(57)【要約】  ガスを基板に噴射し、かつ余剰ガスを排出するために、所定の経路に沿って移動する噴射モジュールアセンブリ（ＩＭＡ）を説明する。ＩＭＡは、基板のサイズが大きい、基板の重量などの様々な理由で移動が困難な基板を処理するために使用されてもよい。ＩＭＡは、ガスの噴射または余剰ガスの排出のための１つまたは複数の経路を備える構造を有する、１つ以上のジョイントアームセットに連結される。ＩＭＡは、第１駆動機構（例えば、リニアモータ）によって移動し、ジョイントアームは、ジョイントアームの重量に起因する力またはトルクを低減する第２駆動機構（例えば、プーリおよびケーブル）によって、個別に作動する。第１駆動機構および第２駆動機構の移動は、ＩＭＡおよびジョイントアームを移動させるために同期される。
2015517031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面を処理する方法または基板上に材料層を堆積する方法であって、
少なくとも第１アームおよび第２アームを含むアームセットに形成された経路を介して、ガスを噴射モジュールアセンブリに注入することを含み、前記アームセットは、ヒンジによって前記第１アームの一方端に回転可能に連結された端部と、前記噴射モジュールに回転可能に連結された前記第１アームの他方端と、固定ポートに回転可能に連結された前記第２アームの他方端とを有し、
前記噴射モジュールアセンブリによって噴射されたガスに前記基板の一部を晒すことと、
基板の異なる部分を前記噴射モジュールアセンブリによって噴射された前記ガスに晒すために、前記噴射モジュールアセンブリを第１駆動機構によって移動させることと、
前記第１アームの他方端を前記噴射モジュールアセンブリと同じ速度で移動させる速度で、前記アームセットを第２駆動機構によって回転させることと
を含む、方法。
【請求項２】
前記基板を前記噴射モジュールアセンブリからの前記ガスに晒した後に残った余剰ガスを、前記経路を囲む他の経路を介して排出することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記噴射モジュールアセンブリの移動は、前記噴射モジュールアセンブリ内のリニアモータを作動させることを含み、
前記アームセットの回転は、モータと、前記アームセット内のプーリと、前記プーリの間に延びるケーブルとを作動させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ヒンジと前記セットまたはアームとの間の隙間を、磁性流体シールによって封止することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ガスは、前記基板上で原子層堆積（ＡＬＤ）を行うための源前駆体または反応前駆体である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ガスを受け入れ、かつ、前記噴射モジュールアセンブリに形成された経路を介した前記ガスに前記基板を晒すために、前記噴射モジュールアセンブリに注入された前記ガスを、チャンバへ送ることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基板に対向する前記噴射モジュールアセンブリの表面と、前記噴射モジュールアセンブリ内に形成された前記ガスを受け入れるためのチャンバおよび排気キャビティとに形成される狭窄区域に前記ガスを通すことで、前記基板上の前記ガスの物理吸着分子の除去を容易にすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記狭窄区域の高さは、前記チャンバの高さの１／３よりも小さい、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記狭窄区域の高さは、前記チャンバの幅の１／３よりも小さい、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
処理装置であって、
基板の異なる部分にガスを噴射する第１駆動機構によって、前記基板に対して移動するように構成された噴射モジュールアセンブリを備え、前記ガスは、前記基板に対向する前記噴射モジュールアセンブリの表面で前記基板の異なる部分に噴射され、
少なくとも第１アームおよび第２アームを備えるアームセットを備え、前記アームセットは、ヒンジによって前記第１アームの一方端に回転可能に連結された一方端と、前記噴射モジュールに回転可能に連結された前記第１アームの他方端と、固定ポートに回転可能に連結された前記第２アームの他方端と、前記ガスを前記噴射モジュールアセンブリに注入するために、前記アームセットに形成される経路とを有し、
前記第１アームの他方端を前記噴射モジュールアセンブリと同じ速度で移動させる速度で、前記アームセットを回転させるように構成された第２機構を備える、装置。
【請求項１１】
前記噴射モジュールアセンブリと他の固定ポートとの間の他のアームセットをさらに備え、前記他のアームセットには、余剰ガスを前記噴射モジュールアセンブリから排出するための経路が形成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記噴射モジュールアセンブリには、前記噴射モジュールの表面から前記他のアームセット内の経路へ前記余剰ガスを送るための流路が形成される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１機構は、前記噴射モジュールアセンブリ内のリニアモータと、前記リニアモータがその上を移動するシャフトとを備え、ここで、前記第２機構は、モータと、前記アームセット内のプーリと、前記プーリの間に延びるケーブルとを備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記ヒンジと前記アームセットとの間の隙間を封止するように構成された磁性流体シールをさらに備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】
前記ガスは、前記基板上で原子層堆積（ＡＬＤ）を行うための源前駆体または反応前駆体である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】
前記噴射モジュールアセンブリには、前記ガスを受け入れ、かつ、前記基板を前記ガスに晒すように構成されたチャンバへ、前記噴射モジュールアセンブリに注入された前記ガスを送るための流路が形成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１７】
前記噴射モジュールアセンブリの表面は、狭窄区域に前記ガスを通すことで、前記基板上の前記ガスの物理吸着分子の除去を容易にするように構成された前記狭窄区域を備え、前記狭窄区域は、前記ガスを受け入れるためのチャンバと、前記余剰ガスを排出するための排気キャビティとの間の前記噴射モジュールアセンブリの表面に形成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１８】
前記狭窄区域の高さは、前記チャンバの高さの１／３よりも小さい、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記狭窄区域の高さは、前記チャンバの幅の１／３よりも小さい、請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１２年３月２９日に出願された、同時係属中の米国特許仮出願第６１／６１７，５２５号に対して、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて優先権および利益を主張し、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。
本開示は、基板上に材料を堆積する、あるいは、ガスを基板に噴射することで基板の表面を処理するための噴射アセンブリモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に材料を堆積するために、様々な化学的方法が使用される。このような化学的方法は、化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）および分子層堆積（ＭＬＤ）を含む。ＣＶＤは、基板上に材料層を堆積するための最も一般的な方法である。ＣＶＤでは、反応ガス前駆体が混合され、その後に反応室へ送られる。反応室では、混合されたガスが基板と接触した後に材料層が堆積される。
【０００３】
ＡＬＤは、基板上に材料を堆積する他の方法である。ＡＬＤは、物理吸着分子の結合力とは異なる化学吸着分子の結合力を利用する。ＡＬＤでは、源前駆体は基板の表面に吸収され、その後にガスでパージされる。この結果、（ファンデルワールス力によって結合された）源前駆体の物理吸着分子は、基板から脱着する。しかし、源前駆体の化学吸着分子は共有結合しているので、これらの分子は基板に強く吸着しており、基板から脱着しない。（基板に吸着した）源前駆体の化学吸着分子は、反応前駆体の分子と反応および／または反応前駆体の分子に置換される。そこで、パージガスを噴射および／または最終原子層を得るチャンバを排気することで、余剰前駆体または物理吸着分子は除去される。
【０００４】
ＭＬＤはＡＬＤと同様の薄膜堆積法であるが、ＭＬＤでは、基板上に高分子フィルムを形成する単位として分子を基板上に堆積する。ＭＬＤでは、各反応サイクルの間に分子断片が堆積される。ＭＬＤのための前駆体は、通常はホモ二官能性反応物であった。ＭＬＤ法は、一般にポリマーまたは有機−無機複合薄膜を基板上に堆積するために利用される。
【０００５】
基板に対して空間ＡＬＤまたはＭＬＤ堆積法を行うために、基板は固定噴射装置に対して移動し、異なるガスに晒される。しかし、基板のサイズまたは重量が増大すると、基板を移動させるための装置および部品は過大になるか、あるいは非効率的になる。
【発明の概要】
【０００６】
実施形態は、基板の表面処理または材料層の基板上への堆積に関し、この実施形態では、噴射モジュールアセンブリを基板にわたって移動させる第１駆動機構、および、噴射モジュールに連結されたアームセットを回転させる第２駆動機構を使用する。ガスは、アームセットに形成された経路を介して、基板に対向する表面を有する噴射モジュールアセンブリに注入される。アームセットは、少なくとも第１アームと、ヒンジによって第１アームの一方端に回転可能に連結された端部を有する第２アームとを含む。第１アームの他方端は、噴射モジュールに回転可能に連結され、第２アームの他方端は、固定ポートに回転可能に連結される。アームセットは、第１アームの他方端を噴射モジュールアセンブリと同じ速度で、かつ同じ方向へ移動させる速度で、アームセットを第２駆動機構によって回転する。
【０００７】
一実施形態では、基板を噴射モジュールアセンブリからのガスに晒した後に残った余剰ガスは、噴射モジュールアセンブリと他の固定ポートとの間の他のアームセットに形成される経路を介して排出される。他のアームセットはまた、第２駆動機構によって回転する。
【０００８】
一実施形態では、第１駆動機構は、噴射モジュールアセンブリ内のリニアモータと、リニアモータを支持するシャフトとを含む。
【０００９】
一実施形態では、第２駆動機構は、モータと、アームセット内のプーリと、プーリの間に延びるケーブルとを含む。
【００１０】
一実施形態では、ヒンジとアームセットとの間の隙間を封止するための磁性流体シールが備えられる。
【００１１】
一実施形態では、ガスは、基板上で原子層堆積（ＡＬＤ）を行うための源前駆体または反応前駆体である。
【００１２】
一実施形態では、ガスは、ガスを受け入れ、かつ、噴射モジュールアセンブリに形成された流路を介したガスに基板を晒すための、噴射モジュールアセンブリのチャンバへ送られる。
【００１３】
一実施形態では、基板に対向する噴射モジュールアセンブリの表面に形成される狭窄区域にガスを通すことで、基板上のガスの物理吸着分子の除去を容易にする。狭窄区域は、ガスを受け入れるためのチャンバと、噴射モジュールアセンブリに形成される排気キャビティとの間に形成される。
【００１４】
一実施形態では、狭窄区域の高さは、チャンバの高さの１／３よりも小さい。
【００１５】
一実施形態では、狭窄区域の高さは、前記チャンバの幅の１／３よりも小さい。
【００１６】
一実施形態では、余剰ガスは、噴射モジュールアセンブリに形成された流路を介して、他のアームセット内の経路へ送られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に従う噴射モジュールアセンブリを含む処理装置の斜視図である。
【図２Ａ】一実施形態に従う噴射モジュールアセンブリ（ＩＭＡ）の斜視図である。
【図２Ｂ】一実施形態に従う図２Ａの線Ｍ−Ｎに沿って得られるＩＭＡの部分断面図である。
【図３】一実施形態に従う処理装置のＩＭＡの側面図である。
【図４Ａ】一実施形態に従うＩＭＡに取り付けられ、かつ、プーリによって作動するジョイントアームの略図である。
【図４Ｂ】一実施形態に従うＩＭＡに取り付けられ、かつ、プーリによって作動するジョイントアームの略図である。
【図５Ａ】一実施形態に従うジョイントアームを介したＩＭＡからの余剰ガスの排出を示した略図である。
【図５Ｂ】一実施形態に従うジョイントアームを介したＩＭＡからの余剰ガスの排出を示した略図である。
【図６Ａ】一実施形態に従うジョイントアームを介したＩＭＡへのガスの噴射を示した略図である。
【図６Ｂ】一実施形態に従うジョイントアームを介したＩＭＡへのガスの噴射を示した略図である。
【図７】一実施形態に従う基板を処理するためにＩＭＡを作動させるプロセスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書では、添付の図面を参照して実施形態を説明する。本明細書に開示する原理は、多くの異なる形態で具体化することができるが、本明細書に記載の実施形態に限定されるものではない。本説明において、実施形態の特徴を不必要に不明瞭にしないために、公知の特徴および技術の詳細を省略することができる。
【００１９】
図面において、図面中の同様の参照番号は、類似の要素を示す。図の形状、サイズおよび領域は、明確にするために誇張されることがある。
【００２０】
実施形態は、ガスを基板に噴射し、かつＩＭＡからの余剰ガスを排出するために、所定の経路に沿って移動する噴射モジュールアセンブリ（ＩＭＡ）に関する。ＩＭＡは、基板のサイズが大きい、基板の重量などの様々な理由で移動が困難な基板を処理するために使用されてもよい。ＩＭＡは、ガスの噴射または余剰ガスの排出のための１つまたは複数の経路を備える構造を有する、１つ以上のジョイントアームセットに連結される。ＩＭＡは、第１駆動機構（例えば、リニアモータ）によって移動し、ジョイントアームは、ジョイントアームの間のヒンジに与えられる力またはトルクを低減する第２駆動機構（例えば、プーリおよびケーブル）によって、個別に作動する。第１駆動機構の移動および第２駆動機構の動作は制御され、これにより、ＩＭＡおよびジョイントアームは同期する態様で移動する。
【００２１】
図１は、一実施形態に従うＩＭＡ１１４を含む処理装置１００の斜視図である。処理装置１００は、１つまたは複数の種類のガスを基板に噴射することによる、材料層の基板上への堆積または基板の表面処理のために使用される。処理装置１００は、ＩＭＡ１１４を収容するために囲まれたエリアを形成してもよい。一実施形態では、処理装置１００内の囲まれたエリアは、低圧または真空状態（例えば、１０ｍＴｏｒｒ未満）に保たれる。処理装置１００の片面には、基板および基板を保持するサセプタが配置され、ＩＭＡ１１４によって噴射されたガスに晒される。
【００２２】
ＩＭＡ１１４は、所定の経路に沿ったスライド移動のための、レール１１６またはその他の支持構造の直動ガイド上に配置される。所定の経路は、直線状または曲線状であってもよい。一実施形態では、滑り軸受は、ＩＭＡ１１４の底部またはレール１１６の上部に設けられ、ＩＭＡ１１４の移動に関連する摩擦を低減する。また、処理装置の天井からＭＡ１１４へ延びるサスペンションロッドなどの代替構造を使用して、ＩＭＡ１１４を摺動可能に支持してもよい。
【００２３】
ＩＭＡ１１４は様々な駆動機構によって水平に移動してもよい。ＩＭＡ１１４を水平に移動させるための例示的な駆動機構は、延長シャフト１０８および１１０を作動させるリニアモータを含む。また、ＩＭＡ１１４は、外側表面にねじが形成される１つまたは複数のシャフトによって支持されてもよい。ねじシャフトは、ＩＭＡ１１４上またはＩＭＡ１１４内に形成されたねじと連動して作動し、ＩＭＡ１１４内のねじシャフトまたはねじが回転する際に、ＩＭＡ１１４を水平に移動させてもよい。
【００２４】
ＩＭＡ１１４は、複数のアームセットに連結され、ガスをＩＭＡ１１４内へ注入するか、またはＩＭＡ１１４からの余剰ガスを排出する。図１の実施例では、ＩＭＡ１１４は３つのアームセットに連結される。この３つのアームセットとは、（ｉ）原料ガスを噴射し、かつ（副産物を含む）余剰ガスをＩＭＡ１１４から排出するための、アーム１１８Ａおよび１２０Ａを含む第１アームセット、（ｉｉ）アームの管へ挿入される電気ケーブル（図示せず）を通るプラズマを使用したラジカルを発生させるための、アーム１１８Ｂおよび１２０Ｂを含む第２アームセット、および、（ｉｉｉ）プラズマによって発生したラジカルを反応ガスとして噴射し、かつ、過剰反応物（および副産物）をＩＭＡ１１４から排出するためのアーム１１８Ｃおよび１２０Ｃを含む第３アームセットのことである。各アームの一方端は、ヒンジによって互いに回転可能に連結され、アームの他方端は、ＩＭＡ１１４または処理装置１００の外側の（配管構造に接続された）固定ポートのいずれかに連結される。第１アームセットを例にとると、アーム１２０Ａは、ＩＭＡ１１４に連結された一方端と、他方のアーム１１８Ａに連結された他方端を有する。アーム１１８Ａは、余剰ガスおよび副産物を処理装置１００から排出するための、ポートに連結された残りの端部を有する。アームセットにおけるアーム間の相対角度は、ＩＭＡ１１４の水平移動に応じて変化する。
【００２５】
アームセットの各々は、ガスをＩＭＡ１１４へ注入するおよび／または余剰ガスをＩＭＡ１１４から排出するための経路を含んでもよい。例えば、第２アームセットは、源前駆体または反応前駆体をＩＭＡ１１４へ順次注入する経路を含んでもよい。一方、第１アームセットは、余剰源前駆体をＩＭＡ１１４から排出するための経路を含み、第３アームセットは、余剰反応前駆体をＩＭＡ１１４から排出するための経路を含む。源前駆体および反応前駆体の噴射に続くガスの排出によって、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）および分子層堆積（ＭＬＤ）などの堆積工程を行ってもよい。アームセットはまた、堆積以外の基板上の処理を行うために、パージガスを噴射するか、あるいはその他の種類のガスを排出してもよい。図４Ａおよび図４Ｂを参照して以下に詳細に述べる通り、アームは、モータ（図示せず）、プーリおよびプーリの間のケーブルを含む駆動機構を使用することで回転する。アームは重くてもよく、これらのアームを連結するヒンジまたは関節は、アームがＩＭＡ１１４の移動によって受動的に移動する場合、早期に摩耗することがある。アームを回転させる個別の駆動機構を提供する多くの利点のいくつかは、ヒンジの寿命がより長く、ＩＭＡ１１４を移動させるために低電力容量のリニアモータを使用してもよいことである。
【００２６】
図２Ａは、一実施形態に従うＩＭＡ１１４の斜視図である。ＩＭＡ１１４は、基板２１４およびサセプタ３１０に対向する表面２２０を含む。表面２２０には、複数の縦チャンバ２３２および狭窄区域２３０が形成され、これらは、噴射されたガスを受け入れ、その後に基板２１４を噴射されたガスに晒すためにスリット形状をしている。表面２２０はまた、基板２１４に吸着しない余剰ガスおよび副産物を排出する排気キャビティ２３６を含む。ＩＭＡ１１４は、矢印２７０が示す方向へ水平に移動する。
【００２７】
図２Ｂは、一実施形態に従う図２Ａの線Ｍ−Ｎに沿って得られるＩＭＡ１１４の部分断面図である。ＩＭＡ１１４の表面２２０には、ＩＭＡ１１４に沿って垂直に延びるチャンバ２３２が形成される。基板２１４は、チャンバ２３２側でガスと接触する。チャンバ２３２は、（ＩＭＡ１１４に形成される）流路２３４およびアームセット（例えば、アーム１１８Ｂおよび１２０Ｂを含む第１アームセット）内の経路を介してガスを受け入れる。ガスは、チャンバ２３２に充填され、その後に狭窄区域２３０およびＩＭＡ１１４に形成される排気キャビティ２３６を通る。チャンバ２３２の各々は、幅ＷＥおよび高さｈ３を有する。排気キャビティ２３６は、（図５Ａの５１２として示す）排気流路に接続される。この排気流路は、アームセット内の経路（例えば、図５Ｂを参照して以下に詳細に述べる通り、チューブ５３０によって形成される経路）に順に接続される。
【００２８】
チャンバ２３２内のガスは、幅ＷＣおよび高さｈ２を有する狭窄区域２３０を介して排気キャビティ２３６へ移動する。高さｈ２は、高さｈ３よりも低い。ガスが狭窄区域２３０を通る間には、ベンチュリ効果によってガスの速度が高まり、ガスの圧力が低下する。したがって、ガスが狭窄区域２３０を通る間に、物理吸着ガス分子を基板２１４の表面２１４から除去することが容易になる。物理吸着ガス分子の基板表面からの除去を高めるために、いくつかのガス流路２３４を、アルゴンなどのパージガスを噴射するために使用してもよい。一実施形態では、高さｈ２は高さｈ３の１／３未満である。ベンチュリ効果をもたらすために、高さｈ２を幅ＷＥの１／３未満にすることもまた、有利である。
【００２９】
表面２２０には、多数組のチャンバ２３２および狭窄区域２３０が形成され、これらの各組は、壁部２４２によって分離される。壁部２４２は、基板２１４から距離ｈ１だけ離間している。別のチャンバ２３２からガスが混合することを回避するために、距離をより小さいｈ１とすることは有利であるにもかかわらず、製造公差、基板２１４および／または基板２１４を保持するサセプタ３１０上の非平面人工物およびその他の考慮事項は、最小距離ｈ１を制限する。アルゴンなどのガスは、壁部２４２に形成される穿孔（図示せず）を介して噴射されることで、別のチャンバ２３２でのガスの混合を防ぐためにガスカーテンを形成してもよい。
【００３０】
図３は、一実施形態に従う処理装置ＭＡ１１４の側面図である。ＩＭＡ１１４は、レール１１６上を移動する滑り軸受３１８上に配置され、直線運動を案内できるように機能する。ＩＭＡ１１４は、矢印２７０によって示されるように、基板２１４およびサセプタ３１０にわたって水平に移動し、基板２１４の表面２１４を処理する。
【００３１】
ＩＭＡ１１４は、一方向に移動するか、あるいは両方向に往復移動し、基板２１４の表面２１４に対する処理を行ってもよい。図３では、アームセット１１８Ａおよび１２０Ａのみが便宜上図示されている。図１を参照して上述した通り、延長シャフト１０８および１１０は、ＩＭＡ１１４内に設置されたリニアモータと相互作用し、ＩＭＡ１１４を水平に移動させる。
【００３２】
図４Ａおよび図４Ｂは、ＩＭＡ１１４に取り付けられ、かつ、プーリ４１０、４１４および４１８によって作動する、一実施形態に従うジョイントアーム１１８および１２０の図である。プーリ４１０はアーム１１８に固定され、アーム１１８の端部は処理装置１００の外壁に回転可能に固定され、ガス（例えば、前駆体）をＩＭＡ１１４へ送出し、ＩＭＡ１１４からの余剰ガスおよび副産物を排出する。プーリ４１０の回転は、アーム１１８を回転させ、かつプーリ４１８を回転させる原因となる。プーリ４１８はアーム１２０に固定され、したがって、ケーブル４３０によるプーリ４１８の回転は、アーム１２０がアーム１１８に対して回転する原因となる。プーリ４１４はＩＭＡ１１４に固定される。ケーブル４３４の移動は、プーリ４１４がＩＭＡ１１４の水平移動に起因する角度で回転する原因となる。
【００３３】
モータ４０２は、プーリ４１０をアーム１１８の固定端で駆動する。モータ４０２は、プーリ４１０に連結され、プーリ４１０を直接回転させるか、あるいは、モータ４０２とプーリ４１０との間のギア、プーリまたはその他の動力伝達部品を介してプーリ４１０を回転させてもよい。
【００３４】
一実施形態では、モータ４０２の回転およびＩＭＡ１１４のリニアモータの移動は、共通のコントローラ（図示せず）によって操作される。コントローラは信号を送出し、モータ４０２およびリニアモータを同期する態様で作動させる。
【００３５】
図４Ａおよび図４Ｂの実施例では、プーリ４１０および４１４は同じ方向に回転する一方、プーリ４１８は反対方向に回転する。図４Ａに示すように、ＩＭＡ１１４が右へ移動する場合、プーリ４１０および４１４は時計回りの方向に回転する一方で、プーリ４１８は反時計回りの方向に回転し、ＩＭＡ１１４の移動と同期する。反対に、ＩＭＡ１１４が左へ移動する場合、プーリ４１０および４１４は反時計回りの方向に回転する一方、プーリ４１８は時計回りの方向に回転し、ＩＭＡ１１４の移動と同期する。プーリ４１０、４１４および４１８の回転速度および方向は制御され、これにより、ＩＭＡ１１４の線速度は、プーリ４１４の軸４３８の線速度と一致する。
【００３６】
アーム１１８および１２０は、自身の重量を増加し得る様々な部品を含むことができる。したがって、アーム１１８および１２０がＩＭＡ１１４の移動によって受動的に移動する場合、これらアーム１１８および１２０のヒンジは、過大な力および／またはトルクを受けることがある。ＩＭＡ１１４の移動から分離した機構によってアーム１１８および１２０を回転および移動させることで、アーム１１８および１２０のヒンジは、アーム１１８および１２０の移動がＩＭＡ１１４の水平移動によって引き起こされる場合と比較して、低減されたトルクおよび／または力を受ける。ヒンジに関連する低減されたトルクおよび／または力は、アーム１１８および１２０およびそれらのヒンジの寿命を長くすることができる。
【００３７】
その他の実施形態では、ギアまたはシャフトを含むがこれに限定されないその他の機構を、プーリおよびケーブルの代わりに使用してアーム１１８および１２０を回転させてもよい。
【００３８】
図５Ａおよび図５Ｂは、一実施形態に従うジョイントアーム１１８Ａおよび１２０Ａを介したＩＭＡ１１４からの余剰ガスの排出を示した略図である。磁性流体シール部品の外筒部品は、プーリとして機能してもよい。すなわち、プーリ４１０、４１４および４１８は、磁性流体シール５１４の外筒部品からなってもよい。また、各プーリ（図示せず）を、磁性流体シール５１４の外筒部品の端部に取り付けることができる。アーム１１８Ａおよび１２０Ａは、ＩＭＡ１１４内に形成された排気キャビティ２３６を介して受け入れられる余剰ガスを排出するためのチューブ５３０を含む。余剰ガスは、ポート５１８およびアーム１２０Ａ、（アーム１１８Ａと１２０Ａとを連結する）ヒンジ５３２およびアーム１１８Ａにわたって延びるチューブ５３０からなる経路を介して、ＩＭＡ１１４から排出される。ＩＭＡ１１４には、流路５１０が形成され、排気キャビティ２３６を介して受け入れられる余剰ガスをチューブ５３０へ送る。
【００３９】
ヒンジ５２４は、外部ポート（図示せず）とアーム１１８Ａとの間に設けられ、外部ポートに対するアーム１１８Ａの回転を可能にする。外部ポートは、排出機構へ繋がるパイプへ連結される。ヒンジ５３２は、２つのアーム１１８Ａおよび１２０Ａの間に配置され、アーム１１８Ａおよび１２０Ａの間の相対的回転を可能にする。ヒンジ５２６は、アーム１２０ＡとＩＭＡ１１４との間に配置され、ＩＭＡ１１４に対するアーム１２０Ａの回転を可能にする。磁性流体シール５１４は、ヒンジ５２４、５２６および５３２を囲むように設けられてもよく、これにより、これらヒンジを通る余剰ガスは、アーム１１８Ａおよび１２０Ａがヒンジを中心に回転および移動する際に、アーム１１８Ａおよび１２０Ａから漏出しない。
【００４０】
一実施形態では、アーム１１８Ａおよび１２０Ａまたはヒンジ５２４、５２６および５３２において破断または亀裂が生じる場合であっても、パイプまたはチューブ５３０を経路に設置してガス漏れを防止してもよい。
【００４１】
図６Ａおよび図６Ｂは、一実施形態に従うジョイントアーム１１８Ｂおよび１２０Ｂを介したＩＭＡ１１４へのガスの注入を示した略図である。ジョイントアーム１１８Ｂおよび１２０Ｂは、図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明した通り、ジョイントアーム１１８Ａおよび１２０Ａと同じ構造を有する。ジョイントアーム１１８Ｂおよび１２０Ｂは、ジョイントアーム１１８Ｂおよび１２０Ｂ内のチューブ６３０からなる経路が、ガスをＩＭＡ１１４注入するために使用され、チューブ６３０を囲むチューブ６２６からなる他の経路が、ＩＭＡ１１４からの余剰ガスを排出するために使用されるという点で、ジョイントアーム１１８Ａおよび１２０Ａに類似している。
【００４２】
流路６１０はＩＭＡ１１４に形成され、ＩＭＡ１１４に注入されたガスをチャンバ２３２へ送る。ガスは、チャンバ２３２に充填され、その後に基板２１４に噴射される。図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明した通り、アーム１１８Ｂおよび１２０Ｂは、アーム１１８Ａおよび１２０Ａと同じ態様で、ヒンジ６２４、６２６および６３２によって連結される。磁性流体シール６１４は、ヒンジ６２４、６２６および６３２に設けられてもよく、これにより、アーム１１８Ｂおよび１２０Ｂがヒンジを中心に回転および移動する際に、ガスはアーム１１８Ｂおよび１２０Ｂから漏出しない。アーム１１８Ｂおよび１２０Ｂとヒンジ６２４、６２６および６３２との間の隙間もまた、磁性流体シール６１４によって封止される。
【００４３】
アーム１１８Ｃおよび１２０Ｃは、アーム１１８Ａおよび１２０Ａと同じ構造を有する、ただし、これらアーム１１８Ｃおよび１２０ＣはＩＭＡ１１４の右端部に配置されるため、本明細書では、簡潔のためにこの説明を省略する。
【００４４】
本明細書に記載の実施形態は、垂直に立てられた基板を処理する処理装置に関しているが、その他の実施形態は、サセプタに横臥するか、あるいは、垂直位置に対する傾斜角で横臥する基板を処理してもよい。また、本明細書に記載の実施形態は、同一のアームセットを使用して２つの異なる種類のガスをＩＭＡに注入するが、その他の実施形態は、２つ以上のアームセットを使用して異なる種類のガスを注入してもよい。
【００４５】
その他の実施形態では、同一または異なるガスを噴射および排出するための単一のアームセットを使用してもよい。このために、アームセットは、異なるガスまたは流れの方向を保持するための複数の経路を含んでもよい。
【００４６】
図７は、一実施形態に従う基板２１４を処理するためにＩＭＡ１１４を作動させるプロセスを示すフローチャートである。ガスは、第１アームセット（例えば、アーム１１８Ｂおよび１２０Ｂ）内の経路（例えば、チューブ６３０からなる経路）を介して、ＩＭＡ１１４へ供給される（７１０）。ガスは、ＩＭＡ１１４によって基板２１４に噴射される（７２０）。噴射されるガスは、源前駆体、反応前駆体、パージガスまたはこれらの組み合わせであってもよい。噴射の結果、基板２１４は、ガス分子を吸着してもよく、あるいは、ガスで処理された表面であってもよい。
【００４７】
基板２１４を晒した後に残った余剰ガスはその後、第２アームセット（例えば、アーム１１８Ａおよび１２０Ａ）内の経路（例えば、チューブ５３０からなる経路）を介して、ＩＭＡ１１４から排出される（７３０）。余剰ガスは、ＩＭＡ１１４によって噴射されたガス、または化学的相互作用によって得られた変成ガスを含んでもよい。第２アームセットを使用する代わりに、ガスを供給するための同一のアームセットを使用し、アームセットに形成された他の経路を使用して余剰ガスを排出してもよい。
【００４８】
ＩＭＡ１１４は、基板２１４の異なる部分を噴射されたガスに晒すために、第１駆動機構を使用して移動される（７４０）。一実施形態では、ＩＭＡ１１４は水平に移動する。第１駆動機構は、例えば、リニアモータおよび延長シャフト１０８および１１０を含んでもよい。
【００４９】
ＩＭＡ１１４の移動（７４０）と平行して、第１アームセットおよび第２アームセットは、第２駆動機構を使用して回転される（７５０）。第２駆動機構は、モータ、プーリおよびケーブルを含んでもよい。第１アームおよび第２アームの移動は、ＩＭＡ１１４の水平移動と同期し、これにより、ＩＭＡ１１４に連結されたアームの端部は、第２駆動機構によってＩＭＡ１１４と同じ速度で、かつ同じ方向へ移動する。
【００５０】
一実施形態では、外部ポートとＩＭＡとを連結するアームセットは、２つ以上のアームを含む。プーリは、２つ以上のアームの各々に配置され、ケーブルまたはチェーンによって回転され、ＩＭＡの直線移動に対するアームの移動と同期してもよい。
【００５１】
本発明を、いくつかの実施形態に関して説明してきたが、本発明の範囲内で様々な変形を行うことができる。したがって、本発明の開示は、例示を目的とするものであって、以下の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を限定するものではない。
【図１】
2015517031.tif 000003
【図２Ａ】
2015517031.tif 000004
【図２Ｂ】
2015517031.tif 000005
【図３】
2015517031.tif 000006
【図４Ａ】
2015517031.tif 000007
【図４Ｂ】
2015517031.tif 000008
【図５Ａ】
2015517031.tif 000009
【図５Ｂ】
2015517031.tif 000010
【図６Ａ】
2015517031.tif 000011
【図６Ｂ】
2015517031.tif 000012
【図７】
2015517031.tif 000013
【国際調査報告】
2015517031.tif 000014