(57)【要約】複数の基板を処理するための化学処理システム及び熱処理システムを有する高スループット処理システムが開示される。化学処理システムは、乾式の非プラズマ環境で複数の基板を化学処理するように構成される。熱処理システムは、化学処理システムで化学処理された複数の基板を熱処理するように構成される。
2011530169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板を化学的に処理する処理システムであって、
化学処理システムであって、化学処理室と、前記化学処理室内に搭載され、その支持表面上に２つ以上の基板を支持するように構成された温度制御される基板ホルダと、前記化学処理室に結合され、前記２つ以上の基板上の露出した表面層を化学的に変化させるために前記化学処理室内の処理空間に１つ以上の処理ガスを導入するように構成されたガス噴射組立体と、前記ガス噴射組立体に結合され、前記ガス噴射組立体の温度を上昇させるように構成されたヒータ組立体と、前記化学処理室に結合された真空排気システムとを含む化学処理システム、
熱処理システムであって、熱処理室と、前記熱処理室内に搭載され、２つ以上の基板を支持するように構成され、前記化学的に変化された露出した表面層を熱処理するために前記２つ以上の基板の熱処理基板温度を上昇させるための機構を含む１つ以上の温度制御される基板ホルダと、前記熱処理室に結合され、移送面と前記１つ以上の温度制御される基板ホルダとの間の前記２つ以上の基板を鉛直方向に移送する基板リフタ組立体と、前記熱処理室に結合され、前記熱処理のガス生成物を排出するように構成された真空排気システムとを含む熱処理システム、及び、
前記化学処理システム及び前記熱処理システムに結合された隔離組立体であって、前記化学処理システム及び前記熱処理システムの中に及び外に前記２つ以上の基板を移送するように構成された専用の基板ハンドラを含む、隔離組立体、
を含む処理システム。
【請求項２】
前記化学処理システム及び前記熱処理システムの少なくとも１つに結合されたコントローラであって、化学処理室温度、化学処理ガス分配システム温度、化学処理基板ホルダ温度、化学処理基板温度、化学処理プロセシング圧力、化学処理ガス流量、熱処理室温度、熱処理基板ホルダ温度、熱処理基板温度、熱処理処理プロセシング圧力及び熱処理ガス流量のうちの少なくともいずれか１つを、設定すること、監視すること及び調整することのうちの少なくともいずれか１つを実行するように構成されたコントローラを更に含む、請求項１に記載の処理システム。
【請求項３】
前記隔離組立体は、熱的隔離及び真空隔離のうちの少なくとも１つを提供する、請求項１に記載の処理システム。
【請求項４】
前記ガス噴射組立体は、前記化学処理室内の前記１つ以上の処理ガスに露出される温度制御される部位を含む、請求項１に記載の処理システム。
【請求項５】
前記化学処理室の温度は制御される、請求項１に記載の処理システム。
【請求項６】
前記１つ以上の処理ガスは、第１処理ガスと第２処理ガスとを含み、前記ガス噴射組立体は、前記第１処理ガスを前記第２処理ガスから独立して導入するように構成される、請求項１に記載の処理システム。
【請求項７】
前記ガス噴射組立体は、前記２つ以上の基板上に前記第１処理ガス及び前記第２処理ガスを分配するように構成される、請求項６に記載の処理システム。
【請求項８】
前記第１処理ガスは、ＨＦを含み、前記第２処理ガスは、ＮＨ３を含む、請求項１に記載の処理システム。
【請求項９】
前記温度制御される基板ホルダは、
前記２つ以上の基板を支持するように構成された前記支持表面、上側表面の反対側の下側表面及び縁部表面を有する温度制御される基板テーブルと、
前記温度制御される基板テーブルの内部に形成される閉じた流路と、
前記化学処理室の壁から距離を置いて前記温度制御される基板テーブルを支持するように構成された２つ以上の支柱であって、各支柱が、前記基板テーブルの前記下側表面に結合される第１端及び前記化学処理室の前記壁に結合される第２端を含む、２つ以上の支柱とを含む、請求項１に記載の処理システム。
【請求項１０】
前記温度制御される基板ホルダは、更に、
伝熱流体の温度を制御するように構築及び配置された流体熱ユニットと、
前記２つ以上の支柱の一方を通って形成された第１流体管であって、前記流体熱ユニットから前記伝熱流体を受け、該伝熱流体を前記閉じた流路システムの入口端に供給するように構成された第１流体管と、
前記２つ以上の支柱の他方を通って形成された第２流体管であって、前記閉じた流路システムの出口端からの前記伝熱流体を受けるように構成された第２流体管とを含む、請求項９に記載の処理システム。
【請求項１１】
前記温度制御される基板ホルダは、更に、
前記温度制御される基板テーブルを通るリフトピンの第１アレイの通路が前記温度制御される基板テーブルの前記上側表面に及び前記上側表面から第１基板を上昇することを可能とするように構成された３つのリフトピン穴の第１アレイと、
前記温度制御される基板テーブルを通るリフトピンの第２アレイの通路が前記温度制御される基板テーブルの前記上側表面に及び前記上側表面から第２基板を上昇することを可能とするように構成された３つのリフトピン穴の第２アレイとを含む、請求項９に記載の処理システム。
【請求項１２】
リフトピン支持部材と、
前記リフトピン穴の第１アレイに位置合わせして通るように構成されたリフトピンの第１アレイであって、各リフトピンが、前記第１基板に接触するように構成された第１接触端と、前記リフトピン支持部材に結合される第１支持端を含む、リフトピンの第１アレイと、
前記リフトピン穴の第２アレイに位置合わせして通るように構成されたリフトピンの第２アレイであって、各リフトピンが、前記第２基板に接触するように構成された第２接触端と、前記リフトピン支持部材に結合される第２支持端を含む、リフトピンの第２アレイと、
前記化学処理室に結合された駆動システムであって、前記リフトピン穴の第１アレイを通って前記リフトピンの第１アレイが併進し前記リフトピン穴の第２アレイを通って前記リフトピンの第２アレイが併進するように、前記リフトピン支持部材を併進するように構成された駆動システムとを含む、請求項１１に記載の基板ホルダ。
【請求項１３】
ヒータ組立体を更に含み、該ヒータ組立体は、
上側表面を有するプレート部材と、
前記プレート部材の上側表面に結合される複数の抵抗加熱素子とを含み、
前記複数の抵抗加熱素子のそれぞれは、前記プレート部材の上側表面に固定的に結合される第１端と、電源に結合されるように構成された第２端と、該第１端と該第２端の間に位置する曲げ部と、該第１端と該曲げ部の間に延在する第１直線部位と、該第２端と該曲げ部の間に延在する第２直線部位とを含み、
前記複数の抵抗加熱素子のうちの少なくとも２つは、前記プレート部材の上側表面上に互いに入れ込むペアとして配列され、
前記電源は、直流（ＤＣ）電源若しくは交流（ＡＣ）電源を含む、請求項１に記載の処理システム。
【請求項１４】
前記化学処理室は、非プラズマ化学処理を促進するように構成され、前記熱処理室は、非プラズマ熱処理を促進するように構成される、請求項１に記載の処理システム。
【請求項１５】
前記熱処理室に結合された前記１つ以上の温度制御される基板ホルダは、複数の温度制御される基板ホルダを含み、前記複数の温度制御される基板ホルダのそれぞれは、前記２つ以上の基板の１つの基板を個々に支持する、請求項１に記載の処理システム。
【請求項１６】
前記基板リフタ組立体は、前記２つ以上の基板のそれぞれに対して別個のリフト組立体を含み、前記２つ以上の基板のそれぞれに対する該別個のリフト組立体は、前記２つ以上の基板の１つを支持するように構成されたブレード部材と、前記ブレード部材に結合され、該ブレード部材を鉛直方向に併進移動するように構成される駆動システムとを含む、請求項１に記載の処理システム。
【請求項１７】
前記駆動システムは、油圧駆動システムを含む、請求項１７に記載の処理システム。
【請求項１８】
前記熱処理システムは、前記熱処理室にパージガスを導入する手段を含む、請求項１に記載の処理システム。
【請求項１９】
前記パージガスは、Ｎ２を含む、請求項１８に記載の処理システム。
【請求項２０】
前記隔離組立体は、前記熱処理システムに直接結合され、前記化学処理システムに該熱処理システムを介して結合される移送システムを含み、該移送システムは、前記熱処理システムの中に及び外に前記２つ以上の基板を移送し、該熱処理システムを通すことにより前記化学処理システムの中に及び外に前記２つ以上の基板を移送するように構成された前記専用の基板ハンドラを含む、請求項１に記載の処理システム。
【請求項２１】
複数の基板を化学的に処理する処理システムであって、
化学処理室と、
前記化学処理室内に搭載され、その支持表面上に２つ以上の基板を支持するように構成された温度制御される基板ホルダと、
前記化学処理室に結合され、前記２つ以上の基板上の露出した表面層を化学的に変化させるために前記化学処理室内の処理空間に１つ以上の処理ガスを導入するように構成されたガス噴射組立体と、
前記ガス噴射組立体に結合され、前記ガス噴射組立体の温度を上昇させるように構成されたヒータ組立体と、
前記化学処理室に結合された真空排気システムとを含む、処理システム。
【請求項２２】
前記ガス噴射組立体は、前記化学処理室内の前記１つ以上の処理ガス露出される温度制御される部位を含む、請求項２１に記載の処理システム。
【請求項２３】
前記化学処理室の温度は制御される、請求項２１に記載の処理システム。
【請求項２４】
前記化学処理室は、その他の処理システムに結合される、請求項２１に記載の処理システム。
【請求項２５】
前記化学処理室は、熱処理システム及び基板水洗処理システムの少なくともいずれか１つに結合される、請求項２１に記載の処理システム。
【請求項２６】
前記１つ以上の処理ガスは、第１処理ガスと第２処理ガスとを含み、前記ガス噴射組立体は、前記第１処理ガスを前記第２処理ガスから独立して導入するように構成される、請求項２１に記載の処理システム。
【請求項２７】
前記ガス噴射組立体は、
第１ガス分配プレナム及び第１ガス分配プレートであって、該第１ガス分配プレートが、１つ以上のオリフィスの第１アレイと、該１つ以上のオリフィスの第１アレイを通って前記処理空間に前記第１処理ガスを結合する１つ以上のオリフィスの第２アレイとを有する、第１ガス分配プレナム及び第１ガス分配プレートと、
第２ガス分配プレナム及び第２ガス分配プレートであって、該第２ガスプレートが通路を有し、該通路及び第１ガス分配プレートの前記１つ以上のオリフィスの第２アレイを通って前記処理空間に前記第２処理ガスを結合する、第２ガス分配プレナム及び第２ガスプレートと、請求項２６に記載の処理システム。
【請求項２８】
前記ガス噴射組立体は、前記２つ以上の基板上に前記第１処理ガス及び前記第２処理ガスを分配するように構成される、請求項２６に記載の処理システム。
【請求項２９】
前記第１処理ガスは、ＨＦを含み、前記第２処理ガスは、ＮＨ３を含む、請求項２１に記載の処理システム。
【請求項３０】
前記温度制御される基板ホルダは、
前記２つ以上の基板を支持するように構成された前記支持表面、該支持表面の反対側の下側表面及び縁部表面を有する温度制御される基板テーブルと、
前記温度制御される基板テーブルの内部に形成される流路と、
前記化学処理室の壁から距離を置いて前記温度制御される基板テーブルを支持するように構成された２つ以上の支柱であって、各支柱が、前記基板テーブルの前記下側表面に結合される第１端及び前記化学処理室の前記壁に結合される第２端を含む、２つ以上の支柱とを含む、請求項２１に記載の処理システム。
【請求項３１】
前記温度制御される基板ホルダは、更に、
伝熱流体の温度を制御するように構築及び配置された流体熱ユニットと、
前記２つ以上の支柱の一方を通って形成された第１流体管であって、前記流体熱ユニットから前記伝熱流体を受け、該伝熱流体を前記流路の入口に供給するように構成された第１流体管と、
前記２つ以上の支柱の他方を通って形成された第２流体管であって、前記流路の出口端からの前記伝熱流体を受けるように構成された第２流体管とを含む、請求項３０に記載の処理システム。
【請求項３２】
前記温度制御される基板ホルダは、更に、
前記流体熱ユニットに結合され、前記伝熱流体の温度を監視すること、調整すること及び制御することのうちの少なくともいずれか１つを実行するように構成されたコントローラと、
前記温度制御される基板ホルダに結合され、基板ホルダ温度を測定するように構成された温度センサとを含み、
前記コントローラは、前記基板ホルダ温度を目標基板ホルダ温度と比較し、前記コントローラは、前記基板ホルダ温度と前記目標基板ホルダ温度の差を低減するように、前記伝熱流体の温度、前記伝熱流体の流量若しくはそれらの組み合わせを制御する、請求項３１に記載の処理システム。
【請求項３３】
前記温度制御される基板ホルダは、更に、
前記温度制御される基板テーブルの前記上側表面に及び前記上側表面から第１基板を上昇するために、リフトピンの第１アレイが前記温度制御される基板テーブルを通ることを可能とするように構成された３つのリフトピン穴の第１アレイと、
前記温度制御される基板テーブルの前記上側表面に及び前記上側表面から第２基板を上昇するために、リフトピンの第２アレイが前記温度制御される基板テーブルを通ることを可能とするように構成された３つのリフトピン穴の第２アレイとを含む、請求項３０に記載の処理システム。
【請求項３４】
リフトピン支持部材と、
前記リフトピン穴の第１アレイに位置合わせして通るように構成されたリフトピンの第１アレイであって、各リフトピンが、前記第１基板に接触するように構成された第１接触端と、前記リフトピン支持部材に結合される第１支持端を含む、リフトピンの第１アレイと、
前記リフトピン穴の第２アレイに位置合わせして通るように構成されたリフトピンの第２アレイであって、各リフトピンが、前記第２基板に接触するように構成された第２接触端と、前記リフトピン支持部材に結合される第２支持端を含む、リフトピンの第２アレイと、
前記化学処理室に結合された駆動システムであって、前記リフトピン穴の第１アレイを通って前記リフトピンの第１アレイが併進し前記リフトピン穴の第２アレイを通って前記リフトピンの第２アレイが併進するように、前記リフトピン支持部材を併進するように構成された駆動システムとを更に含む、請求項３３に記載の処理システム。
【請求項３５】
前記ヒータ組立体は、
上側表面を有するプレート部材と、
前記プレート部材の上側表面に結合される複数の抵抗加熱素子とを含み、
前記複数の抵抗加熱素子のそれぞれは、前記プレート部材の上側表面に固定的に結合される第１端と、電源に結合されるように構成された第２端と、該第１端と該第２端の間に位置する曲げ部と、該第１端と該曲げ部の間に延在する第１直線部位と、該第２端と該曲げ部の間に延在する第２直線部位とを含み、
前記複数の抵抗加熱素子のうちの少なくとも２つは、該前記複数の抵抗加熱素子のうちの少なくとも２つの第１の前記第１端が、該前記複数の抵抗加熱素子のうちの少なくとも２つの第２における前記曲げ部の内縁の近傍に位置するように、配置され、
前記電源は、直流（ＤＣ）電源若しくは交流（ＡＣ）電源を含む、請求項２１に記載の処理システム。
【請求項３６】
前記化学処理室は、非プラズマ化学処理を促進するように構成される、請求項２１に記載の処理システム。
【請求項３７】
前記化学処理室は、ＨＦ及び任意的にＮＨ３を含むガス環境用に構成される、請求項２１に記載の処理システム。
【請求項３８】
コーティングは、前記化学処理室の少なくとも一部、前記温度制御される基板ホルダの少なくとも一部、前記ガス噴射組立体の少なくとも一部若しくはこれらの２つ以上の任意の組み合わせに付与される、請求項２１に記載の処理システム。
【請求項３９】
前記コーティングは、ポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項３８に記載の処理システム。
【請求項４０】
前記コーティングは、前記化学処理室、前記温度制御される基板ホルダ、前記ガス噴射組立体、若しくは、該コーティングが付与されるこれらの任意の組み合わせの表面上に、弗化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）の収着を防止若しくは低減する材料を含む、請求項２１に記載の処理システム。
【請求項４１】
基板を化学的に処理するための処理システムの作動方法であって、
化学処理室と、前記化学処理室内に搭載され、その支持表面上に２つ以上の基板を支持するように構成された温度制御される基板ホルダと、前記化学処理室に結合され、前記２つ以上の基板上の露出した表面層を化学的に変化させるために前記化学処理室内の処理空間に１つ以上の処理ガスを導入するように構成されたガス噴射組立体と、前記ガス噴射組立体に結合され、前記ガス噴射組立体の温度を上昇させるように構成されたヒータ組立体と、真空排気システムと、熱処理システムに結合されるコントローラとを含む化学処理システム内に、２つ以上の基板を移送し、
化学処理プロセシング圧力、化学処理室温度、化学処理上側組立体温度、前記１つ以上の処理ガスの流量、化学処理基板温度及び化学処理基板ホルダ温度のうちの少なくとも１つを含む前記化学処理システム用の化学プロセシングパラメータを、前記コントローラを使用して設定し、
前記２つ以上の基板上の露出した表面層を化学的に変化させるために前記化学プロセシングパラメータを用いて前記化学処理システム内の前記２つ以上の基板を処理することを含む、方法。
【請求項４２】
複数の基板を熱処理するための処理システムであって、
熱処理室温度が制御される熱処理室と、
前記熱処理室内に搭載され、２つ以上の基板を支持するように構成された１つ以上の温度制御される基板ホルダであって、その上の化学的に変化された露出した表面層を熱処理するために前記２つ以上の基板の熱処理基板温度を上昇させるための機構を含む１つ以上の温度制御される基板ホルダと、
前記熱処理室の中に及び外に前記２つ以上の基板を移送するために前記熱処理室に結合された移送システムと、
前記熱処理室に結合され、移送面と前記１つ以上の温度制御される基板ホルダとの間の前記２つ以上の基板を鉛直方向に移送する基板リフタ組立体と、
前記熱処理室に結合され、前記熱処理のガス生成物を排出するように構成された真空排気システムとを含む、処理システム。
【請求項４３】
前記熱処理室は、前記２つ以上の基板上の露出した表面層を化学的に変化させるように構成された化学処理室に結合されるように構成される、請求項４２に記載の処理システム。
【請求項４４】
前記１つ以上の温度制御される基板ホルダは、前記２つ以上の基板の全てを支持するように構成された単一の温度制御される基板ホルダを含む、請求項４２に記載の処理システム。
【請求項４５】
前記１つ以上の温度制御される基板ホルダは、複数の温度制御される基板ホルダを含み、前記複数の温度制御される基板ホルダのそれぞれは、前記２つ以上の基板の１つの基板を個々に支持する、請求項４２に記載の処理システム。
【請求項４６】
前記基板リフタ組立体は、前記２つ以上の基板を支持するように構成された単一のブレード部材と、前記ブレード部材に結合され、該単一のレード部材を鉛直方向に併進移動するように構成される駆動システムとを含む、請求項４２に記載の処理システム。
【請求項４７】
前記駆動システムは、油圧駆動システムを含む、請求項４６に記載の処理システム。
【請求項４８】
前記基板リフタ組立体は、前記２つ以上の基板のそれぞれに対して別個のリフト組立体を含み、前記２つ以上の基板のそれぞれに対する該別個のリフト組立体は、前記２つ以上の基板の１つを支持するように構成されたブレード部材と、前記ブレード部材に結合され、該ブレード部材を鉛直方向に併進移動するように構成される駆動システムとを含む、請求項４２に記載の処理システム。
【請求項４９】
前記駆動システムは、油圧駆動システムを含む、請求項４８に記載の処理システム。
【請求項５０】
前記熱処理室に結合され、前記基板リフタ組立体上の前記２つ以上の基板の存在を検出するように構成される基板検出システムを更に含む、請求項４２に記載の処理システム。
【請求項５１】
前記熱処理室、前記温度制御される基板ホルダ、前記基板リフタ組立体及び前記真空排気システムの少なくとも１つに結合されたコントローラであって、熱処理室温度、熱処理基板ホルダ温度、熱処理基板温度及び熱処理処理プロセシング圧力のうちの少なくともいずれか１つを、設定すること、監視すること及び調整することのうちの少なくともいずれか１つを実行するように構成されたコントローラを更に含む、請求項４２に記載の処理システム。
【請求項５２】
前記１つ以上の温度制御される基板ホルダは、薄膜ヒータ、鋳込ヒータ、抵抗素子、加熱路、輻射ランプ及び熱電デバイスのうちの少なくとも１つを含む、請求項４２に記載の処理システム。
【請求項５３】
前記熱処理室は、冷却路、加熱路、抵抗加熱素子、輻射ランプ及び熱電デバイスのうちの少なくとも１つを含む、請求項４２に記載の処理システム。
【請求項５４】
温度制御される上側組立体を更に含む、請求項４２に記載の処理システム。
【請求項５５】
前記上側組立体は、前記熱処理室にパージガスを導入すること、及び、前記基板リフタ組立体上の前記基板の存在を検出することの少なくともいずれかを実行するように構成される、請求項５４に記載の処理システム。
【請求項５６】
前記１つ以上の温度制御される基板ホルダのそれぞれは、金属から製造され、該温度制御される基板ホルダのそれぞれの少なくとも１つの表面は、コーティングを含む、請求項４２に記載の処理システム。
【請求項５７】
前記コーティングは、蒸着プロセスを用いて付与されるシリコン含有材料を含む、請求項５６に記載の処理システム。
【請求項５８】
基板を熱処理するための処理システムの作動方法であって、
熱処理室と、前記熱処理室内に搭載された１つ以上の温度制御される基板ホルダと、前記熱処理室に結合され、移送面と前記１つ以上の温度制御される基板ホルダとの間の前記２つ以上の基板を鉛直方向に移送する基板リフタ組立体と、真空排気システムと、該熱処理システムに結合されるコントローラと熱処理システム内に、２つ以上の基板を移送し、
熱処理プロセシング圧力、熱処理室温度、熱処理基板温度及び熱処理基板ホルダ温度のうちの少なくとも１つを含む前記熱処理システム用の熱プロセシングパラメータを、前記コントローラを使用して設定し、
前記２つ以上の基板上の化学的に変化された露出した表面層を蒸発させるために前記熱プロセシングパラメータを用いて前記熱処理システム内の前記２つ以上の基板を処理することを含む、方法。
【請求項５９】
前記熱処理室温度は、約２０℃から約２００℃までの範囲であり、
前記熱処理基板ホルダ温度は、約１００℃を上回り、
前記熱処理基板ホルダ温度は、約１００℃を上回る、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
前記熱処理室温度は、約１００℃から約１５０℃までの範囲であり、
前記熱処理基板ホルダ温度は、約１５０℃を上回り、
前記熱処理基板ホルダ温度は、約１００℃を上回る、請求項５８に記載の方法。
【請求項６１】
前記熱処理システム用の熱プロセシングパラメータを、前記コントローラを使用して設定することは、更に、前記熱処理室に導入されるパージガス用の流量を設定することを含む、請求項５８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００７年３月６日に出願されたタイトル“PROCESSING  SYSTEM  AND  METHOD  FOR  PERFORMING  HIGH  THROUGHPUT  NON-PLASMA  PROCESSING”（ＥＳ−０９９）の係属している米国特許出願第１１／６８２，６２５号、これと同時に出願されたタイトル“HEATER  ASSEMBLY  FOR  HIGH  THROUGHPUT  CHEMICAL  TREATMENT  SYSTEM”（ＥＳ−１３５）の係属している米国特許出願第１２／１８３，５９７号、これと同時に出願されたタイトル“HIGH  THROUGHPUT  CHEMICAL  TREATMENT  SYSTEM  AND  METHOD  OF  OPERATING”（ＥＳ−１４７）の係属している米国特許出願第１２／１８３，６５０号、これと同時に出願されたタイトル“SUBSTRATE  HOLDER  FOR  HIGH  THROUGHPUT  CHEMICAL  TREATMENT  SYSTEM”（ＥＳ−１４８）の係属している米国特許出願第１２／１８３，６９４号、及び、これと同時に出願されたタイトル“HIGH  THROUGHPUT  CHEMICAL  TREATMENT  SYSTEM  AND  METHOD  OF  OPERATING”（ＥＳ−１４９）の係属している米国特許出願第１２／１８３，７６３号に関連する。これらの出願の内容全体は、ここでの参照によりその全体がここに組み込まれる。
【０００２】
本発明は、処理システムに関し、より詳細には、化学処理及び熱処理用高スループット処理システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
材料処理方法体系において、例えばエッチング処理、洗浄処理等を含む種々の処理は、基板の表面から材料を除去するために利用される。パターンエッチング中、トレンチ、ビア、接点ビア等のような微細な特徴は、基板の表面層に形成される。例えば、パターンエッチングは、フォトレジストのような、放射感応材料の薄い層を基板の上側表面に塗布することを含む。パターンは、リソグラフィ技術を用いて放射感応材料の層内に形成され、このパターンは、ドライエッチング若しくは一連のドライエッチングプロセスを用いて下方の層へ転写される。
【０００４】
更に、放射感応材料の層及び１つ以上のソフトマスク層及び／又はハードマスク層を含む多層マスクは、薄膜における特徴をエッチングするために実現されてもよい。例えば、ハードマスクを使用して薄膜における特徴をエッチングするとき、放射感応層におけるマスクパターンは、薄膜に対するメインのエッチングステップに先行する別のエッチングステップを使用してハードマスクに転写される。ハードマスクは、例えば、二酸化けい素（ＳｉＯ２）、窒化けい素（Ｓｉ３Ｎ４）及び炭素を含むシリコン処理用の幾つかの材料から選択されてもよい。更に、薄膜に形成される特徴サイズを低減するため、ハードマスクは、横方向にトリムされてもよい。その後、１つ以上のマスク層及び／又は処理中に基板に堆積した任意の残留物は、下方の層へのパターン転写の前後に乾燥クリーニング処理を用いて除去されてもよい。パターンフォーミング、トリミング、エッチング、クリーニング処理ステップの１つ以上は、基板から材料を除去するための乾式の非プラズマプロセスを利用してもよい。例えば、乾式の非プラズマプロセスは、露出した表面層の表面化学を変化させるために基板の露出した表面の化学処理と、変化した表面化学を脱着するために化学変化された露出表面の後処理とを伴う２段階処理を含む化学除去処理を含んでよい。化学除去処理は、その他の材料に対して１つの材料を除去するために非常に高い選択性を呈し、この処理は、低いスループットに苦しみ、現実性の低いものとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エッチング処理は、通常、単一の基板処理クラスタツールを用いて実行され、１つ以上の処理モジュールと、１つ以上の処理モジュールのそれぞれの内外に単一の基板を入れ出しするように構成される基板ハンドリングシステムを含む。単一の基板構成は、基板毎及び基板内の双方で一定の繰り返し可能な特徴を提供する態様で基板が室毎に処理されることを可能とする。クラスタツールは、基板上の種々の特徴を処理するための必要な特徴を提供するが、半導体処理の分野において、必要な処理特徴を提供しつつ処理モジュールのスループットを増加することは有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、処理システムに関し、より詳細には、化学処理及び熱処理用高スループット処理システムに関する。
【０００７】
更に、本発明は、複数の基板を処理するための化学処理システム及び熱処理システムを有する高スループット処理システムに関する。化学処理システムは、乾式の非プラズマ環境で複数の基板を化学処理するように構成される。熱処理システムは、化学処理システムで化学処理された複数の基板を熱処理するように構成される。
【０００８】
一実施例によれば、複数の基板を化学処理するための処理システムが開示され、該処理システムは、化学処理システムであって、化学処理室と、前記化学処理室内に搭載され、その支持表面上に２つ以上の基板を支持するように構成された温度制御される基板ホルダと、前記化学処理室に結合され、前記２つ以上の基板上の露出した表面層を化学的に変化させるために前記化学処理室内の処理空間に１つ以上の処理ガスを導入するように構成されたガス噴射組立体と、前記ガス噴射組立体に結合され、前記ガス噴射組立体の温度を上昇させるように構成されたヒータ組立体と、前記化学処理室に結合された真空排気システムとを含む化学処理システム、
熱処理システムであって、熱処理室と、前記熱処理室内に搭載され、２つ以上の基板を支持するように構成され、前記化学的に変化された露出した表面層を熱処理するために前記２つ以上の基板の熱処理基板温度を上昇させるための機構を含む１つ以上の温度制御される基板ホルダと、前記熱処理室に結合され、移送面と前記１つ以上の温度制御される基板ホルダとの間の前記２つ以上の基板を鉛直方向に移送する基板リフタ組立体と、前記熱処理室に結合され、前記熱処理のガス生成物を排出するように構成された真空排気システムとを含む熱処理システム、及び、
前記化学処理システム及び前記熱処理システムに結合された隔離組立体であって、前記化学処理システム及び前記熱処理システムの中に及び外に前記２つ以上の基板を移送するように構成された専用の基板ハンドラを含む、隔離組立体を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施例による第１処理システム及び第２処理システム用の移送システムの側面視概略図。
【図２】図１に示す移送システムの上面視概略図。
【図３】その他の実施例による第１処理システム及び第２処理システム用の移送システムの側面視概略図。
【図４】その他の実施例による第１処理システム及び第２処理システム用の移送システムの上面視概略図。
【図５】一実施例による化学処理システムの断面側面視。
【図６】図５に示す化学処理システムの断面側面視の分解図。
【図７Ａ】一実施例による基板ホルダの上面視。
【図７Ｂ】図７Ａに示す基板ホルダの側面視。
【図７Ｃ】一実施例による化学処理システムにおけるポンプシステム及び基板ホルダの上面視レイアウト図。
【図７Ｄ】その他の実施例による基板ホルダの上面視。
【図８Ａ】一実施例によるリフトピン組立体の上面視。
【図８Ｂ】図８Ａに示すリフトピン組立体の側面視。
【図８Ｃ】一実施例による基板ホルダにおけるリフトピン位置決めデバイスの分解図。
【図９】一実施例によるヒータ組立体の断面図。
【図１０Ａ】一実施例によるヒータ組立体の上面視。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示すヒータ組立体の側面視
【図１１Ａ】一実施例による熱処理システムの断面側面視。
【図１１Ｂ】一実施例による熱処理システムの断面側面視。
【図１２】一実施例による基板リフティング組立体の上面視。
【図１３】その他の実施例による基板リフティング組立体の上面視。
【図１４】一実施例による化学処理システム及び熱処理システムの動作方法の図。
【図１５】乾式の非プラズマ処理を使用するエッチングレート用の模範データの図。
【図１６】一実施例による非プラズマ処理を使用して基板をエッチングする方法の図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
高スループット非プラズマ処理を実行する装置及び方法が種々の実施例で開示される。しかし、当業者は、種々の実施例が１つ以上の特定の詳細無しで、若しくは、他の置換及び／又は追加の方法、材料若しくは部品により実現できることを認識するだろう。他の例では、公知の構造、材料若しくは作動は、本発明の種々の実施例の局面を邪魔しないように詳細に説明・図示されない。同様に、説明の目的のため、特定の数、材料及び構成は、本発明の全体の理解を提供するために示される。しかし、本発明は、特定の詳細なしで実現されることができる。更に、図に示される種々の実施例は例示的な図であり、必ずしも実寸どおりでないことは理解されるべきである。
【００１１】
この明細書を通して“一の実施例”若しくは“実施例”若しくはその派生は、実施例に関して説明される特定の特徴、構造、材料若しくは特性が本発明の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味するが、それらが全ての実施例に存在することを意味しない。従って、この明細書を通して種々の場所で“一実施例において”若しくは“実施例において”のような用語の出現は、本発明の同一の実施例を必ずしも指さない。また、特定の特徴、構造、材料若しくは特性は、１つ以上の実施例において任意の適切な態様で結合されてもよい。種々の追加の層及び／又は構造は、含められてもよく及び／又は開示された特徴は、他の実施例において省略されてもよい。
【００１２】
種々の動作は、本発明の理科に最も有用な態様で、多数の離散的な動作で順に説明される。しかし、説明の順序は、これらの動作が必ずしも順番に依存することを意味するように解釈されるべきでない。特に、これらの動作は、説明の順に実行される必要はない。開示される動作は、開示される実施例と異なる順で実行されてもよい。種々の追加の動作は実行されてもよく、及び／又は開示された動作は、追加の実施例で省略されてもよい。
【００１３】
複数の基板の高スループット処理用のシステム及び方法、及び、複数の基板の高スループットな化学及び熱処理用のシステム及び方法に対して一般的な必要性がある。ステーション毎に専用のハンドラ及び複数の基板ホルダを使用することによって、複数の基板の化学及び熱処理スループットを改善することができる。
【００１４】
一実施例によれば、図１は、複数の基板を処理する処理プラットフォーム１００の側面図を示す。例えば、処理は、乾式の非プラズマエッチング処理若しくは乾式の非プラズマクリーニング処理を含んでよい。例えば、処理は、マスク層をトリムするために、基板の表面から残留物及び他の汚染物質を除去するために使用されてもよい。更に、例えば、処理は、化学酸化物除去処理を含んでよい。
【００１５】
処理システム１００は、第１処理システム１１０と、第１処理システム１１０に結合された第２処理システム１２０とを含む。一実施例では、第１処理システム１１０は、化学処理システムであり、第２処理システム１２０は、熱処理システムである。その他の実施例では、第２処理システム１２０は、水洗システムのような、基板水洗システムである。また、図１に示すように、移送システム１３０は、第１処理システム１１０に結合され、第１処理システム１１０及び第２処理システム１２０の内外に複数の基板を移送し、また、多要素製造システム１４０と複数の基板を交換もする。多要素製造システムは、周囲条件と低圧条件との間で基板のカセットが周期的に繰り返すことを可能とするロードロック要素を含んでよい。
【００１６】
第１及び第２処理システム１１０，１２０、及び、移送システム１３０は、例えば、多要素製造システム１４０内に処理要素を含む。移送システム１３０は、第１処理システム１１０、第２処理システム１２０及び多要素製造システム１４０の間で複数の基板を移動する専用のハンドラ１６０を含んでよい。例えば、専用のハンドラ１６０は、処理システム（第１処理システム１１０及び第２処理システム１２０）と多要素製造システム１４０の間で複数の基板を移送することに専念するが、本実施例は、そのように限定されない。
【００１７】
一実施例では、多要素製造システム１４０は、エッチングシステム、成膜システム、コーティングシステム、パターニングシステム、計量システム等のようなデバイスを含む処理要素へ及びから基板を移送することを可能としてよい。第１及び第２システムで起こる処理を隔離するために、隔離組立体１５０は、各システムを結合するために利用される。例えば、隔離組立体１５０は、熱的隔離を提供する熱隔離組立体及び真空隔離を提供するゲートバルブ組立体の少なくともいずれか１つを含んでよい。当然、処理システム１１０，１２０及び移送システム１３０は、任意の順番で配置されてもよい。
【００１８】
図２は、複数の基板を処理する図１に示す処理プラットフォーム１００の上面図を示す。この実施例では、基板１４２Ａは、同一の処理システムで他の基板１４２Ｂと横並びで処理される。代替実施例では、図示しないが、基板１４２Ａ，１４２Ｂは、前後に処理されてもよいが、本実施例はそのように限定されない。２つの基板のみが図２の各処理システムに示されるが、２つ以上の基板は、各処理システムで並列に処理されてもよい。
【００１９】
図２を参照するに、処理プラットフォーム１００は、多要素製造システム１４０から延在し互いに並列に稼動するように構成された第１処理要素１０２及び第２処理要素１０４を含んでよい。図１，２に示すように、第１処理要素１０２は、第１処理システム１１０及び第２処理システム１２０を含んでよく、移送システム１３０は、専用の基板ハンドラ１６０を利用して、基板１４２を第１処理要素１０２の内外に移動する。
【００２０】
或いは、図３は、その他の実施例による複数の基板を処理する処理プラットフォーム２００の側面図を示す。例えば、処理は、乾式の非プラズマエッチング処理若しくは乾式の非プラズマクリーニング処理を含んでよい。例えば、処理は、マスク層をトリムするために、基板の表面から残留物及び他の汚染物質を除去するために使用されてもよい。更に、例えば、処理は、化学酸化物除去処理を含んでよい。
【００２１】
処理プラットフォーム２００は、第１処理システム２１０及び第２処理システム２２０を含み、第１処理システム２１０は、示すように、鉛直方向で第２処理システム２２０の上部に積まれる。例えば、第１処理システム２１０は、化学処理システムであり、第２処理システム２２０は、熱処理システムである。或いは、第２処理システム２２０は、水洗システムのような、基板水洗システムである。また、図３に示すように、移送システム２３０は、第１処理システム２１０の内外に複数の基板を移送するため第１処理システム２１０に結合されてよく、第２処理システム２２０の内外に複数の基板を移送するため第２処理システム２２０に結合されてよい。移送システム２３０は、第１処理システム２１０、第２処理システム２２０及び多要素製造システム２４０の間で複数の基板を移動する専用のハンドラ１６０を含んでよい。専用のハンドラ２６０は、処理システム（第１処理システム２１０及び第２処理システム２２０）と多要素製造システム２４０の間で複数の基板を移送することに専念してよいが、本実施例は、そのように限定されない。
【００２２】
更に、移送システム２３０は、１つ以上の基板カセット（図示せず）と基板を交換してもよい。図３には２つ処理システムのみが示されるが、エッチングシステム、成膜システム、コーティングシステム、パターニングシステム、計量システム等のようなデバイスを含む他の処理システムは、移送システム２３０若しくは多要素製造システム２４０にアクセスすることができる。隔離組立体２５０は、第１及び第２処理システムで生ずる処理を隔離するために各システムを結合するために使用することができる。例えば、隔離システム２５０は、熱的隔離を提供する熱隔離組立体及び真空隔離を提供するゲートバルブ組立体の少なくともいずれか１つを含んでよい。更に、例えば、移送システム２３０は、隔離組立体２５０の一部として機能することができる。
【００２３】
一般的に、図１に示す処理プラットフォーム１００の第１処理システム１１０及び第２処理システム１２０の少なくとも１つは、複数の基板の通過を可能とするために少なくとも２つの移送開口を含む。例えば、図１に示すように、第２処理システム１２０は、２つの移送開口を含み、第１移送開口は、第１処理システム１１０と第２処理システム１２０の間の基板の通過を可能とし、第２移送開口は、移送システム１３０と第２処理システム１２０の間の基板の通過を可能とする。しかし、図１及び２に示す処理プラットフォーム１００、及び、図３に示す処理プラットフォーム２００に関して、各処理システムは、それぞれ、複数の基板の通過を可能とする少なくとも１つの移送開口を含む。
【００２４】
その他の実施例によれば、図４は、複数の基板を処理する処理プラットフォーム３００の上面図を示す。例えば、処理は、乾式の非プラズマエッチング処理若しくは乾式の非プラズマクリーニング処理を含んでよい。例えば、処理は、マスク層をトリムするために、基板の表面から残留物及び他の汚染物質を除去するために使用されてもよい。更に、例えば、処理は、化学酸化物除去処理を含んでよい。
【００２５】
処理プラットフォーム３００は、第１処理システム３１０、第２処理システム３２０及び第１移送システム３３０及び任意の第２移送システム３３０’に結合される任意の補助処理システム３７０を含む。一実施例では、第１処理システム３１０は、化学処理システムであり、第２処理システム３２０は、熱処理システムである。その他の実施例では、第２処理システム３２０は、水洗システムのような、基板水洗システムである。また、図４に示すように、第１移送システム３３０及び任意の第２移送システム３３０’は、第１処理システム３１０及び第２処理システム３２０に結合され、第１処理システム３１０及び第２処理システム３２０の内外に複数の基板を移送すると共に、多要素製造システム３４０と複数の基板を交換するように構成される。多要素製造システム３４０は、周囲条件と低圧条件との間で基板のカセットが周期的に繰り返すことを可能とするロードロック要素を含んでよい。
【００２６】
第１及び第２処理システム３１０，３２０及び第１及び任意の第２移送システム３３０、３３０’は、例えば、多要素製造システム３４０内で処理要素を含むことができる。移送システム３３０は、第１の専用のハンドラ３６０を含んでよく、任意の第２移送システム３３０’は、任意の第２の専用のハンドラ３６０’を含んでよく、第１処理システム３１０、第２処理システム３２０、任意の補助処理システム３７０及び多要素製造システム３４０の間で複数の基板を移動する。
【００２７】
一実施例では、多要素製造システム３４０は、エッチングシステム、成膜システム、コーティングシステム、パターニングシステム、計量システム等のようなデバイスを含む処理要素へ及びから基板を移送することを可能としてよい。また、多要素製造システム３４０は、補助処理システム３７０の内外の基板の移送を可能としてもよく、この場合、補助処理システム３７０は、エッチングシステム、成膜システム、コーティングシステム、パターニングシステム、計量システム等を含んでよい。
【００２８】
第１及び第２処理システムで生ずる処理を隔離するために、隔離組立体３５０は、各システムを結合するために利用される。例えば、隔離組立体３５０は、熱的隔離を提供する熱隔離組立体及び真空隔離を提供するゲートバルブ組立体の少なくともいずれか１つを含んでよい。当然、処理システム３１０，３２０及び移送システム３３０、３３０’は、任意の順番で配置されてもよい。
【００２９】
図４に示すように、この実施例では、２つ以上の基板３４２は、同一の処理システム内において横並びで処理されることができる。代替実施例では、図示しないが、基板３４２は、前後に処理されてもよいが、本実施例はそのように限定されない。２つの基板のみが図４の各処理システムに示されるが、２つ以上の基板は、各処理システムで並列に処理されてもよい。
【００３０】
図５，１１Ａ，１１Ｂを参照するに、上述のような処理プラットフォームは、上述の如く、複数の基板を化学処理するための化学処理システム５００と複数の基板を熱処理するための熱処理システム１０００を含んでよい。例えば、処理プラットフォームは、化学処理システム５００と、化学処理システム５００に結合される熱処理システム１０００とを含む。化学処理システム５００は、温度制御されることができる化学処理室（化学処理チャンバ）５１０を含む。熱処理システム１０００は、温度制御されることができる熱処理室（熱処理チャンバ）１０１０を含む。化学処理室５１０及び熱処理室１０１０は、以下で詳説するように、熱隔離組立体を用いて互いに熱的に隔離されることができ、ゲートバルブ組立体を用いて互いに真空隔離されることができる。
【００３１】
図５に示すように、化学処理システム５００は、化学処理室５１０内に搭載され、その支持表面上に２つ以上の基板５４５を支持するように構成された温度制御される基板ホルダ５４０と、化学処理室５１０の上側セクションに結合された上側組立体５２０と、化学処理室５１０を排気するために化学処理室５１０に結合された真空排気システム５８０を更に含む。
【００３２】
上側組立体５２０は、化学処理室５１０に結合され、２つ以上の基板５４５上の露出した表面層を化学的に変化させるために化学処理室５１０内の処理空間５１２に１つ以上の処理ガス（プロセスガス）を導入するように構成されたガス噴射組立体５５０を含む。更に、上側組立体５２０は、ガス噴射組立体５５０に結合されたヒータ組立体５３０であって、ガス噴射組立体５５０の温度を上昇させるように構成されたヒータ組立体５３０を含む。
【００３３】
化学処理室５１０は、開口５１４を含み、開口５１４を通して、複数の基板５４５は、化学処理室５１０の内外に移送されることができる。化学処理室５１０内の開口５１４は、熱処理室１０１０の開口１０１６と共通の通路を画成してよく、これを通って、複数の基板５４５は、化学処理室５１０と熱処理室１０１０の間に移送されることができる。
【００３４】
処理中、共通の通路は、２つの室５１０，１０１０における独立した処理を可能とするためにゲートバルブ組立体５１８を用いてシールされ閉じられることができる。図５に示すように、ゲートバルブ組立体５１８は、油圧駆動システムのような、駆動システム５１６を含んでよい。更に、移送開口１０１４は、図１乃至図４に示すように移送システムにより基板交換が可能となるように熱処理室１０１０に形成されることができる。例えば、第２熱隔離組立体（図示せず）は、熱処理室１０１０を移送システム（図示せず）から熱的に隔離するために実現されてもよい。開口１０１４は、熱処理室１０１０の一部（図１と整合）として図示されているが、移送開口１０１４は、熱処理室１０１０でなく化学処理室５１０内に形成されることができ（図１に示すのと逆の室位置）、若しくは、移送開口１０１４は、化学処理室５１０及び熱処理室１０１０の双方に形成されることができる。
【００３５】
図５に示すように、化学処理システム５００は、基板を熱的に制御し処理するための幾つかの動作機能を提供するため、温度制御される基板ホルダ５４０を含む。基板ホルダ５４０は、複数の基板５４５の温度を調整及び／又は上昇するように構成される１つ以上の温度制御素子を含む。
【００３６】
１つ以上の温度制御素子は、基板５４５を加熱及び／又は冷却するように構成されてもよい。例えば、温度制御される基板ホルダ５４０は、基板ホルダ５４０から熱を受け熱交換システム（図示せず）に熱を伝える伝熱流体の再循環流れを有する冷却システム、若しくは代替的に、熱交換器（図示せず）から熱を受け基板ホルダ５４０に熱を伝える伝熱流体の再循環流れを有する加熱システムを含んでよい。他の実施例では、温度制御素子は、抵抗加熱素子、若しくは、熱電ヒータ／クーラを含んでよい。これらの温度制御素子は、基板ホルダ５４０、化学処理室５１０の室壁、及び上側組立体５２０の温度を制御するために利用されてもよい。
【００３７】
一実施例によれば、図６は、上述の機能の幾つかを実行する基板ホルダの幾つかの図を示す。図６では、図５に示される温度制御される基板ホルダ５４０の分解断面図が示される。基板ホルダ５４０は、２つ以上の基板を支持するように構成された上側表面、上側表面の反対側の下側表面及び縁部表面を有する温度制御される基板テーブル５４２と、温度制御される基板テーブル５４２の下側表面に結合される室合わせ部品６１２と、室合わせ部品６１２の底部と化学処理室５１０の下側室壁６１０の間に配置される隔離部品６１４を含む。室合わせ部品６１２は、化学処理室５１０の下側室壁６１０から距離を置いて温度制御される基板テーブル５４２を支持するように構成された２つ以上の支柱６１３を含んでよく、２つ以上の支柱６１３のそれぞれは、温度制御される基板テーブル５４２の下側表面に結合される第１端及び化学処理室５１０の下側室壁６１０に結合される第２端を含む。
【００３８】
温度制御される基板テーブル５４２及び室合わせ部品６１２は、例えば、アルミ、ステンレス鋼、ニッケル等のような電気的に且つ熱的に伝導性のある材料から製造されてもよい。隔離部品６１４は、例えば、水晶、アルミナ、テフロン等のような比較的熱伝導性が低く熱抵抗材料から製造されることができる。
【００３９】
温度制御される基板テーブル５４２は、冷却路、加熱路、抵抗加熱素子若しくは熱電素子のような、温度制御要素を含んでよい。例えば、図６に示すように、温度制御される基板テーブル５４２は、温度制御される基板テーブル５４２の内部に形成される流路５４４を含む。流路５４４は、出口流体管５４６及び入口流体管５４８を含む。
【００４０】
基板ホルダ温度制御システム５６０は、熱伝導流体の温度を制御するように構築され配列された流体熱ユニットを含む。流体熱ユニットは、流体貯蔵タンク、ポンプ、ヒータ、クーラ及び流体温度センサを含んでよい。例えば、基板ホルダ温度制御システム５６０は、更に、流体熱ユニット結合されるコントローラであって、熱伝導流体の温度を監視、調整若しくは制御の少なくともいずれかを行うように構成されたコントローラを含む。
【００４１】
例えば、基板ホルダ温度制御システム５６０は、温度制御される基板テーブル５４２に結合され基板ホルダ温度を測定するように構成された温度センサからの温度測定値を受けてもよい。更に、例えば、基板ホルダ温度制御システム５６０は、基板ホルダ温度を目標基板ホルダ温度と比較し、基板ホルダ温度と目標基板ホルダ温度の差を低減するように、伝熱流体の温度、伝熱流体の流量若しくはそれらの組み合わせを調整するためコントローラを利用する。
【００４２】
更に、例えば、基板ホルダ温度制御システム５６０は、温度制御される基板テーブル５４２に結合される複数の温度センサからの複数の温度測定値を受けてもよく、また、コントローラを利用して、温度制御される基板テーブル５４２の温度均一性を変化させるために複数の基板ホルダ温度の監視、調整及び制御の少なくとも１つを行ってもよい。
【００４３】
流路５４４は、温度制御される基板テーブル５４２の伝熱−対流加熱若しくは冷却を提供するために、例えば、水、フロリナート（Fluorinert）、ガルデン（Galden）HT-135のような流体の流量を可能とする温度制御される基板テーブル５４２内のらせん状若しくは蛇状の通路であってよい。或いは、温度制御される基板テーブル５４２は、それぞれの素子を通る電流の方向に依存して基板を加熱若しくは冷却することができる熱電素子のアレイを含んでよい。模範的な熱電素子は、Advanced  Thermoelectric,Model  ST-127-1.4-8.5Mから市販されているもの（７２Wの最大熱伝導出力が可能な４０ｍｍ×４０ｍｍ×３．４ｍｍの熱電デバイス）である。
【００４４】
単一の流路５４４が示されるが、温度制御される基板テーブル５４２は、温度制御される基板テーブル５４２内に形成される１つ以上の追加の流路を含んでよく、この場合、１つ以上の追加の流路のそれぞれは、追加の入口端と追加の出口端を有し、各追加の入口端と各追加の出口端は、２つ以上の支柱６１３を通る追加の熱伝導流体を受けて戻すように構成される。
【００４５】
隔離部品６１４は、温度制御される基板テーブル５４２と化学処理室５１０の間の追加の熱隔離を提供するために熱隔離ギャップを更に含んでよい。熱隔離ギャップは、ポンプシステム（図示せず）若しくは真空排気システム５８０の一部として真空ラインを使用して排気されてよく、及び／又は、その熱伝導性を変化させるためにガス供給源（図示せず）に結合されてもよい。ガス供給源は、例えば、基板５４５の裏側に熱伝導ガスを結合するために利用される裏側ガス供給源であることができる。
【００４６】
各部品５４２，６１２，６１４は、更に、互いに固定するため、及び、化学処理室５１０に温度制御される基板ホルダ５４０を固定するために、締結具（ボルト及びネジ穴等）を含む。更に、各部品５４２，６１２，６１４は、それぞれの部品に上述の有用性の通路を容易化し、エラストマのOリングのような、真空シールは、化学処理室５１０の真空結合性を維持する必要がある箇所で利用される。
【００４７】
更に、温度制御される基板ホルダ５４０は、温度制御される基板ホルダ５４０に温度制御される５４５を電気的に（機械的に）拘束するために静電クランピングシステム（図示せず）（若しくは機械的なクランピングシステム）を含んでよい。静電クランプ（ＥＳＣ）は、セラミック層と、その中に埋設されたクランピング電極と、クランピング電極に電気接続を用いて結合される高電圧（ＨＶ）直流（ＤＣ）電源とを含んでよい。かかるクランプの設計及び実現は、静電クランピングシステムの分野で広く知られている。
【００４８】
更に、温度制御される基板ホルダ５４０は、熱伝導ガスを供給するための裏側ガス供給システム（図示せず）を含んでよい。熱伝導ガスは、例えば、基板５４５と温度制御される基板ホルダ５４０の間のガスギャップ熱伝導性を改善するために基板５４５の裏側に搬送されてもよい。例えば、基板５４５の裏側に供給される熱伝導ガスは、ヘリウム、アルゴン、キセノン、クリプトンのような不活性ガス、処理ガス若しくは酸素、窒素若しくは水素のような他のガスを含んでよい。かかるシステムは、基板の温度制御が上昇された温度若しくは減少された温度で必要とされるときに利用されることができる。例えば、裏側ガスシステムは、２ゾーン（中心−縁部）システムのようなマルチゾーンガス分配システムを含むことができ、この場合、裏側ガスギャップ圧力は、基板５４５と中心と縁部の間で独立に可変されることができる。
【００４９】
更に、温度制御される基板ホルダ５４０は、温度制御される基板テーブル５４２の上側表面から及びへと第１基板を上昇するように構成されるリフトピンの第１アレイ５７６と、温度制御される基板テーブル５４２の上側表面から及びへと第２基板を上昇するように構成されるリフトピンの第１アレイ５７６とを含むリフトピン組立体５７０を含んでよい。
【００５０】
図６に示すように、リフトピン組立体５７０は、リフトピン支持部材５７４と、化学処理室５１０内の貫通部６１６を介して下側室壁６１０を通って結合され、リフトピン穴の第１アレイを通ってリフトピンの第１アレイ５７６が併進しリフトピン穴の第２アレイを通ってリフトピンの第２アレイ５７６が併進するように、リフトピン支持部材５７４を併進するように構成された駆動システム５７２とを含む。
【００５１】
温度制御される基板ホルダ５４０の温度は、熱電対（例えば、Ｋタイプの熱電対、Ｐｔセンサ等）のような、温度センシングデバイスを用いて監視することができる。更に、基板ホルダ温度制御システム５６０は、基板ホルダ５４０の温度を制御するため、基板ホルダ５４０へのフィードバックとして温度測定値を使用してもよい。例えば、流体の流量、流体温度、熱伝導ガスタイプ、熱伝導ガス圧、クランピング力、抵抗ヒータ素子電流若しくは電圧、熱電デバイス電流若しくは極性等の少なくとも１つは、基板５４５の温度及び／又は基板ホルダ５４０の温度の変化に影響を及ぼすために、調整されてもよい。
【００５２】
図７Ａ及び７Ｂを参照するに、基板ホルダの上面視及び側面視は、その他の実施例により示される。図７Ａに示すように、基板ホルダ７４０は、２つの基板７４５，７４５’を支持するように構成された近接側の上側表面７６０と、上側表面７６０の反対側の下側表面７６２と、縁部表面７６４とを有する温度制御される基板テーブル７４２を含む。温度制御される基板テーブル７４２は、更に、２つの基板７４５，７４５’の温度を調整及び／又は制御するように構成される。基板ホルダ７４０は、更に、流路７４４を通って熱伝導流体の流れを供給及び排出するように構成された入口流体管７４６及び出口流体管７４８を含む。
【００５３】
図７Ａに示すように、入口流体管７４６は、２つ以上の支柱の１つを通って形成され、この場合、入口流体管７４６は、流体熱ユニットから熱伝導流体を受け、熱伝導流体を流路７４４の入口端に供給するように構成される。更に、出口流体管７４８は、２つ以上の支柱の他の１つを通って形成され、この場合、出口流体管７４８は、流路７４４の出口端から熱伝導流体を受けるように構成される。温度制御される基板テーブル７４２は、上側セクション７４１と下側セクション７４３と含んでよく、この場合、流路７４４は、上側セクション７４１又は下側セクション７４３若しくは２つのセクションを結合する前に双方に形成される。上側セクション７４１と下側セクション７４３は、それらの間に配置されるシールにより互いに２つのセクションを固定することにより、若しくは、２つのセクションを共に溶接することにより、結合されてもよい。
【００５４】
流路７４４は、蛇型を有してよい。しかし、流路の形状は任意である。例えば、図７Ｄは、より入り組んだ経路を有する流路７４４’を備える基板ホルダ７４０’を図示する。
【００５５】
図７Ｃを参照するに、温度制御される基板テーブル７４２の上面視が示され、化学処理室の下側壁内の真空排気ポート７８０及び室壁７２９の対する温度制御される基板ホルダ７４２の模範的な３次元関係が図示される。温度制御される基板ホルダ７４２は、真空排気ポート７８０への化学処理室を通る流れを改善する態様で形状付けられる。
【００５６】
図７Ａ，７Ｂ，７Ｄ，８Ａ，８Ｂを参照するに、基板ホルダ７４０は、更に、リフトピン組立体を含んでよく、リフトピン組立体は、温度制御される基板テーブル７４２を通るリフトピンの第１アレイ７５１の通路が温度制御される基板テーブル７４２の上側表面７６０に及び上側表面７６０から第１基板７４５を上昇することを可能とするように構成された３つのリフトピン穴の第１アレイ７５０と、温度制御される基板テーブル７４２を通るリフトピンの第２アレイ７５１’の通路が温度制御される基板テーブル７４２の上側表面７６０に及び上側表面７６０から第２基板７４５’を上昇することを可能とするように構成された３つのリフトピン穴の第２アレイ７５０’とを含む。
【００５７】
図８Ａ及び８Ｂに示すように、リフトピン組立体は、リフトピン支持部材７５２と、化学処理室５１０内の壁７１０を通って結合され、リフトピン穴の第１アレイ７５０を通ってリフトピンの第１アレイ７５１が併進しリフトピン穴の第２アレイ７５０’を通ってリフトピンの第２アレイ７５１’が併進するように、リフトピン支持部材７５２を併進するように構成されたピストン部材７５４を含む駆動システムとを含む。リフトピンの第１アレイ７５１は、リフトピン穴の第１アレイ７５０に位置合わせして通るように構成され、リフトピン穴の第１アレイ７５０の各リフトピンは、第１基板に接触するように構成された第１接触端と、リフトピン支持部材７５２に結合される第１支持端を含む。リフトピンの第２アレイ７５１’は、リフトピン穴の第２アレイ７５０’に位置合わせして通るように構成され、リフトピンの第２アレイ７５１’の各リフトピンは、第２基板に接触するように構成された第２接触端と、リフトピン支持部材７５２に結合される第２支持端を含む。ピストン部材７５４は、リフトピン支持部材７５２に結合され、壁７１０の貫通部を通って摺動することによってリフトピン支持部材７５２を鉛直方向に併進するように構成される。
【００５８】
図８Ｃに示すように、リフトピン穴の第１アレイ７５０及びリフトピンの第２アレイ７５１’の各リフトピンは、リフトピン穴のノミナル寸法７４７’よりも大きい張り出した寸法７４７を備えるフレア端を有するインサート７４９を含んでよい。インサート７４９の使用は、基板ホルダ７４０の組立中（整備前、整備中、整備後）にリフトピン穴の第２アレイ７５０’へのリフトピンの第２アレイ７５１’の位置合わせ、リフトピン穴の第１アレイ７５０へのリフトピンの第１アレイ７５１の位置合わせを補助してもよい。
【００５９】
更に、図８Ｂに示すように、温度制御される基板テーブル７４２は、任意的に、下側表面７６２及び／又は縁部表面７６４に結合されるスカート部７９０を含んでよい。スカート部７９０は、リフトピン組立体及び温度制御される基板テーブル７４２の下方に堆積される汚染物質及びプロセス残留物の量を低減することを補助することができる。更に、スカート部７９０は、リフトピン組立体及び温度制御される基板テーブル７４２の下方（即ち下側表面７６２）によるプロセス残留物のゲッタリング量を低減することを補助することができる。
【００６０】
上述の如く、上側組立体５２０は、化学処理室５１０に結合され、処理空間５１２に１つ以上の処理ガスを導入するように構成されたガス噴射組立体５５０と、ガス噴射組立体５５０に結合され、ガス噴射組立体５５０の温度を上昇させるように構成されたヒータ組立体５３０とを含む。
【００６１】
ガス噴射組立体５５０は、ガス分配組立体を有するシャワーヘッドガス噴射システムと、ガス分配組立体に結合され、１つ以上のガス分配プレナムを形成するように構成された１つ以上のガス分配プレートとを含んでよい。図示されないが、１つ以上のガス分配プレナムは、１つ以上のガス分配バッフルプレートを含んでよい。１つ以上のガス分配プレートは、化学処理室５１０内の処理空間５１２に１つ以上のガス分配プレナムからの処理ガスを分配するため１つ以上のガス分配オリフィスを更に含む。更に、１つ以上のガス供給ラインは、１つ以上のガスを含む処理ガスを供給するために、例えばガス分配組立体を介して、１つ以上のガス分配プレナムに結合されてもよい。処理ガスは、例えば、ＮＨ３、ＨＦ，Ｈ２，Ｏ２，ＣＯ，ＣＯ２，Ａｒ、Ｈｅ等であることができる。
【００６２】
図５に示すように、ガス噴射組立体５５０は、化学処理室５１０内へ少なくとも２つのガスを含む処理ガスを分配するように構成されてもよい。ガス噴射組立体５５０は、ガス供給システム５５６から第１処理ガスを導入するためのオリフィスの第１アレイ５５２と、ガス供給システム５５６から第２処理ガスを導入するためのオリフィスの第２アレイ５５４とを含んでよい。例えば、第１処理ガスは、ＨＦを含んでよく、第２処理ガスは、ＮＨ３及び任意的にＡｒを含んでよい。
【００６３】
図９（追加の詳細を示す図５の拡大図）に示すように、上側組立体８２０は、ガス噴射組立体８５０と、ガス噴射組立体８５０に結合され、ガス噴射組立体８５０の温度を上昇させるように構成されたヒータ組立体８３０とを含む。ガス噴射組立体８５０は、少なくとも２つのガスを含む処理ガスを分配するように構成される。ガス噴射組立体８５０は、オリフィスの第１アレイ８５２を通って処理空間８１２に第１処理ガスを導入するように構成された第１ガス分配プレナム８５６と、オリフィスの第２アレイ８５４を通って処理空間８１２に第２処理ガスを導入するように構成された第２ガス分配プレナム８５８とを含む。第１ガス分配プレナム８５６は、第１通路８５５を通ってガス供給システム８７０からの第１処理ガスを受けるように構成され、第２ガス分配プレナム８５８は、第２通路８５７を通ってガス供給システム８７０からの第２処理ガスを受けるように構成される。図示されないが、ガス分配プレナム８５６、８５８は、１つ以上のガス分配バッフルプレートを含むことができる。
【００６４】
処理ガスは、例えば、ＮＨ３、ＨＦ，Ｈ２，Ｏ２，ＣＯ，ＣＯ２，Ａｒ、Ｈｅ等を含むことができる。この構成の結果として、第１処理ガス及び第２処理ガスは、処理空間８１２内を除き如何なる相互作用無しで処理空間８１２に独立に導入されてもよい。
【００６５】
図５に示すように、ヒータ組立体５３０は、ガス噴射組立体５５０に結合され、ガス噴射組立体５５０の温度を上昇させるように構成される。ヒータ組立体５３０は、複数の加熱素子５３２と、複数の加熱素子に結合するように構成された電源５３４を含む。
【００６６】
図９に示すように、ヒータ組立体８３０は、ガス噴射組立体８５０の上側表面に結合される複数の抵抗加熱素子８３１，８３２，８３３，８３４を含む。ヒータ組立体８３０は、更に、複数の抵抗加熱素子８３１，８３２，８３３，８３４に結合され、複数の抵抗加熱素子８３１，８３２，８３３，８３４のそれぞれに電流を結合するように構成された電源８６０を含む。電源８６０は、直流（ＤＣ）電源若しくは交流（ＡＣ）電源を含んでよい。また、複数の抵抗加熱素子８３１，８３２，８３３，８３４は、直列に接続されてもよく又は並列に接続されてもよい。
【００６７】
更に、ヒータ組立体８３０は、隔離部材８３６と、ガス噴射組立体８５０の上側表面に複数の抵抗加熱素子８３１，８３２，８３３，８３４を固定するように構成されたクランプ部材８３８とを更に含んでよい。更に、ヒータ組立体８３０は、熱シールド８４０と、複数の抵抗加熱素子８３１，８３２，８３３，８３４をシールドするように構成され、ガス噴射組立体８５０の上側表面から距離を置いて熱シールド８４０を離れて立つ１つ以上の柱８４２とを含んでよい。或いは、隔離は、熱隔離発泡体により提供されてもよい。
【００６８】
図１０Ａ，１０Ｂを参照するに、ヒータ組立体９３０及びガス噴射組立体９５０とを含む上側組立体９２０の上面視及び側面視が与えられる。上側組立体９２０は、プレート部材９２２及び下側部材９２４を含んでよい。ヒータ組立体９３０は、上側表面を有するプレート部材９２２と、プレート部材９２２の上側表面に結合される複数の抵抗加熱素子９３２，９３４，９３６，９３８を含む。図１０Ａに示すように、複数の抵抗加熱素子９３２，９３４，９３６，９３８のそれぞれは、１８０度の主要軸の曲げを有する加熱素子を含む。例えば、複数の抵抗加熱素子９３２，９３４，９３６，９３８のそれぞれは、プレート部材９２２の上側表面に固定的に結合される第１端９３３と、電源に結合されるように構成される第２端９３１と、第１端９３３と第２端９３１の間の曲げ部と、第１端９３３と曲げ部の間に延在する第１直線セクションと、第２端９３１と曲げ部の間に延在する第２直線セクションとを含む。
【００６９】
第１直線セクションは、複数の抵抗加熱素子９３２，９３４，９３６，９３８のそれぞれに対して第２直線セクションと略平行であってよい。更に、複数の抵抗加熱素子９３２，９３４，９３６，９３８の１つの第１直線セクションと第２直線セクションは、複数の抵抗加熱素子のその他の第１直線セクションと第２直線セクションと略平行であってよい。更に、複数の抵抗加熱素子９３２，９３４，９３６，９３８は、プレート部材９２２の上側表面上でペアで配列されてもよい。更に、プレート部材９２２の上側表面に結合される１つ以上のスペーサは、複数の抵抗加熱素子９３２，９３４，９３６，９３８の１つを、複数の抵抗加熱素子９３２，９３４，９３６，９３８の他の１つに対して位置決めするように配置されてもよい。
【００７０】
ガス分配システムの温度プロフィールを制御及び／又は均一に加熱するために、複数の抵抗加熱素子９３２，９３４，９３６，９３８は、互いに入れ込む（interlaced）態様で配置されてもよく、この場合、複数の抵抗加熱素子９３２，９３４，９３６，９３８のうちの少なくとも２つは、複数の抵抗加熱素子９３２，９３４，９３６，９３８のうちの少なくとも２つの第１の第１端９３３が、複数の抵抗加熱素子９３２，９３４，９３６，９３８のうちの少なくとも２つの第２の曲げ部の内側縁部に近接して位置するように、配置されてもよい。
【００７１】
複数の抵抗加熱素子９３２，９３４，９３６，９３８は、例えば、タングステン、ニッケル−クロム合金、アルミ−鉄合金、窒化アルミニウム等を含んでよい。抵抗加熱素子を製造するために市販されている材料の例は、コネチカット州ベセルにあるKanthal  Corporationにより製造された金属合金に対する登録商標であるKanthal,Nikrothal,Akrothalを含む。Ｋａｎｔｈａｌ系はフェライト合金（ＦｅＣｒＡｌ）を含み、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ系はオーステナイト合金（ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＦｅ）を含む。一例では、複数の抵抗加熱素子９３２，９３４，９３６，９３８のそれぞれは、Watlow  FIREBAR（登録商標）加熱素子を含んでよく、これは、Watlow  Electric  Manufacturing  Company（12001  Lackland  Road,  St.Louis,MO  63146）から市販されている。或いは若しくはこれに加えて、冷却素子は、任意の実施例で採用されることができる。
【００７２】
上述の如く、上側組立体９２０は、更に、複数の抵抗加熱素子９３２，９３４，９３６，９３８に電力を結合するように構成された電源を含む。電源は、直流（ＤＣ）電源若しくは交流（ＡＣ）電源を含んでよい。複数の抵抗加熱素子９３２，９３４，９３６，９３８は、直列に接続されてもよく又は並列に接続されてもよい。更に、温度センサ９６０は、ガス噴射組立体９５０に結合され、ガス噴射組立体９５０の温度を測定するように構成されてもよい。温度センサ９６０は、熱電対（例えば、Ｋタイプの熱電対、Ｐｔセンサ等）を含んでよい。コントローラは、ヒータ組立体９３０及び温度センサ９６０に結合され、ガス噴射組立体９５０の温度を監視、調整若しくは制御の少なくともいずれかを行うように構成されてもよい。例えば、電圧、電流、電力等の少なくとも１つは、ガス噴射組立体９５０及び／又は上側組立体９２０の温度に影響を及ぼすように調整されてもよい。更に、複数の温度センサは、ガス噴射組立体９５０及び／又は上側組立体９２０に対して温度分布を監視、調整及び／又は制御するために利用されてもよい。
【００７３】
図５を再度参照するに、化学処理システム５００は、上昇された温度で維持される温度制御される化学処理室５１０を更に含んでよい。例えば、壁加熱素子（図示せず）は、壁温度制御ユニット（図示せず）に結合されてもよく、壁加熱素子は、化学処理室５１０に結合されるように構成されてもよい。加熱素子は、例えば、タングステン、ニッケル−クロム合金、アルミ−鉄合金、窒化アルミニウム等、フィラメントのような抵抗加熱素子を含むことができる。抵抗加熱素子を製造するために市販されている材料の例は、コネチカット州ベセルにあるKanthal  Corporationにより製造された金属合金に対する登録商標であるKanthal,Nikrothal,Akrothalを含む。Ｋａｎｔｈａｌ系はフェライト合金（ＦｅＣｒＡｌ）を含み、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ系はオーステナイト合金（ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＦｅ）を含む。電流がフィラメントを流れるとき、電力が熱として放出され、それ故に、壁温度制御ユニットは、例えば、制御可能なＤＣ電源を含んでよい。例えば、壁加熱素子は、Watlow  Electric  Manufacturing  Company（12001  Lackland  Road,  St.Louis,MO  63146）から市販されている少なくとも１つのFIREROD（登録商標）カートリッジヒータを含んでよい。冷却素子は、化学処理室５１０において採用されることもできる。化学処理室５１０の温度は、熱電対（例えば、Ｋタイプの熱電対、Ｐｔセンサ等）のような、温度センシングデバイスを用いて監視することができる。更に、コントローラは、化学処理室５１０の温度を制御するため、壁温度制御ユニットへのフィードバックとして温度測定値を利用することができる。
【００７４】
図５を依然として参照するに、真空排気システム５８０は、室圧を絞るためのゲートバルブ及び真空ポンプを含むことができる。真空ポンプは、例えば、毎秒約５０００リットル（及びそれ以上）までのポンプの排気速度が可能なターボ分子真空ポンプ（ＴＭＰ）であることができる。例えば、ＴＭＰは、Seiko  STP-A803真空ポンプ若しくはEbara  ET1301W真空ポンプであることができる。ＴＭＰは、低圧処理、典型的には、約５０ｍトールよりも小さい低圧処理に有用である。高圧（即ち約１００ｍトールよりも大きい）若しくは低スループット処理（即ち、ガスフロー無し）に対して、機械的なブースタポンプ及び乾式粗引きポンプを使用することができる。
【００７５】
図５を依然として参照するに、化学処理システム５００は、制御システム５９０を更に含むことができ、制御システム５９０は、マイクロプロセッサ、メモリ及びデジタルＩ／Ｏポートを有し、温度及び圧力センシングデバイスのような化学処理システム５００からの出力を監視すると共に、化学処理システム５００への入力を通信し作動させるのに十分な制御電圧を生成することができる。更に、制御システム５９０は、化学処理室５１０、温度制御される基板ホルダ５４０、上側組立体５２０、ヒータ組立体５３０、ガス噴射組立体５５０、真空排気システム５８０、基板ホルダ温度制御システム５６０、リフトピン組立体５７０及びガスバルブ組立体５１８に結合されることができ、これらと情報交換することができる。例えば、メモリに記憶されたプログラムは、処理レシピに従って化学処理システム５００の上述の部品への入力を起動させるために利用されることができる。
【００７６】
制御システム５９０は、化学処理システム５００に対してローカル位置に配置されてもよいし、化学処理システム５００に対してインターネットやイントラネットを介して遠隔位置に配置されてもよい。従って、制御システム５９０は、直接接続、インターネット若しくはイントラネットの少なくとも１つを使用して化学処理システム５００とデータを交換することができる。制御システム５９０は、顧客側（即ち、デバイスメーカ等）でインターネットに結合されてもよく、ベンダ側（即ち装置製造業者）でインターネットに結合されてもよい。更に、その他のコンピューター（即ち、コントローラ、サーバ等）は、直接接続、インターネット若しくはイントラネットの少なくとも１つを介してデータを交換するため、制御システム５９０にアクセスすることができる。
【００７７】
図１１Ａに示すように、熱処理システム１０００は、更に、熱処理室１０１０内に搭載され、その支持表面上に２つ以上の基板１０４５を支持するように構成された温度制御される基板ホルダ１０４０と、化学処理室１０１０の上側セクションに結合された上側組立体１０２０と、化学処理室１０１０を排気するために化学処理室１０１０に結合された真空排気システム１０８０を更に含む。
【００７８】
基板ホルダ１０４０は、２つ以上の基板１０４５を支持するように構成された１つ以上のペデスタル１０４２を有する温度制御される基板ホルダを含む。１つ以上のペデスタル１０４２は、熱バリア１０４４及び隔離部材１０４６を使用して熱処理室１０１０から熱的に隔離されてもよい。例えば、１つ以上のペデスタル１０４２は、例えば、アルミ、ステンレス鋼、ニッケル等から製造されてもよく、隔離部材１０４６は、テフロン、アルミナ、水晶等のような熱絶縁体から製造されてもよい。更に、１つ以上のペデスタル１０４２は、２つ以上の基板１０４５の異物を低減するための保護バリアで被覆されてもよい。例えば、１つ以上のペデスタル１０４２の一部若しくは全てに塗布されるコーティングは、シリコンのような、蒸着される材料を含んでよい。
【００７９】
基板ホルダ１０４０は、更に、内部に埋設された１つ以上の加熱素子と、結合された基板ホルダ温度制御ユニット１０６０とを含む。加熱素子は、例えば、タングステン、ニッケル−クロム合金、アルミ−鉄合金、窒化アルミニウム等、フィラメントのような、抵抗加熱素子を含むことができる。抵抗加熱素子を製造するために市販されている材料の例は、コネチカット州ベセルにあるKanthal  Corporationにより製造された金属合金に対する登録商標であるKanthal,Nikrothal,Akrothalを含む。Ｋａｎｔｈａｌ系はフェライト合金（ＦｅＣｒＡｌ）を含み、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ系はオーステナイト合金（ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＦｅ）を含む。電流がフィラメントを流れるとき、電力が熱として放出され、それ故に、基板ホルダ温度制御ユニット１０６０は、例えば、制御可能なＤＣ電源を含んでよい。或いは、温度制御される基板ホルダ１０４０は、例えば、４００〜４５０℃の最高動作温度が可能であるWatlow  Electric  Manufacturing  Company（12001  Lackland  Road,  St.Louis,MO  63146）から市販されている鋳込みヒータ、または、やはりＷａｔｌｏｗから市販され、約３００℃程度の動作温度と、約２３．２５Ｗ／ｃｍ２までの出力密度が可能な窒化アルミニウム材料を含むフィルムヒーターとすることができる。冷却素子は、基板ホルダ１０４０に内蔵されることができる。
【００８０】
基板ホルダ１０４０の温度は、熱電対（例えばＫタイプ熱電対、Ｐｔセンサ等）などの温度センシングデバイスを使用して監視されてもよい。基板ホルダ１０４０の温度を制御するため、基板ホルダ温度制御ユニット１０６０へのフィードバックとして温度測定値を利用することができる。
【００８１】
更に、例えば約５０℃〜２０００℃の測定および約±１．５℃の精度を提供できるＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｅｒｇｉｅｓ，  Ｉｎｃ（８０５２５コネチカット州フォートコリンズ、シャープポイントドライブ１６２５）から市販されている光ファイバー温度計モデルＮｏ．ＯＲ２０００Ｆ、またはその内容全体を文献参照によって本願明細書に組み込んだものとする２００２年７月２日に出願された係属中の米国特許出願１０／１６８５４４に記載のバンドエッジ温度計測システムをはじめとする温度センシングデバイスを使用して基板の温度を監視できる。
【００８２】
図１１Ａを依然として参照するに、熱処理室１０１０は、温度制御され、選択された温度で維持される。例えば、熱壁加熱素子（図示せず）は、熱壁温度制御ユニット（図示せず）に結合されてもよく、熱壁加熱素子（図示せず）は、化学処理室１０１０に結合されるように構成されてもよい。加熱素子は、例えば、タングステン、ニッケル−クロム合金、アルミ−鉄合金、窒化アルミニウム等、フィラメントのような抵抗加熱素子を含むことができる。抵抗加熱素子を製造するために市販されている材料の例は、コネチカット州ベセルにあるKanthal  Corporationにより製造された金属合金に対する登録商標であるKanthal,Nikrothal,Akrothalを含む。Ｋａｎｔｈａｌ系はフェライト合金（ＦｅＣｒＡｌ）を含み、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ系はオーステナイト合金（ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＦｅ）を含む。電流がフィラメントを流れるとき、電力が熱として放出され、それ故に、熱壁温度制御ユニットは、例えば、制御可能なＤＣ電源を含んでよい。例えば、熱壁加熱素子は、Watlow  Electric  Manufacturing  Company（６０５１０、イリノイ州、バタビア、キングズランドドクタ１３１０）から市販されている少なくとも１つのFIREROD（登録商標）カートリッジヒータを含んでよい。或いは、若しくはそれに加えて、冷却素子は、化学処理室１０１０において採用されることもできる。化学処理室１０１０の温度は、熱電対（例えば、Ｋタイプの熱電対、Ｐｔセンサ等）のような、温度センシングデバイスを用いて監視されてもよい。更に、コントローラは、化学処理室１０１０の温度を制御するため、熱壁温度制御ユニットへのフィードバックとして温度測定値を利用することができる。
【００８３】
図１１Ａを依然として参照するに、熱処理システム１０００は、更に、上側組立体１０２０を含む。上側組立体１０２０は、例えば、化学処理室１０１０内の処理空間１０１２にパージガス、処理ガス若しくはクリーニングガスを導入するためのガス噴射システム１０５０を含むことができる。或いは、化学処理室１０１０は、上側組立体とは別のガス噴射システムを含んでよい。例えば、パージガス、処理ガス若しくはクリーニングガスは、熱処理室１０１０にその側壁を通って導入されることができる。それは、更に、少なくとも１つのヒンジと、把手と、閉位置に蓋を施錠する留め金とを有するカバーまたは蓋をさらに備えることができる。代替実施例では、上側組立体１０２０は、基板リフタアセンブリ１０７０のブレード１０７４，１０７４’（図１２を参照）の上に載っている基板１０４５’を加熱するためのタングステンハロゲンランプのアレイのような放射ヒータを含むことができる。この場合、基板ホルダ１０４０は、熱処理室１０１０から除外することもできる。
【００８４】
図１１Ａを依然として参照するに、上側組立体１０２０は、温度制御され、選択された温度で維持される。例えば、上側組立体１０２０は、上側組立体温度制御ユニット（図示せず）に結合されてよく、上側組立体加熱素子（図示せず）は、上側組立体１０２０に結合されるように構成されてもよい。加熱素子は、例えば、タングステン、ニッケル−クロム合金、アルミ−鉄合金、窒化アルミニウム等、フィラメントのような抵抗加熱素子を含むことができる。抵抗加熱素子を製造するために市販されている材料の例は、コネチカット州ベセルにあるKanthal  Corporationにより製造された金属合金に対する登録商標であるKanthal,Nikrothal,Akrothalを含む。Ｋａｎｔｈａｌ系はフェライト合金（ＦｅＣｒＡｌ）を含み、Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ系はオーステナイト合金（ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＦｅ）を含む。電流がフィラメントを流れるとき、電力が熱として放出され、それ故に、上側組立体温度制御ユニットは、例えば、制御可能なＤＣ電源を含んでよい。例えば、上側組立体加熱素子は、約１４００Ｗ（または約５Ｗ／ｉｎ２の出力密度）を許容できる２領域シリコーンゴムヒータ（厚さ約１．０ｍｍ）を備えることができる。上側組立体１０２０の温度は、熱電対（例えば、Ｋタイプの熱電対、Ｐｔセンサ等）のような、温度センシングデバイスを用いて監視されてもよい。更に、コントローラは、上側組立体１０２０の温度を制御するため、上側組立体温度制御ユニットへのフィードバックとして温度測定値を利用することができる。上側組立体１０２０は、追加的に若しくは代替的に冷却素子を含んでよい。
【００８５】
図１１Ａ，１１Ｂ，１２を参照するに、熱処理システム１０００は、基板リフタ組立体１０７０を更に含む。基板リフタ組立体１０７０は、基板１０４５をペデスタル１０４２，１０４２’の上側表面まで下降すると共に、基板１０４５’をペデスタル１０４２，１０４２’の上側表面から保持面まで若しくはそれらの間の移送面まで上昇するように構成される。移送面では、基板１０４５’は、化学及び熱処理室５１０，１０１０の内外に基板を移送するために移送システムにより交換されることができる。保持面では、基板１０４５’は、移送システムと化学及び熱処理室５１０，１０１０との間で他の対の基板が交換されている間、冷却されることができる。図１２に示すように、基板リフタ組立体１０７０は、対のブレード１０７４，１０７４’を含み、それぞれは、基板１０４５’を受けるための３つ以上のタブ１０７６，１０７６’を有する。更に、ブレード１０７４，１０７４’は、熱処理室１０１０に基板リフタ組立体１０７０を結合するための駆動アーム１０７２，１０７２’に結合され、各駆動アーム１０７２，１０７２’は、熱処理室１０１０内のブレード１０７２，１０７２’の鉛直方向の併進移動を可能とする駆動システム１０７８により駆動される。タブ１０７６，１０７６’は、上昇位置に基板１０４５’を把持するように構成され、下降位置にあるとき、ペデスタル１０４２，１０４２’内に形成される受入キャビティ１０７７内に引っ込む。駆動システム１０７８は、例えば、シリンダストローク長、シリンダストローク速度、位置精度、非回転制度等を含む種々の要件を満たすように設計された油圧駆動システムを含み、その設計は、油圧駆動システム設計の分野の当業者に知られている。
【００８６】
或いは、図１１Ａ，１１Ｂ及び１３に示すように、熱処理システム１０００は、更に、基板リフタ組立体１０７０’を含む。基板リフタ組立体１０７０’は、基板１０４５’を近接側のペデスタル１０４２”の上側表面から及びへと昇降すると共に、基板１０４５’をペデスタル１０４２”の上側表面から保持面まで若しくはそれらの間の移送面まで上昇するように構成される。移送面では、基板１０４５’は、化学及び熱処理室５１０，１０１０の内外に基板を移送するために移送システムにより交換されることができる。保持面では、基板１０４５’は、移送システムと化学及び熱処理室５１０，１０１０との間で他の対の基板が交換されている間、冷却されてもよい。図１３に示すように、基板リフタ組立体１０７０’は、基板１０４５’を受けるための３つ以上のタブ１０７６”，１０７６”’の２セットを有する単一のブレード１０７４”を含む。更に、単一のブレード１０７４”熱処理室１０１０に基板リフタ組立体１０７０’を結合する駆動アーム１０７２”に結合され、駆動アーム１０７２”は、上述の如く、熱処理室１０１０内のブレード１０７２”の鉛直方向の併進移動を可能とする駆動システム１０７８により駆動される。タブ１０７６”，１０７６”’は、上昇位置に基板１０４５’を把持するように構成され、下降位置にあるとき、ペデスタル１０４２”内に形成される受入キャビティ内に引っ込む。駆動システム１０７８は、例えば、シリンダストローク長、シリンダストローク速度、位置精度、非回転制度等を含む種々の要件を満たすように設計された油圧駆動システムを含み、その設計は、油圧駆動システム設計の分野の当業者に知られている。
【００８７】
更に、図１１Ａに示すように、熱処理システム１０００は、更に、基板が保持面に位置するか否かを特定するために１つ以上の検出器１０２２を含む基板検出システムを含む。基板検出システムは、１つ以上の光ウインド１０２４を通って光のアクセスを得ることができる。基板検出システムは、例えば、Keyenceデジタルレーザーセンサを含んでよい。
【００８８】
図１１Ａを依然として参照するに、熱処理システム１０００は、更に、真空排気システム１０８０を含む。真空排気システム１０８０は、例えば、真空ポンプおよび、ゲートバルブまたはバタフライバルブなどのスロットルバルブを含むことができる。真空ポンプは、例えば、毎秒約５０００リットル（以上）までの排気スピードが可能なターボ分子真空ポンプ（ＴＭＰ）を備えることができる。ＴＭＰは一般に約５０ｍＴｏｒｒ未満の低圧処理に有用である。高圧プ処理（すなわち、約１００ｍＴｏｒｒより高い）の場合、メカニカルブースターポンプおよびドライ粗引きポンプを使用できる。
【００８９】
図１１Ａを依然として参照するに、熱処理システム１０００は、制御システム１０９０を更に含むことができ、制御システム１０９０は、マイクロプロセッサ、メモリ及びデジタルＩ／Ｏポートを有し、温度及び圧力センシングデバイスのような熱処理システム１０００からの出力を監視すると共に、熱処理システム１０００への入力を通信し作動させるのに十分な制御電圧を生成することができる。更に、制御システム１０９０は、基板ホルダ温度制御ユニット１０６０、上側組立体１０２０、ガス噴射システム１０５０、基板検出システム、真空排気システム１０８０及び基板リフタ組立体１０７０に結合されることができ、これらと情報交換することができる。例えば、メモリに記憶されたプログラムは、処理レシピに従って熱処理システム１０００の上述の部品への入力を起動させるために利用されることができる。
【００９０】
制御システム１０９０は、熱処理システム１０００に対してローカル位置に配置されてもよいし、熱処理システム１０００に対してインターネットやイントラネットを介して遠隔位置に配置されてもよい。従って、制御システム１０９０は、直接接続、インターネット若しくはイントラネットの少なくとも１つを使用して熱処理システム１０００とデータを交換することができる。制御システム１０９０は、顧客側（即ち、デバイスメーカ等）でインターネットに結合されてもよく、ベンダ側（即ち装置製造業者）でインターネットに結合されてもよい。更に、その他のコンピューター（即ち、コントローラ、サーバ等）は、直接接続、インターネット若しくはイントラネットの少なくとも１つを介してデータを交換するため、制御システム１０９０にアクセスすることができる。
【００９１】
代替実施例では、制御システム５９０及び制御システム１０９０は、同一の制御システムであってよい。
【００９２】
図１４は、化学処理システムと熱処理システムを含む処理プラットフォームの作動方法を示す。本方法は、ステップ１４１０で開始されるフローチャート１４００として示され、ステップ１４１０では、複数の基板は、基板移送システムを用いて化学処理システムに移送される。基板は、１つ以上の基板ホルダ内に収容されたリフトピンにより受けられ、基板は、１つ以上の基板ホルダへと下降される。その後、基板は、処理のために１つ以上の基板ホルダ上に休止してもよい。或いは、基板は、静電クランピングシステムのような、クランピングシステムを用いて１つ以上の基板ホルダに固定されてもよく、伝熱ガスは、基板の裏側に供給される。
【００９３】
ステップ１４２０では、基板の化学処理用の１つ以上の処理パラメータが設定される。例えば、１つ以上の化学処理パラメータは、化学処理プロセシング圧力、化学処理壁温度、化学処理基板ホルダ温度、化学処理基板温度、化学処理ガス分配システム温度及び化学処理ガス流量のうちの少なくとも１つを含む。例えば、次の１つ以上が生じうる。即ち、
１）壁温度制御ユニット及び第１温度センシングデバイスに結合されたコントローラは、化学処理室用の化学処理室温度を設定するために利用される。
２）ガス分配システム温度制御ユニット及び第２温度センシングデバイスに結合されたコントローラは、化学処理室用の化学処理ガス分配システム温度を設定するために利用される。
３）少なくとも１つの温度制御素子及び第３温度センシングデバイスに結合されたコントローラは、化学処理基板ホルダ温度を設定するために利用される。
４）温度制御素子、裏側ガス供給システム及びクランピングシステムの少なくとも１つ、及び、基板ホルダ内の第４温度センシングデバイスに結合されたコントローラは、化学処理基板温度を設定するために利用される。
５）真空排気システム及びガス分配システムの少なくとも１つ、及び圧力センシングデバイスに結合されたコントローラは、化学処理室内のプロセシング圧力を設定するために利用される。
６）１つ以上の処理ガスの質量流量は、ガス分配システム内の１つ以上のマスフローコントローラに結合されるコントローラにより設定される。
【００９４】
ステップ１４３０では、基板は、第１期間、ステップ１４２０で設定された条件下で化学処理される。第１期間は、例えば、約１０から約４８０秒の範囲であることができる。
【００９５】
ステップ１４４０では、基板は、化学処理システムから熱処理システムに移送される。この時間中、任意的な基板クランプが除去され、基板の裏側への伝熱ガスの任意的な流れが停止される。基板は、リフトピン組立体を用いて移送面まで１つ以上の基板ホルダから鉛直方向に上昇される。移送システムは、基板をリフトピンから受け、熱処理システム内に基板を位置づける。その点で、基板リフタ組立体は、移送システムから基板を受け、基板ホルダに基板を下降する。
【００９６】
ステップ１４５０では、基板の熱処理用の１つ以上の熱処理パラメータが設定される。例えば、１つ以上の熱処理パラメータは、熱処理壁温度、熱処理上側組立体温度、熱処理基板温度、熱処理基板ホルダ温度、及び熱処理プロセシング圧力のうちの少なくとも１つを含む。例えば、次の１つ以上が生じうる。即ち、
１）熱処理室内の第１温度センシングデバイス及び熱壁温度制御ユニットに結合されたコントローラは、熱処理壁温度を設定するために利用される。
２）上側組立体内の第２温度センシングデバイス及び上側組立体温度制御ユニットに結合されたコントローラは、熱処理上側組立体温度を設定するために利用される。
３）加熱される基板ホルダ内の第３温度センシングデバイス及び基板ホルダ温度制御ユニットに結合されたコントローラは、熱処理基板ホルダ温度を設定するために利用される。
４）加熱される基板ホルダ内の第４温度センシングデバイス及び基板ホルダ温度制御ユニットに結合される共に、基板に結合されたコントローラは、熱処理基板温度を設定するために利用される。
５）真空排気システム、ガス分配システム及び圧力センシングデバイスに結合されたコントローラは、熱処理室内の熱処理プロセシング圧力を設定するために利用される。
【００９７】
ステップ１４６０では、基板は、第２期間、ステップ１４５０で設定された条件下で熱処理される。第２期間は、例えば、約１０から約４８０秒の範囲であることができる。
【００９８】
一例では、図５の化学処理システム及び図１１Ａ，１１Ｂの熱処理システムを含む図１乃至図４に示すような処理プラットフォームは、乾式の非プラズマエッチング処理若しくは乾式の非プラズマクリーニング処理を実行するように構成されてもよい。例えば、処理は、基板の表面から残留物及び他の汚染物質を除去するために使用されてもよい。更に、例えば、処理は、化学酸化物除去処理を含んでよい。
【００９９】
処理プラットフォームは、基板上の、酸化表面層のような、露出層を化学処理するための化学処理システムを含み、これにより、露出した表面上のプロセス化学物質（process  chemistry）の吸着が表面層の化学変換に影響を及ぼす。また、処理プラットフォームは、基板を熱処理するための熱処理システムを含み、これにより、基板温度は、基板上の化学的に変化された露出した表面層を脱離（または蒸発）させるために上昇される。
【０１００】
化学処理システムでは、処理空間は、上述の雰囲気で、大気圧で若しくは減圧された圧力条件下で、動作されてもよい。ＨＦ及び任意的にＮＨ３を含む処理ガスが導入される。或いは、処理ガスは、更に、キャリアガスを含むことができる。キャリアガスは、例えば、アルゴン、キセノン、ヘリウムのような不活性ガスを含むことができる。処理圧は、約１から約１０００ｍトールの範囲であってよい。或いは、処理圧は、約１０から約５００トールの範囲であってよい。処理ガス流量は、各ガス種に対して約１から約１００００ｓｃｃｍの範囲であってよい。或いは、流量は、約１０〜約５００ｓｃｃｍまでの範囲とすることができる。
【０１０１】
更に、化学処理室は、約１０℃〜約２００℃の範囲の温度に加熱されることができる。或いは、室温度（チャンバ温度）は、約３０℃〜約１００℃の範囲であることができる。更に、ガス分配システムは、約１０℃〜約２００℃の範囲の温度まで加熱されることができる。或いは、ガス分配システム温度は、約３０℃〜約１００℃の範囲であることができる。基板は、約１０℃〜約８０℃の範囲の温度に維持されることができる。或いは、基板温度は、約２５℃〜約６０℃の範囲であることができる。
【０１０２】
熱処理システムでは、熱処理室は、約２０℃〜約２００℃の範囲の温度に加熱されることができる。或いは、室温度（チャンバ温度）は、約１００℃〜約１５０℃の範囲であることができる。また、上側組立体は、約２０℃〜約２００℃の範囲の温度に加熱されることができる。或いは、上側組立体温度は、約１００℃〜約１５０℃の範囲であることができる。基板ホルダは、約１００℃を超える温度まで、例えば約１００℃〜約２００℃の範囲に加熱されることができる。基板は、約１００℃を超える温度まで、例えば約１００℃〜約２００℃の範囲に加熱されることができる。
【０１０３】
その他の実施例では、化学処理室５１０（図５）及び熱処理室１０１０（図１１Ａ、１１Ｂ）を含む部品の１つ以上の表面は、保護バリアで被覆されることができる。保護バリアは、セラミックコーティング、プラスティックコーティング、ポリマーコーティング、蒸着コーティング等を含んでよい。例えば、保護バリアは、ポリイミド（カプトン（登録商標））、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（例えば、テフロン（登録商標）ＰＴＦＥ），ポリフルオロアルコキシル（ＰＦＡ）コポリマ樹脂（例えば、テフロン（登録商標）ＰＦＡ）、弗素化エチレンプロピレン樹脂（例えば、テフロン（登録商標）ＰＥＡ）、表面陽極酸化層、セラミックスプレイコーティング（アルミナ、イットリア等）、プラズマ電解酸化層を含んでよい。
【０１０４】
図１５を参照するに、化学酸化物除去処理は実行され、そこでは、ＨＦ及びＮＨ３を含む処理ガスは、ＳｉＯ２膜の表面層を化学変化させるための化学処理システムに導入される。その後、ＳｉＯ２膜の化学的に改質された表面層は、熱処理システムで除去される。図１５に示すように、ＳｉＯ２膜のエッチング量（ｎｍ）は、処理条件（即ち圧力、温度等）の所与の設定に対するＨＦの分圧（ｍＴｏｒｒ）の関数として提供される。第１セットのデータ（破線、白抜きの四角）に対して、化学処理システムにおいて化学処理に晒される表面は、露出したアルミニウムを含む。第１セットのデータと同一の処理条件を使用する第２セットのデータ（実線、×印）に対して、化学処理システムにおいて化学処理に晒される１つ以上の表面は、ＰＴＦＥが付与されたコーティングを含む。この例では、ＰＴＦＥが、化学処理システムの基板ホルダの下側に付与される。図１５に示すように、化学処理に晒される１つ以上の露出アルミニウム表面へのコーティングの塗布は、エッチング量の増加を引き起こす。コーティングは、ＨＦ反応物のゲッタリングを低減し、それにより、表面上のＮＨ４Ｆの形成において露出アルミニウム表面により消費されるＨＦの量を低減することが疑われる。
【０１０５】
図１６を参照するに、乾式非プラズマエッチングレートを増加させる方法が実施例により提供される。本方法は、化学処理システムにおいて化学処理プロセスを実行するステップ１６１０で開始するフローチャート１６００として示される。化学処理プロセスは、乾式非プラズマ化学酸化物除去処理を含んでよく、この場合、１つ以上の基板は、ＨＦ及び任意的にＮＨ３を含むガス環境に晒される。ガス環境は、更に、不活性ガスのような、希ガスを含んでよい。
【０１０６】
ステップ１６２０では、熱処理プロセスは、熱処理システムで実行される。熱処理プロセスは、化学処理プロセスで化学的に改質された表面層を除去するために１つ以上の基板の温度を上昇することを含む。
【０１０７】
ステップ１６３０では、コーティングは、化学処理プロセス及び熱処理プロセスステップの各セットに対して達成されるエッチング量を増加するため、化学処理室において１つ以上の基板に付与される。コーティングは、上述の材料の任意の１つを含んでよい。コーティングは、化学処理システムの内部表面上への弗化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）の収着を防止若しくは低減してもよい。化学処理システムの内部表面は、化学処理室、温度制御される基板ホルダ若しくはガス噴射組立体若しくはそれらの任意の組み合わせを含んでよい。
【０１０８】
以上、本発明のある実施例のみを詳細に説明したが、当業者には、本発明の新規な教示内容および利点から著しく逸脱せずにこれら実施例において可能な多く変更形態がすくに分かるであろう。したがって、そのような全ての変更形態は本発明の範囲内に含まれるものとする。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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