特許 7112490 高圧処理チャンバのためのガス供給システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-26

(45)【発行日】2022-08-03

(54)【発明の名称】高圧処理チャンバのためのガス供給システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/324 20060101AFI20220727BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20220727BHJP

   H01L 21/265 20060101ALI20220727BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20220727BHJP

   F17C 7/00 20060101ALI20220727BHJP

【ＦＩ】

H01L21/324 R

H01L21/02 Z

H01L21/265 602A

H01L21/324 J

H01L21/68 A

F17C7/00 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020525886

(86)(22)【出願日】2018-11-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-01-28

(86)【国際出願番号】 US2018059643

(87)【国際公開番号】W WO2019094481

(87)【国際公開日】2019-05-16

【審査請求日】2020-07-03

(31)【優先権主張番号】62/584,794

(32)【優先日】2017-11-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】518434728

【氏名又は名称】マイクロマテリアルズ エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】リャン， チーウェイ

(72)【発明者】

【氏名】ネマニ， シュリニヴァス ディ．

(72)【発明者】

【氏名】カン， ショーン エス．

(72)【発明者】

【氏名】カーン， アディーブ

(72)【発明者】

【氏名】イー， エリー ワイ．

【審査官】桑原 清

(56)【参考文献】

【文献】特表２００９－５３９２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５３０３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２９６２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２４３３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０５３２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０７５６９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３２４

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／２６５

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｆ１７Ｃ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上の層を処理するための高圧処理システムであって、
第１のチャンバと、
前記第１のチャンバに前記基板を保持する支持体と、
前記第１のチャンバに隣接し、エッチング、堆積または１気圧未満の圧力での処理をするように構成された第２のチャンバと、
前記第２のチャンバからガスを除去するフォアラインと、
前記第２のチャンバ内の圧力を真空近くまで下げるように構成された真空処理システムと、
前記第１のチャンバ内の前記圧力を前記第２のチャンバ内の前記圧力から分離するための、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間のバルブアセンブリと、
前記第１のチャンバに一又は複数のガスを導入し、前記ガスが前記第１のチャンバ内にあって、前記第１のチャンバが前記第２のチャンバから分離されている間に、前記第１のチャンバ内の前記圧力を少なくとも１０気圧まで高めるように構成されているガス供給システムであって、
第１のガスを少なくとも１０気圧である第１の圧力で供給する第１のガス供給モジュール、及び、
前記第１のガス又は異なる組成の第２のガスを、前記第１の圧力未満であるが１気圧を超える第２の圧力で供給する第２のガス供給モジュール
を含むガス供給システムと、
前記ガス供給システムと前記バルブアセンブリとを操作するように構成されたコントローラと、
前記第１のチャンバからガスを除去する排気ラインを備える排気システムと、
前記第１のガス供給モジュールと前記第２のガス供給モジュールとを共に取り囲む共通ハウジングと、
を備える高圧処理システム。

【請求項2】

前記共通ハウジングからガスを除去するように構成された第２の排気システムを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記第２の排気システムは、前記ハウジングから前記フォアラインまでガスを導くように構成される、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記第１及び第２のガス供給モジュールを前記第１のチャンバに連結する第１及び第２の供給ラインと、前記第１及び第２の供給ラインから漏れるガスを前記フォアラインまで迂回させるように構成された密封容器筐体とを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記共通ハウジングは、前記密封容器筐体から流体的に分離されている、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

基板上の層を処理するための高圧処理システムであって、
第１のチャンバと、
前記第１のチャンバに前記基板を保持する支持体と、
前記第１のチャンバに隣接し、エッチング、堆積または１気圧未満の圧力での処理をするように構成された第２のチャンバと、
前記第２のチャンバからガスを除去するフォアラインと、
前記第２のチャンバ内の圧力を真空近くまで下げるように構成された真空処理システムと、
前記第１のチャンバ内の前記圧力を前記第２のチャンバ内の前記圧力から分離するための、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間のバルブアセンブリと、
前記第１のチャンバに一又は複数のガスを導入し、前記ガスが前記第１のチャンバ内にあって、前記第１のチャンバが前記第２のチャンバから分離されている間に、前記第１のチャンバ内の前記圧力を少なくとも１０気圧まで高めるように構成されているガス供給システムであって、
第１のガスを少なくとも１０気圧である第１の圧力で供給する第１のガス供給モジュール、及び、
前記第１のガス又は異なる組成の第２のガスを、前記第１の圧力未満であるが１気圧を超える第２の圧力で供給する第２のガス供給モジュール
を含むガス供給システムと、
前記第１のチャンバからガスを除去する排気ラインを備える排気システムと、
前記バルブアセンブリは前記第１のチャンバを前記第２のチャンバから分離し、次に、前記第２のガス供給モジュールは前記第１のチャンバを１気圧未満の圧力から前記第２の圧力まで高め、次に、前記第２のガス供給モジュールは前記第１のチャンバから分離され、次に、前記第１のガス供給モジュールは第１のチャンバを前記第２の圧力から前記第１の圧力まで高めるように、前記ガス供給システム、バルブアセンブリ、真空処理システム及び排気処理システムを操作するように構成されたコントローラと、
を備える高圧処理システム。

【請求項7】

前記第１のガス供給モジュールは、前記第１のガスを前記第１のチャンバに供給する前に、前記第１のガスの圧力を高めるように構成されたポンプを備える、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記第２のガス供給モジュールは、前記ガスを前記第１のチャンバに導くために、質量流量コントローラ、液体流量計、又は液体流量コントローラを使用する、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記第１のチャンバ内の第１の圧力センサと、前記第２のチャンバ内の第２の圧力センサとを備える、請求項６に記載のシステム。

【請求項10】

前記コントローラは、前記排気システムが前記第１のチャンバ内の圧力を下げ、前記真空処理システムが前記第２のチャンバ内の圧力を下げるように構成され、また、前記コントローラは、前記第１の圧力センサ及び前記第２の圧力センサからの測定値を比較し、前記第１のチャンバ内の圧力が前記第２のチャンバ内の圧力よりも高くなるように、前記排気システム及び前記真空処理システムを制御するように構成される、請求項９に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］ 本発明は、集積回路製造のための高圧処理チャンバに関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］ マイクロ電子回路及び他のマイクロスケールデバイスは、一般的に、シリコンなどの基板、又は他の半導体材料基板から製造される。複数の金属層が、マイクロ電子部品又は他のマイクロスケール部品を形成するために、或いは電気的接続を提供するために、基板上に適用される。これらの金属層（例えば銅）は、基板上にめっきされ、フォトリソグラフィ、めっき、エッチング、研磨、又はその他の一連の操作で部品及び配線（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）を形成する。

【0003】

［０００３］ 所望の材料特性を達成するため、基板は一般的に、通常約２００～５００℃まで急速に基板が加熱されるアニーリング処理にかけられる。基板は、比較的短時間、例えば、６０～３００秒間、これらの温度に保持されてもよい。その後、基板は急速に冷却されるため、通常、全工程はわずか数分間にすぎない。基板上の層の材料特性を変化させるために、アニーリングを使用することができる。それはまた、ドーパントを活性化するため、基板上の膜間でドーパントをドライブするため、膜間又は膜と基板との界面を変化させるため、堆積された膜を圧縮するため、或いはイオン注入による損傷を修復するために使用されてもよい。

【0004】

［０００４］ マイクロ電子デバイス及び配線の特徴サイズが小さくなるにつれて、許容される欠陥率は実質的に減少する。いくつかの欠陥は、汚染粒子に起因する。他の欠陥は、基板のある領域の不完全な処理、例えば、トレンチの底部での膜の成長の不具合に起因する。

【0005】

［０００５］ これまで様々なアニールチャンバが使用されてきた。単一基板処理装置では、これらのアニーリングチャンバは一般的に、基板の温度プロファイルを制御するため、基板を加熱素子と冷却素子との間に、或いは加熱素子及び冷却素子の上に配置する。しかしながら、正確で再現性のある温度プロファイルと許容可能なレベルの欠陥を達成することは、技術的な課題になりうる。

【発明の概要】

【0006】

［０００６］ 一例として、基板上の層を処理するための高圧処理システムが提示されている。システムは、第１のチャンバと、第１のチャンバ内に基板を保持するための支持体と、第１のチャンバに隣接する第２のチャンバと、第２のチャンバからガスを除去するためのフォアラインと、第２のチャンバ内の圧力を低減させるように構成された真空処理システムと、第１のチャンバ内の圧力を第２のチャンバ内の圧力から分離するための、第１のチャンバと第２のチャンバとの間のバルブアセンブリと、一又は複数のガスを第１のチャンバ内に導入し、第１のチャンバ内にガスがあって、第１のチャンバが第２のチャンバから分離されている間に、第１のチャンバ内の圧力を少なくとも１０気圧まで高めるように構成されたガス供給システムと、ガス供給システム及びバルブアセンブリを動作させるように構成されたコントローラと、第１のチャンバからガスを除去するための排気ラインを備える排気システムと、第１のガス供給モジュール及び第２のガス供給モジュールの両方を囲む共通ハウジングとを含む。ガス供給システムは、少なくとも１０気圧である第１の圧力で第１のガスを供給するための第１のガス供給モジュールと、第１の圧力よりも低いが１気圧よりも高い第２の圧力で異なる組成の第１のガス又は第２のガスを供給するための第２のガス供給モジュールとを含む。

【0007】

［０００７］ 実装は、以下の特徴のうちの一又は複数を含みうる。

【0008】

［０００８］ 第２の排気システムは、共通ハウジングからガスを除去するように構成されうる。第２の排気システムは、ハウジングからフォアラインにガスを導くように構成されうる。第１及び第２の供給ラインは、第１及び第２のガス供給モジュールを第１のチャンバに連結しうる。密封容器筐体は、第１及び第２の供給ラインから漏れるガスをフォアラインに迂回するように構成されてもよい。共通ハウジングは、密封容器筐体から流体的に分離されうる。

【0009】

［０００９］ 別の実施例では、基板上の層を処理するための高圧処理システムは、第１のチャンバと、第１のチャンバ内の基板を保持する支持体と、第１のチャンバに隣接する第２のチャンバと、第２のチャンバからガスを除去するためのフォアラインと、第２のチャンバ内の圧力を真空近くまで下げるように構成される真空処理システムと、第１のチャンバ内の圧力を第２のチャンバ内の圧力から分離するための、第１のチャンバと第２のチャンバとの間のバルブアセンブリと、第１のチャンバ内に一又は複数のガスを導入し、そのガスが第１のチャンバ内にあって、第１のチャンバが第２のチャンバから分離されている間に、第１のチャンバ内の圧力を少なくとも１０気圧まで高めるように構成されたガス供給システムと、第１のチャンバからガスを除去するための排気ラインを備える排気システムと、コントローラとを含む。ガス供給システムは、少なくとも１０気圧である第１の圧力で第１のガスを供給するための第１のガス供給モジュールと、第１の圧力よりも低いが１気圧よりも高い第２の圧力で異なる組成の第１のガス又は第２のガスを供給するための第２のガス供給モジュールとを含む。コントローラは、バルブアセンブリが第１のチャンバを第２のチャンバから分離し、次いで第２のガス供給モジュールが第１のチャンバを１気圧未満の圧力から第２の圧力まで高め、次いで第２のガス供給モジュールが第１のチャンバから分離され、次いで第１のガス供給モジュールが第１のチャンバを第２の圧力から第１の圧力まで高めるように、ガス供給システム、バルブアセンブリ、真空処理システム、及び排気システムを動作させるように構成される。

【0010】

［００１０］ 実装は、以下の特徴のうちの一又は複数を含みうる。

【0011】

［００１１］ 第１のガス供給モジュールは、第１のガスを第１のチャンバに供給する前に、第１のガスの圧力を高かめるように構成されたポンプを含んでもよい。第２のガス供給モジュールは、マスフローコントローラ、液体流量計、又は液体流量コントローラを使用して、ガスを第１のチャンバに誘導してもよい。第１の圧力センサは第１のチャンバ内に配置されてもよく、第２の圧力センサは第２のチャンバ内に配置されてもよい。コントローラは、排気システムに第１のチャンバ内の圧力を下げ、真空処理システムに第２のチャンバ内の圧力を下げるように構成されてもよい。コントローラは、第１の圧力センサ及び第２の圧力センサからの測定値を比較し、第１のチャンバ内の圧力が第２のチャンバ内の圧力よりも高くなるように、排気システム及び真空処理システムを制御するように構成されてもよい。

【0012】

［００１２］ 別の実施例では、第１のチャンバと第２のチャンバとを１気圧未満の第１の圧力にすることと、第１のチャンバと第２のチャンバとの間の分離バルブが開いている間に、第２のチャンバから第１のチャンバへ基板を移送することと、分離バルブが閉じられて間に、第１のチャンバを第１の圧力から第２の圧力に下げ、第２のチャンバを第１の圧力から第３の圧力に下げることと、第２のガス供給モジュールを用いて第１のチャンバを大気圧より高く１０気圧未満である第４の圧力に加圧することと、第１のガス供給モジュールを用いて第１のチャンバを１０気圧超の第５の圧力まで加圧することと、第１のチャンバが第５の圧力にある間に基板を処理することと、第１のチャンバを排気することと、分離バルブを開いて第１のチャンバから基板を取り出すことと、を含む高圧処理システムの操作方法が提供される。

【0013】

［００１３］ 実装は、以下の特徴のうちの一又は複数を含みうる。

【0014】

［００１４］ 第１チャンバを第５の圧力まで加圧することは、第１チャンバに第１のガスを供給することを含み、第１チャンバを第４の圧力まで加圧することは、第１のチャンバに異なる組成の第２のガスを供給することを含みうる。第１のガスは、Ｈ_２又はＮＨ_３のうち少なくとも１つを含みうる。第２のガス供給モジュールを用いて第の１チャンバを加圧することは、第１のガス供給モジュールと第１のチャンバとの間の供給ラインにおいて高圧分離バルブを用いて第１のチャンバから第１のガス供給モジュールを分離することと、第２のガス供給モジュールと第１のチャンバとの間の供給ラインにおいて低圧分離バルブを開くことによって第２のガス供給モジュールと第１のチャンバとを流体的に連結することを含みうる。第１のガス供給モジュールを用いて第１のチャンバを加圧することは、低圧分離バルブを用いて第２のガス供給モジュールを第１のチャンバから分離することと、高圧分離バルブを開くことによって第１のガス供給モジュールと第１のチャンバを流体的に連結することとを含みうる。

【0015】

［００１５］ 第３の圧力は、第２の圧力よりも高くてもよい。第１のチャンバ内の第１の圧力センサ及び第２のチャンバ内の第２の圧力センサの測定値は比較され、第１のチャンバの圧力が第２のチャンバの圧力よりも高くなるまで、第１のチャンバ及び第２の圧力において、圧力が下げ続けられてもよい。第１のチャンバを真空引きすることは、第１のチャンバ内の圧力を第１の圧力を下回る第６の圧力まで下げることを含みうる。第６の圧力は、第３の圧力よりも高くなりうる。

【0016】

［００１６］ 実装は、以下の利点のうちの一又は複数を含みうる。

【0017】

［００１７］ より安全にチャンバ内に高圧を確立することができる。漏れを検出することができる。

【0018】

［００１８］ 基板全体にわたってより均一に、層を処理又は形成することができる。さらに、高圧処理では、より低圧では得られない化学反応へのアクセスも可能である。

【0019】

［００１９］ 一又は複数の実施形態の詳細を添付図面及び以下の説明において明記する。他の特徴、目的、及び利点は、明細書及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】処理プラットフォームの図である。

【図2】安全機能を強化した高圧処理システムの図である。

【図3】高圧処理システムの操作方法を示すフロー図である。

【図4】安全機能を強化した高圧処理システムの別の実装の図である。

【図5】高圧処理システムの操作方法を示すフロー図である。

【図6】高圧処理システムのチャンバの概略側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

［００２６］ 様々な図面における類似の参照符号は、類似の要素を示している。

【0022】

［００２７］上述のように、いくつかの欠陥は、基板のある領域の不完全な処理から生じることがある。しかしながら、高圧処理（例えば、アニーリング又は堆積）は、基板全体にわたる処理の一貫性を改善することができる。特に、アニーリングは高圧環境で起こりうる。例えば、熱酸化によるアニーリング処理、或いは、化学物質が拡散して基板上に堆積した物質と反応する他の処理、を用いて層が形成される場合には、高圧は基板上の材料層の表面被覆率の完全性を改善するのに役立つ。例えば、トレンチ内での層の処理形成の問題を低減することができる。その結果、基板全体にわたってより均一に層を処理又は形成することができる。さらに、高圧処理（例えば、アニーリング又は堆積）では、より低圧では得られない化学反応へのアクセスも可能である。

【0023】

［００２８］ もう１つの問題は、銅などの特定の材料が、約７０℃を超える温度で酸素に曝されると急速に酸化することである。銅や他の材料が酸化した場合は、基板は使用できなくなるか、処理を進める前に酸化物層を除去することが必要になりうる。効率的な製造のためには、これらはいずれも容認できない選択肢である。そのため、特に基板温度が約７０℃を超える場合には、基板を酸素から隔絶することが設計上の要素となる。言うまでもなく酸素は大気中に存在するため、アニーリング中に銅の酸化を避けることもエンジニアリング上の課題となりうる。本書に記載のように、基板の汚染及び酸化を回避するため、基板は、高圧処理チャンバと低圧の（例えば、真空に近い環境の）別の処理チャンバとの間で移送可能である。

【0024】

［００２９］ もう１つ検討事項は圧力である。非常に高い圧力は、製造される基板の一貫性及び品質を改善することができる。しかしながら、高圧（例えば、１０気圧超、１５気圧超、又は最大２０気圧）のシステムは、密閉の破綻及び漏れの危険性が高い。安全機能が強化されたシステムは、このような超高圧処理の使用に有用である。

【0025】

［００３０］ 図１は、物理的気相堆積、化学気相堆積、及び／又はアニーリング処理の少なくとも１つの実施形態を実行するのに適した一体型マルチチャンバ基板処理システムを示す。一般的に、マルチチャンバ基板処理システムは、堆積又はアニーリングなどの高圧処理を実行するため、例えば、１０気圧超の圧力で動作可能な少なくとも１つの高圧処理チャンバと、エッチング、堆積、又は熱処理などの低圧処理を実行するため、例えば、１気圧未満の低圧で動作可能な少なくとも１つの低圧処理チャンバとを含む。いくつかの実装では、マルチチャンバ処理システムは、低圧であり、複数の処理チャンバにアクセス可能な中央移送チャンバを有するクラスタツールである。

【0026】

［００３１］ 本明細書に記載の処理及びシステムのいくつかの実施形態は、特徴定義のために、材料、例えば、金属及び金属ケイ素化合物バリアの層を堆積することに関する。例えば、第１の金属層がシリコン基板上に堆積され、金属ケイ素化合物層を形成するためにアニールされる。次に、第２の金属層を金属ケイ素化合物層上に堆積させ、特徴を充填する。金属ケイ素化合物層を形成するためのアニーリング処理は、複数のアニーリング操作で実行されてもよい。

【0027】

［００３２］ 図１は、一実施形態の概略上面図であり、２つの移送チャンバ１０２、１０４、移送チャンバ１０２、１０４に配置された移送ロボット１０６、１０８、及び２つの移送チャンバ１０２、１０４に配置された処理チャンバ１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１３０を含む処理プラットフォーム１００である。第１及び第２の移送チャンバ１０２、１０４は、隣接する処理チャンバ１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１３０とインターフェースをとる中央真空チャンバである。

【0028】

［００３３］ 第１の移送チャンバ１０２と第２の移送チャンバ１０４は、通過（ｐａｓｓ－ｔｈｒｏｕｇｈ）チャンバ１２０によって分離されており、これは冷却チャンバ又は予加熱チャンバを含みうる。また、通過チャンバ１２０は、第１の移送チャンバ１０２と第２の移送チャンバ１０４とが異なる圧力で動作する場合に、基板の取り扱い中にポンプで減圧、又は換気されてもよい。例えば、第１の移送チャンバ１０２は、約１００ミリＴｏｒｒから約５Ｔｏｒｒの間（例えば、約４０ミリＴｏｒｒ）で動作し、第２の移送チャンバ１０４は、約１×１０^ー５Ｔｏｒｒから約１×１０^ー８Ｔｏｒｒの間（例えば、約１×１０^ー７Ｔｏｒｒ）で動作しうる。

【0029】

［００３４］ 処理プラットフォーム１００は、プログラムされたコントローラ１２２によって操作される。コントローラ１２２は、移送ロボット１０６、１０８を制御して、基板をチャンバ間で移送することができ、処理プラットフォーム１００のチャンバの各々に、基板を処理するための個別の操作を行わせることができる。

【0030】

［００３５］ 第１の移送チャンバ１０２は、２つの脱気チャンバ１２４、２つのロードロックチャンバ１２８、反応性予備洗浄チャンバ１１８、少なくとも１つの物理的気相堆積チャンバ１１０、及び通過チャンバ１２０に連結される。予備洗浄チャンバは、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社から市販されているＰｒｅＣｌｅａｎ ＩＩチャンバであってもよい。基板（図示せず）は、ロードロックチャンバ１２８を通って処理プラットフォーム１００に装填される。例えば、ファクトリインターフェースモジュール１３２がある場合、これは、人間のオペレータ又は自動基板取扱システムのいずれかから、一又は複数の基板（例えば、基板のカセット、又は基板の封入ポッド）を受容する役割を担う。ファクトリインターフェースモジュール１３２は、適用可能であれば、基板のカセット又はポッドを開き、基板をロードロックチャンバ１２８との間で移動させることができる。処理チャンバ１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１３０は、移送チャンバ１０２、１０４から基板を受け取り、基板を処理し、基板を移送チャンバ１０２、１０４に戻すことができる。処理プラットフォーム１００に装填された後、基板は、それぞれ脱気チャンバ１２４及び予備洗浄チャンバ１１８内で順次脱気及び洗浄される。

【0031】

［００３６］ 処理チャンバの各々は、処理チャンバが移送チャンバ１０２、１０４とは異なるレベルの真空で動作することを可能にし、処理チャンバ内で使用されるガスが移送チャンバ内に導入されることを防止する分離弁によって、移送チャンバ１０２、１０４から分離される。また、ロードロックチャンバ１２８は、分離バルブを備えた移送チャンバ１０２、１０４から分離されている。各ロードロックチャンバ１２８は、外部環境に対して開かれた、例えば、ファクトリインターフェースモジュール１３２に対して開かれたドアを有する。通常の操作では、基板が装填されたカセットはファクトリインターフェースモジュール１３２のドアを通ってロードロックチャンバ１２８内に配置され、ドアが閉じられる。ロードロックチャンバ１２８は次に、移送チャンバ１０２と同じ圧力になるまで排気され、ロードロックチャンバ１２８と移送チャンバ１０２との間の分離弁が開放される。移送チャンバ１０２内のロボットは、所定の位置に移動され、１つの基板がロードロックチャンバ１２８から取り出される。ロードロックチャンバ１２８は、１つの基板がカセットから取り外されるようにエレベータ機構を備えており、エレベータは、基板のスタックをカセット内で移動させて、別の基板を移送平面内に位置決めすることにより、ロボットブレード上に位置決めすることができる。

【0032】

［００３７］ 移送チャンバ１０２内の移送ロボット１０６は、基板が処理チャンバ位置と位置合わせされるように、基板と共に回転する。処理チャンバは、有毒ガスが洗い流されたのち、移送チャンバと同じ圧力レベルにされ、分離弁が開かれる。移送ロボット１０６は次に、基板を処理チャンバ内に移動し、そこでロボットから持ち上げて外す。移送ロボット１０６は次に、処理チャンバから後退し、分離弁が閉じられる。次に、処理室は一連の操作を実行して、基板上で所定の処理を実行する。完了すると、処理チャンバは移送チャンバ１０２と同じ環境に戻され、分離弁が開かれる。移送ロボット１０６は、基板を処理チャンバから取り出し、別の操作のために別の処理チャンバに移動させるか、又は基板のカセット全体が処理されたときに処理プラットフォーム１００から取り出されるように、ロードロックチャンバ１２８内で交換する。

【0033】

［００３８］ 移送ロボット１０６、１０８はそれぞれ、異なる処理チャンバ間で基板を支持し、移動するロボットアーム１０７、１０９を含む。移送ロボット１０６は、脱気チャンバ１２４と予備清浄チャンバ１１８との間で基板を移動させる。次に、基板は、その上に材料を堆積させるためにロングスローＰＶＤチャンバ１１０に移送されてもよい。

【0034】

［００３９］ 第２の移送チャンバ１０４は、処理チャンバ１１６、１１２、１１４、１３０のクラスタに連結される。処理チャンバ１１６、１１２は、オペレータが望むように、タングステンなどの材料を堆積させるための化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバとすることができる。ＰＶＤ処理された基板は、通過チャンバ１２０を介して、第１の移送チャンバ１０２から第２の移送チャンバ１０４に移動される。その後、移送ロボット１０８は、処理に必要とされる材料堆積及びアニーリングのために、処理チャンバ１１６、１１２、１１４、１３０のうちの一又は複数の間で基板を移動させる。

【0035】

［００４０］ 言うまでもなく、上記はすべて単なる例示的な実装であり、各移送チャンバは、１～５個のチャンバなど、異なる数の処理チャンバを有する。処理チャンバは、機能を様々に分散することが可能で、システムは異なる数の移送チャンバを有しうる。例えば、単一の移送チャンバ、異なる数の移送チャンバを有することができる。移送チャンバを完全に省略することも可能で、システムには単一のスタンドアロン処理チャンバのみを有することもある。

【0036】

［００４１］ 図２は、基板が処理チャンバ間で移送されているときに、基板を処理するための高圧環境及び基板のための低圧環境を作り出す制御された高圧処理システム２００を示す。制御された高圧処理システム２００は、高圧の内側の第１のチャンバ２０２と低圧の外側の第２チャンバ２０４を含む。

【0037】

［００４２］ 第１のチャンバ２０２は、処理プラットフォーム１００の処理チャンバ１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１３０のうちの１つに対応することができ、第２のチャンバ２０４は、処理プラットフォーム１００の移送チャンバ１０２、１０４のうちの１つに対応することができる。代替的に、いくつかの実装では、処理チャンバ１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１３０のうちの１つは、第１のチャンバ２０２と第２のチャンバ２０４の両方を含む。第１のチャンバ２０２は、内側のチャンバに対応し、第２のチャンバ２０４は、内側のチャンバを取り囲む外側のチャンバに対応しうる。

【0038】

［００４３］ 第１のチャンバ２０２内の圧力は、第２のチャンバ２０４の圧力とは独立に制御することができる。第１及び第２のチャンバ２０２、２０４が移送チャンバとは別個である場合、第１及び第２のチャンバ２０２、２０４は、移送チャンバ内の圧力とは独立に制御される圧力を有しうる。制御された高圧システム２００は、ガス供給システム２０６と、真空処理システム２０８と、コントローラ２１０とをさらに含む。いくつかの例では、処理プラットフォーム１００のコントローラ１２２は、コントローラ２１０を含みうる。

【0039】

［００４４］ 第１のチャンバ２０２は、非常に高い圧力、例えば、少なくとも１０気圧の圧力、例えば、４０～８０気圧の圧力に適応するように構成される（例えば、密閉され、補強される）。対照的に、第２のチャンバ２０４は、非常に低い圧力、例えば、１気圧未満の圧力、例えば、約１００ミリＴｏｒｒまでの圧力に適応するように構成される（例えば、密閉され、補強される）。第２のチャンバ２０４の低圧環境は、基板又は基板上に堆積された材料の汚染及び／又は酸化を抑制することができる。

【0040】

［００４５］ 第２のチャンバ２０４は、第１のチャンバ２０２に隣接している。いくつかの実装では、第２のチャンバ２０４はまた、第１のチャンバ２０２を取り囲む（第２のチャンバ２０４が第１のチャンバを取り囲んでいない場合でも、第２のチャンバは、基板が第２のチャンバを通過して第１のチャンバに到達するという点で、依然として外側のチャンバと見なしうる）。いくつかの実装では、第２のチャンバ２０４は、第１のチャンバ２０２を実質的に（例えば、少なくとも８０％）取り囲む。

【0041】

［００４６］ 上述のように、第２のチャンバ２０４は、異なる処理チャンバ間で基板を受け入れる移送チャンバ（例えば、移送チャンバ１０２又は移送チャンバ１０４）に対応することができる。代替的に、第２のチャンバ２０４は、第１のチャンバ２０２と移送チャンバ１０２又は移送チャンバ１０４との間に位置する別個のチャンバであってもよい。

【0042】

［００４７］ 内側の（例えば、第１の）チャンバ２０２は、例えば、アニーリングを受ける又は材料の層が堆積される、処理される基板１０などのワークピースを支持するための基板支持体２１８（例えば、ペデスタル）を含む。支持体２１８は、第１のチャンバ２０２内に配置されるか、又は配置可能である。いくつかの実装では、基板１０は、ペデスタルの平坦な上面に直接配置される。いくつかの実装では、基板はペデスタルから突出するリフトピン上に位置する。

【0043】

［００４８］ 第１のチャンバ２０２と第２のチャンバ２０４との間の第１のバルブアセンブリ２１２は、第１のチャンバ２０２内の圧力を第２のチャンバ２０４内の圧力から分離する。したがって、第１のチャンバ２０２内の高圧環境を、第２のチャンバ２０４内の低圧環境から分離し、密閉することができる。第１のバルブアセンブリ２１２は、基板１０が第２のチャンバ２０４から第１のチャンバ２０２へ移動することを可能にするか、又は基板が第１のチャンバ２０２から第２のチャンバ２０４へ又はそれを通って移動することを可能にするように開放可能である。

【0044】

［００４９］ 第２のチャンバ２０４と外部環境（例えば、移送チャンバ）との間の第２のバルブアセンブリ２１３は、第２のチャンバ２０４内の圧力を第２のチャンバ２０４の外側の圧力から分離する。

【0045】

［００５０］ ガス供給システム２０６は、第１チャンバ２０２を加圧するように構成される。特に、ガス供給システム２０６は、第１のチャンバ２０２に処理ガスを供給することが可能で、第１のチャンバ内で、例えば、少なくとも１０気圧、例えば、１５気圧超、２０気圧超、３０気圧超、最大５０気圧、最大６０気圧、最大７０気圧、最大８０気圧の高圧を確立する。処理ガスは、例えば、アニーリング処理中に、基板１０と、例えば基板１０上の層と反応すること、又は基板上に堆積される材料の供給源として機能することができる。

【0046】

［００５１］ いくつかの実装では、ガス供給システム２０６は、第１のガスを第１のチャンバ２０２に供給するための第１のガス供給モジュール２４２と、第１のガス又は第２のガスのいずれか、又は第１のガスとは異なる組成を第１のチャンバ２０２に供給するための第２のガス供給モジュール２４４とを含む。第１のガス供給モジュール２４２は、第１のガスを、例えば１０～８０ｂａｒの圧力で、第１のチャンバ２０２に高圧で供給するように構成される。対照的に、第２のガス供給モジュール２４４は、低圧で、例えば１ｂａｒ未満でガスを供給するように構成される。

【0047】

［００５２］ 供給モジュール２４２、２４４は、それぞれのガスを供給する設備供給部又はガスタンクに接続される。供給モジュール２４２、２４４は、それぞれの供給ライン２５２、２５４によってチャンバ２０２に接続される。第１のガス供給モジュール２４２への供給ライン２５２は、高圧分離バルブ２３２を含むことができ、第２のガス供給モジュール２４４への供給ライン２５４は、低圧分離バルブ２３４を含むことができる。

【0048】

［００５３］ 第１のガスは、大気圧を超える圧力で第１のガス供給モジュール２４２に供給され得るが、第１のチャンバ内の最終圧力と比べると依然として相対的に低い。例えば、第１のガスは、４０～８０ｐｓｉ（約２．７～５．４ａｔｍ）の圧力で第１のガス供給モジュール２４２に供給することができる。第１のガス供給モジュール２４２は、ブースターポンプなどのポンプを含む。ポンプは、流入する第１のガス、例えば水素ガスの圧力を上昇させる。ポンプ３７２は、圧力を約２～２０倍、場合によっては８０気圧まで上昇させることができる。

【0049】

［００５４］ ガスは、大気圧より高い圧力で第２のガス供給モジュール２４４に供給されうるが、第１のチャンバ内の最終圧力と比べると依然として相対的に低い。例えば、ガスは、４０～８０ｐｓｉ（約２．７～５．４ａｔｍ）の圧力で第２のガス供給モジュール２４４に供給することもできる。しかしながら、第２のガス供給モジュール２４４は、ポンプを含む必要はない。むしろ、従来の質量流量コントローラ、液体流量計又は液体流量コントローラを使用して、ガスを第１のチャンバ２０２に導くことができる。

【0050】

［００５５］ 第１のガス供給モジュール２４２及び第２のガス供給モジュール２４４は、共通ハウジング２４６内に収容可能である。いくつかの実装では、ハウジング２４６の内部は、後述する他の密封容器から流体的に分離される。排気システム２４８は、ハウジング２４６の内部を排気に使用することができる。これにより、ガス供給システムから漏れが発生した場合に、ハウジング内に腐食性ガス又は爆発性ガスが蓄積するのを防ぐことができる。いくつかの実装では、密封容器アセンブリは複数の部品を含み、各部品はそれぞれのガス供給モジュールを取り囲み、密閉する耐圧筐体である。例えば、第１のガス供給モジュール２４２は、第１のハウジング内に封入され、蒸気供給モジュール２４４は、ハウジング内に封入されうる。排気システム２４８は、フォアライン２１４に連結すること、或いは別個の真空システムに連結することができる。

【0051】

［００５６］ 第１のガスは、処理ガス（例えば、Ｈ_２、ＮＨ_３、Ｏ_２又はＯ_３）を含む。いくつかの実装では、第１のガスは、実質的に純粋な処理ガスである。代替的に、第１のガスは、処理ガスと不活性ガス（例えば、アルゴン）の両方を含みうる。

【0052】

［００５７］ 上記のように、第２のガス供給モジュール２４４からのガスは、第１のガスと同じ組成であってよく、又は異なる第２のガスであってもよい。第２のガスは、実質的に純粋な処理ガス、又は処理ガスと不活性ガスとの組み合わせであってもよい。いくつかの実装では、第２のガスは水を含み、例えば、第２のガスは乾燥蒸気又は過熱蒸気などの蒸気であってよい。

【0053】

［００５８］ 高圧システム２００は、第２チャンバ２０４を真空処理システム２０８に接続するフォアライン２１４を含む。外側の分離バルブ２１６は、第２チャンバ２０４内の圧力を真空処理システム２０８の圧力から分離するために、フォアライン２１４に沿って配置される。外側の分離バルブ２１６は、第２チャンバ２０４内の圧力を調整し、第２チャンバ２０４内のガスを放出するように動作させることができる。外側の分離バルブ２１６は、第２チャンバ２０４内の圧力を調整するために、真空処理システム２０８と連動させることができる。

【0054】

［００５９］ 真空処理システム２０８は、第２のチャンバ２０４の圧力を、例えば１ミリＴｏｒｒ未満の真空に近い圧力に下げるように構成される。特に、真空処理システム２０８は、第２のチャンバ２０４内の圧力を真空近くまで下げることができ、それによって、基板の移送のための適切な低圧環境を作り出すことができる。操作中、第１のチャンバ２０２内で達成される超高圧（例えば、１０気圧超、１５気圧超）は、第２のチャンバ２０４内に同様のより高い圧力（約１気圧未満（例えば、約０．８５気圧又は６４０Ｔｏｒｒ））を必要とする。

【0055】

［００６０］ いくつかの例では、真空処理システム２０８は、ドライラインポンプを含む。異常に高い圧力に対応するため（例えば、漏れによって引き起こされる高圧がドライラインポンプを破壊するのを防ぐため）、ガスはドライラインポンプに到達する前に膨張する。いくつかの例では、ガスは、大口径（例えば、直径２０インチ）で高さ５フィートのディフューザーを通って流れる。

【0056】

［００６１］ ガス供給システム２０６は、第１チャンバ２０２から第１のガスを排気し、それによって第１のチャンバ２０２を減圧する排気ライン２１１を含む。幾つかの実装では、排気ラインは、排気システム、例えば、フォアライン２１４及び真空処理システム２０８、又は別個の真空システム源に連結される。排気ライン２１１は、第１のチャンバ２０２を排気システムから分離するために閉じることができる内側の排気分離バルブ２３０を含みうる。

【0057】

［００６２］ 安全性を高めるために、システム２００は密封容器アセンブリを含みうる。密封容器アセンブリは、少なくとも、供給ライン２５２、２５４を包含する密封容器筐体２６０を含み、供給ラインはチャンバ２０４に入り、チャンバ２０２に流体接続される。さらに、各供給ライン２５２、２５４は、ハウジング２４６と筐体２６０との間に延在するそれぞれの導管２５６、２５８内に収納できる。

【0058】

［００６３］ 密封容器アセンブリは、密封容器排気ライン２６８も含みうる。密封容器排気ライン２６８は、密封容器筐体２６０と排気システムとの間の排気ライン２１１を囲い込む。密封容器排気ライン３６８はまた、密封容器筐体３６０を排気システムに（例えば、フォアライン２１４及び真空処理システム２０８、又は別個の真空システム源に）流体的に接続する。したがって、供給ライン２５２、２５４内、又は供給ラインと第２チャンバ２０４との接合部からの漏れは、密封容器筐体３６０を通って引き出され、排気システムに通気される。

【0059】

［００６４］ 各ライン供給ライン２５２、２５４は、密封容器筐体２６０内に圧力軽減バルブ２５２ａ、２５４ａを備えた圧力軽減ラインを有する。圧力軽減ラインによって解放される供給ライン３５２、３５４、３５６内部のあらゆる圧力蓄積は、密封容器筐体３６０内に流れ込み、例えば密封容器排気ライン３６８によって、又は場合によっては、排気システム３１１に接続された別個の排気チャネル３６９を介して、システム３００から除去される。

【0060】

［００６５］ システム２００はまた、第１チャンバ２０２を圧力軽減バルブ２７６に連結する圧力軽減ラインを含む。圧力軽減バルブ２７６は、第２のチャンバ２０４内に位置決めされうる。この場合、第１のチャンバ２０２内の圧力が許容レベルを超えると、圧力軽減バルブ２７６によって解放されたガスは、外側チャンバ２０４内に流れ込み、フォアライン２１４を通って除去される。代替的に、圧力軽減バルブ２７６は、密封容器筐体３６０内に配置することができる。この場合、圧力軽減バルブ２７６によって解放されたガスは、排気ライン２１１を通って除去される。

【0061】

［００６６］ したがって、システム２００が、加圧ガスを外気に曝すことなく、予期せぬ漏れ、破裂、又は破損を軽減することができるように、すべての加圧部品を密封容器アセンブリ内に収容することができる。

【0062】

［００６７］ 複数のガスセンサ２８０がシステム２００に含まれる。特に、ガスセンサ２８８は、水素センサとすることができる。センサ２８０は、密封容器筐体２６０の内側、及び内部排気ライン２６８などの、漏れの可能性がある箇所に統合される。いずれかのセンサ２８０が、ガス漏れ（例えば水素漏れ）を検出した場合、コントローラ２１０は、センサ２８０からの信号を検出し、まずガス供給モジュール２４２を遮断するか、第１のガス供給モジュール２４２内のポンプを遮断するか、又は他の適切な措置を講じる。供給ライン２５２、２５４内の分離バルブは、一又は複数のセンサ２８０によって検出される漏れに応答して閉じることもできる。

【0063】

［００６８］ 加えて、システム２００は、一又は複数の圧力センサ２８２を含みうる。例えば、第１のチャンバ２０２内に第１の圧力センサ２８２が存在し、第２のチャンバ２０４内に第２の圧力センサ２８２が存在しうる。圧力センサ２８２は、コントローラ２１０に連結される。

【0064】

［００６９］ 基板を処理するためのシステム２００を動作させる方法を図３に示す。システム２００は、分離バルブ２１２、２１３が開いた状態で始動する。基板は、ロボット１０６又は１０８によって、開放バルブ２１２、２１３及び第２のチャンバ２０４を通って、第１チャンバ２０２に挿入される（操作３０２）。コントローラは、ロボットを操作して、基板１０を第１のチャンバ２０２内に運び込み、基板１０をペデスタルの上に配置することができる。

【0065】

［００７０］ 第１及び第２のチャンバ２０２、２０４は、真空システムによって第１の圧力（例えば、１００～３００ミリＴｏｒｒ）までポンプダウンされ、次に基板１０の移送中には低圧に維持される（操作３０４）。これは基板１０の酸化防止に役立つ。

【0066】

［００７１］ 第１の分離バルブ２１２は閉じられている（操作３０６）。任意選択で、第２の分離バルブ２１３を閉じることもできる。

【0067】

［００７２］ 真空システムは、第１の圧力よりも低い第２の圧力まで第１のチャンバ２０２をさらにポンプダウンし、第２の圧力よりも低い第３の圧力（操作３０８で）まで第２のチャンバ２０４をポンプダウンするために使用される。例えば、第１及び第２の圧力は共に１～５０ミリＴｏｒｒであってよい。第１の圧力は１００～３００ミリＴｏｒｒ、第２の圧力は１～５０ミリＴｏｒｒとすることができる。

【0068】

［００７３］ 第１及び第２のチャンバ２０２、２０４内の圧力はセンサ２８２によって測定され、コントローラはセンサ２８２から信号を受信することができる。

【0069】

［００７４］ チャンバ２０２、２０４のいずれかで圧力が漏れ閾値を超える場合には、ガスが外部環境からチャンバ内へ漏れていることを示唆しうる。この場合、基板の処理を終了することができる。

【0070】

［００７５］ さらに、コントローラは測定された圧力を比較することができる（操作３１０）。第１のチャンバ内の圧力Ｐ１と第２のチャンバ内の圧力Ｐ２との差が閾値を超えない場合には、チャンバの排気を継続することができる。

【0071】

［００７６］ チャンバ２０２、２０４が所望の圧力に達すると、内側の排気分離バルブ２３０が閉じられ、低圧分離バルブ２３４が開く（操作３１２）。これにより、第１のチャンバ２０２は排気システムから分離されるが、第１のチャンバ２０２は第２のガス供給モジュール２４４に連結される。

【0072】

［００７７］ 次に、第２のガス供給モジュール２４４は、第１のガス又は第２のガスのいずれかを第１のチャンバ２０２に供給する（操作３１４）。これにより、第１のチャンバ２０２の圧力は、第１の圧力を上回る第４の圧力に上昇する。第４の圧力は、大気圧を上回る（例えば、４０～８０ｐｓｉの圧力）ことがありうる。第２のガス供給モジュール２４４によるガスの供給は、圧力サーボ制御アルゴリズムを使用しないなど、通常の流量制御で行うことができる。

【0073】

［００７８］ 内側のチャンバ２０２が第４の圧力まで上昇すると、低圧分離バルブ２３４が閉じられ、高圧分離バルブ２３２が開く（操作３１６）。これは、第１のチャンバ２０２を第２のガス供給モジュール２４４から分離し、その後の作業で、例えば高圧による第２のガス供給モジュール２４４への損傷を防ぐ。これはまた、第１のチャンバ２０２を第１のガス供給モジュール２４４に連結する。

【0074】

［００７９］ 次に、第１のガス供給モジュール２４２は、第１のガスを第１のチャンバ２０２に供給する（操作３１８）。これにより、第１のチャンバ２０２内の圧力は、第４の圧力を上回る第５の圧力まで高まる。上述のように、第５の圧力は１０～８０気圧になりうる。第１のガス供給モジュール２４４によるガスの供給は、圧力サーボ制御アルゴリズムを使用してコントローラ２１０によって制御することができる。

【0075】

［００８０］ コントローラは、第１のチャンバ２０２内部の測定された圧力Ｐ１を所望の処理圧力ＰＰと比較することができる（操作３２０）。第１のチャンバ内の圧力Ｐ１が所望の処理圧力ＰＰ未満である場合には、第１のチャンバ２０２の加圧を継続することができる。

【0076】

［００８１］ 内側のチャンバ２０２が第５の圧力まで上昇すると、高圧分離バルブ２３２は閉じられる（操作３２２）。これは、第１のチャンバ２０２を第１のガス供給モジュール２４２から分離する。

【0077】

［００８２］ 次に、基板１０は第１のチャンバ２０２内で処理される（操作３２４）。処理は、例えばコントローラ内のタイマによって測定されるように、設定された時間だけ続行することができる。第１のガスは、基板１０の上の層と反応するアニーリングガスになりうる。代替的に、ガスは、基板１０の上に堆積される材料を含みうる。第１のチャンバ２０２内の適正な温度及び圧力の条件は、材料のアニーリング又は堆積を生じさせうる。処理、例えば、アニーリング又は堆積の間、コントローラは、支持体２１８内の一又は複数の加熱素子２１９を操作して、基板１０に熱を加え、基板１０の上の材料層の処理を容易にすることができる。

【0078】

［００８３］ 基板１０の上の材料層の処理が完了すると、外側の分離バルブ２１６が閉じられ、内側の分離バルブ２３０が開く（操作３２６）。これにより、第１のチャンバ２０２だけが排気システムに連結され、一方、第２チャンバ２０４は密閉されたままである。

【0079】

［００８４］ 内側のチャンバは、第６の圧力までポンプダウンされる（操作３２８）。第６の圧力は、第１の圧力よりも低いが、第３の圧力よりも高く、例えば、第２の圧力にほぼ等しくすることができる。したがって、圧力は、第１のチャンバ２０２と第２のチャンバ２０４との間の圧力差が小さくなるように、真空に近い圧力になっている。

【0080】

［００８５］ コントローラは再び、測定された圧力を比較することができる（操作３３０）。第１のチャンバ内の圧力Ｐ１と第２のチャンバ内の圧力Ｐ２との差が閾値を超えない場合には、チャンバの排気を継続することができる。

【0081】

［００８６］ 内側のチャンバ２０２が第６の圧力に達すると、第１の分離バルブ２１２が開かれる（操作２３２）。さらに、閉じている場合には、第２の分離バルブも同様に開くことができる。その後、外側の排気分離バルブ１１６が開かれる。内側の排気と外側の排気が共に同じフォアラインを共有しているため、内側の排気中に外側の排気分離バルブを閉じたままにしておくと、リフトピンとヒーターベローズを損傷から守ることができる。

【0082】

［００８７］ 最後に、基板１０は、ロボット１０６又は１０８を使用して第１のチャンバ２０２から取り出され、必要に応じて後続の処理チャンバに移送される。

【0083】

［００８８］ 図４は、基板が処理チャンバ間で移送されているときに、基板を処理するための高圧環境及び基板のための低圧環境を作り出す制御された高圧処理システム２００’を示す。システム２００’は、第２のガス供給モジュール２４４’が、高圧（例えば１０～８０ｂａｒの圧力）で第２のガスを第１のチャンバ２０２に供給することができる高圧ガス供給モジュールであることを除いて、システム２００と同じものとすることができる。第２の気体は、水蒸気などの液体蒸気である。供給ライン２５４内のバルブ２３４’は、第２の高圧分離バルブである。

【0084】

［００８９］ 基板を処理するためにシステム２００又は２００’を動作させる方法を図５に示す。この処理は、以下で説明する点を除いて、図３を参照して説明した処理と同様である。

【0085】

［００９０］ 特に、システム２００又は２００’を操作する方法は、複数の段階ではなく、１回の操作で第１のチャンバ２０２内の高圧に達するようにガスを供給する。したがって、この処理は、システム２００の第１のガス供給モジュール２４２のみを使用して、或いはシステム２００’の第１のガス供給モジュール２４２のみを使用して、或いはシステム２００’の第２のガス供給モジュール２４４’のみを使用して、或いはシステム２００’の第１のガス供給モジュール２４２及び第２のガス供給モジュール２４４’の両方を使用して実行することができるが、第１のガス供給モジュール２４２（例えば、ガス供給モジュールの分離バルブが同時に開閉するなど）を模倣するように、第２のガス供給モジュール２４４’を操作することができる。

【0086】

［００９１］ 具体的には、内側の排気分離バルブ２３０が閉じられ（操作３１２’）、高圧分離バルブ２３２及び／又は２３４’が開かれる（操作３１６’）。第１のガス供給モジュール２４２及び／又は第２のガス供給モジュール２４４’は、第１のガス及び／又は第２のガスを第１のチャンバ２０２に供給する（操作３１８’）。これにより、第１チャンバ２０２内の圧力は、第２の圧力から第５の圧力まで高まる。上述のように、第５の圧力は１０～８０気圧になりうる。第１のガス供給モジュール２４４によるガスの供給は、圧力サーボ制御アルゴリズムを使用してコントローラ２１０によって制御することができる。

【0087】

［００９２］ 第１のチャンバ２０２に供給されるガスは、例えば、システム２００の第１のガス供給モジュール２４２のみ、又はシステム２００’の第１のガス供給モジュール２４２のみが使用される場合には、Ｈ_２又はＮＨ_３を含みうる。代替的に、例えば、システム２００’の第２のガス供給モジュール２４４’のみが使用される場合には、第１のチャンバ２０２に供給されるガスは、液体蒸気（例えば、水蒸気）を含みうる。代替的に、例えば、システム２００’の第１のガス供給モジュール２４２及び第２のガス供給モジュール２４４’の両方が使用される場合には、第１のチャンバ２０２に供給されるガスは、ステム（ｓｔｅｍ）と別の処理ガスとの混合物を含みうる。

【0088】

［００９３］ 図４は、高圧処理システム２００（又は２００’）における第１のチャンバ２０２及び第２のチャンバ２０４の可能な構成を示す。高圧処理システム２００はさらに、第１のチャンバ２０２と第２のチャンバ２０４との間にバルブアセンブリ２１２を含む。この実装は、第２のチャンバ２０４を移送チャンバの一部とすることができ、例えば、圧力平衡状態にすることができる。

【0089】

［００９４］ 第２のチャンバ２０４は、内壁４２０と外壁４２４との間の容積によって画定することができる。さらに、基板１０は（基板支持体２１８を提供する）ペデスタル４１８上に支持可能である。一又は複数の素子２１９（例えば、抵抗ヒータ）は、ペデスタル４１８内に埋め込むことができる。基板は、ペデスタル４１８上に直接載置することも、ペデスタルを通って延在するリフトピンアセンブリ４３０上に載置することができる。

【0090】

［００９５］ バルブアセンブリ２１２は、第１のチャンバ２０２の内壁４２０及び基部４２２に対して移動可能なアーム４２５によって形成される。特に、バルブアセンブリ２１２は、第１のチャンバ２０２と第２のチャンバ２０４との間にスリットバルブ４２３を含む。スリットバルブ４２３は、スリット４２３ａとアーム４２５とを含む。スリット４２３ａは、第１のチャンバ４０２の内壁４２０のうちの１つを通って延在する。アーム４２５の垂直端部４２５ａは、第１のチャンバ２０２の外側に配置され、一方、アーム４２５の水平端部４２５ｂは、第１のチャンバ２０２内に配置される。アーム４２５の垂直端部４２５ａは、第２のチャンバ２０４内に位置決めされ、第２のチャンバ２０４内に位置決めされたアクチュエータによって駆動されうる。代替的に、アーム４２５の垂直端部４２５ａは、第２のチャンバ２０４の外側に配置され、したがって、第２のチャンバ２０４の外側にも配置されるアクチュエータ４２８によって駆動される。

【0091】

［００９６］ アーム４２５は、スリット４２３ａを通って延在し、壁４２０に対して移動可能であるため、アーム４２５は、壁４２０とシ密閉を形成する位置まで移動可能である。アクチュエータ４２８は、アーム４２５の垂直端４２５ａに連結され、壁４２０に対してアーム４２５の水平端４２５ｂを駆動する。アーム４２５は、スリット４２３ａを隠す又は露出するように、垂直に移動可能である。具体的には、アーム４２５の垂直端部４２５ａは、内壁４２０の隣接する内面に実質的に平行に延びるフランジであってよく、又はそれを含んでいてもよい。アーム４２５は、アーム４２５の水平端部４２５ｂが壁４２０と係合又は係合解除できるように、横方向に駆動することもできる。アーム４２５はまた、外壁４２４の開口４２６を通って延在しうる。

【0092】

［００９７］ バルブアセンブリ２１２は、開位置と閉位置との間で移動可能である。バルブアセンブリ２１２が開位置にあるとき、アーム４２５の水平端部４２５ｂは、壁４２０、例えば壁４２０の内面から横方向に離間されている。さらに、アーム４２５の水平端４２５ｂは、スリット４２３ａが露出するように垂直に位置決めされている。このように、スリット４２３ａは、第１のチャンバ２０２と第２のチャンバ２０４との間の流体連通を可能にし、また、基板１０を、例えば上述のロボットによって、第１のチャンバ２０２の内外に移動させることを可能にする開口部を提供する。

【0093】

［００９８］ バルブアセンブリ２１２が閉位置にあるとき、アーム４２５の水平端部４２５ｂは、スリット４２３ａを覆い、壁４２０の一方に接触し、それによって、第１のチャンバ２０２を第２のチャンバ２０４から分離する密閉を形成する。加圧されると、フランジ又は水平端部４２５ｂは、第１のチャンバ２０２を画定する壁４２０の内面に接触する。壁４２０に接触する表面の水平端部４２５ｂの円周に沿ってＯリングが配置され、第１のチャンバ４０２が加圧されるときに密封容器の密閉を補強するのに役立つ。

【0094】

［００９９］ ペデスタル４１８内の加熱素子２１９は、第１のチャンバ２０２内のガスを、例えば２５０℃まで加熱する。Ｏリングの損傷を防止するために、アーム４２５は内部ガスチャンネル４８０を含むことができる。内部ガスチャンネル４８０は、冷却ガスサプライ４８４から供給され、アーム４２５を通って冷却ガスを流す導管である。内部ガスチャネル４８０は、水平端部４２５ｂを通って、或いは水平端部４２５ｂと垂直端部４２５ａの両方を通って延在しうる。内部ガスチャネル及び冷却ガスサプライ４８４は、バルブアセンブリ２１２が開位置にあるときには冷却ガスサプライ４８４からガスが利用できなくなり、基板の移送が行われているときには冷却ガスの流れを妨げるように構成されうる。

【0095】

［０１００］ 本発明の数多くの実施形態が説明されている。しかしながら、本発明の本質及び範囲から逸脱しない限り、様々な修正が行われうることを理解されたい。例えば、上記では、コバルト又はニッケル層膜からの金属ケイ素化合物層の形成について説明したが、実装によっては、他の材料を使用することができる。例えば、本書に記載の金属ケイ素化合物材料を形成するため、他の材料には、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、白金、鉄、ニオブ、パラジウム、及びそれらの組み合わせ、並びにニッケルコバルト合金、コバルトタングステン合金、コバルトニッケルタングステン合金、ドープコバルト及びニッケル合金、又はニッケル鉄合金を含む他の合金が含まれる。

【0096】

［０１０１］ アニーリング又は堆積システムに関連して上述したが、提供されるガスに応じて、高圧チャンバをエッチングシステムに使用することができる。代替的に、高圧チャンバに不活性ガスを充填し、高圧チャンバを純粋に高圧での熱処理に用いることもできる。本書に記載の処理プラットフォームは、他のタイプの処理チャンバを含みうる。例えば、処理プラットフォームは、基板の表面上にパターンをエッチングするためのエッチングチャンバを含むことができる。

【0097】

［０１０２］ 処理プラットフォームの異なるチャンバの各々は、真空に近いものから５０気圧を超えるものまで、様々な圧力環境を有することができる。チャンバ間の分離バルブ、例えば真空バルブは、このような様々な圧力環境を各チャンバ内に維持することができるように、圧力を互いに分離することができる。

【0098】

［０１０３］ したがって、他の実施形態は特許請求の範囲の範囲内にある。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
基板上の層を処理するための高圧処理システムであって、
第１のチャンバと、
前記第１のチャンバに前記基板を保持する支持体と、
前記第１のチャンバに隣接する第２のチャンバと、
前記第２のチャンバからガスを除去するフォアラインと、
前記第２のチャンバ内の圧力を真空近くまで下げるように構成された真空処理システムと、
前記第１のチャンバ内の前記圧力を前記第２のチャンバ内の前記圧力から分離するための、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間のバルブアセンブリと、
前記第１のチャンバに一又は複数のガスを導入し、前記ガスが前記第１のチャンバ内にあって、前記第１のチャンバが前記第２のチャンバから分離されている間に、前記第１のチャンバ内の前記圧力を少なくとも１０気圧まで高めるように構成されているガス供給システムであって、
第１のガスを少なくとも１０気圧である第１の圧力で供給する第１のガス供給モジュール、及び、
前記第１のガス又は異なる組成の第２のガスを、前記第１の圧力未満であるが１気圧を超える第２の圧力で供給する第２のガス供給モジュール
を含むガス供給システムと、
前記ガス供給システムと前記バルブアセンブリとを操作するように構成されたコントローラと、
前記第１のチャンバからガスを除去する排気ラインを備える排気システムと、
前記第１のガス供給モジュールと前記第２のガス供給モジュールとを共に取り囲む共通ハウジングと、
を備える高圧処理システム。
（態様２）
前記共通ハウジングからガスを除去するように構成された第２の排気システムを備える、態様１に記載のシステム。
（態様３）
前記第２の排気システムは、前記ハウジングから前記フォアラインまでガスを導くように構成される、態様２に記載のシステム。
（態様４）
前記第１及び第２のガス供給モジュールを前記第１のチャンバに連結する第１及び第２の供給ラインと、前記第１及び第２の供給ラインから漏れるガスを前記フォアラインまで迂回させるように構成された密封容器筐体とを備える、態様１に記載のシステム。
（態様５）
前記共通ハウジングは、前記密封容器筐体から流体的に分離されている、態様４に記載のシステム。
（態様６）
基板上の層を処理するための高圧処理システムであって、
第１のチャンバと、
前記第１のチャンバに前記基板を保持する支持体と、
前記第１のチャンバに隣接する第２のチャンバと、
前記第２のチャンバからガスを除去するフォアラインと、
前記第２のチャンバ内の圧力を真空近くまで下げるように構成された真空処理システムと、
前記第１のチャンバ内の前記圧力を前記第２のチャンバ内の前記圧力から分離するための、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間のバルブアセンブリと、
前記第１のチャンバに一又は複数のガスを導入し、前記ガスが前記第１のチャンバ内にあって、前記第１のチャンバが前記第２のチャンバから分離されている間に、前記第１のチャンバ内の前記圧力を少なくとも１０気圧まで高めるように構成されているガス供給システムであって、
第１のガスを少なくとも１０気圧である第１の圧力で供給する第１のガス供給モジュール、及び、
前記第１のガス又は異なる組成の第２のガスを、前記第１の圧力未満であるが１気圧を超える第２の圧力で供給する第２のガス供給モジュール
を含むガス供給システムと、
前記第１のチャンバからガスを除去する排気ラインを備える排気システムと、
前記バルブアセンブリは前記第１のチャンバを前記第２のチャンバから分離し、次に、前記第２のガス供給モジュールは前記第１のチャンバを１気圧未満の圧力から前記第２の圧力まで高め、次に、前記第２のガス供給モジュールは前記第１のチャンバから分離され、次に、前記第１のガス供給モジュールは第１のチャンバを前記第２の圧力から前記第１の圧力まで高めるように、前記ガス供給システム、バルブアセンブリ、真空処理システム及び排気処理システムを操作するように構成されたコントローラと、
を備える高圧処理システム。
（態様７）
前記第１のガス供給モジュールは、前記第１のガスを前記第１のチャンバに供給する前に、前記第１のガスの圧力を高めるように構成されたポンプを備える、態様６に記載のシステム。
（態様８）
前記第２のガス供給モジュールは、前記ガスを前記第１のチャンバに導くために、質量流量コントローラ、液体流量計、又は液体流量コントローラを使用する、態様７に記載のシステム。
（態様９）
前記第１のチャンバ内の第１の圧力センサと、前記第２のチャンバ内の第２の圧力センサとを備える、態様６に記載のシステム。
（態様１０）
前記コントローラは、前記排気システムが前記第１のチャンバ内の圧力を下げ、前記真空処理システムが前記第２のチャンバ内の圧力を下げるように構成され、また、前記コントローラは、前記第１の圧力センサ及び前記第２の圧力センサからの測定値を比較し、前記第１のチャンバ内の圧力が前記第２のチャンバ内の圧力よりも高くなるように、前記排気システム及び前記真空処理システムを制御するように構成される、態様９に記載のシステム。
（態様１１）
高圧処理システムの操作方法であって、
第１のチャンバと第２のチャンバとを１気圧未満である第１の圧力にすることと、
前記第１のチャンバと第２のチャンバの間の分離バルブが開いている間に、前記第２のチャンバから前記第１のチャンバへ基板を移送することと、
前記分離バルブが閉じられている間に、前記第１のチャンバを前記第１の圧力から第２の圧力に下げ、第２のチャンバを第１の圧力から第３の圧力に下げることと、
第２のガス供給モジュールを用いて第１のチャンバを大気圧より高く１０気圧未満である第４の圧力に加圧することと、
第１のガス供給モジュールを用いて第１のチャンバを１０気圧超の第５の圧力まで加圧することと、
前記第１のチャンバが前記第５の圧力にある間に、前記基板を処理することと、
第１のチャンバを排気することと、
前記分離バルブを開いて前記第１のチャンバから前記基板を取り出すことと、
を含む操作方法。
（態様１２）
前記第１のチャンバを前記第５の圧力に加圧することは、第１のガスを前記第１のチャンバに供給することを含み、前記第１のチャンバを前記第４の圧力に加圧することは、異なる組成の第２のガスを前記第１のチャンバに供給することを含む、態様１１に記載の方法。
（態様１３）
前記第１のガスは、Ｈ _２ 又はＮＨ _３ のうちの少なくとも１つを含む、態様１１に記載の方法。
（態様１４）
前記第２のガス供給モジュールを用いて前記第１のチャンバを加圧することは、前記第１のガス供給モジュールと前記第１のチャンバとの間の供給ラインにおいて、前記第１のガス供給モジュールを高圧分離バルブで前記第１のチャンバから分離することと、前記第２のガス供給モジュールと前記第１のチャンバとの間の供給ラインにおいて低圧分離バルブを開くことによって、前記第２のガス供給モジュールと前記第１のチャンバとを流体的に連結することとを含む、態様１１に記載の方法。
（態様１５）
前記第１のガス供給モジュールを用いて前記第１のチャンバを加圧することは、前記低圧分離バルブを用いて前記第２のガス供給モジュールを前記第１のチャンバから分離することと、前記高圧分離バルブを開くことによって前記第１のガス供給モジュールと前記第１のチャンバとを流体的に連結することとを含む、態様１４に記載の方法。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】