(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄型でコンパクトな原子層ディポジション反応器（ＬＰ−ＣＡＲ）において、
高さは幅または長さのいずれか以下であり、長さと高さが相互に対向する第１および第２の側部を規定し、幅と高さが相互に対向する第１および第２の端部を規定する、長さ、幅および高さを有する本体と、
処理中に基板を封入するように適合された、本体内の基板処理領域と、
基板処理領域に対して開口し、基板を基板処理領域に、また基板処理領域から移動させるために適合された、第１の側部中のロード／アンロードポートと、
処理中に基板をサポートし、高さ方向に向かって基板処理領域に伸張可能なリトラクタブルサポート架台と、
第１の側部に接続され、閉位置において真空シールを果たすロード／アンロード開口を開閉するように適合された遠隔操作可能な弁と、
第１の端部でガスまたは蒸気を注入するように適合された注入口と、
第２の端部でガスおよび蒸気を排出する排気口とを具備し、
注入口は、ガスまたは蒸気の１つを基板処理領域に注入するための１つ以上の弁付きチャージ管を備え、チャージ管は遠隔操作可能なチャージ弁により１つの端部で、遠隔操作可能な注入弁により他の端部で閉じられた体積を有し、注入弁を有する端部は注入口に接続され、圧力下でガスまたは蒸気源に対して注入弁を閉じ、チャージ弁を開けることにより、チャージ管を特定量のガスまたは蒸気でチャージし、チャージ弁を閉じ、注入弁を開けることにより、特定量のガスまたは蒸気を基板処理領域に放出する薄型でコンパクトな原子層ディポジション反応器。
【請求項２】
本体高は長さおよび幅の大きさの３分の２より大きくない請求項１記載のＬＰ−ＣＡＲ。
【請求項３】
サポート架台上でサポートされる基板を加熱するように適合されたヒータと、本体の一部を通る冷却剤を通す冷却ラインとをさらに具備する請求項１記載のＬＰ−ＣＡＲ。
【請求項４】
排出口に接続された真空排出システムをさらに具備する請求項１記載のＬＰ−ＣＡＲ。
【請求項５】
ガス源と蒸気源を分離するために接続されるように適合された２つ以上のチャージ管を備える請求項１記載のＬＰ−ＣＡＲ。
【請求項６】
ロード／アンロードポートが真空チャンバ中にあり、ＬＰ−ＣＡＲの残りの部分が真空チャンバの外部にあるように、真空チャンバの壁を通してＬＰ−ＣＡＲの第１の側部に適用される真空シールインターフェイスをさらに具備する請求項１記載のＬＰ−ＣＡＲ。
【請求項７】
基板処理領域は処理領域の長さおよび幅が同一である水平の広さを有し、基板処理領域は垂直の広さをも有し、垂直の広さは水平の広さの４分の１より大きくない請求項１記載のＬＰ−ＣＡＲ。
【請求項８】
プロセスサイクル当たり複数の基板を処理するように適合され、基板は水平面中の処理領域に提供される請求項１記載のＬＰ−ＣＡＲ。
【請求項９】
薄型でコンパクトな原子層ディポジション反応器（ＬＰ−ＣＡＲ）において、
長さと高さが相互に対向する第１および第２の側部を規定し、幅と高さが相互に対向する第１および第２の端部を規定する、長さ、幅および高さを有する本体と、
処理中に基板を封入するように適合された、本体内の基板処理領域と、
第１の端部でガスまたは蒸気を注入するように適合された注入口と、
第２の端部でガスおよび蒸気を排出する排気口とを具備し、
注入口は、ガスまたは蒸気の１つを基板処理領域に注入するための１つ以上の弁付きチャージ管を備え、各チャージ管は遠隔操作可能なチャージ弁により１つの端部で、遠隔操作可能な注入弁により他の端部で閉じられた体積を有し、注入弁を有する端部は注入口に接続され、圧力下でガスまたは蒸気源に対して注入弁を閉じ、チャージ弁を開けることにより、チャージ管を特定量のガスまたは蒸気でチャージし、チャージ弁を閉じ、注入弁を開けることにより、特定量のガスまたは蒸気を基板処理領域に放出する薄型でコンパクトな原子層ディポジション反応器。
【請求項１０】
基板処理領域に対して開口し、基板を基板処理領域に、また基板処理領域から移動させるために適合された、第１の側部中のロード／アンロードポートと、
処理中に基板をサポートし、高さ方向に向かって基板処理領域に伸張可能なリトラクタブルサポート架台と、
第１の側部に接続され、閉位置において真空シールを果たすロード／アンロード開口を開閉するように適合された遠隔操作可能な弁とをさらに具備する請求項９記載のＬＰ−ＣＡＲ。
【請求項１１】
プロセスサイクル当たり単一基板を処理するように適合されている請求項９記載のＬＰ−ＣＡＲ。
【請求項１２】
ガス源と蒸気源を分離するために接続されるように適合された２つ以上のチャージ管を備える請求項９記載のＬＰ−ＣＡＲ。
【請求項１３】
垂直に積み重ねられたコンパクトな原子層ディポジション反応器（ＶＥＳＣＡＲ）処理ユニットにおいて、
処理される基板を真空ハンドリング領域に、真空ハンドリング領域から搬送するように適合された弁付きロード／アンロード開口を備えた真空ハンドリング領域と、
弁付き基板ポートにより真空ハンドリング領域にそれぞれインターフェイスされ、真空ハンドリング領域の外側で１つが他のものの上に垂直に積み重なるように配置されて、薄型でコンパクトな原子層ディポジション反応器（ＬＰ−ＣＡＲ）の弁付き基板ポートが真空ハンドリング領域内の実質的に垂直な列のポートを示す、複数の薄型でコンパクトな原子層ディポジション反応器（ＬＰ−ＣＡＲ）と、
真空ハンドリング領域中のｚ軸ロボットとを具備し、
複数のＬＰ−ＣＡＲは、個々に制御され、個々のＬＰ−ＣＡＲは、単一基板を処理するように適合され、
前記複数のＬＰ−ＣＡＲは、
長さと高さが相互に対向する第１および第２の側部を規定し、幅と高さが相互に対向する第１および第２の端部を規定する、長さ、幅および高さを有する本体と、
処理中に基板を封入するように適合された、本体内の基板処理領域と、
第１の端部でガスまたは蒸気を注入するように適合された注入口と、
第２の端部でガスおよび蒸気を排出する排気口とを具備し、
注入口は、ガスまたは蒸気の１つを基板処理領域に注入するための１つ以上の弁付きチャージ管を備え、各チャージ管は遠隔操作可能なチャージ弁により１つの端部で、遠隔操作可能な注入弁により他の端部で閉じられた体積を有し、注入弁を有する端部は注入口に接続され、圧力下でガスまたは蒸気源に対して注入弁を閉じ、チャージ弁を開けることにより、チャージ管を特定量のガスまたは蒸気でチャージし、チャージ弁を閉じ、注入弁を開けることにより、特定量のガスまたは蒸気を基板処理領域に放出し、
ｚ軸ロボットは、弁付きロード／アンロード開口を通して搬送装置により真空ハンドリング領域に搬送される基板を受け入れ、各基板ポートのレベルまで垂直に移動し、基板の位置まで伸張し、各弁付き基板ポートを通してＬＰ−ＣＡＲのそれぞれから基板を受け取り、ロード／アンロード開口を通して真空ハンドリング領域の外側に搬送される処理された基板を搬送装置に配置するように適合されている、垂直に積み重ねられたコンパクトな原子層ディポジション反応器処理ユニット。
【請求項１４】
ｚ軸ロボットは、基板を真空ハンドリング領域に入れ、ＬＰ−ＣＡＲの個々のものに入れ、ＬＰ−ＣＡＲの個々のものから出すための予め定められた搬送シーケンスにしたがうようにプログラム可能である請求項１３記載のＶＥＳＣＡＲ処理ユニット。
【請求項１５】
ＬＰ−ＣＡＲの個々のものは、注入ガスが個々のＬＰ−ＣＡＲに配置されている基板を横切って移動するように配置された２つ以上のガス注入装置と１つのガス排出口を備えている請求項１３記載のＶＥＳＣＡＲ処理ユニット。
【請求項１６】
別々のガスまたは蒸気を個々のＬＰ−ＣＡＲに注入するように適合された２つ以上の弁付きチャージ管を備えている請求項１５記載のＶＥＳＣＡＲ処理ユニット。
【請求項１７】
遠隔操作可能なチャージ弁と注入弁の操作タイミングは、別々のガスまたは蒸気を個々のＬＰ−ＣＡＲに注入するために、弁付き基板ポートを通しての基板のＬＰ−ＣＡＲへの搬送およびＬＰ−ＣＡＲからの搬送のタイミングに合わせてプログラム可能である請求項１６記載のＶＥＳＣＡＲ処理ユニット。
【請求項１８】
ロード／アンロード開口に接続されたカセットロード／アンロードロックと組み合わせられたＶＥＳＣＡＲ処理ユニットであって、ロード／アンロードロックは通気および排気システムならびに外部ドアが設けられ、複数の未処理基板のカセットがロード／アンロードロックに配置され、ロード／アンロードロックは排気され、その後予めプログラムされたシーケンスで、個々の基板は個々のＬＰ−ＣＡＲに搬送され、個々のＬＰ−ＣＡＲから搬送されてカセットに戻される請求項１３記載のＶＥＳＣＡＲ処理ユニット。
【請求項１９】
１つの搬送位置によりロード／アンロード開口に接続されたクラスタツールハンドラと組み合わされ、カセットロード／アンロードロックはクラスタツールハンドラに接続され、ロード／アンロードロックは通気および排気システムならびに外部ドアが設けられ、複数の未処理基板のカセットがロード／アンロードロックに配置され、ロード／アンロードロックは排気され、その後予めプログラムされたシーケンスで、個々の基板はクラスタツールハンドラを通して、個々のＬＰ−ＣＡＲに搬送され、個々のＬＰ−ＣＡＲから搬送されてカセットに戻される請求項１３記載のＶＥＳＣＡＲ処理ユニット。
【請求項２０】
クラスタツールハンドラの第２の搬送位置に接続された第２のＶＥＳＣＡＲ処理ユニットをさらに具備し、ロード／アンロードロックからの基板がいずれかのＶＥＳＣＡＲ処理ユニット中のＬＰ−ＣＡＲユニットに搬送され、いずれかのＶＥＳＣＡＲ処理ユニット中のＬＰ−ＣＡＲユニットから搬送される請求項１９記載のＶＥＳＣＡＲ処理ユニット。
【請求項２１】
ｚ軸ロボットが、複数の基板を取り扱うマルチプル端部エフェクタを備えている請求項２０記載のＶＥＳＣＡＲ処理ユニット。
【請求項２２】
垂直に積み重ねられたコンパクトな原子層ディポジション反応器（ＶＥＳＣＡＲ）処理ユニットにおいて、
処理される基板を真空ハンドリング領域に、真空ハンドリング領域から搬送するように適合された弁付きロード／アンロード開口を備えた真空ハンドリング領域と、
弁付き基板ポートにより真空ハンドリング領域にそれぞれインターフェイスされ、真空ハンドリング領域の外側で１つが他のものの上に垂直に積み重なるように配置されて、薄型でコンパクトな原子層ディポジション反応器（ＬＰ−ＣＡＲ）の弁付き基板ポートが真空ハンドリング領域内の実質的に垂直な列のポートを示す、複数の薄型でコンパクトな原子層ディポジション反応器（ＬＰ−ＣＡＲ）と、
真空ハンドリング領域中のｚ軸ロボットとを具備し、
複数のＬＰ−ＣＡＲは、個々に制御され、個々のＬＰ−ＣＡＲは、単一基板を処理するように適合され、
ｚ軸ロボットは、弁付きロード／アンロード開口を通して搬送装置により真空ハンドリング領域に搬送される基板を受け入れ、各基板ポートのレベルまで垂直に移動し、基板の位置まで伸張し、各弁付き基板ポートを通してＬＰ−ＣＡＲのそれぞれから基板を受け取り、ロード／アンロード開口を通して真空ハンドリング領域の外側に搬送される処理された基板を搬送装置に配置するように適合され、
前記複数のＬＰ−ＣＡＲは、
高さは幅または長さのいずれか以下であり、長さと高さが相互に対向する第１および第２の側部を規定し、幅と高さが相互に対向する第１および第２の端部を規定する、長さ、幅および高さを有する本体と、
処理中に基板を封入するように適合された、本体内の基板処理領域と、
基板処理領域に対して開口し、基板を基板処理領域に、また基板処理領域から移動させるために適合された、第１の側部中のロード／アンロードポートと、
処理中に基板をサポートし、高さ方向に向かって基板処理領域に伸張可能なリトラクタブルサポート架台と、
第１の側部に接続され、閉位置において真空シールを果たすロード／アンロード開口を開閉するように適合された遠隔操作可能な弁と、
第１の端部でガスまたは蒸気を注入するように適合された注入口と、
第２の端部でガスおよび蒸気を排出する排気口とを具備し、
注入口は、ガスまたは蒸気の１つを基板処理領域に注入するための１つ以上の弁付きチャージ管を備え、チャージ管は遠隔操作可能なチャージ弁により１つの端部で、遠隔操作可能な注入弁により他の端部で閉じられた体積を有し、注入弁を有する端部は注入口に接続され、圧力下でガスまたは蒸気源に対して注入弁を閉じ、チャージ弁を開けることにより、チャージ管を特定量のガスまたは蒸気でチャージし、チャージ弁を閉じ、注入弁を開けることにより、特定量のガスまたは蒸気を基板処理領域に放出する、垂直に積み重ねられたコンパクトな原子層ディポジション反応器処理ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体デバイスの製造において基板をコーティングするための薄膜技術の分野に入り、電子層ディポジション（ＡＬＤ）に特定の適用を有している。
【０００２】
【従来の技術】
より薄いディポジション層に対する薄膜技術要求の分野に入り、ますますより大きくなる領域の基板に対するより良好な均一性およびより高い生産性は、さまざまな半導体デバイスの製造において基板をコーティングするための装置製造者により開発される出現技術に隠れている力を動かしてきており、現在も動かしている。例えば、マイクロプロセッサの生産において達成されるプロセス制御および均一な膜ディポジションは、達成することができるクロック周波数に直接影響を与える。新しい物質と組み合わせたこれらの同じ要因は、単一チップまたはデバイス上で利用可能なメモリに対するより高いパッケージ密度も促す。これらのデバイスがより小さくなるにしたがって、層厚に関するより大きな均一性およびプロセス制御に対する要求が劇的に生じる。
【０００３】
集積回路（ＩＣ）に対する製造ステップにおいて基板または他の基板に薄膜を適用する、技術的によく知られているさまざまな技術が存在している。薄膜に適用するのに利用可能なさらに確立された技術の中で、化学蒸着法（ＣＶＤ）および急速熱化学蒸着法（ＲＴＣＶＤ）として知られているバリエーションがよく使用され、商業化されたプロセスである。原子層ディポジション（ＡＬＤ）、ＣＶＤの変形は比較的新しい技術であり、均一性、卓越したステップカバーレッジ、および基板サイズに対する透明性を達成するのに潜在的に優れた方法として台頭してきている。しかしながら、ＡＬＤは一般的にＣＶＤおよびＲＴＣＶＤ（典型的に約１０００オングストローム／分）よりも低いディポジションレート（典型的に約１００オングストローム／分）を示す。
【０００４】
ＣＶＤおよびＲＴＣＶＤの両者は、基板表面上に均一厚の所要層を生成するために、特定および均一な基板温度および先駆物質（化学種）がプロセスチャンバ中で均一性の状態であることを要求する流量依存応用である。これらの要求は基板サイズが増大するにしたがってさらに重大となり、適切な均一性を維持するためにチャンバ設計およびガスフロー技術にさらに複雑さを必要とする。例えば、反応器チャンバ中で処理される７５ミリメートル基板は、２００ミリメートル基板が同じシステムで要求する場合よりも、ガスフロー、均一な加熱、先駆物質の分布に関してより少ないプロセス制御しか必要としない。そして基板サイズが３００ミリメートルの直径に向かっており、４００ミリメートル直径が実現される日が近づいてきている。
【０００５】
反応物と反応の生成物がディポジション表面に非常に近接して同時に存在しているＣＶＤコーティングにおける他の問題点は、各ディポジション層中の反応生成物と他の汚染物の包含確率である。また反応物の利用効率はＣＶＤでは低く、チャンバ圧力を減少させることにより悪影響を受ける。さらにまた、高い反応性の先駆物質分子は、膜品質に有害な不要な粒子を生成することがある同種ガスフェーズ反応に寄与する。
【０００６】
ＲＴＣＶＤプロセスを使用する会社およびＲＴＣＶＤ装置の生産者は、制限された反応処理（ＬＲＰ）のコンセプトを導入することによりこれらの問題に対処しようとしており、このＬＲＰでは、単一基板が反応チャンバに配置され、薄膜をディポジションするために適切な放熱源の助けを借りて急速に加熱される。急速な加熱は反応スイッチとして機能し、他の何らかのプロセスで可能なものよりも膜厚に関してかなり高い程度の制御をもたらす。ＲＴＣＶＤは、短いプロセス時間とともに、一般的により低いプロセスコスト、改良されたプロセス制御において、ＣＶＤより利点がある。本願の出願時点において、ＲＴＣＶＤは、均一な超薄膜のディポジションに対する新しい技術の見込みがある。ＲＴＣＶＤは、多くの装置製造者によりＲ＆Ｄ段階から商業領域に着々と導入されつつある。
【０００７】
ＲＴＣＶＤは一般的なＣＶＤに対していくつかの明確な利点を持っているが、同様に、処理中に使用される温度のような、この技術に固有の問題がある。より大きな表面になるとより温度制御が厳しくなり、これが達成できない場合には、基板にたわみや断層が生じることがある。また、汚染物質がなく、急速な温度変化とともに高真空に耐えることができる適切なチャンバを提供する試みは、より大きな表面領域の要求でさらに不可欠なものとなっている。
【０００８】
さらにきわどい領域の薄膜技術は、多くのデバイスに固有な複雑なトポロジーに対して高い程度の均一性および厚制御を提供するシステム能力である。この事象は一般的にステップカバーレッジとして呼ばれている。ＣＶＤのケースでは、ステップカバーレッジは、視線物理蒸着法（ＰＶＤ）プロセスにおいてより良好であるが、ディポジションの最初の段階では、さまざまな反応分子の非選択的な同時性吸着が存在し、これは個々の核生成となる。核化領域（アイランド）は横方向および垂直方向に成長し続け、最終的に合体して連続膜を形成する。ディポジションの最初の段階では、このような膜は不連続である。分子の平均自由路、きわどいトポロジー寸法および先駆物質反応性のような他の要因は処理をさらに複雑にし、ＣＶＤによりディポジションされた超薄膜に対する複雑なトポロジーに対して適切なステップカバーレッジを持つ高い程度の均一性を獲得することが本質的に困難になる。ＲＴＣＶＤは、ステップカバーレッジにおいて従来のＣＶＤよりも顕著に良好であると明らかにされていない。
【０００９】
ＣＶＤまたはＲＴＣＶＤよりも遅いプロセスであるＡＬＤは、複雑なトポロジー対して超均一な薄いディポジション層を維持する注目すべき能力を明らかにしている。これは少なくとも部分的にＡＬＤがＣＶＤおよびＲＴＣＶＤに関して先に説明したような流量依存ではないからである。ＡＬＤのこの流量独立の特性は、従来のＣＶＤおよびＲＴＣＶＤプロセスよりもより低い温度での処理を可能にする。
【００１０】
ＡＬＤプロセスは、基板のディポジション表面における化学吸着により進行する。ＡＬＤの技術は１９８０年代の初頭に開発された原子層エピタキシーのコンセプトに基づいており、この原子層エピタキシーは、エレクトロルミセンス表示デバイス用のＺｎＳおよび誘電性酸化物の多結晶およびアモルファス膜を成長させる。ＡＬＤの技術は、化学吸着による反応性先駆物質分子の飽和単層の形成原理に基づいている。ＡＬＤでは、適切な反応性先駆物質が交互にディポジションチャンバ中にパルス入力される。反応性先駆物質の各注入は不活性ガスパージにより分離される。各先駆物質注入は前にディポジションされた層に対して追加的な新しい原子層を提供して、固体膜の均一層を形成する。このサイクルが繰り返されて所要の膜厚が形成される。
【００１１】
原子層エピタキシーの分野におけるよい参考となる業績は、ＡＬＤ中に組み込まれる基礎コンセプトの論議を提供している、エルセービア・サイエンスＢ．Ｖ．によるＤ．Ｔ．Ｊ．ヒュールに１９９４年によって編集された結晶成長のハンドブック第３巻のツォーモ・サントラにより書かれた第１４章である。この章タイトルは“原子層エピタキシー”である。この参考文献は背景情報として参照によりここに組み込まれている。
【００１２】
ＡＬＤの一般的なコンセプトをさらに示すために、図１および図２に注意を向ける。図１は物質ＡおよびＢの膜を形成するＡＬＤプロセスにおける初期段階での基板表面の断面図である。この物質ＡおよびＢはこの例では元素状態で存在する物資と考えることができる。図１は集積回路の製造段階における基板である基板を示している。元素Ａの固体層は最初の基板表面に対して形成される。Ａ層の上に、元素Ｂの層が加えられ、示されている処理段階では、配位子ｙの上部層が存在している。これらの層は、第１の先駆物質ガスＡｘおよび第２の先駆物質ガスＢｙを表面領域に交互にパルス入力することにより基板表面上に提供される。先駆物質パルス間に、プロセス領域は排気され、パージガスのパルスが注入される。
【００１３】
図２はこの例においてＡＢ固体物質を提供するために使用される交互パルス処理中の１つの完全なサイクルを示している。１サイクルでは、ガスＡｘの第１のパルスにはガス入力のない遷移時間が続く。その後パージガスの中間パルスが存在し、その後に他の遷移が続く。その後にＢｙガスがパルス入力され、遷移時間が続き、その後再度パージガスが続く。１サイクルは、Ａｘの１パルスとＢｙの１パルスを組み込んでおり、各先駆物質パルスはパージガスパルスにより分離されている。
【００１４】
先に簡単に説明したように、ＡＬＤは化学吸着により進行する。最初の基板はプロセス領域に対するアクティブ配位子の表面を提供する。第１のガスパルス、このケースではＡｘは、Ａの層および配位子ｘの表面となる。パージ後に、Ｂｙが反応領域にパルス入力される。図１に示されているように、ｙ配位子はｘ配位子と反応し、ｘｙを放出し、ｙの表面を残す。このプロセスはサイクル毎に進行する。この例では各サイクルは約１秒かかる。
【００１５】
ＡＬＤにより提供される膜形成の独特なメカニズムは、前に論じた技術よりもいくつかの利点をもたらす。１つの利点はＡＬＤの流量独立特性から導かれ、これは基板サイズの透明性ならびに反応器設計および動作の容易さに寄与する。例えば、２００ミリメートルの基板は、先に説明した自己制限式の化学吸着現象のために、同じ反応器チャンバ中で処理される１００ミリメートル基板上にディポジションされるものと厚さが等しい均一層を受ける。さらに、いったん飽和単層が形成されると、ディポジションの領域は送出される先駆物質の量とほとんど無関係である。これは簡単な反応器設計を可能にする。さらに気体力学はＡＬＤプロセスにおいて比較的重要でない役割を担い、これは設計の制限を緩和する。ＡＬＤプロセスの他の顕著な効果は互いに対する先駆物質の高い反応性を回避できることである。その理由は化学種が共にではなく独立的にＡＬＤ反応器に注入されるためである。ＣＶＤではやっかいな高い反応性がＡＬＤにおける利点に活用される。この高い反応性はより低い反応温度を可能にし、プロセス化学開発を容易にする。さらに別の顕著な利点は、化学吸着による表面反応が、複雑なトポロジーに対するほぼ完全なステップカバーレッジに寄与することである。
【００１６】
ＡＬＤは膜ディポジションに対して先に説明した利点を持っていると広く推定されているが、ＡＬＤは許容可能な方法で商業的プロセスに対してまだ適合されていない。理由はシステムのアスペクトおよびアーキテクチャと深く関係している。例えば、ＡＬＤシステムにおける多くの開始されている開発は、バッチプロセッサアプローチを採用している。これは、ＡＬＤがＣＶＤおよびＲＴＣＶＤのような競合プロセスよりも本質的に低いディポジションレートを持っているからである。バッチ反応器チャンバ中で同じ時間（並列）でいくつかの基板を処理することにより、スループットを増加させることができる。
【００１７】
残念ながら、バッチ処理はその上いくつかの固有の欠点を持っており、バッチ処理によりＡＬＤのスループット制限に対処することは、１組の問題を他のものに交換するように見える。例えば、バッチプロセッサシステムでは、基板から基板へそしてバッチからバッチへの、バッチ反応器中の基板の交差汚染がもたらされる。バッチ処理はまたプロセス制御、基板から基板へそしてバッチからバッチへのプロセス反復性を抑制し、背面ディポジションに対する解決方法を妨げる。これらすべての要因は全体的なシステムメインテナンス、生産量、信頼性、したがってネットスループットおよび生産性にかなり影響を与える。本願の出願時点では、商業生産に適用されるような、ＡＬＤ技術に関係するこれらの問題を是正するための解決方法は工業界で知られていない。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
明らかに必要とされているものは、独特で革新的な高生産性ＡＬＤシステムアーキテクチャおよびガス送出システムであり、このシステムは薄型でコンパクトな反応器ユニットを使用して複数の基板を処理できるようにする一方で、魅力的なスループットおよび生産量を提供し、同時に、高価なクリーンルームおよび関係する生産フロアースペースを節約して使用する。本発明はＡＬＤ技術の現在の制限に対して有効に対処してこれを解消するシステムアプローチを教示し、これはＡＬＤシステムに対する       商業的実行可能性をもたらす。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の好ましい実施形態では、薄型でコンパクトな原子層ディポジション反応器（ＬＰ−ＣＡＲ）が提供され、これは、高さは幅または高さのいずれか以下であり、長さと高さが相互に対向する第１および第２の側部を規定し、幅と高さが相互に対向する第１および第２の端部を規定する、長さ、幅および高さを有する本体と、処理中に基板を封入するように適合された、本体内の基板処理領域と、基板処理領域に対して開口し、基板を基板処理領域に、また基板処理領域から移動させるために適合された、第１の側部中のロード／アンロードポートと、処理中に基板をサポートし、高さ方向に向かって基板処理領域に伸張可能なリトラクタブルサポート架台と、第１の側部に接続され、閉位置において真空シールを果たすロード／アンロード開口を開閉するように適合された遠隔操作可能な弁と、第１の端部でガスまたは蒸気を注入するように適合された注入口と、第２の端部でガスおよび蒸気を排出する排気口とを具備する。
【００２０】
好ましい実施形態では、ＬＰ−ＣＡＲに対する本体高は長さおよび幅の大きさの３分の２より大きくない。サポート架台上でサポートされる基板と、本体の一部を通る冷却剤を通すラインを加熱するように適合されたヒータも存在する。ガス注入口は、ガスまたは蒸気の１つを基板処理領域に注入するための１つ以上の弁付きチャージ管を備えてもよく、チャージ管は遠隔操作可能なチャージ弁により１つの端部で、遠隔操作可能な注入弁により他の端部で閉じられた体積を有し、注入弁を有する端部はガス注入口に接続され、圧力下でガスまたは蒸気源に対して注入弁を閉じ、チャージ弁を開けることにより、チャージ管を特定量（原子数）のガスまたは蒸気でチャージし、チャージ弁を閉じ、注入弁を開けることにより、特定量のガスまたは蒸気を基板処理領域に放出する。
【００２１】
いくつかの実施形態では、排出口に接続された真空排出システムが存在し、ガス源と蒸気源を分離するために接続されるように適合された２つ以上のチャージ管が存在していてもよい。ロード／アンロードポートが真空チャンバ中にあり、コンパクト反応器のバランスが真空チャンバの外部にあるように、真空チャンバの壁を通して反応器の第１の側部に適用される真空シールインターフェイスがさらに存在していてもよい。
【００２２】
好ましい実施形態では、ＬＰ−ＣＡＲの基板処理領域は垂直の広さと水平の広さを有し、垂直の広さは水平の広さの４分の１より大きくない。いくつかのユニットは、プロセスサイクル当たり単一基板を処理するためのものであり、水平の広さは最大の基板寸法の１．５倍より大きくない。他のユニットは、プロセスサイクル当たり複数の基板を処理するように適合され、基板は水平面中の処理領域に提供される。
【００２３】
本発明の他のアスペクトでは、薄型でコンパクトな原子層ディポジション反応器（ＬＰ−ＣＡＲ）が提供され、これは、長さと高さが相互に対向する第１および第２の側部を規定し、幅と高さが相互に対向する第１および第２の端部を規定する、長さ、幅および高さを有する本体と、処理中に基板を封入するように適合された、本体内の基板処理領域と、第１の端部でガスまたは蒸気を注入するように適合された注入口と、第２の端部でガスおよび蒸気を排出する排気口とを具備する。ガス注入口は、ガスまたは蒸気の１つを基板処理領域に注入するための１つ以上の弁付きチャージ管を備え、各チャージ管は遠隔操作可能なチャージ弁により１つの端部で、遠隔操作可能な注入弁により他の端部で閉じられた体積を有し、注入弁を有する端部はガス注入口に接続され、圧力下でガスまたは蒸気源に対して注入弁を閉じ、チャージ弁を開けることにより、チャージ管を特定量のガスまたは蒸気でチャージし、チャージ弁を閉じ、注入弁を開けることにより、特定量のガスまたは蒸気を基板処理領域に放出する。
【００２４】
このアスペクトでは、基板処理領域に対して開口し、基板を基板処理領域に、また基板処理領域から移動させるために適合された、第１の側部中のロード／アンロードポートと、処理中に基板をサポートし、高さ方向に向かって基板処理領域に伸張可能なリトラクタブルサポート架台と、第１の側部に接続され、閉位置において真空シールを果たすロード／アンロード開口を開閉するように適合された遠隔操作可能な弁とが存在してもよい。
【００２５】
いくつかの実施形態では、１つの基板がサイクル毎に各ＬＰ−ＣＡＲユニットで処理されてもよく、他の実施形態では、複数の基板が処理されてもよい。さらに、ガス源と蒸気源を分離するために接続されるように適合された２つ以上のチャージ管が存在してもよい。
【００２６】
本発明の他のアスペクトでは、垂直に積み重ねられたコンパクトな原子層ディポジション反応器（ＶＥＳＣＡＲ）処理ユニットが提供され、これは、処理される基板を真空ハンドリング領域に、真空ハンドリング領域から搬送するように適合された弁付きロード／アンロード開口を備えた真空ハンドリング領域と、弁付き基板ポートにより真空ハンドリング領域にそれぞれインターフェイスされ、真空ハンドリング領域の外側で１つが他のものの上に垂直に積み重なるように配置されて、コンパクト反応器の弁付き基板ポートが真空ハンドリング領域内の実質的に垂直な列のポートを示す、複数の薄型でコンパクトな原子層ディポジション反応器（ＬＰ−ＣＡＲ）と、真空ハンドリング領域中のｚ軸ロボットとを具備する。ｚ軸ロボットは、弁付きロード／アンロード開口を通して搬送装置により真空ハンドリング領域に搬送される基板を受け入れ、各基板ポートのレベルまで垂直に移動し、基板の位置まで伸張し、各弁付き基板ポートを通してコンパクト反応器のそれぞれから基板を受け取り、ロード／アンロードポートを通して真空ハンドリング領域の外側に搬送される処理された基板を搬送装置に配置するように適合されている。
【００２７】
いくつかの実施形態では、Ｚ軸ロボットは、基板を真空ハンドリング領域に入れ、コンパクト反応器の個々のものに入れ、コンパクト反応器の個々のものから出すための予め定められた搬送シーケンスにしたがうようにプログラム可能である。コンパクト反応器の個々のものは、注入ガスが個々のコンパクト反応器に配置されている基板を横切って移動するように配置された２つ以上のガス注入装置と１つのガス排出口を備えている。個々のガス注入装置は、１つの端部に遠隔操作可能なチャージ弁と、他の端部に遠隔操作可能な注入弁を有するチャージ管を備え、チャージ弁はチャージ管を圧力調整されたガス供給源に接続するように適合され、注入弁はチャージ管を個々のコンパクト反応器に接続するように適合されている。別々のガスまたは蒸気を個々のコンパクト反応器に注入するように適合された２つ以上の弁付きチャージ管が存在していてもよい。
【００２８】
遠隔操作可能なチャージ弁と注入弁の操作は、弁付き基板ポートを通しての基板のコンパクト反応器への搬送およびコンパクト反応器からの搬送と共同して、別々のガスまたは蒸気を個々のコンパクト反応器に注入することを統合するようにプログラム可能である。
【００２９】
ＶＥＳＣＡＲを生産システム中で構成する多くの方法がある。例えば、ユニットは、ロード／アンロード開口に接続されたカセットロード／アンロードロックと組み合わせられ、ロード／アンロードロックは通気および排気システムならびに外部ドアと適合されて、複数の未処理基板のカセットがロード／アンロードロックに配置され、ロード／アンロードロックは排気され、その後予めプログラムされたシーケンスで、個々の基板は個々のコンパクト反応器に搬送され、個々のコンパクト反応器から搬送されてカセットに戻される。他の例として、ＶＥＳＣＡＲユニットは、１つの搬送位置によりロード／アンロード開口に接続され、一般的にクラスターツールハンドラとして知られている複数位置の真空中央ロボット基板ハンドラと組み合わされ、カセットロード／アンロードロックはクラスタツールハンドラに接続され、ロード／アンロードロックは通気および排気システムならびに外部ドアと適合されて、複数の未処理基板のカセットがロード／アンロードロックに配置され、ロード／アンロードロックは排気され、その後予めプログラムされたシーケンスで、個々の基板はクラスタツールハンドラを通して個々のコンパクト反応器に搬送され、個々のコンパクト反応器から搬送されてカセットに戻される。
【００３０】
複数のＶＥＳＣＡＲユニットは、いくつかのシステム実施形態において、ＣＶＤ、ＲＴＣＶＤ、エッチング、リソグラフィユニットなどのような他のプロセスユニットと統合してもよい。
【００３１】
本発明の実施形態にしたがったコンパクトな反応器ユニットの独特なジオメトリおよびアスペクトは、複数のユニットを組み合わせて、分離された単一の基板処理の利点を維持しながら、高い生産スループットに対して要求されるような、比較的多数の基板を同時に処理する利点も提供できる方法で、膜ディポジションに対する反復可能で制御可能な処理をすることができるユニットを提供する。他のアスペクトでは、先の利点を生じながら、高価な利用可能生産スペースを維持するシステムアーキテクチャが提供される。
【００３２】
【発明の実施の形態】
原子層ディポジション技術の商業化を企図する際に、一般的に、コーティングされる基板が異なる平面に配置され、比較的多い数の基板が単一の反応器で同時にコーティングされるシステムを意味するバッチタイプのＡＬＤシステムがスループットの観点から魅力的に見えていたが、本発明者は、この種の大きなバッチシステムが以下のいくつかの実施形態で教示されているような単一のガス供給路を持つコンパクトな薄型システムと比較していくつかの重大な欠点を持っていると見ている。
【００３３】
これらの困難性のいくつかは次の通りである。
（ａ）バッチシステム中のガスパルスは、コンパクトな単一基板システム中でなされるもの程早くまたシャープにすることができない。
（ｂ）裏面ディポジションをマルチ基板システムで防ぐことは困難である。背面ディポジションを防ぐためには、個々の基板を静電チャックのような装置を含む専用ヒータ上に留めることが必要である。
（ｃ）プラズマクリーニングガスは、単一基板システムと比較して、大きなバッチシステムでは非効率であることが分かっている。原位置プラズマクリーニングにより、メインテナンスクリーニング間を非常に長い時間にすることが実現可能である。
（ｄ）ガス消耗の影響はバッチプロセス反応器では厳しいプロセス制限となり、バッチシステムでは取り扱うのが困難である。
（ｅ）バッチプロセッサは、プロセス制御、基板間の反復性、プロセスバリエーション、およびメインテナンスについて、単一基板システムより柔軟性が少ない。バッチプロセッサは、比較的小さな設置面積のクラスタアーキテクチャ構成に対して容易にマッチングさせることができない。
【００３４】
これらおよび他の理由により、本発明者は薄型でコンパクトなＡＬＤ反応器（ＬＰ−ＣＡＲ）を含むＡＬＤ処理に対する独特なアプローチを開発した。これは内部体積および外部高の両方を減少させ、早いガス交換および向上したプロセス制御を可能とするとともに、独特なシステムアーキテクチャを可能にする。可能となった独特なアーキテクチャには、シリアルインテグレーション用のクラスタ方式に適用可能な、垂直に積み重ねられたマルチユニットシステムが含まれる。
【００３５】
以下で説明する実施形態では、本発明者は独特な薄型でコンパクトな反応器と、生産においてＡＬＤ反応器を使用する独特なシステムアーキテクチャを教示し、これはバッチタイプのＡＬＤシステムの制限された特徴を取扱い、そして解決する。
【００３６】
本発明の実施形態におけるＬＰ−ＣＡＲの独特な設計では、反応器中でコーティングされる存在する表面領域に対して反応器の内部プロセス体積を最小にすることよりいくぶん促進される早いガス交換を通して高いスループットが増す。単一基板反応器の長さおよび幅は収納される最大基板サイズにより定まるが、典型的に（基板が円形であれば）基板直径の約１．５倍であり、反応器の内部高は内部体積に対して制御できる寸法である。ここにおける発明の実施形態では、発明者は、コーティングされる基板表面への単一の非妨害ガス供給路を有する利点も認識しており、これにはコーティングされる表面が共通面に存在することが必要である。
【００３７】
境界層条件および適切なガス流を達成しなければならず、代替のプラズマ抑制設計を有することが望ましい。ＡＬＤプロセスは処理中に基板を加熱するためにプロセス体積中に基板ヒータを必要とし、さらに、ガス送出およびガス排出サブシステムの特別な要求がある。本発明の実施形態において、これらの要求のすべてが与えられると、単一基板処理に適切な薄型コンパクトＡＬＤ反応器（ＬＰ−ＣＡＲ）が提供される。以下で説明する本発明の実施形態では、薄型は水平寸法に対する反応器の高さとして定義される。本発明の異なる実施形態における水平寸法に対するＬＰ−ＣＡＲの高さの比は、特定のシステム要求に依存して変化させることができる。しかしながら、水平寸法に対する高さの比は、以下の実施形態では、一般的に１よりも小さく、０．２と同じぐらいに低くすることができる。約０．６５の比はここで説明する実施形態に対してさらに一般的である。
【００３８】
本発明の実施形態では、ＬＰ−ＣＡＲは独立的に制御可能な反応器であり、独特なアーキテクチャにおいてビルディングブロックとして使用して、処理シーケンス中のスループット要求および所要の柔軟性を取り扱うことができる。好ましいシステムの実施形態におけるＬＰ−ＣＡＲは垂直に積み重ねられ、これは貴重なプロセスの不動産を効率的に使用することを容易にする。垂直積重アーキテクチャは、垂直積重コンパクトＡＬＤ反応器に対して発明者によりＶＥＳＣＡＲとして名付けられている。
【００３９】
以下の詳細な説明において教示されているいくつかの実施形態では、ＶＥＳＣＡＲシステムはスタンドアローン構成とすることができ、基板はカセットロードロックサブシステムを通してＶＥＳＣＡＲユニットに供給され、ＶＥＳＣＡＲユニットから受け取られる。他の実施形態では、１つ以上のロードロックおよび１つ以上のＶＥＳＣＡＲユニットがクラスタツールハンドリングシステムにインターフェイスされ、これは、ＣＶＤ、ＰＶＤ、クリーニング、リソグラフィおよび他のもののような、ＡＬＤ以外の処理サブシステムも備えているかもしれない。
【００４０】
図３は本発明の実施形態にしたがったコンパクト反応器ユニット３３の最も概略的な等角投影図であり、これは実質的に単一面に存在しているコーティングされる基板表面と、この基板表面への単一ガス流路を持っている。本発明の好ましい実施形態の反応器ユニットの１側面における基板Ｉ／Ｏ（イン／アウト）開口５３には先に説明し、以下でさらに詳細に説明するようなゲート弁が備えられている。
【００４１】
処理される位置にロードされた基板４５に対するガス流は、ディポジションが生じる基板４５の表面に実質的に平行な水平方向であり、１側面（ガスイン）から入り、反対側側面（ガスアウト）から出る。先に図２に対して説明したように、先駆物質（化学種）は交互にパルス状で反応器ユニット３３に入れられ、その後にガス除去が続く。この実施形態では、ガス流は図の方向性矢印により表されているように、右（ガスイン）から左（ガスアウト）である。他の実施形態では、ガス流は左から右でもよい。ある実施形態では、個々のコンパクト反応器は反応器本体に組み込まれた注入マニホルドおよび排気マニホルドを持つ。
【００４２】
コンパクト反応器ユニット３３は、ステンレススチール、アルミニウム、合成グラファイト、または、適用された真空を維持し、ディポジションチャンバに対して技術的に知られているような適切な特性を提供するのに適当と思われる他の材料のような技術的に知られている適切な材料から組み立てることができる。ある実施形態では、反応器ユニット３３は真空下における強度を加える目的のために構造的なリブで補強してもよい。示されている実施形態におけるコンパクト反応器ユニット３３は、ディポジションのために少なくとも単一基板を収納するような全高ｈおよび幅および深さを持っている。異なるサイズの基板のために、非常に小さいものから４００ミリメートル以上の直径ぐらいまでスケーリングを行ってもよい。
【００４３】
水平寸法に関して、ｈｉとして表されている基板保持領域４９の実際の高さは、非常に重要なパラメータである。その理由はガスパルスおよび処理が生じる反応器の内部体積を規定するのをこの高さが助けるからである。以下で詳細に説明するシステムアーキテクチャにおいて、先に簡単に説明したように薄型をもたらすように外部高が制御され、反応器の積み重ねを容易にする。本発明の実施形態にしたがったＬＰ−ＣＡＲユニット中の反応領域の内部高は独立的に制御され、コーティングされる基板表面領域に対して事実上最小の体積をもたらす。これはガス利用を最大にし、早いガス交換を強化する。さらに一般的に言えば、本発明者により発見された重大な問題は、コーティングされる表面へのガス送出の速度を最大にしなければならない一方、表面を確実に飽和状態にし、ガスを過剰にすることなく十分な量の先駆物質を供給することである。これは反応器の内部形状により最も良く達成され、この内部形状は反応器中に注入される進行ガスの波頭中の一様な横断面を容易に実現し、内部体積を最小にし、基板表面へのガス流が妨害されないようにコーティングされる表面に対するガス路中に十分なクリアランスを提供する。
【００４４】
３００ミリメートルの基板直径に対して提供されるＬＰ−ＣＡＲでは、本発明の実施形態における内部高は約２．５４センチメートル（約１インチ）であることが好ましいが、実施形態毎にいくぶん変化させることができる。反応器領域の水平内部寸法に対する内部高の比が約０．２５を越えないようにして、早いガス交換および効率的な先駆物質の利用を確実に行うことが本発明者により好ましいものとされている。
【００４５】
いくつかの実施形態における（示されていない）リトラクタブル基板リフトピンは、基板をサポートするために基板保持領域４９の底部表面に配置されている。基板保持領域４９に存在する基板リフトピンの数は一般的に３本以上であり、基板を水平にサポートとするようなパターンでピンは配置されている。
【００４６】
基板リフトピンは、ＲＴＣＶＤのようなプロセスにおいて反応器チャンバ中の基板を水平にサポートするために一般的に使用される。いくつかの実施形態では、基板リフトピンは基板保持トレイの一部である。他の実施形態では、基板リフトピンは反応器チャンバに組み込まれている。一般的に、基板リフトピンは、小さな熱シンク領域を提供し、表面コーティング異常を避けるために基板表面において先がとがっている。この規則はＲＴＣＶＤのようなさらに熱を使用するプロセスや、あるいは基板の両表面が同時に処理されるケースにおいてさらに重大である。いくつかの実施形態では、適切な熱性能を持つ平坦な静電チャック（ＥＳＣ）を使用して、処理中に基板を動かないようし、背面ディポジションを排除するようにしてもよい。
【００４７】
コンパクト反応器ユニット３３は基板処理中に加熱および冷却される。領域５１はヒータコンパートメントを表しており、抵抗加熱コイルのような熱デバイスが収納されている。領域４７は反応器ユニット３３の上部表面を通る冷却ラインを含んでいる。さまざまなプロセスで使用される異なる化学種または先駆物質が、プロセス中にコンパクト反応器ユニット３３内部で異なる温度を維持するように要求するかもしれないことは当業者に明らかであろう。したがって、ディポジションの技術分野で既知のさまざまな加熱および冷却方法が本発明のさまざまな実施形態において適用可能であることを本発明者は意図している。同様に、領域５１は、異なる尺度の時間で熱のレベルを送出するために要求されるときに、例えば原位置アニール処理などを行うのに要求されるときに、１つ以上のタイプの熱素子を収納してもよい。
【００４８】
図４は本発明の実施形態にしたがった図３のコンパクト反応器ユニット３３の簡単化した図であり、フラップタイプの遠隔操作可能な弁５２が、開口５３をカバーおよび露出させるために設けられている。この弁は処理中に閉じられ、ＬＰ−ＣＡＲとの間の基板搬送中に開けられる。この実施形態では、開口５３を取り囲む真空シール５３が存在し、これはいくつかの実施形態ではＯリング、クオッドリング、メタルシール、技術的に知られている他の真空シールであってもよい。弁５２は真空シールに対して閉じるように設けられており、動作中ユニットを分離する。１つの実施形態におけるフランジ５４はゲート弁５２の背後に配置され、以下でさらに詳細に説明する生産アーキテクチャで真空チャンバのインターフェイス壁の非真空側に対してシールするために設けられた真空シール４８も備えている。
【００４９】
弁５２のようなゲート弁の自動制御について技術的に知られているさまざまな方法がある。本発明の好ましい実施形態では、弁はフラップタイプの弁であり、（図示されていない）カム動作の電気メカニズムが設けられ、反応器ユニット３３の壁に取り付けられ、また弁ドア上の（図示されていない）ピボットアームにも取り付けられる。電気リード線は動作中反応器３３の本体を非真空側から通り抜ける。本発明の精神および範囲を逸脱することなく、ゲート弁５２を開放および閉鎖するカムタイプのデバイスを取り付けるために、さまざまな取り付け方式を実施してもよい。電気的に動作するカムデバイスは通常のものであり、技術的にそして発明者にもよく知られている。
【００５０】
ここに示されている実施形態は、Ｉ／Ｏ開口に対するゲート弁をどのようにしてＬＰ−ＣＡＲ３３に設けるかの一例に過ぎないものである。他の実施形態では、フラップタイプのドアが、下からではなく上からピボット式に設けられてもよい。さらに他の実施形態では、フラップタイプのドアの代わりに、カム動作のスライディングドアを組み込んでもよい。好ましい実施形態では、設計および実施が容易であることからフラップタイプのドアが使用される。
【００５１】
フランジ５４とともにゲート弁５２の実際の形状は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく大きく変化してもよいことは当業者に明らかであろう。例えば、フランジ５４は丸みが付けられた矩形あるいはおそらく楕円形状の形態のものであってもよい。同様にゲート弁５２は先に説明したもの以外の他の形態をとってもよい。いくつかの実施形態では、反応器本体の一体化部分としてフランジを使用することなく、シールインターフェイスを設けてもよい。
【００５２】
図５は本発明の実施形態にしたがった図４に説明したような２つのコンパクト反応器ユニットの側面図であり、フランジ５４と真空チャンバのインターフェイス壁４２とで形成された真空インターフェイスを示している。非真空側では、（図５には図示されていない）積み重ね取り付け具またはラックが使用されて、反応器ユニット３３ａ，３３ｂおよび図５に示されていない他の反応器ユニットをサポートし、これは本発明の実施形態にしたがったＶＥＳＣＡＲシステムの一部である。垂直な構造に反応器ユニットをサポートして間隔を空けさせるために使用される積み重ね取り付け具またはラックは、ステンレススチールのような任意の耐久性のある材料、もしくは個々の反応器ユニットをサポートすることができ、起こりうる寸法変化に耐えることができる限り他の適切な材料から組み立ててもよい。システム中の共有インターフェイスとインターフェイスする１つ以上の構成要素を位置付けるのに使用する取り付け具は比較的一般的であり、当業者により知られている。本発明のこの実施形態におけるように積み重ね取り付け具についての重要な特性は、等しくかつ正確に反応器ユニットの間隔を空けて、基板の反復的な搬送の成功を容易にすることと、重さをサポートすることができることである。１つの実施形態では、適切な位置付けのために除去可能なスペーサを持つラック形態の取り付け具を使用することができる。他の実施形態では、正確に間隔を空けることは、ネジやこれに類するものを調整することにより達成してもよい。
【００５３】
さまざまな実施形態において、垂直積み重ね中のＬＰ−ＣＡＲユニットの間隔を空けることにより、各反応器のより低い熱い領域と各隣接反応器の上側の冷たい領域との熱分離ができなければならい。同様に、積み重ね中の最上および最下のＬＰ−ＣＡＲは、積み重ね中の他の反応器に対して同様な熱環境を持たなければならない。
【００５４】
図５に示されているチャンバ壁４２の左の領域は、以下に説明する垂直に積み重ねられたシステム中の真空搬送チャンバの真空領域である。チャンバ壁にフランジ５４を動かないようにすることは、ソケットヘッドネジのような通常の固定技術およびハードウェアにより達成することができる。代替実施形態では、係合フランジをおそらく溶接によりチャンバ壁に付着させてもよいので、フランジ５４は係合フランジにクランプ留めされ、これによりインターフェイスが完成する。このようなケースでは、係合フランジはフランジ５４に存在する開口に嵌め込まれるアライメントピンを備えている。多くの可能性ある構成が存在するが、そのうちのいくつかのみがここで説明されていることは当業者に明らかであろう。
【００５５】
図６は本発明の生産システムの実施形態においてカセットロードロック２１に直接インターフェイスされているＶＥＳＣＡＲシステム２７の側面図である。この実施形態では、前処理された基板がカセットロードロックにロードされる。このアーキテクチャでは、クリーンルーム環境をプロセスルームから分離する壁が開口を持っており、この開口を通してカセットロードロック２１とＶＥＳＣＡＲユニット２７がインターフェイスする。この種のクリーンルームインターフェイスは、生産システムに対して技術的に良く知られており、貴重なクリーンルームの空間を保護する。
【００５６】
ＶＥＳＣＡＲシステム２７は壁４２（図５も参照）を有する真空ハンドリングチャンバ３２と水平と共に垂直伸張能力を有するＺ軸ロボット３１を備え、Ｚ軸ロボット３１はここではカセットロードロック２１に伸張して示されている。前処理された基板がロードされたカセット７９は、Ｚ軸ロボット３１が基板をピックアップし、その基板をＶＥＳＣＡＲユニット２７に移動させることができるように配置されている。いったんＶＥＳＣＡＲ２７の内部に入ると、Ｚ軸ロボット３１は１８０度回転して、基板を反応器ユニットに配置するために適切な垂直位置まで伸張する。１０個の反応器ユニット３３（ａ−ｊ）が、真空壁４２にインターフェイスしている垂直に積み重ねられたアーキテクチャで示されている。
【００５７】
図６に示されているように他のものの上に１つある１０個のＬＰ−ＣＡＲユニットが発明者により考慮されており、スループットに取り組むための実際的な数が必要であるが、同時に不動産を節約して使用する必要がある。本発明のいくつかの実施形態では、Ｚ軸ロボット３１に関係する１つより多い伸張および搬送アーム、および／またはスループット上の何らかの搬送制限を避けるために１つよりも多い終端エフェクタが存在する。完成した基板は説明したローディングプロセスと逆の順序でアンロードされ、完成した基板はカセット７９に戻されて配置される。
【００５８】
図６のＶＥＳＣＡＲアーキテクチャは最小コストの解決方法であり、さらに高性能なＶＥＳＣＡＲアーキテクチャにさらに統合するためのスタート地点である。また示されているアーキテクチャは、複数のＬＰ−ＣＡＲユニットを使用してプロセスシーケンスおよび同様なものを開発する際に使用するための良いプロセス研究および開発構成である。図６のＶＥＳＣＡＲシステムで開発されるプロセスは、以下に説明するさらに複雑な処理方式までスケールアップしてもよい。
【００５９】
図７は本発明の実施形態にしたがったＡＬＤ生産システム１９の側面図である。ここで説明したさまざまな構成部品の独特な組み合わせおよび自動化は、さらに従来のＡＬＤ反応器で利用可能なシステムアーキテクチャに関連する障害を効率よく乗り越える。以下に説明され教示されている実施形態は、遅いディポジションレート、少ない生産空間の使用、現在のＡＬＤ応用および競合プロセスが直面する他の問題のような問題に対する実質的な解決方法を提供する。
【００６０】
図７を参照すると、ＶＥＳＣＡＲ２７は、図６を参照して先にも説明したような個々のコンパクト反応器ユニット３３ａ−ｊの接続装置に対する垂直インターフェイスを有する真空チャンバ３２を備えている。コンパクト反応器ユニット３３ａ−ｊは、独立的におよび真空チャンバ３２と一体的の両方で適当な真空を維持するように適合されている。各コンパクト反応器ユニット３３ａ−ｊ中に存在しているフラップタイプのゲート弁により、個々のポンプダウン（ゲート閉鎖）および真空チャンバ３２中の真空の共有（ゲート開放）が可能になる。各反応器ユニットにおいて個々に設けることにより、プロセスガスの真空、除去およびパージを可能にし、また先に説明したフラップタイプ弁のロードおよびアンロードを含む適当な弁操作により、垂直に積み重ねられた反応器とチャンバ３２との間で基板を搬送することができる。
【００６１】
本発明の範囲および精神から逸脱することなく、図６および図７で示されている数以外の、垂直に積み重ねられそしてＶＥＳＣＡＲ２７に存在するより多いまたはより少ないコンパクト反応器ユニットが存在してもよいことも当業者に明らかであろう。図７を参照してここに説明されている実施形態では、１０個のコンパクト反応器ユニット３３ａ−ｊが存在するが、本発明の実際の実施では、既知の商業化プロセスに関して競争可能な方法で高いスループットを促進するために適切と思われるぐらい多くのコンパクト反応器ユニットをＶＥＳＣＡＲ２７に組み込んでもよい。この数は実際問題として利用可能な垂直空間により制限され、その目的専用のハンドリング装置の範囲によりマッチングさせなければならない。
【００６２】
Ｚ軸ロボット３１は、コンパクト反応器ユニット３３ａ−ｊに関して基板を自動的にロードおよびアンロードし、他の材料ハンドリング装置とインターフェイスさせるためにチャンバ３２中に設けられる。Ｚ軸ロボット３１は垂直および水平位置に伸張させることができ、各コンパクト反応器ユニット３３ａ−ｊとインターフェイスさせるようにプログラムされている。Ｚ軸ロボット３１はこの実施形態では、任意の所要シーケンス中で反応器に基板をロードするようにもプログラムすることができる。例えば、基板は底部から頂部へ、頂部から底部へ、真ん中から頂部などへロードすることができる。さらに基板は１つのコンパクト反応器ユニットからアンロードし、他のコンパクト反応器ユニットにリロードすることができる。任意のシーケンスが可能である。いくつかの実施形態では、単一のＺ軸ロボットに関連する、終端エフェクタおよびこれに類するもののような複数の基板ハンドリング装置が存在する。
【００６３】
コンパクト反応器ユニット３３ａ−ｊはチャンバの１つの壁に沿ってチャンバ３２とインターフェイスされ、注意深く間隔が空けられて、Ｚ軸ロボットによるエラーのないロードおよびアンロードを可能にする。さらなる図面を参照した追加的な詳細説明で以下に示されているように、反応器は真空シールによりチャンバとインターフェイスし、ラックアセンブリ外部チャンバ３２によりサポートされる。
【００６４】
この実施形態では、真空中央ロボット基板ハンドラ２３がゲート弁２９を通してＶＥＳＣＡＲ２７とインターフェイスされる。ゲート弁２９は真空弁であり、ＶＥＳＣＡＲユニット２７が基板搬送間にクラスタツールハンドラから分離できるようにする。回転メカニズム２５を通して動作する搬送メカニズム４３はＺ軸ロボット３１との間で基板をロードおよびアンロードする。図７の搬送メカニズムはゲート弁２９まで伸張しているように示されている。示されている位置から１８０度の位置では、搬送メカニズム４３はカセットロードロック２１まで伸張することができる。カセットロードロック２１では、前処理された基板がロードされ、完成した基板がアンロードされる。ハンドラ２３により描かれている種類のロボット基板ハンドリングシステムは、いくつかのベンダから商業的に入手可能であり、そのうちのいくつかは、ブックス・オートメーション、イクワップ、およびスマートマシーンズである。
【００６５】
本発明の好ましい実施形態では、前処理された基板は最初に、（示されていない）垂直に向けられたカセットまたはラック中のカセットロードロック２１に配置される。前処理された基板がカセットロードロック２１に提供された後に、ロックは閉じて、（示されていない）真空ポートを通して指定された真空にガスが抜かれる。ロボットハンドラ２３内の搬送体積も、これも示されていない真空ポートを通して指定された真空にガスが抜かれる。真空チャンバ３２は、（示されていない）同様な真空ポートを通してポンプダウンされる。すべてのユニットが適当にポンプされると、ゲート弁３５が開いて搬送メカニズム４３がカセットロードロック２１に伸張して、１度に１つずつ基板を取り出せるようになる。カセットロードロック２１中の（示されていない）カセットハンドラは、前処理された基板を保持する垂直カセットを保持するプラットホームを上下させることができる。
【００６６】
搬送メカニズム４３が基板を取り出すとき、ロボットハンドラ体積内に引き込まれ、ＶＥＳＣＡＲ２７に伸張できるように１８０度の位置に回転される。一般的にゲート３５は搬送中に閉じるが、これは多くのプロセスフロー方式で厳格に要求されるものではない。ＶＥＳＣＡＲ２７における搬送メカニズムにより、ゲート弁２９が開いて、搬送メカニズム４３が基板をＺ軸ロボット３１に渡せるようにする。その後Ｚ軸ロボット３１は基板を受け取って、垂直に積み重ねられたコンパクト反応器ユニットの１つまたは他のものなどにロードする。
【００６７】
多くの動作方式が可能である。示されているアーキテクチャでは、１つの好ましい方式は、ロード・アンロードカセット２１中の位置と等しい数のコンパクトＡＬＤ反応器となるようにシステムを適合させる。ロードロック２１からすべての基板が反応器ユニットに搬送される（その後すべての反応器ユニットが各基板をコーティングする）まで搬送は継続し、その後介在する弁が閉じ、処理が反応器ユニット３３ａ−ｊで開始する。このシステムはバッチシステムの処理ステップを有するが、すべての基板は個々に分離された反応器ユニット中で処理される。
【００６８】
他の多くの方式が可能である。各コンパクト反応器は分離ゲート弁を持つことから、いくつかの方式では、反応器処理は基板がロードされるとすぐに開始される。他のプロセスフロー方式は当業者に明らかであろう。
【００６９】
１つの実施形態では、チャンバ３２に対して個々のポンピングおよび分離がもたらされると、反応器にロードされ、処理が反応器ユニットで開始する前の時間に、不活性ガスを出すことによりチャンバ３２中の圧力を、個々の反応器のフラップタイプ弁にかかる圧力差をもたらすのに十分なレベルまで増加させ、そうでない場合に可能なものよりも、個々の反応器弁に付加的なシール力を提供する。
【００７０】
コンパクト反応器ユニット３３ａ−ｊ中ですべてのプロセスが実行された後に、各ユニットにインストールされているフラップタイプのゲート弁（図４の構成要素５２）を開けて、ロードに関して先に説明したプロセスとは逆のプロセスで基板をアンロードすることができる。１つずつ、完成した基板は一般的に基板が取り出されたのと同じカセットに戻される。弁３５を閉じてその後ロック２１が排出できるようにされ、完成した基板のカセットロードが取り除かれる。この処理は、カセットロードロック２１中に前処理された基板を残し、カセットロードロック２１中の完成した基板をピックアップする点から完全に自動化されている。ゲート弁開放、送出の速度、（プロセスのシーケンスを含む）プロセスの長さ、ポンプダウンシーケンス、および他の要求されるコマンドに関連するタイミングのフィーチャーは、一般的に技術的に知られている技術にしたがったソフトウェアおよびハードウェアを制御するプログラム可能な機能である。
【００７１】
いくぶん、先に説明したような化学吸着によりディポジション表面上に層が形成される、ＡＬＤプロセスの流量から独立した性質のために、技術的に知られているように、コンパクト反応器ユニット３３ａ−ｊのようなコンパクト反応器ユニットは、３００ミリメートル基板のような最適サイズの基板を受け入れる幅を持つように設計することができる。また、コンパクト反応器ユニット３３ａ−ｊのサイズをスケールダウンすることなく、より小さい基板を同じシステム中で処理することができる。他の実施形態では、１度に１つのより小さい基板を処理するために、スケールダウンされたシステムを実現することができ、あるいはフラットパネルディスプレイなどのような他の製品のためにスケールアップしたバージョンを提供することもできる。
【００７２】
本発明のいくつかの実施形態では、直前のパラグラフで言及したような特定の基板サイズに対して開発されたＬＰ−ＣＡＲは、より小さいサイズの複数の基板を処理するように適合させてもよい。図８は、図４に示されているタイプのＬＰ−ＣＡＲ３３の平面図であり、破線の円７０として公称基板サイズが示されている。本発明の代替実施形態におけるＬＰ−ＣＡＲは、例えばＬＰ−ＣＡＲユニット３３中の基板７０よりもより小さい３つの基板７２を処理するように適合させてもよい。いくつかの実施形態では、ユニット３３に回転チャックを設けて、基板７２が共通の搬送点に配置され、取り出されるようにしてもよい。他の実施形態では、ロボット搬送デバイスは、ハース上の所要の位置に基板を配置するように適合させてもよい。さらに他の実施形態では、複数の基板をＬＰ−ＣＡＲユニットとの間で搬送される共通のキャリア中で取り扱ってもよい。これにより、同じプロセス平面中に複数の基板を有する単一基板ＬＰ−ＣＡＲ設計を使用することができる。
【００７３】
先に説明した独特なアーキテクチャは、現行技術で以前に利用可能ではなかった完全に自動化された商業化ＡＬＤプロセスを提供する。ＶＥＳＣＡＲ２７を利用することにより、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤおよびこれらに類するもののような競合する技術によりもたらされるスループットに匹敵する高いプロセススループットを達成することができる。また、ＡＬＤプロセスを通して達成可能な固有の均一性の向上のために、そして個々の反応器ユニットがバッチ技術の代わりに使用される事実のために、交差汚染およびこれに類するものに関係する問題を生じることなく、より高い生産性を実現することができる。これらの効果を達成する際に、コンパクトユニットを垂直に積み重ねることから、少ない生産フロアースペースが非常に控えめに使用される。
【００７４】
図７を参照して説明した実施形態は、ＶＥＳＣＡＲ２７で利用することができる装置の多くの可能性ある構成の一例を示しているに過ぎない。この実施形態に示されているものでは１つのカセットロードロック２１と１つのＶＥＳＣＡＲ２７のみが存在するが、追加ロードロックまたはＶＥＳＣＡＲユニットを追加してもよい２つの付加的な位置がロボットハンドラ２３上に存在する。先に説明したような装置の追加に関するさらなる詳細説明は、以下の付加的な実施形態において提供される。
【００７５】
図９は、本発明の代替実施形態にしたがった図７の生産システム１９の上面図であり、ＣＶＤ、クリーニング、これらに類するもののような付加的なプロセスを実行するために、追加ＶＥＳＣＡＲユニットまたはカセットロードロックがロボットハンドラ２３にインターフェイスされている。ロボットハンドラ２３は、図９中に位置Ａ，Ｂ，ＣおよびＤとして示されている４つの９０度の位置を持っている。位置Ａは、図７を参照して説明したゲート弁３５およびカセットロードロック２１に接続されている。位置Ｂは、ゲート弁７５およびカセットロードロック７１に接続されている。位置Ｃは、図１および図２を参照して説明したゲート弁２９およびＶＥＳＣＡＲユニット２７に接続されている。位置Ｄは、ゲート弁７７および第２のＶＥＳＣＡＲユニット７３に接続されている。搬送メカニズム４３は、図７の動作ユニット２５により制御され、これにより搬送メカニズム４３が回転され、各位置が達成される。図９では、メカニズム４３が位置Ｃにおいて伸張されているように示されており、ロードされた基板をＶＥＳＣＡＲユニット２７中に受け入れることができる。ゲート弁２９は、基板の搬送が可能な開放位置にある。（破線により示されている）搬送メカニズム４３は引っ込められた位置にあり、位置Ｂのゲート弁７５およびカセットロードロック７１に向けられている。この例では、搬送メカニズムはカセットロードロック７１から基板を取り出し、ＶＥＳＣＡＲユニット２７に配置している。搬送メカニズム４３は、示されている４つすべての位置に関して同様な方法で動作し、ロードロックからＶＥＳＣＡＲユニットにそしてロードロックに戻すように搬送を成功させるために、伸張、引き込み、回転および伸張が実行される。
【００７６】
１つの実施形態では、３つのＶＥＳＣＡＲユニットおよび１つのカセットロードロックが利用され、異なる並列プロセス（１つのプロセスモジュール中のすべての反応器ユニットは１つのプロセス専用）が各プロセスモジュール中で実行される。同様に、直列処理（１つのプロセスモジュール中の各反応器ユニットは異なるプロセス専用）も実行可能である。他の実施形態では、１つのプロセスモジュールが直列処理専用である一方で、他のプロセスモジュールが２つのカセットロードロックを組み込んだシステムによる並列処理専用であってもよい。本発明の精神および範囲を逸脱することのない、生産システム１９を利用することができる多くの処理構成が存在し、その内のいくつかを上記で既に説明したことは当業者に明らかであろう。
【００７７】
図１０はＶＥＳＣＡＲシステム２７の背面図であり、本発明の実施形態にしたがったチャンバ壁４２にインターフェイスしている１０個の垂直に積み重ねられた反応器ユニットの内の３つを示している。垂直に向けられたガス注入マニホルド５５が、垂直に積み重ねられた反応器ユニットの１つの側面で示されており、ガスまたは蒸気物質を反応器に供給する。本発明の好ましい実施形態では、複数の先駆物質および不活性ガスが処理中に反応器ユニット３３に交互にパルス状に入れられるが、図面の混乱を避けるため、１つのマニホルド５５のみがこの図面に示されている。本発明の実際の実施では、１つのマニホルドが各先駆物質ガスまたは蒸気に対して使用され、少なくとも１つがパージガスのために使用される。したがって、最低で３つのマニホルドが一般的に使用される。
【００７８】
本発明の好ましい実施形態では、弁付きチャージ管が使用され、供給される各ガスまたは蒸気について各反応器への供給量を制御する。図１０では、このようなチャージ管６２の１つが示されている。これらの個々のチャージ管は、予め定められた体積のものであり、制御された圧力および温度のガスまたは蒸気でチャージされるので、ガスまたは蒸気の分子数は既知である。各チャージ管は２つの弁により分離されており、管６２の場合には、これはチャージ弁５４，および注入弁６１である。注入弁６１を開放したとき、配管のそのセクションのチャージされた内容物が反応器ユニット３３中にディスチャージされる。注入弁６１を閉じてチャージ弁５４を開くと、予め定められた圧力および温度の先駆物質ガス、蒸気、またはパージガスでチャージ管を満たすことができる。
【００７９】
クイック接続フランジ５６を使用して、ガスおよび先駆物質源を反応器ユニット３３に接続し、各反応器ユニットとの間のすべてのガスおよび蒸気ラインの比較的速い開放を可能にするために他のクイック接続を提供してもよい。先駆物質およびガスパージのパルス化は、ＡＬＤシーケンスに対して要求されるようなシーケンシャルな方法でなされる。個々のパルスの時間は一般的に非常に短く（プロセスに依存して約５０から３００ミリ秒）、パルスは短い遷移時間により一般的に分離されている。この理由のために、高速切り替え特性の弁が組み込まれている。高速切替弁は技術的におよび本発明者によく知られている。
【００８０】
垂直に向けられた真空排気マニホルド６３は、この実施形態では反応器チャンバからガスおよび蒸気を排気するためにクイック接続取り付け具５８により反応器ユニット３３の右側面に接続されている。クイック接続の使用は、個々の反応器の除去およびサービスを容易にすることを意味する。このようなクイック接続は技術的に知られており、さまざまな形状および構成で利用可能である。修理または置換を容易にするために真空シャットオフ弁６０が設けられている。この弁は一般的にガスパルス入力の間には開放される。
【００８１】
電力は表示されている電気ライン５７を通して反応器ユニット３３に供給される。電力は、図４のゲート弁５２、熱源、およびこれらに類するもののようなさまざまな構成要素に電力を供給するために提供される。制御信号は弁のようなものに対して供給され、表示されている制御ライン５９を通して提供される。電気コネクタ６７および６８は、反応器ユニット３３の迅速な除去を容易にするためにライン５７および５９のような電気ラインに提供される。
【００８２】
図２を参照して説明したように、基板は一般的に処理中に加熱され、処理後に冷却されなければならない。したがって、接続には液体冷却も設けられる。冷却剤をリサイクルする冷却システムは、冷却反応器中で共通である。このようなシステムは技術的にそして発明者に知られている。
【００８３】
熱源は反応器３３に組み込まれており、本発明の実施形態では、ＬＰ−ＣＡＲユニット対する独特な全体的な薄型の要求に対応するためにヒータは高さが制限されている。
【００８４】
本発明の好ましい実施形態では、１つの真空ポンプがすべてあるいは任意の数のコンパクト反応器ユニット３３をポンプダウンすることができる。これは、真空ポンプと反応器ユニットとの間にインストールされている真空インターフェイスで達成され、反応器ユニットから導かれるすべての真空ラインがこの真空インターフェイスに接続される。各接続において、プログラムされた命令毎に開閉できるように弁が設けられていることから、反応器ユニットの任意の組み合わせを同時あるいは独立してポンプダウンすることができる。好ましい実施形態では、１つ以上の反応器ユニットを周囲に窒素あるいは空気がある状態にし、弁６０，６１を閉じることにより分離して、他のユニットは真空下のままにすることができる。
【００８５】
本発明の好ましい実施形態では、個々のコンパクト反応器ユニットは、クイック接続を切断し、電線をプラグから抜き、インターフェイスチャンバ壁からフランジ５４を分離し、位置付けおよびサポートするのに使用される積み重ね取り付け具またはラックから反応器ユニット３３を除去することにより、図７の真空チャンバ３２のインターフェイス壁から容易に除去することができる。いくつかの例ではフランジプラグ（Ｏリングを備えた固いフランジ）が設けられ、チャンバ壁または係合フランジにボルト留めまたはクランプ留めされるので、システムの完全なシャットダウンまたは他のＬＰ−ＣＡＲユニットとの置換を必要とせずにメインテナンスなどのための除去することができる。
【００８６】
本発明の精神および範囲を逸脱することなく反応器ユニットの容易な除去を促進するのに使用することができる多くのクイック接続が存在することは当業者に明らかであろう。これらの方法およびこのようなハードウェアは技術的に知られており、発明者に知られている。
【００８７】
図１１は本発明の実施形態にしたがったガスリサイクルおよび先駆物質捕捉システムの図であり、ガスをリサイクルすることができ、廃棄のために有害な副産物を捕捉することができる。先駆物質およびガスパージは先に説明したように独立してコンパクト反応器ユニット３３にパルス入力されることから、当然の結果として、先駆物質または副産物を独立して集め捕捉することができる。リサイクルおよび捕捉システム６５は各反応器の排気側にインストールされ、閉ループ制御が図６のガス注入マニホルド５５を備えた３ウェイ高速切替気体弁に接続されるので、パージガスＰを反応器ユニット３３にリサイクルして戻すことができる。ＡおよびＢにより表されている化学種を先駆物質トラップ６９（すなわちクリオトラップ）で独立して捕捉することができ、これは有害成分を廃棄するために除去することができる。非有害ガスまたは化学物質は先駆物質トラップ６９をバイパスし、排気ポンプによりポンプアウトされる。ここで説明および教示した革新的なアプローチにより、使用されるガスを減少させることができ、さらに環境的に優しいプロセスを提供する。
【００８８】
直列処理の場合に、各反応器が先に説明したようなトラップシステム６５のようなトラップシステムを持つことは当業者に明らかであろう。しかしながら、各反応器中で同じプロセスが実行される並列処理では、排気側で１つのトラップシステムを利用してもよい。
【００８９】
本発明の精神および範囲を逸脱することなく、図７の生産システム１９のような生産システムを利用し、さまざまな技術と統合してもよいことは当業者に明らかであろう。例えば、ＶＥＳＣＡＲユニット２７は、ＣＶＤシステム、クリーニングモジュール、リソグラフィユニット、あるいは技術的に知られている他のプロセスユニットを備えたロボットハンドラプラットフォームインターフェイスを共有してもよい。化学吸着によるＡＬＤプロセスに固有な均一特性のために、基板サイズの制限や反応器数の制限がないことは当業者に明らかであろう。したがって、ＶＥＳＣＡＲユニット２７は他の競合技術に関して最適な商業応用に対して設計することができる。可能である他の多くの構成および応用実施形態が存在し、その内の多くのものを既に説明した。
【００９０】
本発明の精神および範囲を逸脱することなく、ここで説明した装置および方法に対して多くの代替手段がなし得ることから、本発明の範囲は特許請求の範囲の広さによってのみ制限されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は一般的な原子層ディポジションプロセスの概略図である。
【図２】図２はＡＬＤガスパルス入力に対する典型的なタイミング図である。
【図３】図３は本発明の実施形態にしたがった薄型コンパクト反応器ユニットの等角投影図である。
【図４】図４は本発明の実施形態にしたがったフラップタイプのゲート弁およびフランジを示している図１のコンパクト反応器ユニットの等角投影図である。
【図５】図５は本発明の実施形態にしたがった図１に示されているような２つのコンパクト反応器ユニットの右側面図である。
【図６】図６は本発明のさらに他の実施形態にしたがったロードロックと統合されたＶＥＳＣＡＲ２７の側面図である。
【図７】図７は本発明の実施形態にしたがったＡＬＤの垂直に積み重ねられたシステムアーキテクチャの側面図である。
【図８】図８は単一ＬＰ−ＣＡＲユニット中で複数の基板を処理するように適合された本発明の実施形態にしたがったＬＰ−ＣＡＲの平面図である。
【図９】図９は本発明の代替実施形態にしたがった生産システム１９の上面図である。
【図１０】図１０は本発明の実施形態にしたがった背面から見た図９の積み重ねられたコンパクト反応器ユニットの立面図である。
【図１１】図１１は本発明の実施形態にしたがったガスリサイクルおよび先駆物質捕捉システムの図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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１０】
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【図１１】
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