JP2003500535A - 保護ガスシールド装置 - Google Patents
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Abstract
Description
362の優先権主張出願である。
の際に用いられる保護ガスシールド装置に関する。
気相成長(CVD)装置が用いられている。CVD法の実施中、基板は、1以上
の化学物質蒸気、例えばシラン、ホスフェン(phosphane )、ジボラン等及びガ
ス状物質、例えば酸素にさらされる。ガスは、他のガスと混じり合うと共に(或
いは)基板の表面と反応して所望の膜を生じさせる。所望の反応は一般に、高い
温度、例えば、300〜550℃で生じ、基板及びチャンバは、選択された方法
にとって適正な温度まで加熱される。半導体処理を含む多くの用途では、膜特性
、例えば純度及び厚さの一様性は、厳しい品質基準を満たさなければならない。
基板は、高品質の膜を得るためにクリーンで隔離された反応チャンバ内に置かれ
る。CVDシステムは代表的には、インジェクタを採用しており、このインジェ
クタは、ガス状物質を直接基板の表面に向けて送り出す。排出系統が、反応中に
生じた廃棄物、例えば、粉末を含む未反応ガスを反応チャンバから除去する。時
間の経過につれてチャンバの露出面上に被着した膜を取り除くため反応チャンバ
を定期的にクリーニングして、膜中に埋め込まれ又は膜の厚さの一様性を劣化さ
せる場合のある粒子汚染源を無くす必要がある。
ば,1/8インチ〜1/2インチ(3.18mm〜12.7mm)のところに配置さ
れている。インジェクタと基板表面との間の隙間がこのように狭い状態では、イ
ンジェクタの表面は、反応中に生じた物質で被覆されるようになる。この領域に
おける堆積量を減少させるため、CVDシステムの中には、インジェクタの前に
配置されたシールド(遮蔽体)及び排出ポートを備えるものがある。シールドに
よって支持された有孔スクリーンを通って不活性ガス、例えば窒素を送ってシー
ルド上への材料の堆積速度を遅らせている。CVD反応チャンバ内の高温により
、有孔スクリーンに熱応力が生じ、これにより、或る期間が経つとスクリーンが
折れ曲がる場合がある。折れ曲がりにより、スクリーンを通る窒素の一様な流れ
が妨げられると共にチャンバ内のガス流が妨げられ、結果的にスクリーンが部分
的に、付着物質の堆積に対して保護されない状態となる。スクリーンが窒素を反
応チャンバに送り出す能力は、スクリーンが被着物質で被覆されるようになるの
で一段と下がり、シールドの取外し及びクリーニング又は交換が必要となる。
5,944,900号に開示されており、かかる米国特許の開示内容全体を本明
細書の一部を形成するものとしてここに引用する。これらには、シールドの性能
を高める特定の設計上の特徴が記載されている。特に、シールドの有効寿命は、
これらの従来技術を用いることにより伸びるようになっている。膜の一様性を向
上させるためのこれら構成上の特徴のうち幾つかが図示されている。
層の改良が望まれている。例えば、上述の保護シールドは、シールドの端部の近
くでシールドプレナムに入り、次にシールドの長さに沿って下に延びて他端に至
る不活性ガスラインを有している。かかる形態のCVD装置では一般に、不活性
ガスラインが、シールドに向かって下へ延びてから曲がり、次にその長さに沿っ
て延び、次に逆に上方へ曲がり、そして組立体から出ることが必要である。典型
的には、ガスラインは、シールドの長さに沿って管の曲り部相互間に等間隔を置
いて設けられた一連の穴を有しているのが通例である(しかしながら、必ずしも
そのようにする必要ない)。これらの穴は、曲り部領域には設けられていない。
この設計は初期の設計のものよりは優れていることが判明したが、管の曲り部は
長さが0ではなく、最初の穴は、管が再び真っ直ぐになるところに設けられてい
る。この結果、シールドの端部のところでのガス流量が少なくなり、この領域に
おける材料の望ましくない堆積が増大することになる。
力が生じる。時間の経過につれこれにより、スクリーンは折れ曲がると共に(或
いは)破断する。従来技術の設計は、この問題に取り組んでいる。例えば、米国
特許第5,849,088号は、有孔前壁の伸縮を可能にする保護シールドを記
載している。これは重要な技術的進歩であるが、組立体は構造が比較的複雑であ
り、製造費が高くつく場合がある。 したがって、端部のところでの材料の堆積を最小限に抑えると共に有孔前壁の
伸縮を安価な組み立て方式で可能にする改良型保護ガスシールド装置を提供する
ことが望ましい。
装置を提供し、特に、ガスインジェクタの露出面を保護するガスシールド組立体
を提供することにある。
れを提供するガスシールド組立体を提供することにある。
ールド組立体を提供することにある。
設けられた後壁を備えるシールド本体と、フランジによって後壁から間隔を置い
た状態で支持されていて、後壁と協働してプレナムを形成する有孔板とを有する
保護ガスシールド装置によって達成される。少なくとも1本の導管が、シールド
本体の側部から内方に間隔を置いた状態でプレナム中へ延びていて、不活性ガス
をプレナムに供給し、それによりガスが有孔板から外方に流れるようにしている
。リテーナが、有孔板の伸縮を可能にしながら、シールド本体の各端部及び有孔
板の縁部に係合して有孔板をシールド本体上に保持している。
体を提供することにある。
守できるシールド組立体を提供することにある。 本発明の追加の目的及び特徴は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明及び
特許請求の範囲の記載を読むと明らかになろう。
ジュールは、CVD処理装置、例えば、米国特許第5,849,088号に記載
されたCVD処理装置の経路に沿って設けられており、かかる米国特許の開示内
容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。処理モジュール
11は、化学試薬又は他のガス状物質をインジェクタ12の真下に設けられた反
応チャンバ又は処理領域13中に注入するインジェクタ12、例えば米国特許第
5,683,516号又は第6,022,414号に示されたインジェクタを有
している。処理されるべきウェーハ14をコンベヤベルト17で反応チャンバ中
に移動させる。チャンバを反応チャンバに隣接して設けられた加熱器18によっ
て加熱するのがよい。
ると共に基板の上面と反応して基板の表面上に薄い一様な層又は薄膜を生じさせ
る。反応副生物及び未反応ガスを含む廃棄物は、排出系統に結合された排出ベン
ト21を通って排出される。
び排出通路又は排出ベント21の入口の前に配置されている。シールドは、イン
ジェクタ及び排出通路を処理チャンバ13内で生じる反応から隔離し、インジェ
クタの表面及び通路上への反応副生物及び他の汚染要因物の付着を防止する。シ
ールド組立体は又、シールドの表面上へのかかる副生物及び汚染要因物の堆積を
阻止し、したがって副生物の大部分が処理チャンバから排出系統中へ排出される
ようにする。
面に隣接して配置されると共にインジェクタの外縁部に巻きついている後壁26
を有している。後壁は、試薬を処理チャンバ内へ流入させる入口ポートとなるス
ロット28を有している。入口ポートの寸法形状及び形態は、インジェクタ及び
そのポートの設計で決まる。シールドの後壁は、通路31を形成するフランジ2
9をスロット28のところに備えている。後壁の側縁部及び端縁部は、端部フラ
ンジ32及び側部フランジ33を備えている。有孔板34が、フランジ29,3
2,33の頂部上に設けられている。好ましくは、有孔板は、2つの部分から成
り、これらのうち一方の部分が、図5に示されている。2つの部分の切欠き37
は互いに協働して、入口ポート31のスロットを構成する。切欠き38は、以下
に説明する不活性ガス入口導管を受け入れる。2つの部分は、フランジ上に配置
され、図6に示すように端部キャップ又はエンドキャップ41によって保持され
ている。端部キャップは、後壁フランジの端部と同一の形態になっており、これ
ら端部キャップは、後壁に係合して有孔板の縁部を後壁フランジにクランプする
フランジ42を有している。端部キャップは、ねじ43によって保持され、これ
らのねじは、図1に示すように支持体44をシールド組立体に取り付けている。
クランプ46が、有孔板のスロットの縁部を入口ポートフランジ29に弾性的に
クランプしている。有孔板と後壁の熱膨張差は、後壁に対する有孔板の摺動運動
によって許容される。後壁と有孔板との間のスペースは、プレナムとなる。プレ
ナム中に送り込まれた不活性ガスは、有孔板の穿孔又は小穴を通って流れて有孔
板状への反応副生物の付着を阻止する。
はパイプ47によって送られる。パイプは、後壁に沿って長手方向に延びていて
、例えば溶接により後壁に固定された直線部分48を有している。直線部分48
は、曲り部49相互間に位置し、導管の端部は、ガス供給源からの不活性ガスを
受け入れるよう上方に延びている。直線部分48は、不活性ガスがプレナムに沿
って一様に流れることができるように符号51のところで穿孔されている。本発
明の一特徴によれば、曲り部もまた、不活性ガスがプレナムの端部に向かって流
れてシールドの端部の近くで副生物の付着を阻止できるよう符号52のところで
穿孔されている。
壁に溶接されている。支持部材は、シールド本体の端部相互間に延びている。プ
レナムに沿う不活性ガスの流れを可能にするために複数の穴又はスロット55が
支持体に形成されている。支持部材の位置及び支持部材の数は様々であってよい
ことは理解されるべきである。
外方に支持されたシールド本体56を更に有している。シールド本体56とシー
ルド組立体22は協働して排出通路21の入口を形成している。シールド本体5
6は、後部61及びこれから間隔を置いた有孔板62を有し、これらの間にはプ
レナムが形成されている。不活性ガスが、パイプ又は導管64によってプレナム
に供給される。
ドを提供する。このシールドは、有孔板のひどい折れ曲がり又は破断を生じるこ
となく、温度が変化する条件に対応できる。有孔板のクリーニング及び(又は)
交換のためシールド組立体を容易に分解することができる。不活性ガスは、シー
ルド組立体の長さ方向及び端部に沿って均一に流れる。
あるに過ぎず、またこれら実施形態は、本発明を開示した形態そのものに限定す
るものではなく、上記の教示に照らして多くの設計変更例及び改造例を想到でき
ることは明らかである。これら実施形態は、本発明の原理及びその用途を最もよ
く説明し、それにより当業者が本発明を最もよく利用することができるように選
択されており、特定の用途に合うように種々の設計変更を施した種々の実施形態
を想到できる。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及びその均等範囲によっ
て定められる。
ドを示す図である。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 保護ガスシールド装置であって、側部及び端部から外方に延
びるフランジが設けられた後壁を備えるシールド本体と、前記フランジによって
前記後壁から間隔を置いた状態で支持されていて、前記後壁と協働してプレナム
を形成する有孔板状手段と、各々が前記シールド本体のそれぞれの側部から内方
に間隔を置いた状態で前記プレナム中へ延びていて、不活性ガスを前記プレナム
に供給し、それによりガスが前記有孔板状手段から外方に流れるようにする少な
くとも2本の導管と、有孔板状手段の伸縮を可能にしながら、前記シールド本体
の各前記端部及び前記有孔板状手段の縁部に係合して有孔板状手段をシールド本
体上に保持する端部キャップとを有することを特徴とする保護ガスシールド装置
。 - 【請求項2】 前記有孔板状手段は、前記有孔板状手段を形成するよう組み
合わされる2つの有孔板から成ることを特徴とする請求項1記載の保護ガスシー
ルド装置。 - 【請求項3】 前記後壁の縁部に隣接して前記後壁に沿って延びる直線部分
と、前記後壁の端部に隣接して位置する曲り部とを備えた導管を更に有し、前記
導管は、前記直線部分に沿ったところ及び曲り部のところに設けられていて、実
質的に一様なガスの流れを前記プレナム及び前記端部中へもたらす穿孔を備えて
いることを特徴とする請求項1記載の保護ガスシールド装置。
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