JP2019208064A - シャドーフレームを除去するためのガス閉じ込め装置アセンブリ - Google Patents

シャドーフレームを除去するためのガス閉じ込め装置アセンブリ Download PDF

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Abstract

【課題】基板内における堆積速度及び膜のプロファイル均一性を改善する処理チャンバ用ガス閉じ込め装置アセンブリを提供する。【解決手段】処理チャンバ用ガス閉じ込め装置アセンブリ１２９は、基板１４０のエッジ領域においてガス流を減少させ、高い堆積速度を補償するように構成されたガス閉じ込め装置を含む。ガス閉じ込め装置アセンブリ１２９はまた、ガス閉じ込め装置の下方に配置されたカバー１３３を含む。カバー１３３は、基板支持体１３０がプラズマに曝露されるのを防止するように構成される。【選択図】図５

Description

開示の背景
（分野）
本開示の実施形態は、概して、プロファイル均一性を改善するためのガス閉じ込め装置アセンブリ及び処理チャンバ内にガスを分配するための方法に関する。
（背景技術の説明）
液晶ディスプレイ又はフラットパネルは、一般的に、アクティブマトリックスディスプレイ（例えば、コンピュータ及びテレビのモニター）用に使用される。プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）は、一般的に、基板（例えば、フラットパネルディスプレイ又は半導体ウェハ用の透明基板）上に薄膜を堆積させるために用いられる。ＰＥＣＶＤは、一般的に、基板を含む真空チャンバ内に、前駆体ガス又はガス混合物（例えば、シラン（ＳｉＨ４）及び窒素（Ｎ２））を導入することによって達成される。前駆体ガス又はガス混合物は、典型的には、チャンバの上部近くに位置する分配プレートを通って下方に導かれる。チャンバ内の前駆体ガス又はガス混合物は、チャンバに結合された１以上のＲＦ源からチャンバに高周波（ＲＦ）電力を印加することによりプラズマにエネルギー化（例えば、励起）される。励起されたガス又はガス混合物は、温度制御された基板支持体上に配置された基板の表面上に、材料（例えば、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ））の層を形成するように反応する。シリコン窒化物層は、次世代の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）及びアクティブマトリクス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）内の低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）膜スタック用に、パッシベーション層、ゲート絶縁膜、バッファ層、及び／又はエッチストップ層を形成する。しかしながら、ＴＦＴ及びＡＭＯＬＥＤは、フラットパネルディスプレイを形成するための２つのタイプのデバイスである。
ＰＥＣＶＤ技術により処理されたフラットパネルは、典型的には大型であり、多くの場合、４平方メートルを超える。基板の大きさがフラットパネルディスプレイ業界で成長し続けるにつれて、大面積ＰＥＣＶＤのための膜厚及び膜の均一性の制御が問題となる。シャドーフレームは、典型的には、プラズマから基板支持体を保護するためにＰＥＣＶＤ内で使用される。しかしながら、シャドーフレームは、基板の最も外側の端部を覆うので、それらは、（１）エッジエクスクルージョン（ＥＥ）を３ｍｍ〜５ｍｍ増加させる、及び（２）基板の周辺部／エッジ領域近くの成膜に悪影響を与える。エッジの均一性を改善する１つの方法は、シャドーフレームを除去することである。しかしながら、シャドーフレームの除去は、プラズマに曝露される基板支持面の周辺領域を依然として残し、基板と覆われていない基板支持面との間のオフセットに起因する基板のエッジ領域で、より高い堆積速度をもたらす可能性がある。また、基板支持表面がプラズマに曝露される場合、それは、プラズマアーク放電及び不均一な堆積をもたらす可能性がある。
したがって、基板内における堆積速度及び膜のプロファイル均一性を改善する必要がある。
概要
本開示は、概して、ガス流を閉じ込め、基板のエッジ領域の近くの局所的なガス流分布を変化させることにより、基板のエッジ領域における高い堆積速度を減少させるように設計されたガス閉じ込め装置アセンブリに関する。ガス閉じ込め装置アセンブリの材質、大きさ、形状、及びその他の構成は、処理要件及び関連する堆積速度に基づいて変えることができる。
一実施形態では、処理チャンバ用ガス閉じ込め装置アセンブリは、基板のエッジ領域においてガス流を減少させ、高い堆積速度を補償するように構成されたガス閉じ込め装置を含む。ガス閉じ込め装置アセンブリはまた、ガス閉じ込め装置の下方に配置されたカバーを含む。カバーは、基板支持体がプラズマに曝露されるのを防止するように構成される。
本開示の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本開示のより具体的な説明を、実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本開示の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限していると解釈されるべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
ガス閉じ込め装置アセンブリを有するＰＥＣＶＤチャンバの一実施形態の概略断面図である。 図１の基板支持体を囲むガス閉じ込め装置アセンブリの一実施形態の平面図である。 従来のシャドーフレームアセンブリの一実施形態の断面側面図である。 ガス閉じ込め装置アセンブリの一実施形態の断面側面図である。 ガス閉じ込め装置アセンブリの一実施形態の等角図である。
理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照番号を使用している。一実施形態の要素及び構成を更なる説明なしに他の実施形態に有益に組み込んでもよいと理解される。
詳細な説明
本開示は、概して、ガス流を再分配することによって、基板のエッジ領域における高い堆積速度を減少させるように設計されたガス閉じ込め装置アセンブリに関する。本明細書に記載の実施形態によれば、ガス閉じ込め装置は、ガス流を閉じ込め、基板のエッジ領域の近くの局所的なガス流分布を変化させることにより、不均一な堆積速度を減少させる。ガス閉じ込め装置アセンブリの材質、大きさ、形状、及び他の構成は、処理要件及び関連する堆積速度に基づいて変化させることができる。
本明細書内の実施形態は、大面積基板を処理するように構成されたＰＥＣＶＤシステム（例えば、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．）の一部門であるＡＫＴから入手できるＰＥＣＶＤシステム）を参照して以下に例示的に説明される。しかしながら、本開示は、他のシステム構成（例えば、エッチングシステム、他の化学気相堆積システム、及び円形基板を処理するように構成されたこれらのシステムを含む、処理チャンバ内でガスを分配することが望まれる任意の他のシステム）において有用であることが理解されるべきである。
図１は、電子デバイス（例えば、ＴＦＴ及びＡＭＯＬＥＤ）を形成するためのＰＥＣＶＤチャンバ１００の一実施形態の概略断面図である。なお、図１は、基板上の電子デバイスに用いることができる単なる例示的な装置であることに留意すべきである。１つの適切なＰＥＣＶＤチャンバは、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社から入手可能である。他の製造業者からのものを含む他の堆積チャンバが、本開示を実施するために利用可能であることが理解される。
チャンバ１００は、一般的に、処理容積１０６を画定する、壁１０２、底部１０４、及びガス分配プレート又はディフューザー１１０、及び基板支持体１３０を含む。処理容積１０６は、壁１０２を貫通して形成された密閉可能なスリットバルブ１０８を通してアクセスされ、これによって基板１４０は、チャンバ１００の内外に搬送されることが可能である。一実施形態では、基板１４０は、１８５０ｍｍ×１５００ｍｍである。基板支持体１３０は、基板１４０を支持するための基板受け面１３２と、基板支持体１３０を昇降させるためのリフトシステム１３６に結合されたステム１３４を含む。
ガス閉じ込め装置アセンブリ１２９は、基板支持体１３０の周辺部の周りに配置される。ガス閉じ込め装置アセンブリ１２９は、基板１４０のエッジ領域における高い堆積速度を減少させるように構成される。一実施形態では、ガス閉じ込め装置アセンブリ１２９は、ベース１３１、カバー１３３、及びガス閉じ込め装置１３５を含む。ベース１３１は、ガス閉じ込め装置１３５を支持するように構成され、カバー１３３は、基板１４０が処理中にその上に配置されたときに、基板支持体１３０を覆うように、すなわち、基板支持体１３０がプラズマに曝露されるのを防止するように構成される。一実施形態では、カバー１３３は、処理温度（例えば、４００℃）の間、１０ｍｍ又は５ｍｍ、基板１４０に重なる。たとえ、基板１４０は、基板支持体１３０との位置がずれた場合でも、カバー１３３は、有利には、プラズマから基板支持体１３０を保護する。ガス閉じ込め装置アセンブリ１２９の詳細については後述する。
リフトピン１３８は、基板受け面１３２に、及び基板受け面１３２から、基板１４０を移動するために基板支持体１３０を通して移動自在に配置され、これによって基板搬送を促進する。基板支持体１３０はまた、基板支持体１３０及びその上に位置する基板１４０を所望の温度に維持するために、加熱及び／又は冷却要素１３９を含むことができる。基板支持体１３０はまた、基板支持体１３０の周囲にＲＦ接地を提供するために、接地ストラップ１４２を含んでもよい。
ディフューザー１１０は、その周囲でサスペンション１１４によってバッキングプレート１１２に結合されている。ディフューザー１１０はまた、ディフューザー１１０の垂下を防止する及び／又は真直度／曲率を制御するのを助長するために、１以上の中央支持体１１６によってバッキングプレート１１２に結合されてもよい。ガス源１２０がバッキングプレート１１２に結合され、これによってディフューザー１１０内に形成された複数のガス流路１１１へ、及び基板受け面１３２へ、バッキングプレート１１２を介して１以上のガスを提供する。適切なガスは、ケイ素含有ガス（例えば、シラン（ＳｉＨ４））、窒素含有ガス（例えば、窒素（Ｎ２）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、及び／又はアンモニア（ＮＨ３））、酸素含有ガス（例えば、酸素（Ｏ２））、及びアルゴン（Ａｒ）を含むことができるが、これらに限定されない。真空ポンプ１０９がチャンバ１００に結合され、これによって処理容積１０６内の圧力を制御する。ＲＦ電源１２２がバッキングプレート１１２及び／又はディフューザー１１０に結合され、これによってディフューザー１１０と基板支持体１３０との間に電界を発生させるためにディフューザー１１０にＲＦ電力を供給し、これによってディフューザー１１０と基板支持体１３０との間に存在するガスからプラズマを形成することができる。種々のＲＦ周波数（例えば、約０．３ＭＨｚ〜約２００ＭＨｚの間の周波数）を使用することができる。一実施形態では、ＲＦ電源１２２は、１３．５６ＭＨｚの周波数でディフューザー１１０に電力を供給する。
リモートプラズマ源１２４（例えば、誘導結合リモートプラズマ源）もまた、ガス源１２０とバッキングプレート１１２との間に結合させることができる。基板を処理する間に、洗浄ガスがリモートプラズマ源１２４に供給され、リモートプラズマを形成するために励起させることができ、これから解離された洗浄ガス種が生成され、チャンバコンポーネントを洗浄するために供給される。洗浄ガスは、ディフューザー１１０を通って流れるように供給されるＲＦ電源１２２によって更に励起させることができ、これによって解離された洗浄ガス種の再結合を減少させる。適切な洗浄ガスは、ＮＦ３、Ｆ２、及びＳＦ６を含むが、これらに限定されない。
一実施形態では、加熱及び／又は冷却要素１３９が使用され、これによって堆積時に基板支持体１３０及びその上の基板１４０の温度を約４００℃以下に維持することができる。一実施形態では、加熱及び／又は冷却要素１３９は、基板温度を１００℃未満（例えば、２０℃〜約９０℃の間）に制御するために使用することができる。
基板受け面１３２上に配置された基板１４０の上面とディフューザー１１０の底面１５０との間の堆積中の間隔は、約４００ｍｍ〜約１２００ｍｍの間（例えば、約４００ｍｍ〜約８００ｍｍの間（例えば、約４００ｍｍ〜約６００ｍｍの間（例えば、約５００ｍｍ）））とすることができる。一実施形態では、ディフューザー１１０の底面１５０は、その中央領域が周辺領域よりも薄い凹状の湾曲を含むことができる。
チャンバ１００は、ＴＦＴ及びＡＭＯＬＥＤ内でパッシベーション層、ゲート絶縁膜、バッファ層、又はエッチストップ層として広く使用されるＰＥＣＶＤプロセスによって、アモルファスシリコン（ａＳｉ）、窒化物（例えば、シリコン窒化物）、及び／又は酸化物（例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ））を堆積させるために使用することができる。堆積されたアモルファスシリコン、窒化物、又は酸化物層の均一性（すなわち、厚さ）は、最終的なデバイス性能（例えば、閾値電圧及びドレイン電流の均一性）に大きな影響を与える。一実施形態では、基板の表面全域に亘って、かつ（従来の１５ｍｍのＥＥの代わりに）１０ｍｍのＥＥで約５％以下の膜均一性が望まれる。この目標に向かって多くの進歩がなされてきたが、この均一性が達成されていない基板１４０の領域が存在する。例えば、基板のエッジは、他の領域よりも大きい又は小さい、これらの領域での膜厚をもたらす、より高い又は低い堆積速度が認められる。理論に束縛されることを望むものではないが、エッジ領域におけるより高い堆積速度の原因は、プラズマ駆動プロセスとは対立するガス流駆動プロセスに起因する。これらの影響を克服し、基板１４０上のエッジ領域における膜の不均一性を最小限にするために、本発明のガス閉じ込め装置アセンブリが開発され、テストされた。
図２は、基板支持体１３０を囲むガス閉じ込め装置アセンブリ１２９のカバー１３３の一実施形態の平面図である（ガス閉じ込め装置ベース１３１及びガス閉じ込め装置１３５は、明確にするために除去されている）。図１及び図２を参照すると、ガス閉じ込め装置アセンブリ１２９は、ガスの流れを閉じ込め、基板１４０のエッジ領域上に堆積されるガス流の局所的分布を変えるように構成されている。一実施形態では、ガス閉じ込め装置アセンブリ１２９は、基板１４０の広い範囲の均一性プロファイルに影響を与えることなく、基板１４０のエッジでの高い堆積速度を減少させる。
図３は、従来のシャドーフレームアセンブリの一実施形態の断面側面図である。シャドーフレーム３１０は、基板支持体１３０上に配置された基板１４０の周縁部に重なる。シャドーフレーム３１０は、ＰＥＣＶＤ処理中にプラズマから基板支持体１３０を保護する利点を提供する。しかしながら、シャドーフレーム３１０の欠点は、それが基板１４０の周縁部を覆い、これによってエッジエクスクルージョンを増加させ、基板１４０の周辺領域の成膜を抑え又は制限し、エッジの均一性の低下につながることを含む。シャドーフレーム３１０の除去はまた、基板１４０の周縁部における過度のプラズマ堆積並びに潜在的なプラズマアーク放電のため、周辺部に不均一な堆積をもたらす。
図４は、図３に示したシャドーフレーム及びシャドーフレームの除去の両方の懸案事項の多くに対処するガス閉じ込め装置アセンブリ１２９の一実施形態の断面側面図である。ガス閉じ込め装置１３５は、ベース１３１上に配置され、次に基板支持体１３０上に配置される。カバー１３３は、基板支持体１３０上に配置され、基板支持体１３０上の堆積を防止する。ガス閉じ込め装置１３５は、カバー１３３及びベース１３１上に配置され、基板１４０の周辺部の周りに配置される。図５は、ガス閉じ込め装置アセンブリ１２９の一実施形態の等角図である。ガス閉じ込め装置１３５は、基板１４０の周辺部の周りに配置される。ガス閉じ込め装置１３５と基板１４０の間には、ギャップ１３７が存在する。基板支持体１３０によって支持されるカバー１３３が、ギャップ１３７の下に配置され、堆積から基板支持体１３０を保護する。
ガス閉じ込め装置アセンブリ１２９は、非金属又はガラスから作られる。例えば、ガス閉じ込め装置アセンブリ１２９は、セラミックス（例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３））から作ることができる。ベース１３１は、基板支持体１３０上に配置され、一実施形態では、ベース１３１は、基板支持体１３０の基板受け面１３２に対向するように構成されたベース１３１の面に配置された１以上のセラミックスボタン（図示せず）を含む。セラミックスボタンは、基板支持体１３０との熱的及び機械的接触を減少させることができる。ガス閉じ込め装置１３５は、基板支持体１３０上に配置されたベース１３１を介して基板支持体１３０に結合される。一実施形態では、ベース１３１は、ガス閉じ込め装置１３２と整列させるための１以上の位置決めピン２０２を含む。
カバー１３３は、ベース１３１とガス閉じ込め装置１３５との間で基板支持体１３０に結合される。カバー１３３は、たとえ基板１４０が基板支持体１３０上で位置ずれした場合でも、基板支持体１３０が処理中にプラズマに曝露されないように構成される。一実施形態では、カバー１３３は、交点又は継ぎ目２０６で接合された１以上のセラミックスプレート２００を含む。セラミックスプレート２００は、（図１に示されるように）基板支持体１３０の上部外周上に位置し、かつ基板１４０の外周の下に配置される。１以上のスロット状の位置決めピン２０２及び固定ねじ２０４が使用され、これによってセラミックスプレート２００を互いに接合し、カバー１３３を形成する。基板支持体１３０の材料（例えば、アルミニウム）の熱膨張とセラミックスプレート２００の熱膨張との差に起因して、スロット状の位置決めピン２０２及び固定ねじ２０４は、カバーセラミックスプレート２００が継ぎ目２０６で開くのを防止する。位置決めピン２０２用の穴の中心と固定ねじ２０４用の穴との間の距離は、「Ｘ」として定義される。距離Ｘは、セラミックスプレート２００が継ぎ目２０６で実質的なギャップを形成するのを依然として防止しながら、基板支持体１３０がセラミックスプレート２００よりも多く熱膨張するのを可能にするように選択することができる。これは、有利には、処理温度（例えば、４００℃）で熱膨張する間でさえ、基板支持体１３０がプラズマに曝露されるのを防止する。
図１を再び参照すると、ガス閉じ込め装置１３５は、約１ｍｍ〜約９ｍｍの間（例えば、約３ｍｍ又は約６ｍｍ）の厚さを有し、約２５ｍｍ〜約７５ｍｍの間（例えば、約５０ｍｍ）の幅を有する。ギャップ１３７は、基板１４０のエッジとガス閉じ込め装置１３５との間に形成することができる。一実施形態では、ギャップ１３７は、約１ｍｍ〜約５ｍｍの間（例えば、約２ｍｍ（又は４００℃で約５ｍｍ〜約６ｍｍの間））である。当業者は理解するように、上記の材料及びガス閉じ込め装置アセンブリ１２９の測定値、より具体的には、ガス閉じ込め装置１３５とギャップ１３７の測定値は、流されるガス及び所望の補償されるガス流速に基づいて選択することができる。
有利には、本明細書に記載されるようなガス閉じ込め装置アセンブリ１２９の実施形態は、基板のエッジ領域において、ガス流量を減少させ、高い堆積速度を補償する。ガス閉じ込め装置アセンブリ１２９は、ガス閉じ込め装置１３５の高さの下にガスを押し戻し、上向きにガスを移動させることにより、ガス閉じ込め装置１３５の下の局所的なガスの流れを変える。したがって、局所的なガス分布が減少し、引き続いて、局所的なプラズマ密度と堆積速度も低下する。これにより、全体の膜厚均一性が、特に、５０ｍｍ以下のＥＥのエッジ領域での全体の膜厚均一性が、改善される。
本開示は、ガス閉じ込め装置アセンブリに関連して説明されているが、他のバリア構成が処理チャンバのハードウェアに拡張可能であることが理解される。例えば、シャドーフレームの厚さを増加又は減少させること、又はシャドーフレームを使用することからの影響を補償するために、既存のシャドーフレームに厚さ勾配を導入することを使用することができる。
基板１４０と同様の基板の全体的な均一性がテストされ、本発明のガス閉じ込め装置アセンブリは、以下の有益な結果を示した。（１）アモルファスシリコンの堆積に対して、約６ｍｍの厚さを有するガス閉じ込め装置は、エッジにおける１０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内で、正規化されたＤＲ範囲を６．８％から４．５％へ、２．３％の潜在的な均一性と共に１０ｍｍのＥＥで全体的な均一性を６．０％から３．８％へ改善した。（２）高ＤＲシリコン窒化物（窒化ケイ素）に対して、約６ｍｍの厚さを有するガス閉じ込め装置は、正規化されたＤＲ範囲を９．５％から４．１％へ、２．１％の潜在的な均一性と共に１０ｍｍのＥＥで全体的な均一性を４．３％から３．６％へ改善した。（３）高ＤＲシリコン酸化物（酸化ケイ素）に対して、約６ｍｍの厚さを有するガス閉じ込め装置は、正規化されたＤＲ範囲を８．５％から２．５％へ、１．３％の潜在的な均一性と共に全体的な均一性を６．２％から４．８％へ改善した。（４）低ＤＲシリコン窒化物に対して、約３ｍｍの厚さを有するガス閉じ込め装置は、正規化されたＤＲ範囲を１４．４％から９．７％へ、４．８％の潜在的な均一性と共に全体的な均一性を１２．９％から７．７％へ改善した。（５）低ＤＲシリコン酸化物に対して、約６ｍｍの厚さを有するガス閉じ込め装置は、正規化されたＤＲ範囲を６．３％から１．１％へ、０．６％の潜在的な均一性と共に全体的な均一性を７．４％から６．８％へ改善した。
上記は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他の及び更なる実施形態は本開示の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。

Claims (15)

  1. 処理チャンバ内の基板支持体用のガス閉じ込め装置アセンブリであって、
    内周と外周とを有するガス閉じ込め装置と、
    ベースであって、
    基板支持体上に支持されるように適合された下面と、
    内側上面及び内側側面と、
    ガス閉じ込め装置を支持するように適合された外側上面とを備えるベースと、
    カバーであって、
    ベースの内側上面及び内側側面によって支持されるように適合された外側下面と、
    基板支持体によって支持されるように適合された内側下面と、
    処理される基板の外周よりも小さいことで、基板支持領域がカバーの上面の内側部分の上に画定されている内周と、
    ガス閉じ込め装置の内周よりも大きく、ガス閉じ込め装置の外周よりも小さいことで、カバーの上面の外側部分及びベースの外側上面が、ガス閉じ込め装置を支持するように適合されている外周とを備えるカバーとを備えるガス閉じ込め装置アセンブリ。
  2. カバーは４つのプレートを備え、
    各プレートは２つの対向する側面と２つの対向する端部を有し、各側面は２つの対向する端部に隣接し、
    第１プレートの第１端部は、第２プレートの第１側面に連結され、
    第２プレートの第１端部及び第２プレートの第２端部に隣接する第２プレートの第１側面は、第３プレートの第１側面に連結されている、請求項１に記載のガス閉じ込め装置アセンブリ。
  3. 第１プレートの第１端部は、スロット状の位置決めピン及び固定ねじによって第２プレートの第１側面に連結されている、請求項２に記載のガス閉じ込め装置アセンブリ。
  4. ベースは酸化アルミニウムを含んでいる、請求項１に記載のガス閉じ込め装置アセンブリ。
  5. ガス閉じ込め装置は内側エッジを有し、基板は外側エッジを有し、内側エッジから外側エッジまでの距離は１ｍｍから５ｍｍの間である、請求項１に記載のガス閉じ込め装置アセンブリ。
  6. ガス閉じ込め装置は、約１ｍｍから約９ｍｍの間の厚さを有している、請求項１に記載のガス閉じ込め装置アセンブリ。
  7. カバーは、約５ｍｍから約１０ｍｍの間の距離で基板と重なるように配置されている、請求項１に記載のガス閉じ込め装置アセンブリ。
  8. ガス閉じ込め装置が酸化アルミニウムを含む、請求項１に記載のガス閉じ込め装置アセンブリ。
  9. 処理チャンバであって、
    ディフューザーと、
    ディフューザーに対向する基板を支持するように配置されている基板支持体と、
    ガス閉じ込め装置アセンブリであって、
    内周と外周とを有するガス閉じ込め装置と、
    ベースであって、
    基板支持体上に支持される下面と、
    内側上面及び内側側面と、
    ガス閉じ込め装置を支持する外側上面とを備えるベースと、
    カバーであって、
    ベースの内側上面及び内側側面によって支持される外側下面と、
    基板支持体によって支持される内側下面と、
    処理される基板の外周よりも小さいことで、基板支持領域がカバーの上面の内側部分の上に画定されている内周と、
    ガス閉じ込め装置の内周よりも大きく、ガス閉じ込め装置の外周よりも小さいことで、カバーの上面の外側部分及びベースの外側上面が、ガス閉じ込め装置を支持するようになっている外周とを備えるカバーとを備えるガス閉じ込め装置アセンブリとを備える処理チャンバ。
  10. ガス閉じ込め装置は酸化アルミニウムを含んでいる、請求項９に記載の処理チャンバ。
  11. ガス閉じ込め装置は内側エッジを有し、基板は外側エッジを有し、内側エッジから外側エッジまでの距離は１ｍｍから５ｍｍの間になるように構成されている、請求項９に記載の処理チャンバ。
  12. ガス閉じ込め装置は、約１ｍｍから約９ｍｍの間の厚さを有している、請求項９に記載の処理チャンバ。
  13. カバーは、約５ｍｍから約１０ｍｍの間の距離で基板と重なるように配置されている、請求項９に記載の処理チャンバ。
  14. ベースは酸化アルミニウムを含む、請求項９に記載の処理チャンバ。
  15. カバーは４つのプレートを備え、
    各プレートは２つの対向する側面と２つの対向する端部を有し、各側面は２つの対向する端部に隣接し、
    第１プレートの第１端部は、第２プレートの第１側面に連結され、
    第２プレートの第１端部及び第２プレートの第２端部に隣接する第２プレートの第１側面は、第３プレートの第１側面に連結されている、請求項９に記載の処理チャンバ。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170081757A1 (en) * 2015-09-23 2017-03-23 Applied Materials, Inc. Shadow frame with non-uniform gas flow clearance for improved cleaning
US10280510B2 (en) 2016-03-28 2019-05-07 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly with non-uniform gas flow clearance
JP6794937B2 (ja) * 2017-06-22 2020-12-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR102431354B1 (ko) * 2017-07-11 2022-08-11 삼성디스플레이 주식회사 화학기상 증착장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법
US10468221B2 (en) * 2017-09-27 2019-11-05 Applied Materials, Inc. Shadow frame with sides having a varied profile for improved deposition uniformity
CN113261078A (zh) 2019-01-07 2021-08-13 株式会社爱发科 真空处理装置、真空处理装置的清洁方法
WO2020145190A1 (ja) * 2019-01-07 2020-07-16 株式会社アルバック 真空処理装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004505446A (ja) * 2000-07-25 2004-02-19 アプライド　マテリアルズ　インコーポレイテッド 基板の支持体アセンブリー及び支持方法
JP2005142529A (ja) * 2003-10-16 2005-06-02 Tokyo Electron Ltd 成膜装置
JP2005350773A (ja) * 2004-06-01 2005-12-22 Applied Materials Inc プラズマ処理中のアーク減少方法及び装置
JP2006515039A (ja) * 2003-04-16 2006-05-18 アプライド　マテリアルズ　インコーポレイテッド 大面積プラズマ化学気相堆積法のためのガス分配プレートアセンブリ
JP2010232694A (ja) * 2003-09-05 2010-10-14 Tokyo Electron Ltd フォーカスリング及びプラズマ処理装置
JP2012044145A (ja) * 2010-07-20 2012-03-01 Tokyo Electron Ltd シールド部材、その構成部品及びシールド部材を備えた基板載置台

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4990374A (en) * 1989-11-28 1991-02-05 Cvd Incorporated Selective area chemical vapor deposition
US5352294A (en) * 1993-01-28 1994-10-04 White John M Alignment of a shadow frame and large flat substrates on a support
US6033480A (en) * 1994-02-23 2000-03-07 Applied Materials, Inc. Wafer edge deposition elimination
JPH09191003A (ja) * 1996-01-12 1997-07-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd ドライエッチング方法とその装置
US6284093B1 (en) * 1996-11-29 2001-09-04 Applied Materials, Inc. Shield or ring surrounding semiconductor workpiece in plasma chamber
US6364957B1 (en) * 1997-10-09 2002-04-02 Applied Materials, Inc. Support assembly with thermal expansion compensation
US6096135A (en) * 1998-07-21 2000-08-01 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for reducing contamination of a substrate in a substrate processing system
US6159299A (en) * 1999-02-09 2000-12-12 Applied Materials, Inc. Wafer pedestal with a purge ring
US6344105B1 (en) * 1999-06-30 2002-02-05 Lam Research Corporation Techniques for improving etch rate uniformity
JP4592916B2 (ja) * 2000-04-25 2010-12-08 東京エレクトロン株式会社 被処理体の載置装置
JP2002217172A (ja) * 2001-01-17 2002-08-02 Mitsubishi Electric Corp 製造装置
US20030106646A1 (en) * 2001-12-11 2003-06-12 Applied Materials, Inc. Plasma chamber insert ring
KR101003699B1 (ko) * 2003-08-11 2010-12-23 주성엔지니어링(주) 섀도우 프레임을 포함하는 액정표시장치용 증착장치 및 그의 동작방법
US7024105B2 (en) * 2003-10-10 2006-04-04 Applied Materials Inc. Substrate heater assembly
KR101040940B1 (ko) * 2004-03-03 2011-06-16 주성엔지니어링(주) 박막 증착 장비용 에지 프레임
US20050196971A1 (en) * 2004-03-05 2005-09-08 Applied Materials, Inc. Hardware development to reduce bevel deposition
US20060011137A1 (en) * 2004-07-16 2006-01-19 Applied Materials, Inc. Shadow frame with mask panels
KR100610010B1 (ko) * 2004-07-20 2006-08-08 삼성전자주식회사 반도체 식각 장치
US7534301B2 (en) 2004-09-21 2009-05-19 Applied Materials, Inc. RF grounding of cathode in process chamber
US7670436B2 (en) 2004-11-03 2010-03-02 Applied Materials, Inc. Support ring assembly
US9127362B2 (en) * 2005-10-31 2015-09-08 Applied Materials, Inc. Process kit and target for substrate processing chamber
US20070283884A1 (en) * 2006-05-30 2007-12-13 Applied Materials, Inc. Ring assembly for substrate processing chamber
JP2008078208A (ja) * 2006-09-19 2008-04-03 Tokyo Electron Ltd フォーカスリング及びプラズマ処理装置
WO2009009607A1 (en) * 2007-07-12 2009-01-15 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for processing a substrate edge region
US20090107955A1 (en) * 2007-10-26 2009-04-30 Tiner Robin L Offset liner for chamber evacuation
KR101404010B1 (ko) * 2008-03-06 2014-06-12 주성엔지니어링(주) 기판 가장자리 식각장치 및 이를 이용한 기판 가장자리식각방법
US20100122655A1 (en) * 2008-11-14 2010-05-20 Tiner Robin L Ball supported shadow frame
TW201145440A (en) * 2010-06-09 2011-12-16 Global Material Science Co Ltd Shadow frame and manufacturing method thereof
CN102337511B (zh) * 2010-07-20 2014-02-26 东京毅力科创株式会社 屏蔽部件、其构成零件以及具有屏蔽部件的基板载置台
CN102776491B (zh) * 2011-05-12 2015-08-12 东京毅力科创株式会社 成膜装置和成膜方法
CN204375716U (zh) * 2012-03-05 2015-06-03 应用材料公司 遮蔽框、基板支撑件以及等离子体增强型化学气相沉积设备
US10676817B2 (en) * 2012-04-05 2020-06-09 Applied Materials, Inc. Flip edge shadow frame

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004505446A (ja) * 2000-07-25 2004-02-19 アプライド　マテリアルズ　インコーポレイテッド 基板の支持体アセンブリー及び支持方法
JP2006515039A (ja) * 2003-04-16 2006-05-18 アプライド　マテリアルズ　インコーポレイテッド 大面積プラズマ化学気相堆積法のためのガス分配プレートアセンブリ
JP2010232694A (ja) * 2003-09-05 2010-10-14 Tokyo Electron Ltd フォーカスリング及びプラズマ処理装置
JP2005142529A (ja) * 2003-10-16 2005-06-02 Tokyo Electron Ltd 成膜装置
JP2005350773A (ja) * 2004-06-01 2005-12-22 Applied Materials Inc プラズマ処理中のアーク減少方法及び装置
JP2012044145A (ja) * 2010-07-20 2012-03-01 Tokyo Electron Ltd シールド部材、その構成部品及びシールド部材を備えた基板載置台

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