JP2002009136A - 共通の案内部材を有するシャドウリング - Google Patents

共通の案内部材を有するシャドウリング

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Ling Chen
チェン リン
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ユドフスキ ジョセフ
Maitreyee Mahajani
マハジャーニ マイトリイー
Steve G Ghanayem
ジー ギャナィエム スティーヴ
Calvin R Augason
アール オーガソン カルヴィン
Leonel A Zuniga
エイ ズニーガ レオネル
Tai T Ngo
ティ ンゴー タイ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少なくとも1つの共通案内部材を用いて基体
及びシャドウリングの両者を整列させる共通整列及び遮
蔽装置を提供することである。 【解決手段】 シャドウリング70は、その下面に形成
されているカバーされた凹部を含むことが好ましく、こ
の凹部は共通案内部材224を受入れるが、プロセスガ
スがそれを通ることを許さない。基板14及びシャドウ
リング70を整列させる方法も提供され、本方法におい
ては、基板14及びシャドウリング70は共に基板支持
部材30上に下降させられ、各々は共通案内部材224
と係合するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【従来の技術】集積回路の製造において、基板を真空環
境から取り出すことをせず、それによって転送時間を短
縮し、基板の汚染を減少させながら処理ステップの幾つ
かのシーケンスを遂行することによって基板処理を自動
化する設備が開発されている。このようなシステムは、
例えばMaydanらの米国特許第4,951,601号に開示されて
おり、この特許では複数の処理チャンバが転送チャンバ
に接続されている。中央転送チャンバは、それに接続さ
れているいろいろな処理チャンバにスリット弁を通して
基板を渡し、またそれらのチャンバにおいて処理が完了
した後の基板を回収する。
【0002】真空チャンバ内で遂行される処理ステップ
は、典型的には、複数の金属、誘電体、及び半導体フィ
ルムを基板の表面上に堆積させ、エッチングすることを
必要とする。これらのプロセスの例は、化学気相堆積法
(CVD)、物理気相堆積法(PVD)、及びエッチン
グプロセスを含む。
【0003】真空チャンバは、基板上に薄膜を堆積させ
るために使用される。典型的には、基板上に位置決めさ
れたガスマニホルド板を通して前駆体ガスが真空チャン
バへチャージされ、基板は一般に約250乃至約650℃の範
囲内の処理温度まで加熱される。前駆体ガスは、加熱さ
れた基板表面と反応して薄い層をその上に堆積させる。
【0004】近年になって、製造効率及びデバイス能力
を向上させるために基板上に形成させるデバイスのサイ
ズが減少し、基板上に形成させるデバイスの数が増加し
てきている。また、基板上に形成させるデバイスが全て
均一になるように、薄膜の厚みが基板全体に均一である
ことが益々重要になってきた。更にまた、基板の汚染を
減少させるために(基板が汚染されると、良好なデバイ
スの歩留まりが低下する)、処理チャンバ内での粒子の
生成を回避することも益々重要になってきている。
【0005】典型的な処理チャンバにおいては、処理中
の基板を取付ける支持部材がチャンバ内を垂直に運動可
能である。基板は、外部ロボットブレードからチャンバ
内へ運ばれる。複数の支持指もエレベータによって垂直
に運動可能であり、支持部材を通って伸びてロボットブ
レードから支持部材への基板の転送を容易にする。殆ど
のCVDプロセスでは、基板及び基板を支持する支持部
材は典型的に加熱される。
【0006】これらの処理チャンバは、WF6前駆体か
らタングステンのような金属を、並びに他の金属及び誘
電体を堆積させるために使用することができる。WF6
は高度に揮発性のガスであり、タングステンは基板の表
側だけではなく、基板の縁表面及び裏側にも堆積される
ために問題がもたらされる。典型的には、これらの縁及
び裏側表面は、高度に研磨された表側表面より粗く、ス
パッタされた窒化チタンのような付着層で被膜されてい
ないので、堆積された材料が基板の縁及び底面から剥落
し、それによってチャンバを汚染させる傾向がある。ま
た、これらの表面上に堆積された材料が基板を支持部材
に付着させる可能性があり、基板の縁付近に形成された
デバイスの完全性が損なわれる恐れがある。更に若干の
プロセスは、基板の全表面をカバーする例えばチタン及
び窒化チタンで形成されたバリヤー膜を使用しており、
チタン層を部分的に露出させている。これらのプロセス
では、タングステンの層がバリヤー層の上に堆積される
ことが多い。しかしながら、タングステンはチタンには
付着しないので、チタンの上に堆積されたタングステン
はそれから剥離し、それによって粒子を発生する傾向が
ある。
【0007】従って、シャドウリング及びパージガスが
使用されるに至った。シャドウリングは堆積中の基板の
周縁をカバーして基板のこの領域をマスクし、それによ
って堆積ガスが基板の縁及び裏面に到達するのを防ぐ。
しかしながら、例えばWF6が揮発性であるために、シ
ャドウリングだけでは基板上の縁及び裏側への堆積を防
げない。従って、シャドウリングの陰、またはシャドウ
リングの陰の基板の縁に向かうようなパージガスが使用
されてきた。パージガスは、プロセスガスがこれらの縁
及び裏面に到達する可能性を低下させる正の圧力を加え
る。パージガスを使用するシステムでは、典型的に、支
持部材はそれを通って伸びている複数の離間したパージ
ガスオリフィスを有しており、これらのオリフィスは支
持部材の上面内の環状ガス溝へパージガスを供給する。
環状ガス溝は、基板を取り囲んでおり、基板の周縁へガ
スを供給する。典型的には、このガスは基板の縁の下か
ら基板へ供給されるので基板の縁の周りを流れて、基板
の縁に垂直な方向に基板の上面を流れる。図2−3に、
従来のシャドウリング形態の例を示す。
【0008】スループット及び効率を向上させる要望が
増すにつれて、基板の縁に堆積されるフィルムの厚み及
び均一性を規定する標準の厳格さが絶えず増してきてい
る。理想的には、堆積されるフィルムは基板の全領域に
わたって均一の厚みを有しており、除外(もしくは、非
堆積)ゾーン上には殆ど、または全く堆積されないよう
に、縁は急速にドロップオフしている。更に、理想的に
は、基板の面取りされた縁上には堆積が存在しない。工
業的な実施はこの理想的な目標に向かって進んでおり、
現在の工業標準では、基板の面取りされた縁上にフィル
ムが堆積していないこと、基板の縁から3mmの点にお
けるフィルムの厚みが基板の中心におけるフィルムの厚
みの90%またはそれ以上であり、厚みの均一性は基板の
縁から5mm以内の領域を除いて±5%であることを要
求している。
【0009】これらの要求を満足させる1つの重要な要
素は、パージガスの供給及びその流量の最適化を含む。
もしパージガスの流れが大き過ぎれば、パージガスは堆
積を望む基板上にプロセスガスが堆積することを阻止、
または妨害し得る。流量を増加させるにつれて、パージ
ガスは益々基板の中心に向かって内向きに流れ、プロセ
スガスの流れ及びその均等な分配を更に妨害するように
なる。従って、この妨害は、基板の縁付近の、並びに基
板の中心に更に向かってフィルムの均一性の問題をもた
らし得る。即ち、パージガスの流量を大きくすると、プ
ロセスが工業標準の均一性要求を満足することを阻止し
得る。従って、ガスパージレートが一定の低い流れを得
るために、基板とシャドウリングとの間の間隙の許容ゾ
ーンを狭くすることが望ましい。このように間隙許容ゾ
ーンを狭くする場合、シャドウリングを繰り返し動作で
きるようにするためには、シャドウリングの寸法の安定
さも必要になる。
【0010】工業要求を満足させる別の重要な要素は、
ウェーハの周りの除外縁の同心性である。従来のシャド
ウリングは、基板をシャドウリングに整列させるために
案内ピンまたは他の整列部材を設けている。しかしなが
ら、典型的にはシャドウリングは、シャドウリング及び
基板を互いに他方に対して整列させるために分離した整
列部材を使用していた。
【0011】図1に示す従来のシャドウリングは、シャ
ドウリング1と基板14との間を直接接触させるように
なっているが、これは基板14とシャドウリング1との
間の接触点において過度の粒子生成をもたらし得る。更
に、シャドウリング1は基板14に直接接触するように
設計されているので、パージガスは基板14の縁の周囲
及び除外ゾーン上を流れない。そうではなく、パージガ
スは基板14の下及び縁の流れ環2内だけを流れ、流れ
環から出口ポート3を通して処理チャンバ(図示してな
い)へ出て行くように設計されている。基板14との直
接接触による望ましくない粒子の生成に加えて、図1に
示す形態は、シャドウリング1と基板14との間に局部
的な間隙が存在し得るので、基板14の裏側にタングス
テンが局部的に堆積する可能性がある。これらの間隙が
発生する場合には、パージガスを望ましくなく引き降ろ
して環2内へ流入させ、間隙付近の基板14の縁または
下面の両者の上に堆積を発生させる可能性がある。更
に、基板14をシャドウリング1と同心状に整列させる
手段は設けられていない。シャドウリング1の配置は、
シャドウリング案内ピン4によって維持されている。し
かしながら、基板14の配置は、シャドウリング1の配
置には無関係に維持される。従って、基板14に対する
シャドウリング1の同心性は、特定の応用において十分
に信頼できるとは言えない。
【0012】図2は、シャドウリング5が基板14と接
触しない従来のシャドウリング形態を示している。基板
14とシャドウリング5との間にパージ間隙15が設け
られており、この間隙を通ってパージガスが基板14の
下面の周囲、基板14の縁の上、及び基板14の周縁の
周りの上面除外ゾーンの上を流れる。図2に示すシャド
ウリング5は、基板14とシャドウリング5との間にほ
ぼ0.006インチのパージ間隙15を有することができ
る。しかしながら、パージ間隙の寸法公差は、2つの部
品の公差がパージ間隙の寸法公差に影響を与え得るの
で、製造中に変化を生じ得る。図2aに示すように、シ
ャドウリング5が取付けられているパージ環6の熱ひず
みのために、付加的な間隙変化も発生し得る。
【0013】図3は、基板14及びシャドウリング7の
両者の横方向整列が共通案内ピン8によって維持される
従来のシャドウリング形態を示している。基板の位置は
ピン8の前面によって限定され、シャドウリング7の一
部はピンを過ぎて伸び、その位置はピンの前面によって
限定される。従って、シャドウリング及び基板の同心性
は、均一な半径方向幅除外ゾーンを設けるのに十分であ
ることができる。しかしながら、図3に示すシャドウリ
ング7の形態は、基板14とシャドウリングとを直接接
触させることを必要とし、それは望ましくない粒子の生
成をもたらし、またシャドウリング7とパージ環9との
間の間隙を通してパージガスを排出させることをも必要
とする。更に、案内ピン8が基板及びシャドウリングの
両者を整列させることができるようにするために、シャ
ドウリング7内に局部的な切欠き10を設け、案内ピン
8は切欠き10を通って伸びている。従って、タングス
テンのようなプロセスガスが切欠き10を通って流れる
可能性があり、切欠き10の近傍の基板の面取りされた
縁及び裏側に局部的に望ましくなく堆積する可能性があ
る。
【0014】従って、シャドウリングに対する基板の再
現可能な同心性が得られ、シャドウリングと基板との間
に再現可能なパージ間隙が得られ、そしてシャドウリン
グ内に局部的な切欠きを有していないシステムに対する
要望が存在している。
【0015】
【発明の概要】一面において、本発明は、基板処理シス
テム内の基板支持部材上でシャドウリングと基板とを同
心状に整列させるための整列装置に関し、本装置は、基
板の縁及びシャドウリングの案内外囲部分の両者を受入
れる少なくとも1つの共通案内部材を備え、上記シャド
ウリングの案内外囲部分は、シャドウリングの上からシ
ャドウリングに向かって導かれるプロセスガスから遮蔽
されている。シャドウリングの案内外囲部分は、シャド
ウリングの下面内に形成されている少なくとも1つの案
内部材凹部を含むことができる。シャドウリング凹部
は、その中に少なくとも1つの共通案内部材を受入れ可
能であることが好ましい。更に、シャドウリングは、各
案内外囲部分に近接して空力的に成型された上面を有す
ることができ、また処理中にシャドウリングと基板との
間に連続パージ間隙を維持することができる。更に、パ
ージ間隙は、基板支持部材上にシャドウリングを支持す
ることによって維持することができ、基板支持部材は一
体構造であることができる。
【0016】別の面において、本発明は、基板整列及び
遮蔽装置に関する。本装置は、その中に基板支持部分が
加工されている基板支持部材を備えていることができ
る。基板支持部材はその周縁に形成されている上面を有
することができ、シャドウリングは基板支持部材の上面
に載ることができ、そして基板支持部材はその中に形成
された環状パージ間隙を更に有することができる。更
に、基板支持部材はそれに関連付けられた少なくとも1
つの共通案内部材を有することができ、また基板支持部
材は基板及びシャドウリングの両者を受入れて整列させ
ることができる。各少なくとも1つの共通案内部材は基
板支持部材に取付けることも、または各少なくとも1つ
の共通案内部材は基板支持部材と一体であることもでき
る。
【0017】更に別の面において、本発明は、基板処理
システム内で基板とシャドウリングとを互いに整列させ
る方法を提供する。本方法は、その中に形成されている
パージ間隙を有し、それによって限定されている基板支
持部分を有し、その上に上面を有する基板支持部材を準
備するステップと、基板及びシャドウリングの両者を受
入れて整列させる基板支持部材内に形成されているパー
ジ間隙に近接している少なくとも1つの共通案内部材を
準備するステップと、共通案内部材内で基板が整列する
ようにシャドウリング及び基板支持を互いに他方に向か
って移動させるステップと、共通案内部材とシャドウリ
ングの下面内に形成されている案内部材凹部との間の整
列を維持しながら、シャドウリングを基板支持部材の上
面に載せるステップとを含んでいる。
【0018】更に別の面において、本発明は、基板処理
システムに関する。本システムは、処理チャンバと、処
理チャンバ内に配置され、その中に加工されている基板
支持部分を有する基板支持部材とを備えている。基板支
持部材はその周縁の周りに形成された上面を有すること
ができ、またシャドウリングは基板支持部材の上面に載
ることができる。基板支持部材は、その中に形成された
環状パージ間隙を更に有することができ、また基板支持
部材は、それに関連付けられた少なくとも1つの共通案
内部材を更に有することができ、また基板支持部材は、
基板及びシャドウリングの両者を受入れて整列させるこ
とができる。本発明のこの面の特色は、各少なくとも1
つの共通案内部材を基板支持部材に取付けることができ
ることであり、また各少なくとも1つの共通案内部材を
基板支持部材と一体にできることである。
【0019】上述した本発明の特色、長所、及び目的、
並びに詳細を理解するために、以上に要約した本発明
を、以下に添付図面に図示した実施の形態を参照して更
に詳細に説明する。しかしながら、添付図面は本発明の
典型的な実施の形態に過ぎず、本発明は他の等しく有効
な実施の形態をも受入れることができるので、これらが
本発明の範囲を限定することを意図していないことを理
解されたい。
【0020】
【実施の形態】図4を参照する。本発明は一般的に、基
板14の周縁の周りにパージガスの流れを供給するため
の装置を提供する。詳述すれば、本発明は、処理チャン
バ12内のパージガスの流れをガス供給源から基板14
の底へ、基板14の縁18へ、及び基板の縁に近接して
いる基板14の上面の除外ゾーンの周りへ導く。本発明
は、改良されたシャドウリング、及び基板ペデスタル即
ち基板支持部材を更に提供する。基板ペデスタルは、シ
ャドウリング及び基板の両者を共通案内部材に整列させ
るために、それに関連付けられている少なくとも1つの
ウェーハ案内を含む。シャドウリングは、共通案内部材
と関連してそれらを通ってプロセスガスが流れるのを防
ぐためのカバーされた案内部材受入れ部分を更に含んで
いる。
【0021】ガス供給装置20はCVD処理チャンバに
おいて特に有用であり、説明及び理解を容易にするため
に、以下に主としてこれらのCVD処理に関して説明す
る。しかしながら、ガス供給装置20は、PVD及びエ
ッチング装置のような他のプロセス、処理チャンバ、及
び装置にも応用を有しており、従って記述する精密な形
状に限定されるものではないことを理解されたい。
【0022】典型的には、基板14は薄い、円形の部材
である。従って、それらは中心、周縁(周縁に沿う各点
は中心から実質的に等距離にある)、中心からの線形発
散であることを特徴とする半径方向、及び単一の点にお
いて周縁に触れる1つまたは複数の線であることを特徴
とする接線、または接線方向を有している。接線方向及
び半径方向は、互いに直角である。基板は典型的には円
形であるが、本発明は非円形基板に、及び1つまたは複
数の周縁フラットを含む実質的に円形の基板に等しく適
用可能である。従って、本明細書において使用する半径
方向とは、基板14の中心からの線形発散であることを
特徴とする方向のことである。
【0023】引き続き図4を参照する。基板14は、処
理チャンバ12内において、処理チャンバ12内に位置
決めされている支持部材30上で処理される。基板14
を処理する際に、シャドウリング70を使用して基板1
4の縁をカバーし、それによって堆積を望まない除外ゾ
ーンを作る。シャドウリング70は、基板14の外縁を
カバーすることによって、面取りすることができる基板
14の縁を含む基板14の上面16の除外ゾーン上に材
料が不要に堆積しないようにする。望ましくない堆積を
防ぐには、シャドウリング70を単独で使用しても部分
的に有効であるが、より効果的なシステムでは、基板1
4の周縁に導かれて基板14の周縁18及び縁に近接す
る基板上面16上を流れるパージガスを一緒に使用して
いる。好ましくは、アルゴンのようなパージガス48が
支持部材30内の複数のパージガス開口49内を通過す
ることができるように、支持部材30内にパージガスラ
イン48を設ける。パージガス開口49は、支持部材3
0の上面内に形成されている連続環の形状であることが
好ましいガスオリフィス、またはパージチャネル34へ
パージガスを導く。このようにすると、ガスの流れを基
板14の全縁に送給することができ、それによってプロ
セスガスが基板の縁表面または除外ゾーンと接触するの
を防ぎ、また基板14の裏側へ流れてその上に材料を堆
積させるの阻止する。
【0024】図5を参照する。基板14は、支持部材3
0の上に配置される。支持部材上には、互いに離間して
支持部材上に取付けられている複数の案内部材224が
設けられており、これらの案内部材224は支持部材3
0上にウェーハ14を位置決めする。好ましくは、同じ
案内部材224を基板案内ピン224及びシャドウリン
グ整列案内224の両方のために動作させることができ
る。従って、案内部材224は“共通案内部材”224
と呼ぶことができる。好ましくは複数の案内部材224
を基板支持部材30の周縁に離間させ、一緒になって基
板支持表面の周縁を限定させる。好ましくは、案内部材
は支持部材30に直接取付ける。従って共通案内部材2
24は、支持部材30上への基板の実質的な整列を与え
ることも、またパージガスを案内部材224に近接する
基板の縁上に流すことも可能にする。
【0025】図6は、図5に示したガス供給装置20の
支持部材30の6−6矢視断面図である。図6は、支持
部材の上に配置された基板14と、支持部材に取付けら
れているシャドウリング70とを示している。シャドウ
リング70は、平らな下面71を有していることが好ま
しく、また図6に示す動作位置まで降下させた時に支持
部材30の平らな上面に直接載ることが好ましい。支持
部材30は、支持部材30の上面31内に加工されてい
る平らな基板受入れ表面32を更に有し、この基板受入
れ表面32は上面31からの深さPdを限定している。
好ましくは、基板受入れ表面32は、所望の基板の厚み
と、基板14の上面とシャドウリング70の下側との間
に設けられる所望のパージ間隙距離Pgとの合計にほぼ
等しいパージ深さPdを有するように加工する。従って
パージ間隙Pgは、基板14の上面とシャドウリング7
0の下面71との間に限定される。
【0026】好ましくは基板受入れ表面32を取り囲む
環状の溝であるパージチャネル34は、基板受入れ表面
32の半径方向に直ぐ外側の支持部材30内に加工する
ことが好ましく、基板14を基板受入れ表面32上に載
せた時に基板14と垂直パージ壁36との間に外向きの
半径方向距離が更に得られるような適当なサイズであ
る。パージチャネル34は、基板支持部材30の上面3
1からパージ深さPdより大きい深さに加工することが
好ましく、リングの下面71からパージチャネル34の
ベースまで伸びるチャネル高さChを限定することが好
ましい。パージガス供給孔49は、パージチャネル34
と、ガスパネル(図示してない)を介して適切なガスが
供給される孔の先端の周りのマニホルドのような所望の
圧力のパージガスの源との間を流体的に通じさせるため
に、支持部材30のベース内に錐もみその他によって加
工することが好ましい。従って、基板14は単一の支持
部材30によって支持され、支持部材内に設けられたパ
ージチャネル34はパージ流体の源と流体的に通じる。
【0027】更に図6を参照する。シャドウリング70
は環状リングの形状であり、シャドウリング70の内径
が基板14の周縁よりも僅かに小さい寸法であることが
好ましい。従って、シャドウリング70は基板14の周
縁の除外ゾーンEzをマスクし、基板14の上面に向か
ってほぼ下方に導かれるプロセスガスを除外ゾーンが受
けないようにする。
【0028】図7は、図5のガス供給装置20の支持部
材30の7−7矢視断面図であって、シャドウリング7
0に対する案内部材224の位置決めを示している。共
通案内部材224は、好ましくは支持部材30の上面3
1の周りに離間して加工されている凹部220内に取付
けられている。共通案内部材224は、基板14及びシ
ャドウリング70の両者を受けて実質的に整列させるこ
とが好ましい。従って、パージ間隙34は基板14の周
縁の周囲で実質的に均一であり、シャドウリング70に
対する基板14の同心性は実質的に維持される。以下に
説明するようにシャドウリング70の案内外囲部分32
4は、プロセスガスがそれを通ってパージチャネル34
内に流入しないようにカバー、または囲うことが好まし
い。
【0029】図8は、図6に示した装置の一部をより詳
細に示しており、シャドウリング70の最も内側の周縁
の実質的に全体を示している。パージチャネル34は、
水平パージチャネル341、垂直パージチャネル34
2、及び基板14の上面とシャドウリング70の下面7
1との間に設けられる基板パージ間隙343からなって
いる。パージ間隙343は、好ましくは0.004インチ乃
至0.006インチの間であり、好ましいスパンは0.005イン
チである。シャドウリング70の平らな下面71と支持
部材30の平らな上面とを接触させることによってシャ
ドウリング70を垂直に整列させ、シャドウリング70
と基板14とを接触させないパージ間隙343のための
精密な公差を設けることが好ましい。以下に更に詳細に
説明するように、基板14とシャドウリング70の横方
向整列は共通案内部材224によって与えられる(図
5、7、及び9)。
【0030】図8を更に参照する。パージガスは支持部
材30内のパージガス供給孔49を通して供給される。
パージガス供給孔49は、好ましくは基板14の縁から
半径方向内側に位置決めし、それによってパージガスを
基板14の下面に沿って水平パージチャネル341内へ
導き、次いで基板14の好ましくは面取りされた縁に沿
って垂直パージチャネル342へ流入させ、そして基板
14の除外ゾーンEz(図6)に沿ってパージ間隙34
3へ入るようにする。パージガスの流れの方向及び向き
を、矢印300によって示す。基板14の除外ゾーンE
z(図6)の半径方向内側の基板14の表面に向かって
導かれるプロセスガスとパージガスとが干渉し合わない
ように、パージ間隙343を出たパージガスはシャドウ
リング70の内側を巡って流れてシャドウリング70の
表面を辿ることが好ましい。シャドウリング70の表面
上のパージガスの流れは、処理チャンバ12の周縁の真
空ポート(図示してない)によって発生させられる。好
ましくは、シャドウリング70の内側縁は、パージガス
がそれに沿って流れるのを促進するように空力的に成型
する。
【0031】図9は、図7の装置の一部を詳細に示して
おり、共通案内部材224を受入れるシャドウリング7
0の部分を示している。図示した一実施の形態の共通案
内部材224は、支持部材30の凹部220内に取付け
られており、第1の、即ちシャドウリング受入れ要素2
25、及び第2の、即ち基板受入れ要素226を含むこ
とができる。第1の要素は、ステンレス鋼のような適当
に硬い材料であることが好ましく、主としてシャドウリ
ング70と接触してそれを整列させる。第2の要素は、
主として基板14と接触してそれを整列させる。従っ
て、第2の要素は堆積薬品と非反応性の要素であり、こ
の接触中に粒子の生成を最小にするような適当な特性で
あることが好ましい。
【0032】図5、7、及び9を参照する。共通案内部
材224は、ボルトその他の適当なファスナによって基
板支持部材30に取付ける、またはそれ以外に固定する
ことが好ましい。好ましくは、共通案内部材224は基
板支持部材30の基板受入れ表面32上にシャドウリン
グ70を整列させるように、シャドウリング70の下側
と対面する上側角度付き表面229を含むことが好まし
い内面を含む。共通案内部材224の内面には下側角度
付き表面231も設けられており、基板14を受入れて
整列させる基板支持部材30の基板受入れ表面32と対
面している。
【0033】図4を参照する。外側ボディ13によって
限定されている典型的な処理チャンバ12が示されてい
る。チャンバ12は、中央転送チャンバに接続されてい
る複数の処理チャンバ12を有する真空処理システムの
一部であることができる。処理チャンバ12は、垂直に
配向されたシャフト38に取付けられたペデスタルまた
はサセプタの形状であることができる支持部材30を収
容している。支持部材30は、その平らな上面32上に
基板14を支持する。典型的には、支持部材は内部に抵
抗加熱器を埋込んだ例えばアルミニウムのような金属の
ブロックからなる。しかしながら、支持部材はセラミッ
クのような他の材料で形成することができる。
【0034】図4には、支持部材30のボディを貫通し
ている指開口内に受入れられている基板リフティング指
200も示されている。典型的には、処理チャンバ12
は、このようなリフティング指200を3本または4本
含んでいる。これらのリフティング指200は、処理の
後に基板14を支持部材30の上面から片付けるために
持上げるように動作する。基板14のこの取り外しは、
スリット弁開口を通って処理チャンバ12に進入する普
通の処理チャンバロボットアーム(図示してない)によ
って達成される。このロボットアームは、基板14を処
理チャンバ12内へ挿入するためにも使用される。リフ
ティング指200は、図4に上側部分だけが示されてい
る副運動アクチュエータ202の動作によって垂直に運
動可能である。
【0035】支持部材30に相互接続されている運動ア
クチュエータは、支持部材30を処理チャンバ12内で
垂直に運動させ、第1の、下降位置と、処理ステップが
遂行される第2の、上昇位置との間を交互させるように
なっている。シャドウリング70は、処理ステップが遂
行される第2の、上昇位置では支持部材30上に直接載
る。シャドウリング70は、基板の挿入及び取り外しの
ために、シャドウリングリフティング部材210を使用
して第2の、上昇位置に上昇させることもできる。
【0036】動作中、基板14は、以下のようにして支
持部材30の上面32上に配置される。シャドウリング
リフティング部材210が、シャドウリング70を第2
の、上昇位置まで上昇させる。次いで、ロボットアーム
が、スリット弁開口を通して基板14を支持部材30上
の位置へ挿入する。副運動アクチュエータ(図示してな
い)が支持部材30内の指開口を通って伸びるリフティ
ング指200を上昇させて基板14に接触させ、基板1
4をロボットアームから持上げて支持部材30の第1の
位置と第2の位置との中間に基板14を支持させる。次
いで、ロボットアームが処理チャンバ12から後退す
る。次に、運動アクチュエータが、支持部材30を第1
の位置から、リフティング指200のトップを通って第
2の位置まで持上げる。支持部材30のこの運動によ
り、基板はリフティング指200から持上げられる。こ
れらのステップを逆の順番に遂行すると、基板14の支
持部材30からロボットアームへ、そして処理チャンバ
12からの転送が完了する。特定の実施の形態では、シ
ャドウリング70がシャドウリングリフティング部材2
10によって上昇されている間、支持部材30は静止し
たままであることができる。他の実施の形態では、支持
部材30は上述したように下降及び上昇し、シャドウリ
ングリフティング部材70はシャドウリングリフティン
グ部材210上に静的に載ることができる。
【0037】処理中に、支持部材30は上昇位置まで上
方へ運動し、シャドウリング70をシャドウリングリフ
ティング部材210上に載っている位置から持上げる。
シャドウリング70は支持部材30の上面31上に載
り、シャドウリング70を基板14の上面上に支持す
る。シャドウリング70は、それを通る円形の上側開口
82を限定している。上側開口82の直径は基板14の
外径より僅かに小さく、基板14上に除外ゾーンを形成
できる。しかしながら、新しいプロセスは、基板14上
にシャドウリング70のオーバーハングを必要としない
かも知れない。
【0038】基板14が基板支持部材30上に配置され
る際に、基板14は上述したように支持部材30の周り
に離間している共通案内部材324によって支持部材3
0上に心合わせされ、整列される。シャドウリング70
が下降させられて支持部材30の上側支持表面31に載
るか、または支持部材30が上昇してシャドウリング7
0をシャドウリングリフティング部材210から持上げ
る際に、シャドウリングは、基板14を心合わせさせて
整列させたものと同じ共通案内部材324によって心合
わせされ、整列される。共通案内部材224は、基板支
持部材30に取付けることも、または基板支持部材30
と一体であることもできる。
【0039】以上に本発明の好ましい実施の形態を説明
したが、特許請求の範囲に記載されている本発明の基本
的範囲から逸脱することなく、本発明の他の、及びさら
なる実施の形態を考案することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】基板に直接接触する従来のシャドウリングの部
分断面図である。
【図2】パージ環を有する従来のシャドウリングの部分
断面図である。
【図2a】図2の従来のシャドウリングの部分断面図で
あって、パージ環が歪んだ後の基板とシャドウリングと
の間のパージ間隙を拡大して示す図である。
【図3】シャドウリング内の局部的な切欠きを通ってい
る共通案内部材を有する従来のシャドウリングの部分断
面図である。
【図4】本発明による基板処理システムの側断面図であ
る。
【図5】基板が配置されている本発明による基板支持部
材を、シャドウリングを取り除いて示す上面図である。
【図6】図5の6−6矢視断面図であって、基板に対す
るシャドウリングの整列及び間隔と、支持部材内に形成
されているパージチャネルとを示す図である。
【図7】図5の7−7矢視断面図であって、シャドウリ
ングの下面内に形成されている案内部材受入れ凹部によ
って受入れられている2つの共通案内部材を示す図であ
る。
【図8】図6の部分8の詳細部分断面図である。
【図9】図7の部分9の詳細部分断面図である。
【符号の説明】
1、5、7 シャドウリング 2 流れ環 3 出口ポート 6、9 パージ環 8 案内ピン 10 切欠き 12 処理チャンバ 14 基板(ウェーハ) 15 パージ間隙 16 基板の上面 18 基板の縁 20 ガス供給装置 30 支持部材 31 支持部材の上面 32 基板受入れ表面 34 パージチャネル 36 パージ壁 38 シャフト 48 パージガスライン 49 パージガス開口 70 シャドウリング 71 シャドウリングの下面 200 基板リフティング指 202 二次運動アクチュエータ 210 シャドウリングリフティング部材 220 凹部 224 共通案内部材 225 シャドウリング受入れ要素 226 基板受入れ要素 229 上側角度付き表面 231 下側角度付き表面 300 パージガスの流れ 324 案内外囲部分 341 水平パージチャネル 342 垂直パージチャネル 343 基板パージ間隙
フロントページの続き (72)発明者 リン チェン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94087 サニーヴェイル ダートシャー ウェイ 784 (72)発明者 ジョセフ ユドフスキ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95008 キャンベル スモーキー コート 594 (72)発明者 マイトリイー マハジャーニ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95129 サン ホセ ブリスベン コート 7173 (72)発明者 スティーヴ ジー ギャナィエム アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94024 ロス アルトス モートン アベ ニュー 1586 (72)発明者 カルヴィン アール オーガソン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94024 ロス アルトス パークヒルズ アベニュー 1641 (72)発明者 レオネル エイ ズニーガ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95148 サン ホセ パインゲイト ウェ イ 3267 (72)発明者 タイ ティ ンゴー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95050 サンタ クララ モンロー スト リート 3302 ナンバー 705 Fターム(参考) 4K029 BB03 BD01 DA09 HA03 HA04 KA01 4K030 BB14 CA12 GA02 KA45 LA15 5F031 CA01 CA02 HA01 HA02 HA33 HA37 HA58 KA03 KA15 KA20 MA28 PA26 5F045 BB14 EB02 EB03 EM02 EM07 EM10 EN04

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板処理システムにおいて、基板支持部
    材上のシャドウリングと基板とを同心状に整列させるた
    めの整列装置であって、 支持部材と、 上記基板の縁と、上記シャドウリングの案内外囲部分の
    両者を受入れるようになっている1つまたはそれ以上の
    共通案内部材と、 上記1つまたはそれ以上の案内部材を受入れるための1
    つまたはそれ以上の下側表面を限定しているシャドウリ
    ングと、を備え、 上記シャドウリングの案内外囲部分は、上記シャドウリ
    ングの上方から上記シャドウリングへ向かって導かれる
    プロセスガスから遮蔽されていることを特徴とする整列
    装置。
  2. 【請求項2】 上記シャドウリングの各少なくとも1つ
    の案内外囲部分は、上記シャドウリングの下面内に形成
    されていて上記少なくとも1つの共通案内部材をその中
    に受入れるようになっている少なくとも1つの案内部材
    凹部を含むことを特徴とする請求項1に記載の整列装
    置。
  3. 【請求項3】 上記シャドウリングは、上記各案内外囲
    部分に近接していて空力的に成型されている上面を有し
    ていることを特徴とする請求項2に記載の整列装置。
  4. 【請求項4】 処理中に、上記シャドウリングと上記基
    板との間に連続パージ間隙が維持されることを特徴とす
    る請求項1に記載の整列装置。
  5. 【請求項5】 上記パージ間隙は、上記シャドウリング
    を上記基板支持部材上に支持することによって維持され
    ることを特徴とする請求項4に記載の整列装置。
  6. 【請求項6】 上記基板支持部材は、一体構造であるこ
    とを特徴とする請求項5に記載の整列装置。
  7. 【請求項7】 上記シャドウリングを支持するために上
    記基板支持部材に取付けられている分離したパージ環は
    存在していないことを特徴とする請求項5に記載の整列
    装置。
  8. 【請求項8】 基板整列及び遮蔽装置であって、 (a)その上に限定されている基板支持部分、 その周縁の周りに形成されている上面、 その中に形成されている環状パージ間隙、及びそれに関
    連付けられている1つまたはそれ以上の共通案内部材、
    を含む基板支持部材と、 (b)上記基板支持部材の上記上面に載るようになって
    いるシャドウリングと、を備えていることを特徴とする
    基板整列及び遮蔽装置。
  9. 【請求項9】 上記各少なくとも1つの共通案内部材
    は、上記基板支持部材に取付けられていることを特徴と
    する請求項8に記載の基板整列及び遮蔽装置。
  10. 【請求項10】 上記各少なくとも1つの共通案内部材
    は、上記基板支持部材と一体であることを特徴とする請
    求項8に記載の基板整列及び遮蔽装置。
  11. 【請求項11】 基板処理システムにおいて、基板とシ
    ャドウリングとを整列させるための方法であって、 その中に形成されているパージ間隙を有し、その中に基
    板支持部分を有し、そしてその上に上面を有している基
    板支持部材を準備するステップ、を含み、 上記基板支持部材は、その中に形成されている上記パー
    ジ間隙に近接していて上記基板及び上記シャドウリング
    の両者を受入れて整列させるようになっている少なくと
    も1つの共通案内部材を含み、 上記方法は更に、 上記基板を上記共通案内部材に近接させて上記基板支持
    部材上に下降させ、上記基板を下降させる際に上記基板
    を上記共通案内部材内に整列させるステップと、 上記共通案内部材と上記シャドウリングの下面内に形成
    されている案内部材凹部との間の整列を維持しながら、
    上記シャドウリングを上記基板支持部材の上記上面に下
    降させるステップと、を含むことを特徴とする方法。
  12. 【請求項12】 基板処理システムであって、 処理チャンバと、 上記処理チャンバ内に配置され、その中に加工されてい
    る基板支持部分と、その周縁の周りに形成されている上
    面とを有する基板支持部材と、 上記基板支持部材の上記上面上に載るようになっている
    シャドウリングと、を備え、 上記基板支持部材は、それに関連付けられている少なく
    とも1つの共通案内部材を更に有し、 上記基板支持部材は、基板及び上記シャドウリングの両
    者を受入れて整列させるようになっている、ことを特徴
    とする基板処理システム。
  13. 【請求項13】 上記少なくとも1つの共通案内部材の
    各々は、上記基板支持部材に取付けられていることを特
    徴とする請求項12に記載の基板処理システム。
  14. 【請求項14】 上記少なくとも1つの共通案内部材の
    各々は、上記基板支持部材と一体であることを特徴とす
    る請求項13に記載の基板整列及び遮蔽装置。
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