JP2002093894A - セラミック基体支持体 - Google Patents

セラミック基体支持体

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 処理中に基体を支持するための基体支持組立
体を提供する。 【解決手段】 一実施の形態においては、支持組立体１
３８は、第１の側２１２及び第２の側２１４を有する上
側セラミック板２０８と、第１の側及び埋込まれた電極
を有する下側セラミック板２１０を含み、下側板の第１
の側は上側板の第２の側に接合されてそれらの間にチャ
ンネル２９０を限定している。別の実施の形態において
は、支持組立体は、第１の側及び第２の側を有する第１
の板を含む。第１の側上にはリングが設けられている。
第１の側の、リングの半径方向内側には段付き表面が形
成されている。第２の板が、第１の板の第２の側に接続
されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、基体を
半導体処理チャンバ内に支持するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路は、単一のチップ上に数百万の
トランジスタ、キャパシタ、及び抵抗を含むことができ
る複雑なデバイスに発展してきた。チップ設計の発展
は、より速い回路及びより高い回路密度を絶えず要求
し、それにより益々精密な製造プロセスが要求されてき
ている。しばしば使用される１つの製造プロセスは、化
学蒸着（ＣＶＤ）である。
【０００３】化学蒸着は、一般的に、基体または半導体
ウェハ上に薄膜を堆積させるために使用されている。化
学蒸着は、一般的に、真空チャンバ内へ先駆物質（原
料）ガスを導入することによって達成される。先駆物質
ガスは、典型的には、チャンバのトップ付近に位置して
いるシャワーヘッドを通して導かれる。先駆物質ガス
は、加熱された基体支持体上に位置決めされている基体
の表面と反応して該表面上に材料の層を形成する。パー
ジガスが支持体内の複数の孔を通して基体の縁へ導か
れ、基体の縁への堆積（基体を支持体に付着させる恐れ
がある）を防いでいる。反応中に発生する揮発性副産物
は、排気システムを通してチャンバから排気される。
【０００４】化学蒸着プロセスを使用して基体上にしば
しば形成される１つの材料は、タングステンである。タ
ングステンを形成させるために使用できる先駆物質ガス
は、一般的に、六フッ化タングステン（ＷＦ6）及びシ
ランを含む。シラン及び六フッ化タングステンを混合す
ると、若干の“迷(stray)”タングステン（即ち、基体
上に堆積されないタングステン）がシャワーヘッドその
他のチャンバ成分上に堆積する。迷タングステン薄膜が
シャワーヘッド上に構築され、チャンバ内の汚染の源に
なりかねない。最終的に、迷タングステンは、先駆物質
ガスの通過を容易にするためのシャワーヘッド内の孔を
詰まらせ、シャワーヘッドを取り外して清浄化するか、
または交換する必要を生じさせる。
【０００５】シャワーヘッドの定常的な保守の時間間隔
を延ばすために、一般的に、フッ素を基とする薬品を使
用して迷タングステン薄膜を清浄（即ち、エッチング）
する。しかしながらフッ素を使用した場合、タングステ
ンが除去されるという利点は得られるが、一般的にはア
ルミニウムで製造されている加熱された支持体と反応し
て支持体上にフッ化アルミニウムを形成する。フッ化ア
ルミニウム層は、一般的に粗い表面トポグラフィを有し
ている。表面が粗いと、基体を加熱される支持体にチャ
ック、または保持するために使用される真空を損なう漏
洩通路を生じさせる。更に、フッ化アルミニウム層は、
粒子汚染の潜在的な源である。
【０００６】セラミック材料で製造された基体支持体
は、セラミックのフッ素に対する耐性の故に、アルミニ
ウム支持体に比して改善を提供する。しかしながら、セ
ラミック支持体は、製造することが困難である。例え
ば、支持体の周縁にパージガスを供給するために使用さ
れるセラミック支持体内の孔は、典型的には支持体の周
縁から、一般的には支持体の半径にほぼ等しい深さまで
錐もみされる。このような深い孔をセラミック内に錐も
みすることは困難である。これらの孔を作るために使用
される工具は、製造プロセス（例えば、錐もみ）中に破
損することが多い。支持体内に残された破損工具は除去
しなければならないか、または支持体を廃棄しなければ
ならない。これらの製造の困難性が支持体を高価にし、
望ましくない高い廃棄率をもたらす。
【０００７】従って、当分野には、改善された化学蒸着
プロセス用の加熱される支持体に対する要望が存在して
いる。
【０００８】
【発明の概要】本発明の一面は、一般的に、処理中に基
体を支持するための基体支持組立体を提供する。一実施
の形態においては、支持組立体は、第１の側及び第２の
側を有する上側セラミック板と、第１の側及び埋込まれ
た電極を有する下側セラミック板とを備え、上側板の第
２の側に下側板の第１の側が接合（フューズ）され、両
者の間にチャンネルを限定している。
【０００９】別の実施の形態においては、支持組立体
は、第１の側及び第２の側を有する第１の板を含んでい
る。第１の側上にリングが配置されている。第１の側上
のリングの半径方向内側に段付きの表面が形成されてい
る。第２の板が、第１の板の第２の側に接続されてい
る。
【００１０】以下に、添付図面に基づいて本発明を詳細
に説明するが、この説明から本発明の教示が容易に理解
されよう。理解を容易にするために、全図を通して同一
の要素に対しては可能な限り同一の番号を使用してい
る。
【００１１】
【実施の形態】本発明は、一般的に、タングステン薄膜
の堆積のために有利な処理システム、及び加熱される基
体支持体を提供する。以下に本発明を、カリフォルニア
州サンタクララのApplied Materials社から入手可能な
Ｗ×ＺTM金属化学蒸着（ＭＣＶＤ）システムのような化
学蒸着システムに関連して説明する。しかしながら、本
発明は、他の薄膜を堆積させる場合に、及び基体をセラ
ミック支持体上に支持することを望む物理蒸着システ
ム、化学蒸着システム、及び何等かの他のシステムのよ
うな、他のシステム構成に有用性を有していることを理
解すべきである。
【００１２】図１は、化学蒸着システム１００の一実施
の形態の断面図である。このシステムは、一般的に、ガ
ス源１０４に結合されているチャンバ１０２を含んでい
る。チャンバ１０２は、壁１０６、底１０８、及び蓋１
１０を有し、これらは処理容積１１２を限定している。
壁１０６及び底１０８は、典型的には、アルミニウムの
一体ブロックとして製造される。チャンバ１００は、処
理容積１１２を排気ポート１１６に結合するポンピング
リング１１４を含んでいる（図示せず種々のポンピング
成分を含む）。
【００１３】蓋１１０は壁１０６によって支持され、チ
ャンバ１０２を手入れするために取り外すことができ
る。蓋１１０は一般的にはアルミニウムからなり、また
熱伝達流体を流すことによって蓋１１０の温度を調整す
るための熱伝達流体チャンネルをも含むことができる。
【００１４】シャワーヘッド１１８が蓋１１０の内側１
２０に結合されている。シャワーヘッド１１８は、典型
的にアルミニウムで製造されている。シャワーヘッド
は、一般に“皿状”の中央区分１２４を取り囲む周縁取
付けリング１２２を含む。取付けリング１２２は、それ
を通る複数の取付け孔１２６を含み、各孔は蓋１１０内
の対応する孔１３０内にねじ込まれるベント付きねじ１
２８を受入れる。中央区分１２４は、有孔領域１３２を
含む。
【００１５】混合ブロック１３４が蓋１１内に配置され
ている。混合ブロック１３４はガス源に結合されてお
り、プロセスガス及び他のガスは混合ブロック３４及び
シャワーヘッド１１８を通過してから処理容積１１２へ
導入されるようになっている。シャワーヘッド１１８と
混合ブロック１３４との間に配置されているブロック板
１３６は、シャワーヘッド１１８を通ってチャンバ１０
２内へ流入するガスの分配の均一性を増加させる。
【００１６】支持組立体１３８は、シャワーヘッド１１
８の下に配置される。支持組立体１３８は、処理中に基
体１４０を支持する。基体１４０は、典型的に、壁１０
６内のポート（図示せず）を通して支持組立体１３８へ
アクセスする。一般的には、支持組立体１３８は、支持
組立体１３８を図示の上昇位置と、下降位置との間で運
動させるリフトシステム１４４に結合されている。ベロ
ー１４６は、支持組立体１３８の運動を容易にしなが
ら、処理容積１１２とチャンバ１０２の外側の大気との
間を真空シールする。リフトピン及び関連機構は、明確
化のために省略してある。
【００１７】図２Ａは、支持組立体１３８の断面図であ
る。図２Ａの尺度は、支持組立体１３８の特色を明瞭に
示すために誇張されている。支持組立体１３８は、一般
的に、基体支持体２０２及びステム２０４を含む。基体
支持体２０２は、第１の（上側）板２０８及び第２の
（下側）板２１０からなる。上側板２０８は、処理中に
基体１４０を支持する。下側板２１０は、一般的に、上
側板２０８に接続されている第１の側２１２と、ステム
２０４に接続されている第２の側２１４とを有してい
る。上側板２０８及び下側板２１０は、典型的には、板
２０８及び２１０を一緒にある時間にわたって高温でク
ランプすることによって（典型的には、接着剤を使用し
ないで）互いに接合される。代替として、板は焼結、接
着剤、機械的手段（即ち、ファスナー）等によって結合
することができる。
【００１８】上側板２０８は、窒化アルミニウムのよう
なセラミックで製造されている。好ましくは、純度が約
95％の窒化アルミニウムを使用して上側板２０８の熱伝
導度を高める。上側板２０８は、第１の、即ち支持表面
２１６及び第２の表面２３２Ａを含んでいる。支持表面
２１６は、支持表面２１６の周縁から突き出ているシー
ルリング２１８を有している。シールリング２１８は、
基体１４０をその周縁において支持し、それらの間にシ
ールを形成して基体の真空チャッキングを容易にする。
支持表面２１６は、シールリング２１８の半径方向内側
に配置されている段付き表面２２０を含む。一実施の形
態においては、段付き表面２２０は、中央部分２２２、
中間部分２２４、及び外側部分２２６を含んでいる。中
央部分２２２は、シールリング２１８によって限定され
る面に平行に配向されている。中間部分２２４は、中央
部分２２２に平行に配向されている。外側部分２２６
は、中間部分２２４とシールリング２１８との間に位置
決めされている。一般的には、部分２２２、２２４、及
び２２６によって限定される面は0.001インチずつ分離
されている。
【００１９】複数のポスト２２８Ａ、２２８Ｂ、及び２
２８Ｃが、段付き表面２２０（例えば、部分２２２、２
２４、及び２２６）上に配置されている。ポスト２２８
Ａ、２２８Ｂ、及び２２８Ｃは、典型的には、上側板２
０８内に一体に形成されている。ポスト２２８Ａは、中
央部分２２２内に位置決めされている。ポスト２２８Ｂ
は中間部分２２４内に位置決めされ、そしてポスト２２
８Ｃは、外側部分２２６内に位置決めされている。ポス
ト２２８Ａは、ポスト２２８Ｂ及び２２８Ｃよりも僅か
に長い。ポスト２２８Ｂは、２２８Ｃよりも僅かに長
い。各ポスト２２８Ａ、２２８Ｂ、及び２２８Ｃは、共
通面内に位置する先端２３０を含む。処理中に、過大な
たわみ（即ち、シールリング及びポストにまたがる基体
の反り）によって基体を破損させることなくポスト２２
８Ａ、２２８Ｂ、及び２２８Ｃの先端２３０上に基体を
支持するように、先端２３０によって限定される面はシ
ールリング２１８の面と実質的に同一面内にあることが
できる。
【００２０】段付き表面２２０は、基体の中央に熱が伝
達される傾向を補償するために、基体と中央部分２２２
との間により大きい間隙を生じさせる。より良い温度均
一性が得られるように複数のキャップ及び複数のポスト
のサイズを設計することができるから、基体と段付き表
面２２０との間に作られている可変間隙は、基体１４０
のためにより良いチャッキング効果を促進することにな
る。例えば、支持組立体１３８にまたがる温度の均一性
を、約３℃以内にすることができる。
【００２１】真空ポート２５０が、上側板２０８を通っ
て設けられている。真空ポート２５０は、支持表面２１
６上に、真空ポート２５０の他の部分に比して一般的に
大きい断面積を有する拡張された部分２５２を含む変化
する断面を有している。一実施の形態においては、拡張
部分２５２は、各端に最大半径を有するスロットからな
る。拡張部分２５２は、真空の印加中に真空ポート２５
０と支持表面２１６との界面における圧力降下を減少さ
せるのに役立つ。これは、基体１４０上の温度の均一性
を、従って堆積の均一性を向上させる。当分野に精通し
ていれば、説明している表面２１６における圧力低下を
達成するために、拡張部分２５２を他のジオメトリに構
成できることは容易に理解されよう。
【００２２】チャンネル２９０が、上側板２０８と下側
板２１０との間に形成されている。一般的には、チャン
ネル２９０は、基体支持体２０２を通ってシャドウリン
グ２５８と支持体２０２との間に限定されているプレナ
ム２６６までのパージガスのための通路を与える。パー
ジガスは、プレナムから基体の縁上を流れて基体の縁へ
の堆積を防ぐ。
【００２３】典型的には、チャンネル２９０は上側板２
０８内に形成される。オプションとして、チャンネル２
９０の一部分または全てを完全に下側板２１０内に配置
することができる。オプションとして、チャンネル２９
０の若干または全ては、少なくとも部分的に上側板２０
８内に、そして少なくとも部分的に下側板２１０内に配
置することも、またはこれらをいろいろに組合わせて配
置することもできる。これらの実施の形態に共通するの
は、上側板２０８及び下側板２１０の表面の係合がチャ
ンネル２９０を限定し、流体の走行をそれに閉じ込める
ことである。
【００２４】図３Ａは、上側板２０８の第２の表面２３
２Ａの一実施の形態を示している。一実施の形態におい
ては、第２の表面２３２Ａは、その中に形成された複数
のチャンネル２９０を含んでいる。チャンネル２９０
は、複数の出口３０４を中央起点３０６に流体的に結合
するように構成されている。流体源（図示せず）は流体
（例えば、パージガス）を、中央起点３０６からチャン
ネル２９０を通して出口３０４へ供給する。出口が第２
の表面２３２Ａの周縁の周りに等間隔に離間されている
場合には、各出口３０４における圧力を実質的に同一に
維持することが好ましいので、この目的を達成するため
に、ジオメトリ（即ち、断面積）はチャンネル２９０の
各“脚”毎に調整される。当分野に精通していれば理解
されるように、チャンネル２９０の各脚の断面は、その
脚の下流の出口３０４における所望圧力、及びそれらの
間で遭遇する流れ損失に依存する。流れ損失は、脚の表
面粗さ及びジオメトリ、脚の下流の出口の数、各下流脚
の長さ、流体の流れ特性等のような要因を含む。
【００２５】例示した実施の形態においては、チャンネ
ル２９０は、上側板２０８の中心からずらせて位置決め
されている山形の主チャンネル３０８を含んでいる。起
点３０６は、山形の中点に位置している。主チャンネル
３０８の各端は、第１の副チャンネル３１０、第２の副
チャンネル３１２、及び第３の副チャンネル３１４に分
岐している。副チャンネル３１０、３１２、及び３１４
は、主チャンネル３０８を出口３０４に結合する。第１
の副チャンネル３１０及び第２の副チャンネル３１２は
一直線をなすように配向され、同一の断面を有してい
る。第３の副チャンネル３１４は、第１及び第２の副チ
ャンネル３１０、３１２と実質的に直角に配向されてい
る。第３の副チャンネル３１４の長さは第１及び第２の
副チャンネル３１０、３１２より短いから、出口３０４
を通過するパージガスの流れをバランスさせるために、
第３の副チャンネル３１４の断面積は、第１及び第２の
副チャンネル３１０、３１２の断面積よりも小さくして
ある。オプションとして、流れをバランスさせるため
に、流れ制限器を出口３０４内に、またはそれ以外のチ
ャンネル内に配置することができる。
【００２６】代替として、出口３０４は、第２の表面２
３２Ａの周りに距離を変化させて位置決めすることがで
きる。このような配向では、以下に説明するように、基
体の縁におけるパージガスの流れをバランスさせるため
には、出口３０４からのパージガスの流れを非均一にす
ることが望まれる。ガスの流れは、特定の応用に対して
ガス流を望ましく調整するように種々のチャンネルの断
面及び長さを制御することによってバランスさせること
ができる。
【００２７】図３Ｂは、上側板２０８の第２の表面２３
２Ｂの別の実施の形態を示している。チャンネル３２８
は、上側板２０８の第２の表面２３２Ｂ内に形成され、
パージガスを中央起点３２０から複数の出口３２２へ分
配する。一実施の形態においては、４つの出口３２２が
第２の表面２３２Ｂの周縁の周りに等間隔に配置されて
いる。中央起点３２０に最も近い出口３２２は、中央起
点と関連出口との間に配置され、パージガスのための導
管になっている通路３２４を有している。中央起点３２
０から最も遠い出口３２２は、中央起点と関連出口との
間に配置され、パージガスのための導管になっている通
路３２６を有している。第２の表面２３２Ｂの周縁にパ
ージガスを均一に分配するために、通路３２４、３２６
間の合計流制限をバランスさせる。一般的には、これ
は、通路３２６の断面積を通路３２４の断面積より大き
くすることによって達成することができる。
【００２８】図３Ｃは、上側板２０８の第２の表面２３
２Ｃの更に別の実施の形態を示している。チャンネル３
４２は、上側板２０８の第２の表面２３２Ｃ内に形成さ
れ、パージガスを中央起点３３０から複数の出口へ分配
する。一実施の形態においては、３つの出口３３２、３
３４、及び３３６が第２の表面２３２Ｃの周縁の周りに
間隔を異ならせて配置されている。中央起点３３０に最
も近い出口３３２は、中央起点と関連出口との間に配置
され、パージガスのための導管になっている通路３３８
を有している。中央起点３３０から最も遠い出口３３
４、３３６は、中央起点と関連出口との間に配置され、
パージガスのための導管になっている通路３４０を有し
ている。基体の周りにパージガスを均一に分配するため
には、出口３２２を通るパージガスの流れを出口３３４
及び３３６の何れかを通る流れより大きくして、基体の
周縁へのパージガスの流れをバランスさせなければなら
ない。一般的には、これは、通路３３８の断面積を通路
３４０の断面積より大きくすることによって達成するこ
とができる。
【００２９】図２Ａに戻って、下側板２１０は窒化アル
ミニウムのようなセラミック製である。好ましくは、純
度が約95％の窒化アルミニウムを使用して、下側板２１
０の熱伝導度を高める。下側板２１０は、下側板２１０
の第２の側２１４から外に伸びている第１のリード２３
６及び第２のリード２３８を有する、埋込み電極２３４
のような少なくとも１つの加熱素子を含んでいる。リー
ド２３６、２３８は電源（図示せず）に結合される。電
源は、電極２３４に電力を供給し、支持体２０２が基体
１４０を約300−550℃の温度まで加熱できるようにして
いる。
【００３０】下側板２１０は更に、真空通路２４０、パ
ージガス通路２４２、及び板を通して伸びる複数のリフ
トピン通路２４４を含む。リフトピン通路２４４は、一
般に真空通路２４０及びパージガス通路２４２から半径
方向外側に配置されている。リフトピン通路２４４は、
下側板２１０から上側板２０８を通って伸び、シールリ
ング２１８の内側をそれと同一面まで伸びるタブ２１９
を通って開いている（図２Ｂ参照）。真空通路２４０及
びパージガス通路２４２は、一般的に、下側板２１０の
中心線の両側に位置決めされている。
【００３１】下側板２１０は、上側板２０８を越えて伸
びる段付き周縁２６０を有している。段付き周縁２６０
は、シャドウリング２５８を支持する。シャドウリング
２５８は一般に環状の形状であり、窒化アルミニウムの
ようなセラミックからなっている。シャドウリング２５
８は、第１の側２７０及び第２の側２６２を有してい
る。第１の側２７０は、周縁２６０によって支持され
る。第２の側２６２は、半径方向内向きに伸びるリップ
２６４を有している。リップ２６４及び下側板２１０
は、出口３０４を出るパージガスを受けるためのプレナ
ム２６６を取り囲んでいる。パージガスは、リップ２６
４と上側板２０８との間に限定されているプレナム２６
６と通じている間隙２６８を通って、基体１４０の周縁
の周りに配置される。クリップ組立体２７２は、リング
２５８を基体支持体２０２に保持するために使用され
る。クリップ組立体２７２の例が、Yudovskyの米国特許
第09,504,288号（代理人ドケット第4501号）に開示され
ている。
【００３２】上側板２０８及び下側板２１０は、互いに
接合されている。一実施の形態においては、板２０８及
び２１０は焼結されている。接合の完全性を高めるため
には、熱膨張の差を最小にするように、板２０８及び２
１０は類似材料（例えば、類似パーセンテージの窒化ア
ルミニウム）からなるべきである。上側板２０８及び下
側板２１０を接合させるとチャンネル２９０は、１×10
-9トルにおける約１×10-9ｓｃｃｍのヘリウムに対する
漏洩に耐えるようになる。
【００３３】図４は、ステム２０４を断面で示してい
る。ステム２０４は、一般的に、窒化アルミニウムのよ
うなセラミックで製造される。支持体２０２とステム２
０４との間の熱伝達を最小にするために、典型的には純
度が約99％の窒化アルミニウムが好ましい。ステム２０
４の断面は、一般的に管状である。ステム２０４は、中
央通路４０４を限定している環状区分４０２を有してい
る。第１の突起４０６及び第２の突起４０８が環状区分
４０２から伸びている。第１の突起４０６は、それを通
るパージガス通路４１０を、第２の突起４０８はそれを
通る真空通路４１２をそれぞれ有している。環状区分４
０２、及び第１及び第２の突起４０６、４０８の壁の厚
みは、それを通る熱伝導度を最小にするように選択され
る。
【００３４】図２Ａに戻って、ステム２０４は第１の端
２４６及び第２の端２４８を有している。ステム２０４
の第１の端２４６は、下側板２１０の第２の側２１４に
接続されている（例えば、接合、接着、または焼結によ
り）。リード２３６、２３８はステム２０４の中央通路
４０４を通り、電源（図示せず）に結合される。ステム
２０４と下側板２１０とを結合することにより、ステム
２０４内のパージガス通路４１０と上側板２０８のチャ
ンネル２９０とが流体的に通じるようになる。パージガ
ス源（図示せず）から供給されるパージガスはステム２
０４を通して送られ、基体支持体２０２内の出口３０４
から出て基体の縁への堆積を最小にすることができる。
同様に、ステム２０４と下側板２１０とを結合すること
により、ステム２０４内の真空通路４１４と下側板２１
０の真空通路２４０とが流体的に通じることができるよ
うになる。真空源（図示せず）は、処理中に基体１４０
と段付き表面２２０との間の容積をステム２０４を通し
て排気することによって、基体１４０と段付き表面２２
０との間に真空を維持し、基体１４０を保持する。ステ
ム２０４の制御された断面は、ステム２０４と基体支持
体２０２との間の熱伝達を最小にする。
【００３５】熱絶縁体２５４がステム２０４の第２の端
２４６に配置され、ステム２０４からの熱伝達を最小に
している。熱絶縁体２５４は、典型的には、処理環境と
両立可能なポリマーのような熱絶縁材料からなってい
る。一実施の形態においては、熱絶縁体２５４は、例え
ばVESPEL（登録商標）のようなポリイミドからなる。
【００３６】熱伝達ブロック２５６が、ステム２０４を
リフトシステム１４４に結合している。一般的に、熱伝
達ブロック２５６は、システム１００から熱を除去する
ために使用される。流体温度は、支持体２０２の所要の
熱均一性を達成するために、ステム２０４から熱伝達ブ
ロック２５６への熱伝達（即ち、上昇、維持、または降
下）を制御するように指定することができる。熱伝達ブ
ロック２５６は、一般的には、アルミニウムのような熱
的に伝導性の材料である。熱伝達ブロック２５６は、支
持組立体１３８に伴う高温からベロー１４６及びリフト
システム１４４を絶縁する。
【００３７】図５は、ステム２０４の第２の端２４８、
熱絶縁体２５４、及び熱伝達ブロック２５６の分解図で
ある。ステム２０４のベース、即ち第２の端２４８は、
複数の取付け孔５２０を含んでいる。典型的にはINCONE
L（登録商標）またはHASTELLOY（登録商標）のような合
金製の取付けねじ５２２が、クランプリング５２４、ス
テム２０４内の取付け孔５２０、及び熱絶縁体２５４を
通って熱伝達ブロック２５６内の対応ねじ孔５２６内に
ねじ込まれる。クランプリング５２４は、組立てを容易
にするために１つより多くの部品に分離することができ
る。
【００３８】熱絶縁体２５４は、熱伝達ブロック２５６
とステム２０４との間に配置されるシール５０８のジオ
メトリを受入れるようにパターン化された内径を含んで
いる。シール５０８は全体的には環状であり、CHRMREZ
TM、KALBEZTM、KERREZTM、INTERNATIONAL SEALのような
高温エラストマーからなる。シール５０８は、中央リン
グ５３４から伸びている２つの一体化されたタブ５３０
を含んでいる。各タブ５３０は、それを通って形成され
ていて通路４１０及び４１２と通ずるようになっている
アパーチャ５３２を有している。
【００３９】熱伝達ブロック２５６は全体的には環状の
形状であり、軸方向に心合わせされた通路５３６を有し
ている。熱伝達ブロック２５６は、それから伸びる外側
突起５０４及び内側突起５０６を有する第１の表面を有
している。突起５０４及び５０６は、それらの間にシー
ル５０８を収容するように構成されている。オプション
として、突起５０４と５０６との間の第１の表面５０２
から、２つのボス５１２を伸ばすことができる。
【００４０】熱伝達ブロック２５６は、パージガス通路
５１４及び真空通路５１６を更に含んでいる。通路５１
４及び５１６は、熱伝達ブロック２５６の中心線に平行
に熱伝達ブロック２５６を通って伸びている。通路５１
４及び５１６は、ボス５１２を通って熱伝達ブロック２
５６から出て、ステム２０４の通路４１０及び４１２と
それぞれ通ずるようになっている。シール５０８は、通
路５１４と４１０、及び通路５１６と４１２との接合に
おける漏洩を防ぐ。
【００４１】１つまたはそれ以上の通路５１０が、熱伝
達ブロック２５６内に設けられている。これらの通路５
１０は流体源（図示せず）に結合されている。脱イオン
水のような熱伝達流体が通路５１０を通過し、熱伝達ブ
ロック２５６の温度を調節する。熱伝達ブロック２５６
の突起５１４及び５１６、及びボス５１２によって実質
的に囲まれているシール５０８は、熱伝達ブロック２５
６の温度を制御することによって、熱が基体支持体２０
２からステム２０４を通って伝播するのを保護してい
る。
【００４２】動作中、図１に示す半導体基体１４０は、
支持組立体１３８との間に真空を与えることによって支
持組立体１３８に確保される。真空ポート２５０の拡張
部分２５２は、局部圧力降下、及び真空ポート２５０内
に引き込まれるガスの対応する温度変化を最小にし、従
って、真空ポート２５０の直上の基体の部分に対する局
所化された冷却を防ぐ。
【００４３】基体１４０の温度は、主として電極２３４
に電力を供給することによって所定の処理温度まで上昇
する。段付き表面２２０は、基体１４０の中心の温度が
高くなるという傾向に対抗する可変間隙を与えている。
堆積プロセス中、基体１４０は安定状態温度に加熱され
る。蓋１１０及び支持組立体１３８の両者の熱制御を使
用することによって、基体１４０は300−550℃の温度に
維持される。
【００４４】一実施の形態ではシラン及び六フッ化タン
グステンを含むことができるガス状成分は、ガスパネル
から混合ブロック１３４及びシャワーヘッド１１８を通
して処理チャンバへ供給され、ガス状混合体を形成す
る。ガス状混合体は基体１４０と反応して基体１４０上
にタングステンの層を形成する。基体の縁への堆積と、
基体１４０の支持組立体１３８への考え得る付着とを防
ぐために、パージガスがチャンネル２９０からプレナム
２６６内へ流入され、シャドウリング２５８と支持体２
０２との間の間隙２６８を通して基体１４０の周縁へ分
配される。
【００４５】以上に本発明を詳細に説明したが、当分野
に精通していれば、本発明の範囲及び思想から逸脱する
ことなく、本発明を組み入れた他の実施の形態を容易に
考案することができよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理チャンバの一実施の形態の概略断
面図である。
【図２Ａ】ヒーター組立体の部分断面図である。
【図２Ｂ】ヒーター組立体の部分平面図である。
【図３Ａ】上側板の表面の一実施の形態を示す図であ
る。
【図３Ｂ】上側板の表面の別の実施の形態を示す図であ
る。
【図３Ｃ】上側板の表面の更に別の実施の形態を示す図
である。
【図４】ステムの断面図である。
【図５】ステムの第２の端の分解図である。
【符号の説明】
１００ 化学蒸着システム １０２ チャンバ １０４ ガス源 １０６ チャンバの壁 １０８ チャンバの底 １１０ チャンバの蓋 １１２ 処理容積 １１４ ポンピングリング １１６ 排気ポート １１８ シャワーヘッド １２０ チャンバの壁の内側 １２２ シャワーヘッドの中央部分 １２４ 周縁取付け区分 １２６ 取付け孔 １２８ ねじ １３０ チャンバの蓋内の孔 １３２ 有孔領域 １３４ 混合ブロック １３６ ブロック板 １３８ 支持組立体 １４０ 基体 １４４ リフトシステム １４６ ベロー ２０２ 基体支持体 ２０４ ステム ２０８ 第１の（上側）板 ２１０ 第２の（下側）板 ２１２ 下側板の第１の側 ２１４ 下側板の第２の側 ２１６ 上側板の第１の（支持）表面 ２１８ シールリング ２２０ 上側板の段付き表面 ２２２ 段付き表面の中央部分 ２２４ 段付き表面の中間部分 ２２６ 段付き表面の外側部分 ２２８ ポスト ２３２Ａ 上側表面の第２の表面 ２３４ 埋込み電極 ２３６、２３８ リード ２４０ 真空通路 ２４２ パージガス通路 ２４４ リフトピン通路 ２４６ ステムの第１の端 ２４８ ステムの第２の端 ２５０ 真空ポート ２５２ 真空ポートの拡張部分 ２５４ 熱絶縁体 ２５６ 熱伝達ブロック ２５８ シャドウリング ２６０ 下側板の段付き周縁 ２６２ シャドウリングの第２の側 ２６４ シャドウリングの第２の側のリップ ２６６ プレナム ２６８ 間隙 ２７０ シャドウリングの第１の側 ２７２ クリップ組立体 ２９０、３２８、３４２ チャンネル ３０４、３２２、３３２、３３４、３３６ 出口 ３０６、３２０、３３０ 起点 ３０８ 主チャンネル ３１０ 第１の副チャンネル ３１２ 第２の副チャンネル ３１４ 第３の副チャンネル ３２４、３２６、３３８、３４０ 通路 ４０２ ステムの環状区分 ４０４ ステムの中央通路 ４０６、４０８ ステムの突起 ４１０ ステムのパージガス通路 ４１２ 真空通路 ５０４ 熱伝達ブロックの外側突起 ５０６ 熱伝達ブロックの内側突起 ５０８ シール ５１０ 熱伝達ブロックの通路 ５１２ 熱伝達ブロックのボス ５１４ 熱伝達ブロックのパージガス通路 ５１６ 熱伝達ブロックの真空通路 ５２０ 取付け孔 ５２２ 取付けねじ ５２４ クランプリング ５２６ ねじ孔 ５３０ シールのタブ ５３２ シールのアパーチャ ５３４ シールの中央リング ５３６ 熱伝達ブロックの通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サル ウモトイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94509 アンティオッチ ワイルドフラワ ー ドライヴ 2801 (72)発明者 シアオシオン ユアン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95014 クパーティノ レインボウ ドラ イヴ ＃３ 7374 (72)発明者 アンゾーン チャン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95129 サン ホセ ランドレスウッド コート 5847 (72)発明者 ホンビー テオー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95070 サラトガ タイタス コート 19384 (72)発明者 アン エヌ ングイェン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95035 ミルピタス コロンブス ドライ ヴ 1075 (72)発明者 ロン ローズ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95138 サン ホセ パークウェル コー ト 112 Ｆターム(参考） 4K030 CA04 CA12 EA06 GA02 KA24 KA26 KA46 5F031 CA02 HA02 HA03 HA08 HA16 HA33 HA38 HA40 MA28 NA05 NA15 PA11

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加工片を支持するための支持組立体であ
    って、 第１の側及び第２の側を有する第１のセラミック板と、 前記第１の板の第２の側に接続されている第１の側、及
    び埋込まれた電極を有する第２のセラミック板と、 前記第１の板の第２の側と前記第２の板の第１の側との
    間に限定されているチャンネルと、を備えていることを
    特徴とする支持組立体。
  2. 【請求項２】 前記チャンネルは、少なくとも部分的に
    前記第１の板内に限定されていることを特徴とする請求
    項１に記載の支持組立体。
  3. 【請求項３】 前記チャンネルは、少なくとも部分的に
    前記第２の板内に限定されていることを特徴とする請求
    項１に記載の支持組立体。
  4. 【請求項４】 前記第２の板は、更に、 前記第２の板を通過し、前記チャンネルと通じている
    孔、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の支
    持組立体。
  5. 【請求項５】 前記チャンネルは複数の通路を更に備
    え、前記各通路は中央起点を出口に結合していることを
    特徴とする請求項４に記載の支持組立体。
  6. 【請求項６】 前記通路は、 １つまたはそれ以上の短めの通路と、 １つまたはそれ以上の長めの通路と、からなり、 前記長めの通路の断面は前記短めの通路よりも大きいこ
    とを特徴とする請求項５に記載の支持組立体。
  7. 【請求項７】 前記チャンネル及び出口は、前記第１の
    板内に設けられていることを特徴とする請求項５に記載
    の支持組立体。
  8. 【請求項８】 前記出口の少なくとも１つは、その中に
    配置されている流れ制限器を更に備えていることを特徴
    とする請求項５に記載の支持組立体。
  9. 【請求項９】 前記チャンネルは更に、 前記中央起点と一致する中点を有する主チャンネルと、 前記主チャンネルの各端から分岐している第１の副チャ
    ンネル、第２の副チャンネル、及び第３の副チャンネル
    からなり、 前記第１の副チャンネル、第２の副チャンネル、及び第
    ３の副チャンネルは各々、前記主チャンネルを前記出口
    に結合している、ことを特徴とする請求項５に記載の支
    持組立体。
  10. 【請求項１０】 前記第１の板は更に、 前記基体を支持するようになっている第１の表面と、 少なくとも部分的に前記第１の表面内に設けられている
    真空ポートと、を備えていることを特徴とする請求項１
    に記載の支持組立体。
  11. 【請求項１１】 前記第１の板は更に、 前記基体を支持するようになっている第１の表面と、 前記第１の板を通して設けられている真空ポートと、 少なくとも部分的に前記第１の表面内に設けられている
    前記真空ポートの拡大部分と、を備えていることを特徴
    とする請求項１に記載の支持組立体。
  12. 【請求項１２】 前記第１の板は更に、 前記第１の板の第２の側とは反対側に設けられている段
    付き表面、を備えていることを特徴とする請求項１に記
    載の支持組立体。
  13. 【請求項１３】 前記段付き表面は更に、 中央部分、中間部分、及び外側部分を含み、前記中央部
    分は前記第１の板の第１の側の下を最も離れて伸びてい
    る、ことを特徴とする請求項１２に記載の支持組立体。
  14. 【請求項１４】 前記段付き表面は更に、 外側部分と、 前記外側部分から0.001インチ離れて伸びる中間部分
    と、 前記中間部分から0.001インチ離れて伸びる中央部分
    と、 を含むことを特徴とする請求項１２に記載の支持組立
    体。
  15. 【請求項１５】前記段付き表面は更に、 前記段付き表面から伸びている複数のポスト、を備えて
    いることを特徴とする請求項１２に記載の支持組立体。
  16. 【請求項１６】前記第２の板は、窒化アルミニウムから
    なることをも特徴とする請求項１に記載の支持組立体。
  17. 【請求項１７】 前記第２の板に接続されているセラミ
    ックステムを更に備えていることを特徴とする請求項１
    に記載の支持組立体。
  18. 【請求項１８】 前記ステムは更に、 中央の、軸方向通路と、 前記中央通路と同軸に配置されている第１のガス通路
    と、 前記中央通路と同軸に配置されている第２のガス通路
    と、 を備えていることを特徴とする請求項１７に記載の支持
    組立体。
  19. 【請求項１９】 前記ステムは更に、 中央の、軸方向通路と、 前記中央通路と同軸に配置されている第１のガス通路
    と、 前記中央通路と同軸に配置されている第２のガス通路
    と、を備え、 前記第２のガス通路及び前記第１のガス通路は、前記中
    央通路の両側に配置されていることを特徴とする請求項
    １７に記載の支持組立体。
  20. 【請求項２０】 第１の端及び前記第２の端を有し、前
    記第１の端が前記第２の板に接合されているセラミック
    ステムと、 前記第２の端に結合されて配置されている熱伝達ブロッ
    クと、を更に備えていることを特徴とする請求項１に記
    載の支持組立体。
  21. 【請求項２１】 前記熱伝達ブロックは更に、 複数の突起を有する第１の表面と、 前記突起間に配置されているシールと、を備えているこ
    とを特徴とする請求項２０に記載の支持組立体。
  22. 【請求項２２】 前記熱伝達ブロックと前記ステムとの
    間に配置されている熱絶縁体、を更に備えていることを
    特徴とする請求項２１に記載の支持組立体。
  23. 【請求項２３】 前記熱伝達ブロックは更に、 前記熱伝達ブロック内に設けられている複数の熱伝達通
    路、を備えていることを特徴とする請求項２０に記載の
    支持組立体。
  24. 【請求項２４】 前記第１の板は更に、 前記基体を支持するようになっている段付き表面を限定
    する中央部分、中間部分、及び外側部分を含み、前記中
    央部分は前記第１の板の第１の側の下を最も離れて伸
    び、 前記第１の板は更に、 前記段付き表面から伸びている複数のポストと、 前記第１の板を通して設けられている真空ポートと、を
    備え、 前記真空ポートの拡大された部分は前記中央部分内に配
    置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の支持
    システム。
  25. 【請求項２５】 前記第２の板上に配置されているリン
    グと、 前記リングと前記第１の板との間に限定され、前記チャ
    ンネルと通じているプレナムと、を更に備えていること
    を特徴とする請求項１に記載の支持組立体。
  26. 【請求項２６】 加工片を支持するための支持組立体で
    あって、 第１の側及び第２の側を有する第１の板と、 前記第１の側上に設けられているリングと、 前記第１の側上の前記リングの半径方向内側に形成され
    ている段付き表面と、 前記第１の板の前記第２の側に接続されている第２の板
    と、を備えていることを特徴とする支持組立体。
  27. 【請求項２７】 前記第１の板の第２の側と、前記第２
    の板の第１の側との間に限定されているチャンネルを更
    に備えていることを特徴とする請求項２６に記載の支持
    組立体。
  28. 【請求項２８】 前記第２の板内に埋込まれているヒー
    ターを更に備えていることを特徴とする請求項２６に記
    載の支持組立体。
  29. 【請求項２９】 前記段付き表面から伸びている複数の
    ポストを更に備え、 前記各ポストは、前記リングと実質的に面一である先端
    を有している、ことを特徴とする請求項２６に記載の支
    持組立体。
  30. 【請求項３０】 前記段付き表面は更に、 中央部分、中間部分、及び外側部分を含み、 前記中央部分は前記第１の板の第１の側の下を最も離れ
    て伸びていることを特徴とする請求項２６に記載の支持
    組立体。
  31. 【請求項３１】 前記段付き表面は更に、 外側部分と、 前記外側部分から0.001インチ離れて伸びる中間部分
    と、 前記中間部分から0.001インチ離れて伸びる中央部分
    と、を含むことを特徴とする請求項３０に記載の支持組
    立体。
  32. 【請求項３２】 加工片を支持するための支持組立体で
    あって、 第１の側及び第２の側を有する第１のセラミック板と、 前記第１の板の第２の側に接合されている第１の側、及
    び埋込まれた電極を有する第２のセラミック板と、 前記第１の板の第２の側と前記第２の板の第１の側との
    間に限定されているチャンネルと、 中央通路、パージガス通路、及び真空通路を有し、前記
    第２の板に接合されているセラミックステムと、 前記ステムに結合されている冷却ブロックと、を備えて
    いることを特徴とする支持組立体。
  33. 【請求項３３】 半導体処理チャンバであって、 処理容積を限定している側壁及び蓋を有するチャンバ
    と、 前記処理容積内に配置されている第１の側、及び第２の
    側を有する第１のセラミック板と、 第１の側及び埋込まれた電極を有し、前記第１の側が前
    記第１の板の第２の側に接合されている第２のセラミッ
    ク板と、 前記第１の板の第２の側と前記第２の板の第１の側との
    間に限定されているチャンネルと、 中央通路、パージガス通路、及び真空通路を有し、前記
    第２の板に接合されているセラミックステムと、 前記ステムに結合されている冷却ブロックと、を備えて
    いることを特徴とする半導体処理チャンバ。
  34. 【請求項３４】 前記チャンバは、化学蒸着チャンバで
    あることを特徴とする請求項３３に記載の半導体処理チ
    ャンバ。
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