(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開孔と流体連通する複数の環状ガス通路を有する石英基部であって、ガスが前記環状ガス通路を通って流れ、前記石英基部の上部を通って前記開孔から外に流れることができる、石英基部と、
中心軸から延びてスポークフレームを形成する複数のスポークを含む回転可能な中心支持体であって、前記複数のスポークが前記石英基部を支持する、中心支持体と、
前記回転可能な中心支持体のまわりに放射状に配設された複数のパイ形状セグメントであって、各パイ形状セグメントは少なくとも一部が前記回転可能な中心支持体に接触し、前記複数のパイ形状セグメントはそれぞれが前記石英基部によって支持されている、複数のパイ形状セグメントと
を含むサセプタアセンブリであって、
前記石英基部が、前記中心軸の端から前記パイ形状セグメントの外側周囲エッジへと延び、前記ガス通路を通って前記開孔から外に流れるガスが、前記複数のパイ形状セグメントに圧力を加え且つ前記複数のパイ形状セグメントを水平化するために調節可能である、サセプタアセンブリ。
【請求項２】
前記パイ形状セグメントの各々が、少なくとも２つの接続点によって前記中心支持体に接続される、請求項１に記載のサセプタアセンブリ。
【請求項３】
ガス分配アセンブリと、
請求項１に記載の前記サセプタアセンブリと、
前記ガス分配アセンブリと前記サセプタアセンブリとの間の距離を決定するために位置づけられたセンサと、
複数の気体軸受パッドと、
前記サセプタアセンブリのすべてまたは一部分を前記ガス分配アセンブリに近づけ、および前記ガス分配アセンブリから遠ざけるために、前記センサおよび前記複数の気体軸受パッドに接続された、フィードバック回路と
を含む処理チャンバ。
【請求項４】
前記サセプタアセンブリの前記パイ形状セグメントの各々が、少なくとも２つの接続点によって前記中心支持体に接続される、請求項３に記載の処理チャンバ。
【請求項５】
前記パイ形状セグメントの各々を独立に移動させるために、前記石英基部とは異なる前記気体軸受パッドは、前記サセプタアセンブリの上方に位置付けられる上方気体軸受パッドおよび前記サセプタアセンブリの下方に位置づけられる下方気体軸受パッドを備える、請求項３に記載の処理チャンバ。
【請求項６】
前記気体軸受パッドが、前記サセプタアセンブリの外側周囲エッジのうちの１つまたは複数に、または前記パイ形状セグメントの内側エッジに隣接する前記サセプタアセンブリの中心軸の方に位置づけられる、請求項３に記載の処理チャンバ。
【請求項７】
中心軸と石英基部とを含む回転可能な中心支持体であって、前記石英基部が複数の開孔と流体連通する複数のガス通路を有し、前記複数のガス通路が前記石英基部の内側周囲エッジから外側周囲エッジへと延びる、中心支持体と、
前記回転可能な中心支持体のまわりに放射状に配設された複数の石英パイ形状セグメントであって、各石英パイ形状セグメントは少なくとも一部が前記回転可能な中心支持体に接触し、前記複数の石英パイ形状セグメントはそれぞれが、前記中心軸から前記石英パイ形状セグメントの外側周囲エッジまで、前記石英基部によって支持されている、複数の石英パイ形状セグメントと
を含むサセプタアセンブリであって、
前記複数の開孔により、前記ガス通路を通って流れるガスが、前記ガス通路を出て前記石英パイ形状セグメントに圧力を加え、前記複数の石英パイ形状セグメントを水平化することができる、サセプタアセンブリ。
【請求項８】
前記石英パイ形状セグメントの各々が、少なくとも２つの接続点によって前記中心支持体に接続される、請求項７に記載のサセプタアセンブリ。
【請求項９】
ガス分配アセンブリと、
請求項７に記載の前記サセプタアセンブリと、
前記ガス分配アセンブリと前記サセプタアセンブリとの間の距離を決定するために位置づけられたセンサと、
複数の気体軸受パッドと、
前記サセプタアセンブリのすべてまたは一部分を前記ガス分配アセンブリに近づけ、および前記ガス分配アセンブリから遠ざけるために、前記センサおよび前記複数の気体軸受パッドに接続された、フィードバック回路と
を含む処理チャンバ。
【請求項１０】
前記サセプタアセンブリの前記石英パイ形状セグメントの各々が、少なくとも２つの接続点によって前記中心支持体に接続される、請求項９に記載の処理チャンバ。
【請求項１１】
前記石英パイ形状セグメントの各々を独立に移動させるために、前記石英基部とは異なる前記気体軸受パッドは、前記サセプタアセンブリの上方に位置付けられる上方気体軸受パッドおよび前記サセプタアセンブリの下方に位置づけられる下方気体軸受パッドを備える、請求項９に記載の処理チャンバ。
【請求項１２】
前記気体軸受パッドが、前記サセプタアセンブリの外側周囲エッジのうちの１つまたは複数に、または前記石英パイ形状セグメントの内側エッジに隣接する前記サセプタアセンブリの中心軸の方に位置づけられる、請求項９に記載の処理チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般には、原子層堆積のための装置および方法に関する。特に、本発明の実施形態は、複数の独立に制御可能なパイ形状セグメント（ｐｉｅ−ｓｈａｐｅｄ  ｓｅｇｍｅｎｔ）を含むシャワーヘッドアセンブリおよび／またはサセプタアセンブリを使用するカルーセル原子層堆積のための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、直線的空間原子層堆積（ＡＬＤ）単一ウエハリアクタは、ウエハを搬送するために単一ピースグラファイトベースサセプタを有する。この設計により、多層オングストロームレベル堆積のための固定シャワーヘッドの下の往復式一体構造サセプタが可能になる。ウエハはサイクルごとに加速／減速しなければならず、それは、オーバーヘッドタイムおよびスループットに影響を与える。さらに、静止噴射器はウエハ区域全体を覆わなければならないので、サセプタはウエハ直径よりも３倍長くなければならない。これは、チャンバおよびポンピング容積部を９倍増加させる。ウエハを交換する必要があるたびに、チャンバは、圧力、温度、および流量を再安定化させる必要があり、それは多くのオーバーヘッド時間を要する。そしてその結果、現在の直線的チャンバは十分な大きさのスループットを有していない。
【０００３】
直線的チャンバは、真空の内部にリニアモータおよび機械的レールを有し、構成要素は、より高価になり、真空適合性のためにより長いリードタイムを必要とする。より良好なスループットのために、サセプタはより速く往復しなければならず、そのために、ウエハは、サセプタに真空クランプされることが必要になる。これは、運動およびシステム設計の複雑さを増加させる。
【０００４】
一般に、ウエハとシャワーヘッドとの間の間隙は、最適なＡＬＤ性能のためには約１ｍｍ未満に制御する必要がある。しかし、サセプタは非常に長いので、サセプタの平坦度を厳しく制御することができず、サセプタは、４点でつなぎ止められているので、不均一に膨張する。現在のチャンバ設計の間隙は、約１．２ｍｍである。ウエハとシャワーヘッドの間の間隙を制御するための能動的な間隙制御は存在しない。間隙を制御するのにシムが使用されるが、これは、試行錯誤による方法になる。さらに、サセプタはリニアアクチュエータ上の４つの場所で支持されており、これは、一体化を困難にし、膨張を不均一にする。
【０００５】
それゆえに、当技術分野には、空間原子層堆積の間厳しく制御された間隙を維持することができる方法および装置の必要性がある。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の実施形態は、複数のパイ形状セグメントを含むガス分配アセンブリに関する。複数のパイ形状セグメントは、中心軸のまわりに放射状に配設され、複数の放射状チャネルを含む。放射状チャネルの各々は、パイ形状セグメントの形状に合致する形状を有する。
【０００７】
いくつかの実施形態では、パイ形状セグメントのうちの少なくとも１つは、少なくとも３つの水平化ユニットを含む。１つまたは複数の実施形態において、３つの水平化ユニットの各々は、独立に、運動学的マウントおよびボイスコイルの一方である。
【０００８】
いくつかの実施形態は、可動案内パイ形状セグメント（ｍｏｖａｂｌｅ  ｌｅａｄｉｎｇ  ｐｉｅ−ｓｈａｐｅｄ  ｓｅｇｍｅｎｔ）をさらに含む。１つまたは複数の実施形態において、可動案内パイ形状セグメントが、基板をガス分配アセンブリの下に配置することができるようにするために移動可能である。
【０００９】
いくつかの実施形態では、複数のパイ形状セグメントおよび可動案内パイ形状セグメントは、実質的に丸い形状を形成するように組み合う。１つまたは複数の実施形態において、可動案内パイ形状セグメントは、能動セグメント、ダミーセグメント、加熱セグメント、およびプラズマ処置セグメントのうちの１つまたは複数である。いくつかの実施形態では、可動案内パイ形状セグメントは、異なる目的をもつパイ形状セグメントと取り替えることができるダミーセグメントである。
【００１０】
いくつかの実施形態では、複数のパイ形状セグメントの各々は、独立に、ガス分配アセンブリから取外し可能である。
【００１１】
本発明の追加の実施形態は、回転可能な中心支持体と、複数のパイ形状セグメントとを含むサセプタアセンブリに関する。複数のパイ形状セグメントは、回転可能な中心支持体のまわりに放射状に配設される。各パイ形状セグメントの少なくとも一部分は、回転可能な中心支持体に接触する。
【００１２】
いくつかの実施形態では、回転可能な中心支持体は、石英基部を含み、複数のパイ形状セグメントの各々は、石英基部によって支持される。１つまたは複数の実施形態において、石英基部は、複数のパイ形状セグメントの各々のすべてを支持する中実ディスク（ｓｏｌｉｄ  ｄｉｓｋ）を含む。いくつかの実施形態では、石英基部は、中心軸から延びてスポークフレームを形成する複数のスポークを含み、パイ形状セグメントの各々は、少なくとも１つのスポークに載る。１つまたは複数の実施形態において、石英基部は、ガス通路を通って流れるガスが通路を出て、パイ形状セグメントに圧力を印加することができるようにするために、複数の開孔と流体連通する複数のガス通路を含む。
【００１３】
いくつかの実施形態では、パイ形状セグメントの各々は、少なくとも２つの接続点によって中心支持体に接続される。１つまたは複数の実施形態において、パイ形状セグメントの各々は石英である。いくつかの実施形態では、パイ形状セグメントのすべてが、石英気体軸受リングによって外側周囲エッジで支持される。
【００１４】
いくつかの実施形態は、サセプタアセンブリ全体を垂直方向に移動させるためにリフトをさらに含む。
【００１５】
本発明のさらなる実施形態は、ガス分配アセンブリ、サセプタアセンブリ、センサ、複数の気体軸受パッド、およびフィードバック回路を含む処理チャンバに関する。ガス分配アセンブリは、説明するガス分配アセンブリのいずれかとすることができる。サセプタアセンブリは、説明するサセプタアセンブリのいずれかとすることができる。センサが、ガス分配アセンブリとサセプタアセンブリとの間の距離を決定するために位置づけられる。フィードバック回路が、複数の気体軸受パッドが、サセプタアセンブリのすべてまたは一部分をガス分配アセンブリに近づけ、およびガス分配アセンブリから遠ざけるために、センサおよび複数の気体軸受パッドに接続される。
【００１６】
いくつかの実施形態では、気体軸受パッドが、パイ形状セグメントの各々を独立に移動させるためにサセプタアセンブリの上方におよび下方に位置づけられる。１つまたは複数の実施形態において、気体軸受パッドは、気体軸受パッドをガス分配アセンブリに近づけ、およびガス分配アセンブリから遠ざけるために、独立したリフトアクチュエータに接続される。いくつかの実施形態では、気体軸受パッドは、サセプタアセンブリの外側周囲エッジに位置づけられる。
【００１７】
いくつかの実施形態では、気体軸受パッドは、パイ形状セグメントの内側エッジに隣接するサセプタアセンブリの中心軸の方に位置づけられる。１つまたは複数の実施形態において、サセプタアセンブリのパイ形状セグメントは、外側周囲エッジで支持されない。いくつかの実施形態は、パイ形状セグメントを独立に傾斜させて、内側エッジに対してパイ形状セグメントの外側周囲エッジを上げるかまたは下げるために、気体軸受パッドに隣接するヒータをさらに含む。
【００１８】
本発明の上述で列挙した特徴を達成し、詳細に理解することができるように、上述で簡単に要約した本発明のより詳細な説明を、添付図面に示す本発明の実施形態を参照して行うことができる。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを示しており、それゆえに、本発明は他の同等に有効な実施形態を認めることができるので本発明の範囲を限定すると見なすべきでないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の１つまたは複数の実施形態によるガス分配アセンブリの部分上面斜視図である。
【図２】図１のガス分配アセンブリの部分底面斜視図である。
【図３】本発明の１つまたは複数の実施形態によるサセプタアセンブリを示す図である。
【図４】本発明の１つまたは複数の実施形態によるサセプタアセンブリを示す図である。
【図５】本発明の１つまたは複数の実施形態によるサセプタアセンブリを示す図である。
【図６】本発明の１つまたは複数の実施形態によるサセプタアセンブリの部分図である。
【図７】本発明の１つまたは複数の実施形態によるサセプタアセンブリの部分図である。
【図８】本発明の１つまたは複数の実施形態による処理チャンバの断面図である。
【図９】本発明の１つまたは複数の実施形態による処理チャンバの断面図である。
【図１０】本発明の１つまたは複数の実施形態による処理チャンバの断面図である。
【図１１Ａ】本発明の１つまたは複数の実施形態による処理チャンバの断面図である。
【図１１Ｂ】本発明の１つまたは複数の実施形態による処理チャンバの断面図である。
【図１２】本発明の１つまたは複数の実施形態による処理チャンバの断面図である。
【図１３】本発明の１つまたは複数の実施形態による処理チャンバの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
理解しやすくするために、同一の参照番号が、可能であれば、図に共通する同一の要素を指定するために使用されている。さらに、ある実施形態の要素および特徴は、さらなる詳述なしに他の実施形態に有益に組み込むことができると考えられる。
【００２１】
本発明の実施形態は、サセプタ上の多数のウエハの連続処理によりウエハの高スループットを与え、最良のＡＬＤ性能および最小の前駆体消費のために間隙を最小にする空間ＡＬＤチャンバを製作するための装置および方法に関する。「パイ型」マルチピースシャワーヘッドおよびサセプタにより、カルーセルＡＬＤチャンバはより大きいウエハサイズに容易に拡張することができる。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される「パイ型」という用語は、多数のピースに分離することができる全体的に丸い形状を意味する。
【００２２】
本発明のいくつかの実施形態は、一定の滞留時間のための放射状チャネルをもつマルチピース「パイ型」シャワーヘッド噴射器設計に関する。これは、平坦度に関して噴射器を厳しく制御されるようにし、一体化するのが容易であり、拡張可能であり、保守しやすい。
【００２３】
１つまたは複数の実施形態は、能動的な個々の噴射器パイを有し、噴射器パイは、運動学的マウントにより３点で機械的に水平にされ、基準面を形成するために基準構造体に固定され得る。噴射器パイは、気体軸受がサセプタの上に浮くためのパージ孔を有するか、または噴射器パイに装着される気体軸受パッドを有することができる。
【００２４】
いくつかの実施形態では、噴射器パイの各々は、３点で水平にするための機械的、空気圧、または電気的機構を有する。例えば、各噴射器の３点における運動学的マウントを用いた機械的機構、気体軸受を用いた空気圧機構、およびボイスコイルアクチュエータを用いた電気的機構。
【００２５】
いくつかの実施形態では、１つの噴射器パイは、非作動またはダミーにされ、ウエハ移送のために持ち上げることができ、それにより、サセプタは垂直方向で静止することができるようになる。これは、時間を節約することによってスループットを向上させるのに役立ち、サセプタの寿命を長くし、チャンバ設計の複雑さを減少させることができる。
【００２６】
１つまたは複数の実施形態において、大きい円形の単一またはマルチピース「パイ型」サセプタは、多数のウエハを搬送し、ウエハは、間隙制御のための小さいリフトアクチュエータと一体化された真空対応回転モータによって回転される。
【００２７】
いくつかの実施形態では、マルチピースサセプタは、石英プレートまたはスポークまたはリング上に「パイ型」サセプタピースを有する。これにより、サセプタは、平坦度および生産のために容易に制御される。石英は、サセプタパイのための支持基部としての、ヒータコイル／ランプが効率を維持するための窓としての、およびサセプタパイを浮かせるための気体軸受としての多数の目的を有する。
【００２８】
いくつかの実施形態では、最適プロセスパラメータに向けて能動間隙制御を行うためにシャワーヘッドの上にセンサがある。１つまたは複数の実施形態において、気体軸受は、サセプタおよびシャワーヘッド噴射器を支持して浮かせるが、これは、シャワーヘッド噴射器を用いた最良の間隙制御のための、平坦度のよりよい制御になる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、単一またはマルチピースサセプタは、間隙制御のための独立したリフトアクチュエータに支持された３つの気体軸受パッド上にセラミックリングを用いて外径上で支持される。３つのアクチュエータは、シャワーヘッド噴射器面に対してサセプタの面を水平にすることを目的として能動制御を与える。一体化された回転モータおよびリフトは、平面性を維持するために３つの軸受パッドアクチュエータに同期する。
【００３０】
１つまたは複数の実施形態において、３つの気体軸受パッドは、内径の近くで単一ピースサセプタを支持して浮かせる。サセプタは、間隙制御のための一体化された回転モータおよびリフトアクチュエータにより回転され持ち上げられる。回転モータおよびリフトは、シャワーヘッドの上またはチャンバの底部に装着することができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、石英窓の上面全体は、回転モータに結合された石英トルクシャフトによって中心から駆動される単一またはマルチピースサセプタを浮かすための気体軸受機能を有する。石英窓は、２つのプレートで製作されることになり、底部プレートは、ガスのための切削チャネルを有することになり、上部プレートは、溝を覆うために平坦に加工される。２つのプレートは、高温接着剤で接着させることができ、または一緒に融合させることができる。石英気体軸受テーブルは、回転しないことがあるが、噴射器パイでの間隙制御のためにリフト作動させることができる。
【００３２】
１つまたは複数の実施形態において、石英気体軸受は、サセプタの外径上にのみ存在する。そのため、サセプタの外側エッジは気体軸受リング上に浮くが、単一ピースまたはマルチピースサセプタパイの中心は、サセプタのすべてのピースを駆動するトルクシャフトで機械的に水平にされつなぎ止められる。これにより、低い回転質量が与えられ、小さいトルクモータが必要とされる。シャワーヘッドパイは、サセプタの上に、外径表面および内径表面においてのみ浮かされる必要があることがある。
【００３３】
いくつかの実施形態では、リフトアクチュエータは、シャワーヘッドの上に、またはチャンバの底部に装着することができる。上部装着作動は、シャワーヘッドの上部から基準点を移送させることができるので、シャワーヘッド面を直接参照することができない底部装着よりも良好な間隙管理の利益を有することができる。
【００３４】
１つまたは複数の実施形態において、ウエハの移送はいくつかの方法で行うことができる。１つの方法では、すべてのシャワーヘッドパイ（ダミーを含む）は静止しているが、サセプタアセンブリ全体が、ウエハ移送のためにおよび間隙制御のために昇降される。これは、ウエハ移送が行われるたびに、間隙が再び検査され、レーザセンサからのフィードバックで修正されることを意味する。別の方法では、ダミーのシャワーヘッドパイが、ウエハ移送のために持ち上げられ、次に、静止シャワーヘッドパイと同じ面まで下げられる。しかしながら、サセプタアセンブリは、プロセスおよび移送の両方の間Ｚ方向において静止している。これにより、間隙は、プロセスおよび移送のステップの全体にわたって維持されるようになる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、ダミーシャワーヘッド空間は、ウエハの浄化およびプラズマの二つの目的に用いられる。
【００３６】
それに応じて、図１は、本発明の１つまたは複数の実施形態によるガス分配アセンブリ１００の上面図を示す。図２は、図１のガス分配アセンブリ１００の一部分の底面図を示す。「ガス分配アセンブリ」、「シャワーヘッド」、「シャワーヘッドアセンブリ」などの用語は、交換可能に使用される。
【００３７】
図１および２を参照すると、ガス分配アセンブリは、中心軸１０４のまわりに放射状に配設された複数のパイ形状セグメント１０２を含む。図１に示すように、中心軸１０４は、仮想の点または軸とすることができ、そのまわりに複数のパイ形状セグメント１０２が配列される。いくつかの実施形態では、セグメントは、完備している全体的に円形のガス分配アセンブリを形成するために組み立てることができる別個の構成要素であり、ガスチャネルまたは何か他の仮想または仮定の境界によってセグメントに分割された単一の構成要素ではない。
【００３８】
能動パイ形状セグメント１０２は、複数の放射状チャネル１０６を含む。図示の放射状チャネル１０６の各々は、パイ形状セグメント１０２の形状に合致する形状を有する。これが意味するところは、放射状チャネル１０６の形状は、放射状チャネル１０６の真下を進むウエハの各点がチャネルの真下でほぼ等しい滞留時間を有するようなものであるということである。例えば、パイ形状セグメント１０２の真下で中心軸１０４のまわりを回転するウエハの内側エッジは、同じウエハの外側エッジと異なる線速度で進むことになる。放射状チャネル１０６は、内側エッジよりも外側エッジで大きい幅を有しており、そこで、チャネルの下で過ごす時間の量は、線速度のこの差にもかかわらず、ウエハの内側エッジと外側エッジとでほぼ同じになることになる。別の言い方をすれば、放射状チャネル１０６は、相対寸法では、パイ形状セグメント１０２の形状と同様のパイ形状を有することができる。各チャネルの実際の寸法は、図２に示すように、隣接するチャンネルと異なることができる。これは、他のガスと比べてあるガスに対してより大きい暴露時間を可能にすることができる。
【００３９】
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される「能動」パイ形状セグメント１０２は、ウエハ処理を遂行することができるものである。能動パイ形状セグメント１０２は、放射状チャネル１０６またはシャワーヘッドタイプ構成、あるいは何か他の処理構成を含むことができる。「ダミー」セグメントは、実行される処理がないものである。例えば、中実パイ形状セグメントを「ダミー」セグメントとして使用することができる。「ダミー」セグメントは、ウエハを処理するのに使用されないだけで、構造においては能動セグメントと同様にすることができる。パイ形状セグメントの各々は、独立に、能動セグメントまたはダミーセグメントとすることができる。
【００４０】
ガス分配アセンブリ１００は、１つまたは複数のガスマニホルド１０８を含むことができる。図示のガスマニホルド１０８は、導管１１０によって個々のパイ形状セグメント１０２に接続される。ガスマニホルド１０８は、処理ガス源（例えば、ガスボンベ、屋内ガスライン、または前駆体アンプル）と流体連通することができる。処理ガスは、処理ガス源からガスマニホルド１０８に流れ、そこで、能動パイ形状セグメント１０２に導かれる。単一のガスマニホルド１０８が図には示されているが、１つを超えるガスマニホルド１０８を組み込み、各マニホルドを導管によって能動パイ形状セグメントに接続できることを理解されよう。追加として、図示の単一のマニホルド１０８ハウジングは、１つを超えるガスを能動パイ形状セグメント１０２に同時に分配するように構成することができる。例えば、ガスマニホルド１０８は、第１の反応性ガス、第２の反応性ガス、パージガス、および真空源と流体連通することができる。これらのガスおよび真空の各々は、独立に、パイ形状セグメントのうちの１つまたは複数に導くことができる。
【００４１】
いくつかの実施形態のガス分配アセンブリ１００は、ガスチャネル１０６がＡＢＡＢＡ構成である少なくとも１つのパイ形状セグメント１０２を有する。それは、ガスチャネルが、順番に、第１の反応性ガスチャネル、第２の反応性ガスチャネル、第１の反応性ガスチャネル、第２の反応性ガスチャネル、および第１の反応性ガスチャネルを含むことを意味する。このセグメントの表面をいずれかの方向で横切って通るウエハは、ウエハ上に堆積された２つの層を有することになる。ガス流を切り離し、前駆体の気相反応を最小にするために、パージガスチャネルおよび真空チャネルを含む追加のガスチャネルが、ＡチャネルとＢチャネルとの間に含まれ得る。実施形態によっては、パイ形状セグメント１０２のうちの少なくとも１つは、ＡＢＡ構成に配列される。様々なセグメント１０２は、同じ構成または異なる構成とすることができ、それにより、ウエハがカルーセル全体を通って回転するとき、純粋膜または混合膜の堆積が可能になる。
【００４２】
図に示した実施形態は、可動案内パイ形状セグメント１０３を含む。可動案内パイ形状セグメント１０３は、基板（またはウエハ）をガス分配アセンブリ１００の下に配置することができるようにするために移動可能とすることができる。可動案内パイ形状セグメント１０３は、残りのパイ形状セグメント１０２よりもわずかに高いことが図から見て分かる。可動案内パイ形状セグメント１０３は、他のパイ形状セグメント１０２、能動セグメント、またはダミーセグメントと同じにすることができる。
【００４３】
いくつかの実施形態の可動案内パイ形状セグメント１０３は、異なるセグメントと取り替えることができる。例えば、１つのプロセスにおいて、可動案内パイ形状セグメント１０３は、最初は、処理能力のないダミーセグメントとすることができる。最初のプロセスの後、可動案内パイ形状セグメント１０３は、ウエハをガス分配アセンブリ１００の下に配置することができるように持ち上げられ、次に、能動パイ形状セグメントと取り替えられ得る。それに応じて、可動案内パイ形状セグメントは、任意のタイプのセグメント（例えば、能動のまたはダミーの）とすることができる。いくつかの実施形態では、可動案内パイ形状セグメント１０３は、能動セグメント、ダミーセグメント、加熱セグメント、およびプラズマ処置セグメントのうちの１つまたは複数である。いくつかの実施形態の可動案内パイ形状セグメント１０３は、異なる目的をもつパイ形状セグメント（例えば、能動セグメント）と取り替えることができるダミーセグメントである。いくつかの実施形態では、複数のパイ形状セグメント１０２、１０３の各々は、ガス分配アセンブリ１００から独立に取外し可能であり、および／または独立に置き換え可能である。個々の噴射器パイ、すなわち、パイ形状セグメントのいずれも非作動またはダミーにされ、ウエハ移送のために持ち上げることができ、それにより、サセプタは垂直方向で静止することができるようになる。
【００４４】
いくつかの実施形態では、パイ形状セグメントのすべての組合せを含むガス分配アセンブリ１００の全体的な形状は、実質的に丸い形状を形成する。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される「実質的に丸い」という用語は、ガス分配アセンブリの全体的な形状が概して円形であることを意味し、特定の程度の精度または正確度を含意しない。
【００４５】
個々のパイ形状セグメント１０２および可動案内パイ形状セグメント１０３の各々は、他のパイ形状セグメント１０２、１０３と無関係に水平にすることができる。図に示したこの実施形態では、パイ形状セグメント１０２のうちの少なくとも１つは、少なくとも３つの水平化ユニット１１２を含む。少なくとも３つの水平化ユニット１１２を組み込むことによって、個々のパイ形状セグメント１０２、１０３は、単一の大きいガス分配アセンブリ１００を水平にする必要なしに、サセプタまたはウエハの面に平行になるために水平にすることができる。水平化ユニット１１２の数は変更することができる。いくつかの実施形態では、３つの水平化ユニット１１２がある。これは、面を画定するには３点が必要であるので、有用であり得る。しかしながら、追加の水平化ユニット１１２を含むこともできる。いくつかの実施形態では、パイ形状セグメントのうちの１つまたは複数は、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、またはそれを超える水平化ユニット１１２を含む。
【００４６】
水平化ユニット１１２は、個々のパイ形状セグメント１０２、１０３のまわりに分散させることができる。図１および２に示したパイ形状セグメント１０２、１０３は、概略で三角形形状のセグメントの角の各々に単一の水平化ユニット１１２を有する。これにより、パイ形状セグメント１０２、１０３の内側エッジおよび外側エッジの水平化が独立して可能になり、中心部分は高さが固定され、外側エッジは高さが固定され、パイ形状セグメント１０２、１０３の前面１１４が、関連する表面と平行になるように傾けられるようになる。
【００４７】
水平化ユニット１１２は、独立に、任意の好適な水平化ユニットとすることができる。いくつかの実施形態では、水平化ユニット１１２は運動学的マウントを含む。いくつかの実施形態では、水平化ユニットはボイスコイルを含む。１つまたは複数の実施形態において、３つの水平化ユニット１１２の各々は、独立に、運動学的マウントおよびボイスコイルの一方である。個々の噴射器パイは、運動学的マウントにより３点で機械的に水平にされ、基準面を形成するために基準構造体に固定され得る。水平化ユニット１１２の各々は、独立に、３点でパイ形状セグメントを水平にするための機械的、空気圧、または電気的機構とすることができる。例えば、各噴射器の３点における運動学的マウントを用いた機械的機構、気体軸受を用いた空気圧機構、およびボイスコイルアクチュエータを用いた電気的機構。
【００４８】
サセプタアセンブリ２００は、処理の間１つまたは複数のウエハを支持するために使用される。図３は、回転可能な中心支持体２２０と、中心支持体２２２から延びる複数のスポーク２２２とを含む単一ピースサセプタアセンブリ２００を示す。３つのスポーク２２２が示されているが、より多いかまたはより少ないスポークを利用できることが理解されよう。スポークの長さおよび厚さは、限定はしないが、サセプタ２０１の直径およびサセプタ２０１の重量を含むいくつかの要因に応じて変更することができる。図３に示したサセプタアセンブリ２００は、サセプタ２０１を支持する基部２０３を含む。基部２０３は、次には、複数のスポーク２２２によって支持される。基部２０３は、限定はしないが石英およびセラミックを含む任意の好適な材料で製作することができる。
【００４９】
図３に示した単一ピースサセプタは、図１および２に示したマルチピースガス分配アセンブリ１００では特に有用となり得る。サセプタ２０１が十分に平坦であると仮定すると、複数のパイ形状セグメント１０２、１０３は、各パイ形状セグメントがサセプタ２０１と平行になるように水平にすることができる。
【００５０】
サセプタ２０１は、サセプタ２０１の上面に少なくとも１つの凹部（図示せず）を含むことができる。凹部は、ウエハの裏面と完全に接触することによって、またはウエハの外側周囲エッジを支持することによってウエハを支持するように大きさを合わせることができる。いくつかの実施形態の凹部は、ウエハの上面がサセプタ２０１の上面と実質的に共平面であることを保証するように大きさが合わされる。
【００５１】
図４は、複数のパイ形状セグメント２０２が回転可能な中心支持体２２０のまわりに放射状に配設されたサセプタアセンブリ２００を示す。各パイ形状セグメント２０２の少なくとも一部分は、回転可能な中心支持体２２０に接触し、その結果、中心支持体２２０は、各々の個々のパイ形状セグメント２０２を含むサセプタアセンブリ２００全体を回転させるのに使用することができる。いくつかの実施形態では、セグメントは、完備している全体的に円形のサセプタアセンブリを形成するために組み立てることができる別個の構成要素であり、ある仮想または仮定の境界によってセグメントに分割された単一の構成要素ではない。
【００５２】
図４に示した実施形態では、回転可能な中心支持体２２０は、原材料の中実ディスクを含む単一の石英基部２０３を含む。複数のパイ形状セグメント２０２の各々は、石英基部２０３によって支持され、石英基部は、中心支持体２２０から延びる複数のスポーク２２２によって支持される。
【００５３】
複数のパイ形状セグメント２０２の各々は、複数の水平化ユニット２１２を含む。これにより、パイ形状セグメント２０２の各々をガス分配アセンブリに対して別個に水平にすることができ、その結果、サセプタアセンブリ２００の回転の間、個々のパイ形状セグメント２０２と、その上に保持されたウエハとは、ガス分配アセンブリから均一な距離にとどまる。
【００５４】
図５は、基部が、スポークフレームを形成するために中心軸から延びる複数のスポーク２２２を含む、サセプタアセンブリ２００の別の実施形態を示す。パイ形状セグメント２０２の各々は、スポークフレームのスポーク２２２に載り、その結果、各セグメント２０２のエッジはスポーク２２２の上で支持され方向づけられる。この構成は、必要とされる材料が、エッジ間に追加の材料を必要とせずに、セグメント２０２のエッジを支持するのに十分な広さであるので、基部の全重量を減少させる。個々のパイ形状セグメント２０２は、複数の水平化ユニット２１２を含み、それにより、各パイ形状セグメント２０２は独立に水平になることができるようになる。
【００５５】
図６は、中心軸２２０に接続された複数のパイ形状セグメント２０２を含むサセプタアセンブリ２００の別の実施形態を示す。各パイ形状セグメント２０２の内側エッジ２３０は、少なくとも１つの水平化ユニット２１２により中心軸２２０に接続される。水平化ユニット２１２は、パイ形状セグメント２０２と中心軸２２０との間にアンカポイントを与え、さらに、各セグメントの内側エッジが水平になるようにすることができる。いくつかの実施形態では、パイ形状セグメント２０２は、図に示すように、少なくとも２つの水平化ユニット２１２によって中心軸２２０に接続される。各パイ形状セグメント２０２の外側エッジ２３１は、いかなる構成要素にも物理的に接続されない。それゆえに、各パイ形状セグメント２０２の内側エッジ２３０に少なくとも２つの水平化ユニット２１２があると、中心軸２２０の回転に由来するトルクの結果としての個々のセグメント２０２のねじれを防止するのに役立つ。
【００５６】
各パイ形状セグメント２０２の外側エッジ２３１は、気体軸受リング２４０の上に（または上方に）載る。気体軸受リング２４０は、複数の開孔２４４およびガス源（図示せず）と流体連通する複数のガス通路２４２を含む。ガスは、ガス源から気体軸受リング２４０に、ガス通路２４２を通って複数の開孔２４４から外に流れて、パイ形状セグメント２０２の下面２３３に圧力を印加し、セグメント２０２の外側エッジ２３１を支持する。ガス通路２４２を通って開孔２４４から外に流れるガス圧力を調節して、セグメント２０２の外側エッジ２３１を上にまたは下に移動させ、それにより、セグメント２０２の傾斜を変化させ、セグメントが水平になるのを可能にする。
【００５７】
気体軸受リング２４０は、単一の連続ピースまたは複数の別個のセグメントとすることができる。単一のピースの場合、気体軸受を通るガスの流量は、リング全体を通る流量とほぼ同じことになる。しかしながら、多数のセクションが使用される場合、個々のセクションは、ガス分配アセンブリに対するサセプタアセンブリの平行度に関してより精密な制御を可能にすることができる。
【００５８】
個々のパイ形状セグメント２０２は、任意の好適な材料で製作することができる。セグメント２０２の大部分は、ガスクッションおよび中心軸での接続によって支持されるので、軽量であるが強い材料を使用することが有用であり得る。いくつかの実施形態では、個々のパイ形状セグメント２０２は石英を含む。石英のサセプタアセンブリ２００を効果的に製作することによって、加熱ランプ、または光学デバイスは、サセプタの下方に位置づけられて、石英の透明性を利用することができる。
【００５９】
気体軸受リング２４０は、任意の好適な材料で製作することができる。いくつかの実施形態では、気体軸受リング２４０は石英を含む。気体軸受リング２４０が石英である場合、加熱ランプおよび他の光構成要素は、有効性を失うことなくリング２４０の真下に位置づけることができる。
【００６０】
気体軸受リング２４０のサイズおよび位置は変更することができる。気体軸受リング２４０は、中心軸２２０のエッジからサセプタパイ形状セグメント２０２の外側周囲エッジ２３１を越えた点まで延びることができる。いくつかの実施形態では、気体軸受リング２４０は、中心軸２２０のエッジの２ｃｍ以内に位置づけられる。
【００６１】
気体軸受リング２４０は、任意の好適なサイズのものとし、任意の数のガス通路２４２を含むことができる。図７は、気体軸受リング２４０を含む代替実施形態を示す。ここで、個々のパイ形状セグメント２０２は、少なくとも１つの水平化ユニット２１２により中心軸２２０に接続され、セグメントの残りの部分は、気体軸受リング２４０によって支持される。この実施形態の気体軸受リング２４０は、図６の気体軸受リング２４０よりも著しく大きく、はるかに多くのガス通路２４２を含む。ガス通路２４２は、図６と同じ目的を満足させ、それにより、パイ形状セグメント２０２は支持され、平行にされる。
【００６２】
気体軸受リング２４０は、中心軸２２０のすぐ隣りに配置することもできる。図９は、この種の実施形態を示す。サセプタアセンブリ２００の中心軸２２０のすぐ隣りの気体軸受リング２４０により、パイ形状セグメント２０２は、旋回し、外側エッジ２３１を強制的に上昇または下降させて、パイ形状セグメント２０２をガス分配アセンブリ１００と平行にする。
【００６３】
図８を参照すると、本発明の追加の実施形態は、ガス分配アセンブリ１００とサセプタアセンブリ２００とを含む処理チャンバ３００に関する。いくつかの実施形態の処理チャンバ３００は、多数のウエハがサセプタアセンブリ２００によって支持され、ガス分配アセンブリ１００の真下で回転するカルーセルタイプ構成である。
【００６４】
センサ３２０が、ガス分配アセンブリ１００とサセプタアセンブリ２００との間の距離を決定するために位置づけられる。センサは、限定はしないが、距離を測定できるレーザセンサを含む任意の好適なセンサとすることができる。
【００６５】
ガス分配アセンブリ１００とウエハの上面との間の距離は、調整することができ、ガス分配アセンブリからのガス流の効率に強い影響を有することがある。距離が大きすぎる場合、ガス流はウエハの表面に出会う前に外側に拡散し、効率的でない原子層堆積反応がもたらされることがある。距離が小さすぎる場合、ガス流は、表面を横切ってガス分配アセンブリの真空ポートに流れることができないことがある。いくつかの実施形態では、ウエハの表面とガス分配アセンブリとの間の間隙は、約０．５ｍｍから約２．０ｍｍの範囲にあり、または約０．７ｍｍから約１．５ｍｍの範囲にあり、または約０．９ｍｍから約１．１ｍｍの範囲にあり、または約１．０ｍｍである。
【００６６】
サセプタアセンブリ２００は、図３から７に関して上述したような単一ピースまたはマルチピースサセプタアセンブリとすることができる。気体軸受パッド２４０は、サセプタアセンブリの下方でサセプタアセンブリ２００の外側周囲エッジ２３１に位置づけられる。気体軸受パッド２４５が、さらに、サセプタアセンブリの上方でアセンブリの外側周囲エッジ２３１に位置づけられる。気体軸受パッド３４０、３４５は、サセプタアセンブリを水平にするために一緒に使用することができる。
【００６７】
フィードバック回路３２１が、センサ３２０および複数の気体軸受パッド２４０、２４５に接続される。フィードバック回路３２１は、センサ３２０からの距離測定値を通信し、サセプタアセンブリ２００のすべてまたは一部分をガス分配アセンブリ１００に近づけ、および／またはガス分配アセンブリ１００から遠ざけるために気体軸受パッド３４０、３４５に命令を与える。
【００６８】
図８に示すように、サセプタアセンブリ２００は、サセプタアセンブリ２００全体を垂直方向に移動させるためにリフト３１０を含むことができる。リフト３１０は、サセプタアセンブリ２００の中心軸２２０に接続することができる。サセプタアセンブリを位置づけるとき、中心軸２２０は適切な位置に持ち上げられ、サセプタの外側周囲エッジはサセプタをガス分配アセンブリと平行にするために調節される。
【００６９】
いくつかの実施形態では、気体軸受パッド２４０は、気体軸受パッド２４０をガス分配アセンブリ１００および／またはサセプタアセンブリ２００に近づけ、およびガス分配アセンブリ１００および／またはサセプタアセンブリ２００から遠ざけるために、独立したリフトアクチュエータ３３０に接続される。気体軸受パッド２４０のガスの圧力を変化させるのではなく、またはそれに加えて、リフトアクチュエータ３３０は、ガス分配アセンブリに対するサセプタアセンブリの平行度に影響を与えるために気体軸受パッド２４０を上げるかまたは下げることができる。
【００７０】
ヒータ３４０または加熱アセンブリが、サセプタアセンブリ２００の下方に、および／または気体軸受パッド２４０に隣接して位置づけられ得る。ヒータは、限定はしないが、サセプタアセンブリ２００の下方および／またはガス分配アセンブリ１００を除くサセプタアセンブリ２００の反対側を含む処理チャンバ内の任意の好適な場所に位置づけることができる。ヒータ３４０は、処理チャンバに十分な熱を供給して、プロセスに有用な温度までウエハの温度を上昇させる。好適な加熱アセンブリは、限定はしないが、抵抗ヒータと、サセプタアセンブリの底面の方への放射エネルギーを導く放射ヒータ（例えば、複数のランプ）とを含む。
【００７１】
ヒータ３４０は、さらに、ガス分配アセンブリ１００に対するサセプタアセンブリ２００の平行度に影響を与えるために使用することができる。サセプタアセンブリ２００のパイ形状セグメント２０２の一部分の温度を上昇させることにより、アセンブリを旋回させ、サセプタアセンブリの外側周囲エッジを上げるかまたは下げることができる。追加として、ヒータを使用して、気体軸受パッド２４０、２４５を出ていくガスの温度を変化させ、それにより、サセプタアセンブリ２００にぶつかるガスの圧力に影響を与えることができる。
【００７２】
図８に示した実施形態では、気体軸受パッド２４０、２４５は、サセプタアセンブリ２００およびパイ形状セグメント２０２の外側周囲エッジ２３１に位置づけられている。図９は、気体軸受パッド２４０、２４５が、パイ形状セグメント２０２の内側エッジ２３０に隣接するサセプタアセンブリ２００の中心軸２２０の方に位置づけられている処理チャンバ３００の代替実施形態を示す。図９に示したようないくつかの実施形態では、パイ形状セグメント２０２の外側周囲エッジ２３１は支持されない。
【００７３】
図１０は、パイ形状セグメント２０２が中心軸２２０に接続される点のまわりからセグメント２０２の外側周囲エッジ２３１まで、サセプタアセンブリの下方の気体軸受パッド２４０が延びている処理チャンバ３００の別の実施形態を示す。これは、図７に示した実施形態と同様である。加えて、気体軸受パッド２４５が、サセプタアセンブリとガス分配アセンブリとの間に位置づけられる。この気体軸受パッドは部分的パッドとすることができ、それは、間隙が存在し、ガス分配アセンブリからのガスが間隙を通過してサセプタアセンブリ上のウエハに接触できるようになることを意味する。上部気体軸受パッドを石英のように実質的に透明にして、光学測定と、上部気体軸受パッドを通る光の通路とを可能にすることもできる。
【００７４】
図１１Ａおよび１１Ｂを参照すると、サセプタアセンブリ２００を回転させ、および／またはサセプタアセンブリ２００を上げる／下げるのに使用される機構は、いくつかの場所に位置づけることができる。図１１Ａは、サセプタアセンブリ２００およびガス分配アセンブリ１００の上方に位置づけられたローテータ／アクチュエータ機構を示す。機構は、ガス分配アセンブリ１００の中心領域を通ってサセプタアセンブリに延びることができる。図１１Ｂでは、ローテータ／アクチュエータ機構はサセプタアセンブリ２００の下方に位置づけられる。
【００７５】
図１２は、ウエハがロードまたはアンロードされるいくつかの実施形態による処理チャンバ３００を示す。この実施形態では、サセプタアセンブリ２００は、下方に移動されてガス分配アセンブリ１００から離れており、ロボットアート４００がサセプタアセンブリ２００にウエハ６０を届け、またはサセプタアセンブリ２００からウエハ６０を取り上げるのに十分な余地を与える。サセプタアセンブリを下方に移動させるとき、アクチュエータ３３０、リフト３１０、ヒータ３４０、および気体軸受パッド２４０の各々は、独立に移動させるか、または集団で移動させることができる。ひとたびウエハ６０がパイ形状セグメント２０２のうちの１つの凹部に置かれると、サセプタアセンブリは回転して次のウエハへのアクセスを可能にすることができ、またはガス分配アセンブリ１００の方に移動させることができる。ローディング／アンローディングプロセスが完了したとき、サセプタアセンブリ２００は、ガス分配アセンブリ１００の方に上に移動される。そのように行うとき、リフト３１０、アクチュエータ３３０、ヒータ３４０、および気体軸受パッド２４０はすべて独立にまたは集団で上げられる。次に、サセプタセグメントの平行度が、気体軸受パッド２４０または本明細書で説明する他の調節機構を使用して調節される。
【００７６】
図１３は、ウエハがロードまたはアンロードされる別の処理チャンバ３００を示す。ここで、サセプタアセンブリ２００およびガス分配アセンブリ１００は、実質的に同じ位置にとどまり、可動案内パイ形状セグメント１０３のみが移動される。図１３は、ローディング／アンローディング位置に上げられた後の可動セグメント１０３を示す。ひとたびウエハがロード／アンロードされると、可動セグメント１０３は下げられて、所定位置に戻り、平行度が本明細書で説明したように調節される。
【００７７】
本発明の実施形態で使用するための基板は任意の好適な基板とすることができる。詳細な実施形態では、基板は、剛体で、個別の（ｄｉｓｃｒｅｔｅ）、全体的に平面の基板である。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される、基板を参照するときの「個別の」という用語は、基板が固定した寸法を有することを意味する。特定の実施形態の基板は、２００ｍｍ、３００ｍｍ、または４５０ｍｍ直径シリコンウエハなどの半導体ウエハである。
【００７８】
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される「反応性ガス」、「反応性前駆体」、「第１の前駆体」、「第２の前駆体」などの用語は、基板表面または基板表面上の層と反応することができるガスおよびガス状核種を参照する。
【００７９】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の層が、プラズマ原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）プロセスの間に形成され得る。いくつかのプロセスにおいて、プラズマを使用すると、励起状態に核種を活性化するのに十分なエネルギーが供給され、表面反応が有望になり、起こりそうになる。プラズマをプロセスに導入するのは、連続的またはパルス的とすることができる。いくつかの実施形態では、前駆体（または反応性ガス）およびプラズマの連続したパルスが、層を処理するために使用される。いくつかの実施形態では、反応物質は、局所的に（すなわち、処理区域内で）または遠隔で（すなわち、処理区域の外で）イオン化させることができる。いくつかの実施形態では、遠隔イオン化は、イオンまたは他の高エネルギー核種もしくは光放出核種が堆積膜に直接接触しないように堆積チャンバの上流で生じることができる。いくつかのＰＥＡＬＤプロセスでは、プラズマは、遠隔プラズマジェネレータシステムなどによって処理チャンバの外で発生される。プラズマは、当業者には既知の任意の好適なプラズマ発生プロセスまたは技法を介して発生させることができる。例えば、プラズマは、マイクロ波（ＭＷ）周波数ジェネレータまたは高周波（ＲＦ）ジェネレータのうちの１つまたは複数によって発生させることができる。プラズマの周波数は、使用される特定の反応性核種に応じて調整することができる。好適な周波数は、限定はしないが、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、および１００ＭＨｚを含む。プラズマは本明細書で開示する堆積プロセスの間使用することができるが、プラズマが必要とされない場合があることに留意されたい。実際、他の実施形態は、プラズマのない非常に穏やかな条件下での堆積プロセスに関する。
【００８０】
１つまたは複数の実施形態によれば、基板は、説明したチャンバにおける処理の前および／または後、処理にかけられる。この処理は、同じチャンバで、または１つまたは複数の別個の処理チャンバで実行することができる。いくつかの実施形態では、基板は、さらなる処理のために第１のチャンバから別個の第２のチャンバに移動され、いずれかのまたは両方のチャンバは説明した実施形態に準拠する。基板は、第１のチャンバから別個の処理チャンバに直接移動させることができ、または第１のチャンバから１つまたは複数の移送チャンバに移動させ、次に、所望の別個の処理チャンバに移動させることができる。それに応じて、処理装置は、移送ステーションと連通する多数のチャンバを含むことができる。この種の装置は、「クラスタツール」または「クラスタシステム」などと呼ばれることがある。
【００８１】
一般に、クラスタツールは、基板心出しおよび配向、ガス抜き、アニーリング、堆積、および／またはエッチングを含む様々な機能を実行する多数のチャンバを含むモジュラシステムである。１つまたは複数の実施形態によれば、クラスタツールは、少なくとも第１のチャンバと、中央移送チャンバとを含む。中央移送チャンバは、処理チャンバとロードロックチャンバとの間で基板を往復させることができるロボットを収納することができる。移送チャンバは、一般に、真空状態に維持され、あるチャンバから別のチャンバにおよび／またはクラスタツールの前端に位置づけられたロードロックチャンバに基板を往復させるための中間段を用意する。本発明に適応することができる２つのよく知られているクラスタツールは、Ｃｅｎｔｕｒａ（登録商標）およびＥｎｄｕｒａ（登録商標）であり、両方ともカリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｉｎｃ．から入手可能である。１つのそのような段階式真空基板処理装置の詳細は、１９９３年２月１６日に発行されたＴｅｐｍａｎ等の「Ｓｔａｇｅｄ−Ｖａｃｕｕｍ  Ｗａｆｅｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」と題する米国特許第５，１８６，７１８号に開示されている。しかしながら、チャンバの正確な配列および組合せは、本明細書で説明したようなプロセスの特定のステップを実行する目的のために変更することができる。使用することができる他の処理チャンバには、限定はしないが、周期的層堆積（ＣＬＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、エッチング、前洗浄、化学的洗浄、ＲＴＰなどの熱処置、プラズマ窒化、ガス抜き、配向、ヒドロキシル化、および他の基板プロセスが含まれる。クラスタツールのチャンバでプロセスを実行することによって、大気不純物による基板の表面汚染は、後続の膜を堆積させる前に酸化させることなしに避けることができる。
【００８２】
１つまたは複数の実施形態によれば、基板は、連続的に真空または「ロードロック」条件下にあり、あるチャンバから次のチャンバに移動されるときに外気にさらされない。このように、移送チャンバは、真空下にあり、真空圧力下で「排気される。」不活性ガスが、処理チャンバまたは移送チャンバに存在することがある。いくつかの実施形態では、不活性ガスは、基板の表面にシリコン層を形成した後、反応物質の一部またはすべてを取り除くためにパージガスとして使用される。１つまたは複数の実施形態によれば、パージガスは、堆積チャンバから移送チャンバおよび／または追加の処理チャンバに反応物質が移動しないようにするために、堆積チャンバの出口で注入される。それにより、不活性ガスの流れは、チャンバの出口でカーテンを形成する。
【００８３】
処理の間、基板は加熱または冷却することができる。そのような加熱または冷却は、限定はしないが、基板支持体の温度を変化させること、および加熱または冷却ガスを基板表面に流すことを含む任意の好適な手段によって遂行することができる。いくつかの実施形態では、基板支持体は、基板温度を伝導的に変化させるように制御することができるヒータ／冷却器を含む。１つまたは複数の実施形態では、利用されるガス（反応性ガスまたは不活性ガスのいずれか）が加熱または冷却されて、基板温度を局所的に変化させる。いくつかの実施形態では、ヒータ／冷却器は、基板温度を対流的に変化させるためにチャンバ内において基板表面に隣接して位置づけられる。
【００８４】
基板は、さらに、処理の間、静止するかまたは回転することができる。回転する基板は、連続的にまたは離散的なステップで回転することができる。例えば、基板は、プロセス全体の間中それ自体の中心軸のまわりに回転させることができ、または基板は、異なる反応性またはパージガスにさらされる間にわずかな量だけ回転させることができる。処理中に基板を回転させる（連続的にまたはステップで）のは、例えばガス流形状の局所的変動の影響を最小にすることによって、より均一な堆積またはエッチングをもたらすのに役立つことができる。
【００８５】
本明細書の本発明が特定の実施形態を参照しながら説明されたが、これらの実施形態は本発明の原理および用途の単なる例証であることを理解されたい。本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本発明の方法および装置に様々な変更および変形を行うことができることが当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内にある変更および変形を含むことが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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