(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエハ温度の均一性を向上させるためのバッチ処理チャンバ用サセプタアセンブリを提供する。【解決手段】サセプタアセンブリ１４０は、サセプタ基部３１０と、サセプタ基部３１０の上に複数のパイ形状の外板３５０とを備える。さらに、サセプタ基部３１０の中心にパイアンカーが位置づけされる。パイアンカーは、パイ形状外板３５０と協働的に相互作用して処理中にパイ形状の外板３５０を適所に保持する。【選択図】図６
2018022880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サセプタアセンブリであって、
サセプタ基部と、
前記サセプタ基部の複数のパイ形状の外板と、
前記サセプタ基部の中心にあり、前記パイ形状の外板と協働的に相互作用して、前記パイ形状の外板を適所に保持するように構成されたパイアンカーと
を備えるサセプタアセンブリ。
【請求項２】
前記サセプタ基部は、複数の凹部を含む、請求項１に記載のサセプタアセンブリ。
【請求項３】
前記サセプタ基部の凹部内に複数のポケットカバーを更に含む、請求項２に記載のサセプタアセンブリ。
【請求項４】
前記ポケットカバーは、前記凹部の深さとほぼ同じ厚さを有する、請求項３に記載のサセプタアセンブリ。
【請求項５】
前記パイアンカーが少なくとも１つの凸部を含み、前記パイ形状の外板は、前記パイ形状の外板の内周エッジに隣接し且つ前記パイアンカーの少なくとも１つの凸部と協働的に相互作用するように寸法形成された少なくとも１つの凹部を有する、請求項１に記載のサセプタアセンブリ。
【請求項６】
前記サセプタ基部は、外周エッジに隣接する少なくとも１つの凸部を含み、前記パイ形状の外板は、前記パイ形状の外板の外周エッジに隣接し且つ前記サセプタ基部の少なくとも１つの凸部と協働的に相互作用するように寸法形成された少なくとも１つの凹部を有する、請求項５に記載のサセプタアセンブリ。
【請求項７】
前記パイ形状の外板は、内周エッジに隣接する凸部と、外周エッジに隣接する凸部とを含む、請求項１に記載のサセプタアセンブリ。
【請求項８】
前記サセプタ基部は、外周エッジに隣接する凹部を有し、前記アンカーは、前記パイ形状の外板の凸部と協調的に相互作用するように位置づけされ且つ寸法形成された凹部を含む、請求項７に記載のサセプタアセンブリ。
【請求項９】
前記アンカーと前記外板の内周エッジの上にクランプ板を更に備える、請求項１に記載のサセプタアセンブリ。
【請求項１０】
前記ポケットカバーは、リフトピンが通り抜けることができる複数の細長い孔を含む、請求項３に記載のサセプタアセンブリ。
【請求項１１】
前記パイ形状の外板は更に凹部を含む、請求項１に記載のサセプタアセンブリ。
【請求項１２】
前記凹部は、前記凹部内に位置づけされるべき基板とほぼ同じ深さを有する、請求項１１に記載のサセプタアセンブリ。
【請求項１３】
前記凹部は、前記凹部の外周エッジのリッジと、前記凹部のリッジに位置づけされたリングとを更に含む、請求項１１に記載のサセプタアセンブリ。
【請求項１４】
前記サセプタ基部は、グラファイトを含む材料でできており、約２０ｍｍから約４０ｍｍまでの範囲の厚さを有する、請求項１に記載のサセプタアセンブリ。
【請求項１５】
前記パイ形状の外板は、セラミックを含む材料でできており、約４ｍｍから約１０ｍｍまでの範囲の厚さを有する、請求項１に記載のサセプタアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本開示は概して、サセプタにおいてウエハを支持するポケットに関する。具体的には、本開示の実施形態は、バッチ処理チャンバ用のウエハポケットを有するサセプタアセンブリを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］バッチ処理チャンバにおいて、膜厚、屈折率及びウェットエッチ速度の均一性は主に、ポケットの半径方向及び進行方向の温度変化によって変わる。幾つかの堆積膜、例えばＳｉＮは、ポケット内の両方向の温度勾配と均一性に対して非常に敏感である。ほとんどの膜において、温度の非均一性の方がＲＦの非均一性よりも重要である。１つのスリットバルブを有するカルーセルサセプタを使用する現在の幾つかのバッチ処理チャンバにおいて、５つのゾーンヒータコイルでは、ゾーンごとの調整及びサセプタの回転によっても、ウエハの大きな温度勾配（＞１０℃）を補正するのに十分ではない。これは一部において、スリットバルブとリフトピン近辺の冷点に起因しうる。
【０００３】
［０００３］現在のＳｉＣがコーティングされたグラファイトのサセプタは大きく、一体型であり、清掃するのに費用がかかる。サセプタを清掃するためには、予備のサセプタを維持して、チャンバのダウンタイムを最小限に抑える。新たなサセプタが設置されるときはいつでも、平坦度、振れ度及び他の測定は文書である。ＳｉＣがコーティングされた材料は、塩類、有機試薬の水溶液、いくつかの希酸（例：希ＨＦ、ＨＣＩ、Ｈ２ＳＯ４、ＨＮＯ３）及び高温不活性ガスに対する耐性を有する。しかしながら、ＳｉＣコーティング自体は不活性ではなく、ＮＦ３プラズマ又はフッ素、ＨＦ環境下では腐食しやすい。
【０００４】
［０００４］従って、当技術分野においてウエハ全体の温度均一性を向上させる装置及び方法が必要である。また、当技術分野においてチャンバ環境に対して不活性であるサセプタも必要である。
【発明の概要】
【０００５】
［０００５］本開示の一又は複数の実施形態は、サセプタ基部、複数のパイ形状の外板、及びパイアンカー（ｐｉｅ  ａｎｃｈｏｒ）を備えるサセプタアセンブリを対象とする。複数のパイ形状の外板は、サセプタ基部の上にある。パイアンカーは、サセプタ基部の中心にあり、パイ形状の外板と協調的に相互作用して、パイ形状の外板を適所に保持するように構成される。
【０００６】
［０００６］本開示の追加の実施形態は、サセプタ基部の上に延在する複数のアイランド（ｉｓｌａｎｄ）を有するサセプタ基部を備えるサセプタアセンブリを対象とする。アイランドは、処理中に基板を支持するように寸法形成される。複数の外板は、複数のアイランドを囲むように位置づけされ、複数の外板は各々セラミック材料でできている。
【０００７】
［０００７］本開示の更なる実施形態は、凹部内にポケットカバーを有する複数の凹部を有するサセプタ基部を備えるサセプタアセンブリを対象とする。ポケットカバーは、凹部の深さとほぼ同じ厚さを有する。サセプタ基部には、複数のパイ形状の外板がある。各パイ形状の外板は、パイ形状の外板の内周エッジに隣接する少なくとも１つの凹部又は凸部を有する。パイアンカーは、サセプタ基部の中心にある。パイアンカーは、パイ形状の外板と協調的に相互作用して、パイ形状の外板を適所に保持するように構成される。パイアンカーは、少なくとも１つの凹部と協調的に相互作用するように寸法形成された少なくとも１つの凸部、又はパイ形状の外板の少なくとも１つの凸部と協調的に相互作用するように寸法形成された少なくとも１つの凹部を含む。クランプ板は、アンカーと、外板の内周エッジの上に位置づけされる。
【０００８】
［０００８］上述の本開示の特徴を詳細に理解しうるように、上記に簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって得られ、一部の実施形態は、付随する図面に例示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、付随する図面はこの開示の典型的な実施形態のみを例示し、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いことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の一又は複数の実施形態に係るバッチ処理チャンバを示す断面図である。
【図２】本開示の一又は複数の実施形態に係るバッチ処理チャンバを示す部分斜視図である。
【図３】本開示の一又は複数の実施形態に係るバッチ処理チャンバを示す概略図である。
【図４】本開示の一又は複数の実施形態に係るバッチ処理チャンバで使用される楔形のガス分配アセンブリの一部を示す概略図である。
【図５】本開示の一又は複数の実施形態に係るバッチ処理チャンバを示す概略図である。
【図６】本開示の一又は複数の実施形態に係るサセプタアセンブリを示す図である。
【図７】本開示の一又は複数の実施形態に係るサセプタアセンブリのアンカー（ａｎｃｈｏｒ）を示す図である。
【図８】本開示の一又は複数の実施形態に係るサセプタアセンブリを示す図である。
【図９】本開示の一又は複数の実施形態に係るサセプタアセンブリを示す図である。
【図１０】本開示の一又は複数の実施形態に係るサセプタアセンブリ用のポケットカバーを示す図である。
【図１１】本開示の一又は複数の実施形態に係るサセプタアセンブリを示す図である。
【図１２】本開示の一又は複数の実施形態に係るサセプタアセンブリと共に使用されるリフトピンを示す図である。
【図１３】本開示の一又は複数の実施形態に係るサセプタアセンブリを示す図である。
【図１４】本開示の一又は複数の実施形態に係るサセプタアセンブリを示す図である。
【図１５】本開示の一又は複数の実施形態に係るサセプタアセンブリを示す図である。
【図１６】図１５の実施形態と共に使用される外板を示す図である。
【図１７】本開示の一又は複数の実施形態に係るサセプタアセンブリを示す図である。
【図１８Ａ】本開示の一又は複数の実施形態に係るポケットの設計を示す図である。
【図１８Ｂ】本開示の一又は複数の実施形態に係るポケットの設計を示す図である。
【図１９Ａ】本開示の一又は複数の実施形態に係るポケットの設計を示す図である。
【図１９Ｂ】本開示の一又は複数の実施形態に係るポケットの設計を示す図である。
【図２０】本開示の一又は複数の実施形態に係るポケットの設計を示す図である。
【図２１】本開示の一又は複数の実施形態に係るポケットの設計を示す図である。
【図２２】本開示の一又は複数の実施形態に係るポケットの設計を示す図である。
【図２３Ａ】本開示の一又は複数の実施形態に係るポケットの設計を示す図である。
【図２３Ｂ】本開示の一又は複数の実施形態に係るポケットの設計を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［００３２］本開示の幾つかの例示的な実施形態が説明される前に理解するべきことは、本開示が以下の説明で提示される構成又はプロセスステップの詳細に限定されないということである。本開示は、他の実施形態も可能であり、様々な方法で実施又は実行することができる。
【００１１】
［００３３］本明細書で使用される「基板」とは、製造処理中に膜処理が実施される、いずれかの基板又は基板上に形成された材料面のことを指す。例えば、処理が実施され得る基板表面は、用途に応じて、ケイ素、酸化ケイ素、ストレインドシリコン、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）、炭素がドープされた酸化ケイ素、アモルファスシリコン、ドープされたケイ素、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガラス、サファイアなどの材料、並びに金属、金属窒化物、金属合金、及びその他の導電材料などの任意の他の材料を含む。基板は非限定的に、半導体ウエハを含む。基板表面を研磨、エッチング、還元、酸化、ヒドロキシル化、アニール、及び／又はベークするために基板を前処理プロセスに曝してもよい。基板自体の表面上で直接膜処理することに加えて、本開示では、開示されたいずれかの膜処理ステップを、以下により詳細に開示される基板上に形成された下層に実施することが可能である。「基板表面」という語は、文脈が示すように、このような下層を含むように意図される。このため、例えば膜／層又は部分膜／層が基板表面上に堆積したところでは、新たに堆積した膜／層の曝露された表面が基板表面となる。
【００１２】
［００３４］本明細書及び特許請求の範囲で使用される「前駆体」、「反応物質」、「反応性ガス」等は、基板表面と反応しうるいずれかのガス状核種を指すために同じ意味で使用される。
【００１３】
［００３５］図１は、注入器又は注入器アセンブリとも呼ばれるガス分配アセンブリ１２０と、サセプタアセンブリ１４０とを含む処理チャンバの断面を示す図である。ガス分配アセンブリ１２０は、処理チャンバにおいて使用される、いずれかの種類のガス送達装置である。ガス分配アセンブリ１２０は、サセプタアセンブリ１４０に面する前面１２１を含む。前面１２１は、サセプタアセンブリ１４０に向かってガスの流れを送る、いずれかの数の、又は様々な開口部を有しうる。ガス分配アセンブリ１２０はまた、図示した実施形態ではほぼ丸い外側エッジ１２４も含む。
【００１４】
［００３６］使用される特定形式のガス分配アセンブリ１２０は、使用される特定プロセスによって変わりうる。本開示の実施形態は、サセプタと、ガス分配アセンブリとの間の隙間が制御される、いかなる型式の処理システムにおいても使用可能である。様々な型式のガス分配アセンブリ（例：シャワーヘッド）を用いることができるが、本開示の実施形態は、複数のほぼ平行するガスチャネルを有する空間的ガス分配アセンブリと合わせると特に有用でありうる。本明細書及び特許請求の範囲で使用される「ほぼ平行する」という語は、ガスチャネルの長手軸がおおよそ同じ方向に延在することを意味する。ガスチャネルの平行度はわずかに不完全であってよい。二元反応において、複数のほぼ平行するガスチャネルは、少なくとも１つの第１の反応性ガスＡチャネル、少なくとも１つの第２の反応性ガスＢチャネル、少なくとも１つのパージガスＰチャネル、及び／又は少なくとも１つの真空Ｖチャネルを含みうる。第１の反応性ガスＡチャネル（複数可）、第２の反応性ガスＢチャネル（複数可）及びパージガスＰチャネル（複数可）から流れるガスは、ウエハの上面に向かって方向づけされる。ガス流の一部はウエハの表面全体を水平に移動し、パージガスＰチャネル（複数可）を通って処理領域から排出される。ガス分配アセンブリの一方の端部から他方の端部まで移動する基板は、順番に各処理ガスに曝露され、基板表面に層が形成される。
【００１５】
［００３７］いくつかの実施形態では、ガス分配アセンブリ１２０は、単一の注入器ユニットでできた硬い静止体である。一又は複数の実施形態では、ガス分配アセンブリ１２０は、図２に示すように、複数の独立したセクター（例えば注入器ユニット１２２）でできている。記載される本開示の様々な実施形態と共に、単体又は複数のセクターからなる本体のいずれかを使用することができる。
【００１６】
［００３８］サセプタアセンブリ１４０は、ガス分配アセンブリ１２０の下方に位置付けされる。サセプタアセンブリ１４０は、上面１４１と、上面１４１の少なくとも１つの凹部１４２とを含む。サセプタアセンブリ１４０は、下面１４３及びエッジ１４４も有する。凹部１４２は、処理される基板６０の形状及びサイズに応じて、任意の好適な形状及びサイズでありうる。図１に示す実施形態では、凹部１４２はウエハの底部を支持する平坦な底部を有するが、凹部の底部は多様であってよい。いくつかの実施形態では、凹部はウエハの外周エッジを支持するように寸法形成された凹部の外周エッジの周囲に段差領域を有する。段差によって支持されるウエハの外周エッジの大きさは、例えば、ウエハの厚さと、ウエハの裏側に既にあるフィーチャの存在とに応じて変動し得る。
【００１７】
［００３９］幾つかの実施形態では、図１に示すように、サセプタアセンブリ１４０の上面１４１の凹部１４２は、凹部１４２内で支持された基板６０が、サセプタ１４０の上面１４１と実質的に同一平面上にある上面６１を有するように寸法形成される。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される「実質的に同一平面」という表現は、ウエハの上面とサセプタアセンブリの上面が、±０．２ｍｍ内で同一平面にあることを意味する。幾つかの実施形態では、上面は０．５ｍｍ、±０．４ｍｍ、±０．３５ｍｍ、±０．３０ｍｍ、±０．２５ｍｍ、±０．２０ｍｍ、±０．１５ｍｍ、±０．１０ｍｍ又は±０．０５ｍｍ内で同一平面にある。
【００１８】
［００４０］図１のサセプタアセンブリ１４０は、サセプタアセンブリ１４０を上昇、下降及び回転させることが可能な、支持ポスト１６０を含む。サセプタアセンブリは、支持ポスト１６０の中心部内にヒータ、又はガスライン、又は電子部品を含み得る。支持ポスト１６０は、サセプタアセンブリ１４０とガス分配アセンブリ１２０との間の間隙を広げたり狭めたりして、サセプタアセンブリ１４０を適切な位置へと移動させる、主たる手段であり得る。サセプタアセンブリ１４０はまた、サセプタアセンブリ１４０の極細の調節を行って、サセプタアセンブリ１４０とガス分配アセンブリ１２０との間に所定の隙間１７０を作ることができる微調整アクチュエータ１６２も含みうる。
【００１９】
［００４１］いくつかの実施形態では、間隙１７０の距離は、約０．１ｍｍから約５．０ｍｍまでの範囲内、又は０．１ｍｍから約３．０ｍｍまでの範囲内、又は約０．１ｍｍから約２．０ｍｍまで範囲内、又は約０．２ｍｍから約１．８ｍｍまでの範囲内、又は約０．３ｍｍから約１．７ｍｍまでの範囲内、又は約０．４ｍｍから約１．６ｍｍまでの範囲内、又は約０．５ｍｍから約１．５ｍｍまでの範囲内、又は約０．６ｍｍから約１．４ｍｍまでの範囲内、又は約０．７ｍｍから約１．３ｍｍまでの範囲内、又は約０．８ｍｍから約１．２ｍｍまでの範囲内、又は約０．９ｍｍから約１．１ｍｍまでの範囲内、或いは約１ｍｍである。
【００２０】
［００４２］図面に示す処理チャンバ１００は、サセプタアセンブリ１４０が複数の基板６０を保持しうる、カルーセル型チャンバである。図２に示すように、ガス分配アセンブリ１２０は、複数の別々の注入器ユニット１２２を含み得る。各注入器ユニット１２２は、ウエハが注入器ユニットの下方に移動する際にウエハ上に膜を堆積させることが可能である。２つのパイ形状の注入器ユニット１２２が、サセプタアセンブリ１４０の上方に、ほぼ向き合って配置されて示されている。この注入器ユニット１２２の数は、例示目的のためにのみ示されている。注入器ユニット１２２は、より多くてもよいし、又はより少なくてもよいことを理解されよう。幾つかの実施形態では、サセプタアセンブリ１４０の形状に適合する形状を形成するのに十分な数のパイ形状の注入器ユニット１２２が存在する。幾つかの実施形態では、個々のパイ形状の注入器ユニット１２２は、それぞれ、他の注入器ユニット１２２のいずれかに影響を与えることなく、個別に移動させ、取り外し、且つ／又は交換することができる。例えば、基板６０のロード／アンロードのために、サセプタアセンブリ１４０とガス分配アセンブリ１２０との間の領域にロボットがアクセスできるように、１つのセグメントが上昇しうる。
【００２１】
［００４３］複数のウエハが同じプロセスの流れを経るように、複数のウエハを同時に処理するために、複数のガス注入器を有する処理チャンバが使用されうる。例えば、図３に示すように、処理チャンバ１００は、４つのガス注入器アセンブリ及び４つの基板６０を有する。処理を開始する際に、基板６０を注入器アセンブリ３０間に配置することができる。サセプタアセンブリ１４０を４５度回転させること１７で、ガス分配アセンブリ１２０の下方の点線の円によって示すように、ガス分配アセンブリ１２０の間の各基板６０を膜堆積用のガス分配アセンブリ１２０に移動させることができる。さらに４５°回転させると、基板６０が注入器アセンブリ３０から離れる。基板６０及びガス分配アセンブリ１２０の数は、同一であるか、又は異なり得る。幾つかの実施形態では、処理されるウエハの数は、ガス分配アセンブリの数と同じである。一又は複数の実施形態では、処理されるウエハの数は、ガス分配アセンブリの数の分数又は整数倍となる。例えば、４つのガス分配アセンブリが存在する場合、処理されるウエハの数は４ｘとなる。ここでｘは、１以上の整数値である。例示的な実施形態では、ガス分配アセンブリ１２０は、ガスカーテンによって分離された８つの処理領域を含み、サセプタアセンブリ１４０は６つのウエハを保持できる。
【００２２】
［００４４］図３に示す処理チャンバ１００は、実行可能な一構成を表しているに過ぎず、本開示の範囲を限定していると見なすべきではない。ここでは、処理チャンバ１００は、複数のガス分配アセンブリ１２０を含む。図示した実施形態では、処理チャンバ１００の周囲で均等に離間された４つのガス分配アセンブリ（注入器アセンブリ３０とも称される）が存在する。図示の処理チャンバ１００は八角形であるが、これは１つの可能な形状であり、本開示の範囲を限定すると見なすべきではないことが、当業者には理解されよう。図示したガス分配アセンブリ１２０は台形であるが、単一の円形構成要素であってよい、又は図２に示すように複数のパイ形状のセグメントでできていてよい。
【００２３】
［００４５］図３に示す実施形態は、ロードロックチャンバ１８０、又はバッファステーション等の予備チャンバを含む。このチャンバ１８０は、例えば基板（基板６０とも称される）をチャンバ１００に対してロード／アンロードすることを可能にするために、処理チャンバ１００の側面に接続される。基板をサセプタ上に移動するために、ウエハロボットをチャンバ１８０に位置づけすることができる。
【００２４】
［００４６］カルーセル（例えばサセプタアセンブリ１４０）の回転は、連続的又は断続的（非連続的）であってよい。連続処理においては、ウエハがそれぞれの注入器に順に曝露されるように、ウエハは常に回転する。非連続処理においては、ウエハを注入器の領域へと移動させてから停止させ、次いで、注入器間の領域８４へと移動させてから停止させることができる。例えば、カルーセルは、ウエハが注入器間領域から注入器を越えて移動し（又は、注入器に隣接して停止し）、そして次の注入器間領域へと移動し、そこでカルーセルが再度休止しうるように、回転しうる。注入器間で休止することにより、各層の堆積の間に追加の処理ステップ（例えば、プラズマへの曝露）のための時間を得ることができる。
【００２５】
［００４７］図４は、注入器ユニット１２２と称されうる、ガス分配アセンブリ２２０の１つのセクター又は一部分を示している。注入器ユニット１２２は、個々に、又は他の注入器ユニットと組み合わせて、使用されうる。例えば、図５に示すように、単一のガス分配アセンブリ２２０を形成するために、図４の注入器ユニット１２２が４つ組み合わされる（明示のため、４つの注入器ユニットを区切る線は図示されていない）。図４の注入器ユニット１２２は、パージガスポート１５５及び真空ポート１４５に加えて、第１反応性ガスポート１２５と第２反応性ガスポート１３５の両方を有しているが、注入器ユニット１２２は、これらの構成要素の全てを必要とするわけではない。
【００２６】
［００４８］図４と図５の両方を参照するに、一又は複数の実施形態によるガス分配アセンブリ２２０は、複数のセクター（又は注入器ユニット１２２）を備えてよく、各セクターは全く同一であるか、又は異なっている。ガス分配アセンブリ２２０は、処理チャンバの中に位置付けられ、ガス分配アセンブリ２２０の前面１２１に複数の細長いガスポート１２５、１３５、１４５を備える。複数の細長いガスポート１２５、１３５、１４５、１５５は、内周エッジ１２３に隣接したエリアから、ガス分配アセンブリ２２０の外周エッジ１２４に隣接したエリアに向かって延在する。図示した複数のガスポートは、第１の反応性ガスポート１２５、第２の反応性ガスポート１３５、第１の反応性ガスポートと第２の反応性ガスポートの各々を取り囲む真空ポート１４５、及びパージガスポート１５５を含む。
【００２７】
［００４９］図４又は図５に示す実施形態を参照して、ポートは少なくとも内周領域周辺から少なくとも外周領域周辺まで延在する、と述べる時、ポートは、径方向に内側領域から外側領域までだけでなく、それ以上に延在しうる。ポートは、真空ポート１４５が反応性ガスポート１２５及び反応性ガスポート１３５を取り囲むように、接線方向に延在しうる。図４及び図５に示す実施形態では、楔形の反応性ガスポート１２５、１３５は、真空ポート１４５によって、内周領域及び外周領域に隣接するエッジを含む全てのエッジを取り囲まれている。
【００２８】
［００５０］図４を参照すると、基板が経路１２７に沿って移動する際に、  基板表面の各部分は、様々な反応性ガスに曝露される。経路１２７を辿ると、基板は、パージガスポート１５５、真空ポート１４５、第１の反応性ガスポート１２５、真空ポート１４５、パージガスポート１５５、真空ポート１４５、第２のガスポート１３５、そして、真空ポート１４５に曝露され、すなわちそれらに「遭遇する（ｓｅｅ）」ことになる。ゆえに、図４に示す経路１２７の終わりには、基板は、第１の反応性ガス１２５及び第２の反応性ガス１３５に曝露されて、層が形成される。図示した注入器ユニット１２２は四分円となっているが、より大きい又はより小さいものである可能性もある。図５に示すガス分配アセンブリ２２０は、連続的に接続された、図４の４つの注入器ユニット１２２の組み合わせと見なされうる。
【００２９】
［００５１］図４の注入器ユニット１２２は、複数の反応性ガスを分離させるガスカーテン１５０を示している。「ガスカーテン（ｇａｓ  ｃｕｒｔａｉｎ）」という用語は、反応性ガスを混合しないように分離させるガス流又は真空の任意の組み合わせを説明するために使用される。図４に示すガスカーテン１５０は、真空ポート１４５の第１の反応性ガスポート１２５に隣接する部分、中間のパージガスポート１５５、及び、真空ポート１４５の第２のガスポート１３５に隣接する部分を含む。ガス流と真空とのこの組み合わせは、第１の反応性ガスと第２の反応性ガスとの気相反応を防止又は最小化するために使用されうる。
【００３０】
［００５２］図５を参照すると、ガス分配アセンブリ２２０からのガス流と真空との組み合わせにより、分かれた複数の処理領域２５０が形成される。処理領域は、２５０の間のガスカーテン１５０により、個々のガスポート１２５、１３５の周囲に大まかに画定される。図５に示す実施形態は、８つの別々のガスカーテン１５０を間に備えた、８つの別々の処理領域２５０を構成している。処理チャンバは、少なくとも２つの処理領域を有しうる。幾つかの実施形態では、少なくとも３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２の処理領域がある。
【００３１】
［００５３］基板は処理中に、どの時点においても、２つ以上の処理領域２５０に曝露されうる。しかし、別々の処理領域に露出される部分は、その２つを分離するガスカーテンを有することになる。例えば、基板の先行エッジが第２のガスポート１３５を含む処理領域に入る場合、基板の中央部はガスカーテン１５０の下にあり、かつ、基板の後続エッジは第１の反応性ガスポート１２５を含む処理領域内にあることになる。
【００３２】
［００５４］処理チャンバ１００に接続された、例えばロードロックチャンバでありうるファクトリインターフェース２８０が、図示されている。参照フレームを提供するために、基板６０は、ガス分配アセンブリ２２０の上に重ね合わされて図示されている。基板６０は、多くの場合、サセプタアセンブリ上に置かれて、ガス分配板１２０の前面１２１の近くに保持されうる。基板６０は、ファクトリインターフェース２８０を介して、処理チャンバ１００内の基板支持体又はサセプタアセンブリ上にロードされる（図３参照）。処理領域の中に位置付けられた基板６０が図示されうるが、それは、その基板が、第１の反応性ガスポート１２５に隣接して、かつ、２つのガスカーテン１５０ａ、１５０ｂの間に位置するからである。基板６０を経路１２７に沿って回転させることにより、基板は、処理チャンバ１００の周りを反時計回りに移動することになる。従って、基板６０は、８番目の処理領域２５０ｈを通って第１の処理領域２５０ａに曝露されることになり、その間に全ての処理領域が含まれる。
【００３３】
［００５５］本開示の実施形態は、ガスカーテン１５０によって各処理領域が隣接する領域から分離されている、複数の処理領域２５０ａ〜２５０ｈを有する処理チャンバ１００を含む処理方法を対象とする。例えば、処理チャンバを図５に示す。ガスカーテン、及び処理チャンバ内の処理領域の数は、ガス流の配置構成によって変わる任意の適切な数であってよい。図５に示す実施形態は、８つのガスカーテン１５０と、８つの処理領域２５０ａ〜２５０ｈを有する。
【００３４】
［００５６］複数の基板６０は、基板支持体、例えば図１及び２に示すサセプタアセンブリ１４０に位置づけされる。複数の基板６０が処理のために、処理領域周囲を回転する。一般に、ガスカーテン１５０は、チャンバに反応性ガスが流れていない時間帯を含む処理全体において稼働している（ガスが流れ、真空に引かれている）。
【００３５】
［００５７］ウエハ温度のマッピングは、サイクルごとの成長に基づいて推定されうる。現在のバッチ処理チャンバのポケットは、中心に深い谷があるために中心に直径が３インチの薄いＳｉＮ／ＳＡＣ膜を有する。１２ｍｍ幅の外径のシールバンドにおけるウエハとの完全なコンタクトにより、ウエハの外径において膜が厚いことが示される。これにより、ウエハの中心温度が下がり、ウエハエッジが厚くなる。様々な角度で位置づけされたリフトピンのシールバンドにも同様の現象が確認されている。温度モデルでは、熱伝導率の変化と同様の傾向が見られた。谷の深さ及びウエハの完全コンタクトエリアをノブ（ｋｎｏｂ）として使用して、誘電体、金属又は構造ウエハ等の異なる用途における温度プロファイルを軽減する又は向上させることができる。構造ウエハでは、ロードエリア近くの膜が厚くなる。本開示の幾つかの実施形態は、ホットスポットが観察される重要な場所にアルミナ又は石英等の熱伝導率が低い材料を使用することによって、温度の不均一性を有益に軽減する。
【００３６】
［００５８］いくつかの実施形態は、内径と外形が完全にコンタクトしている輪郭形成されたポケットの設計を提供することによって、厚さの変動を有益に抑制する。いくつかの実施形態では、ポケットの設計は有益に、ポケットの外径の深いトレンチである。一又は複数の実施形態は、ウエハのエッジ温度を下げるアルミナリングを有益に提供する。
【００３７】
［００５９］一又は複数の実施形態は、性能及び寿命のためにＳｉＣ−グラファイト基板の上に薄いパイ形状の外板を有益に提供して、平坦性及び平行性を維持する。いくつかの実施形態では、ハイブリッドサセプタは、迅速に、また安価にリサイクルできるように、簡単に交換可能な６０°のパイを提供する。いくつかの実施形態では、パイはアルミニウム、ＡＩＮ、ＳｉＣ、及びインシトゥプラズマからのＮＦ３、塩素及びＯ２／Ｏ３の攻撃に対して不活性化するために使用されうる材料を含む材料からできている。いくつかの実施形態では、浸食性の化学物質に対する耐性を上げるためにパイに使用されうる二次コーティング（ＨＰＭ、Ｄｕｒａｂｌｏｃｋ、Ｄｕｒａｃｏａｔ、ｙｔｔｒｉａ、ＡｓＭｙ等）が施される。一又は複数の実施形態では、複数の基材（例えば純グラファイト、ＳｉＣでコーティングされたグラファイト、ステンレス鋼、アルミニウム）が用いられる。いくつかの実施形態では、基材はステンレス鋼／アルミニウム／グラファイトがボルト締め／溶接されたフレームでできていてよい。いくつかの実施形態では、パイ形状の外板は、迅速な清掃サイクルのために平坦なＳｉＣグラファイトで作られる。いくつかの実施形態では、パイ形状の外板は、チャッキング及びパージ能力でウエハポケットに真空又は他の不活性ガスを送ることができる。一又は複数の実施形態では、ウエハ温度及び膜厚の均一性は、ポケットの間のエリアに配置されうる石英のパイ形状の外板を用いて上げることができる。いくつかの実施形態では、温度及び膜厚の均一性を改善するためにポケット内部にアルミナ又は石英リングを配置してもよい。
【００３８】
［００６０］図６に、本開示の一又は複数の実施形態に係るサセプタアセンブリ１４０の一実施形態を示す。図示したサセプタアセンブリ１４０は、処理中に６つのウエハを担持するように構成される。サセプタアセンブリ１４０には、ウエハチャッキング能力及び／又はプラズマ処理における接地能力が組み込まれうる。
【００３９】
［００６１］アルミニウムの一体型サセプタは、材料基部のアニール温度である４００℃でたるむことが確認されている。アルミニウムのサセプタ基部は、外径で支持されず中央で支持されうる。温度不均一性から蓄積した応力、サセプタ自体の重量、及び／又は回転が原因で、時間とともにたるみが起こりうる。従って、幾つかの実施形態では、グラファイトの基部を組み込んで、サセプタ基部のたるみ、及びサセプタ基部にかかる応力を最小限に抑える、又は除去する。
【００４０】
［００６２］図６に示すサセプタアセンブリ１４０の実施形態は、サセプタ基部３１０、オプションのポケットカバー３３０、パイ形状の外板３５０及びパイアンカー３７０を含む。サセプタ基部３１０は非限定的に、グラファイトを含む任意の好適な材料で作られてもよい。サセプタ基部３１０の厚さは、約１０ｍｍから約５０ｍｍまでの範囲内、又は約２０ｍｍから約４０ｍｍまでの範囲内であってよい。いくつかの実施形態では、サセプタ基部３１０は約３０ｍｍの厚さである。サセプタ基部３１０の厚さは、底面３１２と上面３１４との間の距離として測定される。
【００４１】
［００６３］パイ形状の外板３５０は、サセプタ基部３１０の一部を覆うことができ、サセプタ基部３１０を覆うように複数のパイ形状の外板３５０を配置することができる。図示した実施形態では、６つのパイ形状の外板３５０が、サセプタ基部３１０を覆う円形構成要素を形成するように配置される。パイ形状の外板３５０の角度は、例えば基部を覆うために使用される外板の数によって変わりうる。例えば、図６の各パイ形状の外板３５０は、約６０°の角度を有する。幾つかの実施形態では、外板３５０の数は約２から約２４までの範囲内、約３から約１２までの範囲内、又は約４から約８までの範囲内である。いくつかの実施形態では、３、４又は６つのパイ形状の外板３５０がある。
【００４２】
［００６４］パイ形状の外板は、いずれかの適切な材料からできていてよい。適切な材料は耐食性であってよく、非限定的にアルミニウム、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化物又は酸化物でコーティングされた材料を含む。
【００４３】
［００６５］底面３５２から上面３５４まで測定した外板３５０の厚さは概して、基部３１０の厚さに対して小さい。いくつかの実施形態では、パイ形状の外板３５０は、約２ｍｍから約１２ｍｍまでの厚さの範囲内、又は約３ｍｍから約１０ｍｍまでの厚さの範囲内である。いくつかの実施形態では、パイ形状の外板３５０は約６ｍｍの厚さである。一又は複数の実施形態では、パイ形状の外板３５０は、約３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ又は８ｍｍを上回る厚さを有する。サセプタアセンブリ１４０の厚さは、サセプタ基部３１０及びパイ形状の外板３５０が結合した厚さとして測定されうる。幾つかの実施形態のサセプタアセンブリの厚さは、約２０ｍｍから約６０ｍｍの範囲内、又は約２５ｍｍから約５０ｍｍの範囲内、又は約３０ｍｍから約４０ｍｍまでの範囲内、又は約３３ｍｍから約３７ｍｍまでの範囲内にある。
【００４４】
［００６６］パイ形状の外板３５０は、処理中にウエハを支持するように寸法形成されたポケット３６０を含みうる。いくつかの実施形態のポケット３６０は、約２ｍｍから約１２ｍｍまでの範囲内、又は約３ｍｍから約１１ｍｍまでの範囲内、又は４ｍｍから約１０ｍｍまでの範囲内、又は約６ｍｍから約８ｍｍまでの範囲内の深さを有する。いくつかの実施形態では、ポケット３６０は約８ｍｍの深さである。
【００４５】
［００６７］パイ形状の外板３５０は、摩擦又は幾つかの適切な機械的接続によって適所に保持されうる。いくつかの実施形態では、図６及び７に示すように、パイ形状の外板３５０は、パイアンカーピン３７２を有するパイアンカー３７０を使用して適所に保持される。アンカーピン３７２は、外板３５０のパイ凹部３５６と協調的に相互作用するパイアンカー３７０の凸部であってよい。図７に示すパイアンカー３７０は、同時に６つの外板３５０を保持する６つのアンカーピン３７２を有する。図示した実施形態は、アンカーの凸部と外板の凹部とを有するが、当業者にはこれらが単なる例であり、本開示の範囲を限定すると解釈すべきでないことが分かるだろう。いくつかの実施形態では、アンカーは外板（例：外板の底部）の凸部と協調的に相互作用する凹部を有する。各パイ形状の外板３５０の凸部の数は様々でありうる。
【００４６】
［００６８］図６に示す実施形態では、パイアンカー３７０から延在する凸部は１つのみである。いくつかの実施形態では、パイアンカー３７０から延在する凸部は２つ以上ある。一又は複数の実施形態では、パイアンカー３７０から少なくとも１つの凸部が延在し、基部３１０の外周エッジ近くの基部３１０から少なくとも１つの凸部が延在し、これにより、各パイ形状の外板３５０が内周エッジ近くの少なくとも１つの凸部と外周エッジ近くの少なくとも１つの凸部によって適所に保持される。図９に、基部３１０の外周エッジ３１５近くの位置調整ピン３１７を示す。
【００４７】
［００６９］パイアンカー３７０の形状は種々あってよい。図６及び７に示す実施形態では、パイアンカー３７０は丸形であり、外板３５０の内周エッジ３５１の形状と協調的に相互作用する、又は一致する形状を有する。図９に示す実施形態は、六角形のパイアンカー３７０を有し、外板３５０は、平坦な内周エッジ３５１を有する。
【００４８】
［００７０］図８に、リッジ３５３を有する半径形の内周エッジ３５１を有する複数のパイ形状の外板３５０を有するサセプタアセンブリ１４０の一実施形態を示す。クランプ板３７８は、サセプタ本体３１０に接続され、外板３５０のリッジ３５３に対してプレスすることによって適所にパイ形状の外板３５０を挟持することができる。クランプ板３７８は、サセプタ本体３１０に延在するピン（例：ステンレス鋼のピン又はスリーブ）にボルトで固定されうる。
【００４９】
［００７１］使用中に、処理チャンバの温度により、外板３５０とポケットカバー３３０の膨張を起きる。図１０に、サセプタ基部３１０の凹部にポケットカバー３３０を有するサセプタ基部３１０の部分図を示す。ポケットカバー３３０は、リフトピン３１２に隣接して位置づけされた３つのスロット３３２を有し、リフトピン３１２がスロット３３２を通り抜けることが可能である。スロットは膨張方向に細長いため、ポケットカバー３３０の加熱及び膨張の際に、スロット３３２がリフトピン３１２の動きを妨げないようになっている。
【００５０】
［００７２］ポケットカバー３３０がある場合は、それを使用して、基部３１０のポケットにかぶせることができる。例えば、既存のサセプタアセンブリは、基部に形成された複数のポケットを有していてよく、ポケットカバー３３０はパイ形状の外板３５０を支持する平坦な面を提供しうる。
【００５１】
［００７３］幾つかの実装形態では、図１１に示すように、サセプタアセンブリ１４０は、３つのパイ形状の外板３５０を含む。各パイ形状の外板３５０は、約１２０°の角度を有する。図１１の少数のパイ形状の外板は、図９のパイ形状の外板よりも継ぎ目の数が少ないため、ガスが基部３１０へ侵入するのを最小限に抑えるのに有用でありうる。各パイ形状の外板３５０は、パイ形状の外板３５０の外周エッジ又は内周エッジ近くの少なくとも２つの位置調整ピン３１７と相互作用しうる。
【００５２】
［００７４］図１２に、基部３１０の半径方向のスロット３９２内に位置づけされたセラミックスリーブ３９１に組み込まれたリフトピン３１２を示す。図示したスリーブ３９１は、基部３１０とパイ形状の外板３５０との間に挟まれ得るアーム３９３を有するｔ字形本体を有する。
【００５３】
［００７５］図１３に示すように、幾つかの実施形態では、サセプタアセンブリ１４０は停止面にポケットを有していない。図１３に、サセプタアセンブリに対する１つの構成要素の上面を示したが、当業者は、本書に記載するように上面は複数の外板３５０でできていてよいことを理解するだろう。図示しやすくするため、また単なる例示として、１つの構成要素のサセプタを示したが、本開示の範囲を限定するものとして解釈すべきでない。
【００５４】
［００７６］図１３に示す各ポケットは、異なる特徴を有しうる。例えば、ポケットＰ１、Ｐ２、及びＰ３は、５．５ｍｍの外径リッジ３９６、平坦な内部３９７、及び中心チャック３９８を有する。ポケットＰ４、及びＰ５は、１２．５ｍｍの外径リッジ３９６、平坦な内部３９７、及び１０ｍｍのオフセットチャック（ｏｆｆｓｅｔ  ｃｈｕｃｋ）３９８を有する。ポケットＰ６は、１２．５ｍｍの外径リッジ３９６、平坦な内部３９７、及び２５ｍｍのオフセットチャック３９８を有する。チャック３９８は、真空源への流体接続と、任意選択的にパージガス源を形成する。真空源を利用して、処理中にわずかしか移動しない、あるいはまったく移動しないようにウエハをチャッキングすることができる。任意選択的なパージガス源は、裏側パージのために、又は裏面圧力をかけることによってチャッキングされたウエハを解放するために使用可能である。
【００５５】
［００７７］図１４に、リング３９９を有するリッジ３９６を有するサセプタの凹部を示す。リング３９９は、非限定的に、アルミナ、石英、グラファイト、炭化ケイ素及びＳｉＣ−グラファイトを含む任意の好適な材料からできていてよい。エッジリング３９９を使用することにより、異なる材料、厚さ、コンタクトエリア、粗度等を使用することによってエッジリングの厚さ及び／又は特性を調整することが可能になりうる。エッジリング３９９は、簡単に交換可能な、又は点検可能な構成要素を提供しうる。
【００５６】
［００７８］図１５に、サセプタ基部３１０が、処理中のウエハを支持するように機能する複数のアイランド４１０を有する別の実施形態を示す。アイランドは、任意の好適な高さを有しうる。幾つかの実施形態では、アイランド４１０は、約２ｍｍから約５ｍｍまでの範囲内、又は約３ｍｍの高さを有する。
【００５７】
［００７９］複数の外板４２０は、アイランド４１０の間にアイランド４１０を囲むように位置づけされる。外板４２０は、内周エッジ４２２と外周エッジ４２４、及び厚さを有する。アイランド４２０の少なくとも１つの切抜部４２５は、アイランド４１０を囲むように寸法形成される。各外板は、約２ｍｍから約１０ｍｍまでの範囲内の厚さを有する。幾つかの実施形態では、外板４２０の厚さは約３ｍｍである。一又は複数の実施形態では、外板４２０は、アイランド４１０の高さとほぼ同じ厚さを有する。幾つかの実施形態では、外板４２０の厚さはアイランド４１０の高さよりも大きいため、外板４２０がアイランド４１０を囲むように位置づけされると凹部が形成される。幾つかの実施形態では、外板４２０の厚さは、処理中のウエハの厚さとほぼ同じ量だけアイランド４１０の高さよりも大きい。
【００５８】
［００８０］図１７に、アイランド４１０を外板４２０とリング３９９と共に組み合わせたサセプタアセンブリ１４０の別の実施形態を示す。幾つかの実施形態では、サセプタ基部３１０はグラファイトであり、リング３９９は石英又はアルミナであり、外板４２０は石英である。
【００５９】
［００８１］発明者らは、カルーセルサセプタ上のウエハの温度又は膜厚マップの研究により、温度又は膜厚の均一性を補いうるはっきりとした温度シグネチャ（高温又は低温）エリアを得ることができることを発見した。図１８Ａ及び１８Ｂに示すように、現在のポケット５００の設計（ＰＯＲ）は、３つのゾーン５２０、５３０、５４０を有する外周エッジ５１０を有する。図１８Ｂに、２．５ｍｍの直径の小さなメサ５５０が何百個も密集している、２ミル−３ミル−４ミル（中心）−３ミル−２ミルの３つの高さの谷を有する凹部の部分断面を示す。１℃を上回る（１５ｍｍ離れているメサの同心円間での）大きな温度振動は、ウエハエッジ温度の＞１℃の上昇に沿って見られる。ポケットの外径からポケットの中心まで半径方向に、合計約１５．５℃低下する。この温度の低下により、膜厚が数倍薄くなる。
【００６０】
［００８２］図１９Ａに示すポケット５００の実施形態は、膜の均一性及び共形性を改善するために、逆の谷を有する。現在のポケットは、直径にわたって２ミル−３ミル−４ミル（中心）−３ミル−２ミルを有し、メサの上面は、外径のシールリッジと同じ平面上にある。逆の谷は、４ミル−３ミル−２ミル（中心）−３ミル−４ミル又は３ミル−３ミル−２ミル（中心）−３ミル−３ミルを有する。谷の深さが１ミル増加するごとに、ウエハの温度が約１℃上昇する。図１９Ｂに、ポケットの中心がゼロである、ポケットにおけるウエハ位置の関数としての膜厚のグラフを示す。インバース（ｉｎｖｅｒｓｅ）谷の膜厚は、ＰＯＲポケットよりも均一であることが分かる。
【００６１】
［００８３］別の実施形態では、ポケットの外径周囲のぴったり機械加工された円形チャネルに、薄い（２〜３ｍｍ厚）セラミック（アルミナ、石英）の（断面が）Ｌ字形のリングインサート（ｒｉｎｇ  ｉｎｓｅｒｔ）が設置される。アルミナ又は石英の熱伝導性が低いために、ウエハの熱均一性がアルミナのリングでは１５．５℃から９．１℃まで、石英のリングでは４．４℃まで低下する。幾つかの実施形態は、セラミックのインサートを含まないが、円形チャネルを通って流れる不活性ガスを有する。窒素ガスは熱伝導性が低いため、均一性が上がる。しかしながら、ガス流は、プロセスガスの捕捉、及び寄生ＣＶＤ反応を防止するように管理されうる。
【００６２】
［００８４］図２０に示す実施形態は、ウエハエッジのホットスポット／円弧（通常４時及び８時の位置にある）が、ウエハの温度を均一にするのに十分に広く長い６ミルの深さのトレンチ５６０を掘ることによって緩和される、輪郭形成されたポケット５００の設計を含む。トレンチ５６０のために、熱伝導性炭化ケイ素はウエハと直接コンタクトせず、従って温度が下がる。図示した実施形態は、２つのトレンチ５６０領域を２等分する平坦なセグメント５６２を有する。
【００６３】
［００８５］図２１に示す別の実施形態のポケット５００の設計は平坦である。熱的研究は、ウエハとのコンタクトエリアが大きいほど、安定状態への平衡時間がより速くなり、スループットタイムが向上することを示した。完全なコンタクトを提供する平坦なポケット設計には、メサがまったくない。ポケット５００は、ウエハの真空チャッキングに十分なだけの、１ｍｍ幅×６ミル深さの幾つかのクロス溝（ｃｒｏｓｓ−ｇｒｏｏｖｅ）５７０を含む。幾つかの実施形態では、クロス溝は、約０．５ｍｍから約２ｍｍまでの範囲内の幅と、約２ミルから約１０ミルまでの範囲内の深さを有する。温度振動が見られなかったことが観察されている。
【００６４】
［００８６］図２２に示す別の実施形態は、ウエハエッジが欠ける問題を軽減し、ウエハ外周周囲のウエハエッジ温度を下げるために、わずかに広いポケット直径を有する。図示した実施形態では、ポケットの上面は、ポケットの底面よりも約１ｍｍ大きい約１５°の角度θの直径を有する。幾つかの実施形態では、ポケットの上面とポケットの底面の直径の差によって形成された角度は、約５°から約３０°の範囲内、又は約１０°から約２０°の範囲内である。
【００６５】
［００８７］図２３Ａ及び２３Ｂに、サセプタの高速回転でのチャッキング力が改善された、ポケット５００の別の実施形態を示す。約１０ｍｍの密集した大きなメサを有するハニカムポケット設計で、より多くの真空溝が形成されうる。メサは、約５ｍｍから約１５ｍｍまでの範囲内の直径を有していてよい。熱的研究によると、ウエハとのコンタクトエリアが大きいほど、安定状態になるまでの時間が早くなり、スループットタイムが向上することが確認されている。メサの間の谷の深さは、約１ミル、２ミル、３ミル、又は４ミルに維持されうる。いかなる動作理論にも縛られることなく、ハニカム設計は円形ポケットリッジと一体化するｘ−ｙ方向の密集したメサを有し、機械加工性の問題のために、最小サイズが＞２ｍｍ（＞１．５ｍｍ、＞２．５ｍｍ、又は＞３ｍｍ）で維持される幾つかの部分メサが存在しうると考えられる。また、メサに最も近いポケットの内側リッジ間にも、２ｍｍ（１ｍｍから３ｍｍ）幅の間隔が維持される。この設計により、＜０．２℃の非常に低い温度振動と、エッジ温度の０．４℃の上昇が起きる。図２３Ｂに、ポケットの中心からの位置の関数としての温度のグラフを示す。
【００６６】
［００８８］一又は複数の実施形態により、基板は、層の形成に先立って、及び／又は層の形成後に処理を受ける。この処理は、同じチャンバの中で、又は、一又は複数の別々の処理チャンバの中で実施され得る。幾つかの実施形態では、基板は、第１のチャンバから、さらなる処理のために別の第２のチャンバに移される。基板は、第１のチャンバから別の処理チャンバへ直接移動させることができる、又は、第１のチャンバから一又は複数の移送チャンバへ移動させ、それから、別の処理チャンバへ移動させることができる。従って、処理装置は、移送ステーションと通信する複数のチャンバを備えうる。この種の装置は、「クラスタツール」または「クラスタシステム」などと呼ばれ得る。
【００６７】
［００８９］概して、クラスタツールは、複数のチャンバを備えたモジュールシステムであり、基板の中心検出及び配向、アニール、堆積、並びに／或いはエッチングを含む様々な機能を実行する。一又は複数の実施形態では、クラスタツールは、少なくとも第１のチャンバ及び中央移送チャンバを含む。中央移送チャンバは、複数の処理チャンバ及び複数のロードロックチャンバの間で基板を往復搬送し得るロボットを収容することができる。移送チャンバは、典型的に、真空条件で維持され、且つ、基板を、あるチャンバから、別のチャンバ及び／又はクラスタツールの前端部に位置付けられたロードロックチャンバへ往復搬送するための中間段階を設ける。本開示に適合されうる２つの周知のクラスタツールは、Ｃｅｎｔｕｒａ（登録商標）及びＥｎｄｕｒａ（登録商標）であり、いずれもカリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から入手可能である。しかしながら、クラスタの実際の配置及び組み合わせは、本書に記載されるプロセスの特定のステップを実施する目的において変更することができる。使用可能な他の処理チャンバは、限定されないが、周期的層堆積（ＣＬＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、エッチング、予洗浄、化学洗浄、ＲＴＰなどの熱処理、プラズマ窒化、アニール、配向、ヒドロキシル化、及びその他の基板処理を含む。クラスタツール上でチャンバ内の処理を実施することにより、後続膜を堆積する前に、酸化を伴わずに、空気中の不純物による基板の表面汚染を回避することができる。
【００６８】
［００９０］一又は複数の実施形態によると、基板は、継続的に真空条件又は「ロードロック」条件の下にあり、あるチャンバから次のチャンバへと移されるときに周囲空気に曝露されない。したがって、移送チャンバは、真空下にあり、真空圧力下で「ポンプダウン」される。処理チャンバ又は移送チャンバ内に不活性ガスが存在し得る。幾つかの実施形態では、反応物の一部又は全部を除去するために、パージガスとして不活性ガスが使用される。一又は複数の実施形態によれば、パージガスを堆積チャンバの出口で注入し、それにより、反応物質の堆積チャンバから移送チャンバ及び／又は追加の処理チャンバへの移動が防止される。このようにして、不活性ガスの流れがチャンバの出口でカーテンを形成する。
【００６９】
［００９１］基板は、単一基板堆積チャンバの中で処理することができ、そこでは、単一の基板がロードされ、処理され、そして、他の基板が処理される前にアンロードされる。基板はまた、コンベヤシステムと同様に連続的な方法で処理することができ、そこでは、複数の基板が、チャンバの第一の部分の中へ個別にロードされ、チャンバを通って移動し、チャンバの第２の部分からアンロードされる。チャンバ及び関連コンベヤシステムの形状は、直線経路又は曲線経路を形成することができる。付加的に、処理チャンバは、複数の基板が、中心軸の周りを移動し、カルーセル経路の間中、堆積、エッチング、アニール、洗浄等の処理に曝露されるカルーセルであってもよい。
【００７０】
［００９２］処理中に、基板は加熱されるか、又は冷却されうる。そのような加熱又は冷却は、限定するものではないが、基板支持体の温度を変化させること、及び、基板表面へ加熱された又は冷却されたガスを流すことを含む、任意の適当な手段により、達成することができる。幾つかの実施形態では、基板支持体は、伝導的に基板温度を変化させるように制御することができるヒータ／クーラを含む。一又は複数の実施形態では、基板温度を局所的に変化させるために、使用されるガス（反応性ガス又は不活性ガスのいずれか）が加熱又は冷却される。幾つかの実施形態では、基板温度を対流で変化させるために、ヒータ／クーラがチャンバ内部で基板表面に隣接して位置づけされる。
【００７１】
［００９３］基板はまた、処理中に、静止状態でありうるか、又は回転されうる。回転基板は、連続的に又は不連続なステップで、回転し得る。例えば、処理全体を通して基板を回転させてもよく、又は、様々な反応性ガス又はパージガスへの曝露の合間に基板を少しずつ回転させてもよい。処理中に基板を（連続的に又は段階的に）回転させることにより、例えば、ガス流形状の局所的可変性の影響が最小限に抑えられ、より均一な堆積又はエッチングを生成しやすくなりうる。
【００７２】
［００９４］原子層堆積型のチャンバにおいて、基板は、空間的又は時間的のいずれかで分離されたプロセスで、第１の前駆体及び第２の前駆体に曝露されうる。時間的ＡＬＤは、第１の前駆体がチャンバの中へ流され、表面と反応するという従来のプロセスである。第１の前駆体は、第２の前駆体を流す前にチャンバからパージされる。空間的ＡＬＤでは、第１の前駆体及び第２の前駆体の両方が、同時にチャンバへ流されるが、前駆体の混合を防止する領域が流れと流れの間に存在するように、空間的に隔離される。空間的ＡＬＤでは、基板は、ガス分配板に対して移動する、又はその逆である。
【００７３】
［００９５］本方法の一又は複数の部分が１つのチャンバにおいて行われる実施形態では、プロセスは空間的ＡＬＤプロセスであってよい。上述した一又は複数の化学的物質に適合性がない（すなわち、基板表面及び／又はチャンバへの堆積以外で反応する）場合があるが、空間的隔離により、気相において試薬が互いに曝露されないようにすることができる。例えば、時間的ＡＬＤには、堆積チャンバをパージすることが伴う。しかしながら実際、追加の試薬を流す前に、チャンバから過剰な試薬をパージすることはしばしば不可能である。従って、チャンバに残った試薬は全て、反応する可能性がある。空間的隔離により、過剰な試薬をパージする必要なく、二次汚染が制限される。更に、チャンバをパージするのに長時間かかる場合があるため、パージステップをなくすことによってスループットが上がりうる。
【００７４】
［００９６］本明細書全体を通じて「一実施形態」、「特定の実施形態」、「一又は複数の実施形態」、又は「ある実施形態」に対する言及は、実施形態と関連して説明された特定の機構、構造、材料、又は特徴が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通じて様々な箇所で「一又は複数の実施形態において」、「特定の実施形態において」、「一実施形態において」、又は「ある実施形態において」等の言い回しの表出は、必ずしも本開示の同じ実施形態に言及しているわけではない。更に、特定の機構、構造、材料、又は特徴は、一又は複数の実施形態において、任意の適当な方法で組み合わされ得る。
【００７５】
［００９７］本明細書に記載の開示を具体的な実施形態を参照して説明してきたが、これらの実施形態は本開示の原理及び用途の単なる例示であることを理解されたい。本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本開示の方法及び装置に対して、様々な修正及び変更を行い得ることが当業者には明らかであろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内にある修正及び変更を含むことが意図されている。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【外国語明細書】
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