JP2023509943A - 基板処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

好適な実施形態の一例である基板処理装置は、上側部分及び下側部分により形成されるインナーチャンバと、前記インナーチャンバの前記上側部分内で基板を支持する基板支持部と、前記インナーチャンバの頂部から前記インナーチャンバ内にプラズマを供給するプラズマシステムと、前記インナーチャンバの前記上側部分を囲むアウターチャンバとを備える。前記インナーチャンバの前記下側部分は前記アウターチャンバの外側に出ており前記アウターチャンバによって覆われていない。
【選択図】図１

Description

本発明は、概して基板処理方法及び基板処理装置に関する。より詳細には、本発明はプラズマエンハンスト原子層堆積（Ｐｌａｓｍａ－Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ａｔｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ， プラズマＡＬＤ，ＰＥＡＬＤとも称される）装置に関する。ただしそれに限られない。

発明の背景

このセクションは、有用な背景情報を説明するが、ここで説明されている技術が技術水準を示していることを認めている訳ではないことに注意されたい。

原子層堆積（ＡＬＤ）のような化学堆積方法において、表面反応のために必要な追加のエネルギーを提供するために、プラズマが使用されることができる。ＡＬＤ反応装置は数十年前から存在するが、プラズマエンハンスト反応装置は近年出現した技術である。改良されたＡＬＤ反応装置を開発することの、また少なくとも既存のソリューションの代替となるようなソリューションを提供することの、必要性が叫ばれている。

摘要

本発明のある実施形態の課題は、改良された基板処理装置を提供すること、又は、少なくとも既存技術に対する代替手段を提供することである。

本発明の第１の例示的な捉え方によれば、次のような基板処理装置が提供される。この装置は、
上側部分及び下側部分により形成されるインナーチャンバと；
前記インナーチャンバの前記上側部分内で基板を支持する基板支持部と；
前記インナーチャンバの頂部から前記インナーチャンバ内にプラズマを供給するプラズマシステムと；
前記インナーチャンバの前記上側部分を囲むアウターチャンバと；
を備える。前記インナーチャンバの前記下側部分は前記アウターチャンバの外側に出ており前記アウターチャンバによって覆われていない。

実施形態によっては、前記装置は、前記インナーチャンバの前記上側部分を温めるヒーターを前記アウターチャンバ内に備える。

実施形態によっては、前記装置は、前記アウターチャンバ内に熱反射体を備える。

実施形態によっては、前記装置は、前記ヒーターと、アウターチャンバ壁との間に熱反射体を備える。

実施形態によっては、前記プラズマシステムは、前記インナーチャンバに２つの異なるプラズマ種を供給するように構成される。これらのプラズマ種は、前記インナーチャンバの前記頂部から、又は前記インナーチャンバの前記上側部分の頂部を経由して、前記インナーチャンバに入る。実施形態によっては、前記プラズマシステムは、前記インナーチャンバに２つの異なるプラズマ種を供給するように構成される。そのうち第１のプラズマ種は、前記インナーチャンバの前記上側部分で生成され、第２のプラズマ種は離れたところで生成される。実施形態によっては、前記離れたところで生成されたプラズマ種は、送給ラインを経由して、好ましくは反応室頂部を経由して、前記インナーチャンバの前記上側部分に供給される。

実施形態によっては、前記装置は、（前記インナーチャンバ及び／又は前記アウターチャンバの頂部に）可動の蓋又は蓋システムを備える。

実施形態によっては、前記蓋又は前記蓋システムは前記アウターチャンバの蓋を形成する。実施形態によっては、前記インナーチャンバは別の蓋を有する。実施形態によっては、前記インナーチャンバの前記別の蓋は省略され、前記蓋システム又はアウターチャンバ蓋が、前記アウターチャンバと前記インナーチャンバの両方のための蓋として機能する。

従って、実施形態によっては、前記蓋システム（又は前記アウターチャンバ蓋）は、前記アウターチャンバの蓋を形成する。実施形態によっては、前記蓋システムは、前記アウターチャンバと前記インナーチャンバの両方を同時に開閉する。実施形態によっては、前記蓋システムは可動であり、及び／又は開閉可能である。実施形態によっては、前記蓋システムはヒンジにより開かれるか、又は、まっすぐ持ち上げられる動きにより開かれる。

実施形態によっては、前記装置は、前記蓋システム（又はアウターチャンバ蓋）内の少なくとも１つの送給ライン（又はパイプライン又はパイプ）のフィードスルーを備える。

実施形態によっては、前記フィードスルーは、前記蓋システムが開くときに前記少なくとも１つの送給ラインを開く（又は前記少なくとも１つの送給ラインを分断する）という意味で、開口部である（又は開閉可能である）。実施形態によっては、前記フィードスルーは、前記蓋システムが開かれる時に（又は開く時に）前記送給ラインを壊すという意味で、開口部である（又は開閉可能である）。

実施形態によっては、前記アウターチャンバは円筒形である。実施形態によっては、前記蓋システムはアウターチャンバ領域の外側に側方にはみ出ている実施形態によっては、前記アウターチャンバ領域の外側に側方にはみ出ていることは、前記蓋システムが、前記アウターチャンバの境界の外側に側方にはみ出ている前記境界は前記アウターチャンバの壁によって画定されてもよい。また実施形態によっては、前記境界は、前記アウターチャンバを直立状態で水平面で切断することによって得られる。

実施形態によっては、前記フィードスルーはシールによって封止される。

実施形態によっては、前記少なくとも１つの前記フィードスルーは前記蓋システムにおいて前記アウターチャンバの外側にある領域の中に位置する。従って、実施形態によっては、前記少なくとも１つの前記フィードスルーは、前記アウターチャンバを通ることなく前記蓋システムを通る。実施形態によっては、前記少なくとも１つの送給ラインは、前記アウターチャンバの外側において前記蓋システムを貫通する。実施形態によっては、前記フィードスルーは、スルーホールのフィードスルーである。実施形態によっては、前記フィードスルーは、鉛直方向スルーホールのフィードスルーである。

実施形態によっては、前記蓋システムは、前記アウターチャンバの上側から前記アウターチャンバを閉じる。実施形態によっては、前記インナーチャンバは、前記蓋システムを通って前記アウターチャンバの外側に達する。実施形態によっては、前記インナーチャンバは前記アウターチャンバの上側に達する。実施形態によっては、前記蓋システムはアウターチャンバ蓋である。実施形態によっては、前記蓋システムは、前記アウターチャンバの上に載置され、前記アウターチャンバの頂部を形成する。

実施形態によっては、デバイスキャビネットが前記アウターチャンバを収容する。実施形態によっては、前記蓋システムは装置本体部又は装置フレームに取り付けられる。実施形態によっては、前記蓋システムはデバイスキャビネットの一部に取り付けられる。実施形態によっては、前記デバイスキャビネットは前記装置本体部又は前記装置フレームを収容する。実施形態によっては、前記取付部はヒンジ機構又は昇降機構によって実装される。

実施形態によっては、前記プラズマシステムは少なくとも１つのプラズマ生成器を備える。実施形態によっては、プラズマ生成器はプラズマアプリケータ及び電源を備える。例えばマイクロ波プラズマ生成器の場合、プラズマ生成器はマイクロ波電源とプラズマアプリケータ部とを有する。プラズマガスはアプリケータ部を通って流れ、（マイクロ波）電源から伝達された（マイクロ波）電力は、プラズマ種を生成すべくプラズマガスに印加される。

実施形態によっては、前記プラズマシステムは、前記可動（又は開閉可能）蓋システム内に（又は前記蓋システムに一体化されれた）プラズマアプリケータを備える。

実施形態によっては、前記プラズマシステムは、マイクロ波プラズマ生成器及び／又は中空陰極（ｈｏｌｌｏｗ ｃａｔｈｏｄｅ）プラズマ生成器を有する。

実施形態によっては、前記プラズマ生成器の電源は、前記装置内の前記蓋（又は蓋システム）以外の場所に位置する。ただし該プラズマ生成器のプラズマアプリケータは前記蓋の内部に配されるか前記蓋に一体化されている。従って、実施形態によっては、前記蓋は前記プラズマ生成器の（おそらく重量のある）電源を備えずに実装される。実施形態によっては、前記電源は前記デバイスキャビネット内に位置する。

今後、蓋内に配される又は蓋システムに一体化されたプラズマ生成器を説明する場合、該プラズマ生成器の少なくともプラズマアプリケータ（又はプラズマガス流が通る部分）が、蓋（又は蓋システム）内に配されるか一体化されるものと理解されたい。

実施形態によっては、前記プラズマシステムは、プラズマ生成空間を有するプラズマ生成器を備える。実施形態によっては、前記プラズマ生成空間は放射線放射アンテナを備える。実施形態によっては、前記アンテナはプラズマアプリケータ部（又はプラズマアプリケータ）の一部を形成する。

実施形態によっては、前記プラズマ生成空間及び／又は前記放射線放射アンテナの垂直方向の位置は、前記アウターチャンバより上方である。

実施形態によっては、前記放射線放射アンテナは水平方向に向いている（水平方向に広がっている）。

実施形態によっては、前記プラズマ生成器は、プラズマガスが前記プラズマ生成空間に入るための１つ又は複数の開口部を有する。前記１つ又は複数の開口部は前記プラズマ生成空間の屋根部に位置してもよい。実施形態によっては、前記プラズマ生成空間への前記開口部は、前記プラズマ生成空間の前記屋根部の１つ又は複数のプラズマ供給開口部として実装される。実施形態によっては、前記プラズマ生成空間は前記インナーチャンバの一部を形成する。実施形態によっては、前記プラズマ生成空間及び／又は前記放射線放射アンテナは、前記アウターチャンバより上方に位置する。前記プラズマ生成空間内でプラズマが着火される。これは、前記開口部から到来したプラズマガスを、前記アンテナから放射された放射線に暴露することで行われる。実施形態によっては、更なる方法、例えば磁石やＵＶ光が、着火を補助するために適用されてもよい。形成されたプラズマ種は前記プラズマ生成空間から基板に向かって下方に流れる。非プラズマガス、例えばサーマルＡＬＤの前駆体もまた、前記プラズマ生成空間を通過してもよい。実施形態によっては、前記アンテナが位置する領域を１つ又は複数のパイプが通る。このパイプは、非プラズマガスを、前記アンテナが位置する空間の下流にある前記プラズマ生成空間（又は該プラズマ生成空間の下方にある空間）に放出する。前記パイプは、前記アンテナから放射される放射線が貫通できない物質、例えば金属でできている。このため、前記非プラズマガスは、前記プラズマ生成空間を通過するにも拘わらず、基板支持部への行程の間に影響を受けないままであることができる。

実施形態によっては、前記反応室の圧力は、堆積サイクル（又は処理サイクル）のプラズマ暴露期間（又はプラズマパルス期間）の間、５０Ｐａより高く保たれる。実施形態によっては、前記反応室は、処理サイクルのパージ期間の間、５０Ｐａ未満を維持するように、圧力がかけられる。実施形態によっては、前記反応室の圧力は、堆積サイクル（又は処理サイクル）のプラズマ暴露期間（又はプラズマパルス期間）の間は５０Ｐａより高く保たれ、処理サイクルのパージ期間の間は５０Ｐａ未満になるように圧力がかけられる。実施形態によっては、前記圧力は、パージ期間の終わりに５０Ｐａより高い圧力に戻される。実施形態によっては、前記パージ期間の間は化学物質のパージ期間である。すなわち、処理サイクルにおいて、化学物質パルス期間（又は化学物質暴露期間）に続くパージ期間である。実施形態によっては、前記化学物質とは、非プラズマの化学物質を意味する。実施形態によっては、前記圧力は、化学物質パルス期間の間においても５０Ｐａ未満に保たれる。実施形態によっては、前記圧力は、処理サイクルにおいて、プラズマ暴露期間に続くパージ期間の間、５０Ｐａ未満に保たれる。

実施形態によっては、前記インナーチャンバ（反応室）は反応室ボウルを有する。

実施形態によっては、前記基板支持部は、前記反応室ボウルに対して（上から見たときに）対称的に配される。実施形態によっては、前記基板支持部は、前記反応室ボウルに対して同心に配される。

実施形態によっては、前記装置は、前記プラズマシステム（又はプラズマ生成器／アプリケータ）と反応室ボウルとの間にフローガイド部を備える。実施形態によっては、前記フローガイド部は、流路の直径を増す部分である。（このとき、流路の形は変わらなくともよい。例えば、円形のまま変わらなくともよい。）実施形態によっては、前記フローガイド部は、流路の断面形状を（例えば矩形から円形へと）変化させる部分である。後者の場合、流路の断面流路面積は、前記フローガイド部によって増してもよい。実施形態によっては、フローガイド部は省略される。

実施形態によっては、前記装置は、（例えばボウル昇降アクチュエータによって、）前記フローガイド部に対して前記反応室ボウルを押すように構成されてもよい。このとき、実施形態によっては、前記フローガイド部と前記反応室ボウルとの間にはシールが存在してもよい。実施形態によっては、前記シールは真空シールである。実施形態によっては、前記装置は、前記反応室ボウルを、前記フローガイド部か、前記インナーチャンバの前記上側部分の前記頂部か、反応室対向部に対して押し付けるように構成される。

実施形態によっては、前記反応室ボウルは、基板の装填のために、ボウル昇降アクチュエータによって下降させられるように構成される。例えば、前記反応室ボウルは、前記フローガイド部（又は反応室頂部又は反応室対向部）から離れるように下降させられ、装填のための隙間が形成される。

実施形態によっては、前記装置は横方向の自由距離を有する。この自由距離は、基板支持部の周縁部から該基板支持部を囲む反応室ボウルの一番近い面までのプラズマウォール効果を防ぐ。実施形態によっては、前記自由距離は少なくとも７０ｍｍである。実施形態によっては、前記自由距離は５０ｍｍより長く、好ましくは５０－２００ｍｍであり、より好ましくは６５－８０ｍｍである。

実施形態によっては、前記装置は、前記プラズマシステム（又はプラズマ生成器／アプリケータ）と前記反応室ボウルとの間にフローガイド部を備える。実施形態によっては、前記フローガイド部は、前記反応室対向部を形成する。

実施形態によっては、前記基板支持部は前記インナーチャンバの前記下側部分の底（又は底部）に取り付けられる足部を有する。従って、実施形態によっては、前記基板支持部は前記下側部分によって下側から支持される。

実施形態によっては、前記基板支持部の前記足部は、前記底に前記基板支持部を取り付ける取付フランジを有する。前記取付フランジは前記インナーチャンバ内に位置する。すなわち前記底の真空圧側に位置する。すると、実施形態によっては、基板支持部の全体が前記インナーチャンバから持ち上げられうるため、装置のアフターサービスが容易となる。

実施形態によっては、前記インナーチャンバの前記下側部分は前記反応室ボウルから下方向に延伸している。実施形態によっては、前記下側部分は、前記アウターチャンバに配されるヒーターによって暖められないままにされる。実施形態によっては、前記下側部分は、前記上側部分を暖める（１つ又は複数の）ヒーターとは異なる（１つ又は複数の）ヒーターを備える。実施形態によっては、前記下側部分はインナーチャンバ足部を形成する。実施形態によっては、前記反応室ボウルは回転対称である。実施形態によっては、前記反応室ボウルはその底に開口部を有し、前記下側部分は前記開口部から延伸している。実施形態によっては、前記開口部は前記底の中心に対称的に存在する。実施形態によっては、前記下側部分はその全長に亘って等しい幅を有する。実施形態によっては、前記幅は、前記反応室ボウルの前記底の前記（円形の）開口部の幅と等しい。実施形態によっては、前記下側部分はその側部にポンプラインへの接続部を有する。実施形態によっては、前記ポンプラインへの接続部は、前記下側部分の高さの下側１／３のどこかに位置する。

実施形態によっては、前記装置は前記アウターチャンバ内に不活性ガスを導くように構成されると共に、前記インナーチャンバを通ることなく前記アウターチャンバからポンプラインへ通じる経路を備える。

実施形態によっては、前記装置は、前記反応室ボウルと共に動く熱反射部を備える。実施形態によっては、前記熱反射部は、前記反応室ボウルがその上位置にあるとき、基板装填路（基板装填口）を閉じる（又は少なくとも部分的に閉じる、又はほぼ閉じる）。実施形態によっては、前記熱反射部は、前記アウターチャンバから基板装填チャネルへの熱伝導を妨げるように構成される。

実施形態によっては、前記装置は１つ又は複数のソースケミカルキャビネットを備える。実施形態によっては、前記１つ又は複数のソースケミカルキャビネットは排気接続部を備える。実施形態によっては、前記排気接続部はポンプライン（排気ライン）等に接続する。実施形態によっては、前記ソースケミカルキャビネットから前記排気接続部へのガス流は、前記ソースケミカルキャビネット内の空間を環境圧力未満に保ち、前記ソースケミカルキャビネットからのリークを防ぐ。実施形態によっては、前記ソースケミカルキャビネットは不活性ガスによってパージされる。実施形態によっては、前記ソースケミカルキャビネットは、不活性パージガスの入口及び出口（排気接続部）を有する。実施形態によっては、前記ソースケミカルキャビネットはリークタイトである。

実施形態によっては、前記装置は、第１のプラズマガスのための第１のソースと、第１のプラズマガスとは異なる第２のプラズマガスのための第２のソースとを備える。実施形態によっては、前記第１のプラズマガスと前記第２のプラズマガスは同じプラズマ送給ラインを通る。実施形態によっては、前記第１のプラズマガスと前記第２のプラズマガスは、前記蓋システムのフィードスルーの上流の同じプラズマ送給ラインを通る。実施形態によっては、前記第１のプラズマガスは、ＡＬＤ弁又はパルス弁内で、第１のプラズマ生成器へ繋がる送給ラインへと分岐され、前記第２のプラズマガスは、（別の）第２のプラズマ生成器へ繋がる送給ラインへと分岐される。実施形態によっては、前記ＡＬＤ弁又はパルス弁は前記蓋システムフィードスルーの上流に配される。実施形態によっては、上記プラズマガス分離弁は三方弁である。実施形態によっては、前記蓋システムフィードスルーの下流の前記第１のプラズマ生成器に繋がる前記送給ラインは、カバーされてなく暖められないパイプラインとして設けられている。同様に、前記蓋システムフィードスルーの下流の前記第２のプラズマ生成器に繋がる前記送給ラインも、カバーされてなく暖められないパイプラインとして設けられている。

実施形態によっては、複数の非プラズマガスが、前記蓋システムフィードスルーの上流及び下流の両方において、共通の送給ラインを流れる。ここで、前記複数の非プラズマガスとは、例えば、非プラズマの前駆体及び／又はサーマルＡＬＤ前駆体であってもよく、例えば１つ又は複数の金属前駆体及び／又は非金属前駆体や、不活性ガスであってもよい。実施形態によっては、非プラズマガスの前記共通の送給ラインはヒーターにより加熱され、また断熱されたパイプラインである。

このため、プラズマエンハンストＡＬＤリアクターのような基板処理リアクター又は基板処理装置の前記インナーチャンバ又は前記反応室へのガス供給は、僅か３本の送給ラインにより実現されうる。実施形態によっては、これらの送給ラインのそれぞれは、共通のフィードスルーポイントにおいて前記蓋システムを通り抜ける。

実施形態によっては、前記蓋システムの前記フィードスルーは前記蓋システムの側部に位置し、前記蓋システムの側部を含むヒンジ機構とは反対側の側部に位置する。

実施形態によっては、前記蓋システムは２つのプラズマ生成器を有する。これら２つのプラズマ生成器の片方又は両方は、前記蓋システムに取り付けられるから、前記蓋システムに一体化されてもよい。前記２つのプラズマ生成器の一方は基板処理のためのものであり、 他方は主にインナーチャンバのクリーニングのためのものである。実施形態によっては、前記蓋システムに位置する前記第１のプラズマ生成器は前記インナーチャンバ（又は前記反応室）を閉じる。実施形態によっては、基板処理のための前記第１のプラズマ生成器により生成されたプラズマ種は、前記インナーチャンバの境界内で生成される。

実施形態によっては、オプションの第２のプラズマ生成器はリモートのプラズマ生成器であり、従ってプラズマもリモートで生成され、前記インナーチャンバへの送給ラインを通じて運ばれる。実施形態によっては、前記インナーチャンバの前記上側部分の頂部は、傾斜した上角部を有する。リモートで生成されたプラズマ種は当該上角部を通じて前記インナーチャンバ内へ供給される。リモートで生成されたプラズマ種の供給方向は、少なくとも部分的に下向きである。

実施形態によっては、前記第１のプラズマ生成器及び前記第２のプラズマ生成器のそれぞれのプラズマアプリケータは前記蓋システム内に位置する。

実施形態によっては、前記インナーチャンバの前記下側部分は２つの排気口を有する。実施形態によっては、第１の排気口はターボ分子ポンプのためのものであり、第２の排気口は（例えばドライポンプのような）別の排気ポンプのためのものである。実施形態によっては、前記第２の排気口を通じた排気ラインは前記ターボ分子ポンプをバイパスする。

実施形態によっては、第１の排気ラインは、前記インナーチャンバの前記下側部分から第１の弁を通じてターボ分子ポンプへ繋がり、第２の排気ラインは、前記インナーチャンバの前記下側部分から第２の弁を通じて別の排気ポンプ（例えばドライポンプのような、ターボ分子ポンプではない真空ポンプ）へと繋がる。前記第１の排気ラインと前記第２の排気ラインとは、前記ターボ分子ポンプ及び前記第２の弁の下流で前記別の排気ポンプの上流で合流する。実施形態によっては、前記第１の弁は、振り子バルブ（又はバタフライ弁）のような流量規制制御弁である。実施形態によっては、前記第２の弁は閉鎖弁（ｃｌｏｓｉｎｇ ｖａｌｖｅ）である。実施形態によっては、第３の排気ラインが前記アウターチャンバから第３の弁へと延伸し、第２の合流点で前記第２の排気ラインと合流する。前記第２の合流点は前記第３の弁の下流で前記第２の弁の上流にある。実施形態によっては、前記第３の弁は、バタフライ弁（又は振り子バルブ）のような流量規制制御弁である。このような排気ラインシステムにおいて、前記第２の弁が開いて前記第１の弁が閉じると、実施形態によっては、（ガス及び／又は粒子のような）物質が、第２の排気ライン及び第２の弁を通じて前記別の排気ポンプに向かい、前記インナーチャンバから除去される。このとき前記物質は、前記第１の排気ラインを通じては前記インナーチャンバから除去されない。更に、このような排気ラインシステムにおいて、前記第１及び第３の弁が開いて前記第２の弁が閉じると、実施形態によっては、前記第３の排気ライン及び前記第３の弁並びに前記第２の排気ラインを辿るルートを通じて、前記アウターチャンバから物質が除去されて前記第２のインナーチャンバへ導かれる。そして、前記第１の弁及び前記ターボ分子ポンプを通じて前記第１の排気ラインを通って、前記物質が、前記インナーチャンバから排気される。（または別の排気ポンプへと排気される。）後者の実施形態において、前記第２の弁は迂回される。

実施形態によっては、前記基板支持部は前記足部（又は台座）と、前記台座の上部のサセプタ部とを有する。実施形態によっては、前記サセプタ部は（前記サセプタ部の端部に）セラミック材製のリムを有する。

実施形態によっては、前記基板支持部は前記インナーチャンバの前記下側部分の底を通じて作動するリフターピンを有する。実施形態によっては、前記基板支持部は拡大頂部を有するリフターピンを有する。この拡大頂部は、前記リフターピンが低い位置にあるときに、前記サセプタ部を貫通するスルーホールを閉鎖するためのものである。

実施形態によっては、前記装置は前記台座の周りに（円形でありうる）部分を有する。前記リフターピンが前記部分にくっつき、前記部分を動かすことにより、前記リフターピンは縦方向に動かされる。実施形態によっては、この動きは下側から駆動される。例えば、前記インナーチャンバの前記下側部分の前記底部を通じて延伸する接続要素によって駆動される。

実施形態によっては、前記基板を支持する前記サセプタ部の上面は平らでない。実施形態によっては、前記装置は、（例えばヘリウムのような）保護ガス及び／又は伝熱ガスを、前記サセプタ部と基板との間の空間に案内するためのチャネルを、前記台座の内部に有する。実施形態によっては、前記ガスは、前記空間から前記台座内部へと下方向に吸引されて戻される。従って、実施形態によっては、保護ガス及び／又は伝熱ガスの循環系が設けられる。

実施形態によっては、前記排気ポンプに向かう前記排気口（前記インナーチャンバ足部の側壁の排気口）の直径は少なくとも１５ｃｍである。より好ましい実施形態においては、前記直径は１５ｃｍ～３０ｃｍの範囲に亘り、より好ましい実施形態においては、前記直径は２０ｃｍ～２５ｃｍの範囲に亘る。

実施形態によっては、前記インナーチャンバ足部の円筒形である。実施形態によっては、前記インナーチャンバ足部の直径は少なくとも２０ｃｍである。より好ましい実施形態においては、前記直径は２０ｃｍ～５０ ｃｍの範囲に亘り、より好ましい実施形態においては、前記直径は２０ｃｍ～３０ ｃｍの範囲に亘る。

実施形態によっては、前記排気口及び前記インナーチャンバ足部の上記の直径や範囲は、特に、前記排気ラインにターボ分子ポンプが存在する場合に適用される。別の実施形態、特に、ターボ分子ポンプが省略され別の（効率の落ちる）真空ポンプに置き換えられる実施形態においては、前記インナーチャンバ足部の断面及び前記排気口の断面は、上記より小さくてもよい。その場合、前記排気口は例えばＫＦ４０のサイズ（ポンプラインの内径がおよそ４ｃｍ）又はそれより大きくてもよい。

実施形態によっては、前記インナーチャンバは前記アウターチャンバの外側へと下向きに延びている。実施形態によっては、前記延びている部分の高さは前記インナーチャンバ足部の直径を超える。実施形態によっては、前記延びている部分の高さは少なくとも２５ｃｍであり、より好ましい実施形態においては、前記延びている部分の高さは少なくとも３０ｃｍである。

実施形態によっては、前記インナーチャンバの底部と前記基板ホルダの上面との間の縦方向の距離は、少なくとも４０ｃｍである。より好ましい実施形態においては、前記縦方向の距離は少なくとも５０ｃｍである。より好ましい実施形態においては、前記縦方向の距離は、５０ｃｍから１００ｃｍの範囲に亘る。

実施形態によっては、前記反応室ボウルは回転対称の部品である。実施形態によっては、前記反応室ボウルの直径は、前記基板ホルダの直径よりも少なくとも１０ｃｍ大きい。より好ましい実施形態においては、前記反応室ボウルの直径は、前記基板ホルダの直径よりも少なくとも１４ｃｍ大きい。

実施形態によっては、前記基板ホルダは、少なくとも２００ｍｍの直径を有する基板（例えばウエーハ）を支持するようにされる。より好ましくは、直径３００ｍｍ以上の基板を支持するようにされる。

本発明の第２の例示的な捉え方によれば、次のような基板処理装置が提供される。この装置は、
インナーチャンバと；
前記インナーチャンバを少なくとも部分的に囲むアウターチャンバと；
前記インナーチャンバ内で基板を支持する基板支持部と；
前記インナーチャンバ内で第１のプラズマ種を生成する第１プラズマ生成器と、前記インナーチャンバの外で（及び前記アウターチャンバの外で）第２のプラズマ種を生成するリモートプラズマ生成器である第２プラズマ生成器とを有するプラズマシステムと；
を備える。

本発明の第３の例示的な捉え方によれば、次のような基板処理装置が提供される。この装置は、
インナーチャンバと；
前記インナーチャンバを少なくとも部分的に囲むアウターチャンバと；
前記インナーチャンバ内で基板を支持する基板支持部と；
可動の（又は開閉可能な）蓋システムと；
前記蓋システムに配されるプラズマアプリケータと；
を備える。

実施形態によっては、前記蓋システムはヒンジで開閉する蓋システムである。実施形態によっては、前記蓋システムは別の昇降可能な蓋システムである。例えば、ヒンジで開閉する蓋システムではなく、例えば、方向を変えることなく昇降可能な昇降蓋である。実施形態によっては、この蓋システムには、ヒンジで開閉する蓋システム又はヒンジで開閉しない蓋システムを昇降させるための昇降機が設けられてもよい。実施形態によっては、前記蓋システムはシールにより封止される。

実施形態によっては、前記装置は、前記蓋システムを通る少なくとも１つの送給ラインのフィードスルーを備える。実施形態によっては、前記フィードスルーはシールによって封止される。

実施形態によっては、前記プラズマアプリケータはプラズマ生成器の一部を形成する。実施形態によっては、前記プラズマ生成器は更に（プラズマ）電源を備える。実施形態によっては、前記電源も前記蓋システム内に配される。実施形態によっては、前記電源は前記装置の外部に位置する。

第４の例示的な捉え方によれば、次のような基板処理装置が提供される。この装置は、
インナーチャンバと；
前記インナーチャンバを少なくとも部分的に囲むアウターチャンバと；
前記アウターチャンバ内の熱反射部（又は熱反射板）と；
を備え、前記熱反射部（又は熱反射板）は反応室ボウルと共に移動し、前記基板処理装置の基板装填口を覆う。

第５の例示的な捉え方によれば、次のような基板処理装置が提供される。この装置は、
インナーチャンバと；
前記インナーチャンバを少なくとも部分的に囲むアウターチャンバと；
少なくとも１つのガス送給ラインをアウターチャンバ蓋に通すためのスルーホールフィードスルーと；
を備える。

実施形態によっては、前記フィードスルーはシールによって封止される。実施形態によっては、前記フィードスルーは開口部である（又は開閉可能である）。

第６の例示的な捉え方によれば、次のような基板処理装置が提供される。この装置は、
反応室（又はインナーチャンバ）と；
基板支持部と；
取付フランジを介して反応室ボウルに取り付けられる、前記基板支持部の台座と；
を備え、前記取付フランジは前記反応室内に位置する。すなわち前記反応室の底の真空圧側に位置する。

第７の例示的な捉え方によれば、次のような基板処理装置が提供される。この装置は、
下側部分を有する反応室（又はインナーチャンバ）を備え、前記反応室の前記下側部分はターボ分子ポンプのための第１の排気口と、別の排気ポンプのための第２の排気口とを有し、前記装置は更に、前記ターボ分子ポンプをバイパスする前記第２の排気口を経由する排気ラインを備える。

第８の例示的な捉え方によれば、次のような基板処理装置が提供される。この装置は、
インナーチャンバと；
前記インナーチャンバを少なくとも部分的に囲むアウターチャンバと；
を備え、前記インナーチャンバは下側部分を有し、
前記装置は更に、前記アウターチャンバから出る排気ラインを備え、前記排気ラインは、前記インナーチャンバの前記下側部分に入り、排気口を通って排気ポンプへと前記下側部分を出る。

実施形態によっては、前記アウターチャンバから出て前記インナーチャンバの前記下側部分に入ることは、第２の流量制御弁を通じて生じる。前記第２の流量制御弁は、例えばバタフライバルブであってもよい。実施形態によっては、前記排気ポンプへと出ることは、第１の流量制御弁を通じて生じる。前記第１の流量制御弁は、例えば振子式バルブであってもよい。実施形態によっては、前記排気ポンプはターボ分子ポンプである。

第９の例示的な捉え方によれば、次のような基板処理装置が提供される。この装置は、
反応室（又はインナーチャンバ）と；
基板支持部と；
反応室底に取り付けられる、前記基板支持部の台座と；
前記基板支持部のリフターピンと；
を備え、前記リフターピンの動きは、前記反応室底を通じて延伸する接続要素を通じて下側から駆動される。

実施形態によっては、前記装置は前記台座の周りに前記リフターピンがくっつく部分を有する。前記接続要素と共に前記部分を動かすことにより、前記リフターピンが縦方向に動かされる。

第１０の例示的な捉え方によれば、次のような基板処理装置が提供される。この装置は、
反応室ボウルを有するインナーチャンバと；
前記インナーチャンバを少なくとも部分的に囲むアウターチャンバと；
を備え、前記アウターチャンバの外部で（又は外部から）前記反応室ボウルを駆動することにより前記反応室ボウルを移動させるように（例えば昇降させるように）構成される。

実施形態によっては、前記装置は、前記アウターチャンバ内又は前記アウターチャンバの底を通る、シールされたフィードスルーを有する。このフィードスルーは接続要素を通し、縦方向の動きを前記反応室ボウルに伝えるためのものである。

第１１の捉え方によれば、次のような基板処理装置が提供される。この装置は、
反応室（又はインナーチャンバ）と；
前記反応室にプラズマ種を供給するプラズマアプリケータを有する蓋又は蓋システムと；
前記蓋システムに配される冷却装置と；
を備える。

実施形態によっては、前記冷却装置は、前記蓋又は前記蓋システムに取り付けられる又は埋め込まれるチャネルを有する。このチャネルは、例えば水のような、クーラントを流すためである。

実施形態によっては、前記反応室内で、基板表面に、連続自己飽和（又は自己制限的）表面反応が遂行される。

実施形態によっては、基板上の自己飽和表面反応は、気相の化学物質を導入し、前記化学物質をプラズマ状態に励起することにより、達成される。

実施形態によっては、前記第２から第１１の捉え方の具現化形態が提供されると共に、
前記第１の捉え方に関して紹介された実施形態のいずれかを備え、又は、
前記第１の捉え方に関して紹介された実施形態が、他の実施形態に関して紹介された特徴に結合したものを備える。

本発明のより一般的な捉え方によれば、次のような基板処理装置が提供される。この装置は、反応室と、本明細書で開示された実施形態の一つ又は複数の特徴とを備える。

本発明の更なる捉え方によれば、基板処理装置に関する捉え方に対応する方法が提供される。

様々な捉え方や実施形態を紹介してきたが、これらは発明の範囲を限定するために提示されたものではない。上述の実施形態は、本発明の実施にあたり使用され得る特定の態様やステップを説明するために用いられたに過ぎない。実施形態によっては、特定の例示的側面を参照してのみ提示されるかもしれない。いくつかの実施形態は他の実施形態にも適用可能であることが理解されるべきである。特に、前記第１の捉え方に関連して説明した実施形態は、別の捉え方についても適用可能である。該実施形態は適宜組み合わせ可能である。

本発明を、単なる例示を用いて、かつ添付図面を参照して、以下に説明する。
ある実施形態に従う装置の略断面図である。 ある実施形態に従う、図１の装置の基板装填状態を示す。 ある実施形態に従う、図１の装置の蓋システムが開いた状態を示す。 ある実施形態に従う排気システムを示す。 ある実施形態に従う基板支持部を示す。 ある実施形態に従う代替的実装例を示す。 ある実施形態に従う制御システムを示す。 ある実施形態に従う冷却システムの概略図である。

詳細説明

以下の説明において、一例として、原子層堆積（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＡＬＤ）技術及び原子層エッチング（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｅｔｃｈｉｎｇ，ＡＬＥ）技術が用いられる。

ＡＬＤ成長メカニズムの基本は当業者の知るところである。ＡＬＤは、少なくとも２種類の反応性前駆体種を少なくとも１つの基板に連続的に導入することに基づく、特殊な化学的堆積法である。基本的なＡＬＤ堆積サイクルは４つの逐次的工程、すなわち、パルスＡ、パージＡ、パルスＢ、及びパージＢ、から構成される。パルスＡは第１の前駆体蒸気から構成され、パルスＢは別の前駆体蒸気から構成される。パージＡおよびパージＢでは、反応空間から気体の反応副産物や残留反応物分子をパージ（除去）するために、不活性ガスと真空ポンプが用いられる。堆積シーケンスは少なくとも１回の堆積サイクルにより構成される。所望の厚さの薄膜またはコーティングが生成されるまで堆積サイクルが繰り返されるように、堆積シーケンスが組まれる。堆積サイクルは、簡単にすることも、さらに複雑にすることもできる。例えば、堆積サイクルは、パージステップによって区切られた３回以上の反応物蒸気パルスを含むことができる。また、パージステップのいくつかは省略することもできる。本明細書で説明されるＰＥＡＬＤ（Ｐｌａｓｍａ－Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，プラズマＡＬＤ）のようなプラズマアシスト型ＡＬＤや、光アシスト型ＡＬＤ（Ｐｈｏｔｏｎ－Ａｓｓｉｓｔｅｄ ＡＬＤ）においては、１つ又は複数の堆積ステップが、表面反応のために必要な追加のエネルギーをプラズマの供給を通じて提供することによって補助される。または、１つ又は複数の反応前駆体がエネルギーによって代替されることができ、単一前駆体によるＡＬＤプロセスに繋がる。従って、パルスシーケンス及びパージシーケンスは個々のケースに応じて異なりうる。これらの堆積サイクルは、論理演算装置またはマイクロプロセッサによって制御される、時間的な堆積シーケンスを形成するものである。ＡＬＤによって成長した薄膜は緻密でピンホールがなく、かつ均一の厚さを有する。

基板処理工程に関して述べると、通常少なくとも１枚の基板が、時間的に離間した複数の前駆体パルスに反応器（又は反応室）内で曝される。それによって、連続自己飽和表面反応で材料が基板表面に堆積される。本出願の記述において、ＡＬＤという用語は、全ての適用可能はＡＬＤベース技術や、例えば次のＡＬＤの亜類型のような、等価又は密接に関連したあらゆる技術を含むものとする。ＭＬＤ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，分子層堆積）、例えばＰＥＡＬＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，プラズマＡＬＤ）のようなプラズマアシスト型ＡＬＤ（ｐｌａｓｍａ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ＡＬＤ）、フラッシュ改良型ＡＬＤ（ｆｌａｓｈ ｅｎｈａｎｃｅｄ ＡＬＤ）又は光ＡＬＤとして知られる光アシスト型ＡＬＤ（Ｐｈｏｔｏｎ－Ａｓｓｉｓｔｅｄ ＡＬＤ））又は光改良型ＡＬＤ（ｐｈｏｔｏｎ－ｅｎｈａｎｃｅｄ ＡＬＤ）。

しかし、本発明はＡＬＤ技術に限定されない。本発明は広く様々な基板処理装置に生かすことができ、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）反応装置や、原子層エッチング（ＡＬＥ）反応装置のようなエッチング装置に利用することもできる。

ＡＬＥエッチングメカニズムの基本は当業者の知るところである。ＡＬＥにおいては、自己制御的（ｓｅｌｆ－ｌｉｍｉｔｉｎｇ）な連続反応ステップを用いて表面から物質層が除去される。典型的なＡＬＥエッチングサイクルは、反応層を形成する改質（ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）ステップと、反応層だけを取り除く除去（ｒｅｍｏｖａｌ）ステップとを有する。除去ステップは、層の除去のためにプラズマ種（特にイオン）を用いる。

図１は、ある実施形態に従う装置１００の略断面図である。装置１００は基板処理装置（リアクター）であり、例えばプラズマエンハンストＡＬＤ及び／又はＡＬＥエッチングを行うことができる装置（リアクター）である。実施形態によっては、装置１００はインナーチャンバ（又は反応室）１３０と、インナーチャンバ１３０を囲むアウターチャンバ（又は真空室）１４０とを備える。また装置１００は、インナーチャンバ１３０の中に、（図示されない）基板を支持する基板支持部１１０を備える。

実施形態によっては、インナーチャンバ１３０は上側部分及び下側部分により形成される。実施形態によっては、前記上側部分は反応室ボウル１３３と反応室頂部１３１を備える。実施形態によっては、基板支持部１１０は、インナーチャンバ１３０の前記上側部分の中で基板を支持する。より詳細には、反応室ボウル１３３の領域内で基板を支持する。実施形態によっては、基板支持部１１０は、反応室ボウル１３３に対して対称的に配される。前記下側部分は符号１３２で示されている。

実施形態によっては、装置１００は、インナーチャンバ１３０にプラズマ種を供給するプラズマシステムを備える。プラズマ種はインナーチャンバ１３０の上側から、又は反応室頂部１３１を通じてインナーチャンバ１３０に供給される。実施形態によっては、プラズマ種は反応室頂部１３１内で生成されてもよい。実施形態によっては、前記プラズマシステムは、反応室１３０の上側又は頂部１３１に、第１のプラズマ生成器１７５を備える。実施形態によっては、プラズマ生成器１７５はマイクロ波プラズマ生成器又は中空陰極プラズマ生成器である。実装形態によっては、プラズマ生成器１７５は、インナーチャンバ１３０の内側に位置する部分とインナーチャンバ１３０の外側に位置する部分の両方を有してもよい。

実施形態によっては、図示されていないが、オプションのフローガイド部が、プラズマ生成器１７５と反応室ボウル１３３との間に設けられてもよい。実施形態によっては、フローガイド部が、プラズマ生成器１７５と反応室ボウル１３３とを接続する。

実施形態によっては、前記装置は、ボウル昇降アクチュエータ１３５により駆動される反応室ボウル移動システム１３４を備える。移動システム１３４は、例えば真空ベローズを備えてもよい。実施形態によっては、反応室ボウル１３３は、ボウル昇降アクチュエータ１３５により駆動される移動システム１３４によって下降させられるように構成される。実施形態によっては、ボウル昇降アクチュエータ１３５は縦方向の動きを生成する。例えば、アクチュエータ１３５により構成されるベローズと共に、縦方向の動きを生成する。前記縦方向の動きはコネクタ又は接続要素３０によって反応室ボウル１３３又は反応室ボウル１３３の側部に接続される。実施形態によっては、接続要素３０はロッドである。実施形態によっては、例えばベローズのような、例えばエッジ溶接ベローズ（Ｅｄｇｅ Ｗｅｌｄｅｄ Ｂｅｌｌｏｗｓ）のような接続要素１３４は、反応室ボウル１３３の縦方向の移動を可能とする。実施形態によっては、移動システム１３４は、反応室１３０又はその側壁の下側部分の一部を形成する。実施形態によっては、移動システム１３４に覆われる領域にあるインナーチャンバ壁に取り付けられる管状部分４０は、インナーチャンバ１３０の内側から移動システム１３４を保護している。実施形態によっては、管状部分４０は、移動システム１３４の領域内において滑らかな内面を提供する。

反応室ボウル１３３の縦方向の動きは、反応室ボウル１３３を反応室頂部１３１から切り離す。実施形態によっては、反応室ボウル１３３の縦方向の動きは、基板を装填するための間隙２３９を作る（図２参照）。そして矢印２０で示されるように、基板は、装填経路１３７を通じて横側から基板支持部１０上に装填される。装填経路１３７はアウターチャンバ１４０を通り抜ける横方向の経路であってもよい。

実施形態によっては、装置１００は、反応室頂部１３１に対して反応室ボウル１３３を押し付けるように構成される。実施形態によっては、オプションのフローガイド部又は他の反応室対向部に対して反応室ボウル１３３を押し付けるように構成される。実施形態によっては、反応室ボウル１３３と前記対向部との間の連絡部は金属－金属アタッチメントである。実施形態によっては、反応室ボウル１３３と前記対向部との間の連絡部は、これらの間に位置するシールで封止される。実施形態によっては、前記シールは真空シールである。実際には、前記押し付けることは、ボウル昇降アクチュエータ１３５により駆動される移動システム１３４によって遂行される。

実施形態によっては、アウターチャンバ１４０はインナーチャンバ１３０の前記上側部分を囲む。一方、インナーチャンバ１３０の下側部分１３２はアウターチャンバ１４０の外側に出ており、アウターチャンバ１４０によって覆われていない。

実施形態によっては、装置１００は、アウターチャンバ１４０内に、インナーチャンバ１３０の前記上側部分を温める１つ又は複数のヒーター１３６を備える。

実施形態によっては、装置１００はアウターチャンバ１４０内に熱反射体１３８を有する。熱反射体１３８は、ヒーター１３６とアウターチャンバ壁との間に位置してもよい。熱反射体１３８は、アウターチャンバ１４０の各面に広がっていてもよく、すなわち横面、上面及び下面を覆っていてもよく、魔法瓶構造のように反応室ボウル１３３を側方から囲んでもよい。実施形態によっては、熱反射体１３８は熱反射板によって実装されてもよい。又は、複数の熱反射板のセット、互いに重なり合う少なくとも３枚の熱反射板のセットによって実装されてもよい。

アウターチャンバ１４０はインナーチャンバ１３０の前記上側部分を少なくとも部分的に囲む。実施形態によっては、反応室頂部１３１はアウターチャンバ１４０の外側（又は上側）に延在し、少なくとも多くの部分はアウターチャンバ１４０によって覆われないままにされる。

実施形態によっては、装置１００は、反応室ボウル１３３と共に動く熱反射部６０を備える。実施形態によっては、熱反射部６０は、反応室ボウル１３３がその上位置にあるときに基板装填路１３７を閉じる。基板装填路１３７は、例えばゲートバルブのような、熱に敏感な部品を備える可能性がある。このため、（暖められた）アウターチャンバ１４０から基板装填路１３７へ熱が伝達されることは好ましくない。実施形態によっては、熱反射部６０は、アウターチャンバ１４０側から基板装填路１３７を閉じることによって、アウターチャンバ１４０から基板装填路１３７への熱伝導を妨げるように構成される。実施形態によっては、熱反射部６０は熱反射板を備える。又は、互いに重なり合う複数の熱反射板を備える。実施形態によっては、熱反射部６０は反応室ボウル１３３に固定される。

実施形態によっては、インナーチャンバの下側部分１３２は反応室ボウル１３３から下方向に延伸している。実施形態によっては、下側部分１３２は、アウターチャンバ１４０に配されるヒーター１３６によって暖められないようにされる。実施形態によっては、下側部分１３２は、前記上側部分を暖める（１つ又は複数の）ヒーター１３６とは異なる（１つ又は複数の）ヒーターを備える。実施形態によっては、装置１００は、下側部分１３２を暖めるために、前記外側部分１３２の外側に１つ又は複数のヒーターを備える。実施形態によっては、装置１００は、下側部分１３２を暖める１つ又は複数のヒーターに関連して１つ又は複数の熱反射体を備える。実施形態によっては、この熱反射体は、熱反射体１３８と同じような又は対応する形態に配される。実施形態によっては、下側部分１３２はインナーチャンバ足部のような構造を形成する。実施形態によっては、反応室ボウル１３３はその底に開口部を有し、下側部分１３２は前記開口部から延伸している。実施形態によっては、前記開口部は反応室ボウル１３３の底の中心部に対称的に存在する。実施形態によっては、インナーチャンバの下側部分１３２はその全長に亘って等しい幅を有する。実施形態によっては、前記幅は、反応室ボウル１３３の前記底の前記（円形の）開口部の幅と等しい。実施形態によっては、下側部分１３２はその側部にポンプライン１４４への接続部を有する。実施形態によっては、図１－３に例示されるように、ポンプライン１４４は下側部分１３２の側に位置する。実施形態によっては、ポンプライン１４４への接続部は、下側部分の１３２高さの下側１／３のどこかに位置する。ポンプライン１４４は、必要とされるレベルの真空をインナーチャンバ１３０に提供するための適切なポンプ１４５又は複数のポンプを有する。実施形態によっては、ポンプ１４５は真空ポンプであり、実施形態によってはターボ分子ポンプである。実施形態によっては、ポンプライン１４４は少なくとも１つの弁を有する（図１には示されていない）。この弁は、オープン／クローズ弁及び流量制御弁（例えば振り子弁、バタフライ弁、ゲートバルブ）から選択される。実施形態によっては、ポンプライン１４４はインナーチャンバの圧力を１０ｍｂａｒから１μｂａｒの間で変化させるように調整可能な弁構造を備える。この圧力超越は、流入する化学物質（又はガス）と共に行われてもよい。実施形態によっては、インナーチャンバ（反応室）の圧力は常に０．５ｍｂａｒ（５０ｐａ）より高い値に保たれる。実施形態によっては、これは、ある種のスパッタリング効果を防ぎうる。実施形態によっては、前記反応室の圧力は、堆積サイクル（又は処理サイクル）のプラズマ暴露期間（又はプラズマパルス期間）の間、５０Ｐａより高く保たれる。実施形態によっては、前記反応室は、処理サイクルのパージ期間の間、５０Ｐａ未満を維持するように、圧力がかけられる。実施形態によっては、前記反応室の圧力は、堆積サイクル（又は処理サイクル）のプラズマ暴露期間（又はプラズマパルス期間）の間は５０Ｐａより高く保たれ、処理サイクルのパージ期間の間は５０Ｐａ未満になるように圧力がかけられる。実施形態によっては、前記圧力は、パージ期間の終わりに５０Ｐａより高い圧力に戻される。実施形態によっては、前記パージ期間の間は化学物質のパージ期間である。すなわち、処理サイクルにおいて、化学物質パルス期間（又は化学物質暴露期間）に続くパージ期間である。実施形態によっては、前記化学物質とは、非プラズマの化学物質を意味する。実施形態によっては、前記圧力は、化学物質パルス期間の間においても５０Ｐａ未満に保たれる。実施形態によっては、前記圧力は、処理サイクルにおいて、プラズマ暴露期間に続くパージ期間の間、５０Ｐａ未満に保たれる。

実施形態によっては、ポンプライン１４４は、インナーチャンバとアウターチャンバ壁との間に画定される中間空間１３９からのガスインレットを備える。前記インレットを有するポンプライン１４４は、インナーチャンバへの逆流を防止するように構成されてもよい。実施形態によっては、中間空間１３９からの流れは（主）ポンプ１４５とは異なるポンプへと導かれる。実施形態によっては、このポンプライン構成は、インナーチャンバ１３０と中間空間１３９との間の圧力差を維持する（中間空間１３９の圧力の方が高い）。実施形態によっては、インナーチャンバ１３０内のガスとアウターチャンバ１４０内のガスとの間のクロストーク（漏洩）は、これらのチャンバの間の直接的なガス通路を最小化することによって、最小化される。

実施形態によっては、基板支持部１１０はインナーチャンバ１３０の下側部分１３２の底（又は底部）に取り付けられる足部（又は台座）１１１を有する。実施形態によっては、基板支持部の足部１１１は、基板支持部１１０を前記底部に取り付けるための取付フランジ１１３を有する。実施形態によっては、取り付けフランジ１１３はインナーチャンバ１３０内に位置する。すなわち、インナーチャンバ底部の真空圧側に位置する。取り付けフランジ１１３は前記底部に固定手段（例えばボルト１１４）で固定されてもよい。

実施形態によっては、装置１００は、開口部又は開閉可能な蓋システム１６１のような可動部分を（インナーチャンバ１３０及び／又はアウターチャンバ１４０の上側に）備える。実施形態によっては、蓋システム１６１は、例えば１つ又は複数のヒンジ１６５のような結合アタッチメントによって、装置の本体部分又はフレーム１６２に結合される。実施形態によっては、蓋システム１６１はデバイスキャビネットの一部に取り付けられる。実施形態によっては、前記デバイスキャビネットは前記装置本体部又は装置フレーム１６２を収容する。

図３は、開いた状態にある蓋システム１６１をより詳しく図示している。蓋システム１６１はヒンジジョイント１６５によって支持されている。可動蓋システム１６１は装置１００の保守を容易とする。実施形態によっては、前記装置は、ヒンジで連結された蓋システム１６１の代わりに別の昇降可能な蓋システムを備える。例えば、ヒンジではなく昇降機によって作動する可動昇降蓋を備えてもよい。

実施形態によっては、蓋システム１６１は、アウターチャンバ１４０の上側からアウターチャンバ１４０を閉じる。従って、実施形態によっては、蓋システム１６１はアウターチャンバ蓋を形成する。実施形態によっては、蓋システム１６１はシールによりアウターチャンバ１４０に対して封止される。実施形態によっては、蓋システム１６１は、少なくとも１つの送給ライン（又はパイプライン／パイプ）を蓋システム１６１の第１の側から蓋システム１６１の外側へ通すための、フィードスルーを有する。

実施形態によっては、プラズマ生成器１７５又はプラズマ生成器１７５の少なくともプラズマアプリケータは、可動（又は開閉可能）蓋システム１６１内に位置するか、蓋システム１６１に一体化される。

実施形態によっては、プラズマ生成器１７５はプラズマ生成空間を有すると共に、（矢印１１で示されるように）プラズマガスが前記プラズマ生成空間に入るための１つ又は複数の開口部を有する。前記プラズマガスは、複数のガスの混合物であってもよい。実施形態によっては、前記プラズマ生成空間の垂直方向の位置は、アウターチャンバ１４０より上方である。

実施形態によっては、前記プラズマ生成空間は放射線放射アンテナ１５８を備える。放射線放射アンテナ１５８はプラズマアプリケータの一部を形成する。実施形態によっては、放射線放射アンテナ１５８の垂直方向の位置は、アウターチャンバ１４０より上方である。前記プラズマ生成空間への前記１つ又は複数の開口部は、前記プラズマ生成空間の屋根部に位置してもよい。実施形態によっては、前記プラズマ生成空間への前記開口部は、前記プラズマ生成空間の前記屋根部の１つ又は複数のプラズマ供給開口部として実装される。実施形態によっては、前記プラズマ生成空間はインナーチャンバ１３０の一部を形成する。実施形態によっては、前記プラズマ生成空間及び／又は前記放射線放射アンテナ１５８は、アウターチャンバ１４０より上方に位置する。

実施形態によっては、プラズマ生成器１７５はプラズマアプリケータ及び電源を備える。実施形態によっては、プラズマ生成器１７５の電源は、前記装置内の蓋システム１６１以外の場所に位置する。ただし該プラズマ生成器のプラズマアプリケータは蓋システム１６１の内部に配される。従って、実施形態によっては、蓋システム１６１はプラズマ生成器１７５の電源無しに構成される。実施形態によっては、前記電源は前記デバイスキャビネット内に位置する。

前記プラズマ生成空間内でプラズマが着火される。これは、前記開口部から到来したプラズマガスを、（プラズマアプリケータの一部を形成する）アンテナ１５８から放射された放射線に暴露することで行われる。実施形態によっては、更なる方法、例えば磁石やＵＶ光が、着火を補助するために適用されてもよい。形成されたプラズマ種は、前記プラズマ生成空間から、（図示されていないが）少なくとも１つの基板を支持している基板支持部１１０に向かって下方に流れる。プラズマ種はラジカルやイオンを含んでもよい。非プラズマガス、例えばサーマルＡＬＤの前駆体もまた、前記プラズマ生成空間（すなわちアンテナ１５８が位置する領域）を通過してもよい。実施形態によっては、前記アンテナが位置する領域を１つ又は複数のパイプ１５５が通る。矢印１２で描かれるように、このパイプ１５５は、アンテナ１５８が位置する空間の下流にある１つ又は複数の点において、前記プラズマ生成空間の下方にある空間に、非プラズマガスを放出する。前記パイプは、アンテナ１５８から放射される放射線が貫通できない物質、例えば金属でできている。このため、前記非プラズマガスは、前記プラズマ生成空間を通過するにも拘わらず、基板支持部への行程の間に影響を受けないままであることができる。

実施形態によっては、前記装置は複数のソースケミカルキャビネットを備える。これらのソースケミカルキャビネットは、図１－３において、ソースケミカルコンテナ１５１，１５１'、１５２の周りの矩形として描かれている。１つのキャビネット内に複数のソースケミカルキャビネットが位置していてもよい。実施形態によっては、前記ソースケミカルキャビネットはリークタイトである。実施形態によっては、前記ソースケミカルキャビネットは不活性ガスによってパージされる。実施形態によっては、前記ソースケミカルキャビネットは、不活性パージガスの入口及び出口を有する。

実施形態によっては、前記装置は、第１のプラズマガスのためのソース１５１と、第１のプラズマガスとは異なる第２のプラズマガスのためのソース１５１'とを備える。実施形態によっては、前記第１のプラズマガスと前記第２のプラズマガスは、前記プラズマシステムに向かう同じプラズマ送給ライン１５３を通る。送給ライン１５３は、前記蓋システムフィードスルーの上流においてＡＬＤ５０又はパルス弁５０に達し、そこで２つの送給ライン１７３と１７３'に分岐する。実施形態によっては、弁５０は三方弁である。

送給ライン１７３は（第１の）プラズマ生成器１７５へと向かい、送給ライン１７３'は（別の）第２のプラズマ生成器１８５へと向かう。第１及び第２のプラズマガス送給ライン１７３，１７３'は、蓋システムフィードスルーを通過して、蓋システム１６１の別の側（即ち上側）に達する。実施形態によっては、前記蓋システムフィードスルーの下流の第１のプラズマ生成器１７５に繋がる第１のプラズマガス送給ラインは、カバーされてなく暖められないパイプラインとして設けられている。同様に、実施形態によっては、前記蓋システムフィードスルーの下流の第２のプラズマ生成器１８５に繋がる第２のプラズマガス送給ライン１７３'も、カバーされてなく暖められないパイプラインとして設けられている。しかし、実施形態によっては、送給ライン１７３および１７３'は加熱される。前記フィードスルーの下流の送給ライン１７３，１７３'は、周囲圧力（即ち真空圧ではない圧力）に囲まれていてもよい。

実施形態によっては、非プラズマ前駆体又は非プラズマケミカルの複数のソース１５２が、１つ又は複数のソースケミカルキャビネットに収容される。ここで非プラズマ前駆体又は非プラズマケミカルは、例えば非プラズマ前駆体及び／又はサーマルＡＬＤ前駆体であってもよく、例えば１つ又は複数の金属前駆体及び／又は１つ又は複数の非金属前駆体及び／又は不活性ガスであってもよい。装置１００は、これらのケミカルをインナーチャンバ１３０内に届けるための共通送給ライン１５４を備える。実施形態によっては、送給ライン１５４は、前記フィードスルーにおいて蓋システム１６１を通過する。実施形態によっては、共通の（非プラズマ蒸気）送給ライン１５４は、前記蓋システムフィードスルーの上流及び下流の両方において、加熱され断熱されたパイプラインとして実装される。

このため、プラズマエンハンストＡＬＤリアクターのような基板処理リアクター又は基板処理装置１００のインナーチャンバ又は反応室１３０へのガス供給は、僅か３本の送給ライン（１５３／１７３，１５３／１７３'，１５４）により実現されうる。実施形態によっては、これらの送給ラインのそれぞれは、共通のフィードスルーポイントにおいて蓋システム１６１を通り抜ける。

実施形態によっては、蓋システム１６１の前記フィードスルーは蓋システム１６１の側部に位置し、蓋システム１６１の側部を含むヒンジ機構１６５とは反対側の側部に位置する。

実施形態によっては、蓋システム１６１は２つのプラズマ生成器（又は少なくともそれらのプラズマアプリケータ）を備える。一つはプラズマ生成器１７５であり、基板処理のためのものであり、もう一つはプラズマ生成器１８５であり、主にインナーチャンバ１３０をクリーニングするためのものである。実施形態によっては、蓋システム１６１に位置する第１のプラズマ生成器１７５はインナーチャンバ（又は反応室）１３０を閉じる。実施形態によっては、基板処理のための第１のプラズマ生成器１７５により生成されたプラズマ種は、インナーチャンバ１３０の境界内で生成される。

実施形態によっては、第２のプラズマ生成器１８５はリモートのプラズマ生成器であり、従ってプラズマもリモートで生成され、インナーチャンバ１３０への送給ライン１７６を通じて運ばれる。実施形態によっては、インナーチャンバ１３０の前記上側部分の頂部は、傾斜した上角部３１を有する。リモートで生成されたプラズマ種は当該上角部を通じてインナーチャンバ１３０内へ供給される。リモートで生成されたプラズマ種の供給方向は、少なくとも部分的に下向きである。実施形態によっては、送給ライン１７６からインナーチャンバに入るプラズマ種は、主にラジカルを含む（又はラジカルのみを含む）。言い換えれば、リモートのプラズマ生成器で生成されたイオンのほとんど又は全部は、インナーチャンバ１３０に到達するまでに再結合している。別の実施形態では、リモートのプラズマ生成器で生成されたイオンのほとんど又は全部は、少なくともインナーチャンバの下側部分１３２に到達するまでに、再結合している。

非プラズマケミカル（又は前駆体）の経路は、図１－３に描かれるように送給ライン１５４をパイプ１５５に接続することによってプラズマ生成器１７５を通過するか、プラズマ生成器１７５をバイパスして（例えばインナーチャンバ１３０の横側から）インナーチャンバ１３０へ入るかのいずれかである。後者の場合、実施形態によっては、前記装置は前記プラズマ生成空間の下流において、インナーチャンバ１３０の側壁に開口部を有する。実施形態によっては、前記開口部は反応室頂部１３１に設けられる。前記開口部は、反応室頂部１３１又はインナーチャンバ円筒側壁を取り囲むリングの形状に構成される。

実施形態によっては、前述のように、装置１００は、蓋システム１６１を通過する少なくとも１つの送給ラインのフィードスルーを備える。ソースケミカルコンテナ（図１－３の１５１，１５１'，１５２）からの送給ラインは、それぞれのコンテナから前記フィードスルーを通じて延伸する。図３に示されるように、蓋システム６１が開かれると、前記フィードスルーへと延伸する前記送給ラインの各々は、送給ラインの一部が蓋システム１６１に近づく接点において、他の部分から切断される。実施形態によっては、蓋システム６１が開かれると、供給ラインの第１の部分は（開かれた）蓋システム１６１に接続されたまま、残りの（第２の）部分は本体部分又はフレーム１６２に接続されたままとなる。蓋システム１６１が閉じると、送給ラインは前記接点で再接続する。実施形態によっては、前記接点は、例えばＯリングのようなシールで封止される。実装形態によっては、Ｏリングシールは、蓋１６１内に設けられた溝の中に位置するか、又はその対向面（前記接点の本体部分又はフレーム１６２側）に位置する。

実施形態によっては、それを通じて前記プラズマ生成空間にプラズマガスが入る開口部に送給ライン１５４を直接接続する代わりに、プラズマ生成器１７５は、前記開口部の上流に拡張空間を有する（図示されていない）。プラズマガスは始めにその拡張空間に入り、前記開口部を通じてプラズマ生成空間に入る前に、拡散する。

反応室１３０の前記上側部分からのケミカル（化学物質）は、矢印１３で示されるように下側部分１３２へと流れ、更に矢印１４で示されるように、ポンプライン１４４へと流れていく。

実施形態によっては、前記装置は横方向の自由距離を有する。この自由距離は、基板支持部１１０の周縁部から該基板支持部を囲む反応室ボウル１３３の一番近い面までのプラズマウォール効果を防ぐ。実施形態によっては、前記自由距離は少なくとも７０ｍｍである。実施形態によっては、前記自由距離は５０ｍｍより長く、好ましくは５０－２００ｍｍであり、より好ましくは６５－８０ｍｍである。

実施形態によっては、装置１００は不活性ガスをアウターチャンバ１４０内へと案内するように構成される。より詳しくは、インナーチャンバの上側部分とアウターチャンバ壁との間に画定される中間空間１３９へと案内するように構成される。更に装置１００は、不活性ガスを、アウターチャンバ１４０内（中間空間１３９）から、インナーチャンバ１３０を通ることなく、ポンプライン１４４へと案内するように構成される。

実施形態によっては、装置１００は、プラズマ生成器１７５のために動作する放射線生成デバイス（又は電源）又はマイクロ波生成器又はマグネトロン１７１を備える。実施形態によっては、放射線生成デバイス１７１は、蓋システム１６１に取り付けられるか一体化され、アンテナ１５８のために、必要とされる放射線を生成する。実施形態によっては、放射線生成デバイス１７１はプラズマ生成器１７５の一部を形成する。

実施形態によっては、第２のプラズマ生成器１８５は、第２のプラズマ生成器に必要とされる周波数を生成するための専用の放射線生成デバイス１７２を備える。別の実施形態では、第２のプラズマ生成器１８５のタイプに応じて、デバイス１７２は省略されるか、別のプラズマ生成器のタイプに適したデバイスに置換されてもよい。また、第２のプラズマ種は別の方法、例えば誘導結合されたプラズマ等の方法で形成されてもよい。

実施形態によっては、オプションの前記フローガイド部は、流路の直径を増す部分である。（このとき、流路の形は変わらなくともよい。例えば、円形のまま変わらなくともよい。）実施形態によっては、前記フローガイド部は、流路の断面形状を（例えば矩形から円形へと）変化させる部分である。これは、例えば部品１７５の断面形状が矩形である場合に有用でありうる。後者の場合、流路の断面流路面積は、前記フローガイド部によって増してもよい。実施形態によっては、フローガイド部１３１は、非プラズマガス（又は前駆体／反応物）がインナーチャンバ１３０に入るための、リング状の開口部を有する。実施形態によっては、前記フローガイド部に、内側に突出する（又は内側を指す）犠牲面（ｓａｃｒｉｆｉｃｅ ｓｕｒｆａｃｅ）又は犠牲リング（ｓａｃｒｉｆｉｃｅ ｒｉｎｇ）が設けられる。前記犠牲リングの垂直方向の位置は、前記開口部よりも下である。好ましくは前記開口部のすぐ下である。

実施形態によっては、基板支持部１１０は足部（又は台座）１１１と、台座１１１の上部のサセプタ部とを有する。基板支持部１１０はインナーチャンバ１３０の下側部分１３２の底を通じて作動する複数のリフターピン１７を有する。これらのピン１７は、前記サセプタ部に設けられたそれぞれの縦方向スルーホールの中を縦方向に動くことができる。装填経路１３７及び装填のための隙間２３９から、上昇したピン１７の上に基板を受けることにより、基板がサセプタ部に装填される。その後ピン１７は下降し、サセプタ部と基板との間には小さな隙間のみが残る。

実施形態によっては、前記装置はピン昇降アクチュエータ１１５を備える。ピン昇降アクチュエータ１１５はインナーチャンバ１３０の外側に位置する。実施形態によっては、ピン昇降アクチュエータ１１５は基板支持ピン１７の縦方向の動きを駆動するように構成される。実施形態によっては、インナーチャンバ１３０の底部（例えばフランジ１１３が存在する領域）に、ピン昇降アクチュエータ１１５からインナーチャンバ１３０内部へのフィードスルーが設けられる。実施形態によっては、フランジ１１３が存在する領域の外側に、前記フィードスルーが設けられる。矢印１５は、冷却フルード及び／又は加熱フルード及び／又は基板背面保護ガスのためのフィードスルーを表す。このフィードスルーはインナーチャンバ底部に設けられ、実施形態によっては、フランジ１１３が存在する領域に設けられる。

実施形態によっては、前記装置は台座１１１の周りに（円形でありうる）部分１８を有する。リフターピン１７が部分１８にくっつき、部分１８を動かすことにより、リフターピン１７は縦方向に動かされる。実施形態によっては、部分１８の動き、従ってピン１７の動きは、下側から駆動される。例えば、インナーチャンバ１３０の前記下側部分の底部を通じて延伸する接続要素（又はロッド）１１６によって駆動される。

実施形態によっては、基板支持部１１０は回転可能である。実施形態によっては、前記基板支持部は垂直回転軸の周りに回転可能である。実施形態によっては、基板支持部１１０の回転運動は、足部１１１によって生成され、及び／又は、インナーチャンバ１３０底部又はフランジ１１３を通じて伝達される。実施形態によっては、基板は基板支持部１１０条で、１サイクル当たり１回転未満で回転させられる。

基板処理中、基板支持部１１０に支持される１つ又は複数の基板は、例えばＡＬＤやＰＥＡＬＤ、ＡＬＥのような所望の方法で、インナーチャンバ１３０内で処理される。例えば、基板は次の物質等に交互に晒されてもよい。
・ 第１の反応性化学物質及び第２の（別の）反応性化学物質。
・ 第１の反応性化学物質及びプラズマに補完される第２の反応性化学物質。
・ 第１の反応性化学物質及びプラズマ（単一前駆体プロセス）。
・ 反応レイヤを生成する第１の反応性化学物質及び形成された反応レイヤを除去する第２の反応性化学物質（又はイオン）。

最後に挙げた処理法において、形成された反応レイヤの除去は、イオン衝撃（ｉｏｎ ｂｏｍｂａｒｄｍｅｎｔ）によって実現されてもよい。実施形態によっては、前記プラズマシステムは、基板に、前記プラズマ生成器のうちの１つ（又は第１のプラズマ生成器１７５）からのイオンを供給する。また、前記プラズマ生成器のうちの別の１つ（又は第２のプラズマ生成器１８５）からの、イオン無しのプラズマ（すなわち単なるラジカル）を供給する。実施形態によっては、第１のプラズマ生成器１７５がプラズマラジカルとイオンの両方を基板に提供し、第２のプラズマ生成器１８５がラジカルのみを提供するという、２つのプラズマ源を用いるアプリケーションのために、堆積ステップとエッチングステップ（又は基板除去ステップ）の両方を有する基板処理サイクルが得られる。実施形態によっては、前者のステップ（堆積ステップ又は反応レイヤ生成ステップ）と後者のステップ（除去ステップ）の両方がプラズマを利用したステップ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｓｔｅｐｓ）として実装される。他の実施形態では、前者のステップはプラズマを利用せずに遂行され、後者のステップはプラズマを利用して遂行される。従って、第２のプラズマ源１８５が単なるクリーニング以上の目的に使用されうる実施形態が存在する。

クリーニングに処理に関して、実施形態によっては、第２のプラズマ生成器（リモートプラズマ生成器）は、インナーチャンバ１３０の内表面をその位置でクリーニング（ｉｎ－ｓｉｔｕクリーニング）するために、ＮＦ３やＣＦ４のようなＦガスを適用する。例えばＮＦ３プラズマやＣＦ４プラズマを用いるｉｎ－ｓｉｔｕクリーニングは、クリーニングサービスのために開けること要せずにリアクターを長期間利用することを可能にする。

図４は、ある実施形態に従う装置１００の排気システムを示す。実施形態によっては、インナーチャンバの下側部分１３２は２つの排気口を有する。実施形態によっては、第１の排気口はターボ分子ポンプ１４５のためのものであり、第２の排気口は（例えばドライポンプのような）別の排気ポンプ４４５のためのものである。実施形態によっては、前記第２の排気口を通じた排気ライン４０１はターボ分子ポンプ１４５をバイパスする。

実施形態によっては、第１の排気ライン（又はポンプライン又は真空ライン）１４４は、前記第１の排気口に発し、インナーチャンバの下側部分１３２から第１の弁１４３を通ってターボ分子ポンプ１４５へと延伸する。第２の排気ライン４０１は、前記第２の排気口に発し、インナーチャンバの下側部分１３２から第２の弁４１２を通って別の排気ポンプ４４５へと延伸する。第１の排気ライン１４４は第１の合流点において第２の排気ライン４０１に合流し、共通の合流排気ライン４０３として排気ポンプ４４５へと延伸し、更にそこからオプションのスクラバ４５１又は同様の要素へと延伸する。前記第１の合流点はターボ分子ポンプ１４５及び第２の弁４１２の下流で前記別の排気ポンプ４４５の上流に位置する。ここで排気ポンプ４４５はターボ分子ポンプではない真空ポンプであってもよく、例えばドライポンプであってもよい。実施形態によっては、第１の弁１４３は、振り子バルブのような第１の流量規制制御弁である。実施形態によっては、第２の弁４１２は閉鎖弁（ｃｌｏｓｉｎｇ ｖａｌｖｅ）である。

実施形態によっては、第３の排気ライン４０２がアウターチャンバ１４０から第３の弁４１１へと延伸し、第２の合流点で第２の排気ライン４０１と合流する。前記第２の合流点は第３の弁４１１の下流で第２の弁４１２の上流にある。実施形態によっては、第３の弁１４３は、バタフライ弁のような第２の流量規制制御弁である。

このような排気ラインシステムにおいて、第２の弁４１２が開いて第１の弁１４３が閉じると、実施形態によっては、（ガス及び／又は粒子のような）物質が、第２の排気ライン４０１及び第２の弁４１２を通じて別の排気ポンプ４４５に向かい、インナーチャンバ１３０から除去される。このとき前記物質は、第１の排気ライン１４４を通じてはインナーチャンバ１３０から除去されない（つまりターボ分子ポンプ１４５は迂回される）。

更に、このような排気ラインシステムにおいて、第１の弁１４３及び第３の弁４１１が開いて第２の弁４１２が閉じると、実施形態によっては、第３の排気ライン４０２及び第３の弁４１１並びに第２の排気ライン４０１を辿るルートを通じて、アウターチャンバ１４０から物質が除去されてインナーチャンバ１３０（又はその下側部分１３２）へ導かれる。そして、第１の弁１４３及びターボ分子ポンプ１４５を通じて第１の排気ライン１４４を通って、前記物質が、インナーチャンバ１３０（又はその下側部分１３２）から排気される。（または別の排気ポンプ４４５へと排気される。）後者の実施形態において、中間空間１３９からの流れは前記第２の合流点でインナーチャンバ１３０の方へ向きを変え、第２の弁４１２を通らない。従って、中間空間１３９から流出する流れはターボ分子ポンプ１４５を通って流れる。

別の実施形態では、ターボ分子ポンプ１４５は使われず、（効率の劣る）別のタイプの真空ポンプに置換される。ポンプ１４５の種類に関わらず、第１の弁１４３は流量規制制御弁として実装されてもよい。

実施形態によっては、ポンプ１４５をバイパスする排気ライン４０１はオプションとなる。

図５は、ある実施形態に従う装置１００のための基板支持部１１０を描いたものである。サセプタ部１１２は台座１１１の頂部に位置する。実施形態によっては、サセプタ部１１２は円筒形である。実施形態によっては、サセプタ部１１２は（サセプタ部１１２の端部に）セラミック材製のリム５０５を有する。実施形態によっては、リム５０５の高さは基板の厚さと実質的に同じであるか同じ程度である。

実施形態によっては、リフターピン１７は拡大頂部を有する。この拡大頂部は、リフターピン１７が低い位置にあるときに、サセプタ部１１２を貫通するスルーホールを閉鎖するためのものである。

実施形態によっては、基板（図示されていない）を支持するサセプタ部１１２の上面は平らでない。実施形態によっては、装置１００は、（例えばヘリウムのような）保護ガス及び／又は伝熱ガスを、サセプタ部１１２と基板との間の空間に案内するためのチャネルを、前記台座の内部に有する。実施形態によっては、前記保護ガスは、矢印５０２で示されるように、前記空間から台座１１１内部へと下方向に吸引されて戻される。従って、実施形態によっては、基板背面保護ガスの循環系が設けられる。

実施形態によっては、台座１１１を通じて実現されるフルード（例えば冷却フルード）循環系が、サセプタ部１１２内に存在する。

実施形態によっては、排気ポンプ１４５へと通じている前記排気口（インナーチャンバ足部の側壁の排気口）の直径は少なくとも１５ｃｍである。より好ましい実施形態においては、前記直径は１５ｃｍ～３０ｃｍの範囲に亘り、より好ましい実施形態においては、前記直径は２０ｃｍ～２５ｃｍの範囲に亘る。

実施形態によっては、前記インナーチャンバ足部の円筒形である。実施形態によっては、前記インナーチャンバ足部の直径は少なくとも２０ｃｍである。より好ましい実施形態においては、前記直径は２０ｃｍ～５０ ｃｍの範囲に亘り、より好ましい実施形態においては、前記直径は２０ｃｍ～３０ ｃｍの範囲に亘る。

実施形態によっては、インナーチャンバ１３０はアウターチャンバ１４０の外側へと下向きに延びている。実施形態によっては、前記延びている部分の高さは少なくとも２５ｃｍであり、より好ましい実施形態においては、前記延びている部分の高さは少なくとも３０ｃｍである。

実施形態によっては、インナーチャンバ１３０の底部と前記基板ホルダの上面との間の縦方向の距離は、少なくとも４０ｃｍである。より好ましい実施形態においては、前記縦方向の距離は少なくとも５０ｃｍである。より好ましい実施形態においては、前記縦方向の距離は、５０ｃｍから１００ｃｍの範囲に亘る。

実施形態によっては、反応室ボウル１３３は回転対称の部品である。実施形態によっては、反応室ボウル１３３の直径は、基板ホルダ１１０の直径よりも少なくとも１０ｃｍ大きい。より好ましい実施形態においては、反応室ボウル１３３の直径は、基板ホルダ１１０の直径よりも少なくとも１４ｃｍ大きい。

実施形態によっては、基板ホルダ１１０は、少なくとも２００ｍｍの直径を有する基板（例えばウエーハ）を支持するようにされる。より好ましくは、直径３００ｍｍ以上の基板を支持するようにされる。

図６は、ある実施形態に従う代替的実装例を示す。これらの実装例においては、図１から３に示されたものとは異なるプラズマシステム又はプラズマ生成器が使用される。装置１００のその他の構造や動作は、図１から３を参照して既に説明されたものが適用される。

インナーチャンバ１３０には、中空のカソードプラズマ生成器６７５からの複数のプラズマ種が頂部から供給される。これらのプラズマ種は、プラズマ生成器６７５から、（図示されていないが）１つ又は複数の基板を支持している基板支持部１１０に向かって下方に流れる。本実施形態および他の実施形態において、前記１つ又は複数の基板は水平方向に向いていてもよい。

実施形態によっては、インナーチャンバ１３０には、第１の期間中に第１のプラズマ種ＰＬＡＳＭＡ１が供給され、続く又は後の期間において、第１のプラズマ種とは異なる第２のプラズマ種ＰＬＡＳＭＡ２が（実施形態によってはクリーニングのために）供給される。両方のプラズマ種はプラズマ生成器６７５によって生成される。

図７は、ある実施形態に従う装置１００に含まれる制御システムのブロック図である。制御システム７５０は、装置１００の動作を制御するための少なくとも一つのプロセッサ７５１と、コンピュータプログラム又はソフトウェア７５３を格納する少なくとも一つのメモリ７５２を備える。ソフトウェア７５３は、装置１００を制御すべく少なくとも１つのプロセッサ７５１に実行されるプログラム命令を備える。典型的にはソフトウェア７５３はオペレーティングシステムとそれ以外のアプリケーションを含む。

少なくとも１つのメモリ７５１は装置１００の一部を形成してもよい。また、取付可能なモジュールを備えていてもよい。制御システム７５０は更に、少なくとも１つの通信ユニット７５４を備える。通信ユニット７５４は、装置１００の内部通信のためのインタフェースを提供する。実施形態によっては、制御システム７５０は、通信ユニット７５４を使って、装置１００の様々な部分に命令を送信し、またこれらの部分からデータを受信する。ここで前記部分とは、例えば、測定及び制御デバイス、バルブ（弁）、ポンプ、質量流コントローラ等の調節デバイス、ヒーター等である。

制御システム７５０は更に、ユーザと協働するためのユーザインタフェース７５６を備えてもよい。それによって例えば、処理パラメータ等の入力をユーザから受け取ってもよい。実施形態によっては、ユーザインタフェース７５６は少なくとも１つのプロセッサ７５１に接続される。

装置１００の動作に関して制御システム７５０は、例えば装置の処理タイミングを制御する。実施形態によっては、装置１００は、例えばプログラムされることによって、例えばプラズマエンハンスト原子層堆積シーケンス又はサイクルのような、基板処理シーケンス又は基板処理サイクルを実行するように構成される。実施形態によっては、装置１００は、１つ又は複数の基板の装填及び／又は前処理及び／又は後処理を実行するようにプログラムされ、及び／又は、エッチング及び／又はクリーニング手続を実行するようにプログラムされる。実施形態によっては、制御システム７５０は、前記インナーチャンバの真空レベルを調節するように構成される。実施形態によっては、制御システム７５０は、インナーチャンバ１３０内の真空レベルを調節するために、（例えば排気ライン内の）バルブ設定を調節するように構成される。実施形態によっては、前記バルブ設定を調節することは、第１の弁又は振り子バルブ１４３の弁開度を調節することを含む。

実施形態によっては、脱気は、基板が、アクチュエータ１１５により駆動されるリフターピン１７が上昇している間に行われる。実施形態によっては、基板はまず暖められ、続いて脱気のためにリフターピン１７によって上昇させられる。脱気は、堆積中に適用されるものと比べて様々に異なる温度や圧力、フローレートで実行されてもよい。

実施形態によっては、圧力が変更された堆積サイクルが実行されてもよい。実施形態によっては、圧力の変更は、ポンプライン（ポンプフォアライン）１４４中のバルブ１４４の弁開度を調節することによって達成される。実施形態によっては、圧力の変更は堆積サイクル中に実行される。単一の堆積サイクル中であっても、インナーチャンバ内の圧力はフェーズ毎に異なる。

別の実施形態では、ソースケミカルコンテナ（例えばコンテナ１５１，１５１'１５２）にはペルチェクーラーが装備される。実施形態によっては、ペルチェクーラーは、単一の電圧ではなく、（オンオフ制御に加えて）２つの決まった（既定の）非ゼロの電圧レベル（例えば５Ｖと１２Ｖ）によって制御される。またペルチェクーラーは、非ゼロの決まった２つの電圧でクーラーを制御するように構成された制御構成を備える。得られる技術的効果は、簡単でコスト効率の高い方法でより正確な制御を可能とすることである。開示されたペルチェクーラーの制御法は、上の説明で示された装置以外の装置のソースケミカルコンテナにも適用可能である。

図８は、ある実施形態に従う、チャンバ蓋の冷却装置（又は冷却システム）の概略図である。上に紹介したタイプのものでありうる基板処理装置（また上に紹介したものと同様の構成や機能を有する基板処理装置）は、インナーチャンバ（又は反応室）１３０を備えると共に、可動及び／又は開閉可能な蓋（又は蓋システム）１６１をチャンバ１３０に備える。蓋（又は蓋システム）１６１は、プラズマ生成器の少なくともプラズマアプリケータを備える。プラズマアプリケータは、チャンバ１３０にプラズマ種を供給するためのアンテナ１５８を有する。アプリケータによって生成される熱に対処するため、蓋（又は蓋システム）１６１は冷却装置を備える。実施形態によっては、前記冷却装置は、蓋又は蓋システム１６１に取り付けられる又は埋め込まれる１つ又は複数のチャネル８０を有する。チャネル８０は、例えば水のような、クーラントを流すためである。チャネル８０は、蓋（又は蓋システム）１６１の端部に取り付けられるパイプによって実装されてもよい。実施形態によっては、図８に描かれるように、前記パイプは蓋（又は蓋システム）１６１内の１つ又は複数の溝の中に位置していてもよい。図中の矢印は、前記パイプ内のクーラントの流れを表す。

本件において開示される１つ又は複数の実施例の技術的効果のあるものを以下に示す。ただし、これらの効果は特許請求の範囲および解釈を制限するものではない。技術的効果の一つは、基板の全体に亘って均一な被膜を形成するための均一なプラズマを提供することである。更なる技術的効果の一つは良好なパージ条件であり、これは低い堆積レートと共にある。更なる技術的効果の一つは短いプラズマ暴露時間を得ることである。更なる技術的効果の一つは金属汚染が少ないことである。更なる技術的効果の一つは、堆積した被膜にカーボン含有量が少ないことである。更なる技術的効果の一つはｉｎ－ｓｉｔｕクリーニングであり、これは、基板処理装置をクリーニングサービスのために開けることなく当該基板処理装置を長い期間に亘って使用することを可能とする。更なる技術的効果の一つは、ターボ分子ポンプにより高い真空レベルが得られることである。

以上の説明により、本発明の特定の実装および実施形態の非限定例を用いて、発明者によって現在考えられている、本発明を実施するための最良の形態の完全かつ有益な説明を提供した。しかしながら、当業者には明らかであるように、上述の実施形態の詳細は本発明を限定するものではなく、本発明の特徴から逸脱することなく同等の手段を用いて、他の実施形態に実装することができる。

さらに、以上に開示した本発明の実施形態の特徴は、対応する他の特徴を用いることなく用いられてもよい。然るに、以上の説明は、本発明の原理を説明するための例に過ぎず、それを限定するものではないと捉えるべきである。よって、本発明の範囲は添付の特許請求のみによって制限されるものである。

Claims (34)

1. 基板処理のための装置であって、
   上側部分及び下側部分により形成されるインナーチャンバと；
   前記インナーチャンバの前記上側部分内で基板を支持する基板支持部と；
   前記インナーチャンバの頂部から前記インナーチャンバ内にプラズマを供給するプラズマシステムと；
   前記インナーチャンバの前記上側部分を囲むアウターチャンバと；
   を備え、前記インナーチャンバの前記下側部分は前記アウターチャンバの外側に出ており前記アウターチャンバによって覆われていない、装置。
2. 前記インナーチャンバの前記上側部分を温めるヒーターを前記アウターチャンバ内に備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記アウターチャンバ内に熱反射体を備える、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記プラズマシステムは、前記インナーチャンバの前記上側部分の頂部を通じて前記インナーチャンバに互いに異なる２つのプラズマ種を供給するように構成される、請求項１から３のいずれかに記載の装置。
5. 可動蓋システムを備える、請求項１から６のいずれかに記載の装置。
6. 前記蓋システム内に、少なくとも１つの送給ラインのフィードスルーを備える、 請求項５に記載の装置。
7. 前記プラズマシステムは、前記蓋システムに配されるプラズマアプリケータを備える、請求項５又は６に記載の装置。
8. 前記プラズマシステムは、マイクロ波プラズマ生成器及び／又は中空陰極プラズマ生成器を有する、請求項１から７のいずれかに記載の装置。
9. 前記反応室は反応室ボウルを備える、請求項１から８のいずれかに記載の装置。
10. 前記基板支持部は、前記反応室ボウルに対して対称的に位置する、請求項９に記載の装置。
11. 前記プラズマシステムと前記反応室ボウルとの間にフローガイド部を備える、請求項１から１０のいずれかに記載の装置。
12. 前記反応室ボウルを、前記フローガイド部か、前記インナーチャンバの前記上側部分の前記頂部か、反応室対向部に対して、オプションでシールを挟んで押し付けるように構成される、請求項９から１１のいずれかに記載の装置。
13. 前記シールは真空シールである、請求項１２に記載の装置。
14. 前記反応室は、基板装填のために、ボウル昇降アクチュエータにより下降させられるように構成される、請求項９から１３のいずれかに記載の装置。
15. 前記基板支持部の周縁部から該基板支持部を囲む反応室ボウルの一番近い面までの横方向の自由距離であって、少なくとも５０ｍｍの自由距離を有する、請求項１から１４のいずれかに記載の装置。
16. ソースケミカルコンテナに取り付けられるペルチェクーラーを備え、前記ペルチェクーラーは、非ゼロの決まった２つの電圧でクーラーを制御するように構成された制御構成を備える、請求項１から１５のいずれかに記載の装置。
17. インナーチャンバと；
    前記インナーチャンバを少なくとも部分的に囲むアウターチャンバと；
    前記インナーチャンバ内で基板を支持する基板支持部と；
    前記インナーチャンバ内で第１のプラズマ種を生成する第１プラズマ生成器と、前記インナーチャンバの外で第２のプラズマ種を生成するリモートプラズマ生成器である第２プラズマ生成器とを有するプラズマシステムと；
    を備える、基板処理装置。
18. インナーチャンバと；
    前記インナーチャンバを少なくとも部分的に囲むアウターチャンバと；
    前記インナーチャンバ内で基板を支持する基板支持部と；
    可動蓋システムと；
    前記蓋システムに配されるプラズマアプリケータと；
    を備える、基板処理装置。
19. 前記可動蓋システムはヒンジ接続された蓋システムであるか、昇降可能な蓋である、請求項１８に記載の装置。
20. 前記蓋システムを通る少なくとも１つの送給ラインのフィードスルーを備える、請求項１８又は１９に記載の装置。
21. 基板処理装置であって、
    インナーチャンバと；
    前記インナーチャンバを少なくとも部分的に囲むアウターチャンバと；
    前記アウターチャンバ内の熱反射部（又は熱反射板）と；
    を備え、前記熱反射部（又は熱反射板）は反応室ボウルと共に移動し、前記基板処理装置の基板装填口を覆う、基板処理装置。
22. インナーチャンバと；
    前記インナーチャンバを少なくとも部分的に囲むアウターチャンバと；
    少なくとも１つのガス送給ラインをアウターチャンバ蓋に通すためのスルーホールフィードスルーと；
    を備える、基板処理装置。
23. 反応室と；
    基板支持部と；
    取付フランジを介して反応室ボウルに取り付けられる、前記基板支持部の台座と；
    を備え、前記取付フランジは前記反応室内に位置する、基板処理装置。
24. 基板処理装置であって、
    下側部分を有する反応室を備え、前記反応室の前記下側部分はターボ分子ポンプのための第１の排気口と、別の排気ポンプのための第２の排気口とを有し、
    前記基板処理装置は更に、前記ターボ分子ポンプをバイパスする前記第２の排気口を経由する排気ラインを備える、
    基板処理装置。
25. 基板処理のための装置であって、
    インナーチャンバと；
    前記インナーチャンバを少なくとも部分的に囲むアウターチャンバと；
    を備え、前記インナーチャンバは下側部分を有し、
    前記装置は更に、前記アウターチャンバから出る排気ラインを備え、前記排気ラインは、前記インナーチャンバの前記下側部分に入り、排気口を通って排気ポンプへと前記下側部分を出る、装置。
26. 前記アウターチャンバから出て前記インナーチャンバの前記下側部分に入ることは、バタフライバルブのような第２の流量制御弁を通じて生じる、請求項２５に記載の装置。
27. 前記排気ポンプへと出ることは、振り子式バルブのような第１の流量制御弁を通じて生じる、請求項２５又は２６に記載の装置。
28. 、前記排気ポンプはターボ分子ポンプである、請求項２５から２７のいずれかに記載の装置。
29. 基板処理のための装置であって、
    反応室と；
    基板支持部と；
    反応室底に取り付けられる、前記基板支持部の台座と；
    前記基板支持部のリフターピンと；
    を備え、前記リフターピンの動きは、前記反応室底を通じて延伸する接続要素を通じて下側から駆動される、装置。
30. 前記台座の周りに前記リフターピンがくっつく部分を備え、前記接続要素と共に前記部分を動かすことにより、前記リフターピンが縦方向に動かされる、請求項２９に記載の装置。
31. 基板処理のための装置であって、
    反応室ボウルを有するインナーチャンバと；
    前記インナーチャンバを少なくとも部分的に囲むアウターチャンバと；
    を備え、前記アウターチャンバの外部で前記反応室ボウルを駆動することにより前記反応室ボウルを移動させるように構成される、装置。
32. 前記アウターチャンバを通る、シールされたフィードスルーであって、接続要素を通して縦方向の動きを前記反応室ボウルに伝えるためのフィードスルーを備える、請求項３１に記載の装置。
33. 反応室と；
    前記反応室にプラズマ種を供給するプラズマアプリケータを有する蓋又は蓋システムと；
    前記蓋システムに配される冷却装置と；
    を備える、基板処理装置。
34. 前記冷却装置は、前記蓋又は前記蓋システムに取り付けられる又は埋め込まれるチャネルであって、水のようなクーラントを流すためのチャネルを備える、請求項３３に記載の基板処理装置。

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