JP6418573B2 - 処理モジュール - Google Patents

Description

本発明は、プロセスモジュール内に配置された少なくとも一つの排気可能な処理チャンバと、前記処理チャンバの中で処理されるべき少なくとも一つの平坦な基盤をそれぞれ収容するために少なくとも一つの基盤の搬送方向に沿って、前記処理モジュールを通って水平方向に移動可能な少なくとも一つの支持装置とを有する処理モジュールに関する。

大型のインライン装置は、太陽電池などの平坦な製品の大量生産のために、それ自身を証明してきた。そのようなインライン装置の例は、基盤の熱処理のためのインラインローラー炉と、インラインコーティング装置であり、たとえば、WO 2011/080659 A1から知れられている。

このような装置においては、いくつかの基盤、例えば四角い太陽電池ウェーハは支持装置上に置かれて、その後、基盤処理がそれぞれ実行されるいくつかの処理モジュールに備えられたモジュール式に設計された設備を通過する。

コスト効率が高く設計されたインライン装置の問題は、製造される製品に対して継続して増加する要求を満足させることである。これらには、例えば、基盤のプラズマ処理の間のガスの純度に対する、増大する要求を含んでいる。

プラズマ処置装置の高純度は、例えば、超高真空システムと高真空装置を用いて、実現することができる。しかしながら、そのような高価な装置の使用は、低価格製品を生産するときには、経済的な理由のために、何ら選択肢とはならない。

また文献WO2011/095846 A1から、平行平板反応炉が、プラズマに基づくCVD堆積に対しての高い要求を満たすものとして、そして、比較的低い装置コストに関連するものとして知られている。

WO 2011/080659 A1 WO2011/095846 A1

しかしながら、生産コストを減らすことによってそれと同時に製品の品質を増大させたいという要望は常に存在する。

したがって、本発明の目的は、高い生産速度で、そして最も低い装置コストで、全ての基板の一貫した高品質の処理を可能にする上述のタイプの処理モジュールを提供することにある。

上記目的は、上記したタイプの処理モジュールであって、その中の少なくとも一つの処理チャンバが支持装置によって、処理モジュールに関連して物理的に閉鎖可能であって、その処理チャンバは、基盤の搬送の方向を横切る少なくとも一つの閉じる方向に位置が可変であって、少なくとも一つの支持装置が少なくとも一つの処理チャンバの底を形成する処理モジュールによって解決される。

この処理モジュールは、チャンバの中のチャンバの原理に基づいている。従って、処理モジュールは、内側チャンバとして適用される処理チャンバの外側チャンバを形成する。

処理チャンバは、従って、処理モジュールのチャンバ蓋に取り付けられることができ、および／または、底から特定の支持要素によって支持されている。 場合によっては、処理チャンバは、処理モジュールの中間的な天井にあって、中間的な底に、および／または処理モジュールの中間的な側壁に取り付けることができる。取り付けの方法は、処理チャンバおよび／または処理モジュールの技術上および技術的要件により影響を受けて、定められる。

上記した構造が作動することによって、処理モジュールの中で基盤の搬送のために必要となる支持装置から個別の良好な分離、外側雰囲気からの処理領域への良好な分離が、単一のチャンバを用いても得られる。このようにして処理チャンバ内の不純物ガスをほとんど低減させることができ、処理チャンバの温度設定の精度を増大させることができる。

プラズマ助長型化学蒸着などのプラズマ処理プロセスは、温度依存であるために、温度設定の精度が増大すると、それはまた、基盤処理の品質の均一を増大させることになる。別の利点は、基盤処理のための直ぐ隣の処理領域を、主としてガス交換に依存する過渡的な効果が、プラズマに変わるときに、より定義されたより短い方法で達成するように、分離できることである。

本発明の処理モジュールの処理チャンバは、処理チャンバの底部を形成している支持装置によって簡単で、かつコスト効率が高い方法で実現される。 したがって、既存の支持装置は、処理チャンバの底部と蓋の両方を形成する。 その中で、少なくとも一つの基盤が設けられた支持装置の側面だけが処理チャンバ内にある。支持装置の他の要素は、処理チャンバの外側にある。 従って、処理チャンバの内部体積を最小化することができる一方で、ポンプダウン時間、フラッシュタイム、換気時間を低減でき、コストを継続して抑えることができる。

いくつかの処理チャンバは、処理モジュール内に配置することができる。以下にさらに説明するように、例えば、２つの支持装置によって底部が形成された２つの処理プロセス室も存在し得る。

本発明によれば、支持装置は、処理モジュール内で水平方向に移動可能である。処理モジュールは、インライン装置のモジュールとして、例えば、形成することができる。この場合には、インライン装置のインライン方向が、ただ一つの基盤搬送方向となる。処理モジュールを、また、唯一の電源と、少なくとも一つの支持装置の更なる搬送のための一つの開口部を有する別の実施形態のエンドモジュールとすることもできる。この場合、2つの基板搬送方向が存在し、１つのアンロード方向と、それとは逆のロード方向となる。

使用される搬送装置に応じて、基盤の搬送方向は、一次元の移動方向または湾曲した移動方向とすることができる。 基盤搬送方向における搬送装置の動きは、まだ処理チャンバの閉鎖をもたらすものでない。処理チャンバを閉じるために、閉鎖方向にある支持装置は、処理チャンバの不動部分の方向に向って移動する。閉鎖方向は、通常、上向きの垂直方向の動きであるが、垂直に対してある角度で移動することができる。いずれにせよ、閉鎖方向は、基盤の搬送の方向と同一ではないが、基盤の搬送の方向に対して大きな角度をもった、横方向に配向したものである。

閉鎖方向への支持装置の移動があることにより、処理チャンバを閉鎖することができる。閉鎖方向とは反対方向への支持装置の移動があることにより、処理チャンバを、再び、それに応じて個別に開放することができ、支持装置と処理チャンバとの間の距離が増大する。処理チャンバ内における処理は、通常、閉鎖された処理チャンバ内で行われる。しかし、処理を、また、開放された処理チャンバ内で行うようにすることもできる。

本発明の処理モジュールの好適な実施例では、少なくとも一つの支持装置は、導電性であるか、少なくとも一つの導電性の表面を有している。搬送装置は、それによってプラズマに電気的に結合されて電極を形成し、支持装置の方向に向ってプラズマからロードキャリアの移動を引き起こす。支持装置は、プラズマと支持装置を含む電流回路を形成するために、電気的に導電性である必要がある。

さらに、支持装置の表面は、処理チャンバの内部の処理に適合した材料から構成されなければならない。 すなわち支持装置は、処理チャンバの中で処理を実行することによって、損傷を受けてはならず、いかなる不純物も支持装置によって処理チャンバに持って来られてはならない。

例えば窒化ケイ素のCVD堆積と、塩素含有および／またはフッ素含有による洗浄ガスによるチャンバ洗浄とが、処理チャンバ内で交互に行われるときに、アルミニウムは、処理の互換の素材としての資格を得る。どの時期尚早の粒子形成も、スポーリングによって懸念されるべきでないように、アルミニウムと窒化ケイ素の間には良好な粘着力がある。

さらに、支持装置のどの不確定な腐食も精製工程に存在していないように、アルミニウムは様々なエッチングガスに対して抵抗力がある。 他の材料特性は、他の処理において処理互換性を達成することに必要である。例えば、高温処理のための酸素プラズマ処理や高温耐性の酸化力が必要とされ得る。

本発明の処理モジュールの有利な実施形態によれば、気体、液体、および／または電気媒体のための処理チャンバの接続は、処理チャンバの天井および／または少なくとも一つの側壁に配置されている。処理チャンバ内での処理のために、定義された大気は、通常必要とされる。 この定義された大気を提供するために、特定のガスが供給されなければならない。他のガス、例えば化学気相反応の反応生成物は、処理チャンバの外へ圧送される必要がある。

ときには、冷却水などのような液体媒体を、処理チャンバに充填する必要がある。さらに、電気エネルギーを、プラズマを生成するために処理チャンバ内に挿入する必要がある。各媒体の異なる接続部は、処理チャンバの天井または少なくとも一つの側壁にある処理チャンバの固定部品で望ましくは提供される。固定の接続部は、通常、可動の接続部よりも簡易でより信頼性が高い。接続部は、処理チャンバの1つの壁に配置することができ、また、いくつかの壁に分散させることもできる。

基盤の処理は、主として処理チャンバの中で行われる。 従って、排気可能な処理チャンバのみが、ポンプ接続部を設けることができる。この場合、処理モジュールの処理チャンバの周囲の外側の領域は、処理チャンバのポンプ接続部を介して、または、処理チャンバに隣接するモジュールのポンプ接続部を介して、リンスされる。

しかし、より有利な変形例では、例えば、不純物の低減のために、ガスを、処理チャンバが処理モジュールから独立して排気されることができるように、処理モジュールに、それ自身のポンプ接続部をもたせるように構成することができる。さらに、処理モジュールにそれ自身のガス入口部を持たせるようになっていときに、それは有用なものとなる。

本発明の処理モジュールの有利な実施例では、処理モジュールは、処理チャンバの天井、および／または少なくとも一つの側壁の調整のための少なくとも一つの調整要素を含んで構成されており、その調整要素が加熱装置、および／または冷却装置となっている。基板だけでなく処理チャンバ全体が調整される場合には、温度は、処理の間中、特に信頼性高く調節することができる。

異なる調整要素は、使用される処理温度に応じて使用することができる。高温が必要とされている場合には、調整要素は原則として加熱装置として形成される。加熱装置は、例えば抵抗加熱またはランプ加熱とすることができる。例えば、処理チャンバを、冷却する必要があるか、温度を、冷却から加熱に調節することが必要とされるとする。冷却装置と加熱装置の組み合わせからなる、または調整可能な温度を有する調整要素は、そのような仕事のために使用することができる。例えば温度制御された液体によって、温度調節は可能である。

本発明の処理モジュールのさらなる実施例において、処理チャンバは、支持装置のための少なくとも一つのHF対応の接続部または接触部を含んで構成される。支持装置がHFプラズマ用の電極として使用される場合には、支持装置は、HF回路の中に埋め込まれる必要がある。直流電流用の導電体よりもHF-電流の導電体に他の要求がある。

従って、支持装置のための接続部または接触部は、支持装置の電気的な接続のために設けられている。接触部を使用する場合には、電気的な接続は、支持装置を押すだけでなされるのに対して、接続部を使用する場合には、電気的な接続は、機械的に行われる。この接続部または接触部は、好ましくは、処理チャンバのコンポーネントである。 代わりの実施例では、接続部または接触部は、また、支持装置および／または処理モジュールの少なくともある程度の部分とすることができる。

HF対応の接続部または接触部は、通常、アース接続部である。すなわち、 HF電流がグラウンドに流れることができるように、支持装置は、接地するための接続部または接触部を介して接続されている。代わりに、グランドの電位とは異なる電位性または交流電圧が支持装置に印加されるように、接続部または接触部は、またグラウンドから分離することができる。

交流電圧を印加するときには、別の目的を追求することができる。たとえば、HFパワーは、処理チャンバでプラズマを生成するために結合することができる。また別の例では、支持装置は、他の場所で発生したプラズマからイオンを抽出するための電位に充電される。

しかし、接地電位とは異なる電位を有する支持装置の充電は、処理チャンバの外および処理チャンバ内のエッジ領域でのプラズマ着火を、適当な絶縁物を使用して積極的に回避しなければならないため、非常に面倒なものとなる。

HF接触部は、物理的、機械的接触部として、または静電容量の接触部として形成することができる。

有利な建設的な設計によれば、本発明の処理モジュールは、処理チャンバへ支持装置の供給のために、および／または処理チャンバの水平の張りに平行している搬送領域に供給、および／または解放して、処理チャンバから支持装置をアンロードするために、搬送システムを含んで構成されている。とりわけ、本発明の処理モジュールは、機械的に大きい支持装置の処理のために調整することができる。 大きくて重い基盤および支持装置を移動させるために、小さくて、軽い基盤のために使用されるロボットアームなどの搬送装置は、あまりにも適合していない。

支持装置の搬送のために、搬送装置は有利であり、それによって、処理モジュールの内部で、支持装置の支持が与えられる。 搬送装置が使用されることによって、支持装置の水平移動が実現され、それにより基板と一緒に処理チャンバに向けてロードされ、処理後に処理チャンバから外部にロードされる。インライン装置では、支持装置の移動方向は、インラインの方向と一致している。 他の装置では、処理チャンバから外に離れる搬送方向は、処理チャンバに向う搬送方向とは逆方向とすることができる。

本発明の処理モジュールの適切な実施例では、搬送システムは、搬送ローラ、および／またはリニアモータ駆動を含んで構成される。 支持装置でどのような沈下もまた曲がりも起きないように、支持装置における規則的な、または継続的な支持は、搬送ローラとリニアモータ駆動を介して実現することができる。これにより処理モジュールをコンパクトに形成されることができて、沈下する搬送装置のために、いずれの空間も提供されることはない。

しかし、必ずしも、搬送装置は、搬送ローラまたはリニアモータ駆動、または、たとえば支持された搬送アームのような他の搬送装置の解決策を有することは必要ではない。本発明の処理モジュールの搬送システムのすべてのドライブコンポーネントが、処理チャンバの外に配置される場合には、特に有用である。 このようにすれば、処理チャンバを特に平坦に形成することができて、搬送システムのドライブコンポーネントが処理チャンバにおける処理によって引き起こされるどのような負荷にも晒されることはない。

本発明の処理モジュールの好ましい実施形態では、処理レベルに支持装置を持ち上げるためと搬送レベルに支持装置を下げるためのハブシステムを含んで構成され、処理レベルにおける支持装置が処理チャンバの底部として機能する。本実施形態では、支持装置のための搬送メカニズムは、処理チャンバのためのロックのメカニズムから分離している。搬送レベルにおける支持装置の容易な搬送は可能であり、そのとき処理モジュールと支持装置の間にどのような機械的調整も十分に大きな距離があるために、必要ではない。

処理チャンバの閉鎖は、ハブシステムの助力によって、支持装置が、閉鎖された処理チャンバの底部を形成するように、処理チャンバの不動の部分に抗して押し付けることで、実現される。ハブシステムは、基本的に垂直のハブの動きを実行し、支持装置が、シール面に押し付けられる。こうして処理チャンバの良好な封印が達成される。

まず、処理チャンバの動作が実行されると、閉鎖され、支持装置は処理レベルに位置する。しかし、ハブシステムは、支持装置を、処理レベルよりも下に置かれたレベルまで、支持装置を下げることもできる。 これらのレベルでは、洗浄処理等の処理もまた可能である。あるいは、処理チャンバの閉鎖が、例えば傾斜面によって、異なるメカニズムを介して実現されるようなハブシステムをもったプロセスモジュールとすることもできる。

このような本発明の処理モジュールの有利な実施形態では、ハブシステムは、少なくとも一つの加熱板または1つの放射加熱器を含んで構成される。基盤は、処理チャンバにおいて定まる温度を有している。ハブシステムは、支持装置上に置かれた基板に空間的に近接して、基板加熱のために適切な場所に配置されている。基板温度を調整または維持するために、基盤の近くに配置された加熱板または基板温度を維持するために基板に対して必要な熱を供給する放射加熱器は、適切なものである。望ましくは、加熱板または放射加熱器が、基板から引き出され放射された熱を輸送しさえすればよいようにして、基板が、増加する熱で、予め加熱されて搬送されるようにする。

加熱板と支持装置の間の良好な熱接触は、たとえば衝撃カップリングを介して、排気可能な処理モジュールで実現することができ、そこでは、熱伝達は、ガス粒子によって提供される。衝撃が結合されるときに、加熱板と支持装置との間にギャップが形成され、そのギャプは、加熱板と支持装置との間の配置によって、または加熱板および／または支持装置の表面の形状または粗さによって与えられ、加熱板と支持装置器の間の平均距離がこのギャップ内のガス粒子の平均自由行程程度となる。

このようなギャップによって、ガス粒子は、ほとんどそれらの熱運動で互いに接触はしないが、むしろ、ガスを介しての効率的な熱伝達が可能となるように、支持装置と加熱板に接触することになる。実施形態では、加熱板と支持装置との間の平均距離は、それぞれ約50μmのギャップ幅を提供し、２〜２０ミリバールのガスの種類に依存した圧力が、ギャップに最適なものとなる。

例えばヘリウムまたは水素などの処理モジュール内に既に存在するガスは、衝撃カップリングのためのガスとして用いることができる。 ガス消費を減らすために、ギャップは、シールによって制限される。このような良好な熱伝達は、支持装置、それから基盤の正確な温度調節のためにも有利である。 従って、加熱板は、熱源としてのみ使用されるわけではない。加熱板は、冷却板として少なくとも部分的に役立つこともでき、違った形で、基盤によって支持装置に導入された熱を引き出すことができる。

同様なアプローチは、また、そこでまた改善された熱的なカップリングを達成するために少なくとも一つの基盤と支持装置の間で処理チャンバ内で適用することができる。このようにして、例えば、支持装置の上側が、定められた粗さで形成される。

本発明の処理モジュールの特に有益な実施形態では、加熱板または放射加熱器は、昇降可能である。昇降可能な加熱板または放射加熱器は、支持装置の昇降の動作に結合され、それによって支持装置が上昇するときにさえ絶え間のない加熱を維持することができる。

別の実施形態では、ハブシステムは、低い熱伝導率の熱分離ブロックを含んで構成され、支持装置のキャリアが熱分離ブロックの上に設けられている。 熱隔離ブロックの低熱伝導性のために、支持装置とハブシステムの間には、熱伝導がほとんどなく、ハブシステムは、支持装置の機械的強度にとって好ましい、より低い温度におくことができる。加熱板の上でキャリアが不足しているにもかかわらず支持装置の均一な温度を確保することができ、例えば、輻射加熱を使用して確保することができる。

本発明の処理モジュールの好適な実施例では、ハブシステムは、その側で支持装置を保持する昇降フレームを含んで構成される。基盤は、支持装置の上の中心に規則的に横たわっており、支持装置のエッジ領域は、処理チャンバを閉じるためのシール領域として使用される。従って、処理チャンバをシールするための機械的な力が特に適切に転送されることができるように、温度均一性に対する要求は、支持装置のエッジ領域では低くなる。押圧力は、昇降フレームを介してシール領域に直接転送され、支持装置をその側で保持し、昇降フレームによる放熱は、基板温度のほとんど影響を及ぼさない。

本発明の有利な発展した実施形態では、平坦なキャリア表面の熱遮蔽圧力体は、昇降フレームのキャリアを形成する。支持装置の温度が、熱遮蔽体の昇降フレームによって、非常にごくわずかでしか影響されないように、熱は、熱遮蔽体を介して転送されることはない。支持装置が比較的に軽量に、そしてコスト効率が高い方法で形成することができるような、平坦なキャリア表面の圧力体としての昇降フレームの設計によって、昇降および閉鎖の力は、均等に、大面積にわたって、支持装置に転送される。

上述したように、本発明の処理チャンバが少なくとも一つのシールを有し、支持装置が、処理チャンバを閉じるために前記のシールに対して押されると、それは有利なものとなる。 他の実施形態では、シールは、また支持装置に設けることができる。

外部の処理モジュールからの内側の処理チャンバの良好な分離は、シールによって達成され、それによって処理チャンバの内部は、高い純度に達する。処理チャンバが閉まるならば、有毒であるかもしれない処理チャンバからのガスは、処理モジュールの処理チャンバの周囲の領域に移行することはない。

しかし、処理チャンバ内で実行中の処理および処理モジュールの構造によっては、シールなしの処理チャンバの閉鎖を実現することができる。従って、処理チャンバの高純度は、たとえば内部から外部に向うガス流れによって達成することができ、そのガスの速度は、外部から内部への異物のガスの拡散速度よりも高くなる。

別の有利な実施形態では、本発明の処理モジュールは、支持装置の支持体として少なくとも一つの支持ローラを含んで構成される。支持装置は、本発明において可能な支持装置の大きな機械的寸法のために機械的な曲げ影響され易いかもしれない。発生した力は、支持体を介して分割され、分割された力に比例して、曲げは低減される。支持体は、上部ローラとして有利に形成され、摩擦と摩耗を低レベルにして動作することができる。

しかし、支持装置の平面性は、支持体によって確保されるばかりでなく、他の解決策も存在する。 例えば、支持装置は、真空引きされた処理チャンバに作用する外圧を介して平らに押された凸円弧状とすることができる。

処理チャンバを取り囲むか、処理チャンバと隣接している処理モジュールの少なくとも一つの領域をガスで満たることができれば、それは有利な事項となる。所望する雰囲気は、ガスで同様に満たすことによって処理モジュールの中で作り出すことができる。ガスで処理モジュールを満たすことによって、所望する雰囲気は、処理モジュールの中で作り出すことができる。従って、ガスは、不活性ガスまたは酸化性ガスまたは還元性ガスのいずれかであり得る。処理モジュールの中のガスは、静止しているか、流れているものであり得る。従って、処理モジュールは、真空チャンバとすることができる。処理モジュールは、また、大気圧の下で稼動する真空チャンバとすることができる。処理モジュールは、また、大気圧の下で稼動する、排気可能でないチャンバとすることができる。そのような排気可能でないチャンバは、特にコスト効率が高く生産することができる。

さらなる発展形態では、本発明の処理モジュールは、絶縁チャンバを取り囲んでいる、少なくとも一つの排気可能な処理チャンバを含んで構成されており、絶縁チャンバは、少なくとも一つの絶縁チャンバドアを含んで構成される。本発明のこの実施形態では、３つのチャンバが互いに組重ねられている。処理チャンバは、内部に位置しており、処理チャンバは、絶縁チャンバによって取り囲まれており、絶縁チャンバは、処理モジュールによって取り囲まれている。

三重の組み重ねは、二重の組み重ねが提供するであろうよりも、環境に対して処理チャンバの熱的、化学的な一層より良い絶縁を許容することになる。安全要件が非常に有毒な物質の処理のために増大するとき、または、特に温度均一性の上の高い要件が要求されるときに、そのような洗練された、高度に発達したチャンバは、例えば有益であるかもしれない。絶縁チャンバは、また、処理モジュールから開放されている一方で、動作している処理チャンバの分離のために使用することができる。開放された処理チャンバは、動作中は、たとえば支持装置のエッジをクリーンにするクリーニング処理にとって、有用である。

別の実施形態によれば、本発明の処理モジュールは、処理チャンバと隣接している少なくとも一つの排気可能な絶縁室を含んで構成される。絶縁室を与えられることで、既存の要件を特に満たすことができる。処理チャンバの天井の良好な熱遮蔽及び/又は均質な水平方向の温度分布は、処理チャンバの天井に隣接している絶縁室によって、例えば、実現することができる。しかし、絶縁室を使う時にそうであるように、熱遮蔽は処理チャンバの側壁には存在しない。

別の実施形態では、真空が、絶縁室に位置しているHF分配器のための電気絶縁体として提供される。絶縁室の目的は、また、処理チャンバス室と処理モジュールの間で追加の化学的分離を形成することであろう。この場合、絶縁室は、処理チャンバを密閉する追加の空間を提供する。このような絶縁室は、例えば2つのシールの間の差動ポンプ空間として形成することができる。

本発明の処理モジュールの望ましい実施形態では、処理チャンバは、アルミニウムまたはアルミニウム合金で作られるか、アルミニウムまたはアルミニウム合金で内部がコーティングされる。 アルミニウムは、有利な特性の範囲を有している。例えば、アルミニウムは、低密度を有し、その結果、アルミニウム製の支持装置は、軽量である。

さらに、アルミニウムは、良好な導電率と熱伝導率を有している。 アルミニウムの表面は化学的に安定しており、機械的に薄い酸化アルミニウム層を形成している。実際に、アルミニウムは、洗浄プロセス中で安定であることが証明されており、NF3、SF6のようなエッチングガス、またはエッチングガスを個別に含んでいる塩素、また弗化炭化水素を使用することができる。

さらに、シリコンなどの半導体とのアルミニウムの接触は、たとえば銅による半導体の汚染の場合よりも問題は、少ない。 アルミニウム合金を使う場合に、有利な合金特性は、アルミニウムの有利な特性に、さらに使用される。

本発明の処理モジュールの更に発展した形態によれば、垂直の積層配置の中の少なくとも２つの処理チャンバが提供される。 生産率は、１つの処理モジュールの中の２つの処理チャンバの配置を介して、ほぼ二倍にすることができる。しかしながら、処理チャンバの両方が、１つの処理モジュールを共有するため、機器およびランニングのコストは、生産性よりも、わずかな程度に上昇する。 したがって、共有されるポンプ機器を設けるか、いくつかの処理チャンバへのメディア供給のための装置を一緒に使用することができる。

実施例では、本発明のこの特別な処理モジュールは、少なくとも２つの搬送レベルに支持装置を垂直搬送するためのリフトを含んで構成される。特定の生産サイクルが処理モジュールの中で実現することができるように、リフトは、支持装置を処理チャンバと搬送レベルの間で、互いに上下に移動させることができる。 これにより、すべての処理チャンバの使用のためのロジスティクスが、リフトの助けを借りて保証され、２つ以上の処理チャンバが同じプロセスで実行される。しかしながら処理チャンバはさまざまな補完的なプロセスを実行することができるが、リフトは、要求されたプロセスシーケンスの実現のためにその時使われることになる。

本発明の処理モジュールの望ましい実施形態では、処理チャンバは、プラズマチャンバであり、第一のHF電極として作用するガスシャワーを有しており、ガスシャワーは、支持装置と平行プレート配置を形成する。平行平板型反応炉は、高品質な処理結果が達成されることが確立された装置である。このような平行平板型反応炉は、10kHzと約100MHzの間の励振周波数またはそのような混合励振周波数で操作される。

HF電極の具体的な次元に応じて、HFパワーまたはガス接続の入力のためのいくつかの接続部が提供される。 これにより例えば、電極上の電流のより均一な分布は、より高い励起周波数で特に達することができる。

ここで、励振周波数は連続的に提供されるだけでなく、経時的にパルス化することができる。しかし、パルス化した直流電圧を持つプラズマ励起は、また有利であるかもしれない。プラズマを用いることによって、比較的低温で、なおかつ高い処理速度での処理は通常可能である。処理チャンバは、必ずしも平行プレート配置である必要はない。

例えば、リニアのマイクロ波プラズマ源のインライン配置は、また、処理チャンバ内で使用することができる。 処理チャンバは、また、プラズマなしのプロセスのために形成することができる。 可能なプラズマなしのプロセスは、例えば触媒堆積のプロセス、「低圧CVD（LPCVD）」プロセス、「原子層堆積（ALD）」 プロセス、熱処理プロセスである。

本発明の処理モジュールの任意の実施形態によれば、処理チャンバは、複数のプラズマ源の構成を有するプラズマチャンバである。特定の利点及び欠点を有するプラズマチャンバの中でプラズマを生成するための方法には、多くの可能性がある。いくつかでプラズマチャンバのタイプでは、唯一のプラズマ源が、例えば、平行プレート配置のように、処理チャンバ内に設けられている。プラズマチャンバの他のタイプでは、複数のプラズマ源は、局所的に作用するプラズマ領域を生成したり、広い面積に作用するプラズマを生成するために用いられる。これは、高い電荷キャリア密度および高い堆積速度によって特徴付けられる、例えば、マイクロ波プラズマとすることができる。

実施形態によれば、本発明の処理モジュールは、処理チャンバにおいて、または、処理チャンバで配置された少なくとも一つの磁場を含んで構成され、そこでは磁場配置が固定されるか、可動となっている。 したがって、例えば、処理均質上、加工品質上、および／または処理速度上に及ぼすプラズマ生成の影響は、定義された方法で処理チャンバの壁および／または支持装置を介して作動する、追加の磁気の配置によって、達成される。

これらの磁気配置は、固定されることができるか、定義された方法で処理チャンバ、および／または支持装置の隔壁に沿って移動させることができる。別の実施形態では、定義された磁気配置は、処理チャンバ中に配置することができる。したがって磁気配置は、永久磁石システムまたはポールシュー配置があるかどうかにかかわらず電気コイルシステムのいずれとすることができる。

望ましい実施形態では、本発明の処理モジュールは、基盤処理装置への処理モジュールの統合のためのモジュールドアを有する少なくとも一つのモジュールインタフェースを含んで構成される。

製造環境における基盤処理装置は、処理モジュールのほかに通常、さらにロックモジュール、他の処理モジュール、および測定モジュールなどのコンポーネントを含んで構成される。したがって、基盤処理装置を処理モジュールと結び付けるために、モジュールインタフェースは必要とされる。モジュールインタフェースは、好ましくは、規格化したインタフェースにとすることができ、様々なコンポーネントの基盤処理システムの柔軟な構築を許容する。

従って、モジュールインタフェースは、好ましくは、閉じられ、開かれるモジュールドアを有している。閉じられたモジュールドアによって、処理モジュールとその中の大気は、基盤処理装置の他の部分から分離することができ、基板処理装置の中の不純物が処理モジュールから遠ざけられる。モジュールドアが開かれると、基盤処理装置と処理モジュールの間での支持装置の搬送は、モジュールドアを介して可能となる。

図1は、図式的に、基盤搬送方向に沿った垂直断面における本発明の処理モジュールの実施形態を示す図である。 図2は、基板搬送方向とは反対側の垂直な断面における、図1の処理モジュールを示す図である。 図3は、垂直に積み重ねられた２つの処理チャンバを備えた本発明の処理モジュールのさらなる実施形態を示す図である。 図4は、絶縁チャンバに含まれる処理チャンバを備えた本発明の処理モジュールのつぎの実施形態を示す図である。 図5は、図4に示す処理モジュールのロードシーケンスを示す図である。 図6は、概略的に、その両側のメディア接続によって上下に積層された２つの処理チャンバを有する本発明の処理モジュールのさらなる実施形態を示す図である。 図7は、縦断面における絶縁チャンバとハブシステムに囲まれた２個の処理チャンバを有する図６の処理モジュールを示す図である。 図8は、処理チャンバの上および下に絶縁室を有する本発明のプロセスモジュールの別の実施形態を概略的に示す図である。

本発明の好ましい実施形態のそれらの配置、機能、および利点は、図面に基づいて以下に説明される。

図1は、基盤の搬送の方向に沿った垂直の断面における本発明の処理モジュールの実施例を示す。

処理モジュール１内には、処理チャンバ２が配置されている。処理チャンバ２の底部として、支持装置３が用いられており、その上には基盤４が置かれている。図１において例示される処理チャンバ２は、基盤４上の層のプラズマ強化蒸着のための平行平板反応炉である。

層堆積のためのガス状出発物質は、ガス接続セット５を介してガスシャワー３１により処理チャンバ２に導入される。ガスシャワー３１は、平行平板反応炉の中の第１のHF電極として機能する。 基盤4を有する支持装置３は、ガスシャワー３１に対して平行に向けられた平行平板反応炉の第２の電極である。

電子HFパワーが支持装置３を横切ってガスシャワー３１から流れることができるように、支持装置３は、HF電流回路との電気的な接続が必要とされる。図1の実施例に示されるように、この電気的な接続は、HF対応のコンタクト６によって提供され、それは実施例に示すように質量接点である。 HF対応のコンタクト６のほかに、シール7は、支持装置３が持ち上がったときに、処理モジュール１に対して処理チャンバ２を密閉するように、配置されている。

図1に例示するように、支持装置３は、搬送レベルに位置されており、搬送システム８によって基盤搬送方向に水平に移動することができる。実施例では、搬送装置８は、搬送ローラ９を含んで構成されるローラ搬送システムである。搬送システム８は、ここでは、処理チャンバ２をロックするために使用されるだけでなく、処理モジュール１の中に支持装置３を搬送し、処理モジュール１から外に搬送するために使用される。

支持装置３によって処理チャンバ２をロックするために、ハブシステム１０が使用される。その目的のために、支持装置３は、処理チャンバ２の下で、中心に配置されている。その後、支持装置３がハブシステム１０によって持ち上げられることで、支持装置３は、昇降フレーム１２上に置かれる。昇降フレーム１２内には、加熱板１１が備えられ、加熱板１１は、支持装置３とその上に置かれている基盤４を加熱し、その後、所望する処理温度まで加熱する。

処理モジュール１における処理チャンバ２の格納のために、キャリア１４は、処理チャンバ２のために使用される。処理モジュール１は、基盤処理システムのモジュールとして提供され、それはモジュールインタフェースを介して基盤処理システムに接続される。実施例では、支持装置３のインラインが、モジュールドア１３を介して処理モジュール１の中へ入り、そしてモジュールドア１３を介して処理モジュール１の外に出ることが可能なように、２つの基盤ドア１３が提供される。

図2は、基盤搬送方向に対して反対側の垂直な断面図であり、図１の処理モジュール１を示している。処理モジュール１のいくつかの要素は、すでに図1に関して上記説明したとおりである。

図２に示すように、存在する搬送ローラ9は、支持装置３のために、側部の案内を有するスタブローラである。図２に例示するように、支持装置３は、搬送レベルに位置しており、支持装置３が中央で支持ローラ１６の上に配置されるか、いくつかの連続する支持ローラ１６の上に配置されている。支持装置３の湾曲は、支持ローラ１６の使用によって回避される。搬送ローラ９と支持ローラ１６との間に、加熱板１１がそれぞれ配置されている。
本発明の別の実施例では、支持ローラ１６の領域に、凹型の加熱板１１を設けることもまた可能である。側方からみた処理チャンバポンプユニット１５は、明確に図２において見ることができ、それは図１の背景に、長方形として示されるだけのものである。使用されたガスは、処理チャンバ２から処理チャンバポンプユニット１５を介して排出され、この実施例では、その流れの方向は、流れ調節装置によって最適化される。

図３は、さらに本発明の発展的な実施例の処理モジュール１Ａを示しており、それは垂直配置の２つの処理チャンバ２を備えている。処理チャンバ２は、すでに図１と図２を参照して上記にて詳細に説明されているため、図３では非常に概略的に図示されている。

処理モジュール１Ａは、図１において示された処理モジュール１と同様なインラインモジュールとしてではなくエンドモジュールとして形成されている。エンドモジュールを使用するとき、支持装置３の排気および処理後の排気の両方は、モジュールドア１３を通り抜ける。

上部の処理チャンバ２に関して、支持装置３は、搬送している間の位置が示されている。図３における下部の処理チャンバ２については、支持装置３は、処理レベルにハブシステム１０によって、処理レベルまで持ち上げられて、その後、処理チャンバ２の底部を形成する。

処理モジュール１Ａは、処理チャンバ２の両方を包囲している。処理モジュール１Ａからのガスは、ポンプユニット１７を介して排気される。

図３の右側でみることができるように、処理モジュール１は、２つの検査用開口部１８を備えており、それは、修正閉鎖要素１９によってそれぞれ閉じられる。メンテナンス作業は、検査用開口部１８があるために処理モジュール１Ａの中で可能であり、処理チャンバ２を、これらの検査用開口部を介して、処理モジュール１Ａの中に、および外で、持っていくことができる。

図４は、本発明の処理モジュール１Ｂの別の実施例を示しており、処理チャンバ２は、絶縁チャンバ２０の中でロックすることができる。処理チャンバ２Ａが外の大気から二重に区切られるように、絶縁チャンバ２０は、絶縁チャンバドア２６によって閉じられる。

実施例では、絶縁チャンバ２０の中で、処理チャンバ調整要素２１と熱反射板２２が示されている。処理チャンバ調整要素２１は、ここで、ロッドを加熱しており、それは一部を熱伝導を介して、そして一部を熱放射を介して、それらの体温を処理チャンバ２Ａに伝達することができる。

他の図示しない実施例では、調整された液体が流れるパイプなどの他の処理チャンバ調整要素がまた使用される。支持装置３の下に、放射加熱器２３が示されており、それは熱分離ブロック２５を介して空間的に支持装置３から分離されており、放熱を介して、その熱を支持装置３に伝達する。

昇降フレーム１２Ａは、冷却要素２４を備えており、それは、冷却液を搬送することが可能なチャンネルから構成されている。 冷却要素２４を使用することにより、昇降フレーム１２Ａのオーバーヒートを回避することができる。

図５は、すでに図4において説明された処理モジュール１Ｂのロードシーケンスの概略図である。図５Ａでは、両方の絶縁チャンバドア２６が開かれ、支持装置３は絶縁チャンバ２０中に左から右に移動する。図５Ｂでは、支持装置３が処理チャンバ２Ａの下で中心に配置されている。 絶縁チャンバドア２６が今閉じられており、絶縁チャンバ２０を、処理モジュール１Ｂとは異なる圧力に調整することができる。しかしながら、処理チャンバ２Ａは、まだ開いており、それゆえに、処理チャンバ２Ａの圧力は、絶縁チャンバ２０内の圧力と同じレベルである。図５Ｃでは、処理チャンバ２Ａが閉じられ、処理チャンバ２Ａでは、絶縁チャンバ２０の中とは異なる圧力に調整することができ、順次、処理モジュール１Ｂとも異なる圧力にすることができる。アンロードシーケンスは図示されていないが、それは、さらに説明することなく、当業者であれば専門知識に基づいて実現することができる。

図６は、絶縁チャンバ２０の中で２つの垂直に固定された処理チャンバ２Ｂが配置されている本発明のさらなる処理モジュール１Ｃを概略的に示している。処理チャンバ１Ｃの実施例に示されるように、HF入口２７は、処理チャンバ１Ｃの側壁から外に出ており、シャワーヘッド３１に集中的に接続されている。 ガス接続セット５は、また処理モジュール１Ｃから横方向に外側に供給されており、それゆえに、シャワーヘッド３１からの基盤４までの方向へのコンスタントなガス放出が、シャワーヘッド３１の構造を介して保証されている。

図７では、図６に示される処理モジュール１Ｃが、基盤の搬送方向に対して垂直の断面で図式的に示されている。上部の処理チャンバ２Ｂは、開いた状態で示されており、ハブシステム１０が下降している。それとは反対に、下部の処理チャンバ２Ｂは閉じられており、ハブシステム１０が拡張されて、支持装置３を処理レベルに保持している。

図８は、本発明の別の処理モジュール１Ｄを概略的に示しており、それは上部の絶縁室２８と、下部の絶縁室２９から構成されている。この実施例では、処理チャンバ２Ｃが完全に絶縁チャンバによって囲まれているわけでなく、代わりに絶縁室２８、２９が、処理チャンバ２Ｃの上側および支持装置３の下方に備えられているだけである。処理チャンバ２Ｃの良好な熱絶縁は、絶縁室２８および２９によって達成される。上部の絶縁室２８は、HF電極の異なる給電点にHFエネルギーを分配するめに、有利にはHF分配器を収容することができる。設定圧力と選択されたガスに依存して、HF分配器におけるプラズマ発火は避けられることができます。有利には、HF-分配器を含むことができ、上部隔離室によって達成される支援装置3の処理チャンバ2Cの上側の上下に設けられているHF-電極の異なる給電点にHFエネルギーを分配する。設定圧力と選択されたガスに依存して、HF-分配器におけるプラズマ点火を回避することができる。

絶縁室２８、２９は、別個のポンプユニット１７Ａ、１７Ｂを含んでいる。 この方法では、それらにより処理モジュール１Ｄを独立して排気させることができる。

処理モジュール１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの実施例の他に、本発明の他の図示しなかった処理モジュールを実現することは可能であり、それは、説明された単一また複数の構成要素および/または同等の任意の構成要素と組み合わせて使用して、実現することができる。

Claims (29)

1. 処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）内に備えられた少なくとも一つの排気可能な処理チャンバ（２、２Ａ、２Ｂ）と、前記処理チャンバ（２、２Ａ、２Ｂ）の中で処理されるべき少なくとも一つの平坦な基盤（４）をそれぞれ収容するために少なくとも一つの基盤の搬送方向に沿って、前記処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）を通って水平方向に移動可能な少なくとも一つの支持装置（３）とを有する処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）において、
   前記処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）は、前記少なくとも一つの処理チャンバ（２、２Ａ、２Ｂ）を包囲しており、
   前記少なくとも一つの処理チャンバ（２、２Ａ、２Ｂ）が前記支持装置（３）によって、物理的に閉鎖可能であって、前記支持装置（３）の位置は、前記処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）に対して、基盤の搬送方向を横切る少なくとも一つの閉じる方向に可変であって、前記少なくとも一つの支持装置（３）が前記少なくとも一つの処理チャンバ（２、２Ａ、２Ｂ）の底を形成することを特徴とする処理モジュール。
2. 前記少なくとも一つの支持装置（３）が電子的に導電性であるか、少なくとも、電子的に導電性の表面を含むことを特徴とする請求項１記載の処理モジュール。
3. ガス、液体、および／または電子媒体のための前記処理チャンバ（２、２Ａ、２Ｂ）の接続部が、前記処理チャンバ（２、２Ａ、２Ｂ）の天井、および／または少なくとも一方の側壁に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の処理モジュール。
4. 前記処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）および／または前記処理チャンバ（２、２Ａ、２Ｂ）は、少なくとも一つのポンプ接続部(１７、 １７Ａ、 １７Ｂ)を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の処理モジュール。
5. 前記処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）は、前記処理チャンバ（２、２Ａ、２Ｂ）の天井、および／または少なくとも一つの側壁の温度を調整するための少なくとも一つの調整要素（２１）を含み、前記調整要素（２１）は加熱装置（３０）、および／または冷却装置である請求項１から４のいずれか一項に記載の処理モジュール。
6. 前記処理チャンバ（２、２Ａ、２Ｂ）は、前記支持装置（３）のための少なくとも一つのＨＦ対応の接続部または接触部（６）を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の処理モジュール。
7. 前記ＨＦ対応の接続部または接触部（６）は、アース接続であることを特徴とする請求項６に記載の処理モジュール。
8. 前記処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）は、前記処理チャンバ(２、 ２Ａ、２Ｂ)に向けて前記支持装置（３）を搬送するための、および／または前記処理チャンバ(２、 ２Ａ、２Ｂ)から前記支持装置（３）を搬送するための搬送システム（８）を備え、搬送レベルにおける供給、および／または排出が、前記処理チャンバ(２、２Ａ、２Ｂ)の水平延長に対して平行に行われることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の処理モジュール。
9. 前記搬送システム（８）は、搬送ローラ（９）、リニアモータ駆動および／または搬送アームを備えることを特徴とする請求項８に記載の処理モジュール。
10. 前記搬送システム（８）のすべての駆動部品が、前記処理チャンバ(２、 ２Ａ、 ２Ｂ)の外部にあることを特徴とする請求項８または９に記載の処理モジュール。
11. 前記処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）は、処理レベルに前記支持装置（３）を持ち上げるためと、搬送レベルに下げるためのハブシステム（１０）を備え、前記処理レベルにおける前記支持装置（３）が前記処理チャンバ(２、 ２Ａ、２Ｂ)の底部を形成するものであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の処理モジュール。
12. 前記ハブシステム（１０）は、少なくとも1つの加熱板（１１）または放射加熱器（２３）を備えることを特徴とする請求項１１に記載の処理モジュール。
13. 前記加熱板（１１）または前記放射加熱器（２３）は、上昇可能または下降可能であることを特徴とする請求項１２に記載の処理モジュール。
14. 前記加熱板（１１）と前記支持装置（３）との間の熱伝達がガス粒子によって可能であるような距離に、前記加熱板（１１）と前記支持装置（３）との間の距離が設定されていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の処理モジュール。
15. サポート機器(3)のキャリアが熱分離ブロック２５断熱ブロック(25)上で提供される、前記ハブシステム（１０）は、熱分離ブロック（２５）を含んで構成され、前記支持装置（３）のキャリアが前記熱分離ブロック（２５）の上に設けられていることを特徴とする請求項１１から１４のいずれか一項に記載の処理モジュール。
16. 前記ハブシステム（１０）は、前記支持装置（３）をその保持する側で保持している昇降フレーム１２を備えることを特徴とする請求項１１から１５のいずれか一項に記載の処理モジュール。
17. 平坦なキャリア表面を有する熱絶縁圧力コンポーネントが、前記昇降フレーム（１２）のためのキャリアとして備えられることを特徴とする請求項１６に記載の処理モジュール。
18. 前記処理チャンバ(２、 ２Ａ、２Ｂ)は、少なくとも一つのシールを備え、前記支持装置（３）が、前記処理チャンバ(２、 ２Ａ、２Ｂ)を閉鎖するために前記シールに対して押し付けられることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載の処理モジュール。
19. 前記処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）は、前記支持装置（３）の支持のためのなくとも一つの支持ローラ（１６）を備えることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の処理モジュール。
20. ガスによって充填可能である前記処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）であることを特徴とする請求項１から１９のいずれか一項に記載の処理モジュール。
21. 前記処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）は、前記処理チャンバ(２、 ２Ａ、２Ｂ)を取り囲み、少なくとも一つの排気可能な絶縁チャンバ(２０、２０Ａ)を含み、前記絶縁チャンバ(２０、２０Ａ)が、少なくとも一つの絶縁チャンバドア（２６）を備えることを特徴とする請求項１から２０のいずれか一項に記載の処理モジュール。
22. 前記処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）は、前記処理チャンバ(２、 ２Ａ、２Ｂ)と隣接している排気可能な絶縁室(２８、２９)を含んで構成されていることを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載の処理モジュール。
23. 前記処理チャンバ(２、 ２Ａ、２Ｂ)は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で製造されるか、その内部がアルミニウムまたはアルミニウム合金によって覆われていることを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の処理モジュール。
24. 少なくとも２つの処理チャンバ(２、 ２Ａ、２Ｂ)は、前記処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）の中に、垂直に積み重ねられた配置で設けられることを特徴とする請求項１から２３のいずれか一項に記載の処理モジュール。
25. 前記処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）は、少なくとも２つの搬送レベルで前記支持装置(３)の垂直な搬送のためのリフトを含んで構成されていることを特徴とする請求項２４に記載の処理モジュール。
26. 前記処理チャンバ(２、 ２Ａ、２Ｂ)は、プラズマチャンバであり、このプラズマチャンバは、第１のHF電極としてのガスシャワーを有しており、前記ガスシャワーは、前記支持装置(３)に対して平行な平板配置を形成していることを特徴とする請求項１から２５のいずれか一項に記載の処理モジュール。
27. 前記処理チャンバ(２、 ２Ａ、２Ｂ)は、プラズマチャンバであり、このプラズマチャンバは、いくつかのプラズマ源の配置を含んで構成されていることを特徴とする請求項１から２５のいずれか一項に記載の処理モジュール。
28. 前記処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）は、磁場配置が固定されるか、可動となっている磁場の配置を前記処理チャンバ(２、 ２Ａ、２Ｂ)内に少なくとも一つ備えることを特徴とする請求項２６または２７のいずれか一項に記載の処理モジュール。
29. 前記処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）は、基盤処理装置に前記処理モジュール（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）を統合するためのモジュールドア(１３)を有する少なくとも一つのモジュールインタフェースを含んで構成されていることを特徴とする請求項１から２８のいずれか一項に記載の処理モジュール。

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