(57)【要約】      （修正有）【課題】基板処理チャンバに使用するインデックスジェット噴射器および基板処理ツールを提供する。【解決手段】処理チャンバに使用するインデックスジェット噴射器２５０は、略円筒状の中心容積を有する本体と、本体の第１の表面上に配設されたガス入力口２５４と、本体に形成され、ガス入力口２５４および円筒状の中心容積に対して流体的に結合されたガス分配チャネルと、円筒状の中心容積内に配設され、本体に対して回転可能に結合されたガス分配ドラムであり、貫通形成された複数のジェットチャネルを有する、ガス分配ドラムと、本体の第２の表面上に形成された複数のインデクサ出力口と、を備え、複数のジェットチャネルがそれぞれ、ガス分配ドラムの３６０°回転当たり少なくとも１回、複数のインデクサ出力口のうちの少なくとも１つに対してガス入力口を流体的に結合するようになっていてもよい。【選択図】図４Ｄ
0003203384.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基板処理チャンバに使用するインデックスジェット噴射器であって、
略円筒状の中心容積を有する本体と、
前記本体の第１の表面上に配設されたガス入力口と、
前記円筒状の中心容積内に配設され、前記本体に対して回転可能に結合されたガス分配ドラムであり、該ガス分配ドラムを貫通して形成された複数のジェットチャネルを有する、ガス分配ドラムと、
前記本体の第２の表面上に形成された複数のインデクサ出力口と、を備え、
前記複数のジェットチャネルのうちの少なくとも一部が、前記ガス分配ドラムの３６０°回転当たり少なくとも１回、前記複数のインデクサ出力口のうちの少なくとも１つに対して前記ガス入力口を流体的に結合する、インデックスジェット噴射器。
【請求項２】
前記本体に形成され、前記ガス入力口および前記円筒状の中心容積に対して流体的に結合されたガス分配チャネルをさらに備えた、請求項１に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項３】
前記ガス分配チャネルが、前記円筒状の中心容積に対して前記ガス入力口を流体的に結合する複数の孔を具備した、請求項２に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項４】
前記ガス分配チャネルが、前記本体の上部に近接して形成された、請求項２に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項５】
前記ガス分配チャネルが、複数のゾーンに分割された、請求項２に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項６】
前記複数のジェットチャネルがそれぞれ、前記ガス分配ドラムの３６０°回転ごとに少なくとも２回、前記ガス分配チャネルの前記複数の孔のうちの１つまたは複数と一致する、請求項３に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項７】
ジェットチャネルの第１の端部が前記ガス分配チャネルの前記複数の孔のうちの１つまたは複数と一致した場合、前記ジェットチャネルの第２の端部が前記複数のインデクサ出力口のうちの１つまたは複数と一致する、請求項３に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項８】
シャフトを介して前記ガス分配ドラムに結合され、前記本体の前記中心容積内で前記ガス分配ドラムを回転またはインデキシングさせるステッパモータをさらに備えた、請求項１から７のいずれか一項に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項９】
前記ステッパモータとともに密閉された、請求項８に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項１０】
前記本体の内表面および前記ガス分配ドラムの外表面が、機械加工仕上げまたは潤滑の少なくとも一方がなされた、請求項１から７のいずれか一項に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項１１】
前記ガス分配ドラムの前記回転を容易化するベアリングまたはブッシングの少なくとも一方をさらに備えた、請求項１から７のいずれか一項に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項１２】
１つまたは複数の基板が配設された場合に支持するように構成された基板キャリアと、
第１の基板処理モジュールと、
を備え、前記第１の基板処理モジュールが、
筐体であって、前記基板キャリアを支持する下面および１つまたは複数の処理ガスを当該筐体に供給する当該筐体の最上部を構成したガス噴射器アセンブリを有する、筐体と、
前記ガス噴射器アセンブリの上方に配設されたインデックスジェット噴射器であって、
略円筒状の中心容積を有する本体、
前記本体の第１の表面上に配設されたガス入力口、
前記円筒状の中心容積内に配設され、前記本体に対して回転可能に結合されたガス分配ドラムであり、該ガス分配ドラムを貫通して形成された複数のジェットチャネルを有する、ガス分配ドラム、および
前記本体の第２の表面上に形成された複数のインデクサ出力口、
を備えた、インデックスジェット噴射器と、
前記ガス噴射器アセンブリの反対側に配設され、前記筐体から処理ガスを除去する排気孔と、
を備えた、基板処理ツール。
【請求項１３】
前記インデックスジェット噴射器が、前記本体に形成され、前記ガス入力口および前記円筒状の中心容積に対して流体的に結合されたガス分配チャネルをさらに備えた、請求項１２に記載の基板処理ツール。
【請求項１４】
前記複数のジェットチャネルがそれぞれ、前記ガス分配ドラムの３６０°回転ごとに少なくとも２回、前記ガス分配チャネルの複数の孔のうちの１つまたは複数と一致する、請求項１２に記載の基板処理ツール。
【請求項１５】
前記インデックスジェット噴射器ａが、シャフトを介して前記ガス分配ドラムに結合され、前記本体の前記中心容積内で前記ガス分配ドラムを回転またはインデキシングさせるステッパモータをさらに備えた、請求項１２に記載の基板処理ツール。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案の実施形態は一般的に、半導体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アモルファスおよび多結晶太陽電池は、光をエネルギーに変換する効率が制限されている。単結晶高移動度材料は、はるかに高い効率が可能であるが、通常、はるかに高価である。従来の装置は、最も高い要求および非常に高いコストを伴う半導体用途に設計されている。ただし、これらのシステムはすべて、高コストであり、高スループットの自動化が不可能である。
【０００３】
高スループットで光電池用途の超低コストのエピタキシャル堆積を実現するため、本考案者らは、単にすべてを大型化するのではなく、根本的な変更が必要と考えている。たとえば、本考案者らは、バッチリアクタが材料、消耗品、および自動化課題の高コストにより、スループットが制限されていることを確認した。また、非常に高い流量の水素、窒素、水、および前駆体も必要である。さらに、厚膜の成長時には、多量の危険な副産物が生成される。
【０００４】
エピタキシャル処理に対しては、連続リアクタが何回も試されているが、生産に値しないばかりか、良好な前駆体の使用も実現されていない。主な問題点として、膜質が低く、過度な保守が必要である。
【０００５】
一方、単一ウエハリアクタは、前駆体および動力（電力）の利用効率が非常に低く、ウエハ当たりのスループットも低い。また、単一ウエハリアクタでは、複雑な基板持ち上げ／回転機構が必要となる。このように、単一ウエハリアクタは、非常に高い品質、低い金属汚染レベル、ならびに良好な厚さ均一性および抵抗が可能であるものの、これらの結果を得るためのウエハ当たりのコストは、非常に高い。
【０００６】
したがって、本考案者らは、高い前駆体利用、簡単な自動化、低コスト、ならびに高いスループットおよび処理品質を有する比較的簡単なリアクタ設計のうちの一部または全部をもたらし得る基板処理ツールの実施形態を提供している。
【考案の概要】
【０００７】
本明細書においては、基板処理チャンバに使用する装置を提供する。いくつかの実施形態において、処理チャンバに使用するインデックスジェット噴射器は、略円筒状の中心容積を有する本体と、本体の第１の表面上に配設されたガス入力口と、本体に形成され、ガス入力口および円筒状の中心容積に対して流体的に結合されたガス分配チャネルと、円筒状の中心容積内に配設され、本体に対して回転可能に結合されたガス分配ドラムであり、貫通形成された複数のジェットチャネルを有する、ガス分配ドラムと、本体の第２の表面上に形成された複数のインデクサ出力口と、を備え、複数のジェットチャネルがそれぞれ、ガス分配ドラムの３６０°回転当たり少なくとも１回、複数のインデクサ出力口のうちの少なくとも１つに対してガス入力口を流体的に結合するようになっていてもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態において、基板処理ツールは、１つまたは複数の基板が配設された場合に支持するように構成された基板キャリアと、第１の基板処理モジュールと、を備え、前記第１の基板処理モジュールが、筐体であって、基板キャリアを支持する下面および１つまたは複数の処理ガスを当該筐体に供給する当該筐体の最上部を構成したガス噴射器アセンブリを有する、筐体と、ガス噴射器アセンブリの上方に配設されたインデックスジェット噴射器であって、略円筒状の中心容積を有する本体、本体の第１の表面上に配設されたガス入力口、円筒状の中心容積内に配設され、本体に対して回転可能に結合されたガス分配ドラムであり、貫通形成された複数のジェットチャネルを有する、ガス分配ドラム、および本体の第２の表面上に形成された複数のインデクサ出力口、を備えた、インデックスジェット噴射器と、ガス噴射器アセンブリの反対側に配設され、筐体から処理ガスを除去する排気孔と、を備えていてもよい。
【０００９】
本考案の他の別の実施形態については、以下に説明する。
【００１０】
以上簡単にまとめるとともに以下に詳述する本考案の実施形態は、添付の図面に示す本考案の例示的な実施形態を参照することによって理解可能である。ただし、添付の図面は、本考案の代表的な実施形態のみを図示しており、本考案が他の同様に効果的な実施形態も認め得ることから、本考案の範囲を制限するものと考えるべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案のいくつかの実施形態に係る、インデックス直列基板処理ツールを示した図である。
【図２】本考案のいくつかの実施形態に係る、基板処理ツールのモジュールの断面図である。
【図３】本考案のいくつかの実施形態に係る、基板処理ツールのモジュールを示した図である。
【図４Ａ】本考案のいくつかの実施形態に係る、ガス入り口の概略上面図である。
【図４Ｂ】本考案のいくつかの実施形態に係る、別のガス入り口の等角図である。
【図４Ｃ】本考案のいくつかの実施形態に係る、別のガス入り口の分解等角図である。
【図４Ｄ】本考案のいくつかの実施形態に係る、基板処理モジュールに配設されたガス入り口の概略側面断面図である。
【図４Ｅ】本考案のいくつかの実施形態に係る、例示的なガス流制御システムを示した概略ブロック図である。
【図５Ａ】本考案のいくつかの実施形態に係る、インデックスジェット噴射器の概略上面断面図である。
【図５Ｂ】本考案のいくつかの実施形態に係る、インデックスジェット噴射器の概略側面断面図である。
【図５Ｃ】本考案のいくつかの実施形態に係る、インデックスジェット噴射器の概略底面断面図である。
【図５Ｄ】本考案のいくつかの実施形態に係る、インデックスジェット噴射器の概略端面断面図である。
【図６】本考案のいくつかの実施形態に係る、基板処理ツールに使用する基板キャリアを示した図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
理解を容易にするため、可能な限り同一の参照番号を使用することによって、各図に共通する同一の要素を指定している。各図は、縮尺通りには描いておらず、明瞭化のため簡素化している場合がある。本明細書において、「第１」および「第２」、「最上部」および「底部」等の関係語は、ある実体または動作を別の実体または動作と識別するためだけに用いており、このような実体または動作間のこのような任意の実際の関係または順序を必ずしも要求または示唆していない場合がある。一実施形態の要素および特徴は、別途記述することなく、他の実施形態において有利に組み込み可能であると考えられる。
【００１３】
本明細書においては、エピタキシャルシリコン堆積のための高容量で低コストのシステムの実施形態を提供する。範囲を制限するものではないが、本考案者らは、本考案に係る基板処理システムが太陽電池製造用途において特に好都合となり得るものと考えている。
【００１４】
本考案に係るシステムは、多段基板処理の実行に用いられる従来の基板処理ツールと比べて、コスト効果が高く簡単な製造可能性ならびにエネルギーおよびコスト効率が高い使用を可能とするものであり都合が良い。
【００１５】
たとえば、基本的な設計構成要素は、平板に基づいており、容易に入手可能な材料を標準的な形態で使用することによりコストを低く維持することによって、製造を簡素化するとともにコストを抑制する。高信頼性の直線的なランプを使用可能である。また、特定のランプを特定の用途に最適化可能である。これらのランプは、エピタキシャル堆積リアクタに通常用いられる種類のものであってもよい。また、システム内の流れ場を特定の各用途に最適化することによって、廃棄物を最小限に抑えることができる。この設計は、パージガスに対する要求を最小化するとともに前駆体の利用を最大化する。また、排気システムに洗浄ガスを追加することによって、排気チャネルからの堆積材料の除去を容易化するようにしてもよい。また、ロードおよびアンロードの自動化を分離することによって、直列処理を容易化可能である。複雑な自動化は、オフラインで取り扱い可能である。基板は、システムの柔軟性を最大化するため、キャリア（サセプタ）にプリロードすることによって、他のステップへの統合を容易化する。このシステムは、システム構成の柔軟性をもたらす。たとえば、複数の堆積チャンバ（または、ステーション）を組み込むことによって、多層構造またはより高いスループットを実現可能である。
【００１６】
エピタキシャルシリコン堆積のための高容量で低コストのシステムの実施形態は、独立基板処理ツール、クラスタ基板処理ツールもしくはインデックス直列基板処理ツールのクラスタ基板処理ツール、またはインデックス直列基板処理ツールを用いて実行するようにしてもよい。図１は、本考案のいくつかの実施形態に係る、インデックス直列基板処理ツール１００である。インデックス直列基板処理ツール１００は一般的に、所望の半導体用途に関して基板に任意の処理を施すように構成されていてもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、インデックス直列基板処理ツール１００は、たとえばエピタキシャル堆積処理等の１つまたは複数の堆積処理を施すように構成されていてもよい。
【００１７】
インデックス直列基板処理ツール１００は一般的に、直線状に結合された複数のモジュール１１２（図示の第１のモジュール１０２Ａ、第２のモジュール１０２Ｂ、第３のモジュール１０２Ｃ、第４のモジュール１０２Ｄ、第５のモジュール１０２Ｅ、第６のモジュール１０２Ｆ、および第７のモジュール１０２Ｇ）を備える。基板は、矢印１２２で示すように、インデックス直列基板処理ツール１００を通って移動するようになっていてもよい。いくつかの実施形態においては、たとえば図５に関して後述する基板キャリア６０２等の基板キャリア上に１つまたは複数の基板が配設されることによって、インデックス直列基板処理ツール１００を通る当該１つまたは複数の基板の移動が容易化されるようになっていてもよい。
【００１８】
複数のモジュール１１２はそれぞれ個々に、所望の処理の一部を実行するように構成されていてもよい。モジュールそれぞれを用いて所望の処理の一部のみを実行することにより、複数のモジュール１１２の各モジュールは、処理の当該部分に対して最も効率的に動作するように明確に構成および／または最適化されることにより、多段処理の実行に用いられる従来使用のツールと比べて、インデックス直列基板処理ツール１００がより効率化されていてもよい。
【００１９】
また、所望の処理の一部を各モジュールで実行することにより、各モジュールに与えられる処理リソース（たとえば、電力、処理ガス等）は、当該モジュールが完結するように構成された処理の部分の完結のみに必要な処理リソースの量によって決まることにより、多段処理の実行に用いられる従来使用のツールと比べて、本考案に係るインデックス直列基板処理ツール１００がより効率化されていてもよい。
【００２０】
さらに、別個のモジュールによって、たとえばｐ＋＋ドーパントを１０ミクロン、ｐ＋ドーパントを１０ミクロン、ｎドーパントを１０ミクロン等、異なるドーパントの層を１つまたは複数の基板上に堆積できて都合が良い。一方、従来の単一チャンバにおいて、異なるドーパントの堆積は、互いに干渉するため禁止されている。また、エピタキシャル層が別個のチャンバで構築される直列の直線的な堆積は、モジュール間でのパージガスの使用に起因する基板からキャリア上へのエピタキシャルシリコン（Ｓｉ）の過成長または架橋を防止するのに役立ち（後述）、あるモジュールから次のモジュールへの移送段階においてエッチング効果をもたらす。
【００２１】
いくつかの実施形態におけるインデックス直列基板処理ツール１００の例示的な構成において、第１のモジュール１０２Ａは、パージガスの供給によって、たとえば基板および／もしくは基板キャリアからの不純物の除去ならびに／または適当な雰囲気中への基板の導入による堆積を行うように構成されていてもよい。第２の１０２Ｂモジュールは、予備加熱または温度傾斜によって、堆積を行うのに適した温度まで基板の温度を上昇させるように構成されていてもよい。第３のモジュール１０２Ｃは、焼成により、材料の堆積に先立って、揮発性の不純物を基板から除去するように構成されていてもよい。第４のモジュール１０２Ｄは、所望の材料を基板上に堆積させるように構成されていてもよい。第５のモジュール１０２Ｅは、たとえばアニーリング処理等の堆積後処理を行うように構成されていてもよい。第６のモジュール１０２Ｆは、基板を冷却するように構成されていてもよい。第７のモジュール１０２Ｇは、パージガスの供給により、インデックス直列基板処理ツール１００からの除去に先立って、たとえば基板および／または基板キャリアから処理残留物を除去するように構成されていてもよい。特定の処理が不要な実施形態においては、処理の当該部分用に構成されたモジュールを省略するようにしてもよい。たとえば、堆積後のアニーリングが不要であれば、アニーリング用に構成されたモジュール（たとえば、上記例示的な実施形態における第５のモジュール１０２Ｅ）を省略するか、または所望の異なる処理用に構成されたモジュールで置き換えるようにしてもよい。
【００２２】
基板処理ツール１００のいくつかの実施形態は、隣接した基板キャリアをモジュール１０２Ａ〜１０２Ｇで連続的に移送可能な直列「プッシュ機構」（図示せず）等の機構を具備する。たとえば、インデックス輸送では、空気圧プランジャ式プッシュ機構を用いることにより、直列リアクタでキャリアモジュールを前に進めることができる。
【００２３】
複数のモジュールのうちの一部または全部は、たとえばバリア１１８によって隣接モジュールから隔離または遮蔽されることにより、インデックス直列基板処理ツール１００の他のモジュールに対して、隔離された処理容積の保守が容易化されていてもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、バリア１１８は、隣接モジュール間に供給されて当該モジュールを互いに隔離または実質的に隔離する空気または不活性ガス等のガスカーテンであってもよい。いくつかの実施形態において、ガスカーテンは、各モジュールまたは所望のモジュール（堆積またはドーピングモジュール等）の４つの垂直壁すべてに沿って供給することにより、モジュールまたはキャリアの望ましくない位置における不要な２次汚染または堆積を制限可能である。また、このような隔離により、炭素または水分等の汚染物質が反応ゾーン／基板に到達することが防止される。
【００２４】
いくつかの実施形態において、バリア１１８は、開放によりあるモジュールから次のモジュールへの基板キャリアの移動を可能にするとともに、閉鎖によりモジュールを隔離可能なゲートまたはドアであってもよい。いくつかの実施形態において、インデックス直列基板処理ツール１００は、たとえばガスカーテンおよびゲートの両者を具備し、ガスカーテンによる一部のモジュールの分離とゲートによる他のモジュールの分離および／またはガスカーテンとゲートによる一部のモジュールの分離を行うようにしてもよい。プッシュ機構が各チャンバの所望の位置に基板キャリアを搬送すると、ドア／ゲートアセンブリ（およびチャンバ直列要素）が基板キャリアの周りを密閉することによって、各チャンバ内に閉塞領域を形成する。ドア機構の開放または閉鎖に際して、ガス流（すなわち、ガスパージまたはガスカーテン）が各ドアとその隣接キャリアとの間に供給されることで、チャンバ間の２次汚染が防止される。供給されたガス流は、処理ツール１００の底部に配設された１つまたは複数の排気口により受容される。
【００２５】
いくつかの実施形態においては、位置に応じて窒素またはアルゴンガスを用いたパージガスカーテンにより隔離がもたらされる。たとえば、高温の処理領域におけるガスカーテンは、アルゴンガスを用いて形成される。高温の処理領域から離れたゲート近傍の低温領域におけるガスカーテンは、窒素を用いることによって、運用コストを最小限に抑えることも可能である。窒素ガスカーテンは、各モジュールの低温不活性部分でのみ使用可能である。
【００２６】
いくつかの実施形態においては、インデックス直列基板処理ツール１００の第１の端部１１４にロードモジュール１０４が配設され、インデックス直列基板処理ツール１００の第２の端部１１６にアンロードモジュール１０６が配設されていてもよい。ロードモジュール１０４およびアンロードモジュール１０６が存在する場合は、これらによって、インデックス直列基板処理ツール１００に対する基板の提供および基板の撤去がそれぞれ容易化されるようになっていてもよい。いくつかの実施形態において、ロードモジュール１０４およびアンロードモジュール１０６は、真空ポンプの大気圧復帰機能を提供することにより、インデックス直列基板処理ツール１００外側の大気条件からインデックス直列基板処理ツール１００内の条件（真空圧を含んでいてもよい）への基板の移送を容易化するようになっていてもよい。いくつかの実施形態においては、１つまたは複数の基板キャリア移送ロボットを利用することにより、ロードモジュール１０４およびアンロードモジュール１０６に対する基板キャリアの提供および撤去を行うことで、インデックス直列基板処理ツール１００に対する基板キャリアの自動ローディングおよびアンローディングを提供するようにしてもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態においては、インデックス直列基板処理ツール１００の軸長に沿ってトラック１２０を設けることにより、インデックス直列基板処理ツール１００を通る基板キャリアの案内を容易化するようにしてもよい。トラック１２０は、インデックス直列基板処理ツール１００が備え付けられた施設の床面等の基面に沿って設けられていてもよい。このような実施形態において、各モジュールは、当該モジュールの露出底部に沿ってトラック１２０が位置決めされることで各モジュールを通るトラック１２０に沿った基板キャリアの移動が容易化されるように組み立てられるように構成されていてもよい。あるいは、トラック１２０は、直線状のアセンブリでモジュールの底面に備え付けられるようになっていてもよい。あるいは、すべてのモジュールが直線状に組み立てられた後にトラック１２０全体が形成されるように、各個別モジュールの底面にトラック１２０の一部が備え付けられていてもよい。いくつかの実施形態において、トラック１２０は、車輪、ボールベアリング、または他の種類のローラを具備することにより、トラック１２０に沿った基板キャリアの低摩擦移動を容易化するようになっていてもよい。いくつかの実施形態において、トラック１２０は、図２に関して後述するような低摩擦材料で製造または被覆することにより、トラック１２０に沿った基板キャリアの低摩擦移動を容易化するようになっていてもよい。
【００２８】
いくつかの実施形態においては、ロードモジュール１００とアンロードモジュール１０６との間に洗浄モジュール１１０が配設されていてもよい。洗浄モジュール１１０が存在する場合は、これによって、基板キャリアの洗浄および／または準備を行うことにより、（帰還路矢印１０８で示すように）インデックス直列基板処理ツール１００を通る次回の別の１つまたは複数の基板を受容するようにしてもよい。このため、基板キャリアは、複数回にわたって再使用可能である。
【００２９】
図２は、上述の複数のモジュール１１２のモジュールのうちの１つまたは複数として使用可能であり、いくつかの実施形態においては基板上への材料の堆積用に構成されたモジュールとして使用可能なモジュール１０２Ｄ等のモジュールの例示的な構成の断面図である。以下では、特定のモジュール（１０２Ｅ）に関して一般的に論じるが、この説明は一般的に、堆積処理に特段必要な構成要素および／または構成を除いて、すべてのモジュールに当てはまる。
【００３０】
図２を参照するに、いくつかの実施形態において、モジュール１０２Ｄは一般的に、筐体２０２を備える。筐体２０２は、たとえばアルミニウム、ステンレス鋼といった金属等、半導体処理に適した任意の材料で製造されていてもよい。また、筐体２０２は、所与のサイズの１つまたは複数の基板を搬送するとともに所望の流量およびプロファイルを容易化するように構成された基板キャリア（たとえば、後述の基板キャリア６０２）を収容するのに適した任意の寸法を有していてもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、筐体は、高さおよび長さが約２４インチまたは約３６インチであり、奥行きが約６インチであってもよい。
【００３１】
いくつかの実施形態において、筐体２０２は、複数の板を結合して筐体２０２を形成することにより組み立てられていてもよい。各筐体２０２は、処理の所望の部分を実行可能な特定のモジュール（たとえば、モジュール１０２Ｄ）を形成するように構成されていてもよい。筐体２０２は、このように組み立てることにより、簡単でコスト効果が高い処理を介して、複数用途の複数個が生産されるようになっていてもよい。
【００３２】
筐体の下面２０６は、基板キャリアを支持するとともに、複数のモジュールのうちのモジュール１０２Ｄを通って隣接モジュールまで基板キャリアが直線的に移動する経路を提供する。いくつかの実施形態において、下面２０６は、トラック１２０として構成されていてもよい。いくつかの実施形態において、下面２０６は、当該下面２０６に結合されたトラック１２０またはその一部を有していてもよい。いくつかの実施形態において、下面２０６またはトラック１２０は、たとえばニッケル合金（ＮｉＡｌ）含有コーティング等の乾式潤滑剤のコーティングを備えることによって、モジュール１０２Ｄを通る基板キャリアの移動を容易化するようにしてもよい。この代替または組み合わせとして、いくつかの実施形態においては、下面２０６の上に複数のローラ（参照番号２２８にて疑似的に図示）を配設することによって、モジュール１０２Ｄを通る基板キャリアの移動を容易化するようになっていてもよい。このような実施形態において、複数のローラ２２８は、たとえば石英（ＳｉＯ２）等、処理環境に反応しない任意の材料で製造されていてもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態においては、（たとえば、図１に示すようなバリア１１８を形成するため）筐体２０２の第１の端部２１６および／または第２の端部２１８に近接して、バリア２１９が配設されていてもよい。バリア２１９が存在する場合は、これによって、複数のモジュールの各モジュールが隣接モジュールから隔離されることにより、モジュール間の２次汚染または環境の混合が防止される。いくつかの実施形態において、バリア２１９は、モジュール１０２Ｄの上方に配設されたガス入り口（たとえば、ガス入り口２０８）で供給されるパージガス等のガス流であってもよい。この代替または組み合わせとして、いくつかの実施形態においては、バリア２１９が可動ゲートであってもよい。ゲートは、たとえばシーケンスの堆積部分等、特定の処理に関する別途の隔離を提供する。いくつかの実施形態においては、１つまたは複数のノッチ（図示の２つのノッチ２２４、２２６）をゲートに形成することによって、モジュール１０２Ｄ内の所望の位置における基板キャリアの固定の容易化および／または処理中の基板キャリアとバリア２１９との間の密閉を図るようにしてもよい。
【００３４】
いくつかの実施形態において、ゲートは、アルミニウム、研磨ステンレス鋼等の金属で製造されていてもよい。他の実施形態において、処理システムの高温領域のゲートは、高温に耐えるように石英で作製可能である。
【００３５】
いくつかの実施形態において、モジュール１０２Ｄは、図２に示すように、たとえば筐体２０２に配設されたウインドウ２１４等、筐体の１つまたは複数の側面に配設された１つまたは複数のウインドウを備えていてもよい。ウインドウ２１４が存在する場合は、これによって、たとえばウインドウ２１４に関して筐体２０２内部の反対側に配設された放射熱ランプから筐体２０２中に放射熱を供給可能である。ウインドウ２１４は、筐体２０２内の処理環境に曝された場合の劣化に耐えつつ、放射熱にウインドウ２１４を通過させるのに適した任意の材料で製造されていてもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、ウインドウ２１４は、石英（ＳｉＯ２）で製造されていてもよい。
【００３６】
いくつかの実施形態において、モジュール１０２Ｄは、筐体２０２の最上部２３０に近接して配設されたガス入り口２０８を具備することにより、筐体２０２に形成された貫通孔２３１を介して筐体２０２中に１つまたは複数のガスを供給するようにしてもよい。ガス入り口２０８は、所望の処理ガス流を筐体２０２に供給するのに適した任意の様態で構成されていてもよい。ガス入り口２０８については、図４Ａ〜図４Ｅに関して以下に詳述する。ガス入り口には、当該ガス入り口２０８の上方に配設されたインデックスジェット噴射器２５０を介してガスが供給されるようになっていてもよい。いくつかの実施形態において、インデックスジェット噴射器２５０は、モジュール１０２の天板にボルト締結されるとともに、ガス入り口２０８に結合されている。インデックスジェット噴射器２５０は、ガスを受容するガス入力口２５４を具備していてもよく、図５に関して後述する通り、ガスをガス入り口２０８に供給するようにしてもよい。ガス噴射は、２つの基板キャリア間で行われることによって、２つの基板キャリア間の反応ゾーンにおける処理ガスの包含および／または基板キャリアとモジュール壁との間のパージガスの包含が図られるようになっていてもよい。
【００３７】
いくつかの実施形態において、モジュール１０２Ｄは、ガス入り口２０８の反対側の筐体２０２の部分（たとえば、底部２０４）に結合された排気孔２２１を備えることによって、筐体２０２の底部２０４に形成された通路２３３を介した筐体２０２からのガス除去を容易化するようにしてもよい。
【００３８】
図３を参照するに、いくつかの実施形態において、モジュール１０２Ｄは、筐体２０２の側面３０６、３０８に結合された１つまたは複数の加熱用ランプ（図示の２つの加熱用ランプ３０２、３０４）を具備していてもよい。加熱用ランプ３０２、３０４は、ウインドウ２１４を介して筐体２０２中に放射熱を供給する。また、加熱用ランプ３０２、３０４は、筐体中に十分な放射熱を供給することによりモジュール１０２Ｄ内で処理の所望の部分を実行するのに適した任意の種類の加熱用ランプであってもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、加熱用ランプ３０２、３０４は、約０．９ミクロンまたは、いくつかの実施形態においては約２ミクロンの波長で放射熱を供給できる直線的なランプまたは区域分けされた直線的なランプであってもよい。様々なモジュールのランプに使用する波長は、所望の用途に基づいて選択されていてもよい。たとえば、波長は、所望のフィラメント温度を与えるように選択されていてもよい。短波長バルブは、安価であり、使用する電力が少なく、予備加熱に利用可能である。長波長バルブは、大きなパワーを供給することによって、たとえば堆積処理用のより高い処理温度の供給を容易化する。
【００３９】
いくつかの実施形態においては、１つまたは複数のゾーンに赤外線（ＩＲ）ランプを設けることによって、基板キャリアひいては基板に熱エネルギーを供給するようにしてもよい。ウインドウ等の堆積が望ましくないチャンバの部分は、ＩＲ光エネルギーを吸収して加熱することのない材料で製造されていてもよい。このような熱管理によって、所望の領域に堆積が実質的に封じ込められる。たとえばモジュールの側面の最上部から底部までの水平帯におけるＩＲランプの１つまたは複数のゾーンは、垂直温度勾配の制御を容易化することによって、堆積等の処理の逓減効果等の垂直な非均一性を補償する。また、いくつかの実施形態においては、時間の経過とともに、ゾーン間で温度を変調可能である。この種の細かい温度制御は、図４に関して上述したガス噴射の変調への追加または組み合わせとして、基板の最上部から底部までの他、外縁間の基板処理結果（たとえば、堆積膜の厚さまたはドーパント濃度および／もしくは深さの均一性）の制御を容易化可能である。
【００４０】
図４Ａは、ガス入り口２０８のいくつかの実施形態を示しており、複数のガス開口部４１０を有するガス分配板４０２を備えていてもよい。ガス開口部４１０は、所望の処理ガス流を筐体２０２中に供給するように構成されていてもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、ガス開口部４１０は、図４Ａに示すような複数の内側ガス孔４０８および複数の外側ガススロット４０６を備えていてもよい。このような実施形態において、内側ガス孔４０８は、高速処理ガス噴流を筐体２０２の中心領域に供給することにより、処理を容易化するようになっていてもよい。いくつかの実施形態において、外側ガススロット４０６は、基板キャリアに配設された基板に低速処理ガス層流を供給するようになっていてもよい。
【００４１】
また、外側ガススロット４０６は、モジュールの壁に近い反応ゾーン内において、内側ガス孔４０８の両側で、基板支持体の角度を構成するように配設されていてもよい（たとえば、外側ガススロット４０６は、約６°の角度で配設された基板支持用の壁に近接した後、約３°の角度で配設された基板支持用の壁に近接して配設されていてもよい）。いくつかの実施形態において、外側ガススロット４０６は、噴射器と垂直な処理ガスを噴射する。他の実施形態において、外側ガススロット４０６は、基板支持面と平行な処理ガスを流すように構成または調整されていてもよい（たとえば、外側ガススロット４０６は、基板支持キャリアが基板を支持するのと同じ角度で基板の表面全体に層流を供給するような角度を有していてもよい）。
【００４２】
図４Ｂおよび図４Ｃを参照するに、いくつかの実施形態において、ガス入り口２０８のガス分配板４０２は、基板４２２に結合された噴射器板４２０を備えていてもよい。噴射器板４２０は、締め具孔４２４を用いることにより、締め具を介して基板４２２に結合されていてもよいし、基板処理中にもたらされる環境条件に耐えるのに適した様態で接合されていてもよい。いくつかの実施形態において、基板４２２は、（図４Ｃに示すように）複数のプレナム４２６を具備していてもよい。各プレナム４２６は、当該各プレナム４２６に配設された１つまたは複数の入り口４２８を介して、１つまたは複数の処理ガスを受容するようにしてもよい。
【００４３】
図４Ｃに示すように、内側ガス孔４０８および外側ガススロット４０６の別個のゾーンが各プレナム４２６と関連付けられていてもよく、そのため、これらのゾーンそれぞれを介したガス噴射が変調されていてもよい。たとえば、図４Ｃにおいて、噴射器板４２０上のゾーン４３０は、プレナムゾーン４３０’に対応した外側ガススロット４０６を具備する。いくつかの実施形態において、内側ガス孔４０８および外側ガススロット４０６の異なるゾーンを介したガス噴射は、時間の経過および／またはプレナム４２６ごと（たとえば、モジュールの端部ごと）にガスの流量の開始、停止、および／または変更を行うことによって、時間的および／または空間的に変調されていてもよい。また、内側ガス孔４０８および外側ガススロット４０６を介したガス噴射は、流量ならびに／または使用する孔４０８もしくはスロット４０６（あるいは、孔４０８もしくはスロット４０６のゾーン）を制御可能な微調節（たとえば、図４Ｅに示すとともに後述するフローコントローラまたはバルブ）の利用による動的な調整により変調されていてもよい。すなわち、ガス入り口２０８のいくつかの実施形態では、基板に対するガスの空間的（たとえば、行ごと、列ごと、またはキャリアの領域による）および／または時間的な搬送を動的に調整可能な複数のゾーンを有するガス分配板４０２を具備する。これにより、たとえば処理チャンバのガス分配板４０２から最も遠い基板が、ガス分配板４０２の近くに配設された基板に堆積された層と同様の物理的、電気的、および構造的特性を有する堆積層を含むようになる可能性がある。
【００４４】
噴射器板４２０および基板４２２を具備したガス分配板４０２は、たとえば透明または不透明の石英（ＳｉＯ２）等の任意適当な材料で製造されていてもよい。ガス分配板４０２に使用する材料の伝熱係数または使用する石英の透明度は、ランプによるガス入り口２０８の加熱を制御するとともに、基板処理中のガス入り口２０８上への材料の望ましくない堆積を防止または制限するように選択されていてもよい。
【００４５】
図４Ｄは、モジュール１０２Ｄに配設されたガス入り口２０８の側面図である。図４Ｄに示すように、ガス入り口２０８は、別のパージガススロット４３２一式を具備することによって、図１に関して上述した通り、バリア１１８として（またはバリアとしてゲートもしくはドアを使用する場合は、ゲートと組み合わせて）パージカーテンを提供するようにしてもよい。パージカーテンは、パージガススロットによって各モジュールまたは所望のモジュール（堆積またはドーピングモジュール等）の４つの垂直壁すべてに沿って供給することにより、モジュールまたはキャリアの望ましくない位置における不要な２次汚染または堆積を制限可能である。すなわち、パージガススロット４３２は、（たとえば、上述の通り、ウインドウ２１４ならびに／またはゲートもしくはドアに近接した）筐体内の１つまたは複数の低温ゾーンにパージガス流を供給することによって、低温ゾーン内における材料の不要な堆積を抑制または排除するようにしてもよい。ガス入り口２０８の上には、インデックスジェット噴射器２５０が配設され、結合されていてもよい。インデックスジェット噴射器２５０は、ガスを受容するガス入力口２５４を具備していてもよく、図５に関して後述する通り、多様な方法でガスをガス入り口２０８に供給するようにしてもよい。
【００４６】
図４Ｅを参照して、上述の通り、ガス入り口２０８のいくつかの実施形態では、基板に対するガスの空間的（たとえば、行ごと、列ごと、またはキャリアの領域による）および／または時間的な搬送を動的に調整可能な複数のゾーンを有するガス分配板４０２を具備する。いくつかの実施形態において、プレナム４２６それぞれに処理ガスを供給する入り口４２８それぞれには、（ガス供給導管４４８を介して）マスフローコントローラ４４０が結合されていてもよい。フローコントローラとしては、バルブ、マスフローコントローラ等が挙げられる。フローコントローラ４４０には、ガス源４４２が結合されていてもよい。いくつかの実施形態において、ガス源４４２は、同じガス種であってもよいし、異なるガス種であってもよい。また、図示はしていないが、いくつかの実施形態において、パージガススロット４３２は、１つまたは複数のフローコントローラ４４０およびガス源４４２に結合されていてもよい。フローコントローラ４４０およびガス源４４２は、コントローラ４５０に対して動作可能に結合されることによって、供給する１つまたは複数の処理ガスの量、タイミング、および濃度が制御されるようになっていてもよい。コントローラ４５０は、中央処理演算装置（ＣＰＵ）４５２、メモリ４５４、およびサポート回路４５６を具備する。コントローラ４５０は、様々な基板処理ツールまたはその構成要素を制御する工業設備で使用可能な汎用コンピュータプロセッサの任意の形態のものであってもよい。コントローラ４５０のメモリまたはコンピュータ可読媒体４５４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、光記憶媒体（たとえば、コンパクトディスクまたはデジタルビデオディスク）、フラッシュドライブ、またはその他任意のデジタルストレージ、ローカル、もしくはリモートの形態等の容易に入手可能なメモリのうちの１つまたは複数であってもよい。サポート回路４５６は、ＣＰＵ４５２に結合されて、従来のようにプロセッサをサポートする。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入出力回路、およびサブシステム等を具備する。本明細書に記載の本考案に係る方法は、本明細書に記載のようにガス入り口２０８の動作を制御するように実行または呼び出し可能なソフトウェアルーチンとしてメモリ４５４に格納されていてもよい。また、ソフトウェアルーチンは、ＣＰＵ４５２が制御するハードウェアの遠隔に配置された第２のＣＰＵ（図示せず）により格納および／または実行されるようになっていてもよい。
【００４７】
図５Ａ〜図５Ｄはそれぞれ、本考案のいくつかの実施形態に係る、インデックスジェット噴射器２５０の概略上面断面図、概略側面断面図、概略底面断面図、および概略端面断面図である。上述の通り、ガス入り口２０８は、外側ガススロット４０６を介して基板上に層流場を生成するため、基板の上部で化学的前駆体が大幅に枯渇する。内側ガス孔４０８を介して供給される噴流が未反応の前駆体を枯渇領域に補充する。噴流が適正に機能するには、高い速度が必要である。このため、大量の前駆体を用いてすべての噴流を同時に流すのではなく、内側ガス孔４０８の一部を用いることによって、その他が機能しない状態でガスがチャンバに供給されるように、噴流を連続して利用することができる。本考案者らは、ガスをガス入り口２０８に供給するインデックスジェット噴射器２５０を開発することによって、特定の各用途に対するガス流場の最適化によりシステムの汎用性および拡張性を最大化できて都合が良いこの機能を促進している。
【００４８】
インデックスジェット噴射器２５０は、略円筒状の中心容積を有する本体５０２を具備する。いくつかの実施形態においては、本体５０２の円筒状の中心容積内に回転ガス分配ドラム５０４が配設され、当該円筒状の中心容積内で回転するように構成されている（すなわち、ガス分配ドラム５０４は、本体５０２に対して回転可能に結合されている）。ガス分配ドラム５０４には、シャフト５２２を介してステッピングモータ５２０が結合され、本体５０２の中心容積内でガス分配ドラム５０４を回転またはインデキシングするようになっていてもよい。いくつかの実施形態においては、本体５０２の中心容積内でガス分配ドラム５０４が自由に回転するように、本体５０２の内表面およびガス分配ドラム５０４の外表面が仕上げ、潤滑、あるいは処理されていてもよい。他の実施形態においては、ベアリング、ブッシング等を用いることによって、ガス分配ドラム５０４の回転を容易化するようにしてもよい。インデックスジェット噴射器２５０およびステッピングモータ５２０は、モジュール１０２のその他の処理環境から密封されて、望ましくない２次汚染を防止するようになっていてもよい。
【００４９】
いくつかの実施形態においては、１つまたは複数のガス入力口５０８を介して、インデックスジェット噴射器２５０にガスが供給されるようになっていてもよい。図５Ａ〜図５Ｄには、例示的な入力口を１つ示しているが、複数のガス入力口５０８を使用するようにしてもよい。ガス入力口５０８は、本体５０２に形成された１つまたは複数のガス分配チャネル５０６に対して流体的に結合されていてもよい。ガス分配チャネル５０６は、当該ガス分配チャネル５０６の底部に形成された１つまたは複数の孔５１４により、本体５０２の中心容積に対して流体的に結合されている。いくつかの実施形態において、ガス分配チャネル５０６は、本体５０２の上部に近接して形成されている。別の実施形態において、ガス分配チャネル５０６は、本体５０２の側部、端部、または底部に形成されていてもよい。いくつかの実施形態においては、図５Ａに示すように、本体５０２に形成された連続的なガス分配チャネル５０６が１つ存在していてもよい。他の実施形態において、ガス分配チャネル５０６は、複数のゾーンに分割されて、さらに調節可能であってもよい。いくつかの実施形態においては、本体５０２の底部を通って、複数のインデクサ出力５１２が形成されている。他の実施形態において、複数のインデクサ出力５１２は、ガス分配チャネル５０６が形成された場所に基づいて、本体５０２の別の部分に形成されていてもよい。また、複数のインデクサ出力５１２は、インデックスジェット噴射器２５０の直下に配設されたガス入り口２０８に対して、インデックスジェット噴射器２５０を流体的に結合する。
【００５０】
いくつかの実施形態において、ガス分配ドラム５０４は、複数のジェットチャネル５１０が貫通形成された円筒であってもよい。いくつかの実施形態において、複数のジェットチャネル５１０はそれぞれ、ガス分配ドラム５０４の３６０°回転ごとに少なくとも２回、ガス分配チャネル５０６と一致することになる。いくつかの実施形態において、ジェットチャネル５１０の第１の端部がガス分配チャネル５０６の孔５１４と一致した場合は、第２の端部が少なくとも１つのインデクサ出力５１２と一致することになるため、インデクサ出力５１２ひいてはインデックスジェット噴射器２５０の下に配設されたガス入り口２０８に対して、ガス入力口５０８を流体的に結合する。いくつかの実施形態において、ジェットチャネル５１０は、互いに等距離の位置でドリル穴開けあるいは加工されていてもよい。いくつかの実施形態においては、選択された数のジェットチャネル５１０の群が整列して、多ゾーンガス分配を容易化するようになっていてもよい。他の実施形態において、ジェットチャネル５１０は、図５Ｂに示すように、角度θ＝（３６０°／噴射孔数）で形成されている。
【００５１】
図６は、本明細書に記載の本考案の実施形態に使用可能な基板キャリア６０２の少なくとも１つの例示的な実施形態を示している。基板キャリア６０２は、２つ以上の基板を支持するとともに、インデックス直列基板処理ツール１００を通るか、またはクラスタ基板処理ツール（図示せず）まで２つ以上の基板を搬送するようになっていてもよい。いくつかの実施形態において、基板キャリア６０２は一般的に、基部６１２および一対の対向基板支持体６０８、６１０を具備していてもよい。基板支持体６０８、６１０それぞれには、１つまたは複数の基板（図６に示す基板６０４、６０６）が配設されて、処理されるようになっていてもよい。いくつかの実施形態において、基板支持体６０８、６１０は、基板キャリア６０２上に固定され、基板が互いに向き合うとともに両者間に反応ゾーンを規定した状態で、互いに鋭角で保持されていてもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、基板支持体６０８、６１０は、垂直から約２°〜１０°の角度で保持されている。
【００５２】
基部６１２は、たとえばグラファイト等、処理中に基板支持体６０８、６１０を支持するのに適した任意の材料で製造されていてもよい。いくつかの実施形態においては、第１のスロット６２６および第２のスロット６２８が基部６１２に形成され、基板支持体６０８、６１０を少なくとも部分的に第１のスロット６２６および第２のスロット６２８内に配設することにより、基板支持体６０８、６１０を所望の位置に保持して処理できるようになっていてもよい。いくつかの実施形態において、基板支持体６０８、６１０は一般的に、基板支持面が互いに大略対向するとともにｖ字状に配置されるように、外方へわずかに角度を有する。いくつかの実施形態において、基部６１２は、絶縁材料で製造されており、温度管理のため、透明もしくは不透明な石英または透明および不透明な石英の組み合わせであってもよい。
【００５３】
基部６１２の底面６２７にはチャネル６１４が配設され、基部６１２の上面６２９からチャネル６１４まで、基部６１２を通って開口６１８が配設されて、１つまたは複数のガスが基部６１２を流れる経路が形成されている。たとえば、基板キャリア６０２が上述のモジュール１０２Ｄ等のモジュールに配設されている場合、開口６１８およびチャネル６１４は、ガス入り口（たとえば、上述のガス入り口２０８）からモジュールの排気孔（たとえば、上述のモジュール１０２Ｄの排気孔２２１）までのガスの流れを促進する。キャリッジは、石英で製造され、排気孔および洗浄チャネルが石英または当該石英の下側の金属基部に加工されていてもよい。また、バッフルを設けることにより、基部６１２を通る流れの安定化を容易にしていてもよい。
【００５４】
いくつかの実施形態において、基部６１２は、当該基部６１２内に配設されるとともにチャネル６１４を囲んだ導管６１６を具備していてもよい。導管６１６は、当該導管６１６の長さに沿って形成された１つまたは複数の開口を有することにより、チャネル６１４に対して当該導管６１６を流体的に結合することによって、導管６１６からチャネル６１４までガスが流れるようにしていてもよい。いくつかの実施形態においては、基板キャリア６０２がモジュールに配設されている間、導管６１６およびチャネル６１４に洗浄ガスを供給することによって、チャネル６１４からの堆積材料の除去を容易化するようにしてもよい。洗浄ガスは、１つまたは複数の排気孔に近接して供給することにより、排気孔内の処理副産物の堆積を防止して、洗浄／保守に必要な中断時間を短縮するようにしてもよい。また、洗浄ガスは、モジュールから特定の材料を除去するのに適した任意のガスであってもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、洗浄ガスとしては、塩化水素（ＨＣｌ）、塩素ガス（Ｃｌ２）等、もう１つの塩素含有ガスが挙げられる。あるいは、いくつかの実施形態においては、導管６１６およびチャネル６１４に不活性ガスを供給することにより、チャネルを流れる排気ガスとチャネルの表面との間にバリアを形成することによって、チャネル６１４上の材料の堆積を最小限に抑えるようにしてもよい。
【００５５】
基板支持体６０８、６１０は、処理中に基板６０４、６０６を支持するのに適した任意の材料で製造されていてもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、基板支持体６０８、６１０は、グラファイトで製造されていてもよい。このような実施形態において、グラファイトは、たとえば炭化ケイ素（ＳｉＣ）で被覆することにより、劣化に対する耐性の付与および／または基板汚染の最小化を図るようになっていてもよい。
【００５６】
対向基板支持体６０８、６１０はそれぞれ、基部６１２から上方および外方に延びた基板支持面６２０、６２２を備える。したがって、基板６０４、６０６が基板支持体６０８、６１０上に配設されると、基板６０４、６０６それぞれの上面６０５、６０７が互いに向き合う。処理中に基板６０４、６０６を互いに向き合わせると、両基板６０４、６０６に同等かつ対称な熱量を供給して基板６０４、６０６間の処理均一性を促進する放射空洞が基板間（たとえば、基板支持体６０８、６１０間の領域６２４）にできるため都合が良い。
【００５７】
いくつかの実施形態においては、処理中、基板支持体６０８、６１０間の領域６２４に処理ガスが供給される一方、基板支持体６０８、６１０の背面６３０、６３２に近接して配設された熱源（たとえば、上述の加熱用ランプ３０２、３０４）が基板６０４、６０６に熱を供給する。基板支持体６０８、６１０間の領域６２４に処理ガスを供給することにより、モジュールの内部構成要素に対する処理ガスの曝露が抑えられ、熱源と基板支持体との間に処理ガスを供給する従来の処理システムと比べて、モジュール内の低温点（たとえば、モジュールの壁、ウインドウ等）への材料堆積が抑えられるため都合が良い。また、本考案者は、基板支持体６０８、６１０の背面６３０、６３２を介して基板６０４、６０６を加熱することにより、基板６０４、６０６ではなく基板支持体６０８、６１０の背面６３０、６３２上にモジュール内の任意の不純物が堆積するため、基板６０４、６０６上には、高純度かつ低粒子数の材料が堆積可能となって都合が良いことを確認している。
【００５８】
上記図面において説明したインデックス直列基板処理ツール１００の動作においては、第１の基板一式（たとえば、基板６０４、６０６）が配設された基板キャリア６０２を第１のモジュール（たとえば、第１のモジュール１０２Ａ）に供給する。第１のモジュールの第１の側面および／または第２の側面にバリア（たとえば、バリア１１８またはバリア２１９）が存在する場合は、これを閉鎖またはオンすることによって、第１のモジュールの隔離を促進するようにしてもよい。そして、第１の基板一式に処理の第１の部分（たとえば、堆積処理のパージステップ）を施すようにしてもよい。処理の第１の部分が完了した後は、第２の基板一式が配設された第２の基板キャリアを第１のモジュールに供給する。第２の基板キャリアは、第１のモジュールに供給されると、第１のキャリアを第２のモジュール（たとえば、第２のモジュール１０２Ｂ）に押し出す。そして、第１のモジュールの第２の基板一式に処理の第１の部分を施す一方、第２のモジュールの第１の基板一式に処理の第２の部分を施す。後続の基板キャリアを追加することにより、各基板キャリアが固定位置（すなわち、所望のモジュール内）に繰り返し供給されるため、基板キャリアの機械的インデキシングが可能となる。基板において処理が完了したら、アンロードモジュール（たとえば、アンロードモジュール１０６）を介してインデックス直列基板処理ツール１００からキャリアを取り出すようにしてもよい。
【００５９】
以上は、本考案の実施形態に関するが、本考案の基本的な範囲から逸脱することなく、本考案の他の別の実施形態も考案可能である。
【図１】
0003203384.tif 000003
【図２】
0003203384.tif 000004
【図３】
0003203384.tif 000005
【図４Ａ】
0003203384.tif 000006
【図４Ｂ】
0003203384.tif 000007
【図４Ｃ】
0003203384.tif 000008
【図４Ｄ】
0003203384.tif 000009
【図４Ｅ】
0003203384.tif 000010
【図５Ａ】
0003203384.tif 000011
【図５Ｂ】
0003203384.tif 000012
【図５Ｃ】
0003203384.tif 000013
【図５Ｄ】
0003203384.tif 000014
【図６】
0003203384.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月30日(2015.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基板処理チャンバに使用するインデックスジェット噴射器であって、
略円筒状の中心容積を有する本体と、
前記本体の第１の表面上に配設されたガス入力口と、
前記円筒状の中心容積内に配設され、前記本体に対して回転可能に結合されたガス分配ドラムであり、該ガス分配ドラムを貫通して形成された複数のジェットチャネルを有する、ガス分配ドラムと、
前記本体の第２の表面上に形成された複数のインデクサ出力口と、を備え、
前記複数のジェットチャネルのうちの少なくとも一部が、前記ガス分配ドラムの３６０°回転当たり少なくとも１回、前記複数のインデクサ出力口のうちの少なくとも１つに対して前記ガス入力口を流体的に結合する、インデックスジェット噴射器。
【請求項２】
前記本体に形成され、前記ガス入力口および前記円筒状の中心容積に対して流体的に結合されたガス分配チャネルをさらに備えた、請求項１に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項３】
前記ガス分配チャネルが、前記円筒状の中心容積に対して前記ガス入力口を流体的に結合する複数の孔を具備した、請求項２に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項４】
前記ガス分配チャネルが、前記本体の上部に近接して形成された、請求項２に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項５】
前記ガス分配チャネルが、複数のゾーンに分割された、請求項２に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項６】
前記複数のジェットチャネルがそれぞれ、前記ガス分配ドラムの３６０°回転ごとに少なくとも２回、前記ガス分配チャネルの前記複数の孔のうちの１つまたは複数と一致する、請求項３に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項７】
ジェットチャネルの第１の端部が前記ガス分配チャネルの前記複数の孔のうちの１つまたは複数と一致した場合、前記ジェットチャネルの第２の端部が前記複数のインデクサ出力口のうちの１つまたは複数と一致する、請求項３に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項８】
シャフトを介して前記ガス分配ドラムに結合され、前記本体の前記中心容積内で前記ガス分配ドラムを回転またはインデキシングさせるステッパモータをさらに備えた、請求項１から７のいずれか一項に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項９】
前記ステッパモータとともに密閉された、請求項８に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項１０】
前記本体の内表面および前記ガス分配ドラムの外表面が、機械加工仕上げまたは潤滑の少なくとも一方がなされた、請求項１から７のいずれか一項に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項１１】
前記ガス分配ドラムの前記回転を容易化するベアリングまたはブッシングの少なくとも一方をさらに備えた、請求項１から７のいずれか一項に記載のインデックスジェット噴射器。
【請求項１２】
１つまたは複数の基板が配設された場合に支持するように構成された基板キャリアと、
第１の基板処理モジュールと、
を備え、前記第１の基板処理モジュールが、
筐体であって、前記基板キャリアを支持する下面および１つまたは複数の処理ガスを当該筐体に供給する当該筐体の最上部を構成したガス噴射器アセンブリを有する、筐体と、
前記ガス噴射器アセンブリの上方に配設されたインデックスジェット噴射器であって、
略円筒状の中心容積を有する本体、
前記本体の第１の表面上に配設されたガス入力口、
前記円筒状の中心容積内に配設され、前記本体に対して回転可能に結合されたガス分配ドラムであり、該ガス分配ドラムを貫通して形成された複数のジェットチャネルを有する、ガス分配ドラム、および
前記本体の第２の表面上に形成された複数のインデクサ出力口、
を備えた、インデックスジェット噴射器と、
前記ガス噴射器アセンブリの反対側に配設され、前記筐体から処理ガスを除去する排気孔と、
を備えた、基板処理ツール。
【請求項１３】
前記インデックスジェット噴射器が、前記本体に形成され、前記ガス入力口および前記円筒状の中心容積に対して流体的に結合されたガス分配チャネルをさらに備えた、請求項１２に記載の基板処理ツール。
【請求項１４】
前記複数のジェットチャネルがそれぞれ、前記ガス分配ドラムの３６０°回転ごとに少なくとも２回、前記ガス分配チャネルの複数の孔のうちの１つまたは複数と一致する、請求項１２に記載の基板処理ツール。
【請求項１５】
前記インデックスジェット噴射器が、シャフトを介して前記ガス分配ドラムに結合され、前記本体の前記中心容積内で前記ガス分配ドラムを回転またはインデキシングさせるステッパモータをさらに備えた、請求項１２に記載の基板処理ツール。
【請求項１６】
前記インデックスジェット噴射器と、前記ステッパモータとが密閉された、請求項１５に記載の基板処理ツール。
【請求項１７】
複数の孔が、前記円筒状の中心容積に対して前記ガス入力口を流体的に結合する、請求項１４に記載の基板処理ツール。
【請求項１８】
ジェットチャネルの第１の端部が前記ガス分配チャネルの前記複数の孔のうちの１つまたは複数と一致した場合、前記ジェットチャネルの第２の端部が前記複数のインデクサ出力口のうちの１つまたは複数と一致する、請求項１７に記載の基板処理ツール。
【請求項１９】
前記本体の内表面および前記ガス分配ドラムの外表面が、機械加工仕上げまたは潤滑の少なくとも一方がなされた、請求項１２に記載の基板処理ツール。
【請求項２０】
前記ガス分配ドラムの前記回転を容易化するベアリングまたはブッシングの少なくとも一方をさらに備えた、請求項１２の基板処理ツール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
エピタキシャルシリコン堆積のための高容量で低コストのシステムの実施形態は、独立基板処理ツール、クラスタ基板処理ツールもしくはインデックス直列基板処理ツールを用いて実行するようにしてもよい。図１は、本考案のいくつかの実施形態に係る、インデックス直列基板処理ツール１００である。インデックス直列基板処理ツール１００は一般的に、所望の半導体用途に関して基板に任意の処理を施すように構成されていてもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、インデックス直列基板処理ツール１００は、たとえばエピタキシャル堆積処理等の１つまたは複数の堆積処理を施すように構成されていてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
いくつかの実施形態におけるインデックス直列基板処理ツール１００の例示的な構成において、第１のモジュール１０２Ａは、パージガスの供給によって、たとえば基板および／もしくは基板キャリアからの不純物の除去ならびに／または適当な雰囲気中への基板の導入による堆積を行うように構成されていてもよい。第２のモジュール１０２Ｂは、予備加熱または温度傾斜によって、堆積を行うのに適した温度まで基板の温度を上昇させるように構成されていてもよい。第３のモジュール１０２Ｃは、焼成により、材料の堆積に先立って、揮発性の不純物を基板から除去するように構成されていてもよい。第４のモジュール１０２Ｄは、所望の材料を基板上に堆積させるように構成されていてもよい。第５のモジュール１０２Ｅは、たとえばアニーリング処理等の堆積後処理を行うように構成されていてもよい。第６のモジュール１０２Ｆは、基板を冷却するように構成されていてもよい。第７のモジュール１０２Ｇは、パージガスの供給により、インデックス直列基板処理ツール１００からの除去に先立って、たとえば基板および／または基板キャリアから処理残留物を除去するように構成されていてもよい。特定の処理が不要な実施形態においては、処理の当該部分用に構成されたモジュールを省略するようにしてもよい。たとえば、堆積後のアニーリングが不要であれば、アニーリング用に構成されたモジュール（たとえば、上記例示的な実施形態における第５のモジュール１０２Ｅ）を省略するか、または所望の異なる処理用に構成されたモジュールで置き換えるようにしてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
いくつかの実施形態においては、インデックス直列基板処理ツール１００の軸長に沿ってトラック１２０を設けることにより、インデックス直列基板処理ツール１００を通る基板キャリアの案内を容易化するようにしてもよい。トラック１２０は、インデックス直列基板処理ツール１００が備え付けられた施設の床面等の基面に沿って設けられていてもよい。このような実施形態において、各モジュールは、当該モジュールの露出底部に沿ってトラック１２０が位置決めされることで各モジュールを通るトラック１２０に沿った基板キャリアの移動が容易化されるように組み立てられるように構成されていてもよい。あるいは、トラック１２０は、直線状に組み立てられたモジュールの底面に備え付けられるようになっていてもよい。あるいは、すべてのモジュールが直線状に組み立てられた後にトラック１２０全体が形成されるように、各個別モジュールの底面にトラック１２０の一部が備え付けられていてもよい。いくつかの実施形態において、トラック１２０は、車輪、ボールベアリング、または他の種類のローラを具備することにより、トラック１２０に沿った基板キャリアの低摩擦移動を容易化するようになっていてもよい。いくつかの実施形態において、トラック１２０は、図２に関して後述するような低摩擦材料で製造または被覆することにより、トラック１２０に沿った基板キャリアの低摩擦移動を容易化するようになっていてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図２は、上述の複数のモジュール１１２のモジュールのうちの１つまたは複数として使用可能であり、いくつかの実施形態においては基板上への材料の堆積用に構成されたモジュールとして使用可能なモジュール１０２Ｄ等のモジュールの例示的な構成の断面図である。以下では、特定のモジュール（１０２Ｄ）に関して一般的に論じるが、この説明は一般的に、堆積処理に特段必要な構成要素および／または構成を除いて、すべてのモジュールに当てはまる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
いくつかの実施形態において、モジュール１０２Ｄは、ガス入り口２０８の反対側の筐体２０２の部分（たとえば、底部２０４）に結合された排気孔２２１を備えることによって、筐体２０２の底部２０４に形成された通路２３３を介した筐体２０２からのガスの除去を容易化するようにしてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
また、外側ガススロット４０６は、モジュールの壁に近い反応ゾーン内において、内側ガス孔４０８の両側で、基板支持体の角度を構成するように配設されていてもよい（たとえば、外側ガススロット４０６は、約３°の角度で配設された基板支持用の壁よりも約６°の角度で配設された基板支持用の壁に近接して配設されていてもよい）。いくつかの実施形態において、外側ガススロット４０６は、噴射器と垂直な処理ガスを噴射する。他の実施形態において、外側ガススロット４０６は、基板支持面と平行な処理ガスを流すように構成または調整されていてもよい（たとえば、外側ガススロット４０６は、基板支持キャリアが基板を支持するのと同じ角度で基板の表面全体に層流を供給するような角度を有していてもよい）。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
図４Ｅを参照して、上述の通り、ガス入り口２０８のいくつかの実施形態では、基板に対するガスの空間的（たとえば、行ごと、列ごと、またはキャリアの領域による）および／または時間的な搬送を動的に調整可能な複数のゾーンを有するガス分配板４０２を具備する。いくつかの実施形態において、プレナム４２６それぞれに処理ガスを供給する入り口４２８それぞれは、（ガス供給導管４４８を介して）マスフローコントローラ４４０に結合されていてもよい。フローコントローラとしては、バルブ、マスフローコントローラ等が挙げられる。フローコントローラ４４０には、ガス源４４２が結合されていてもよい。いくつかの実施形態において、ガス源４４２は、同じガス種であってもよいし、異なるガス種であってもよい。また、図示はしていないが、いくつかの実施形態において、パージガススロット４３２は、１つまたは複数のフローコントローラ４４０およびガス源４４２に結合されていてもよい。フローコントローラ４４０およびガス源４４２は、コントローラ４５０に対して動作可能に結合されることによって、供給する１つまたは複数の処理ガスの量、タイミング、および濃度が制御されるようになっていてもよい。コントローラ４５０は、中央処理演算装置（ＣＰＵ）４５２、メモリ４５４、およびサポート回路４５６を具備する。コントローラ４５０は、様々な基板処理ツールまたはその構成要素を制御する工業設備で使用可能な汎用コンピュータプロセッサの任意の形態のものであってもよい。コントローラ４５０のメモリまたはコンピュータ可読媒体４５４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、光記憶媒体（たとえば、コンパクトディスクまたはデジタルビデオディスク）、フラッシュドライブ、またはその他任意のデジタルストレージ、ローカル、もしくはリモートの形態等の容易に入手可能なメモリのうちの１つまたは複数であってもよい。サポート回路４５６は、ＣＰＵ４５２に結合されて、従来のようにプロセッサをサポートする。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入出力回路、およびサブシステム等を具備する。本明細書に記載の本考案に係る方法は、本明細書に記載のようにガス入り口２０８の動作を制御するように実行または呼び出し可能なソフトウェアルーチンとしてメモリ４５４に格納されていてもよい。また、ソフトウェアルーチンは、ＣＰＵ４５２が制御するハードウェアの遠隔に配置された第２のＣＰＵ（図示せず）により格納および／または実行されるようになっていてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
基部６１２の底面６２７にはチャネル６１４が配設され、基部６１２の上面６２９からチャネル６１４まで、基部６１２を通って開口６１８が配設されて、１つまたは複数のガスが基部６１２を流れる経路が形成されている。たとえば、基板キャリア６０２が上述のモジュール１０２Ｄ等のモジュールに配設されている場合、開口６１８およびチャネル６１４は、ガス入り口（たとえば、上述のガス入り口２０８）からモジュールの排気孔（たとえば、上述のモジュール１０２Ｄの排気孔２２１）までのガスの流れを促進する。キャリアは、石英で製造され、排気孔および洗浄チャネルが石英または当該石英の下側の金属基部に加工されていてもよい。また、バッフルを設けることにより、基部６１２を通る流れの安定化を容易にしていてもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
いくつかの実施形態において、基部６１２は、当該基部６１２内に配設されるとともにチャネル６１４を囲んだ導管６１６を具備していてもよい。導管６１６は、当該導管６１６の長さに沿って形成された１つまたは複数の開口を有することにより、チャネル６１４に対して当該導管６１６を流体的に結合することによって、導管６１６からチャネル６１４までガスが流れるようにしていてもよい。いくつかの実施形態においては、基板キャリア６０２がモジュールに配設されている間、導管６１６およびチャネル６１４に洗浄ガスを供給することによって、チャネル６１４からの堆積材料の除去を容易化するようにしてもよい。洗浄ガスは、１つまたは複数の排気孔に近接して供給することにより、排気孔内の処理副産物の堆積を防止して、洗浄／保守に必要な中断時間を短縮するようにしてもよい。また、洗浄ガスは、モジュールから特定の材料を除去するのに適した任意のガスであってもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、洗浄ガスとしては、塩化水素（ＨＣｌ）、塩素ガス（Ｃｌ２）等、１つまたは複数の塩素含有ガスが挙げられる。あるいは、いくつかの実施形態においては、導管６１６およびチャネル６１４に不活性ガスを供給することにより、チャネルを流れる排気ガスとチャネルの表面との間にバリアを形成することによって、チャネル６１４上の材料の堆積を最小限に抑えるようにしてもよい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
上記図面において説明したインデックス直列基板処理ツール１００の動作においては、第１の基板一式（たとえば、基板６０４、６０６）が配設された基板キャリア６０２を第１のモジュール（たとえば、第１のモジュール１０２Ａ）に供給する。第１のモジュールの第１の側面および／または第２の側面にバリア（たとえば、バリア１１８またはバリア２１９）が存在する場合は、これを閉鎖またはオンすることによって、第１のモジュールの隔離を促進するようにしてもよい。そして、第１の基板一式に処理の第１の部分（たとえば、堆積処理のパージステップ）を施すようにしてもよい。処理の第１の部分が完了した後は、第２の基板一式が配設された第２の基板キャリアを第１のモジュールに供給する。第２の基板キャリアは、第１のモジュールに供給されると、第１のキャリアを第２のモジュール（たとえば、第２のモジュール１０２Ｂ）に押し出す。そして、第１のモジュールの第２の基板一式に処理の第１の部分を施す一方、第２のモジュールの第１の基板一式に処理の第２の部分を施す。後続の基板キャリアを追加することにより、各基板キャリアが固定位置（すなわち、所望のモジュール内）に繰り返し供給されるため、基板キャリアの機械的インデキシングが可能となる。処理が完了したら、アンロードモジュール（たとえば、アンロードモジュール１０６）を介してインデックス直列基板処理ツール１００から基板キャリアを取り出すようにしてもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
0003203384.tif 000016