JP5048185B2 - パージリング用締結装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板処理装置の分野に関する。特に、本発明は、パージリング及びそれに関連する締結装置に関する。
【０００２】
【関連技術の背景】
化学気相堆積（「ＣＶＤ」）は、半導体製造において、基板上に薄膜を堆積させるために使用する一方法である。ＣＶＤでは、前駆ガスを真空チャンバ内及び基板上に送出し、ここでガスを反応させ、薄膜を形成する。基板上面での素材のＣＶＤにおける一つの問題は、素材が基板の端部及び裏面にも堆積することである。基板の端部及び裏面は通常、十分に研磨された上面より粗く、こうした表面に堆積する素材は剥離して、チャンバ及びその中で処理される基板に損傷を与える可能性のある粒子を形成しやすい。加えて、こうした表面に堆積する素材は、基板を支持部材に固着させることで、基板の完全性に損傷を与える恐れがある。
【０００３】
パージガスは、通常、支持部材を通じて基板の端部にパージガスを送出することで端部及び裏面の堆積を防止するために使用される。例えば、パージリングが、基板周囲に隣接する支持部材に配置される。このパージリングは、支持部材と共に環状のチャネルを形成し、パージガスを基板縁部の方向へ向ける。パージガスは基板周辺部近くに正の圧力を加え、処理ガスが基板の端部及び裏面に到達する確率を減らす。
【０００４】
パージリングは、溶接、ボルト締め、又はネジ締め等の方法により、支持部材に固定して取り付けることができる。しかしながら、パージリング上及び環状チャネル内に素材が堆積するため、パージリングを容易に素早く洗浄又は交換できるように、取り外し可能なパージリングが好適である。パージリングは一般に、重力又は摩擦力により支持部材に保持される。取り外し可能なパージリングは支持部材に固定して取り付けないため、パージガス又はその他の処理条件により、パージリングの垂直又は回転方向の位置ずれが発生し、端部／裏面の堆積、粒子の生成、及び基板縁部の損傷が生じる恐れがある。
【０００５】
パージリングの移動は、パージリングがセラミックのペデスタルと共に使用されている時、大きな問題となる。セラミックペデスタルは、高温での応用に使用され、これは、高温ではアルミニウムのペデスタルの腐食、バックスパッタリング、及び歪みが生じる可能性があるためである。しかしながら、セラミックでの問題は、金属に比べて脆く、割れやすいことである。したがって、パージリングの移動により、セラミックペデスタルに損傷が生じ、システム内に粒子が形成される可能性がある。加えて、セラミック構成要素が割れる可能性とセラミック構成要素による作業に伴う困難とのため、溶接、ボルト締め、蝋付け、及びネジ締め等の一般的な接合装置によりパージリングをセラミックペデスタルに取り付けることはできない。
【０００６】
そのため、ペデスタル又はその他のシステム構成要素に損傷を与えることなく、パージリングの垂直及び回転方向の移動を抑制するパージリング及び取り外し可能組立体に関する必要性が存在する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は一般に、パージリングと、このパージリングを取り外し可能な状態で基板支持体材に固定する締結装置とを有する基板支持体材を提供する。本発明の一実施形態において、この締結装置は、解放可能にパージリングを基板支持体材に取り付けるクランプを備える。この締結装置は更に、解放可能にクランプを支持部材に固定するピンを含むことができる。このピンは、パージリング、ウェハ支持部材、及びクランプを通じて孔に差し込まれる。パージリングには、クランプの配置を導くために形成されたスロットを含めることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の前記特徴、利点、及び目的を達成し、詳細に理解し得るように、添付図面に例示された実施形態に基づき、先に概説した本発明を更に詳細に説明する。
【０００９】
しかしながら、本発明は他の同様に効果的な実施形態を許容し得るので、添付図面は本発明の代表的な実施形態のみを例示したものであり、その範囲を限定するものではないことに留意されたい。
【００１０】
本発明は一般に、締結装置を使用して支持され取り付けられたパージリングを有する基板支持体材を提供する。図１及び２は、本発明の一実施形態を全般的に例示している。図１に示すように、この基板支持体は、垂直可動ステム１２上で支持される本体１１を有するヒータペデスタル１０を備える。本体１１は、基板支持面１４を定める上面１３を有する。ヒータペデスタル１０の上面１３と基板との間の熱伝導を促進するために、基板は好ましくは真空を使用して上面１３にチャック又は密着させる。一般に、真空の分布を達成するために、ヒータペデスタル１０の上面１３は、基板の支持に適合する突出部分１５と、真空ポート１７を通じて導入される真空から供給される真空との流体の連絡による定圧部分をサポートするのに適合する凹部１６とを含む。ヒータペデスタル１０は更にくぼみ２７を含むことが可能で、ここでは、動作始動組立体（図示しない）の動作により垂直に移動するリフトピン１８が基板を持ち上げてヒータペデスタル１０の上面１３から離す。パージ部材１９は、ヒータペデスタル１０の上で、基板支持面１４の周囲に隣接して配置される。このパージ部材１９により形成されるパージガスチャネルについては、後に図３において更に説明する。
【００１１】
Ｃ−クランプ２０を備える締結装置は、解放可能に、パージ部材１９とヒータペデスタル１０の本体１１との上に配置され、パージ部材１９の垂直方向のずれを防止する。ピン２１は、解放可能に、クランプ２０、パージ部材１９、及び本体１１に差し込まれ、解放可能にクランプ２０を支持部材に固定する。このピン２１により、クランプ２０及びパージ部材１９を容易に取り外すことが可能になり、パージ部材１９及びヒータペデスタル１０の洗浄又は交換が容易になり、これによりシステムの生産性が増加する。更に、クランプ２０及びピン２１をセラミック構成要素と共に使用することで、ヒータペデスタル１０及びパージ部材１９が損傷を受ける可能性が減少する。好ましくは、パージ部材１９は、三個のクランプ２０と３本のピン２１を使用して本体に固定される。加えて、図２に示すように、クランプ２０の配置のために、パージ部材１９にスロット２２を形成できる。このスロット２２により、クランプ２０のアライメントが可能になり、パージ部材１９の支持部材に対する回転方向のずれを更に防止できる。
【００１２】
図３はヒータペデスタル１０の端部の断面図である。パージ部材１９とヒータペデスタル１０の本体１１とは、プレナム３０を形成し、これは退出ギャップ３１を通じて、基板支持面１４の周辺部にパージガスを送る。本体１１と、パージ部材１９と、クランプ２０とは、解放可能に、パージ部材１９の回転方向のずれを防止するピン２１を受容するために形成された孔３２を有する。スロット２２は、クランプ２０の配置のために支持部材１９に形成できる。又は、スロットは、本体１１とパージ部材１９との両方、又は本体１１のみに形成し、更にアラインメントを助け、パージ部材１９の回転を防止することができる。
【００１３】
ヒータペデスタル１０と、パージ部材１９と、クランプ２０と、ピン２１とは、好ましくは、アルミナ又はアルミナ窒化物等のセラミック素材で作製する。前記構成要素は、同じセラミック素材で作製する必要はないが、同様の熱膨張率を有するセラミック素材で作製するべきである。セラミック素材は高温での使用に最適である。ＣＶＤシステムにおいて、従来のアルミニウム素材を使用することの問題の一部には、アルミニウムの腐食、温度制限、好ましくない堆積がある。プラズマガスにより、アルミニウムの腐食が発生する恐れがあり、これは装置内の金属汚染物に関連する処理の劣化につながる。４８０℃より高い温度では、アルミニウムが軟化し、歪みを生じる可能性があるため、アルミニウムは高温での使用には不適切な物質である。プラズマが存在する状態で、約４８０℃より高い温度でアルミニウムが使用された時、アルミニウムはバックスパッタリングにより、基板及びチャンバ構成要素を汚染する可能性がある。したがって、本発明が最も適合する一応用例は、高温でのタングステンのプラズマ増速ＣＶＤである。
【００１４】
本発明は、ペデスタル、パージリング、又は基板に損傷を与えることなく、パージリングの移動を防止する、信頼性が高く使い易い装置を提供する。以上、本発明の好適な実施形態を説明してきたが、クランプを備えた締結装置又はピンを備えた締結装置を非限定的に含む、本発明の別の実施形態を案出することも可能である。本発明の更に別の実施形態も本発明の基本的な範囲から離れることなく案出し得るが、本発明の範囲は前記特許請求の範囲により画定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の斜視図である。
【図２】図１の締結装置の分解斜視図である。
【図３】図１の線３−３に沿った締結装置の側断面図である。
【符号の説明】
１０ … ヒートペデスタル
１１ … 本体
１２ … 垂直可動ステム
１３ … 上面
１４ … 基板支持面
１５ … 突出部分
１６ … 凹部
１７ … 真空ポート
１８ … リフトピン
１９ … パージ部材
２０ … Ｃ−クランプ
２１ … ピン
２２ … スロット
３０ … プレナム
３１ … 退出ギャップ
３２ … 孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板処理装置の分野に関する。特に、本発明は、パージリング及びそれに関連する締結装置に関する。
【０００２】
【関連技術の背景】
化学気相堆積（「ＣＶＤ」）は、半導体製造において、基板上に薄膜を堆積させるために使用する一方法である。ＣＶＤでは、前駆ガスを真空チャンバ内及び基板上に送出し、ここでガスを反応させ、薄膜を形成する。基板上面での素材のＣＶＤにおける一つの問題は、素材が基板の端部及び裏面にも堆積することである。基板の端部及び裏面は通常、十分に研磨された上面より粗く、こうした表面に堆積する素材は剥離して、チャンバ及びその中で処理される基板に損傷を与える可能性のある粒子を形成しやすい。加えて、こうした表面に堆積する素材は、基板を支持部材に固着させることで、基板の完全性に損傷を与える恐れがある。
【０００３】
パージガスは、通常、支持部材を通じて基板の端部にパージガスを送出することで端部及び裏面の堆積を防止するために使用される。例えば、パージリングが、基板周囲に隣接する支持部材に配置される。このパージリングは、支持部材と共に環状のチャネルを形成し、パージガスを基板縁部の方向へ向ける。パージガスは基板周辺部近くに正の圧力を加え、処理ガスが基板の端部及び裏面に到達する確率を減らす。
【０００４】
パージリングは、溶接、ボルト締め、又はネジ締め等の方法により、支持部材に固定して取り付けることができる。しかしながら、パージリング上及び環状チャネル内に素材が堆積するため、パージリングを容易に素早く洗浄又は交換できるように、取り外し可能なパージリングが好適である。パージリングは一般に、重力又は摩擦力により支持部材に保持される。取り外し可能なパージリングは支持部材に固定して取り付けないため、パージガス又はその他の処理条件により、パージリングの垂直又は回転方向の位置ずれが発生し、端部／裏面の堆積、粒子の生成、及び基板縁部の損傷が生じる恐れがある。
【０００５】
パージリングの移動は、パージリングがセラミックのペデスタルと共に使用されている時、大きな問題となる。セラミックペデスタルは、高温での応用に使用され、これは、高温ではアルミニウムのペデスタルの腐食、バックスパッタリング、及び歪みが生じる可能性があるためである。しかしながら、セラミックでの問題は、金属に比べて脆く、割れやすいことである。したがって、パージリングの移動により、セラミックペデスタルに損傷が生じ、システム内に粒子が形成される可能性がある。加えて、セラミック構成要素が割れる可能性とセラミック構成要素による作業に伴う困難とのため、溶接、ボルト締め、蝋付け、及びネジ締め等の一般的な接合装置によりパージリングをセラミックペデスタルに取り付けることはできない。
【０００６】
そのため、ペデスタル又はその他のシステム構成要素に損傷を与えることなく、パージリングの垂直及び回転方向の移動を抑制するパージリング及び取り外し可能組立体に関する必要性が存在する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は一般に、パージリングと、このパージリングを取り外し可能な状態で基板支持体材に固定する締結装置とを有する基板支持体材を提供する。本発明の一実施形態において、この締結装置は、解放可能にパージリングを基板支持体材に取り付けるクランプを備える。この締結装置は更に、解放可能にクランプを支持部材に固定するピンを含むことができる。このピンは、パージリング、ウェハ支持部材、及びクランプを通じて孔に差し込まれる。パージリングには、クランプの配置を導くために形成されたスロットを含めることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の前記特徴、利点、及び目的を達成し、詳細に理解し得るように、添付図面に例示された実施形態に基づき、先に概説した本発明を更に詳細に説明する。
【０００９】
しかしながら、本発明は他の同様に効果的な実施形態を許容し得るので、添付図面は本発明の代表的な実施形態のみを例示したものであり、その範囲を限定するものではないことに留意されたい。
【００１０】
本発明は一般に、締結装置を使用して支持され取り付けられたパージリングを有する基板支持体材を提供する。図１及び２は、本発明の一実施形態を全般的に例示している。図１に示すように、この基板支持体は、垂直可動ステム１２上で支持される本体１１を有するヒータペデスタル１０を備える。本体１１は、基板支持面１４を定める上面１３を有する。ヒータペデスタル１０の上面１３と基板との間の熱伝導を促進するために、基板は好ましくは真空を使用して上面１３にチャック又は密着させる。一般に、真空の分布を達成するために、ヒータペデスタル１０の上面１３は、基板の支持に適合する突出部分１５と、真空ポート１７を通じて導入される真空から供給される真空との流体の連絡による定圧部分をサポートするのに適合する凹部１６とを含む。ヒータペデスタル１０は更にくぼみ２７を含むことが可能で、ここでは、動作始動組立体（図示しない）の動作により垂直に移動するリフトピン１８が基板を持ち上げてヒータペデスタル１０の上面１３から離す。パージ部材１９は、ヒータペデスタル１０の上で、基板支持面１４の周囲に隣接して配置される。このパージ部材１９により形成されるパージガスチャネルについては、後に図３において更に説明する。
【００１１】
Ｃ−クランプ２０を備える締結装置は、解放可能に、パージ部材１９とヒータペデスタル１０の本体１１との上に配置され、パージ部材１９の垂直方向のずれを防止する。ピン２１は、解放可能に、クランプ２０、パージ部材１９、及び本体１１に差し込まれ、解放可能にクランプ２０を支持部材に固定する。このピン２１により、クランプ２０及びパージ部材１９を容易に取り外すことが可能になり、パージ部材１９及びヒータペデスタル１０の洗浄又は交換が容易になり、これによりシステムの生産性が増加する。更に、クランプ２０及びピン２１をセラミック構成要素と共に使用することで、ヒータペデスタル１０及びパージ部材１９が損傷を受ける可能性が減少する。好ましくは、パージ部材１９は、三個のクランプ２０と３本のピン２１を使用して本体に固定される。加えて、図２に示すように、クランプ２０の配置のために、パージ部材１９にスロット２２を形成できる。このスロット２２により、クランプ２０のアライメントが可能になり、パージ部材１９の支持部材に対する回転方向のずれを更に防止できる。
【００１２】
図３はヒータペデスタル１０の端部の断面図である。パージ部材１９とヒータペデスタル１０の本体１１とは、プレナム３０を形成し、これは退出ギャップ３１を通じて、基板支持面１４の周辺部にパージガスを送る。本体１１と、パージ部材１９と、クランプ２０とは、解放可能に、パージ部材１９の回転方向のずれを防止するピン２１を受容するために形成された孔３２を有する。スロット２２は、クランプ２０の配置のために支持部材１９に形成できる。又は、スロットは、本体１１とパージ部材１９との両方、又は本体１１のみに形成し、更にアラインメントを助け、パージ部材１９の回転を防止することができる。
【００１３】
ヒータペデスタル１０と、パージ部材１９と、クランプ２０と、ピン２１とは、好ましくは、アルミナ又はアルミナ窒化物等のセラミック素材で作製する。前記構成要素は、同じセラミック素材で作製する必要はないが、同様の熱膨張率を有するセラミック素材で作製するべきである。セラミック素材は高温での使用に最適である。ＣＶＤシステムにおいて、従来のアルミニウム素材を使用することの問題の一部には、アルミニウムの腐食、温度制限、好ましくない堆積がある。プラズマガスにより、アルミニウムの腐食が発生する恐れがあり、これは装置内の金属汚染物に関連する処理の劣化につながる。４８０℃より高い温度では、アルミニウムが軟化し、歪みを生じる可能性があるため、アルミニウムは高温での使用には不適切な物質である。プラズマが存在する状態で、約４８０℃より高い温度でアルミニウムが使用された時、アルミニウムはバックスパッタリングにより、基板及びチャンバ構成要素を汚染する可能性がある。したがって、本発明が最も適合する一応用例は、高温でのタングステンのプラズマ増速ＣＶＤである。
【００１４】
本発明は、ペデスタル、パージリング、又は基板に損傷を与えることなく、パージリングの移動を防止する、信頼性が高く使い易い装置を提供する。以上、本発明の好適な実施形態を説明してきたが、クランプを備えた締結装置又はピンを備えた締結装置を非限定的に含む、本発明の別の実施形態を案出することも可能である。本発明の更に別の実施形態も本発明の基本的な範囲から離れることなく案出し得るが、本発明の範囲は前記特許請求の範囲により画定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の斜視図である。
【図２】図１の締結装置の分解斜視図である。
【図３】図１の線３−３に沿った締結装置の側断面図である。
【符号の説明】
１０ … ヒートペデスタル
１１ … 本体
１２ … 垂直可動ステム
１３ … 上面
１４ … 基板支持面
１５ … 突出部分
１６ … 凹部
１７ … 真空ポート
１８ … リフトピン
１９ … パージ部材
２０ … Ｃ−クランプ
２１ … ピン
２２ … スロット
３０ … プレナム
３１ … 退出ギャップ
３２ … 孔
Claims (17)
- パージガスを基板縁部へ送給する装置であって、
基板受容面を画定する基板支持体と、
前記基板支持体の第１面上に配置されるパージ部材と、を備え、
前記パージ部材と前記基板支持体との間に形成されたプレナムが、ガス源からパージガスを受け取り、このパージガスを前記基板縁部へ送給し、
前記パージ部材と前記基板支持体とを一緒に解放可能に保持する締結具、
を備え、
前記締結具は、前記パージ部材の垂直及び回転方向の移動を防止するため、前記パージ部材の上面及び前記基板支持体の第２面と接触する２つ又はそれ以上のクランプと、２つ又はそれ以上のクランプそれぞれのためのピンとを有し、
それぞれの前記クランプと前記支持部材と前記パージ部材とが、孔を有し、前記ピンを解放可能に受容する装置。 - 前記２つまたはそれ以上のクランプのそれぞれを受容するスロットが、前記パージ部材に形成される請求項１に記載の装置。
- 前記基板支持体と、パージ部材と、２つ又はそれ以上のクランプと、ピンとがセラミックから成る請求項１に記載の装置。
- 前記基板支持体が、基板支持体の上面から基板を持ち上げるリフトピンを更に含む請求項１に記載の装置。
- 前記パージ部材が、解放可能にシャドウリングを受容する少なくとも一つの孔を有する請求項１に記載の装置。
- 前記基板支持体が、基板を望ましい温度に維持するヒータ板として機能して基板支持体の内部に配置されるヒータ要素を更に備える請求項１に記載の装置。
- 前記基板支持体が、基板支持体上面に形成される真空ポートを有する請求項６に記載の装置。
- 前記基板支持体が、
基板を支持するために基板上面に形成される突出部と、
真空ポートと連絡して基板支持体上面に形成される凹部と、
を更に備える請求項７に記載の装置。 - パージガスを基板縁部に送給する装置であって、
基板受容面を画定する基板支持体と、
前記基板支持体の第１面上に配置されるパージ部材と、を備え、
前記パージ部材と基板支持体との間に形成されたプレナムが、ガス源からパージガスを受け取り前記基板縁部へ送給し、
前記パージ部材の上面及び前記基板支持体の第２面と接触する三つのクランプと、
三本のピンと、を備え、
前記三つのクランプと支持部材とパージ部材とが、孔を有し、前記三本のピンを解放可能に受容する装置。 - 基板を処理するチャンバであって、
基板受容面を画定する基板支持体と、
前記基板支持体の第１面に配置されるパージ部材と、を備え、
前記パージ部材と基板支持体との間に形成されたプレナムが、ガス源からパージガスを受け取り基板縁部へ送給し、
前記パージ部材と基板支持体とを一緒に解放可能に保持する締結具、
を備え、
前記締結具は、前記パージ部材の垂直及び回転方向の移動を防止するため、前記パージ部材の上面及び前記基板支持体の第２面と接触する２つ又はそれ以上のＣ−クランプを有するチャンバ。 - 前記締結具が、
２つ又はそれ以上のＣ−クランプそれぞれのためのピン、
を備え、
それぞれの前記クランプと基板支持体とパージ部材とが、孔を有し、前記ピンを解放可能に受容し、
前記締結具が、更に
前記２つ又はそれ以上のＣ−クランプそれぞれを配置するためパージ部材に形成されたスロットを備え、前記スロットは、２つ又はそれ以上のクランプを解放可能に受容する請求項１０のチャンバ。 - 前記基板支持体が、ヒータペデスタルである請求項１１のチャンバ。
- チャンバが化学蒸着チャンバである請求項１２のチャンバ。
- チャンバが更に高周波電源を備える請求項１３のチャンバ。
- 前記ヒータペデスタルとパージ部材と２つ又はそれ以上のＣ−クランプと及びピンとが、セラミックから成る請求項１４のチャンバ。
- チャンバがタングステンを堆積させる請求項１５のチャンバ。
- 前記パージ部材が、シャドウリングを解放可能に受容するための少なくとも一つの孔を有する請求項１１のチャンバ。
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