(57)【要約】  基板処理中にガス種を励起するために加熱可能なホットワイヤ又はホットワイヤユニットを含む、原子層堆積装置用のガス分配プレートが提供される。また、ガス状の前駆体種を励起するためにホットワイヤを使用して基板を処理する方法が記載される。【選択図】図８
2014515790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス分配プレートであって、
第１の前駆体ガス流を受け入れるように構成される第１の前駆体ガス入力部、及び第２の前駆体ガス流を受け入れるように構成される第２の前駆体ガス入力部とを含む入力面と、
ガス流を出力面に隣接する基板に向けるように構成され、少なくとも１つの第１の前駆体ガスポート及び少なくとも１つの第２の前駆体ガスポートを含み、前記少なくとも１つの第１の前駆体ガスポートは前記第１の前駆体ガスと流体連通し、前記少なくとも１つの第２の前駆体ガスポートは前記第２の前駆体ガスと流体連通するようになっている、複数の細長いガスポートを有する出力面と、
前記第１の前駆体ガスポート及び前記第２の前駆体ガスポートの少なくとも１つの内部に配置され、電源に接続されて加熱されるワイヤと、
を備える、ガス分配プレート。
【請求項２】
前記ワイヤに結合されて張力を付与する張力調整器をさらに含む、請求項１に記載のガス分配プレート。
【請求項３】
前記張力調整器はバネを含む、請求項２に記載のガス分配プレート。
【請求項４】
前記張力は、前記ワイヤの有意な弛み及び前記ワイヤの破損を防止するのに十分な大きさである、請求項２に記載のガス分配プレート。
【請求項５】
前記張力調整器は、前記入力面に取り付けられる、請求項２に記載のガス分配プレート。
【請求項６】
前記ワイヤはタングステンから成る、請求項１から５のいずれかに記載のガス分配プレート。
【請求項７】
前記ワイヤは、前記出力面に取り付けられるエンクロージャ内にあり、前記第１の前駆体ガスポート及び前記第２の前駆体ガスポートの１つ又はそれ以上から流出するガスが前記エンクロージャを通過するように配置される、請求項１から５のいずれかに記載のガス分配プレート。
【請求項８】
前記複数の細長いガスポートは、順番に、前方の第１の前駆体ガスポート、第２の前駆体ガスポート、及び後方の第１の前駆体ガスポートから本質的に構成される、請求項１から５のいずれかに記載のガス分配プレート。
【請求項９】
前記複数の細長いガスポートは、順番に、第１の前駆体ガスポートと第２の前駆体ガスポートとが交互になった少なくとも２つの繰り返しユニット、及びこれに続く後方の第１の前駆体ガスポートから本質的に構成される、請求項１から５のいずれかに記載のガス分配プレート。
【請求項１０】
前記ワイヤは、前記第１の前駆体ガスポートの各々沿って、又は前記第２の前駆体ガスポートの各々に沿って延びる、請求項１から５のいずれかに記載のガス分配プレート。
【請求項１１】
前記ワイヤは、前記ワイヤを横切って流れるガス中の種を励起するために加熱することができる、請求項１から５のいずれかに記載のガス分配プレート。
【請求項１２】
請求項１から５のいずれかに記載のガス分配プレートを有するプロセスチャンバを備える堆積システム。
【請求項１３】
基板を処理する方法であって、
第１の前駆体ガスを送るための少なくとも１つの第１の前駆体ガスポート及び第２の前駆体ガスを送るための少なくとも１つの第２の前駆体ガスポートを含む複数の細長いガスポートを備えるガス分配プレートの下方に表面を有する基板を、横方向に移動させる段階と、
前記第１の前駆体ガスを前記基板表面へ送る段階と、
前記第２の前駆体ガスを前記基板表面へ送る段階と、
前記第１の前駆体ガスポートの少なくとも１つ及び前記第２の前駆体ガスポートの少なくとも１つの内の１つ又はそれ以上の内部に配置されたワイヤに電力を印加して、前記第１の前駆体ガス及び前記第２の前駆体ガスの内の１つ又はそれ以上の中のガス種を励起し、前記励起された種が前記基板の前記表面と反応する段階と、
を含む方法。
【請求項１４】
基板を処理する方法であって、
順番に前方の第１の前駆体ガスポート、第２の前駆体ガスポート、及び後方の第１の前駆体ガスポートから本質的に構成される複数の細長いガスポートを有するガス分配プレートに隣接して、前記基板を横方向に移動させる段階と、
基板表面を、順番に前記前方の第１の前駆体ガスポートからの第１の前駆体ガス流、前記第２の前駆体ガスポートからの第２の前駆体ガス流、及び前記後方の第１の前駆体ガスポートからの第１の前駆体ガス流に連続的に接触させる段階と、
前記第１の前駆体ガス及び前記第２の前駆体ガスの内の１つ又はそれ以上の中のガス種を、前記基板の前記表面に接触する前に、前記前方及び後方の第１の前駆体ガスポート内に、又は前記第２の前駆体ガスポート内に配置されたワイヤに電力を供給することにより励起する段階と、
を含む方法。
【請求項１５】
前記ワイヤの張力を調整して前記ワイヤの実質的な弛み及び破損を防止する段階をさらに含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般的には材料を堆積させるための装置及び方法に関連する。詳細には、本発明の実施形態は、基板表面に接触する前にガス種を励起するためのホットワイヤを有する原子層堆積チャンバに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体処理、フラットパネル処理、又は他の電子デバイス処理の分野において、気相成長プロセスは、基板に材料を堆積させる上で重要な役割を果たしてきた。電子デバイスの幾何形状が縮小し続け、デバイス密度が増大し続けるにつれて、特徴部のサイズ及びアスペクト比はさらに厳しくなっており、例えば０．０７μｍの特徴部サイズ及び１０以上の特徴部アスペクト比となっている。従って、これらのデバイスを形成するための材料の共形的な堆積がますます重要になってきている。
【０００３】
原子層堆積（ＡＬＤ）プロセス時に、反応ガスは順次、基板を収容するプロセスチャンバ内に導入される。一般的に、第１の反応物質がプロセスチャンバに導入され、基板表面に吸収される。次に、第２の反応物質がプロセスチャンバに導入され、第１の反応物質と反応して堆積材料を形成する。確実に基板表面上でのみ反応が起こるように、各反応ガスの供給の間にパージステップを実行することができる。パージステップは、キャリアガスを用いた連続的なパージ、又は反応ガスの供給の間のパルスパージとすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本技術分野では、原子層堆積法によって基板を迅速かつ効率的に処理する装置及び方法に対する継続的なニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態は、入力面、出力面、及びワイヤを含むガス分配プレートに関する。入力面は、第１の前駆体ガスの流れを受け入れるように構成された第１の前駆体ガス入力と、第２の前駆体ガスの流れを受け入れるように構成された第２の前駆体ガス入力とを含む。出力面は、ガスの流れを出力面に隣接する基板に向けるように構成された、複数の細長いガスポートを有する。細長いガスポートは、少なくとも１つの第１の前駆体ガスポートと少なくとも１つの第２の前駆体ガスポートとを含む。少なくとも１つの第１の前駆体ガスポートは第１の前駆体ガスと流体連通し、少なくとも１つの第２の前駆体ガスポートは第２の前駆体ガスと流体連通する。ワイヤは、第１の前駆体ガスポート及び第２の前駆体ガスポートの内の少なくとも１つの内部に配置され、ワイヤを加熱するための電源に接続される。詳細な実施形態では、ワイヤはタングステンから成る。詳細な実施形態では、ワイヤは、該ワイヤを横切って流れるガス中の種を励起するために加熱することができる。
【０００６】
いくつかの実施形態では、ガス分配プレートは、ワイヤに接続されて張力を付与するための張力調整器をさらに含む。詳細な実施形態では、張力調整器はバネから構成される。特定の実施形態では、張力はワイヤの有意な弛み及びワイヤの破損を防止するのに十分な大きさである。いくつかの実施形態によれば、張力調整器はガス分配プレートの入力面に取り付けられる。
【０００７】
いくつかの実施形態によれば、ワイヤは出力面に取り付けられたエンクロージャ内にあり、第１の前駆体ガスポート及び第２の前駆体ガスポートの内の１つ又はそれ以上から流出するガスがエンクロージャを通過するように配置される。
【０００８】
いくつかの実施形態では、複数の細長いガスポートは、順番に前方の第１の前駆体ガスポート、第２の前駆体ガスポート、及び後方の第１の前駆体ガスポートから本質的に構成される。詳細な実施形態では、ワイヤは、各第１の前駆体ガスポートの両方に沿って延びて、第２の前駆体ガスポートの周囲に配置される単一ワイヤである。特定の実施形態では、２つのワイヤが存在しており、第１のワイヤは前方の第１の前駆体ガスポートに沿って延び、第２のワイヤは後方の第１の前駆体ガスポートに沿って延びる。１つ又はそれ以上の実施形態では、ワイヤは少なくとも１つの第２の前駆体ガスポートに沿って延びる。
【０００９】
いくつかの実施形態では、複数の細長いガスポートは、順番に第１の前駆体ガスポートと第２の前駆体ガスポートとが交互になった少なくとも２つの繰り返しユニット、及びこれに続く後方の第１の前駆体ガスポートから本質的に構成さる。詳細な実施形態では、ワイヤは第１の前駆体ガスポートの各々に沿って延びる。特定の実施形態では、ワイヤは第２の前駆体ガスポートの各々に沿って延びる。
【００１０】
本発明の追加の実施形態は、前述のガス分配プレートを有するプロセスチャンバに関する。
【００１１】
本発明のさらに別の実施形態は、基板を処理する方法に関する。表面を有する基板は、第１の前駆体ガスを送るように構成された少なくとも１つの第１の前駆体ガスポートと第２の前駆体ガスを送るように構成された少なくとも１つの第２の前駆体ガスポートとを含む複数の細長いガスポートを備えるガス分配プレートの下方を横方向に移動する。第１の前駆体ガスは基板表面へ送られる。第２の前駆体ガスは基板表面へ送られる。少なくとも１つの第１の前駆体ガスポート及び少なくとも１つの第２の前駆体ガスポートの内の１つ又はそれ以上の内部に配置されたワイヤに電力が印加されて、第１の前駆体ガス及び第２の前駆体ガスの内の１つ又はそれ以上の中のガス種を励起し、励起種は基板表面と反応するようになっている。詳細な実施形態は、ワイヤの有意な弛み及びワイヤの破損を防止するのに十分な張力をワイヤに付与することをさらに含む。
【００１２】
本発明のいくつかの実施形態は、基板を処理する方法に関する。基板は、複数の細長いガスポートを有するガス分配プレートに隣接して横方向に移動する。複数の細長いガスポートは、順番に前方の第１の前駆体ガスポート、第２の前駆体ガスポート、及び後方の第１の前駆体ガスポートから本質的に構成される。基板表面は、順番に、前方の第１の前駆体ガスポートからの第１の前駆体ガス流、第２の前駆体ガスポートからの第２の前駆体ガス流、及び後方の第１の前駆体ガスポートからの第１の前駆体ガス流に連続的に接触する。第１の前駆体ガス及び第２の前駆体ガスの１つ又はそれ以上の中のガス種は、基板表面に接触する前に、前方及び後方の第１の前駆体ガスポート内の両方に、又は第２の前駆体ガスポート内に配置されたワイヤに電力を供給することにより励起される。詳細な実施形態では、本方法は、ワイヤの実質的な弛みと破損とを防止するためにワイヤの張力を調整することをさらに含む。
【００１３】
前述の本発明の特徴部を実現する方法を詳細に理解するために、前述の簡単に要約された本発明の詳細な説明は、添付の図面に示される実施形態を参照して行われる。しかしながら、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態のみを説明するものであり、本発明では他の同様に有効な実施形態が可能なので、本発明の範囲を限定すると見なされるものではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による、原子層堆積チャンバの概略断面側面図である。
【図２】本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による、サセプタの斜視図である。
【図３】本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による、ガス分配プレートの斜視図である。
【図４】本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による、ガス分配プレートの正面図である。
【図５】本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による、ガス分配プレートの正面図である。
【図６】本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による、ガス分配プレートの正面図である。
【図７】本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による、ガス分配プレートの正面図である。
【図８】本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による、ガス分配プレートの正面図である。
【図９】本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による、ガス分配プレートの正面図である。
【図１０】本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による、ガス分配プレートと共に使用するワイヤエンクロージャの斜視図である。
【図１１】本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による、張力調整器の等角断面図である。
【図１２】本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による、ガス分配プレートの断面図である。
【図１３】本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による、ガス分配プレートの断面図である。
【図１４】本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による、ガス分配プレートの流路の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態は、基板表面と反応する励起されたガス種を供給する原子層堆積の装置及び方法に関する。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、用語「励起されたガス種」は、基底電子状態にない任意のガス種を意味する。例えば、酸素分子は励起されて酸素ラジカルを形成することができる。酸素ラジカルは励起種である。さらに用語「励起種」、「ラジカル種」等は、基底状態にない種を意味することが意図されている。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、用語「基板表面」は、基板の露出面又は基板露出面上の層（例えば、酸化物層）を意味する。
【００１６】
本発明の実施形態は、空間原子層堆積に対するホットワイヤ技術の実装に関連する。従来の用途では、全体的に昇温される技術又はプラズマ（例えば、ＤＣ、ＲＦ、マイクロ波）技術が用いられている。１つ又はそれ以上の実施形態によれば、ホットワイヤ技術の実装は、ＡＬＤプロセス時に局所的な高温を生じる。空間ＡＬＤプロセスにおけるこのホットワイヤ技術により、プロセスに要求される温度、電力、及び他のガス量を低減することができる。これにより、基板の処理コストを低減して、プロセスチャンバを製造してより高いスループット及び薄膜質を実現することがより確実になる。
【００１７】
一般的に、本発明の実施形態は、適合性材料の単一ワイヤ又は複数のワイヤを基板の上の所定距離だけ離れた位置に配置する。所定の張力が単一ワイヤ又は複数のワイヤに付与される。ワイヤを流れる電流は、反応物質を励起する局所的な高温を生じる。ラジカル化された種は、前駆体と接触する場合に基板上に高品質の薄膜を堆積する。ホットワイヤは、前部から挿入された管状デバイス、又は底部から取り付けられたフランジ取り付けデバイスのような単一デバイスとすることができる。これは、単一又は複数のワイヤを保持して張力を付与して、電流を単一又は複数のワイヤに供給するための必須の全ての構成要素、並びにワイヤ及びコンテナの伸びを補償して、この単一デバイスを基板の上の反応物質の経路に置くための構成要素又は材料を収容する。ワイヤは、電源要件を単純にするために、ガスシャワーヘッドと一緒に一体形成することができる。ワイヤは、完全なシャワーヘッドのために１本の正電流導線及び１本の負電流導線を用いてＵ字形、Ｓ字形、又は円形状に形成することができる。
【００１８】
図１は、本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による原子層堆積システム１００又は反応装置の概略断面図である。システム１００は、ロードロックチャンバ１０及びプロセスチャンバ２０を含む。プロセスチャンバ２０は、一般的に密閉可能なエンクロージャであり、真空又は少なくとも低圧の下で運転される。プロセスチャンバ２０は、隔離弁１５によりロードロックチャンバ１０から隔離される。隔離弁１５は、閉鎖位置においてロードロックチャンバ１０とプロセスチャンバ２０とを密閉し、開放位置において基板６０がロードロックチャンバから隔離弁を通ってプロセスチャンバに搬送されること及びその逆を可能にする。
【００１９】
システム１００は、基板６０全体に１つ又はそれ以上のガスを分配できるガス分配プレート３０を含む。ガス分配プレート３０は、当業者には公知の任意の適切な分配プレートとすることができ、記載される特定のガス分配プレートは、本発明の範囲を限定するものと見なすべきではない。ガス分配プレート３０の出力面は、基板６０の第１の表面６１と向かい合う。
【００２０】
本発明の実施形態で使用する基板は、任意の適切な基板とすることができる。詳細な実施形態では、基板は硬質で個別的な略平坦な基板である。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、基板に言及する場合の用語「個別的」は、基板が一定の寸法を有することを意味する。特定の実施形態の基板は、直径２００ｍｍ又は３００ｍｍのシリコンウェハのような半導体ウェハである。
【００２１】
ガス分配プレート３０は、１つ又はそれ以上のガス流を基板６０へ送るように構成された複数のガスポートと、各ガスポート間に配置されてガス流をプロセスチャンバ２０から外へ送り出すように構成された複数の真空ポートとを含む。図１の詳細な実施形態では、ガス分配プレート３０は、第１の前駆体注入器１２０、第２の前駆体注入器１３０、及びパージガス注入器１４０を含む。注入器１２０、１３０、１４０は、メインフレームのようなシステムコンピュータ（図示しない）、又はプログラム可能な論理制御装置のようなチャンバ特有の制御装置によって制御することができる。前駆体注入器１２０は、第１の前駆体である組成物Ａの反応性前駆体の連続的な（又はパルス的な）流れを複数のガスポート１２５を通してプロセスチャンバ２０へ注入するように構成される。前駆体注入器１３０は、第２の前駆体である組成物Ｂの反応性前駆体の連続的な（又はパルス的な）流れを複数のガスポート１３５を通してプロセスチャンバ２０へ注入するように構成される。パージガス注入器１４０は、非反応性ガス又はパージガスの連続的な（又はパルス的な）流れを複数のガスポート１４５を通してプロセスチャンバ２０へ注入するように構成される。パージガスは、プロセスチャンバ２０から反応性物質及び反応性副生成物を除去するように構成される。一般に、パージガスは、窒素、アルゴン、及びヘリウムのような不活性ガスである。ガスポート１４５は、組成物Ａの前駆体を組成物Ｂの前駆体から分離するように、ガスポート１２５とガスポート１３５との間に配置され、それによって前駆体の間の相互汚染を回避する。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、用語「反応性ガス」、「反応性前駆体」、「第１の前駆体」、「第２の前駆体」等は、基板表面と反応できるガス及びガス種を指す。
【００２２】
別の態様では、遠隔プラズマ源（図示せず）は、前駆体をチャンバ２０に注入する前に、前駆体注入器１２０及び前駆体注入器１３０に接続できる。反応種のプラズマは、遠隔プラズマ源内の組成物に電場を印加することにより生成することができる。目的とする組成物を活性化できる任意の電源を使用できる。例えば、放電技術に基づいてＤＣ、高周波（ＲＦ）、及びマイクロ波（ＭＷ）に基づく放電技術を用いる電源を使用できる。ＲＦ電源が使用される場合、容量結合又は誘導結合のいずれかとすることができる。また、活性化は、熱に基づく技術、ガス絶縁破壊技術、高強度光源（例えば、ＵＶエネルギ）、又はＸ線源への曝露によって引き起こすことができる。例示的な遠隔プラズマ源は、ＭＫＳ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．及びＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．等の製造業者から入手可能である。プラズマを生成するために使用される電源の周波数は、任意の公知で適切な周波数とすることができる。例えば、プラズマ周波数は２ＭＨｚ、１３.５６ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、又は６０ＭＨｚとすることができるが、他の周波数が有用な場合もある。
【００２３】
システム１００はプロセスチャンバ２０に接続されたポンプシステム１５０をさらに含む。ポンプシステム１５０は、一般に１つ又はそれ以上の真空ポート１５５を通してガス流をプロセスチャンバ２０から排気するように構成される。真空ポート１５５は、ガス流が基板表面と反応した後にガス流をプロセスチャンバ２０から排気し、さらに前駆体間の相互汚染を制限するように、各ガスポートの間に配置される。
【００２４】
システム１００は、プロセスチャンバ２０上の各ポートの間に配置された複数の隔壁１６０を含む。各隔壁の下部は、基板６０の第１の表面６１近くまで延びている。例えば、第１の表面６１から約０．５ｍｍ又はそれ以上である。このようにして、隔壁１６０の下部は、ガス流が基板表面と反応した後に、ガス流が下部の周りを真空ポート１５５に向かって流れるのを可能にするに十分な距離だけ基板表面から離間している。矢印１９８は、ガス流の方向を示す。隔壁１６０は、ガス流に対する物理的な障壁として機能するので、同様に前駆体の間の相互汚染を制限する。図示の構成は、単に説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものと見なすべきではない。当業者であれば、図示のガス分配システムは単なる１つの可能性のある分配システムであり、他の形式のシャワーヘッドを利用できることを理解できるはずである。
【００２５】
運転時、基板６０はロードロックチャンバ１０に送り出されて（例えば、ロボットにより）、シャトル６５上に置かれる。隔離弁１５の開放後に、シャトル６５はトラック７０に沿って移動する。基板６０がプロセスチャンバ２０に入ると、隔離弁１５は閉鎖されてプロセスチャンバ２０を密閉する。次に、シャトル６５は、処理のためにプロセスチャンバ２０内を移動する。１つの実施形態では、シャトル６５はチャンバ内を直線経路で移動する。
【００２６】
基板６０はプロセスチャンバ２０内を移動する際に、基板６０の第１の表面６１は、ガスポート１２５から放出される組成物Ａの前駆体とガスポート１３５から放出される組成物Ｂの前駆体とに、その間にガスポート１４５から放出されるパージガスを伴って、繰り返し曝される。パージガスの注入は、基板表面６１を次の前駆体に曝す前に、先の前駆体から未反応物質を除去するようにデザインされる。種々のガス流（例えば、前駆体又はパージガス）への各々の曝露の後、ガス流はポンプシステム１５０によって真空ポート１５５から排気される。真空ポートは各ガスポートの両側に配置することができるので、ガス流は両側の真空ポート１５５から排気される。従って、ガス流はそれぞれのガスポートから基板６０の第１の表面６１に向かって垂直に下方に流れ、基板表面を横切って隔離壁１６０の下部に周りを流れて、最終的に真空ポート１５５に向かって上方に流れる。このようにして、各ガスは基板表面６１の全域で均一に分配される。矢印１９８はガス流の方向を示す。また、基板６０は、種々のガス流に曝されながら回転可能である。基板の回転は、形成層のストリップ形成を防止するのに有用であろう。基板の回転は連続的とすること、又は不連続なステップとすることができる。
【００２７】
基板表面６１が各ガスに曝される程度は、例えば、ガスポートから流出する各ガスの流量及び基板６０の移動速度により決定することができる。１つの実施形態では、各ガスの流量は、吸収された前駆体を基板表面６１から除去しないように設定される。また、各隔壁の間の幅、プロセスチャンバ２０に配置されるガスポートの数、及び基板の往復回数は、基板表面６１が種々のガスに曝される程度を決定することができる。結果として、堆積された薄膜の量及び質は、前述の要因を変えることで最適化することができる。
【００２８】
別の実施形態では、システム１００は、前駆体注入器１２０及び前駆体注入器１３０を含み、パージガス注入器１４０を含まない場合がある。結果として、基板６０がプロセスチャンバ２０内を移動する際に、基板表面６１は、パージガスに曝されることなく、組成物Ａの前駆体及び組成物Ｂの前駆体に交互に曝されることになる。
【００２９】
図１に示す実施形態は、基板の上にガス分配プレート３０を備える。本実施形態では、直立方向に関して説明及び図示されているが、逆方向も可能であることを理解されたい。この状態では、基板６０の第１の表面６１は下向きである、基板に向かうガス流は上向きに案内されることになる。１つ又はそれ以上の実施形態では、少なくとも１つの放射熱源９０は、基板の第２の面を加熱するために配置される。
【００３０】
ガス分配プレート３０は、基板表面６１上に堆積される層数に応じて、任意の適切な長さとすることができる。ガス分配プレートのいくつかの実施形態では、基板がガス分配プレートの第１の端部から第２の端部まで一方向に移動する高スループット運転で使用することが意図されている。単一の移動の間に、ガス分配プレートのガス注入器の数に基づいて、完全な薄膜が基板表面に形成される。いくつかの実施形態では、ガス分配プレートは、完全な薄膜を形成するのに必要な数以上の注入器を有する。個々の注入器は、一部が不作動になるか又はパージガスを排気するだけとなるように制御することができる。例えば、ガス分配プレートが前駆体Ａ及び前駆体Ｂの各々に対して１００個の注入器を有するが、５０個のみ必要とされる場合には、５０個の注入器は無効とすることができる。これらの無効にされた注入器は、グループ化すること又はガス分配プレート全域に分散配置することができる。
【００３１】
さらに、各図は第１の前駆体Ａ及び第２の前駆体Ｂを示しているが、本発明の実施形態は、２つの異なる前駆体に関するガス分配プレートに限定されないことを理解されたい。例えば、ガス分配プレートの全域に分散配置される第３の前駆体Ｃ及び第４の前駆体Ｄが存在することができる。これにより、混合層又は積層のる薄膜を作成することが可能となるであろう。
【００３２】
いくつかの実施形態では、シャトル６５は基板を搬送するためのサセプタである。一般に、サセプタ６６は、基板の全域を均一な温度にするのを助けるキャリアである。サセプタ６６は、ロードロックチャンバ１０とプロセスチャンバ２０との間を両方向に（図１の構成に関して、左から右及び右から左に）移動可能である。サセプタ６６は、基板６０を搬送するための上面６７を有する。サセプタ６６は、処理のために基板６０を加熱するような加熱サセプタとすることができる。一例として、サセプタ６６は、該サセプタ６６の下に配置される放射熱源９０、加熱プレート、抵抗コイル、又は他の加熱デバイスにより加熱することができる。
【００３３】
さらに別の実施形態では、サセプタ６６の上面６７は、図２に示すような基板６０を受け入れるように構成された凹部６８を含む。一般的に、サセプタ６６は、基板の下にサセプタ材料が存在するように基板の厚さよりも厚い。詳細な実施形態では、凹部６８は、基板６０が凹部６８の内部に配置される場合に、基板６０の第１の表面６１がサセプタ６６の上面６７と同じ高さになるように構成される。換言すると、いくつかの実施形態の凹部６８は、基板がその内部に配置される場合に、基板６０の第１の表面６１がサセプタ６６の上面６７を超えて突出しないように構成される。
【００３４】
図３から９は、本発明の種々の実施形態によるガス分配プレート３０を示す。ガス分配プレート３０は、入力面３０１と出力面３０３とを含む。入力面３０１は（図３に示す）、第１の前駆体ガスＡの流れを受け入れるための第１の前駆体ガス入力部３０５と、第２の前駆体ガスＢの流れを受け入れるための第２の前駆体ガス入力部３０７とを有する。また、入力面３０１は、１つ又はそれ以上のパージガス入力部３０９と、１つ又はそれ以上の真空ポートに接続するためのポート３１１とを有する。図３に示す構成は、２つの第１の前駆体ガス入力部３０５と、１つの第２の前駆体入力部３０７と、２つのパージガス入力部３０９とを有するが、当業者であれば、これらの構成要素の各々は、個別的に又は結合してより多くてもよいこと又はより少なくてもよいことを理解できるはずである。
【００３５】
図３から９に説明される特定の実施形態は、ガス分配プレートに隣接して基板が前後に移動して多層膜の堆積を行う交互堆積システムと共に使用することができる。しかしながら、これは単なる１つの実施形態であり、本発明は交互堆積技術に限定されないことを理解されたい。当業者であれば、複数セットの前駆体注入器を有する単一の大型ガス分配プレートを利用できることを理解できるはずである。
【００３６】
図４から７に示す出力面３０３は、複数の細長いガスポート３１３を有する。ガスポート３１３は、出力面３０３に隣接して配置できる基板に向かってガス流を案内するように構成される。細長いガスポート３１３は、少なくとも１つの第１の前駆体ガスポートと、少なくとも１つの第２の前駆体ガスポートとを含む。第１の前駆体ガスポートの各々は第１の前駆体ガス入力部３０５と連通しており、第１の前駆体がガス分配プレート３０を通って流れることを可能にする。第２の前駆体ガスポートの各々は、第２の前駆体ガス入力部３０７と連通しており、第２の前駆体がガス分配プレート３０を通って流れることを可能にする。
【００３７】
図４に示すように、ガスポートは、流路３１７内に複数の開口部３１５を含むことができる。流路３１７は、ガス分配プレートの出力面内の凹型スロットである。ガスは開口部３１５から流出し、流路３１７の側壁によって基板表面へ向けられる。開口部３１５は円形のように示されているが、開口部３１５は、限定されるものではないが、正方形、長方形、及び三角形を含む任意の適切な形状とすることができることを理解されたい。また、開口部３１５の数及び寸法は、各流路３１７内のより多くの又はより少ない開口部に適合するように変えることができる。図４に示す詳細な実施形態では、パージガス（Ｐ）、第１の前駆体ガスポート（Ａ）、及び第２の前駆体ガスポート（Ｂ）は、流路内に配置された複数の開口部を含む。真空ポートに関連する開口部３１８は、流路３１７内ではなくてガス分配プレート３０の出力面３０３上にあるが、流路内に配置することも可能である。
【００３８】
図４に示す特定の実施形態は、矢印３５０に沿って基板が細長いガスポートに対して垂直に移動する場合、特定の順番のガス流を基板表面に供給することができる、細長いガスポートを組み合わせたものを有する。基板が移動するように記載されるが、当業者であれば、基板が静止した状態でガス分配プレート３０が移動できることを理解できるはずである。基板の移動として言及されるのは、基板とガス分配プレートとの間の相対移動のことである。細長いガスポートに対して垂直に移動する基板は、順番に、パージガス流、第１の前駆体ガスＡ流、パージガス流、第２の前駆体ガスＢ流、パージガス流、第１の前駆体ガスＡ’流、及びパージガス流の各ガス流に曝されることになる。ガス流をプロセスチャンバから外へ導く真空ポートは、ガス流の各々の間にある。結果的に、図１に示す矢印１９８と一致した流れパターンとなる。
【００３９】
特定の実施形態では、ガス分配プレートは、順番に、前方の第１の前駆体ガスポートＡ、第２の前駆体ガスポートＢ、及び後方の第１の前駆体ガスポートＡ’から本質的に構成される。これに関連して及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、「本質的に構成される」は、ガス分配プレートが反応性ガスに関する何らかの付加的なガスポートを含まないことを意味する。非反応性ガス（例えば、パージガス）用ポート及び真空用ポートは全域に散在させることができるが、依然として本質的に構成されるという節の範囲にある。例えば、ガス分配プレート３０は８個の真空ポートＶと４個のパージポートＰを有することができるが、依然として前方の第１の駆体ガスポートＡ、第２の前駆体ガスポートＢ、及び後方の第１の前駆体ガスポートＡ’から本質的に構成される。この種の実施形態は、ＡＢＡ構成と呼ぶことができる。
【００４０】
ＡＢＡ構成を用いると、いずれかの方向から移動する基板が、第２の前駆体ガスＢポートに遭遇する前に第１の前駆体ガスＡポートに遭遇することを保証する。ガス分配プレート３０を横切る各経路は、組成物Ｂの単一薄膜をもたらす。ここで、２つの第１の前駆体ガスＡポートは第２の前駆体ガスＢポートを取り囲んでおり、図の上から下へ移動する基板は（ガス分配プレートに対して相対的に）、順番に前方の第１反応性ガスＡ、第２反応性ガスＢ、及び後方の第１反応性ガスＡ’を遭遇することになり、結果的に基板上に全ての層が形成される。同じ経路に沿って戻る基板は、逆の順番で反応性ガスと遭遇することになり、結果的に、全周期の各々で２つの層がもたらされる。このガス分配プレートを横切って前後に移動する基板は、以下のパルスシーケンスに曝されて、
2014515790.tif 000003
均一な薄膜組成物Ｂを形成する。シーケンスの最後の第１の前駆体ガスＡへの曝露は、第２の前駆体ガスＢが後に続かないので重要ではない。当業者であれば、薄膜組成物はＢとして言及されるが、実際には反応性ガスＡと反応性ガスＢとの表面反応生成物であり、単にＢを使用することは薄膜を記載する上の便宜のためであることを理解できるはずである。
【００４１】
図５には、ガス分配プレート３０の別の詳細な実施形態が示されており、流路３１７内に複数の開口部が存在する図４とは対照的に、前方の第１の前駆体ガスポートＡ及び後方の第１の前駆体ガスポートＡ’のための流路は完全に開いている。同様に、本実施形態はＡＢＡ構成で示されているが、任意の所望の数にわたる複数セットのＡＢガス注入器を含むことが容易にできる。例えば、ガス分配プレートは１００セットのＡＢガス注入器を有することができ、各々は個別に制御され、各々は個別にホットワイヤ、張力調整器、及び電源を含む。
【００４２】
図６に示すように、ガス分配プレート３０は、ガス種を励起するためにホットワイヤと呼ぶ場合もあるワイヤ６０１を含む。ワイヤ６０１は、第１の前駆体ガスポート及び第２の前駆体ガスポートの一方又は両方に配置される。ワイヤは、ワイヤ６０１を通る電流によってワイヤ６０１を加熱するように構成された電力リード線（図３に示す）に接続される。ワイヤ６０１は高温に加熱されて、ワイヤ６０１付近を通過するガス中の種を励起する。ワイヤの狙いは、ガス中にラジカル種を生成することであり、基板の温度上昇を引き起こすものではない。ワイヤは、基板表面に直接曝されないが、ガス中にラジカル種形成をもたらす所定位置に置くことができる。例えば、ワイヤ６０１が第２の前駆体ガスポートに配置される場合、ワイヤは、第２の前駆体ガス中の分子の一部を活性化することになる。励起状態では、分子はより高いエネルギーを有し、所定の処理温度で基板表面と反応する可能性がより高くなる。
【００４３】
ワイヤの配置は、基板と接触するラジカル種の程度に影響を与える場合がある。基板からあまり遠くにワイヤを配置すると、より近接した配置の場合と比べて、より多くのラジカル種を基板表面に接触する前に不活性化する場合がある。ラジカル種は、他のラジカル、ガス流中の分子、及びガス分配プレートとの接触により不活性化する場合がある。しかしながら、基板からより遠くに配置することは、ガス中にラジカル種を生成しながら、ワイヤが基板を加熱するのを防止することを助ける場合がある。ワイヤ６０１は、基板表面の十分近くに配置して、励起種が基板の局所的な温度の有意な変化を引き起こすことなく、基板と接触するのに十分な長さで存在することを保証することができる。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、用語「局所的な温度の有意な変化」とは、ワイヤ付近の基板の一部に１０℃より大きい温度上昇がないことを意味する。図１２は本発明の実施形態の側面図を示し、ワイヤ６０１は流路３１７内に配置されている。本実施形態はガス拡散構成要素（例えば、シャワーヘッド又は複数の孔）を有していない。いくつかの実施形態では遮るものが何も無く、加熱されたワイヤ６０１はワイヤ６０１を収容する流路付近の基板の一部の温度変化を引き起こす場合がある。図１３は本発明の別の実施形態を示し、ワイヤ６０１は、多数の開口部をもつガス拡散部品を有する流路３１７内に配置される。ガス拡散部品の後方に配置された加熱ワイヤ６０１は、基板の局所的な温度を有意に変化させることなく、ガス種を励起することができる。詳細な実施形態では、ワイヤは加熱されて、約１０℃未満の温度変化をもたらすと同時にガス種を励起する。種々の実施形態では、基板表面の局所的な温度変化は、約７℃、５℃、又は３℃未満である。特定の実施形態では、局所的な温度変化は約２℃、１℃、又は０．５℃未満である。
【００４４】
ワイヤは、比較的短時間に高温まで昇温できる任意の適切な材料で作ることができる。適切な材料は、反応性ガスと適合性のある材料である。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、この関連で用いる用語「適合性のある」は、ワイヤが標準温度及び圧力で反応性ガスと自然に反応しないことを意味する。ワイヤの温度は、ガス種のラジカル化の程度に影響を与える場合がある。例えば、酸素は最大約２０００℃の温度を必要とする場合があるが、高分子種は約３００℃から約５００℃の範囲の温度を必要とするだけである。いくつかの実施形態では、ワイヤは少なくとも約１０００℃、１１００℃、１２００℃、１３００℃、１４００℃、１５００℃、１６００℃、１７００℃、１８００℃、１９００℃、又は２０００℃の温度に加熱することができる。種々の実施形態では、ワイヤは約３００℃から約２０００℃の範囲、又は約７００℃から約１４００℃の範囲、又は約８００℃から約１３００℃の範囲の温度に加熱することができる。ワイヤに供給される電力は、処理中の任意の点で調節するか又はオンオフすることができる。これにより、処理の一部だけでワイヤを加熱して励起ガス種を生成することが可能となる。
【００４５】
また、ワイヤの厚さ及び長さは、使用される材料に応じて変えることができる。ワイヤ用の適切な材料の例は、限定されるものではないが、タングステン、タンタル、イリジウム、ルテニウム、ニッケル、クロム、グラファイト、及びそれらの合金を含む。例えば、酸素がラジカル化される種である場合、タンタル又はタングステンを用いると。これらの材料が酸素に敏感でワイヤの破損を引き起こす場合があるので望ましくないであろう。詳細な実施形態では、ワイヤはタングステンから成る。
【００４６】
ワイヤは、ワイヤに使用される材料に応じて、単位長さ当たり任意の適切な密度を有することができる。いくつかの実施形態では、ワイヤは実質的に均一な単位長さ当たりの密度を有している。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、用語「実質的に均一な」は、ワイヤの単位長当たりの密度がワイヤの全長に亘って２０％、１５％、１０％、５％、３％、又は１％以上変化しないことを意味する。しかしながら、ワイヤの長さ方向に亘って、ワイヤの単位当たりの密度を変えることが好都合な場合がある。例えば、加熱状態でワイヤは、長さの端部よりも長さの中央部で弛む傾向となる可能性がある。この場合、ワイヤの長さの中央部でより低い単位長さ当たりの密度を有するワイヤは、より一貫性のあるプロセスを提供することができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、ワイヤ長さの中央部でより高い単位長さ当たりの密度を有することが有用な場合がある。
【００４７】
また、ワイヤの形状は、限定されるものではないが、所望のイオン化の程度及びワイヤが作られる材料等の要因に応じて変えることができる。いくつかの実施形態では、ワイヤは実質的に真っ直ぐであるか又は実質的に直線である。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、用語「実質的に真っ直ぐ」及び「実質的に直線」は、ワイヤの全長に亘ってワイヤの直線性の偏差が１０％、５％、３％、又は１％未満であることを意味する。
【００４８】
いくつかの実施形態では、ワイヤは非直線形状を有する。例えば、ワイヤは折り畳まれること、アコーディオン形状、ループ形状、又は螺旋形状とすることができる。非直線ワイヤを使用する場合、ワイヤが昇温するに従って、ワイヤの両端に付与される張力はワイヤの形状をわずかに変化させる場合がある。また、ワイヤの形状の変化は、イオン化が発生し得る大きな表面積をもたらすことができる。図１４は、本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による螺旋形状のワイヤを示す。
【００４９】
再度図３を参照すると、電源はワイヤを通る電流を制御できる任意の適切な電源とすることができる。図３に示す電力フィードスルー３２１は、電力リード線３２３及び張力調整器３２５を有する。電力フィードスルー３２１は、ワイヤに対する機械的支持部及び電気的支持部の両方を提供し、ワイヤをガス流の経路内に配置することを可能にする。電力フィードスルー３２１は、電力リード線３２３及びワイヤをガス分配プレートから電気的に絶縁するための絶縁器を含むことのできる取り付けブロック３２７を貫通して、ガス分配プレート３０に連結される。図３の実施形態におけるワイヤは、第１の前駆体ガス流路を貫通して延びており、個々のワイヤとすること、又は第２の前駆体ガス流路の周囲に配置される単一のワイヤとすることができる。
【００５０】
図６は、本発明の詳細な実施形態を示し、ガス分配プレートはＡＢＡ構成であり、ワイヤ６０１は、第１の前駆体ガスポート（Ａ及びＡ’）の両方に沿って延び、第２の前駆体ガスポートＢの周囲に配置される単一ワイヤである。絶縁材６０３は、ワイヤがガス分配プレート３０に接触しないようにガス分配プレート３０の端部に設けることができる。さらに、ガス流路に曝されないワイヤ６０１部分は絶縁することができる。説明を容易にするため、ワイヤ６０１は、複数の開口部（図４に示す）をもたない流路を意味する開放流路３１７内に示される。しかしながら、ワイヤ６０１は、流路３１７内で複数の開口部の後方に置くこともできる。
【００５１】
図６に示す種類の実施形態では、入力面３０１の各電力リード線３２３は（図３参照）、電流を流すために異極性とする必要がある。従って、１つの電力リード線３２３は正であり、他方は負となる。この構成は、単一の電源を各電力リード線に接続するので装備が比較的簡単になる。単一の電源は（図示せず）、ポテンショメータ等のワイヤの電流を制御する機構を含むことができる。
【００５２】
図７に示す別の詳細な実施形態では、ガス分配プレートはＡＢＡ構成で作られ、２つのワイヤが存在する。２つのワイヤの各々は、前方の第１の前駆体ガスポートＡ及び後方の第１の前駆体ガスポートＡ’に沿って延びる。従って、ワイヤの各々はワイヤに電流を供給するための別個の電源を備える必要がある。さらに、回路を完成するために、各ワイヤは電源装置と接続するための第２電力リード線３２４を必要とすることになる。いくつかの実施形態では、ワイヤは、第２の前駆体ガス中の種を励起するために第２の前駆体ガスポートに沿って延びる。
【００５３】
いくつかの実施形態のワイヤは、個別のホットワイヤユニットの一部とすることができる。ホットワイヤユニットは、入力面のガス注入口の１つを通ってガス分配プレート３０内に挿入することができる。これらの実施形態では、ワイヤ、関連のクランプ、電力リード線、及び張力調整器は、単一ユニットとして結合される。ユニットは、管状又は矩形断面を有することができ、ガス分配プレート内のガス流路に収まる大きさである。ホットワイヤユニットは、別のガス注入口（図３に示すような）及びガス流を排気する開口部を含む。これにより、ガスは、ホットワイヤユニットを通って流れることができ、ワイヤと接触してガス分配プレートの出力面から排気される。
【００５４】
いくつかの実施形態では、ガス分配プレート３０は、順番に第１の前駆体ガスＡポートと第２の前駆体ガスＢポートとが交互になった少なくとも２つの繰り返しユニット、及びこれに続く後方の第１の前駆体ガスＡ’ポートから本質的に構成される複数の細長いガスポートを備える。換言すれば、ＡＢユニットと呼ぶことができる、第１の前駆体ガスＡポートと第２の前駆体ガスＢポートとを組み合わせたものが少なくとも２回繰り返され、さらに後方の第１の前駆体ガスＡ’ポートがある。図８及び９は、この種の実施形態を説明する。図８及び９に示すガス分配プレートは、第１の前駆体ガスＡ及び第２の前駆体ガスＢに関連する流路３１７だけを示す。パージガスポート及び真空ポートは説明目的のために省略されている。さらに、流路３１７の各々は、図４に示される複数の開口部がない開放流路として示される。当業者であれば、パージ、真空、及び複数の開口部がガス分配プレート３０に存在できることを理解できるはずである。
【００５５】
図８は、後方の第１の前駆体ガスポートＡ’を有する、２つの繰り返しＡＢユニットを備えており、ＡＢＡＢＡ構成である。従って、各々の全周期（ガス流中の基板の前後１回移動）は、Ｂの４層堆積をもたらすことになる。図９は、図８の構成に類似しているが第３のＡＢユニットが付加される。これによりＡＢＡＢＡＢＡ構成のガス分配プレートになる。従って、各々の全周期、Ｂの６層堆積をもたらすことになる。これらの構成の各々に後方の第１の前駆体ガスポートＡ’を備えることで、ガス分配プレートに対して相対移動する基板は、その移動がガス分配プレート３０のどちら側から始まるかに無関係に、第２の前駆体ガスポートに先だって第１の前駆体ガスポートと確実に遭遇することができる。図示の実施形態は２回又は３回繰り返されるＡＢユニットを備えるが、当業者であれば、所定のガス分配プレート３０には任意の回数だけ繰り返されるＡＢユニットが存在できることを理解できるはずである。繰り返されるＡＢユニットの数は、ガス分配プレートの大きさに応じて様々とすることができる。いくつかの実施形態では、約２から約１２８の範囲のＡＢユニットが存在する。種々の実施形態では、少なくとも、２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、又は５０のＡＢユニットが存在する。さらに、当業者であれば、この構成は単なる例示的なものであり、ガス分配プレートは任意の数のガス注入器を含むことができることを理解できるはずである。例えば、ガス分配プレートは、後方の第１の前駆体ガスポートＡ’を備えて又は備えることなく、１００回繰り返されるＡＢユニットを有することができる。
【００５６】
いくつかの実施形態では、図８及び９に示すように、ワイヤ６０１は第１の前駆体ガスポートの各々に沿って延びる。ワイヤは、種々の第１の前駆体ガスポートの中を蛇行して進む単一ワイヤとすることができる。図８では、奇数の第１の前駆体ガスポートが存在するので、第２の電力リード線３２４は後方の第１の前駆体ガスポートＡ’の端部に配置される。図９では、偶数の第１の前駆体ガスポートが存在するので、第２の電力リード線３２３の両端子はガス分配プレート３０の同じ側に配置される。ワイヤは第１の前駆体ガスポート内に示されているが、第１の前駆体ガスポート内のワイヤに代えて又はそれに加えて、ワイヤは、第２の前駆体ガスポートの各々に沿って延びることができることを理解されたい。さらに、図７と同様に第１の前駆体ガスポートの各々に対して個別のワイヤを用いることができる。個別のワイヤを使用する場合、各ワイヤに対して別個の正及び負の電力リード線を備える必要がある。
【００５７】
図１０は、本発明の別の実施形態を示し、ワイヤ６０１は、エンクロージャ１０００の内部に取り付けられる。エンクロージャ１０００は、ワイヤ６０１をガス分配プレート３０に簡単に取り付け又は取り外しできるように、ガス分配プレート３０の流路３１７内部に収まる大きさとすることができる。エンクロージャ１０００は、ガス分配プレート３０の出力面に取り付けることができ、前駆体ガスポートから流出するガスがエンクロージャ１０００を通過するように配置することができる。また、エンクロージャは、電流がワイヤ６０１を流れるようにワイヤ６０１と電気接続する電気リード線１０１０を含むことができる。電気リード線１０１０は、ガス分配プレート上に配置された電気接点と相互作用することができる。例えば、電気接点ペア（正及び負の接点）をガス分配プレートの流路内に組み込むことができる。これらの電気接点ペアの各々は、個別に又は１つ又はそれ以上のユニットとして電力供給できる。エンクロージャ１０００がガス分配プレートの流路３１７の中に挿入される場合、エンクロージャ上の電気リード線１０１０は、電流がワイヤ６０１を流れるようにガス分配プレート上の電気接点と電気接続する。ワイヤ６０１をエンクロージャ１０００内に組み込むことで、ワイヤ６０１は、交換又は洗浄のためにプロセスチャンバから容易に取り外すことができる。
【００５８】
ワイヤ６０１は、選択された張力又は所定範囲の張力に維持される。ワイヤを加熱すると、ワイヤは伸長して弛むことになる。この弛みを補償するために、図１１の等角断面図に示される張力調整器３２５を含むことができる。張力調整器３２５は、ワイヤ６０１に接続されてワイヤ６０１に張力を付与する。クランプ１１１０は、電力リード線３２３に接続するワイヤ６０１の第１の端部を保持する（接触状態は示されていない）。ブッシュ１１３０は、張力調整器３２５をガスポートに接続して気密封止を可能にして、ガスポートに流入する前駆体ガスが張力調整器本体に流入しないようにする。バネ１１２０は、ブッシュ１１３０とクランプ１１１０との間に配置されてワイヤ６０１に張力を付与する。バネ１１２０が示されて説明されるが、他の張力付与機構を利用できることを理解されたい。
【００５９】
張力調整器３２５は、ワイヤの有意な弛みを防止するに十分な張力を付与することができる。さらに、張力調整器３２５は、ワイヤの破損を引き起こす張力よりは小さな張力をワイヤに付与するように構成される。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いる場合、用語「有意な弛み」は、長さ比率で約０．１以下、又は約０．０５以下、又は約０．０１以下、又は約０．００５以下、又は約０．００２５以下の弛みを意味する。種々の実施形態では、弛みは４００ｍｍ長で約４ｍｍ未満、又は４００ｍｍ長で約３ｍｍ未満、又は４００ｍｍ長で約２ｍｍ未満、又は４００ｍｍ長で約１ｍｍ未満、又は３００ｍｍ長で約４ｍｍ未満、又は３００ｍｍ長で約３ｍｍ未満、又は３００ｍｍ長で約２ｍｍ未満、又は３００ｍｍ長で約１ｍｍ未満である。バネは、材料及びバネ定数が特定のワイヤパラメータ（例えば、材料、長さ、厚さ）の要件に合致するように調整できるので、張力付与機構として有用である。
【００６０】
本発明の付加的な実施形態は、基板を処理する方法に関する。基板は、本明細書に記載するようにガス分配プレートに隣接して横方向に移動する。基板は、ガス分配プレートの下方又は上方を移動することができる。第１の前駆体ガスは、第１の前駆体ガスポートから基板表面に送られる。第２の前駆体ガスは、第２の前駆体ガスポートから基板表面へ送られる。ワイヤは、第１の前駆体ガスポート及び第２の前駆体ガスポートの１つ又はそれ以上の内部に配置される。電力がワイヤに印加されてワイヤの温度を上昇させる。ワイヤはワイヤを通過するガス種を励起するに十分な高さに昇温される。励起された種は基板表面と反応する。
【００６１】
本発明の別の実施形態は、基板を処理する方法に関する。基板はガス分配プレートに隣接して横方向に移動する。ガス分配プレートは、順番に、前方の第１の前駆体ガスポート、第２の前駆体ガスポート、及び後方の第１の前駆体ガスポートから本質的に構成される、複数の細長いガスポートを有する。基板表面は、順番に、前方の第１の前駆体ガスポートからの第１の前駆体ガス流、第２の前駆体ガスポートからの第２の前駆体ガス流、及び後方の第１の前駆体ガスポートからの第１の前駆体ガス流に連続して接触する。第１の前駆体ガス及び第２の前駆体ガスのいずれか又は両方からのガス種は、ガスが基板表面に接触する前に、ガス流の経路内でガスを高温のワイヤに曝すことで励起される。
【００６２】
本発明の実施形態は、単一のガス分配プレートが複数のガス分散板に対応するシステムに組み込むことができる。例えば、１つ又はそれ以上の実施形態はカルーセル型処理システムで使用され、ここでは、１つ又はそれ以上の基板が１つ又はそれ以上のガス分配プレートに隣接する円形又は楕円形の経路で搬送される、このシステムは高スループット運転のために特に有用である。説明した複数のガス分配プレートを組み込むことのできる適切な装置は任意の形状とすることができ、直線又は円形の処理経路に限定されない。当業者であれば、これらのガス分配プレートを利用できる状況を理解できるはずである。
【００６３】
本発明は、本明細書では特定の実施形態に関連して記載されるが、これらの実施形態は単に本発明の原理及び応用を説明するものと理解すべきである。当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明の方法及び装置の種々の変更例及び変形例が可能であることを理解できるはずである。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範疇に入る変更例及び変形例を含むことが意図されている。
【符号の説明】
【００６４】
３０  ガス分配プレート
３１７  流路
３２３  電力リード線
３２４  第２の電力リード線
６０１  ワイヤ
６０３  絶縁材
【図１】
2014515790.tif 000004
【図２】
2014515790.tif 000005
【図３】
2014515790.tif 000006
【図４】
2014515790.tif 000007
【図５】
2014515790.tif 000008
【図６】
2014515790.tif 000009
【図７】
2014515790.tif 000010
【図８】
2014515790.tif 000011
【図９】
2014515790.tif 000012
【図１０】
2014515790.tif 000013
【図１１】
2014515790.tif 000014
【図１２】
2014515790.tif 000015
【図１３】
2014515790.tif 000016
【図１４】
2014515790.tif 000017
【国際調査報告】
2014515790.tif 000018
2014515790.tif 000019
2014515790.tif 000020