(57)【要約】処理環境内に基板を搬送する少なくとも１つの基板キャリヤを含んでいる、基板を処理するための装置と方法が提供される。処理環境内に配置された少なくとも１つの温度制御プレートは、少なくとも１つの基板キャリヤと選択的に連通し、共に基板を外部基板シャトルから処理環境内の基板キャリヤへ移送するとともに処理環境の温度を調節するために用いられる。基板上に選択膜を堆積させるように形成された少なくとも１つの堆積デバイスとアニーリングデバイスは、処理環境内の少なくとも１つの基板キャリヤに近接して配置されている。
2004534379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１枚の基板を処理する装置であって、前記装置は、
処理環境内に基板を搬送する少なくとも1つの基板キャリヤと、
該少なくとも１つの基板キャリヤと選択的に連通している少なくとも１つの温度制御プレートと、
該処理環境内で該少なくとも１つの基板キャリヤの処理通路に近接して位置する少なくとも１つの堆積デバイスであって、該少なくとも１つの堆積デバイスは選択された膜を該基板上に堆積させるよう構成されている、前記少なくとも１つの堆積デバイスと、
を備える装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの基板キャリヤが、
実質的に平坦な基板を受け取る部材であって、該受け取り部材はその中に形成された複数のボアとその上に形成された基板受け取り面とを有する、実質的に平坦な基板を受け取る部材と、
該受け取り部材の下面上に位置する駆動係合部材と、
を更に備える、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの基板キャリヤが、前記処理環境内の第一点と前記処理環境内の第二点の間で基板を搬送するよう構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの温度制御プレートが、
第一加熱デバイスと冷却デバイスのうちの少なくとも１つが形成されたプレートと、
該プレートの係合表面から伸長している複数の伸長ピン部材であって、該伸長ピン部材は前記少なくとも１つの基板キャリヤ内に形成された複数のボアを協同的に係合するよう構成されている、複数の伸長ピン部材と、
を更に備える、請求項１記載の装置。
【請求項５】
該第一加熱デバイスが熱電対と連通している少なくとも1つのヒータを更に備える、請求項４記載の装置。
【請求項６】
該冷却デバイスが、該プレート内に形成された、流体入力と流体出力を有する流体チャネルを更に備える、請求項４記載の装置。
【請求項７】
該係合表面が少なくとも１つのビードブラスト表面と陽極処理表面を更に備える、請求項４記載の装置。
【請求項８】
該基板がアニーリングされるよう該処理環境内に位置する第二加熱デバイスを更に備える、請求項１記載の装置。
【請求項９】
該第二加熱デバイスがレーザ光源を更に備える、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
該レーザ光源がエキシマレーザを更に備える、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
該少なくとも１つの温度制御プレートが該少なくとも１つの基板キャリヤと熱的に連通している、請求項１記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも１枚の基板を処理する方法であって、前記方法は、
基板を少なくとも１つの基板シャトルで処理環境へ搬送するステップと、
該基板を該処理環境内部の基板キャリヤへ移送するステップと、
該基板キャリヤの温度を１つ以上の温度制御プレートで制御するステップと、
該基板を上に有する基板キャリヤを該処理環境内の少なくとも１つの処理ゾーンを通して搬送するステップと、
該基板が該処理環境から取り出されるように、該基板キャリヤから該少なくとも１つの基板シャトルへ該基板を移送するステップと、
を含む方法。
【請求項１３】
該基板を基板キャリヤへ移送するステップが、
選択的に移動可能なプレートの上方に該少なくとも１つの基板シャトルを配置するステップであって、該選択的可動プレートはそこから伸びている複数の伸長部材を有する、前記ステップと、
該選択的可動プレートと該少なくとも1つの基板シャトルとの間に、複数のボアが形成された該基板キャリヤを配置させるステップと、
該選択的可動プレートから伸長する該複数の伸長部材が、該基板キャリヤ内に形成された該複数のボアと協同的に係合し、該選択的可動プレートから部分的に伸長して少なくとも１つの基板シャトルから離れた該基板と係合しかつ持ち上げるように該選択的可動プレートを上昇させるステップと、
該少なくとも１つの基板シャトルを該処理環境から引っ込めるステップと、
該基板キャリヤ内に形成された該複数のボアを通って伸長する該複数の伸長部材が該複数のボアから引っ込むように該選択的可動プレートを下げ、それによって該基板を該基板キャリヤ上に載置させるステップと、
を更に含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
該基板キャリヤの温度を制御するステップが、該選択的可動プレートと該基板キャリヤの接触中に該選択的可動プレートと該基板キャリヤ間の熱エネルギーを伝達するために、該選択的可動プレートを加熱するステップと該選択的可動プレートを冷却させるステップのうちの少なくとも１つを更に含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
該選択的可動プレートを加熱するステップが、該選択的可動プレート内に位置する少なくとも1つの抵抗体ヒータに電気エネルギーを通すステップを更に含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
該選択的可動プレートを冷却するステップが、該選択的可動プレート内の流体チャネルに流体を通すステップを更に含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
該基板キャリヤを少なくとも１つの処理ゾーンを通して搬送するステップが、該基板キャリヤを膜堆積ゾーンとアニーリングゾーンを通して移動させるステップを更に含み、該膜堆積ゾーンと該アニーリングゾーンが共に該処理環境内に含まれている、請求項１２記載の方法。
【請求項１８】
該基板を該少なくとも１つの基板シャトルに移送するステップが、
該基板キャリヤと係合させるように選択的可動プレートを上昇させるステップであって、該選択的可動プレートがそこから伸長している複数の伸長部材を有し、該複数の伸長部材が該基板キャリヤ内に形成された複数のボアと協同的に係合しかつそれを通って伸長して該基板を該基板キャリヤの上方に上昇させる、前記ステップと、
該基板の下方に該少なくとも１つの基板シャトルを配置させるステップと、
該選択的可動プレートから伸長している該複数の伸長部材が該基板キャリヤ内に形成された該複数のボアから引っ込むように該選択的可動プレートを下げ、それによって該基板を該少なくとも１つの基板シャトル上に下げるステップと、
該基板を上に有する該少なくとも１つの基板シャトルを該処理環境から引っ込めるステップと、
を更に含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１９】
該選択的可動プレートを上昇させるステップは、該選択的可動プレートが該基板キャリヤと係合している間、該基板キャリヤの温度を制御するステップを更に含む、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
温度を制御するステップが、該選択的可動プレートと該基板キャリヤの接触中に該選択的可動プレートと該基板キャリヤ間の熱エネルギーを伝達するために、該選択的可動プレートを加熱するステップと該選択的可動プレートを冷却させるステップのうちの少なくとも１つを更に含む、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
基板上にポリシリコン膜を形成する方法であって、前記方法は、
基板を処理環境へ装填するステップと、
該基板を該処理環境内の少なくとも１つの堆積供給源にさらすステップと、
該基板を該処理環境内のアニーリングデバイスにさらすステップと、
該基板を該処理環境から取り出すステップと、
を含む方法。
【請求項２２】
該装填ステップが、
該基板を入口ロードロックチャンバ内のシャトル上に載置するステップと、
該入口ロードロックチャンバ内に真空を生じさせるステップと、
該入口ロードロックチャンバと該処理環境との間の独立バルブを開放するステップと、
該シャトルを該処理環境へ移動させるステップと、
該基板を該シャトルから該処理環境内のキャリヤへ移送するステップと、
該シャトルを該ロードチャンバへ引っ込めるステップと、
該独立バルブを閉鎖するステップと、
を更に含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
該処理環境内で該基板の温度を調節するステップを更に含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２４】
温度を調節するステップが、該基板が配置されているキャリヤを、該キャリヤと熱エネルギーを交換するよう構成されている温度制御プレートと接触させるステップを更に含む、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
該キャリヤを接触させるステップが、該温度制御プレートに流体を通してその温度を下げるステップと、該温度制御プレート内の少なくとも１つの抵抗加熱デバイスに電流を通してその温度を上げるステップのうちの少なくとも１つを更に含む、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
該基板を少なくとも１つの堆積供給源にさらすステップが、
該基板上に酸化シリコン膜を堆積するよう構成されている第一堆積供給源に該基板をさらすステップと、
該基板上に酸化シリコン膜を堆積するよう構成されている第二堆積供給源に該基板をさらすステップと、
該基板上にアモルファスシリコン膜を堆積するよう構成されている第三堆積供給源に該基板をさらすステップと、
を更に含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２７】
該基板を第一堆積供給源と第二堆積供給源にさらすステップが、厚さが約３０００オングストロームである累積酸化シリコン膜を該基板上に堆積するステップを更に含む、請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
該基板を第三堆積供給源にさらすステップが、厚さが少なくとも２５０オングストロームであるアモルファスシリコン層を該基板上に堆積するステップを更に含む、請求項２６記載の方法。
【請求項２９】
該基板をアニーリングデバイスにさらすステップが、該処理環境内に配置されているエキシマレーザに該基板をさらすステップを更に含んでいる、請求項２１記載の方法。
【請求項３０】
該基板を該処理環境から取り出すステップが、
出口ロードロックチャンバ内に真空を生じさせるステップと、
該出口ロードロックチャンバと該処理環境との間の独立バルブを開放するステップと、
シャトルを該処理環境へ移動させるステップと、
該基板をキャリヤから該シャトルへ移送するステップと、
該シャトルを該処理環境から引っ込めるステップと、
該独立バルブを閉鎖するステップと、
を更に含む、請求項２１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、１９９９年１１月３日出願の同時係属中の米国特許出願第０９／４３２,５４４号の一部継続（ＣＩＰ）出願である。この先の出願内容は本明細書に含まれるものとする。
【発明の分野】
【０００２】
本発明は半導体処理の分野に関する。更に詳細には、本発明は、半導体処理システムによって基板を搬送する装置及び方法であって、温度制御機構を含む、前記装置及び方法に関する。更に、本発明は、ポリシリコン膜を形成するために半導体処理システムによって基板を搬送するための装置及び方法に関する。
【関連技術の背景】
【０００３】
半導体工業において、処理システムによって基板を搬送する主な方法として、一般的に２つの方法がある。従来の方法の１つは、図１に示したような“クラスタツール”構造を用いるものである。クラスタツールの基本構造は、一般的には、モジュラ、マルチチャンバ、集積処理システムを意味する。この種の処理システムは、中央のウエハハンドリング真空チャンバ２０、３２、周辺装置である多数の処理チャンバ２４、２６、２８、３６を典型的に含んでいる。これらの周辺装置２４、２６、２８、３６は、一般的に中央チャンバの周囲に１箇所にまとめて配置される。処理される複数の基板又はウエハ２２は、一般的にカセット１０に収納され、ロードロック１２、１４からロード／アンロードされ、周囲条件中に曝されることなく様々な処理チャンバ内で真空条件で処理される。処理されるウエハ２２の搬送は、一般的にウエハハンドリング真空チャンバ２０内の中央に集められたロボット１６、又は２番目のウエハハンドリング真空チャンバ３２内のロボット３０により処理される。どちらの場合も一般的に真空条件に保たれる。処理及びウエハの動きを制御するために、マイクロプロセッサコントローラ３８と付随するソフトウェアが用いられる。動作中のクラスタツール構造は、一般的にカセット１０から基板を受け取り、所望の材料及びウエハ上にパターンを形成するために、中央のウエハハンドリングチャンバ２０、３２及び周辺処理チャンバ２４、２６、２８、３６によって、所定の順序で基板を処理するものである。その後、基板はカセット１０に戻される。
【０００４】
クラスタツール構造は、一般的に、比較的小さい基板を処理することが好ましいが、２番目の方法、“インライン”システムとして知られる基板処理法は、一般的により大きな基板を処理することが好ましい。これらのより大きい基板は、例えば、ガラス、セラミックプレート、プラスチックシート、又はディスク上に形成されてもよいが、しばしばアクティブマトリクス駆動のテレビ、コンピュータディスプレイ、液晶ディスプレイパネル（ＬＣＤ）、及び他のディスプレイの形態のフラットパネルタイプのディスプレイ製造に用いられる。一般的なフラットパネルタイプのディスプレイの担体として用いられる典型的なガラス基板は約６８０ｍｍ×８８０ｍｍの大きさの場合がある。他のディスプレイ用途では、基板のサイズは実質的により大きくてもよく、ディスプレイの特定のサイズの支持体として求められる大きさでよい。
【０００５】
図２は、典型的なモジュラ・インラインシステム４０の概略側面図である。この種の処理システムは、ロードチャンバ４６とアンロードチャンバ４８の間に配置された一般的に連続又はインライン配置の処理チャンバ４２、４４を含んでいる。昇降機５０は、ロードチャンバ４６の入口に配置され、他の昇降機５２は、アンロードチャンバ４８の出口に配置される。処理チャンバ４２、４４は化学気相成長（ＣＶＤ）チャンバ、物理気相成長（ＰＶＤ）、エッチチャンバ、及び／又は他の堆積処理チャンバのような堆積チャンバを含んでもよい。キャリヤ・リターンライン５８は、処理チャンバ４２、４４の上方に配置され、昇降機５０、５２に結合される。処理チャンバ４２、４４は、典型的には、真空又は低圧に保たれ、図３に示されるように独立した１以上のバルブ６０、６２、６４、６６及び６８によって分離されている。図４及び図５に示されるように、複数の基板５４、５６、７０、７２は、典型的にキャリヤ７４で支持される。独立バルブ６０、６２、６４、６６、６８は一般的に個々のチャンバがお互いに閉鎖系となるように密閉されるために、基板５４、５６がバルブを通って隣のステーションに移送されるときは、開放系で移送することができる。
【０００６】
図２に示されるように、キャリヤ７４は、昇降機５０に隣接して配置される。昇降機５０では、受け取りステーション５１において基板５４、５６、７０、７２が、キャリヤ７４の上に手動で装填される。昇降機５０への扉（図示せず）が開かれると、キャリヤ７４は、昇降機内のトラック（図示せず）上に置かれる。昇降機５０内の温度と圧力は、典型的には、周囲条件である。独立バルブ６０が開かれると、キャリヤ７４はロードチャンバ４６中のトラックに移動可能となる。ロードチャンバ４６は密閉され、典型的には、ＣＶＤ処理の場合は約１０ｍＴｏｒｒ〜約５０ｍＴｏｒｒ、ＰＶＤ処理の場合は約１ｍＴｏｒｒ〜約５ｍＴｏｒｒの範囲になるまで真空にひかれる。他の独立バルブ６２が開かれると、キャリヤ７４は処理チャンバ４２中に移動する。処理チャンバ４２において、処理に適した温度にまで基板を加熱してもよい。他の独立バルブ６４が開かれると、キャリヤ７４は処理チャンバ４４中のトラックに沿って移動する。処理チャンバ４４がスパッタリング処理チャンバである場合は、チャンバは、複数のターゲット７６、７８を備えてもよい。該ターゲット７６、７８は、それぞれのターゲットに隣接したトラックに沿って基板が移動するときに、基板と向き合うターゲットの表面から基板５４、５６、７０、７２の表面へ物質をスパッタ付着させる。各スパッタターゲットは、基板に面する側でアノード（典型的にはターゲット）又はカソード（典型的には接地したチャンバ壁）間で発生させたイオン化ガス原子（イオン）の照射を受けると、ターゲット原子が遊離して、基板に向い、基板上に堆積する。各ターゲットは、好ましくは、一般的にターゲット面と平行に磁力線を発生させることにより、スパッタ速度を増進させるために、基板から離れてターゲットの背面側に磁石（図示せず）が配置される。磁石周囲では電子がスピントラックで捕捉され、スパッタのためのガス原子が衝突及びイオン化する確率を上昇させる。それから基板５４、５６、７０、７２は、独立バルブ６６を通って、アンロードチャンバ４８へ運ばれる。独立バルブ６６が閉じられると、それによって処理チャンバ４４はアンロードチャンバ４８から密閉される。独立バルブ６８が開かれることによって、キャリヤ７４はアンロードチャンバ４８から移動し、基板５４、５６、７０及び７２は典型的に手動でキャリヤ７４からアンロードされる。基板は、また、アンロードチャンバ中に留まるため、その間、基板を冷やすことができる。基板がアンロードされた後、キャリヤ７４は昇降機５２に入る。昇降機５２は、キャリヤ７４をキャリヤ・リターンライン５８へ持ち上げる。キャリヤ・リターンライン５８中のトラック装置（図示せず）は、キャリヤを昇降機５０へ戻し、昇降機５０は、次に処理する基板のバッチを受け入れるために、処理装置の向こう側にある受け取りステーション５１中にキャリヤを下げる。
【０００７】
インライン装置４０は、現在基板の搬送と生産に使われているが、この種のインライン装置にはいくつかの不都合がある。特に、キャリヤが処理環境（真空中）から昇降機５０、５２の大気中に移動し、それから又、処理環境に戻ることにより生ずる熱循環に、キャリヤ７４が曝される。熱循環により、堆積材料が剥がれ落ちそうになるか又はキャリヤ７４から除去され、基板上に望まないパーティクルコンタミネーションが発生する。更に、露出したトラック装置を用いると、処理チャンバ部分と装置の大気部分の両方ともが発生したコンタミネーションに曝されることとなる。更に、昇降機とトラック装置を用いると、装置の複雑さの程度が上がり、その結果、故障が発生しないように、様々な移動構成部品のメンテナンスを付加的に行うこととなる。更に、キャリヤ７４が真空環境と大気圧環境とを循環するため、周囲条件環境中の周囲条件ガスがキャリヤ７４に吸収される傾向にあり、吸収された大気環境ガスがキャリヤ７４から真空環境中へ放出されると、チャンバ圧が上昇し、堆積膜層のコンタミネーションを引き起こす。キャリヤ７４の熱循環に加えて、複数の基板が処理されるにつれ、典型的に、キャリヤ７４の平均温度は上昇し、処理環境中において周囲条件よりも高い温度で処理されることとなる。処理チャンバ中のほとんどのプロセスが温度に依存するプロセスであるために、キャリヤ温度が上昇すると、不均一な膜形成を生じる堆積プロセスとなる可能性が高く、キャリヤ７４から熱が移動すると、基板及び／又はプロセス特性に影響を与える可能性がある。この基板温度の制御不可能な変化の結果、生産サイクルの最初に作られた膜と最後に作られた膜とが異なる可能性がある。現在のところ、典型的なインライン装置の課題は、隣接処理チャンバプロセス間のコンタミネーションであり、特に反応性堆積プロセスで用いられるチャンバのコンタミネーションである。反応性処理は、一般的に２つ以上の成分の適切な混合比に依存するものであり、それ故、隣接する処理領域からの他の成分の流入によって、反応性処理が不安定になり及び／又は片方又は両方の処理領域の堆積特性に悪影響を与える。
【０００８】
したがって、本インライン処理システムにおいては明らかに不利な点が発生するという観点から、インラインシステムと基板処理方法には依然として改良が求められている。特に、複数のインライン堆積領域を通して比較的大きく平滑な基板を処理可能なインラインシステムの改良が求められている。更に、大きなフラットパネルディスプレイにも使用可能な十分な大きさの基板を処理することが可能なインライン処理システムが求められている。
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、一般的には、少なくとも１つの処理チャンバにおいて主として配置されたキャリヤと、処理チャンバとロードロックチャンバとの間に基板を移送する少なくとも１つの往復するシャトルを有する基板処理システムを提供する。基板を処理するモジュラチャンバの本質的なインラインシリーズを形成するために、複数の処理チャンバ、ロードロックチャンバ、他のチャンバを結合し得る。本発明のキャリヤは、一般的には処理環境にのみ曝される。即ち、キャリヤは、一般的には、処理しないチャンバ内へは往復しない。それ故、基板の連続的な連結処理間でのキャリヤの熱循環が抑制され、或いは排除することができる。キャリヤは、密閉されたトラックに沿って処理チャンバ内で可逆的に移動する。複数の処理領域は、区切りによって分離されているため、複数の処理方式が汚染されることなく同じ処理チャンバで起こる。更に、本発明のキャリヤの動作温度は、所定のキャリヤ温度を達成するために、キャリヤへ／キャリヤからの熱を放射及び／又は吸収するように形成された１つ以上の温度制御プレートにより制御される。
【００１０】
一実施形態においては、本発明は、基板を処理する装置であって、処理環境中で基板を搬送する少なくとも１つの基板キャリヤと、選択的にキャリヤと連通している少なくとも１つの温度制御プレートと、少なくとも１つの基板キャリヤと近接して配置された少なくとも１つの堆積デバイスとを含む、前記装置を提供する。少なくとも１つの堆積デバイスは、一般的には、基板上に選択的な膜を堆積するように形成されている。
【００１１】
他の実施形態では、本発明は、基板を処理する方法であって、処理環境中の少なくとも１つの基板キャリヤ上に基板を搬送するステップと、処理環境中の基板支持プレートに基板を移送するステップとを含む、前記方法を提供する。更に、基板を積載した基板支持プレートを処理環境中の少なくとも１つの処理ゾーンを通って搬送するステップと、基板を処理環境から除去するために、基板を基板支持プレートから少なくとも１つの基板キャリヤへと搬送するステップも提供される。
【００１２】
他の実施形態では、本発明は、ポリシリコン膜を形成する方法であって、処理環境中に基板をロードするステップと、処理環境中の少なくとも１つの堆積源に基板を曝すステップと、処理環境中のアニーリングシステムに基板を曝すステップと、処理環境から基板を取り外すステップとを含む、前記方法を提供する。更に、該方法は、１つ以上の温度制御プレートを用いることによって、基板の温度を維持及び／又は制御するステップも含む。
【００１３】
本発明の上記特徴、利点、及び目的が得られる方法を十分に理解し得るように、上記に簡単に要約した本発明の具体的な説明は、添付した図面に示されている例示的な実施形態によって示されることができる。
【００１４】
しかし、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態を示しているものであり、従って本発明の範囲を制限するものではないことに注意が必要である。本発明は、他の同等の効果を有する実施形態をも認めるものである。
【好適実施形態の詳細な説明】
【００１５】
本発明は、一般的には、１つ以上のチャンバを通って基板を支持し移送するために１つ以上の相互接続したちチャンバと基板キャリヤがシステム内に配置された連続インライン処理システムを提供する。各々のチャンバのアラインメントは一般に線形であるが、例えば、連続的な円形か楕円形のような様々な連続タイプの配置がこの発明の範囲内にはっきりと企図される。一態様においては、本発明は、処理システムの対向する端に位置したロードとアンロードのロードロックチャンバを含んでいる。処理システムにおいて基板キャリヤ間で基板を移送させるために各ロードロックチャンバ内に搬送シャトルを配置させることができる。また、反応性プロセスや非反応性プロセスを、プロセスチャンバ内のプロセスゾーン間の区切りの使用によって単一処理チャンバ内で行うことができる。区切りによって各不連続プロセス間に従来の独立バルブを含めずに反応性処理を生じさせることができる。
【００１６】
図６と図７は、それぞれ典型的な線形連続堆積システム９０を示す上面図と側面図である。システム９０は、一端に入口ロードロックチャンバ９２と、もう一端に配置された出口ロードロックチャンバ９４と、空間をほとんど占めている少なくとも１つの連続プロセスチャンバ９６を含んでいる。入口ロードロックチャンバ９２は、独立バルブ９８の活性化によってプロセスチャンバ９６から選択的に分離する。入口ロードロックチャンバ９２は、また、ロボット１１０によって使用される受け取りステーション１０６を開放するバルブ１０２を含んでもよい。ロボット１１０は、入口ロードロックチャンバ９２に基板１１４を渡すために作動させる。同様に、出口ロードロックチャンバ９４は、独立バルブ１００の活性化によってプロセスチャンバ９６から選択的に分離することもできる。出口ロードロックチャンバ９４は、また、他のロボット１１２によって使用される受け取りステーション１０８を開放するバルブ１０４を含むことができる。それ故、ロボット１１２は出口ロードロックチャンバ９４から１つ以上の基板１１４を回収するために作動させることができる。また、システムは、それぞれのチャンバに隣接して配置されたトラックに沿って移動させることにより両ロードロックチャンバを使用するトラック型ロボットを含むことができる。ロボットは一般に大気ロボットと呼ばれ、モデルは、ＭＥＣＳ、ＲＯＲＴＺ、ＪＥＬ、ダイヘン、コマツおよび他の周知の製造業者のような製造業者から市販されている。
【００１７】
少なくとも１つのシャトル１１８は入口ロードロックチャンバ９２に位置することができ、少なくとも１つのシャトル１２０は出口ロードロックチャンバ９４に位置することができる。シャトル１１８と１２０は、１つ以上の可逆的なモータ及び／又はギアアセンブリの使用によって処理チャンバ９６の中へロードロックチャンバ９２と９４内外で移動可能である。この運動は、シャトル１１８と１２０をプロセスチャンバ９６の中もしくは外へ基板を移送させ、続いて処理チャンバから各々のロードロックチャンバへ引っ込めることを可能にする。少なくとも１つのキャリヤ１２２は、プロセスチャンバ９６内に連続的に置かれる。即ち、キャリヤ１２２は、一般的には、装填プロセス、堆積プロセス、アンロードプロセス全体にプロセスチャンバ内に保たれる。堆積プロセス中に基板を支持するために一般に使われるキャリヤ１２２は、典型的に両方向に移動可能である。即ち、入口ロードロックチャンバ９２と出口ロードロックチャンバ９４の両方向にもしくはプロセスチャンバ９６内を横切って可逆的である。更に、基板受け取り部材として作動させるキャリヤ１２２は、受け取り部材の上部に基板を係合／保持するための基板受け取り面と受け取り部材の底部に駆動係合部材を有し、いずれも本明細書に更に記載される。
【００１８】
図６と図７に示される典型的な本実施形態においては、３つのトラックがシャトル１１８、１２０とキャリヤ１２２を移動させるためにシステム９０に配置されている。それぞれのトラックは、一般的には、複数のガイドローラ１２６ａ〜ｐ（本明細書ではおおまかにガイドローラ１２６と呼ぶ）とピニオンギア１２８ａ〜ｈ（本明細書ではおおまかにピニオン１２８と呼ぶ）を含んでいる。トラック１２３と１２５は、プロセスチャンバ９６と各々のロードロックチャンバと間のシャトル１１８と１２０の運動の支持する。第三キャリヤトラック１２４は、プロセスチャンバ９６内に移動するためのキャリヤ１２２を支持する。複数のガイドローラ及び／又はピニオンギアを整列させると、トラックが形成され、サイドガイドレール（図示されていない）を含むように形成することができる。それぞれのトラックに沿ったガイドローラ１２６とピニオンギア１２８の量は、チャンバの長さ、シャトルやキャリヤの長さ、基板のサイズのような要因に依存して変えることができる。シャトルトラック１２３は、入口ロードロックチャンバ９２内に配置され、処理チャンバ９６へ伸長し、よって、シャトル１１８が処理チャンバ９６へ基板１１４を移送することができる。シャトルトラック１２３は、一般的には、システム９０の下部に配置されたガイドローラ１２６とピニオンギア１２８を含み、チャンバ９２と９６との間にシャトル１１８を移動するための通路を与える。同様に、他のシャトルトラック１２５は、一般的には、出口ロードロックチャンバ９４に位置し、プロセスチャンバ内に伸びる。シャトルトラック１２５は、複数のガイドローラ１２６とピニオンギア１２８を含み、チャンバ９４と９６との間にシャトルを移動するための通路を与える。キャリヤトラック１２４は、一般的には、独立バルブ９８と１００との間に伸びるので、基板が処理されるようにチャンバ９６内のキャリヤ１２２を移動するための連続的通路を与える。キャリヤトラック１２４は、一般的には、シャトルトラック１２３と１２５より幅が狭く、複数のガイドローラ１２６とピニオンギア１２８を含んでいる。キャリヤトラック１２４のより狭い幅により、キャリヤ１２２はシャトルとキャリヤの間に基板を搬送するためにシャトル１１８と１２０の下に位置することができる。ガイドローラ１２６とピニオンギア１２８は適切な間隔でトラック１２３、１２４、１２５に沿って隔置することができるので、キャリヤとシャトルがそれぞれのトラックに沿って移動するようにキャリヤ１２２とシャトル１１８と１２０上の各レールは少なくとも２点で支持されている。キャリヤトラック１２４はトラック１２３と１２５とは異なる幅、即ち、トラックレール間の間隔を備えたトラックとして示されているが、様々な他の配置やメカニズムはロードロックチャンバ９２と９４とプロセスチャンバ９６との間に基板を送るために用いることができる。例えば、トラックの代わりのものはカンチレバ取り付けアセンブリ、ロボット及びＶ字形のシャトル及び／又はロボット１１０、１１２のロボット翼に類似したキャリヤであってもよい。
【００１９】
ピンプレート１３２は、入口ロードロックチャンバ９２に隣接したプロセスチャンバの装填端に近接して置かれる。ピンプレート１３２は、一般的にはアルミニウム又は銅のような熱導電材料から製造される。ピンプレート１３２は、一般的には、シャフト１３６と、ピンプレート１３２の選択的運動を促進するために作動させるリフトモータ１４０に結合している。複数のピン１４４は、ピンプレート１３２の外面からほぼ直角の方向へ伸びる。更に、ピンプレート１３２の温度は、例えば、発熱を伴う機械的／化学的装置及び／又は図１３ａ、１３ｂ、１５、１６に一般的に示されるように、冷却材入口ライン１４８と出口ライン１５０によって受け取られる内部に流れる吸熱／発熱流体の使用によって制御することができる。図１３ａは、ピンプレート１３２から熱を除去するために用いることができ、流体の温度がピンプレート１３２の温度未満である、流路がそれを通って流れる流体を受け取るために形成された典型的なピンプレート１３２を示す図である。図１３ｂは、所望される場合には、ピンプレート１３２の温度を上げるために協同的に作動させることができる、内部ヒータ１４９と、外部ヒータ１２１と、熱電対１５３がある典型的なピンプレート１３２を示す図である。温度のこの増加は、例えば、チャンバ９６内の所望の処理パラメーターを作成するために、基板１１４か又はキャリヤ１２２の温度を増加させるために用いることができる。更に、所望される場合には、ヒータ１４９と、ピンプレート１３２の入口１４８と出口１５０を相互接続する流体チャンネルの双方を、にピンプレート１３２を選択的に加熱及び／又は冷却するために協同して用いることができる。流体チャンネルは、商標名Ｓｗａｇｅｌｏｃｋ（登録商標）やＶＣＲ（登録商標）として入手しうる真空対応コネクターによって入口１４８と出口１５０に接続することができる。更に、チャンネルを通過すべき流体がソースとドレインまで流体チャンネルを接続している入口ラインと出口のラインは、ピンプレート１３２に直接接続することができる。また、流体供給ラインとドレインラインは、ピンプレート１３２へのシャフト１３６の内部によって経路を決めることができる。更に、ピンプレート１３２の加熱又は冷却は、処理チャンバ９６内の周囲温度を上昇又は下降させるために用いることができる。更に、図１３ａに示される流路は、冷却流体と用いるために記載されているが、流路はピンプレート１３２の温度より高い流体を受け取るために用いられてもよく、よってピンプレート１３２及び／又は周囲チャンバコンポーネント及び／又は基板を加熱する。更に、図１３ａと図１３ｂは例示的なヒータと冷却流路配置を示す図であるが、ヒータと流路の様々な代替的配置及び／又はデバイスは、本発明の範囲内で企図される。
【００２０】
ピンプレート１３２と構造が類似したピンプレート１３４は、出口ロードロックチャンバ９４に隣接したプレート１３２からプロセスチャンバ９６の反対の端に配置されている。ピンプレート１３４はシャフト１３８とリフトモータ１４２に結合し、プレート１３４からほぼ直角の向きに伸びる複数のピン１４６を含んでいる。同様に、プレート１３２に関して記載されるように、ピンプレート１３４の温度は、入口ライン１５２と出口ライン１５４を通る発熱デバイス及び／又は内部流動発熱流体の使用によって制御することができる。それ故、基板１１４がキャリヤ１２２上のプロセスチャンバ９６へ装填されると、処理チャンバ及び／又は基板の温度を選択的に調節するために作動させつつ、１つ以上の温度制御プレート１３２、１３４をシャトルからキャリヤまで基板を一緒に移送するために用いることができる（次に記載される）。
【００２１】
図７と図２８に示されるように、例示的な本実施形態の処理チャンバは１つ以上の処理ゾーンを含むことができ、基板が通過するにつれて１つ以上の処理環境を維持することができる。例えば、１つ以上のターゲット１５６、１５８、１６０、１６２は、例えば、処理チャンバ９６がスパッタチャンバである場合には、プロセスチャンバ９６内の基板１１４及び／又はキャリヤ１２２上に配置することができる。同様に、ＣＶＤ又はエッチ処理のためのシャワーヘッド（図示せず）は、他のタイプの処理に必要な他のコンポーネントと共に、処理配置が必要であるように基板１１４及び／又はキャリヤ２２上に配置することができる。仕切り１７１、１７３、１７５、１７７、１７９は、各々のターゲット１５６、１５８、１６０、１６２の各々に近接して、ターゲット１５６と１６２各々の隣接していない側に配置されてもよい。仕切り１７１、１７３、１７５、１７７、１７９は、プロセスチャンバ９６内の４つの処理ゾーン１７２、１７４、１７６、１７８のような一連の処理ゾーンを画成するために隣接したターゲットから各ターゲットを物理的に分けるために形成される。基板の一部、即ち、十分な幅と部分的な長さだけが、単一ゾーンのプロセス環境に同時にさらされるので、各ゾーンの長さは、それを通って運ばれる基板の直線的寸法より短くてもよい。それ故、例示的な本配置においては、基板１１４は、基板１１４上の種々の場所の多数の処理ゾーンに同時にさらされることができる。１つを超える処理チャンバ９６を備えたシステムの場合、１つ以上の処理ゾーンを各プロセスチャンバ内に含めることができる。
【００２２】
独立バルブを通って他のプロセスチャンバへ入ることを必要とせずに処理されている基板が一つの処理ゾーンから他の処理ゾーンへ移動することができるように、処理ゾーン１７２、１７４、１７６、１７８より低い部分はプロセスチャンバ９６の処理環境に通常開いている。基板１１４はチャンバ９６を通って処理されているので、各仕切りは、処理される基板１１４に密接に近接した位置、例えば、基板１１４から約１ｍｍ〜約５ｍｍ離れていてもよい位置に通常伸びている。１つの処理ゾーンからの元素が他のゾーンに入りコンタミネーションを引き起こすことを通常は禁じつつ、この種類の分離はゾーン間の基板１１４の搬送を可能にする。更に、具体的な処理ゾーンへ１種又は複数の反応性ガスを導入するために１つ以上のガス入口１６５を含むことにより反応性プロセスを与えるようにに処理ゾーンの１つ以上が適合していてもよい。反応性ガスを処理ゾーンへ導入しないことにより反応性処理に用いられた同じ処理ゾーンが一般に非反応性処理に用いることができ、非反応性処理プロセスに必要なコンポーネントに関して干渉させないために、ガス入口１６５及び／又は他の反応性処理関連コンポーネントが非反応性プロセスに必要なコンポーネントを妨害しないように適切に配置される。
【００２３】
基板処理が一連の処理ゾーンを通って行われる結果として、大きな基板の場合、特に入口ロードロックチャンバ９２に隣接した独立バルブ９８は、バルブ９８に近接した空間をなお占めつつ、１つを超える処理ゾーン１７２、１７４、１７６、１７８通って移動する基板に隙間を与えるために部分的に開いていてもよい。同様に、出口ロードロックチャンバ９４に隣接した独立バルブ１００は、チャンバ９６を通って進む大きな基板に縦の隙間を更に与えるために部分的に開いていてもよい。また、キャリヤ１２２の搬送速度又は搬送率は、処理装置の一端から、処理ゾーンへ／処理ゾーンからトラック１２４に沿って運ばれる、又は具体的な処理ゾーンを通って処理されるもう一端へ単に縦に移送されるかによって変動し得る。処理中に具体的な処理ゾーンを通って基板が進む速度は、一般的には、所望の堆積厚さ又はプロセス速度時間とプロセス領域における基板上の各ポイントの時間の乗数に基づくエッチングの完了を得るよう選ばれる。堆積領域を通るキャリヤ１２２の速度は、例えば、堆積中で約５ｍｍ／ｓｅｃ〜２０ｍｍ／ｓｅｃ、搬送中で約１００ｍｍ／ｓｅｃから２００ｍｍ／ｓｅｃの範囲内にあってもよい。それ故、基板１１４は、具体的な堆積領域内の間基板１１４に所望の膜厚を適切に堆積するように特に計算された速度で進むが、基板１１４が堆積領域内にもはやない場合、速度を速くすることができる。これにより基板１１４を非堆積プロセス中に速やかに搬送することができるので、効率よくすることが可能である。
【００２４】
コントローラ９１は、基板キャリヤの運動、ピンプレート、シャトル、トラック上のピニオン、バルブ、又は他の付随するシステム特徴のようなシステムでの様々な機能を制御するために用いることができる。コントローラ９１は、ハードディスクドライブの形をしていてもよいメモリーに記憶されたシステムコントロールソフトウェアを実行するために形成されたプログラムに組めるマイクロプロセッサを含めてもよく、アナログとディジタルの入力／出力ボードと、インタフェースボードと、ステッパモータコントローラボード（図示せず）と、他の既知のコントロールコンポーネントとを含めることができる。コントローラ９１は、システムのコンポーネントに対する電力を制御することができ、オペレーターがモニタしシステムの動作を変えることを可能にするパネルを含むことができる。光学及び／又は磁気センサ（図示せず）は、一般的には、コントローラと協同で移動可能な構造とアセンブリの位置を移動させ決定するために用いることができる。
【００２５】
図８は、各々の入口及び／又は出口ロードロックチャンバ９２、９４に配置することができる例示的なシャトル１１８の概略透視図である。各々のシャトル１１８は、一般的には、第一側面１９４と第二側面１９６と共に、第一端１９０と第一端に対向する第二端１９２を含んでいる。複数の支持フィンガ１９８ａ〜ｆ（本明細書ではおおまかに支持フィンガ１９８と呼ぶ）は、一般的には、側面１９４、１９６と端１９０、１９２に対して横又は角度で横のようにシャトル１１８の外周から内向きに伸びる。各シャトルは、第一側面１９４に沿った第一サイドレール２００と第二側面１９６に沿った第二サイドレール２０２を含んでもよい。サイドレール２００、２０２は相互にほぼ並列で交差部材２１７、２１８によって相互に隔置される。交差部材２１７と２１８は、一般的には、ピンプレート１３２、１３４が支持フィンガ１９８から基板１１４を持ち上げることを可能にするシステムで処理される基板の厚さより長い距離によってフィンガ１９８から隔置される。その後、シャトル１１８、１２０は、それぞれのピンプレート１３２、１３４から引っ込めることができ、それぞれのピンプレート１３２、１３４は基板１１４を支持し続ける。そのため、シャトル１１８からキャリヤ１２２への搬送時に基板１１４は、フィンガ１９８から持ち上げられ、基板１１４がシャトル１１８による支持体から完全に取り除かれ、キャリヤ１２２上に置かれるように交差部材２１８及び２１７の１つの下に搬送される。シャトル１１８のサイドレール２００と２０２は、シャトル１１８に動きを与えるために、それぞれより低い表面２０９、２１０上に歯付きラック２０６と２０８を含むことができる。歯付きラック２０６と２０６は、それぞれ歯２０４と２０５を含み、それらは回転するピニオンギア１２８と係合するように適合している。図９の中で示されるように、各レール上の内向き段状表面２１４、２１６は密閉ガイドローラ１２６と係合するように適合している。
【００２６】
支持フィンガ１９８の端は、フィンガから基板１１４が支持される上に上向きに伸長する１つ以上の支持パッド２２０а〜ｆ（おおまかには支持パッド２２０）を含むことができる。フィンガガイド２２２а〜ｆ（おおまかにはフィンガガイド２２２）は支持パッド２２０から外向きに配置され、基板１１４を横に配置し得る表面を形成する。支持フィンガ１９８は、ピンプレート１３２内のピン１４４がフィンガ１９８の上の基板１１４と係合し支持させることができるシャトル１１８上に位置している。ピン１４４による基板１１４の係合時に、シャトル１１８はプロセスチャンバ９６から引っ込むことができ、ピン１４４によって支持された基板１１４が残る。それ故、支持フィンガ１９８と交差部材２１７、２１８の下部は、一般的には、シャトル１１８を基板搬送のためにキャリヤ１２２より上に配置することができる、図６に示されるキャリヤ１２２の基板受け取り上面より高い位置に配置される。シャトル１１８は、約６００℃以上の温度にさらされるので、シャトル１１８はステンレス鋼、セラミック、Ｉｎｖａｒ３６（登録商標）、又はフィルム堆積プロセス環境に適した他の温度抵抗性材料で製造することができる。同様に、支持パッド２２０はセラミック、ステンレス鋼、石英、又は他の温度抵抗性材料のような材料で製造されることが好ましい。上の説明は一般に入口ロードロックチャンバ９２内のシャトル１１８に関するが、出口ロードロックチャンバ９４内に位置するシャトル１２０は、シャトル１１８の設計と構成が同様である。
【００２７】
図９はレール２００とトラック１２３又は１２５の配置を示すチャンバの部分的概略断面図である。密閉スロット２３０は、シャトル１１８のレール２００を内壁の開口２３４へ伸長することができる内部チャンバ壁２３３に配置することができる。レール２００の内側部分２１４は、図６に示されるトラック１２３及び１２５ようなガイドローラ１２６と係合することができる。スロット２３０は、また、トラック１２３と１２５のコンポーネントから処理環境をおおむね分離することによりガイドローラ１２６に起因するコンタミネーションを減少させ、パーティクルがレールコンポーネントから剥がれ、基板処理領域に落ちる可能性を減少させる。本明細書に詳述されないが、同様の配置はトラック１２４上のキャリヤ１２２も備えることができる。
【００２８】
図１０はピニオン１２８がシャトル１１８と係合している他のチャンバ概略断面図である。外部チャンバ壁はこの概略図に示されていない。駆動機構２４０は、チャンバ９２へ伸びるドライブシャフトアセンブリ２４４に結合した入口ロードロックチャンバ９２のような具体的なチャンバの内部壁２３３の外部のモータ２４２を含んでいる。モータ２４２は、異なる向きにシャトル及び／又はキャリヤを移動させることができる可逆的なモータであり得る。モータは可逆的でもよい１つ以上のギアボックスを含むことができる。ドライブシャフトアセンブリ２４４は、付随したチャンバの第一側面２３２’ に隣接した第一ピニオン１２８’ と第二サイドに隣接した第二ピニオンに結合することができる。ドライブシャフトアセンブリ２４４は、第一ピニオン１２８の内側に配置された第一ガイドローラ１２６’ と第二ピニオン１２８’ の内側に配置された第二ガイドローラに結合することができる。図９に示されるように、ピニオン１２８は歯付きラック２０６とかみ合わせるように形成され、ピニオン１２８’ はシャトル１１８の歯付きラック２０８や基板キャリヤ１２２上の同様のラックとかみ合うように形成されてもよい。駆動機構２４０も、ドライブシャフト２４４の回転に応答してコントローラ２４８に入力するエンコーダ２４６を含むことができる。コントローラ２４８は、駆動機構の連続又は同時動作のために１つ以上の駆動機構２４０に接続することができる。
【００２９】
図１１は、図１０で示された駆動機構２４０の代替的実施形態の概略図であり、モータ２４２がドライブシャフトアセンブリ２４４なしでピニオン１２８を駆動させている。複数の側方ガイドローラ２４９、２５０は、図６〜７に示されるようにトラック１２３と１２５上にガイドローラ１２６に隣接した具体的なチャンバに取り付けられる。類似した配置はトラック１２４上にキャリヤ１２２を設けることができる。側方ガイドローラ２４９、２５０は、シャトル又はキャリヤがそれぞれのトラックに沿って整列した側面方向に動くことを確実にするためにシャトル１１８（又はキャリヤ１２２）上の上向きに伸長するガイドレール２５２と係合する。ガイドローラ１２６、１２６’ はシャトル又はキャリヤを支持する。ガイドローラは、テフロン（登録商標）コートアルミニウム、Ｖｅｓｐｅｌ（登録商標）、又は微粒子をほとんど形成せず、振動を吸収するために柔軟なあるいは他の材料であり得る。
【００３０】
図１２は、基板キャリヤ１２２の概略透視図である。キャリヤ１２２は、アルミニウム又は銅のような熱導電材料、又はビードブラスト及び／又は陽極処理アルミニウムから製造することができる。対象物のビードブラスト表面は、表面の放射率を増加させることができる。放射率は、一般的には、同じ温度で黒体から放出された放射線に相対する表面から放出された放射率として定義される。高放射率表面は、未処理表面に対して放射率を増加する表面処理によって、例えば、陽極処理又は表面をビードブラストすること、又はその組合わせによって形成することができる。例えば、未処理アルミニウム表面の典型的な放射率は、約０.０３であり非常に反射する。表面放射率は、表面を陽極処理によって一般的には約０.２〜約０.４の範囲で増加し、ビードブラストと表面陽極処理によって更に高い約０.６に増加する。ビードブラストは、例えば、１平方インチ当たり約８０ポンド（ｐｓｉ）の空気圧を備えたノズルによって約３６グリットサイズガーネットを放出させるとともにアルミニウムの色が灰色に見えるようになるまでアルミニウム表面を密着させることにより達成することができる。当該技術において既知であるように、ビードブラストのために他の圧力、材料、グリットサイズを用いることができる。
【００３１】
上で簡単に述べたように、キャリヤ１２２は、第一側面サイド２６４上の歯２６８と内向きの段付き表面２６９と、第二側面２６６上に歯２７０と内向きの段付き表面２６７を含むことができる。これらの歯／ラックの組合わせは、上記駆動係合部材を形成することができる。ラック２６０と２６２は、図８に示されるように、搬送シャトル１１８のラック２０６、２０８にだいたい同様であり、同様の方法でガイドローラ１２６とピニオン１２８と係合する。キャリヤ１２２は、一般的には、プレート状表面に基板１１４を支持し、その上に支持される基板に熱シンクを備えている。複数の穴２７６ａ〜ｆ（おおまかには穴２７６）は、一般的には、図１３に示されるピンプレート１３２からそれを通って伸びているピン１４４を受け取るためにキャリヤ１２２内に形成される。キャリヤ１２２は、一般的には基板１１４よりわずかに大きく、ガイドストップ２７８ａ〜ｆ（おおまかにはガイドストップ２７８）が基板１１４を横に保持するために配置されている。更に、本発明内に明確に含まれていないが、キャリヤ１２２が配置された基板の温度を調節するために加熱及び／又は冷却デバイスを備えていることは本発明の範囲内である。更に、基板を支持するために複数のボア穴が形成されたプレート状をもつ例示的な本実施形態においてキャリヤ１２２が記載されているが、基板を支持する他の既知の配置も本発明の範囲内で企図される。
【００３２】
処理前、処理中、及び／又は処理後にキャリヤ１２２の温度を調節するために加熱／冷却機構、例えば、温度制御可能なピンプレート１３２がロードロックチャンバ９２と９４の各々に隣接したプロセスチャンバ内に設けられてもよい。図１３ａと１３ｂは、加熱及び／又は冷却性能を持つ例示的なピンプレート１３２を示す図である。動作中、ピンプレート１３２は、キャリヤ１１８とその上に配置された基板１１４の温度を選択的に変えるために、キャリヤ１２２に接触させても直接に隣接して配置されてもよい。キャリヤ温度の変化の結果として、支持された基板の温度も変化する。ピンプレート１３２は、複数のピン１４４а〜ｆ（おおまかにはピン１４４）が配置され、ピンプレート１３２の表面２８２から上向きに伸びている。ピン１４４が通過することができるように、キャリヤ１２２内の穴２７６と協同するピン１４４が隔置される。例えば、所望の処理配置がピンプレート１３２の冷却を必要とすることを前提とすると、ピンプレート１３２は、水、グリコール、又は他の適切な流体のような冷却材が通過することができるプレート１３２内に形成されたチャンネル２８４を設けることにより制御された温度であってもよい。入口１４８は、チャンネル２８４に冷却材を送ることができ、出口ライン１５０は、ピンプレート１３２から搬送すべき冷却材のコンジットを設けることができる。チャンネル２８４は、例えば、２つのプレートの半分のそれぞれにチャンネル２８４の一部を形成することにより形成することができる。その後、個々の半分を密閉し及び／又は固定して共に単一プレートを形成し、チャンネル２８４を協同的に形成することができる。また、流路を作るために異なる側面とピンプレート１３２の端を通る穴をドリルであけることによりチャンネル２８４を形成することができる。しかしながら、穴をあける方法が用いられる場合には、一般的には様々な外面の穴を塞ぐことが必要であり、よって入口ライン１４８に接続する入口と出口ライン１５０に接続する出口が残る。また、表面２８２はビードブラスト及び／又は陽極処理することによって形成された表面のように高放射率表面が好ましく、熱移動特性が高められる。
【００３３】
キャリヤ１２２とシャトル１１８との間に基板１１４を移送するために基板１１４がピンプレート１３２によって上げられる場合、ピンプレート１３２は、一般的にはキャリヤ１２２との物理的に接触し、それ故キャリヤ１２２の温度を低下させる。また、ピンプレート１３２は、上記のように、加熱した流体がピンプレート１３２を流れることによりキャリヤ１２２を加熱するために使用し得る。キャリヤ１２２を加熱／冷却することにより、基板１１４の温度が最適な処理に所望される温度に上下する。冷却又は加熱するためのピンプレート１３２とキャリヤ１２２との間の物理的接触時間が所望の最適処理温度を維持するように調整することができるように温度をモニターすることができる。図７に示されるシャフト１３６とリフトモータ１４０は、ピンプレートがシャトル１１８とキャリヤ１２２との間に基板を移送するにつれてピンプレート１３２を上下するために使用し得る。ピンプレート１３４は、ピンプレート１３２と同様に製造され配置することができる。
【００３４】
図１４は、図６〜図７に示された連続堆積システムの他の例示的な実施形態の側面図である。図１４に示されたシステムは、チャンバ９６の一般的な処理領域の下に位置するプレート３００を含んでいる。ピンプレート１３２に関して記載されたように、プレート３００の温度が流路及び／又は加熱要素を通って選択的に当節することができるように、プレート３００は配置がピンプレート１３２に類似している。図１５は、プレート３００内に形成された例示的な流体チャンネル３０２を示す図であり、チャンネル３０２はプレート３００を通る非線形通路を用い、よって流体チャネルとプレート３００との間の熱接触が増大する。図１６は、実質的にグリッド方式である複数の穴が形成された固体プレート３００を示す図であり、選択された穴は流体をプレート３００に流すために使うことができ、選択された穴はプレートから流体を流すために用いることができる。残りの穴は、閉鎖系を維持するために塞がれ、さもなければ密閉すべきである。それ故、プレート３００はピンプレート１３２と同様の方式で冷却されるが、所望される場合にはプレート３００を加熱することができる。プレート３００は、例えば、矩形の形であってもよく、処理チャンバ９６の側壁の間のようないくつかの場所に取り付けることができ、チャンバの底に接続するスタンド３０７上に支持されることもできる。プレート３００は流体入口３０４と流体出口３０６を含むことができ、いずれもプレートの側面上に又はプレートの下から配置させることができる。更に、プレート３００はプレート３００内に抵抗加熱素子を含んでもよく、或いはプレート３００の温度を上げるためにそれに近接して配置させてもよい。それ故、プレート３００は、処理チャンバ内で熱を種々の表面へ／種々の表面から放熱転移及び／又は吸収させることにより処理チャンバ９６内の温度を上下させるように形成されることができる。プレート３００は、また、チャンバ、チャンバ内のコンポーネント、及び／又はチャンバによって処理される基板の温度を制御するために冷却ピンプレート１３２、１３４と協同して用いることができる。プレート３００の上部分３０８のようなチャンバの高温面は、その放射特性を、例えば、上記ビードブラスト処理又は陽極処理によって高めるために処理することができる。放射の増加は、一般的には、プレート３００の放射温度を、基板１１４を支持するキャリヤ１２２を含む処理チャンバ９６内部の他の表面に転移することを援助する。図１５と図１６は、それぞれプレート３００の例示的な上面図と側面である。プレート３００は、その中に１つ以上のチャネル３０２が形成されていてもよい。ピンプレート１３２と１３４と同様の方式で、チャネル３０２は２つのプレート内に形成されてもよく、その後、共に結合してチャネルを完成させる。また、プレート３００の種々の側面にドリルで穴を開け、その後、プレート側面のチャネルの部分をシールして冷却材流がプレート３００を通って入口と出口と呼ばれる流体に送られることによりプレート３０２を形成することができる。
【００３５】
図６〜１３に示されるシステムの実施形態は、単一系列のチャンバを一般的に示している。本発明は、並んで又は縦に配置された複数系列のチャンバに適用することができ、中央の受容ステーションは複数系列のチャンバを供給している。更に、本発明は、種々のほぼ線形の処理チャンバ配置を含み、更に、例えば、円形又は楕円形配置の連続ループ配置を用いることが含まれる。図１７は、入口ロードロックチャンバ９２と、処理チャンバ９５、９６と、出口ロードロックチャンバ９４と、ロボットとをもつ線形堆積システムを示す上面図である。システムには、一端が入口ロードロックチャンバ９２に結合しもう一端が出口ロードロックチャンバ９４に結合した単一組の処理チャンバ９５、９６が含まれている。カセット３１０、３１２、３１４は、大気条件で作動するトラックロボット３１６を支持するトラック３１８の一端に配置されている。各ロードロックチャンバは、トラックロボット３１６に結合している。システムは、図６〜図１３によって記載された組のチャンバとして同様に配列している。基板は、記載されるように、入口ロードロックチャンバ９２へロボット３１６によって移動し、処理チャンバ９５、９６に移送され、処理され、出口ロードロックチャンバ９４から取り出される。
【００３６】
図１８は、二側面系列のチャンバがトラックロボット３１６に結合している図１７のシステムの変更を示す図である。第一系列のチャンバには、一端が第一入口ロードロックチャンバ９２ａに結合し、もう一端が第一出口ロードロックチャンバ９４ａに結合している処理チャンバ９５ａ、９６ａを含んでいる。第二系列には、一端が第二入口ロードロックチャンバ９２ｂに結合し、もう一端が第二出口ロードロックチャンバ９４ｂに結合した処理チャンバ９５ｂ、９６ｂが含まれている。スループット率は、第一基板１１４ａを第一系列のチャンバ内の第一入口ロードロックチャンバ９２ａへ装填するとともに第一基板１１４ａが処理されつつ第二系列のチャンバないの第二装填ロードロックチャンバ１１４ｂへ装填される第二基板１１４ｂを装填するロボット３１６によって高めることができる。同様に、基板１１４ａをロボットによって取り出すことができ、基板１１４ｂは処理チャンバ９６ｂから第二出口ロードロックチャンバ９４ｂへ移送され、ロボット３１６による取り出しを待っている。チャンバ内のタイミングや配列によっては、他の配置、例えば、ロボットで中央の装填領域を交差している３系列又は４系列のチャンバがあり得る。
【線形堆積システムの動作】
【００３７】
一般的に図６と図７を参照すると、動作中、例えば、基板１１４は、入口ロードロックチャンバ９２内のバルブ１０２を通るロボット１１０によって入口ロードロックチャンバ９２に送られる。ロボット１１０は、搬送シャトル１１８上に配置された支持フィンガ１９８上に基板１１４を載置させる。ロボット１１０は、入口ロードロックチャンバ９２から引っ込み、バルブが閉じる。入口ロードロックチャンバ９２は、真空源（図示せず）によるＣＶＤ処理の場合、例えば、約１０ｍＴｏｒｒ〜５０ｍＴｏｒｒ、ＰＶＤ処理の場合、約１ｍＴｏｒｒ〜５ｍＴｏｒｒの範囲内で真空が生じる。一部のロードロックチャンバにおいては、基板１１４は加熱ランプ、抵抗コイル、吸熱／発熱流体流動デバイス、及び／又は他の加熱／冷却デバイスによって所定の処理温度に加熱／冷却し得る。処理チャンバ９６への独立バルブ９８を開放し、シャトル１１８上のラック２０４と回転可能に係合するピニオン１２８によってシャトル１１８がトラック１２３に沿って移動する。センサ（図示せず）はシャトル１１８の位置を決定し、シャトル運動を調節するように形成されたコントローラ２４８に入力する。
【００３８】
処理チャンバ９６の内部では、キャリヤ１２２上のラック２６０と回転可能に係合するピニオン１２８でキャリヤ１２２を移動させることによりキャリヤ１２２はピンプレート１３２の上に配置される。シャトル１１８はキャリヤ１２２とピンプレート１３２からのピン１４４の上の位置にさせ、それらと整列させる。リフトモータ１４０はシャフト１３６を持ち上げ、ピンプレート１３２のピン１４４をキャリヤ１２２と接触するように上げる。ピン１４４は上向きにキャリヤ１２２内の穴２７６を通って伸びるので、基板を支持するシャトル１１８の支持フィンガ１９８から基板を持ち上げる。キャリヤ１２２を通ってピン１４４が完全に伸びた時に、キャリヤ１２２自体がピンプレート１３２の支持面によって係合するので、キャリヤ１２２はピンプレート１３２によって持ち上がる。ピンプレート１３２によってキャリヤ１２２と基板が共に上昇したシャトル１１８は、次に入口ロードロックチャンバ９２へ引っ込み、独立バルブ９８は閉じ、よって基板１１４をもつ処理チャンバ９６がシールされる。リフトモータ１４０によってシャフト１３６とピンプレート１３２が下がり、よって基板１１４を支持するピン１４４が下がる。それ故、基板１１４はキャリヤ１２２上の支持面と接触し、ピン１４４はピンが少なくともキャリヤ１２２の下に下がるまで下がり続ける。次にキャリヤ１２２はキャリヤ１２２上のラック２６０と係合するピニオン１２８によってトラック１２４に沿って移動することができ、センサ（図示せず）はキャリヤ位置を検知し、コントローラ２４８に入力する。ガイドローラ１２６は、トラック１２４に沿って移動しかつトラック１２４に沿ってキャリヤ１２２のアラインメントの維持を援助するようにキャリヤ１２２と接触する。また、ピン１４４はピンプレート１３２から分離することができ、例えば、ピンに結合した他のリフトモータ（図示せず）を用いることによりピンプレート１３２を独立して上下することができる。ピンプレートからピンを分離することにより、ピンプレートは長くキャリヤと接触し、ピンは基板を上下させる。更に、ピンプレート１３２がキャリヤ１２２と接触している時間、ピンプレート１３２は本明細書に記載される加熱構造及び／又は冷却構造の使用によってキャリヤ１２２へ／から熱を転移及び／又は受容させることができる。
【００３９】
次に、キャリヤ１２２は、一般的には処理するための位置へ移送させる。例えば、処理がスパッタリングを含む場合には、キャリヤ１２２はターゲット１５６、１５８、１６０、及び１６２の少なくとも１つの下の位置へ移動する。電力がターゲットに供給されてターゲットにバイアスをかけ、プラズマが生成する。プラズマからのイオンがターゲットを衝撃し、ターゲットから材料が離れる。離れた材料の一部が基板１１４に向かって通路に進み、堆積する。区切り１７１、１７３、１７５、１７７、及び１７９によって、隣接の処理ゾーンからスパッタ付着される具体的なターゲット及び／又は他のターゲットの分離が援助される。基板１１４のリーディングエッジ部は、他の処理ゾーンのターゲットが異なる材料からできているもののような一連の処理ゾーン１７２、１７４、１７６、及び１７８の次の処理ゾーンに移動する。電力は次の処理ゾーンのターゲットに供給され、ターゲットがスパッタ付着し、ターゲット材料が前に堆積した材料の上に堆積する。処理は、基板が具体的な処理チャンバ９６の方式で処理されるまで必要な場合には一連の処理ゾーン１７２、１７４、１７６、及び１７８だけ続ける。本明細書に記載されるように、本発明は多重処理ゾーンを通って基板を同時に移動させることができるので、処理ゾーンは処理される基板と同じかそれ以上の大きさである必要はない。基板が処理ゾーンを通過するとすぐに、キャリヤ１２２が出口ロードロックチャンバ９４に隣接して配置されたピンプレート１３４の上の位置に移動し、それと整列する。また、他の処理チャンバが処理チャンバ９６と連続して結合している場合には、キャリヤを次のチャンバへ移動させることができ、基板を次の処理チャンバ内の他のキャリヤに移送させることができる。ピンプレート１３４が上がり、ピン１４６はキャリヤ１２２まで伸びることができ、よってキャリヤ１２２の上に基板１１４を持ち上げる。出口ロードロックチャンバ９４内の搬送シャトル１２０は、トラック１２５に沿って出口ロードロックチャンバ９４から出口ロードロックチャンバ９４と処理チャンバ９６の間の独立バルブ１００まで移動する。この運動は、一般的にはシャトル１２０をキャリヤ１２２の下に配置させ、フィンガ１９８は上がった基板１１４の下に配置される。シャトル１２０は独立バルブ１００を通って出口ロードロックチャンバ９４へ戻り、独立バルブ１００が閉じて処理チャンバを再度シールする。出口ロードロックチャンバ９４はバルブ１０４を開ける前に基板を冷却することができ、ロボット１１２が基板１１４を更に処理するために回収することができる。入口ロードロックチャンバ９２がキャリヤ１２２への搬送を待ち、基板１４４が処理チャンバ９６で処理され、基板１１４が出口ロードロックチャンバ９４からの搬送を待つように、複数の基板を同時にチャンバ内に配置し得る。
【００４０】
キャリヤ１２２は、次に入口ロードロックチャンバ９２から他の基板の位置へ入口ロードロックチャンバ９２に向かってトラック１２４に沿って戻ることができる。また、本発明の処理システムは連続処理チャンバであるように形成されてもよく、例えば、処理チャンバは連続ループを形成するように配置された複数の線形チャンバを含んでいる。本発明の例示的な実施形態においては、キャリヤ１２２が全処理動作中、処理チャンバ９６内に、又は少なくとも処理圧下に保たれることは留意すべきである。それだけで、キャリヤ１２２は以前の処理システムのガス抜きやコンタミネーションの欠点を受けない。また、プロセスチャンバシーケンスが可撓性を可能にする場合には、各ロードロックチャンバは共に負荷と無負荷のロードロックチャンバとして働くことができる。処理用基板は出口ロードロックチャンバ９４からキャリヤ１２２上に載置され、入口ロードロックチャンバ９２に向かって処理チャンバ９６まで戻り、そこで、基板は負荷ロードロックチャンバへ負荷のために移動する。このタイプの構造は、実質的に二方向処理チャンバを作成し、末端ステーションはブラインド基板と処理基板に対して負荷と無負荷の両ステーションとして作用し、よって処理装置の効率が高められる。
【００４１】
上で簡単に述べたように、キャリヤ１２２は、一般的には、処理環境を出ないので、周囲条件にさらされることに付随する温度のばらつき、熱サイクル、ガス抜きの変動を受けない。それ故、キャリヤ１２２は、図２に示されるシステムに関して述べられる汚染環境にさらされることを単に制限したものである。シャトル１１８と１２０は、処理チャンバ９６に簡単に配置され、主にそれぞれのロードロックチャンバ９２、９４に保持されるので、材料の堆積又はキャリヤ１２２が受容する他の処理結果を受容しない。従って、本発明は、異なる支持コンポーネントを少なくとも主として、また、ほぼ全体として処理環境に保持されるコンポーネントと、少なくとも主に非処理環境に保持されるコンポーネントに分離することを提供する。本発明は、また、堆積サイクル間又は基板をシャトルから、また、シャトルへロード又はアンロードする時のような温度制御可能なプレートと断続的に接触することにより又はキャリヤ温度に影響するようにプレートに近接していることにより処理環境に保持されたキャリヤの温度の制御を援助するものである。特に、キャリヤの平均温度が基板処理の加熱により上方に“クリープすること”を避けるために温度制御可能なプレートによってキャリヤを冷却することができ、或いは、基板を所望の処理温度まで上げるために基板を加熱することができる。いずれの場合にも、本発明の温度制御の特徴は、一般的には、一貫した処理環境を生成するために用いられ、一様な膜が作製される。
【第一実施例プロセス−ＩＴＯ／ＭｏＣｒ／ＭｏＣｒスパッタ堆積】
【００４２】
本発明の処理システムは、異なる材料とプロセス方式を用いた様々なプロセスに使用し得る。次の実施例は、図１９〜図２３の概略側面図に示された反応性と非反応性の処理ゾーンを用いることの可能性を単に例示するものである。フラットガラスパネルのガラス基板上に現在堆積されている一つの物質は酸化スズインジウム（ＩＴＯ）である。ＩＴＯ層上に、典型的には、１以上のモリブデンクロム（ＭｏＣｒ）層を堆積させる。フラットガラス基板に典型的な材料の他の例としてはＣｒ、ＩＴＯ、ＣｒＯ、Ｔａ、又はＡｌが挙げられる。
【００４３】
基板は入口ロードロックチャンバ９２内のシャトル１１８に装填され、約１ｍＴｏｒｒ〜約５０ｍＴｏｒｒの入口ロードロックチャンバ９２内に真空が作られ、シャトル１１８は基板１１４を処理チャンバ９６の中に移動させることができる。基板１１４はピンプレート１３２上に位置するキャリヤ１２２に移送することができ、シャトル１１８は入口ロードロックチャンバ９２に戻ることができ、ピンプレート１３２は下がることができる。図１９に示されるように、キャリヤ１２２は基板１１４をＩＴＯターゲット３２６を含む第一処理ゾーン３２０の下の処理位置へ移動させることができる。アルゴン又は他の不活性ガスは、プロセスを安定化するとともに不純物の第一処理ゾーンの排気を援助するために約３４標準立方センチメートル（ｓｃｃｍ）の速度で処理ゾーンへ導入し得る。二原子酸素もまた約０.１７ｓｃｃｍの速度で第一処理ゾーンへ導入することができる。基板１１４の上に又は隣接して位置するＩＴＯターゲット３２６に約２０００ワットを加えることができ、その結果としてプラズマが生成し、ＩＴＯターゲット３２６がスパッタ付着して約４０秒間で基板上に約５００オングストロームのＩＴＯ層の厚さを与える。図２０に示されるように、基板１１４の大きさのために、キャリヤ１２２は第二処理ゾーン３２２と第三処理ゾーン３２４の後に基板１１４の一部を移動させて第一処理ゾーン３２０で基板１１４の処理を終了する必要がある。
【００４４】
図２１に示されるように、基板１１４は第一処理ゾーンに隣接しても第一処理ゾーンから離れてもよい第二処理ゾーン３２２に移動することができる。例示的な本実施形態においては基板の大きさと第一処理ゾーンと第二処理ゾーンが接近しているために、キャリヤ方向を逆にして第二処理ゾーン３２２と整列するように基板１１４を移動することができる。また、基板１１４は第一処理ゾーン３２０を同時に移動するので第二処理ゾーン３２２は堆積のために活性化することができる。本実施例においては、第二処理ゾーン３２２はＭｏＣｒターゲット３２８を含んでいてもよい。他の材料を堆積させるために、例えば、Ｃｒ、ＩＴＯ、Ｔａ、又はＡｌターゲットを含む類似材料の対応するターゲットが酸化ガスや他の反応ガスを含めて又は含めずに用いることができる。基板１１４上にスパッタ付着ＭｏＣｒの酸化層を形成して堆積ＩＴＯ層と次の層との間の接着を促進させるために反応性プロセスを用いることができる。アルゴン又は他の不活性ガスは、一般的には、約３０ｓｃｃｍの速度で第二処理ゾーン３２２へ導入される。反応性ガスを供給してＭｏＣｒスパッタ付着材料と反応させかつＭｏＣｒＯの酸化接着層を生成するように二原子酸素を約３０ｓｃｃｍの速度で第二処理ゾーン３２２へ導入することができる。基板１１４の上に位置するＭｏＣｒターゲット３２８に約１０００ワットを加えることができ、プラズマが生成し、酸素の存在下にＭｏＣｒターゲット３２８がスパッタ付着して約４秒間で約１４オングストロームのＭｏＣｒＯ層の厚みを与える。
【００４５】
図２２に示されるように、キャリヤ１２２は逆方向に基板１１４を他の層の処理をするための位置へ移動させることができる。この例においては、非反応性プロセスにおいてＭｏＣｒの２０００オングストローム厚層をＭｏＣｒＯ層上に堆積させることができる。ＭｏＣｒターゲット３２８、３３０を含むいずれの処理ゾーンも高いスループット率のために用いることができる。アルゴン又は他の不活性ガスは、約７５ｓｃｃｍの速度で各処理ゾーンへ導入することができる。一般的には、第二又は第三処理ゾーン３２２、３２４のそれぞれへはほとんど酸素を導入しない。基板１１４上に位置するＭｏＣｒターゲット３２８、３３０の各々に約１３０００ワットを加えることができ、電力の結果として処理ゾーン３２２、３２４にプラズマが生成し、ＭｏＣｒターゲット３２８、３３０が約４４秒間スパッタ付着して約２０００オングストロームのＭｏＣｒ層の厚みを与えた。図２３に示されるように、更に処理するために出口ロードロックチャンバ９４へ移送するために処理ゾーン３２０、３２２、３２４から基板を取り出すことができる。
【ポリシリコン技術】
【００４６】
本製造技術は、一般的には、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のようなデバイスを製造するためにアモルファスシリコン技術か又はポリシリコン技術を用いる。アモルファスシリコン技術は、一般的には、ラップトップやデスクトップ型パーソナルコンピュータ・スクリーンのようなデバイスを製造するために用いられ、ポリシリコン技術は、一般的には、ディジタルカメラ・スクリーン、ビューカム・スクリーン、又はセル方式電話スクリーンを製造するために用いられる。クラスタツール構造に製造されるアモルファスシリコン技術は、ＬＣＤ型ディスプレイに共通の技術として一般に知られるが、この技術は既知の陰極線管（ＣＲＴ）型ディスプレイと同様の方式で解像特性が制限される欠点がある。また、ポリシリコンに基づく技術は、ほぼすべてのタイプのディスプレイに十分な解像特性を与えることが既知である。特に、ポリシリコンに基づく技術は大フラットパネルディスプレイの形成に望ましいと思われる。しかしながら、本処理チャンバ配置が、一般的には、大フラットパネル型ディスプレイを支持するのに十分なサイズの基板を処理することができないので、本製造処理技術はポリシリコン技術を用いた大フラットパネルディスプレイの製造には実施しない。しかしながら、本発明の新規な構造と配置の使用によって、大きな基板、特に、大フラットパネル型ディスプレイを支持するのに十分なサイズの基板を本発明のインライン型処理チャンバ内で製造／処理することができる。
【００４７】
ポリシリコンによる膜を製造するために、たいていは低水素アモルファスシリコン膜が必要とされる。この低水素アモルファスシリコン膜が形成されるとすぐに、膜をたいていは加熱して、例えば、膜を溶融するのに十分な強さ及び／又は電力の光源によって加熱して所望の結晶構造を形成する。これが、一般的にはアニーリングプロセスとして知られる。ポリシリコン膜のそのようなアニーリングプロセスに一般に用いられる光源は、キセノン‐塩素（ＸｅＣｌ）エキシマレーザである。チャンバ内部でのレーザの使用は膜特性を分解し得る処理チャンバの温度特性をゆがめる傾向があるので、本ポリシリコン技術は主要な処理チャンバの外部にＸｅＣｌエキシマレーザを配置することを支持する。しかしながら、処理チャンバの外部にアニーリングレーザを配置することは、膜がそこでアニーリングレーザに搬送され、一般的には、周囲雰囲気に膜をさらすことを含むので処理膜が汚染され得る可能性が生じる。
【００４８】
ポリシリコン膜を形成する従来の方法を図２４に示す。従来のポリシリコンに基づく技術プロセスは、化学気相成長法によって第一ＳｉＯ2層を堆積する。この第一層は相対的に厚く、一般的には約３０００オングストロームである。次に第二層を第一ＳｉＯ2層の上に堆積し、第二層は、一般的には、約３００〜５００オングストローム厚にアモルファスシリコンから形成される。しかしながら、第二層を堆積させる前に、従来の手法は、一般的には第一層が被覆された基板を第二堆積チャンバへ移送する。第二層の堆積の完了時に、膜を大気条件へさらすことが一般的に含まれる第三チャンバ又はアニーリング用ツールへ多層膜を搬送する。
【００４９】
図２５は、液晶ディスプレイ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）構造を支持するために一般的に用いられる従来のポリシリコンに基づく膜を示す図である。図２５に示される従来の膜には、相対的に厚い下層膜２５２が堆積したベース基板２５１を含んでいる。この下層膜２５２は、一般的には、図２４に示される３０００オングストローム厚の第一ＳｉＯ2層に対応する。下層膜のすぐ上は、ポリシリコン層２５３であり、例えば、約３００〜５００オングストローム厚であってもよい。ポリシリコン層のすぐ上はゲートＳｉＯｘ層２５４であり、続いて当該技術において既知であるゲート層２５５である。更に、トランジスタソースであるＳドープ領域２５７と、トランジスタドレインであるＤドープ領域２５６が図２５ではポリシリコン層２５３のすぐ上と下層２５２の上に示されている。
【００５０】
本発明の処理システムの実施形態の使用によって、改善されたポリシリコンに基づく膜を製造することができる。特に、アニーリング光源が処理チャンバ内に位置している本発明のインライン処理システムの使用によって、膜が処理チャンバから大気条件を通ってアニーリングステーションに搬送される必要がないので、改善されたポリシリコン膜を形成することができる。大気条件にさらすことはポリシリコン膜の主要なコンタミネーション源であるので、大気条件を通るこの搬送ステップを取り除くことは重要である。図２６に示される改善されたポリシリコン膜は、例えば、物理気相成長法によって堆積することができる約３０００オングストロームのベースＳｉＯ2層を含むことができる。例えば、約３００〜５００オングストロームのアモルファスシリコン層の第二層は、物理気相成長によって堆積することもできる。エキシマレーザでアモルファスシリコン層をアニーリングすることによってポリシリコン層を形成する図２６に示される最終ステップは、一般的には、上述したように物理気相成長法と同じチャンバな内で行われる。
【００５１】
図２７は、図２６に示されるポリシリコン膜を形成するように設計された本発明の堆積システムの例示的な配置を示す図である。この配置においては、少なくとも一枚の清浄な基板を周囲雰囲気及び／又は保持カセットから入口ロードロックチャンバ９２とバルブ９８を通って処理チャンバ９６へ移送するために入口ロードロックチャンバ９２が用いられる。搬送は、一般的には、上記のようにシャトル１１８、キャリヤ１２２、プレート１３２によって達成される。それ故、まず、上記のシャトル１２２からキャリヤ１１８へ搬送する間にプレート１３２によってキャリヤ１２２上に位置する基板１１４の温度を調節又は制御することができる。一旦、基板１１４が処理環境９６を通って進み始めると、プレート１３２にはもはや近接しないので、基板は、ピンプレート１３２が基板１１４の温度を制御することができる物理的領域の外側に通常存在する。しかしながら、プレート１３２と１３４に構成が似ていてもよいプレート３００は、チャンバ９６内の処理デバイスに近接して配置させることができるので、図２８に示されるように処理ステップ中に基板１１４の温度を調節及び／又は制御するために使用し得る。本発明のエキシマレーザアニーリング段階でシリコン膜をポリシリコン膜へ簡単に変換することができるようにプレート３００は、例えば、４００ｏ〜５００℃の範囲の温度を維持するように制御することができる。処理チャンバ９６から出口ロードロックチャンバ９４への搬送で基板１１４に近接するプレート１３４は、基板、キャリヤの温度、及び／又はチャンバ９６から出口ロードロックチャンバ９４への基板の出口で周囲温度を制御するために流体冷却することができる。
【００５２】
本例示的なポリシリコン構造においては、プレート３００のすぐ上に位置するキャリヤ１２２は、まず、第一ＳｉＯ２ターゲット２７１の下の基板１１４を所定の速度で通過し、そこで３０００オングストローム下層膜の少なくとも一部が基板上に堆積する。次にキャリヤは、第二ＳｉＯ２ターゲット２７２の下の３０００オングストローム下層膜の少なくとも一部が堆積した基板１１４を通過し、下層の残りの部分を堆積させることができる。単一のターゲット／堆積デバイスは下層を堆積させるために用いることができるが、ターゲット２７１とターゲット２７２の間のターゲット侵食の共有の結果としてターゲット置換の間の間隔が長くなるので、２つの分離したターゲット／堆積デバイスを協同的に用いると処理システムの使用寿命が長くなる。下層の残りの部分を堆積させる第二ターゲット２７２に続いて、純粋なシリコンターゲットであってもよい第三ターゲット２７３は下層の上にアモルファスシリコン層を堆積させるために用いることができる。図２６に示されるように、この層は約３００〜５００オングストロームであってもよい。アモルファスシリコン層の堆積の完了時に、基板はチャンバ９６内に位置するエキシマレーザ２７４の下を通過する。レーザ２７４はアモルファスシリコン膜をアニールして所望のポリシリコン膜を形成する。しかしながら、アニーリングプロセスがチャンバ９６内に含まれるので、このプロセスはチャンバ９６内の温度を上げる傾向がある。それ故、上述したように、ピンプレート１３２と１３４の双方とプレート３００は加熱及び／又は冷却デバイスの双方を備えていることができ、チャンバ９６とその中で処理される基板の選択的温度制御が可能である。アニーリングプロセスの完了時に、基板をチャンバ９６から出口ロードロックチャンバ９４へバルブ１００を移送させる。続いて、処理した基板を出口ロードロックチャンバ９４からロボット又は他の既知のデバイスによって取り出すことができる。
【００５３】
ポリシリコン膜を形成するためにＣＶＤプロセスを用いることができるが、ＣＶＤアニーリングプロセス中に遊離する水素が所望のポリシリコン膜特性に寄与しないので、ＣＶＤプロセスにおけるシランＳｉＨ４の使用の結果としてＣＶＤプロセスはたいてい不十分な特性膜を生じることになる。それ故、ＰＶＤに基づくアニーリングプロセスが周囲ガスとしてアルゴンを使うことができ、ポリシリコン膜への水素の導入を取り除くことができるので、本発明の例示的な堆積プロセスはＰＶＤ型プロセスに集中している。例えば、上記のようにＳｉＯ２に基づくターゲットを用いる場合には、ＰＶＤプロセスを開始させるために１ｋＷ未満のＲＦバイアスをターゲットに加えることができる。ＳｉＯ２ターゲットを用いて、例えば、チャンバ圧は約1〜５ｍＴの範囲に維持することができ、処理領域内のアルゴン流は５０〜１００ｓｃｃｍであってもよく、基板温度は約４００ｏ〜５００℃であり、一定堆積を維持するのに必要なＤＣ電力は一般的には５ｋＷ未満である。また、ＳｉＯ２層を形成するために純粋なシリコンターゲットを用いることができるが、純粋なシリコンターゲットを用いる際には、一般的には、ＳｉＯ２膜の酸素部分を形成するために酸素を周囲ガスとして処理ゾーンへ導入する。ＳｉＯ２ターゲットに使われる同様の温度、圧力、流量、電力設定を純粋なシリコンターゲットとともに用いることができる。
【００５４】
図２８は、図２７に示される例示的な装置を示す側面図である。図２８には、それぞれの堆積ゾーンを相互に物理的に分離するために作動させる区切り１７１、１７３、１７５、１７７が示されている。更に、エキシマレーザ２７４とアンロードロックバルブ１００との間に位置するアニーリングゾーン区切り１７９も示されている。ターゲット２７１、２７２、２７３の上に位置する磁石、又は匹敵する磁場を生成することができるデバイスが示されている。磁石２８１はターゲット２７１、２７２、２７３の暴露面に近接して磁場が生じるよう作用しており、堆積プロセス中に均一なターゲット侵食を助長することによってスパッタ速度およびターゲット寿命を高めることが一般に知られている。
【００５５】
上述した実施形態に基づいて本発明を記載してきたが、本発明の精神と範囲内に保たれつつ、ある種の修正、変更、及び／又は代替的構成或いは配置が使用可能であることは当業者には明らかである。特に、シャトル、キャリヤ、基板、ロボット、チャンバ、ターゲット、他のシステムコンポーネントのような構造の向きの変更は、本発明の範囲内に企図される。更に、本発明に示されるすべての運動と位置、例えば、“上に”、“上”、“下に”、“下”、“底”、“側面”等は、異なる配置や実施形態を作るために変動してもよいターゲット、チャンバ、キャリヤ又はシャトルのような物体の位置に相対する。従って、処理システムによって基板の所望の運動を達成するために様々な代替的向きでコンンポーネントのいずれか又はすべてを定置させることが本発明によって企図される。それ故、本発明の真の範囲を決定するために前述の特許請求の範囲を参照しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】典型的なクラスタツール装置の概略上面図である。
【図２】典型的なインラインシステムの側面図である。
【図３】図２に示されるインラインシステム内のチャンバの概略上面図である。
【図４】インラインシステム内の基板キャリヤの概略側面図である。
【図５】インラインシステム内の基板キャリヤの概略端面図である。
【図６】本発明の連続堆積インラインシステムの概略上面図である。
【図７】図６に示される連続堆積インラインシステムの概略側面図である。
【図８】シャトルの概略斜視図である。
【図９】チャンバの概略部分断面図である。
【図１０】ピニオンを示す他のチャンバの概略断面図である。
【図１１】図１０に示された駆動機構の代替的実施形態の概略図である。
【図１２】基板キャリヤの概略斜視図である。
【図１３ａ】内部に流体システムを有するピンプレートの概略斜視図である。
【図１３ｂ】内部にヒータを有するピンプレートの概略斜視図である。
【図１４】温度制御プレートを有する、図６に示されたシステムの他の実施形態の概略側面図である。
【図１５】図１４に示された温度制御プレートの概略上面図である。
【図１６】温度制御プレートの概略側面図である。
【図１７】一対のロードロックチャンバと、処理チャンバと、ロボットを有するシステムの上面図である。
【図１８】２ラインのチャンバを有するシステムの上面図であり、２ラインのチャンバはそれぞれ２つのロードロックチャンバと処理チャンバとを２つのラインの間に配置されたロボットと共に有する。
【図１９】例示的な処理シーケンスの概略図である。
【図２０】例示的な処理シーケンスの概略図である。
【図２１】例示的な処理シーケンスの概略図である。
【図２２】例示的な処理シーケンスの概略図である。
【図２３】例示的な処理シーケンスの概略図である。
【図２４】従来のポリシリコン膜を形成する方法を示す例である。
【図２５】典型的なＬＣＤ ＴＦＴ構造を示す図である。
【図２６】ポリシリコン膜を形成する方法を示す図である。
【図２７】インライン堆積システムを示す上面図である。
【図２８】インライン堆積システムを示す側面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０…カセット、１２…ロードロック、１４…ロードロック、１６…ロボット、２０…真空チャンバ、２２…ウエハ、２４…処理チャンバ、２６…処理チャンバ、２８…処理チャンバ、３０…ロボット、３２…真空チャンバ、３６…処理チャンバ、３８…コントローラ、４０…モジュラ・インラインシステム、４２…処理チャンバ、４４…処理チャンバ、４６…ロードチャンバ、４８…アンロードチャンバ、５０…昇降機、５１…受容ステーション、５２…昇降機、５４…基板、５６…基板、５８…キャリヤ・リターンライン、６０…独立バルブ、６２…独立バルブ、６４…独立バルブ、６６…独立バルブ、６８…独立バルブ、７０…基板、７２…基板、７４…キャリヤ、７６…ターゲット、７８…ターゲット、９０…線形逐次堆積システム、９１…コントローラ、９２…入口ロードロックチャンバ、９４…出口ロードロックチャンバ、９６…プロセスチャンバ、９８…独立バルブ、１０２…バルブ、１０６…受容ステーション、１１０…ロボット、１１２…ロボット、１１４…基板、１１８…シャトル、１２０…シャトル、１２２…キャリヤ、１２３…トラック、１２４…トラック、１２５…トラック、１２６…ガイドローラ、１２８…ピニオンギア、１３２…ピンプレート、１３４…ピンプレート、１３６…シャフト、１４０…リフトモータ、１４２…リフトモータ、１４４…ピン、１４６…ピン、１４８…入口ライン、１４９…内部ヒータ、１５０…出口ライン、１５１…外部ヒータ、１５２…入口ライン、１５３…熱電対、１５４…出口ライン、１５６…ターゲット、１５８…ターゲット、１６０…ターゲット、１６２…ターゲット、１６５…ガス入口、１７１…区切り、１７２…処理ゾーン、１７３…区切り、１７４…処理ゾーン、１７５…区切り、１７６…処理ゾーン、１７７…区切り、１７８…処理ゾーン、１７９…区切り、１９０…第一端、１９２…第二端、１９４…第一側面、１９６…第二側面、１９８…フィンガ、２００…サイドレール、２０２…サイドレール、２０４…歯、２０５…歯、２０６…ラック、２０８…ラック、２０９…下面、２１０…下面、２１４…段面、２１６…段面、２１７…交差部材、２１８…交差部材、２２０…支持パッド、２２２…フィンガガイド、２３０…エンクローズスロット、２３２…側面、２３３…チャンバ壁、２４０…駆動機構、２４２…モータ、２４４…ドライブシャフトアセンブリ、２４８…コントローラ、２４９…横ガイドローラ、２５０…横ガイドローラ、２５２…下層膜、２５３…ポリシリコン層、２５５…ゲート層、２５６…Ｄドープ領域、２５７…Ｓドープ領域、２６０…ラック、２６２…ラック、２６４…側面、２６６…側面、２６７…段面、２６８…歯、２６９…段面、２７０…歯、２７１…ターゲット、２７２…ターゲット、２７３…ターゲット、２７４…レーザ、２７６…穴、２７８…ガイドストップ、２８１…磁石、２８２…表面、２８４…チャネル、３００…プレート、３０２…流体チャネル、３０７…スタンド、３０８…上部、３１０…カセット、３１２…カセット、３１４…カセット、３１６…トラックロボット、３１８…トラック、３２０…処理ゾーン、３２２…処理ゾーン、３２４…処理ゾーン、３２６…ターゲット、３２８…ターゲット、３３０…ターゲット。
【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１４】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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