JP6660971B2 - シャドーフレームサポート - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、概して、処理チャンバ及び洗浄方法に関する。
基板処理チャンバは、多種多様な機能を提供する。しばしば、基板上に誘電体層を堆積
する場合、堆積プロセスからの残留物は、処理チャンバの壁及び他の表面上に集まる。こ
れらの堆積物はもろくなり、基板の表面を汚染する可能性がある。チャンバは、通常、迅
速に基板を処理するための統合ツールの一部であるので、チャンバのメンテナンス及び洗
浄が最小時間を必要とすることが必須である。汚染の可能性を低減し、こうしてチャンバ
のスループットを向上させるために、効果的かつタイムリーなチャンバ表面の洗浄が望ま
しい。
トプラズマ洗浄、インサイチューRFプラズマ洗浄、又はRF援用リモートプラズマ洗浄
を含む。フッ素含有ガスを有するリモートプラズマは、チャンバ表面を洗浄するために使
用することができる。例えば、洗浄ガスNF3は、遠隔で点火してプラズマにすることが
でき、プラズマからのラジカルがチャンバ内に導入され、これによってチャンバ表面上に
堆積された膜をエッチング除去する。
因して均一ではない。したがって、処理チャンバの洗浄速度を高めるために、改良された
装置及び洗浄方法が必要とされる。
ムサポートを有する処理チャンバを提供する。シャドーフレームサポートは、チャンバ壁
の一部に沿って、すなわちコーナーを空けたままにして、配置される。洗浄中、シャドー
フレームは、それが基板支持体及びシャドーフレームサポートの両方に載るように配置さ
れる。したがって、チャンバ壁に沿って流れる洗浄ガスは、シャドーフレームサポートに
よって遮断され、シャドーフレームサポートがコーナーまで延びていないので、洗浄ガス
はコーナーに強いられる。
部を有するチャンバ本体であって、少なくとも1つの壁は、貫通する開口を有するチャン
バ本体と、複数の壁のうちの第1壁から延在し、第1壁の長さよりも小さい第1長さを有
する第1シャドーフレームサポートと、複数の壁のうちの第2壁から延在し、第2壁の長
さよりも小さい第2長さを有する第2シャドーフレームサポートと、複数の壁のうちの第
3壁から延在し、第3壁の長さよりも小さい第3長さを有する第3シャドーフレームサポ
ートと、複数の壁のうちの第4壁から延在し、第4壁の長さよりも小さい第4長さを有す
る第4シャドーフレームサポートを含む。
た内部を有するチャンバ本体であって、複数の壁のうちの第1壁は第1長さを有し、複数
の壁は複数のコーナーを形成するチャンバ本体を含む。処理装置はまた、第2長さを有す
る第1シャドーフレームサポートを含む複数のシャドーフレームサポートを含み、第1シ
ャドーフレームサポートは、壁の第1長さに沿って第1壁に取り付けられる。第2長さは
、第1長さよりも短く、第1シャドーフレームサポートは、第1シャドーフレームサポー
トがコーナーに接触しないように第1壁の長さに沿った方法で配置される。
フレームサポートの上にシャドーフレームを配置する工程と、シャドーフレームが基板支
持体及びシャドーフレームサポートの両方に接触するような位置まで基板支持体を上昇さ
せる工程と、処理チャンバ内に洗浄ガスを流す工程を含む。
発明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、添付図面は本発明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、本発明は他の等しく
有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
番号を使用している。一実施形態で開示された要素を、特に説明することなく、他の実施
形態で有益に利用してもよいと理解される。
トを有する処理チャンバを提供する。シャドーフレームサポートは、チャンバ壁の一部に
沿って、すなわちコーナーを空けたままにして、配置される。洗浄中、シャドーフレーム
は、それが基板支持体及びシャドーフレームサポートの両方に載るように配置される。し
たがって、チャンバ壁に沿って流れる洗浄ガスは、シャドーフレームサポートによって遮
断され、シャドーフレームサポートがコーナーまで延びていないので、洗浄ガスはコーナ
ーに強いられる。
d Materials, Inc.)の一部門であるAKTアメリカから入手可能なプ
ラズマ強化化学蒸着(PECVD)システムなどの処理システム内で使用され、例示的に
以下に説明される。しかしながら、本発明は、他のメーカーから販売されているものを含
めた他のシステム構成において有用性を有することを理解すべきである。
1以上の膜を基板140上に堆積させることのできるチャンバ100を含む。図1に示す
ように、基板は、処理を起こすことのできない下降位置にある。本装置は、半導体基板、
フラットパネルディスプレイ基板、及び太陽電池パネル基板を含む1以上の基板を処理す
るために使用することができる。
支持体又はサセプタ130を含み、これらは処理容積106を画定する。処理容積106
は、開口108を通ってアクセスされ、これによって基板140は、チャンバ100の内
外へと搬送させることができる。基板支持体130は、基板140を支持するための基板
受け面132を含む。1以上のステム134は、基板支持体130を上下動させるための
リフトシステム136に結合させることができる。リフトピン138は、基板支持体13
0を貫通して移動自在に配置され、これによって基板140を基板受け面132へ、及び
基板受け面132から移動する。基板支持体130はまた、基板支持体130を所望の温
度に維持するための加熱及び/又は冷却要素139を含むことができる。基板支持体13
0はまた、基板支持体130の周辺部でRF接地を提供するための接地ストラップ131
を含むことができる。基板受け面132上に配置された基板140の上面とシャワーヘッ
ド110との間の間隔は、約400ミル〜約1200ミルであることができる。一実施形
態では、間隔は、約400ミル〜約800ミルであることができる。
ート112に結合させることができる。シャワーヘッド110はまた、1以上のカップリ
ングサポート160によってバッキングプレート112に結合させ、これによってシャワ
ーヘッド110の垂下を防止し、真直度/曲率を制御するのを支援することができる。一
実施形態では、12個のカップリングサポート160が使用され、これによってシャワー
ヘッド110をバッキングプレート112に結合させることができる。カップリングサポ
ート160は、締結機構(例えば、ナット及びボルトアセンブリ)を含むことができる。
追加的に及び/又は代替的に、中央連結機構が存在し、これによってバッキングプレート
112をシャワーヘッド110に結合させることができる。中央連結機構は、リング14
8(後述)を囲み、ブリッジアセンブリから懸架させることができる。更に別の一実施形
態では、カップリングサポート160は、シャワーヘッド110内へネジ止めされる締結
具を含むことができる。締結具は、バッキングプレート112に結合されるロッドを受け
るためのスロット開口部を有してもよい。ロッドは、真空シールによってバッキングプレ
ート112に結合させることができる。
ト112内のガス出口142を通って、シャワーヘッド110内のガス通路111を通っ
て、基板受け面132へとガスを供給することができる。真空ポンプ109がチャンバ1
00に結合され、これによって処理容積106を所望の圧力に制御させることができる。
RF電源122がバッキングプレート112及び/又はシャワーヘッド110に結合され
、これによってシャワーヘッド110にRF電力を供給する。RF電力は、シャワーヘッ
ド110と基板支持体130との間に電界を生成し、これによってシャワーヘッド110
と基板支持体130との間のガスからプラズマを生成することができる。様々な周波数(
例えば、約0.3MHz〜約200MHzの周波数)を用いることができる。一実施形態
では、RF電源は、13.56MHzの周波数で供給される。
20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
は、洗浄ガスがリモートプラズマ源124に供給され、これによってチャンバコンポーネ
ントを洗浄するためにリモートプラズマが生成され供給される。洗浄ガスは、シャワーヘ
ッドに供給されるRF電源122によって更に励起させることができる。適切な洗浄ガス
としては、NF3、F2、及びSF6を含むが、これらに限定されない。
きる。1以上のアンカーボルト146が、ブリッジアセンブリ144から支持リング14
8へと下方へ延在することができる。支持リング148は、1以上のボルト150によっ
てバッキングプレート112に結合することができる。支持リング148は、バッキング
プレート112の実質的に中央で、バッキングプレート112と結合することができる。
バッキングプレート112の中央は、支持リング148が存在しない場合に、最小の支持
量を有するバッキングプレート112の領域である。したがって、バッキングプレート1
12の中央領域を支持することによって、バッキングプレートの垂下を減少させる及び/
又は防止することができる。
持体130が下降すると、シャドーフレーム133は、シャドーフレームサポート162
上に載ることができる。一実施形態では、シャドーフレームサポート162は、チャンバ
と同じ材料を含むことができる。別の一実施形態では、シャドーフレームサポート162
は、誘電体材料を含むことができる。別の一実施形態では、シャドーフレームサポート1
62は、ステンレス鋼を含むことができる。別の一実施形態では、シャドーフレームサポ
ート162は、アルミニウムを含むことができる。シャドーフレーム133は、基板14
0の縁部での堆積、及び基板140によって覆われていない基板支持体130の領域上で
の堆積を低減することができる。基板140が最初にチャンバ内に挿入されると、シャド
ーフレーム133は、シャドーフレームサポート162上に載せることができる。基板支
持体130が処理位置まで上昇すると、シャドーフレーム133は、シャドーフレームサ
ポート162から離れて基板140及び基板支持体130によって上昇させることができ
る。
に載せることができ、基板受け面132は、シャドーフレームサポート162から離れて
シャドーフレーム133を持ち上げることなく、それがシャドーフレーム133に接触す
る高さまで上昇する。
フレーム133は、基板支持体130の上に配置される。洗浄ガスが通過するために、ポ
ンピングギャップ208が、シャドーフレーム133とチャンバ本体206との間に形成
される。洗浄ガスは、NF3、SF6、C2F6、HCl又はそれらの組み合わせである
ことができる。一実施形態では、洗浄ガスNF3は、遠隔で点火されプラズマとなり、プ
ラズマからのラジカルがチャンバ内に導入され、これによって基板支持体130、シャド
ーフレーム133、及びチャンバ壁の表面上に堆積された膜をエッチング除去する。真空
ポンプ109は、チャンバ100の底部に向かってラジカルを引く。ラジカルは基板支持
体130に到達し、ラジカルは中実の基板支持体130を通過することができないので、
チャンバ壁の方へ向かう。真空ポンプは、ポンピングギャップ208を通して基板支持体
130の下方の領域へとラジカルを引く。ラジカルは、図2の矢印で示される方向へ流れ
る。チャンバのコーナーへ流れるラジカルの量は、側部に流れるラジカルの量よりも少な
く、したがって、シャドーフレーム133及びチャンバ100のコーナーは、たとえ他の
表面が清浄であったとしても、完全には洗浄されない場合がある。
視図である。洗浄中、シャドーフレーム133は、基板支持体130とシャドーフレーム
サポート306の両方の上に載る。シャドーフレームサポート306は、チャンバ壁30
8から延在する複数のブロックを含み、各ブロックは、次のブロックから離間している。
したがって、シャドーフレーム133が、シャドーフレームサポート306と基板支持体
130の上に配置されたとき、ポンピングギャップ310が、隣接するブロック間に存在
する。このように、より多くの洗浄ガスラジカルが、コーナーよりも側部へと流れる。
一実施形態では、シャドーフレームサポート406は、チャンバ壁308から延在する単
一のブロックを含む。シャドーフレームサポート406は、誘電体材料、ステンレス鋼、
又はアルミニウムで作られ、チャンバ壁308の長さ404よりも短い長さ402を有す
ることができる。シャドーフレームサポート406は、シャドーフレームサポート406
の両端部とチャンバ壁308に隣接する壁の間にポンピングギャップ410ができるよう
に配置される。一実施形態では、シャドーフレームサポート406は、チャンバ壁308
の中央に配置され、そのため、ポンピングギャップ410は、チャンバ壁308に沿って
同じ長さを有する。こうして洗浄ガスラジカルは、基板支持体130の下方に配置された
真空ポンプへとポンピングギャップ410を通して引かれる。ラジカルは、チャンバのコ
ーナーに均等に向かい、したがって、シャドーフレーム133のコーナーの洗浄速度を改
善する。
シャドーフレームの上面図である。図5に示されるように、チャンバ本体206は、複数
の壁によって画定された内部を有する。一実施形態では、第1シャドーフレームサポート
508は、複数の壁の第1壁510から延在しており、第1壁の長さよりも小さい第1長
さを有する。いくつかの実施形態では、第1シャドーフレームサポート508は、第1シ
ャドーフレームサポート508の端部と第1壁510に隣接した壁との間にギャップが存
在するように配置される。
第2壁514の長さよりも短い第2長さを有する。いくつかの実施形態では、第2シャド
ーフレームサポート512は、第2シャドーフレームサポート512の端部と第2壁51
4に隣接した壁との間にギャップが存在するように配置される。
第3壁518の長さよりも短い第3長さを有する。いくつかの実施形態では、第3シャド
ーフレームサポート516は、第3シャドーフレームサポート516の端部と第3壁51
8に隣接した壁との間にギャップが存在するように配置される。
第4壁522の長さよりも短い第4長さを有する。いくつかの実施形態では、第4シャド
ーフレームサポート520は、第4シャドーフレームサポート520の端部と第4壁52
2に隣接した壁との間にギャップが存在するように配置される。
れることができる存在する唯一のギャップ530は、処理チャンバのコーナーにある。シ
ャドーフレーム133は、基板支持体130とシャドーフレームサポート508、512
、516、及び520の両方の上に配置されるので、全てのラジカルは、ギャップ530
を通過しなければならない。こうして、ポンピングギャップ530は、処理チャンバのコ
ーナーに位置し、洗浄ガスラジカルがチャンバ壁に沿ってチャンバのコーナーへと流れる
ことを強いるので、チャンバのコーナーは効果的に洗浄される。
8の両端に長さ「A」を有するギャップを残して、チャンバ壁510の中央に配置される
。シャドーフレームサポート512はまた、チャンバ壁514の中央に配置され、こうし
てシャドーフレームサポート512の両端に長さ「B」を有するギャップを残す。一実施
形態では、チャンバ壁510及び518は同じ長さを有し、シャドーフレームサポート5
08及び516は同じ長さを有する。チャンバ壁514及び522は同じ長さを有し、シ
ャドーフレームサポート512及び520は同じ長さを有する。その結果、4つのポンピ
ングギャップ530は、同一の面積を有する。図5中の矢印が示すように、洗浄ガスラジ
カル流は、ポンピングギャップ530に均等に向けられ、こうして、シャドーフレーム1
33のコーナー上に堆積された膜の洗浄速度を改善する。
である。洗浄ガスが処理チャンバのコーナーに流れるようにするために、シャドーフレー
ム133は、基板支持体130とシャドーフレームサポート406との間のギャップを塞
ぐことができる。洗浄中、シャドーフレーム133は、シャドーフレームサポート406
の上に配置される。シャドーフレーム133が基板支持体130とシャドーフレームサポ
ート406の両方に触れるような洗浄位置において基板支持体130が図示される。洗浄
ガスラジカルが、処理チャンバ内に導入される。一実施形態では、洗浄ガスは、NF3を
含む。シャドーフレーム133は、基板支持体130とシャドーフレームサポート406
との間のギャップを塞ぎ、ラジカルを処理チャンバのコーナーへと強いる。一実施形態で
は、処理チャンバは、4つの壁から延在する4つのシャドーフレームサポート406を有
する4つの壁を有する。シャドーフレームサポート406は、洗浄ガスが壁の長さに沿っ
て流れるのを遮断し、4つのコーナーへと洗浄ガスの流れを導く。
である。基板処理中、基板(図示せず)を載置した基板支持体130は、シャドーフレー
ム133が、シャドーフレームサポート406から離間されるような位置まで上昇される
。シャドーフレーム133は、基板支持体130によって持ち上げられ、こうして処理ガ
スは、シャドーフレーム133とチャンバ壁との間のギャップを介して、基板支持体13
0とシャドーフレームサポート406との間に形成されたギャップを通って流れることが
できる。したがって、処理ガスは、処理チャンバのコーナーに強いられない。
基板支持体130の概略側面図である。基板支持体130は、シャドーフレーム133が
、シャドーフレームサポート406上に載り、こうしてシャドーフレーム133と基板支
持体130との間にギャップを作るようなシャドーフレームサポート406の下方の位置
まで下降される。ギャップは、ガスがチャンバ壁の長さに沿って通って流れることを可能
にする。この構成では、ガスは、洗浄するか処理するかに関係なく、処理チャンバのコー
ナーに強いられない。
ている。一実施形態では、SiN膜がいくつかの基板上に堆積され、洗浄プロセスがそれ
に続き、その間、エッチングの終点がシャドーフレームのコーナーで監視された。従来の
シャドーフレームサポートと本発明の実施形態のうちの1つに係るシャドーフレームサポ
ートとの間で、エッチング時間が比較された。チャンバの4つの領域(S/V(第1面)
、S/V(第2面)、Win(第1面)、及びWin(第2面))での洗浄時間が記録さ
れた。総洗浄時間は、従来のシャドーフレームサポートに対する547秒から、一実施形
態に係るシャドーフレームサポートに対する315秒へと減少し、これは42%の減少を
示した。
トも最小化され、基板コストの低下につながる。一実施形態では、基板は、液晶ディスプ
レイ(LCD)パネルである。
よって最小限に抑えることができる。改良されたシャドーフレームサポートは、コーナー
のみを開放したままにして、チャンバ壁に沿った基板支持体とシャドーフレームとの間の
ポンピングギャップを遮断するために使用される。洗浄中、基板支持体は、シャドーフレ
ームがシャドーフレームサポート及び基板支持体の両方に接触する位置まで上昇される。
明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 (12)
- 複数の壁を有するチャンバ本体と、
チャンバ本体に結合された複数のシャドーフレームサポートであって、
シャドーフレームサポートの各々は、複数の壁のうちの対応する壁から延在し、
シャドーフレームサポートの各々は、
一方の端部と、
一方の端部に対向する他方の端部であって、一方のギャップが一方の端部と一方の隣接壁との間に形成され、他方のギャップが他方の端部と他方の隣接壁との間に形成されることで、洗浄ガスラジカルは、一方の端部と一方の隣接壁との間に形成される一方のギャップのコーナー及び他方の端部と他方の隣接壁との間に形成される他方のギャップのコーナーに向けられている他方の端部とを有しているシャドーフレームサポートとを備える処理装置。 - 複数の壁は第1壁、第2壁、第3壁及び第4壁を含む請求項1記載の処理装置。
- 複数のシャドーフレームサポートは、第1シャドーフレームサポート、第2シャドーフレームサポート、第3シャドーフレームサポート及び第4シャドーフレームサポートを含む請求項2記載の処理装置。
- 第1シャドーフレームサポートは第1壁に結合されて、そこから延在し、第2シャドーフレームサポートは第2壁に結合されて、そこから延在し、第3シャドーフレームサポートは第3壁に結合されて、そこから延在し、第4シャドーフレームサポートは第4壁に結合されて、そこから延在している請求項3記載の処理装置。
- 第1シャドーフレームサポートは第1端部と第1端部に対向する第2端部とを有し、
第2シャドーフレームサポートは第3端部と第3端部に対向する第4端部とを有し、
第3シャドーフレームサポートは第5端部と第5端部に対向する第6端部とを有し、
第4シャドーフレームサポートは第7端部と第7端部に対向する第8端部とを有し、
第2端部、第3端部、第1壁、及び第2壁は、第1ギャップを画定し、
第4端部、第5端部、第2壁、及び第3壁は、第2ギャップを画定し、
第6端部、第7端部、第3壁、及び第4壁は、第3ギャップを画定し、
第8端部、第1端部、第4壁、及び第1壁は、第4ギャップを画定している、請求項4記載の処理装置。 - 第1シャドーフレームサポートは第1壁の幅方向中央に配置され、第2シャドーフレームサポートは第2壁の幅方向中央に配置され、第3シャドーフレームサポートは第3壁の幅方向中央に配置され、第4シャドーフレームサポートは第4壁の幅方向中央に配置される請求項5記載の処理装置。
- 第1壁、第2壁、第3壁及び第4壁によって画定される内部を有するチャンバ本体であって、第1壁、第2壁、第3壁及び第4壁は第1コーナー、第2コーナー、第3コーナー及び第4コーナーを形成しているチャンバ本体と、
第1壁に結合された第1シャドーフレームサポートであって、
第1端部と、
第1端部に対向する第2端部とを有する第1シャドーフレームサポートと、
第2壁に結合された第2シャドーフレームサポートであって、
第3端部と、
第3端部に対向する第4端部とを有する第2シャドーフレームサポートと、
第3壁に結合された第3シャドーフレームサポートであって、
第5端部と、
第5端部に対向する第6端部とを有する第3シャドーフレームサポートと、
第4壁に結合された第4シャドーフレームサポートであって、
第7端部と、
第7端部に対向する第8端部とを有する第4シャドーフレームサポートとを備えることで、洗浄ガスラジカルは、
第1壁及び第2壁によって画定される第1コーナーと、
第2壁及び第3壁によって画定される第2コーナーと、
第3壁及び第4壁によって画定される第3コーナーと、
第4壁及び第1壁によって画定される第4コーナーとに向けられている処理装置。 - 第1シャドーフレームサポートと第3シャドーフレームサポートは同じ長さを有している請求項7記載の処理装置。
- 第2シャドーフレームサポートと第4シャドーフレームサポートは同じ長さを有している請求項7記載の処理装置。
- 第1シャドーフレームサポートは第1壁の幅方向中央に配置され、第2シャドーフレームサポートは第2壁の幅方向中央に配置され、第3シャドーフレームサポートは第3壁の幅方向中央に配置され、第4シャドーフレームサポートは第4壁の幅方向中央に配置される請求項7記載の処理装置。
- 複数の壁によって画定される内部を有するチャンバ本体であって、複数の壁は第1壁、第2壁、第3壁及び第4壁を含むチャンバ本体と、
第1壁から延在する第1シャドーフレームサポートであって、第1シャドーフレームサポートは第1端部と、第1端部に対向する第2端部を備える第1シャドーフレームサポートと、
第2壁から延在する第2シャドーフレームサポートであって、第2シャドーフレームサポートは第3端部と、第3端部に対向する第4端部を備える第2シャドーフレームサポートと、
第3壁から延在する第3シャドーフレームサポートであって、第3シャドーフレームサポートは第5端部と、第5端部に対向する第6端部を備える第3シャドーフレームサポートと、
第4壁から延在する第4シャドーフレームサポートであって、第4シャドーフレームサポートは第7端部と、第7端部に対向する第8端部を備える第4シャドーフレームサポートとを備え、
第2端部、第3端部、第1壁及び第2壁は第1ギャップを画定し、第4端部、第5端部、第2壁及び第3壁は第2ギャップを画定し、第6端部、第7端部、第3壁及び第4壁は第3ギャップを画定し、第8端部、第1端部、第4壁及び第1壁は第4ギャップを画定する処理装置。 - 第1シャドーフレームサポートと第3シャドーフレームサポートは同じ長さを有し、
第2シャドーフレームサポートと第4シャドーフレームサポートは同じ長さを有している請求項11記載の処理装置。
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