された少なくとも一つの側壁であって、前記少なくとも一つの側壁が、冷却流体が中を通って流れることを可能にするように構成された少なくとも一つの冷却流体管を備えるものと、
少なくとも一つの側壁の側壁に連結され、かつそれから突き出す少なくとも一つのパッドであって、基材を受けるように構成された少なくとも一つのパッドと、
前記側壁に連結された少なくとも一つの熱遮蔽体とを備える、基材保持装置。
【請求項２】
少なくとも２つの側壁を備える、請求項１に記載の基材保持装置。
【請求項３】
前記ベースプレートが冷却流体マニホールドを備える、請求項１に記載の基材保持装置。
【請求項４】
前記側壁が少なくとも一つのガス導管をさらに備える、請求項１に記載の基材保持装置。
【請求項５】
前記側壁が、少なくとも一つのガス導管に流体連結された少なくとも一つのガス開口部をさらに備え、前記少なくとも一つのガス開口部が前記少なくとも一つのパッドの上方にある、請求項４に記載の基材保持装置。
【請求項６】
前記側壁が、少なくとも一つのガス導管に流体連結された少なくとも一つのガス開口部をさらに備え、前記少なくとも一つのガス開口部が前記少なくとも一つのパッドと同じ高さにあるもの、もしくはその下にあるもののうちの少なくとも一つである、請求項４に記載の基材保持装置。
【請求項７】
前記少なくとも一つのパッドのパッドと前記側壁とに連結されたパッドマウントをさらに備える、請求項１に記載の基材保持装置。
【請求項８】
前記少なくとも一つの熱遮蔽体がニッケルを含む、請求項１に記載の基材保持装置。
【請求項９】
前記少なくとも一つの熱遮蔽体が反射コーティングを含む、請求項１に記載の基材保持装置。
【請求項１０】
前記少なくとも一つの熱遮蔽体が放射材料を含む、請求項１に記載の基材保持装置。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの熱遮蔽体が、炭化ケイ素およびステンレス鋼のうちの一つ以上を含む、請求項１に記載の基材保持装置。
【請求項１２】
前記側壁に連結された複数のパッドと、前記側壁に連結された複数の熱遮蔽体とを備え、前記複数のパッドおよび前記複数の熱遮蔽体が交互の構成である、請求項１に記載の基材保持装置。
【請求項１３】
前記基材保持装置が約１〜約２５個の基材を保持するように構成されている、請求項１に記載の基材保持装置。
【請求項１４】
前記少なくとも一つのパッドが石英を含む、請求項１に記載の基材保持装置。
【請求項１５】
前記少なくとも一つの熱遮蔽体が前記側壁に固定的に連結されている、請求項１に記載の基材保持装置。
【請求項１６】
前記基材保持装置が約２〜約２５個の熱遮蔽体を含む、請求項１に記載の基材保持装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の基材保持装置を備える、ロードロック組立品。
【請求項１８】
シャフトおよび前記シャフト内の冷却流体ラインをさらに備える、請求項１７に記載のロードロック組立品。
【請求項１９】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の基材保持装置を備える、反応器システム。
【請求項２０】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の複数の保持装置を備える、請求項１９に記載の反応器システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、「基材保持装置、装置を含むシステム、およびその使用方法」と題する、２０１８年１０月１日に出願された米国仮特許出願第６２／７３９，７３３号の非仮出願であり、その優先権および利益を主張するものであり、その全体があらゆる目的で参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は概して、基材処理のための装置に関する。より具体的には、本開示は、基材を保持および冷却するための装置と、装置を含む反応器システムとに関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体基材などの基材を処理するための反応器システムはしばしば、一つ以上の反応チャンバ、一つ以上のロードロック、および一つ以上の基材搬送システムを含む。それぞれの反応チャンバは、基材への材料の堆積、基材からの材料のエッチング、および／または基材の表面の洗浄などの一つ以上のプロセスに使用することができる。例えば、気相反応チャンバは、基材表面上での材料の堆積、エッチング、および／または洗浄に使用することができる。ロードロックは、反応チャンバの一つ以上に入る前または出た後に、（例えば、真空条件下で）基材を一時的に保存または保持するために使用することができる。より具体的には、ロードロックは、クリーンルーム環境および／またはカセット負荷ステーションなどの周囲環境から基材を受け取ることができ、また基材を真空圧力または一つ以上の反応チャンバ内の処理条件と類似したその他の環境に晒すことができ、また基材が反応チャンバに搬送されるまで基材を保存する、および／または反応チャンバから受け取った基材を、その基材が周囲環境に搬送されるまで保存することができる。基材は、反応チャンバおよび／またはロードロックと同じ圧力もしくはほぼ同じ圧力で動作することができる基材取り扱いシステムを使用して、反応チャンバとロードロックの間で搬送されることができる。
【０００４】
反応チャンバ内の多くのプロセスは、高い基材温度で実行される。高温基材が反応チャンバから除去され、ロードロック内に配置される時、基材の表面は酸化されることがあり、表面上の酸化の量は、ロードロックの熱履歴、ロードロック内の基材の位置、基材（例えば、入ってくる基材と出ていく基材）の間の熱クロストーク、およびその他これに類するものによって変化しうる。表面の酸化は、基材間で、および／または基材の表面の至るところで（例えば半径方向表面に沿って）変化しうる。表面の酸化になんらかの変動があると、その後の処理（例えば、統合的なエピタキシャル層堆積前処理および／または他の表面前処理のための天然酸化物、炭素および／または他の材料を除去するための前洗浄処理など）において、望ましくない処理変動を引き起こしかねない。
【０００５】
さらに、基材がロードロックから、例えば別の反応チャンバに、または周囲環境に搬送される前に、基材が望ましい温度まで冷却されるのに比較的長い時間がかかりかねない。比較的長い冷却時間は、こうした方法を使用して形成される装置に不要な時間および費用を追加しうる。さらに、比較的高温の基材は望ましくないことに、比較的低温の基材を加熱することがある。比較的高温の基材のガス放出はまた、ロードロック内での問題を引き起こしかねない。従って、基材を保持し、望ましい温度まで急速に冷却するための改善された装置、およびこうした装置を含むシステムが望ましい。
【発明の概要】
【０００６】
本開示のさまざまな実施形態は、例えば反応器システムのロードロック内で基材を保持するための装置に関する。本開示のさまざまな実施形態が従来の基材保持装置およびロードロックの欠点に対処する方法を下記で考察している一方、本開示のさまざまな実施形態は一般的に、基材の表面の所望の温度を急速に低下させ、基材間の熱クロストークを軽減し、基材の表面全体での温度の変化を軽減し、および／または基材表面上の汚染を低減できる基材保持装置を提供する。
【０００７】
本開示の例示的な実施形態によると、基材保持装置は、ベースプレートと、ベースプレートに連結された少なくとも一つの側壁と、側壁に連結された少なくとも一つの熱遮蔽体とを含む。基材保持装置はまた、少なくとも一つの側壁のうちの一つの側壁に連結された、かつそこから突き出している少なくとも一つのパッドを含みうる。これらの実施形態のさまざまな態様によると、少なくとも一つのパッドは、半導体ウエハーなどの基材を受けるように構成されている。さらなる態様によると、少なくとも一つの側壁は、冷却流体が通って流れることを可能にするように構成された少なくとも一つの冷却流体管を備える。冷却流体管を通る冷却流体の流れは、基材の急速な冷却を促進することができる。冷却された側壁の使用は、半導体ウエハーなどの基材を最小限の接触で取り扱うことおよび冷却することを可能にし、それによって基材への損傷が軽減される。少なくとも一つの側壁は追加的に、または代替的に、ガス導管を含むことができる。例示的な基材保持装置は、ベースプレートに連結されている複数（例えば、少なくとも二つ）の側壁を含みうる。ベースプレートは、冷却流体用および／またはガス用の一つ以上の冷却流体マニホールドを含むことができ、このようなマニホールドは側壁内の対応する導管に連結されうる。少なくとも一つの側壁は、基材の表面全体にガス導管からガスを提供して、例えば基材の表面への粒子の蓄積を軽減する、および／または基材の急速な冷却を促進するために、開口部を（例えば、少なくとも一つのパッドの上方および／または下方に）含みうる。熱遮蔽体は、例えば炭化ケイ素、ステンレス鋼、またはこれに類するもののうちの一つ以上で形成されることができる。熱遮蔽体は、放射材料および／または反射材料のコーティングなど、一つ以上のコーティングを含みうる。例えば、熱遮蔽体は、基材の下部表面に近接する放射コーティング、および別の基材の上部表面に近接する反射コーティングを含みうる。パッドは、例えば石英で形成されうる。
本開示の少なくとも一つの他の実施形態によると、ロードロック組立品は、本明細書に記載の基材保持装置などの保持装置を含む。ロードロック組立品は、冷却流体および／またはガスのラインを受けるシャフトと、基材保持装置を（例えば、上下に）移動させる機構と、組立品の外部と相対して組立品の内部内の真空状態を可能にするシールとをさらに含みうる。
【０００８】
本開示のさらに追加の実施形態によると、反応器システムは、本明細書に記載のものなどの、基材保持装置および／またはロードロック組立品を含む。反応器システムは、複数の保持装置および／またはロードロック組立品を含むことができる。さらに、反応器システムは、一つ以上の反応チャンバおよび一つ以上の基材取り扱いシステムを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の例示的な実施形態のより完全な理解は、以下の例示的な図面に関連して考慮される場合、発明を実施するための形態および特許請求の範囲を参照することによって得られることができる。
【００１０】
【図１】図１は、本開示の少なくとも一つの例示的な実施形態による反応器システムの正面図である。
【図２】図２は、本開示の少なくとも一つの例示的な実施形態による別の反応器システムの切り取り図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本開示の少なくとも一つの実施形態によるロードロック組立品を図示する。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本開示の少なくとも一つの実施形態によるロードロック組立品を図示する。
【図４】図４は、本開示の例示的な実施形態による基材保持装置を図示する。
【図５】図５は、本開示の例示的な実施形態による基材保持装置を図示する。
【図６】図６は、本開示の例示的な実施形態による基材保持装置を図示する。
【図７】図７は、本開示の少なくとも一つの実施形態によるベースプレートを図示する。
【図８】図８は、本開示の少なくとも一つの実施形態による熱遮蔽体を図示する。
【図９】図９は、本開示の少なくとも一つの実施形態による別の熱遮蔽体を図示する。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本開示の少なくとも一つの実施形態によるパッドを図示する。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本開示の少なくとも一つの実施形態によるパッドを図示する。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本開示の少なくとも一つの実施形態による別のパッドを図示する。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本開示の少なくとも一つの実施形態による別のパッドを図示する。
【図１２】図１２は、本開示の別の例示的な実施形態による基材保持装置を図示する。
【図１３】図１３は、本開示の少なくとも一つの実施形態による基材搬送システムのロボットブレードを図示する。
【図１４】図１４は、本開示の少なくとも一つの実施形態による基材搬送システムの保持プラットホームを図示する。
【００１１】
当然のことながら、図面中の要素は、単純化および明瞭化のために図示されていて、必ずしも実寸に比例して描かれていない。例えば、図面中の幾つかの要素の寸法は、本開示の図示された実施形態の理解の向上に役立てるために、他の要素と比べて誇張されている場合がある。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に提供される例示的な実施形態の説明は、単なる例示であり、また説明のみを目的として意図していて、下記の説明は本開示または特許請求の範囲を制限することを意図するものではない。さらに、記載された特徴を有する複数の実施形態の列挙は、追加の特徴を有する他の実施形態も、記載された特徴の異なる組み合わせを組み込む他の実施形態をも排除することを意図していない。
【００１３】
本開示は概して、基材保持装置と、基材保持装置を含むロードロック組立品と、基材保持装置および／またはロードロック組立品を含む反応器システムとに関する。本明細書に記載の例示的な基材保持装置は、一つ以上の基材を急速に冷却するために、および基材間の熱クロストークを低減するために、および基材保持装置内の基材の表面にわたる温度変動を低減するために、および基材の表面の望ましくない表面酸化を軽減するために、および／または基材表面上の汚染を低減するために使用することができる。
【００１４】
図１は、本開示の例示的な実施形態による反応器システム１００の正面図を示す。反応器システム１００は、ロードロック組立品１０２、一つ以上の基材取り扱いシステム（図示せず）および一つ以上の反応チャンバ（図示せず）を含む。反応器システム１００は、堆積処理、エッチング処理、および／または清浄処理などのさまざまな処理を実施するために使用されうる。例として、反応器システム１００は、例えばエピタキシャル層堆積のための化学蒸着処理などの堆積処理を実施する一つ以上の反応チャンバ、前洗浄反応チャンバ、およびこれに類するもの含みうる。エピタキシャル層堆積反応チャンバは、例えば冷壁の単一基材反応チャンバを含みうる。
【００１５】
下記により詳細に説明する通り、ロードロック組立品１０２は、処理前および／または処理後に基材を一時的に保持するために使用されうる。例えば、ロードロック組立品１０２は、低減された圧力（例えば、約５  Ｔｏｒｒまたは約１００  Ｔｏｒｒ）で、および／または非酸化環境（例えば、不活性ガス環境）において基材を保持して基材の表面上での酸化を低減するために、および汚染を軽減するために、および／または反応器システム１００の一つ以上の反応チャンバ内の圧力もしくはそれに近い圧力で基材を一時的に保管するために使用されることができる。適切な不活性ガスには、例えば窒素、アルゴン、およびヘリウムが含まれる（ヘリウムの使用も基材の冷却を改善することが注記される）。
【００１６】
図２は、ロードロック組立品２０２、２０４、反応チャンバ２０６〜２１２、および基材取り扱いシステム２１４を含む別の反応器システム２００を図示する。図示した例では、反応チャンバ２０６〜２１０は、例えば堆積処理に使用でき、反応チャンバ２１２は、例えば前清浄プロセスに使用できる。ロードロック組立品２０２、２０４は、ロードロック組立品１０２と同一であるか、または類似していてもよい。反応チャンバ２０６〜２１２は、上述の、および本明細書の他の箇所に記述の反応チャンバと同一であるか、または類似していてもよい。基材取り扱いシステム２１４は、ロードロック組立品２０２、２０４と、反応チャンバ２０６〜２１２のうちの一つ以上との間で基材を移動するように構成されている。図１３に関連して以下でより詳細に論じるように、基材取り扱いシステム２１４は、ロードロック組立品（複数可）および反応チャンバ（複数可）内に基材を配置する、および／またはロードロック組立品（複数可）および反応チャンバ（複数可）から基材を除去することができるロボットブレードを含むことができる。
【００１７】
ここで図３Ａおよび３Ｂを参照すると、本開示の例示的な実施形態によるロードロック組立品３００が図示されている。図３Ａはロードロック組立品３００の切り取り図を図示し、図３Ｂはロードロック組立品３００の一部分Ａの拡大図を図示する。ロードロック組立品３００は、ロードロック組立品１０２、２０２、２０４のいずれかと同一であるか、または類似していてもよい。
【００１８】
図示した例において、ロードロック組立品３００は、基材保持装置３０２と、ハウジング３０４と、シャフト３０６と、基材保持装置３０２を（例えば、上方向および下方向に）動かすように構成された機構３０８とを含む。ロードロック組立品３００はまた、一つ以上の冷却流体ラインを基材保持装置３０２に接続するための一つ以上のコネクター３１０、および／または一つ以上のガスラインを基材保持装置３０２に接続するための一つ以上のコネクター３１２を含みうる。
【００１９】
ハウジング３０４は、任意の適切な材料で形成されることができる。例として、ハウジング３０４はステンレス鋼またはアルミニウム合金で形成されうる。ハウジング３０４は、基材保持装置３０２を収容するサイズとすることができ、例えば保持された基材の数および／またはサイズに依存することができる。ハウジング３０４の例示的な高さは、例えば約３００〜約５００ｍｍの範囲とすることができ、ハウジング３０４の断面寸法（例えば、直径）は約３５０〜約５００の範囲とすることができ、これらの寸法ならびに本明細書に提供されたその他の寸法は例示的であり、限定するものではない。
【００２０】
シャフト３０６は、一つ以上の冷却流体ラインを受けて収容するように構成されうる。例えば、シャフト３０６は、冷却流体用の入口ラインおよび冷却流体の出口ラインを受けることができる。各冷却流体ライン（例えば、入口および出口）は、コネクター３１０に連結されうる。例示的な冷却流体ライン６０２、６０４を図６に図示する。例示的な冷却流体は、水およびＧａｌｄｅｎ（登録商標）熱伝達流体を含む。冷却流体ラインを通る冷却流体の流量は、例えば約２〜約１０リットル／分の範囲とすることができる。追加的にまたは代替的に、シャフト３０６は、図６に図示されたガスライン６０６などの一つ以上のガスラインを受けることができる。各ガスラインは、コネクター３１２および随意にガスフィルター６０８に連結されることができる。ガスライン（複数可）６０６を通って流れうる例示的なガスは、本明細書に記載の不活性ガスを含みうる。特定の例として、ガスは窒素を含んでもよい。さまざまな実施形態において、ガスは基材（例えば、基材と接触するかまたは相互作用する粒子）の周りの汚染物質のあらゆるリスクを軽減するために、高純度窒素ガスを含んでもよい。ガスライン６０６を通るガスの流量は、例えば約１リットル／分〜約１００リットル／分の範囲とすることができる。シャフト３０６はベローの形態とすることができる。シャフト３０６の直径は、例えば約６０ｍｍ〜約１５０ｍｍ、または約１１２ｍｍであってもよく、またシャフト３０６の長さは、例えば約５５０ｍｍ〜約６５０ｍｍの範囲であってもよく、または約５９１．５ｍｍであってもよい。
【００２１】
機構３０８は、基材保持装置３０２を移動させるための任意の適切な装置を含みうる。図示した例において、機構３０８はボールねじを含む。ボールねじの長さは、用途に応じて変化しうる。例示的な例として、ボールねじ長さは、約４５０ｍｍ〜約５４０ｍｍの範囲または約４９０ｍｍでもよい。
【００２２】
基材処理中、ロードロック組立品３００の部分（例えば、ロードロック組立品３００の外部およびシャフト３０６の内部３１４）は、大気圧などの周囲環境に晒される場合があり、その一方でロードロック組立品３００の内部３２８は真空状態に晒されうる。これは、反応チャンバ内の圧力により近い圧力で、および／または基材取り扱いシステム内の圧力により近い圧力で、および／または基材表面の汚染を軽減する環境において、基材が維持されることを可能にする。
【００２３】
ロードロック組立品３００は、処理中に真空状態に晒されたロードロック組立品３００の部分と、周囲条件に晒されたロードロック組立品３００の部分との間のシールを形成するために、一つ以上のＯリング３１６、３１８を含んでもよい。図示した例において、Ｏリング３１６は中間プレート３２０と基材保持装置３０２のベースプレート３２２との間のシールを形成し、Ｏリング３１８は中間プレート３２０とシャフト３０６との間のシールを形成する。ねじ、ボルト、または同種のものなどのさまざまな留め具３２４、３２６を使用して、中間プレート３２０とベースプレート３２２、および／または中間プレート３２０とシャフト３０６を連結することができる。
【００２４】
図４および５は、本開示の例示的な実施形態による基材保持装置４００を示す。基材保持装置４００は、複数の基材を保持するように構成されていて、基材間の熱クロストークを軽減しつつ、基材の比較的急速な冷却を可能にし、および／または本明細書に記載の他の利点を提供する。基材保持装置４００は、基材保持装置３０２としての使用に適切でありうる。
【００２５】
基材保持装置４００は、ベースプレート４０２（ベースプレート３２２と同一であるか、または類似していてもよい）、第一の側壁４０４、および第二の側壁４０６を含む。基材保持装置４００は二つの側壁４０４、４０６とともに図示されているが、一つ以上の側壁または少なくとも二つの側壁など、任意の適切な数の側壁を含みうる。基材保持装置４００はまた、第一の側壁４０４および第二の側壁４０６のうちの一つ以上に連結された少なくとも一つの熱遮蔽体４２４を含む。図示の通り、基材保持装置４００は、複数の基材および複数の熱遮蔽体４２４が交互パターンであるように、基材４２２の間に少なくとも一つの熱遮蔽を含むことができる。
【００２６】
ベースプレート４０２は、ベースプレート４０２の上面図を示す図７でより詳細に図示されている。ベースプレート４０２は、水などの冷却流体を受ける第一の開口部７０２と、冷却流体がベースプレート４０２を出ることを可能にする第二の開口部７０４と、本明細書に記載の不活性ガスなどのガスを受ける第三の開口部７０６とを含む。ベースプレート４０２は、冷却流体用の二つの開口部およびガス用の一つの開口部とともに図示されているが、流体および／またはガス用に任意の適切な数の開口部を含むことができる。図示された例において、ベースプレート４０２はまた、開口部７０２で受けた冷却流体をベースプレート４０２の周辺に分配する一つ以上のチャネル７０８、７１０を含む冷却流体マニホールド７０９を含む。ベースプレート４０２はまた、冷却流体が開口部７０４でベースプレート４０２を出ることができるように、ベースプレート４０２の周辺から戻る冷却流体を受けるチャネル７１２、７１４を含む冷却流体マニホールド７１３を含む。ベースプレート４０２はまた、開口部７０６で受けられたガス流がベースプレート４０２の縁部に流れることを可能にするように構成されているチャネル７１６〜７２６を含むガスマニホールド７１７を含む。
【００２７】
ベースプレート４０２は、実質的に平面または直線のセクションを含む実質的に円形のセクション７２８およびセクション７３０、７３２を含みうる。セクション７３０、７３２は、本明細書に記載の通り、ベースプレート４０２を側壁４０４、４０６および／または他の側壁に連結するために使用されうる。ベースプレート４０２は、例えばボルトまたはねじなどの留め具を使用して、例えばベースプレート４０２内に形成された穴７３４〜７４４を使用して、中間プレート３２０などの中間プレートに連結されうる。
【００２８】
ここで図４に戻ると、側壁４０４、４０６は、少なくとも一つの冷却流体管４０８、４１０（側壁４０４のみに関連して図示されている）および少なくとも一つのガス導管４１２、４１４、４１６（側壁４０４のみに関連して図示されている）を含みうる。ガス導管４１２〜４１６は、側壁４０４内に位置する線の形態でもよく、また基材保持装置４２２の中心に向かって面してもよい。ガスライン／ガス導管４１２〜４１６の内表面は、粒子形成および／または分布を防止するために電解研磨されうる。側壁４０６は側壁４０４に関連してのみ図示されているが、同一または類似の冷却流体管および／またはガス管を含みうる。冷却流体は、冷却流体管４０８、４１０のうちの一つに入り、他の冷却流体管から出ることができる。より具体的には、冷却流体は、ベースプレート４０２の第一の開口部７４８から第一の冷却流体管４０８によって受けられることができ、冷却流体路４１０からベースプレート４０２内の第二の開口部７５０に戻ることができる。同様に、冷却流体は、ベースプレート４０２の第三の開口部７５２から側壁４０６の第一の冷却流体管によって受けられることができ、側壁４０６の冷却流体管からベースプレート４０２内の第四の開口部７５４に戻ることができる。また、ガスは、少なくとも一つの開口部を介して、例えば複数のガス開口７５６〜７６０を介してガス導管４１２〜４１６に入ることができ、またはガス開口部７６２〜７６８を介して、側壁４０６にある類似のガス導管に入ることができる。ガス導管（例えば、ガス導管４１２〜４１６）を流れるガスは、ガス導管の開口部を通ってガス導管を出て、熱遮蔽体と基材の間の空間に流れ込む、および／またはそうした開口部と流体連結された別の構成要素（例えば、熱遮蔽体またはパッド）へと流れ込むことができ、ガスはその後ここから出ることができ、そうしてガスは基材と接触する、および／または基材を冷却する。ガス導管内のこうした開口部は、パッド（例えば、本明細書でさらに説明されるパッド４１８、４２０）の上方、パッドと同じ高さ、および／またはパッドの下方にあってもよい。
【００２９】
側壁４０４は、冷却流体マニホールド７０９が冷却流体管４０８と流体連結される、かつ冷却流体管７１３が冷却流体管４１０と流体連結されるように、溶接、ろう付け、電子ビーム溶接または単一ブロックとして機械加工するなど、適切な任意の手段を使用してベースプレート４０２に連結されることができる。同様に、側壁４０４のガス導管４１２〜４１６は、ガスマニホールド７１７に流体連結されうる。側壁４０６は、対応する冷却流体および側壁４０６内のガス導管が冷却流体マニホールド７０９、７１３およびガスマニホールド７１７に連結されるように、ベースプレート４０２に同様に連結されうる。
【００３０】
側壁４０４、４０６は、例えばアルミニウム、ステンレス鋼または既製の管で形成されうる。
【００３１】
熱遮蔽体４２４は、基材４２２の間の熱クロストークを軽減するように構成されている。熱遮蔽体４２４は、例えば炭化ケイ素、ステンレス鋼等で形成されるか、またはそれを含んでもよい。熱遮蔽体４２４は、放射材料および／または反射材料のコーティングなど、一つ以上のコーティングを含みうる。例えば、一つ以上の熱遮蔽体４２４は、基材の底面に近接して、炭化ケイ素、ブラックアルマイトまたはブラッククォーツなどの放射材料を含む放射コーティングを含んでもよく、および／または基材の上面に近接して、無電解ニッケルめっきアルミニウム／ステンレス鋼または研磨したステンレス鋼などの反射材料を含む反射コーティングを含んでもよい。例示的な熱遮蔽体は、図８および９に関連して以下でより詳細に説明される。代替的に、熱遮蔽体４２４は放射材料および／または反射材料で形成されうる。
【００３２】
熱遮蔽体４２４は、任意の適切な技術を使用して、側壁４０４、４０６の一つ以上に連結されうる。例えば、熱遮蔽体４２４は、側壁４０４、４０６のうちの一つ以上に形成されたスロット内に受けられうる。追加的に、または代替的に、熱遮蔽体４２４は、例えば熱遮蔽体４２４を表面に溶接する、スロット内に溶接する、または側壁４０４、４０６のうちの一つに取り付けられたマウント（例えば、パッドマウントまたは熱遮蔽マウント）に溶接することによって、一つ以上の側壁４０４、４０６に固定して取り付けることができる。
【００３３】
例示的な例として、図５に図示されている通り、熱遮蔽体４２４は、側壁４０４、４０６（側壁４０４に溶接されたもの（例えば、フィレット）として図示されている）のうちの一つに固定して取り付けられ、かつ例えば別の側壁（例示的な例において側壁４０６）のスロット内に受けられているなど、固定して取り付けられていなくてもよい。熱遮蔽体４２４の一部分を一つの側壁４０４に溶接しつつ、熱遮蔽体を別の側壁４０６に固定して取り付けないことは、基材保持装置４００上で基材が加熱および／または冷却される際に、熱遮蔽体が拡張および収縮することを可能にする。
【００３４】
図８は、熱遮蔽体４２４として、また本明細書に記載の他の熱遮蔽体としての使用に適した熱遮蔽体８００の底面を示す。熱遮蔽体８００は、本体セクション８０２、第一の接続セクション８０４、および第二の接続セクション８０６を含みうる。本体セクション８０２は、基材として実質的に形作られうる。一例として、基材が実質的に円形の形状を含む時、本体セクション８０２は実質的に円形の形状を含むことができる。第一の接続セクション８０４および第二の接続セクション８０６は、熱遮蔽体を側壁（例えば、側壁４０４および／または４０６）に取り付けるために使用されうる。例えば、第一の接続セクション８０４および第二の接続セクション８０６は、それぞれ側壁４０４および４０６内に形成されたスロット内に受けられてもよい。熱遮蔽体８００はまた、側壁（例えば、側壁４０４のガス導管４１２〜４１６）内にあるガス導管から受けられたガス用の開口部８０８〜８１８を含むことができる。すなわち、開口部８０８〜８１８のうちの少なくとも一つは、側壁（例えば、側壁４０４のガス管４１２〜４１６）内のガス導管に流体連結されうる。開口部８０８〜８１２は、第一の接続セクション８０４の一部分にドリル加工することができ、開口部８１４〜８１８は第二の接続セクション８０６の一部分にドリル加工することができる。図示の通り、開口部８０８〜８１２は、熱遮蔽体８００を通して中心線に対して角度が付けられうる。開口部８１４〜８１８はまた、図８に図示されている通り、角度が付けられうる。開口部８０８〜８１８は、開口部８０８〜８１８からのガスの初期的な流れが、基材の（上部）表面（例えば、図５に示されたガス流５５２）の全体にわたって初期的に平行または実質的に平行（例えば、平行から約１０度以内）になるように、さらに構成されうる。開口部８１４〜８１８は、基材を冷却するために任意の適切な構成で角度が付けられうる。開口部８０８〜８１８からのガス流は、ガスが基材（例えば、基材の上面）に接触し、基材から熱を吸収（すなわち、基材を冷却）する原因となりうる。
【００３５】
基材保持装置４００はまた、図１０Ａ、１０Ｂ、１１Ａおよび１１Ｂに関連して以下でより詳細に説明される、一つ以上のパッド４１８、４２０を含みうる。パッド４１８、４２０は、基材４２２を保持するように構成されている。パッド４１８、４２０は、図５に図示した一つ以上のパッドマウント５０２、５０４を使用して、側壁４０４、４０６に連結されうる。基材４２２を保持するパッド（例えば、パッド４１８、４２０）は、側壁４０４と側壁４０６の間の距離の少なくとも一部分にわたってもよい。パッドマウント５０２、５０４は、例えばポリエーテルエーテルケトン  （ＰＥＥＫ）、ステンレス鋼またはアルミニウムで形成されうる。パッドマウント５０２、５０４は、例えば溶接技術および／または留め具を使用して、側壁４０４、４０６のうちの一つ以上に連結されうる。図示の通り、複数のパッド（例えば、ＰＥＥＫまたは石英、または高温で安定しているその他の材料製）４１８、４２０と、複数の熱遮蔽体４２４とは、交互パターンでありうる。
【００３６】
ここで図６を参照すると、別の基材保持装置６００が図示されている。基材保持装置６００は、熱遮蔽体６１０がスクリューまたはボルトなどの留め具を使用して一つ以上の側壁６１２に連結されている（例えば、取り外し可能に連結されている）ことを除いて、基材保持装置４００と類似している。熱遮蔽体６１０は、側壁４０４、４０６の一つ以上またはすべてに取り外し可能に取り付けられうる。側壁６１２は、側壁６１２が熱遮蔽体６１０の取り外し可能な取り付けを可能にすることを除いて、側壁４０４、４０６と類似していてよい。
【００３７】
図９は、熱遮蔽体６１０としての使用に適した熱遮蔽体９００の上面を図示する。熱遮蔽体９００は、本体セクション９０２、第一の接続セクション９０４、および第二の接続セクション９０６を含みうる。本体セクション９０２は、基材として実質的に形作られることができ、本体セクション８０２と同一であるか、または類似していてもよい（例えば、実質的に円形形状）。第一の接続セクション９０４および第二の接続セクション９０６は、一つ以上の留め具を使用して、熱遮蔽体９００を側壁（例えば、側壁４０４および／または４０６）に取り付けるために使用されうる。図示した例において、第一の接続セクション９０４は、熱遮蔽体９００を側壁に接続する留め具を受ける窪み９０８、９１０を含む。同様に、第二の接続セクション９０６は、熱遮蔽体９００を側壁に接続する留め具を受ける窪み９１２、９１４を含む。熱遮蔽体９００の底面は、熱遮蔽体８００に関連して上述した開口部８０８〜８１８と類似する開口部を含むことができ、そうすることによって、こうした開口部はガスが熱遮蔽体９００を通って流れ、熱遮蔽体９００の上と基材の下の空間に入り、ガスは基材の（底部）表面と接して基材を冷却する。
【００３８】
図１０Ａは、本開示の少なくとも一つの実施形態によるパッド４１８の側面図を図示し、図１０Ｂはその上面図を図示する。図示した例において、パッド４１８は、第一のセクション１００２、第二のセクション１００４、および第一のセクション１００２と第二のセクション１００４の間にわたる第三のセクション１００６を含む。図４〜６に図示の通り、基材は、第一および第二のセクション１００２、１００４のそれぞれ外側部分１０１２、１０１４など、第一および／または第二のセクション１００２、１００４でパッド４１８に接触しうる。基材はその上に保持されてもよい。第一のセクション１００２は、パッド４１８が、例えばマウント５０２を使用して側壁（側壁４０６など）に連結されることを可能にするために、留め具（ボルトまたはねじなど）を受ける開口部１００８を含むことができる。同様に、第二のセクション１００４は、パッド４１８が例えばマウント５０２を使用して側壁（側壁４０６など）に連結されることを可能にするために、留め具（ボルトまたはねじなど）を受ける開口部１０１０を含むことができる。側壁（例えば、側壁４０６）に連結された時、パッド４１８はそこから突出し、その側壁と別の側壁（例えば、側壁４０４）との間の距離の少なくとも一部分にわたりうる。
【００３９】
さまざまな実施形態において、パッド（例えば、パッド４１８）は、パッドの少なくとも一部分を通して配置された少なくとも一つのガスチャネル（例えば、ガスチャネル１０２２および１０２４）を備えうる。例えば、第一のセクション１００２、第二のセクション１００４、および／または第三のセクション１００６に配置された少なくとも一つのガスチャネルがありうる。ガスチャネルは、パッド厚さの少なくとも一部分を通して配置されてもよい（ガスチャネル１０２２および１０２４は、パッドの上面および底面の間にある、および／またはパッドの上面および底面によって囲まれうるため、図１０Ｂのガスチャネル１０２２および１０２４の点線で示される）。さまざまな実施形態において、ガスチャネルは、パッド（例えば、パッド４１８）によって少なくとも部分的に囲まれてもよい（例えば、ガスチャネルは、パッドの上面と底面の間のパッド厚さによって完全に囲まれてもよく、またはガスチャネルの一つ以上の部分はパッドを取り囲む領域に晒されてもよい）。ガスチャネルは、ガスチャネルがパッド長さの少なくとも一部分（すなわち、パッドが連結される側壁からパッドが突出する方向のパッド長さ）にわたるように、２つの端部の間にわたってもよい。さまざまな実施形態において、パッド内のガスチャネルは、ガスが側壁のガス導管を通ってパッドのガスチャネル内に流れるように、側壁の一つ以上のガス導管（例えば、側壁４０４のガス導管４１２〜４１６と類似する、側壁４０６のガス導管）と流体連通しうる。ガスチャネル（例えば、ガスチャネル１０２２、１０２４）を流れるガスは、ガスが基材と接する、および／またはガスが基材を冷却するように、ガスチャネル内の開口部を通ってガスチャネルを出て、熱遮蔽体と基材の間の空間へと流れうる。例えば、ガスが出ることができるパッドの上部または底部を通るガスチャネル内に一つ以上の開口部があってもよく、および／または基材を冷却するために、ガスが出ることができるガスチャネルの端部に開口部があってもよい。図１０Ａに描写の通り、ガスチャネル１０２２および１０２４は、ガス（例えば、窒素ガス）が、基材の下のガスチャネル１０２２および１０２４を出ることができ、基材の底部表面に実質的に平行に（またはそれ以外の何らかの適切な関係で）流れることができるように（例えば、図５に示すガス流５５４）、ガスチャネル１０２２および１０２４の端部にそれぞれ開口部１０２３および１０２５を備える。こうした流れは、ガスが基材の底部に接触し、基材を冷却する原因となりうる。
【００４０】
図１１Ａは、本開示の少なくとも一つの実施形態によるパッド４２０の上面図を図示し、１１Ｂはその断面側面図を図示する。パッド４１８と類似して、パッド４２０は、第一のセクション１１０２、第二のセクション１１０４、および第一のセクション１１０２と第二のセクション１１０４の間にわたる第三のセクション１１０６を含む。基材は、第一および／または第二のセクション１１０２、１１０４（例えば、第一および第二のセクション１１０２、１１０４それぞれの外側部分１１１２、１１１４）でパッド４２０に接触しうる。基材はその上に保持されてもよい。第一のセクション１１０２は、パッド４２０が側壁（側壁４０４など）に、例えばマウント５０４を使用して連結されることを可能にするために、留め具（ボルトまたはねじなど）を受ける開口部１１０８を含むことができる。同様に、第二のセクション１１０４は、パッド４２０が側壁（側壁４０４など）に、例えばマウント５０４を使用して連結されることを可能にするために、留め具（ボルトまたはねじなど）を受ける開口部１１１０を含むことができる。側壁（例えば、側壁４０４）に連結された時、パッド４２０はそこから突出し、その側壁と別の側壁（例えば、側壁４０６）との間の距離の少なくとも一部分にわたりうる。
【００４１】
さまざまな実施形態において、パッド（例えば、パッド４２０）は、パッドの少なくとも一部分を通して配置された少なくとも一つのガスチャネル（例えば、ガスチャネル１１２２および１１２４）を備えうる。例えば、第一のセクション１１０２、第二のセクション１１０４、および／または第三のセクション１１０６に配置された少なくとも一つのガスチャネルがありうる。ガスチャネルは、パッド厚さの少なくとも一部分を通して配置されてもよい（ガスチャネル１１２２および１１２４は、パッドの上面および底面の間にある、および／またはパッドの上面および底面によって囲まれうるため、図１１Ａのガスチャネル１１２２および１１２４の点線で示される）。さまざまな実施形態において、ガスチャネルは、パッド（例えば、パッド４２０）によって少なくとも部分的に囲まれてもよい（例えば、ガスチャネルは、パッドの上面と底面の間のパッド厚さによって完全に囲まれてもよく、またはガスチャネルの一つ以上の部分はパッドを取り囲む領域に晒されてもよい）。ガスチャネルは、ガスチャネルがパッド長さの少なくとも一部分（すなわち、パッドが連結される側壁からパッドが突出する方向のパッド長さ）にわたるように、２つの端部の間にわたってもよい。さまざまな実施形態において、パッド内のガスチャネルは、ガスが側壁のガス導管を通ってパッドのガスチャネル内に流れるように、側壁の一つ以上のガス導管（例えば、側壁４０４のガス導管４１２〜４１６）と流体連通しうる。ガスチャネル（例えば、ガスチャネル１１２２、１１２４）を流れるガスは、ガスが基材と接する、および／またはガスが基材を冷却するように、ガスチャネル内の開口部を通ってガスチャネルを出て、熱遮蔽体と基材の間の空間へと流れうる。例えば、ガスが出ることができるパッドの上部または底部を通るガスチャネル内に一つ以上の開口部があってもよく、および／または基材を冷却するために、ガスが出ることができるガスチャネルの端部に開口部があってもよい。図１１Ｂに描写の通り、ガスチャネル１１２２および１１２４は、ガス（例えば、窒素ガス）が、基材の下のガスチャネル１１２２および１１２４を出入りでき、基材の底部表面に実質的に平行に（またはそれ以外の何らかの適切な関係で）流れることができるように（例えば、図５に示すガス流５５８）、ガスチャネル１１２２および１１２４の端部にそれぞれ開口部１１２３および１１２５を備える。こうした流れは、ガスが基材の底部に接触し、基材を冷却する原因となりうる。
【００４２】
図１４を参照すると、さまざまな実施形態において、基材は保持プラットホーム（例えば、保持プラットホーム４３０）によって、基材保持装置（例えば、基材保持装置４００）内に保持されうる。保持プラットホームは、基材に対して実質的に平行な基材保持装置の側壁間の少なくとも一部分にわたる基部（例えば、基部４３４）と、保持プラットホーム基部から突出する少なくとも一つの保持ピン（例えば、保持ピン４３６）とを備えうる。保持ピンは、基材が配置されて保持ピン上に置かれるように、基材（例えば、基材４２２）を保持するように構成されうる。ピン４３６は、基材上の最小限の接触を可能にする一方で、基材の安定性およびサポートを提供する。保持プラットホーム基部が、基材と基材の下の熱遮蔽体との間の機材保持装置内の空間を完全に分岐させないように、保持プラットホーム基部は、基材保持装置の断面積の一部分のみにわたってもよい。
【００４３】
保持プラットホーム（例えば、保持プラットホーム４３０）の構造は、冷却ガスが基材と基材の下の熱遮蔽体との間の空間内を流れて、基材底面の表面積の大部分と接触することを可能にする（これは、保持ピン４３６の小さい面積のみが基材底面に接触するためである）。従って、ガスが基材と接触し、および／または基材を冷却する（例えば、基材底部表面と接触する）ように、側壁内のガス導管（例えば、側壁４０４内のガス管４１２〜４１６）を流れる冷却ガスは、ガス管の開口部を通ってガス管を出て、基材と基材の下の熱遮蔽体との間の空間に流れ込み（例えば、図５のガス流５５９）、保持プラットホームを囲みうる。さまざまな実施形態において、保持プラットホーム基部は、基材保持装置の少なくとも一つの側壁に連結されうる。さまざまな実施形態において、基材保持装置は、各保持プラットホームからの少なくとも一つの保持ピンが、その上に配置された基材を支持するように、一つ以上の側壁から突出する複数の保持プラットホームを備えうる。
【００４４】
基材の底部または下側に沿った（または基材と基材の下の熱遮蔽体との間の空間内の）こうした流れは、冷却ガス中の潜在的な汚染物質（例えば、粒子）が、基材に定着する、基材と相互作用する、またはその他の方法で基材を汚染するリスクを低減しうる。ガスは基材の下を流れうるため、あらゆる汚染物質または粒子は、基材上ではなくむしろ、基材の下の熱遮蔽体（例えば、基材の下および別の基材の上の熱遮蔽体）に（例えば、重力によって）定着しうる。さらに、基材（例えば、基材２２０）は、パッド（例えば、パッド４１８、４２０）および／または保持プラットホーム（例えば、保持プラットホーム４３０）上に、（例えば、基材とパッドおよび／または側壁との間にシールを形成することによって）粒子および／または冷却ガスが基材の上面に接するのを（部分的にまたは完全に）防ぐ配列で配置されてもよい。熱遮蔽体上に定着する粒子は、基材に干渉する、またはその他の方法で基材を汚染する粒子および／または他の汚染物質に起因しうる基材の品質、純度、および効力が低下するリスクを軽減することを可能にする（基材の上方を流れる、および基材の上面に接する冷却ガスは、粒子またはその他の汚染物質が基材上に定着する原因となりうる）。基材の底部はまた、基材の上部よりも緩い許容誤差（すなわち、誤差、差異、または不純度について許容されうるマージンがより大きい）を含みうる。従って、冷却ガスは、比較的感度の高い上部よりも、比較的感度の低い（すなわち、汚染物質による破損の影響が少ない）基材の底部に影響を及ぼすため、基材上部は、冷却ガスによる損傷のリスクから少なくとも部分的に保護されうる。
【００４５】
図１２は、本開示の別の例示的な実施形態による、さらに別の基材保持装置１２００を示す。基材保持装置１２００は、ベースプレート１２０２および側壁１２０４、１２０６を含みうる。基材保持装置１２００は、基材保持装置１２００が必ずしもベースプレート１２０２および／または側壁１２０４、１２０６に含まれていないことを除いて、基材保持装置４００または６００と類似したものとしうる。むしろ、基材保持装置１２００は、基材間の熱クロストークの冷却および／または低減を促進するために、基材間（例えば、約２０ｍｍ〜約６０ｍｍの間隔）に追加的な空間を含みうる。基材保持装置４００および６００と類似して、基材保持装置１２００は、ベースプレート１２０２および／または側壁１２０４、１２０６内にガス導管を含みうる。ガス導管は、図４〜７に関連して上述したものと同一、または類似したものとしうる。
【００４６】
上述の通り、反応器システム（反応器システム２００など）は、基材保持装置（例えば、基材保持装置３０２、４００または６００）と反応チャンバとの間で基材を移動するための基材搬送システムを含みうる。例示的な基材搬送システムには、例えば真空ロボットブレードまたはロボットブレードを含みうるロボットアームが含まれうる。
【００４７】
図１３は、基材取り扱いシステム２１４との併用に適した例示的な（例えば、真空）ロボットブレード１３００を示す。ロボットブレード１３００は、搬送中に基材を保持することができる（例えば、部分的に円形の）セクション１３０２を含むことができる。図１３に図示の通り、セクション１３０２は、パッド４１８とパッド４２０の間、および／または隣接する熱遮蔽体４２４、６１０と基材との間に適合するサイズでありうる。
【００４８】
本開示の例示的な実施形態が本明細書に記載されているが、本開示はそれに限定されないことを理解されたい。例えば、基材保持装置、ロードロック組立品および反応器システムは、さまざまな特定の構成に関連して説明されているが、本開示は必ずしもこれらの例に限定されない。本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の装置、組立品およびシステムのさまざまな変更、変形、および強化を行うことができる。
【００４９】
別途明記しない限り、本開示の主題は、本明細書に開示されるさまざまなシステム、構成要素、および構成、ならびに他の特徴、機能、動作、および／または特性のすべての新規かつ非自明な組み合わせおよび部分的組み合わせ、ならびにその任意のおよびすべての均等物を含む。
【図１】
2020057782.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
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