JPH06283431A - 基板支持装置、基板支持・運搬装置、及び基板裏側への被着防止方法 - Google Patents

基板支持装置、基板支持・運搬装置、及び基板裏側への被着防止方法

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JPH06283431A
JPH06283431A JP3201315A JP20131591A JPH06283431A JP H06283431 A JPH06283431 A JP H06283431A JP 3201315 A JP3201315 A JP 3201315A JP 20131591 A JP20131591 A JP 20131591A JP H06283431 A JPH06283431 A JP H06283431A
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gas
platen
backside
wafer
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Michael E Thomas
マイケル・イー・トーマス
De Van Everhardus P Van
エバーハーダス・ピー・バンデ・バン
Eliot K Broadbent
エリオット・ケイ・ブロードベント
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National Semiconductor Corp
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Novellus Systems Inc
National Semiconductor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 タングステン他の金属及びケイ化物等の成膜
時にＣＶＤ反応器内のウエハの裏側にアルゴン等の適当
な不活性熱ガスを導入して、ウエハ裏側への被着を防止
する。 【構成】 各処理ステーションはプラテンの上方に配置
されたガス分散ヘッドを有する。プラテンはウエハを受
容する円形凹所と、その床面の周壁近傍に設けられた環
状溝とを有する。加熱加圧された背面ガスが環状溝内に
導入されてウエハを凹所内で床面より上方に維持し、か
つプラテン上のウエハ縁部の下側から流出して、プロセ
スガスのウエハ裏側への接触を防止する。また、背面ガ
スを用いてウエハを浮揚させ、適当なウエハ移送機構に
よってプラテンへまたはプラテンから運搬することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体の加工技術に関
し、より詳細に言えば、半導体の加工作業中に於けるウ
エハの裏側の保護に関する。
【０００２】
【従来の技術】化学蒸着（「ＣＶＤ」）は、半導体工業
に於て集積回路基板の上にフィルム即ち薄膜として知ら
れる材料の薄い膜層を形成するために一般に使用されて
いる。このＣＶＤ法は、選択ガスの熱、プラズマ、また
は熱及びプラズマ分解及び反応を基礎としている。絶縁
体及び誘電体、半導体、導体、超伝導体、及び磁性体に
適当なＣＶＤ薄膜としては様々なものが周知されている
にも拘らず、最も広範に使用されているＣＶＤ薄膜は二
酸化ケイ素、窒化ケイ素及びポリシリコンである。
【０００３】ＣＶＤ薄膜は微粒子の汚染から保護しなけ
ればならない。タングステン、ケイ化タングステン及び
窒化チタンのような金属または他の導体の化学蒸着に於
ける特に厄介な微粒子の発生源は、一定の条件下でウエ
ハの裏側に形成される薄膜である。例えば、ウエハの裏
側が成膜時に全く保護されずまたは十分に保護されてい
ない場合、ＣＶＤ材料の被膜が部分的に前記ウエハ裏側
に形成される。このような部分的な被膜は、或る種類の
材料では容易に剥がれて薄片化する傾向があり、成膜時
及びその後の処理過程に於て反応室内に微粒子が持ち込
まれることになる。
【０００４】ウエハ裏面への材料の被着の問題を解消す
るために様々な方法が開発されている。或る方法によれ
ば、前記材料がウエハ裏面に被着するのは構わないが、
その場合には成膜工程の直後にその場でプラズマエッチ
ングを用いて除去するようになっている。この方法で
は、追加の処理工程が必要であり、かつ追加の設備能力
が要求されると共に、ウエハの平面性に影響がある。別
の方法では、ＣＶＤガスから裏側領域を密封しかつ絶縁
する目的で、ウエハを基板ホルダに把持する。実際上十
分なシール作用を達成することは困難であり、かつ把持
手段とウエハ自体との間の機械的な動作によって微粒子
が生じる。
【０００５】更に別の方法が、イトウ（Itoh）の米国特
許第４，８１７，５５８号、１９８９年４月４日発行の
明細書に開示されている。円筒形状をなす基板支持部材
が、ウエハを載置する平坦な支持面に設けられている。
３個のピンが前記支持面の周縁部分から突出している。
シールドの側壁がカバーによって反応ガスから絶縁さ
れ、かつそれには更に基板の高さ位置で該基板の周囲を
包囲する上方の湾曲した領域が設けられている。この上
方の湾曲した領域がウエハの側面にある反応ガスを捕集
し、それによって薄膜のウエハ裏面への被着が防止され
ることが記載されている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の基板支持装置に
於ては、基板の裏側に於ける物質の不必要な被着が低減
される。或る実施例では、基板保持手段を有し、かつそ
の表面部分に対して処理される基板の周縁部が十分に密
封されないようなプラテンを備える。前記プラテン表面
部分にはガス分散手段が設けられ、かつ前記ガス分散手
段と一体をなすガス管が前記プラテンを貫通している。
【０００７】別の実施例では、反応室内で基板を運搬す
るのに適した基板支持装置が得られる。反応室内には、
前記基板支持装置と共にアームを有するウエハ運搬機構
が設けられている。前記ウエハ運搬機構のアームは、前
記プラテン表面部分より上方の移送領域内に、及び前記
プラテンから離隔した空間内に選択的に移動可能であ
る。前記ガス分散装置及びガス供給源は、前記移送領域
に於て基板を浮揚させる機能を有する。
【０００８】或る実施例に於て、プラテン上に基板を受
容する過程と、反応室内にプロセスガスを導入する過程
とからなる方法によって、基板裏面への物質の不必要な
被着が低減される。更に、基板の裏面周辺部と前記プラ
テンとの間の領域内に前記プラテンから或る量の背面ガ
スを一様に分散させ、かつ前記プラテンに対して処理さ
れる前記基板の縁部を十分に密封することなく前記基板
を前記プラテン上に保持する。前記背面ガスの量は、前
記周辺領域の全体に亘ってかつ前記反応室内に向けて、
プロセスガスの基板裏面への接触を妨げるのに十分な前
記背面ガスの放射方向外向きの流れが形成されるように
選択される。
【０００９】また、別の実施例では、基板裏面への被着
を低減するための方法には、前記プラテンの上方の移送
領域内に基板を運搬し、かつ前記移送領域内で前記基板
を浮揚させるのに十分な量の背面ガスを前記プラテンか
ら分散させる過程が含まれる。
【００１０】更に別の実施例では、裏面への被着を低減
する前記方法は前記プラテンの凹所内に前記基板を配置
する過程を含み、前記背面ガスの量が前記基板を前記凹
所内に於て該凹所の床面より上方に維持するように選択
される。
【００１１】
【実施例】高圧化学蒸着（「ＣＶＤ」）装置の反応室
が、図１の上面図及び図２の側面図に概略図示されてい
る。反応室２はロードロック室１に連通し、そこから処
理されるべきウエハが反応室２内に導入され、かつその
中に処理されたウエハを反応室２から受け入れるように
なっている。反応室２内には、５個のウエハ処理ステー
ション４ａ〜４ｅとウエハロード／アンロードステーシ
ョン５とが設けられている。
【００１２】室内のガスは、真空排気ポート２４に通じ
る反応室２の底部の中央排気口６を介して排出される。
反応室２内でステーションからステーションへとウエハ
を移動させるシステムは、当業者にとって周知の設計か
らなるウエハ運搬機構１０とスピンドル回転機構２６と
を備える。ウエハ運搬機構１０は、６個のアーム１６〜
２１を有するマルチアーム型スピンドルの形態をなす。
各アーム１６〜２１は一対の歯で形成されている。前記
各歯には多数の孔（図示せず）を穿孔することができ、
または空気流の妨げを最小とするように変形することが
できる。
【００１３】ウエハ処理ステーション４ｂ〜４ｄが図２
の側面図により詳細に示されている。例えば処理ステー
ション４ｃは、処理されるべきウエハの上に単一のプロ
セスガスまたは混合プロセスガスを導入するためのガス
分散ヘッド１２ｃと、処理されるべき前記ウエハを支持
するためのプラテン１４ｃと、プラテン１４ｃを介して
処理されているウエハの裏側にガス（「背面」ガス）を
供給するための管１３ｃ（図示せず）を備える。処理ス
テーション４ｃはヒータ１５上に取り付けられ、かつ管
１３ｃがヒータ１５の中を貫通している。同様に、処理
ステーション４ｂがガス分散ヘッド１２ｂとプラテン１
４ｂと管１３ｂ（図示せず）とを備え、かつヒータ１５
上に取り付けられている。同じく、処理ステーション４
ｄがガス分散ヘッド１２ｄとプラテン１４ｄと管１４ｄ
（図示せず）とを有し、かつヒータ１５上に取り付けら
れている。
【００１４】背面ガス分配システム３０は、ガス分配管
２８と、それぞれに各ステーション４ａ〜４ｅ、５に関
連しかつヒータ１５内部に於てガス分配管２８に接続さ
れた多数の管１３ａ〜１３ｆ（図示せず）とを備える。
管１３ａ〜１３ｆは、加熱要素（図示せず）の近傍に取
り付けることによって、または他の適当な手法によりヒ
ータ１５内で加熱され、それによって前記管の中を通過
するガスが加熱されるようになっている。必要に応じて
加熱されたバフル、細かい金網または金属スポンジ（図
示せず）を分配システム３０内に配置して、ガスへの熱
の伝達効率を改善することができる。
【００１５】図１及び図２に於けるプラテン１４ａ〜１
４ｅが、図３及び図４にプラテン１００として詳細に示
されている。アルミニウムのような適当な材料で形成さ
れたディスク１１０には、処理されるべき半導体ウエハ
を受容しかつ保持する機能を有する凹み領域１１２が設
けられている。他の適当な材料には、品質を低下させる
ことなく反応処理環境内で使用することができる特定の
ステンレス鋼合金またはニッケルが含まれる。
【００１６】凹み領域１１２は側壁１１４と床面１１６
とを有する。側壁１１４は床面１１６に対して法線方向
に５度の角度をもって設けられ、該床面の直径は１０２
mm（４インチ）のウエハを適合させるために１０３mm
（４．０６インチ）である。床面１１６には、外径９
３．７mm（３．６９インチ）、幅４．８３mm（０．１９
インチ）、及び深さ４．０６mm（０．１６インチ）の環
状溝１１８が設けられている。
【００１７】基板保持手段としての凹み領域１１２の動
作について以下に詳述するが、他の型式の基板保持手段
を使用し得ることはいうまでもない。例えば、ディスク
１１０の上面を平坦に形成することができ、かつ処理さ
れるべき前記ウエハをディスク１１０の上面から突出す
るピンによって固定することができる。
【００１８】ウエハの処理の際に、例えば図３に示され
るプラテン１００の下部から上部に向けてガスの流れが
形成されると仮定する。２ピン式の実施例（図示せず）
では、２個のピンが、例えば２個の先端がそれぞれ放射
方向孔１２０ｅ、１２０ｇの略角度位置に於て図３の側
壁１１４の直ぐ外側に来る位置に設けられる。これらの
ピンは、流通するガス流から処理される前記ウエハが受
ける力に対抗することができる。必要に応じて３個また
はそれ以上の個数のピンを設けることができる。把持作
用が要求される場合には、前記ピンをディスク１１０の
中心に向けて内側に傾けることができ、またはディスク
１１０の中心に向けてそれらの先端を鉤状にすることが
できる。
【００１９】その他の適当な保持手段には、ウエハ上面
の周辺部の上方に取り付けられるリング、または３つま
たはそれ以上の位置でウエハの外縁部に係合する爪が含
まれる。処理されるべき前記ウエハは、該ウエハの裏側
に向けられたガスの噴流によって、該噴流からウエハ裏
面に均一にかつ一様な力が供給される限り、固定するこ
とができる。
【００２０】図３及び図４のプラテンには、８個の放射
方向孔１２０ａ〜１２０ｈとそれぞれに対応するオリフ
ィス１２４ａ〜１２４ｈとを有するガス噴射システムが
設けられている。オリフィス１２４ａ〜１２４ｈは、放
射方向孔１２０ａ〜１２０ｈと環状溝１１８との間に設
けられる。図示されるように、環状溝１１８は連続的な
環状の通路であるが、他の適当な形状とし得ることは言
うまでもない。例えば、前記通路は区分して不連続に設
けることができ、または処理されているウエハの周縁形
状に適合するような形状とすることができ、特により製
造しやすい形状にすることができる。前記通路の断面形
状は半円形であるが、矩形のような他の適当な形状とす
ることができる。また、前記通路はウエハの周縁部によ
り近づけた位置に設けることができ、または前記通路を
ウエハ周縁部により近接させて配置することによってよ
り均一な圧力の分配が達成されると考えられるが、中心
部に近づけることができる。必要に応じて複数の通路を
設けることができる。
【００２１】放射方向孔１２０ａ〜１２０ｈは互いに４
５度の間隔をもって均等に配置され、かつディスク１１
０の中心に集合している。放射方向孔１２０ａ〜１２０
ｈの放射方向遠端部は、圧入された栓１２０ａ〜１２２
ｇによって閉塞されている。放射方向孔１２０ａ〜１２
０ｈが集合することによって形成されるチャンバ内にデ
ィスク１１０の底部から通じる孔内に、管部材１２６が
プレス嵌めされている。管部材１２６は９．６５mm
（０．３８インチ）の外径を有する。処理ステーション
４ａ〜４ｅ及びロード／アンロードステーション５に
は、管部材１２６と類似のガス分配管１３ａ〜１３ｆ
（図示せず）が設けられている。ガス分配管１３ａ〜１
３ｆは、適当な手法によりヒータ１５の中に配管されて
いる。
【００２２】放射方向孔１２０ａ〜１２０ｈの直径及び
管部材１２９の内径は６．３５mm（０．２５インチ）で
ある。オリフィス１２４ａ〜１２４ｈの直径は１．６０
mm（０．０６３インチ）である。一般に、放射方向孔１
２０及びオリフィス１２４の直径並びにオリフィス１２
４の個数は設計上の選択の問題であり、ウエハ裏面に供
給しようとするガスの量に合せて選択される。
【００２３】ウエハロード／アンロードステーション５
の設計は、図示されるプラテン１００と基本的に同一で
ある。しかしながら、凹み１１２は設ける必要がない。
【００２４】図１及び図２に示す装置を用いて、次のよ
うにウエハの上にタングステン、ケイ化タングステン及
び窒化タングステンを含む様々な材料を被着させること
ができる。処理される前記ウエハは、反応室２内にロー
ドロック室１からのロード／アンロードステーション５
に向けて導入される。ウエハをキャリアからロード／ア
ンローステーション５に運搬するための適当な機構は周
知であり、例えば運搬されるべきウエハをその上に載置
する一対の歯を末端に有する多分割アーム機構がある。
【００２５】ガス分配システム３０の管１３ａ〜１３ｆ
は、図示されるプラテン１００の放射方向孔１２０ａ〜
１２０ｈに対応する各ステーション４ａ〜４ｅ、５内の
孔からなるネットワークに接続されている。アルゴン、
ヘリウム、フレオン、Ｃ2 Ｆ6 、またはＣＦ4 もしくは
これらの適当な組み合せからなる適当な不活性熱ガス
が、ガス分配システム３０内に導入される。熱ガスと
は、ウエハ全体に亘って一様な温度を良好に達成する熱
伝達率及び熱容量を有するあらゆるガスを意味する。不
活性ガスとは、反応室２内及び前記ガス分配システム内
に存在する物質と有害な反応を生じないガスであって、
関連する化学反応に関与しない全てのガスである。この
導入された即ち「背面」ガスの流れは、各ステーション
４ａ〜４ｅ、５に於て処理されるべき前記ウエハを浮揚
させるように調整される。例えば、毎分１標準リットル
のアルゴンからなる浮揚流が適当である。
【００２６】前記ウエハが各ステーション４ａ〜４ｅ、
５に於て一旦浮揚すると、先に各ステーション４ａ〜４
ｅ、５間の位置に置かれていたアーム１６〜２１が反応
室２内の６個の前記各ウエハの下側の位置を新しく取る
ように、ウエハ運搬機構１０が所望の方向に３０度回転
する。前記ウエハ運搬機構１０の前記歯が空気流の妨げ
を最小とするように設計されているので、６個の前記ウ
エハの浮遊バランスが維持される。
【００２７】前記背面ガス圧力を、ウエハ運搬機構１０
のアーム１６〜２１の各歯上に前記ウエハを配置するた
めに、十分に低い値または０に低下させる。ここで、ウ
エハ運搬機構１０が所望の方向に６０度回転することに
よって、前記ウエハは連続する各ステーション４ａ〜４
ｅ、５へ運搬される。再び、前記背面ガスの流れを、ウ
エハ運搬機構１０のアーム１６〜２１から前記ウエハを
上方へ持ち上げる浮揚圧力値まで増加させる。
【００２８】次に、アーム１６〜２１が再び各ステーシ
ョン４ａ〜４ｅ、５の間の位置に来るように、ウエハ運
搬機構１０を所望の方向に３０度回転させる。背面ガス
圧力を適当な低い値または０に低下させることによっ
て、完全に処理されたロード／アンロードステーション
５に於ける前記ウエハを前記ロード／アンロード機構の
歯の上に載置し、かつロードロック室１内に取り出す。
ロード／アンロードステーション５へのガスの流れは適
当なバルブを用いて完全に遮断される。
【００２９】ここで、処理されるべき前記ウエハは、各
ガス分配ヘッド１２ａ〜１２ｂの下側の各プラテン１４
ａ〜１４ｅの上に載置されまたはその僅か上方に浮揚す
る。ここで、前記背面ガスの流れはガス分配ヘッド１２
ａ〜１２ｅに於けるプロセスガスの流れに対して調整さ
れて、図３及び図４の凹み１１２に対応する処理ステー
ション４ａ〜４ｅの各凹み領域内に於て処理されるべき
前記ウエハを浮揚させる。前記背面ガスの流れは、前記
ガス分散ヘッド１２ａ〜１２ｅによって前記反応室内２
内のプロセス圧力より幾分高い前記ウエハ上に直接分散
される圧力に釣合うように調整される。反応室２内のプ
ロセス圧力は一般に、使用されるプロセスによるが、約
１０Torr（トル）である。
【００３０】前記背面ガスがウエハ裏面と床面１１６と
の間の空隙内に環状溝１１８を介して導入されると、前
記ウエハの下側に均一な圧力が保持されて、前記ウエハ
縁部の下側から反応室２内に向けて上昇する背面流が維
持される。処理されるべき前記ウエハは、前記ウエハ裏
面と正面との僅かな圧力差によって僅かに浮揚する。
【００３１】前記背面ガスは、反応室２内のプロセス圧
力及び前記ウエハ縁部の下側から流出する所望の流速に
従って、１乃至２０トルの圧力でかつ約０．３乃至１．
０リットルの流量で供給される。反応室２内の周囲圧力
と前記ウエハの下側の圧力との差は約１乃至約５トルで
あると推定される。
【００３２】前記背面ガスは、前記ウエハ縁部の下側か
ら反応室２内へと流れ出る。反応室２内では、前記背面
ガスが前記プロセスガスと混合されて排気口６から排出
され、それによって反応室２の周辺からその中心に向う
放射方向のガス流が形成される。この放射方向のガス流
にウエハ処理ステーション４ａ〜４ｅに於て処理されて
いる前記ウエハが乗る傾向があるのに対して、図示され
るプラテン１００（図３及び図４）の凹み領域１１２に
対応するプラテン１４ａ〜１４ｅの凹み領域が基板保持
手段として機能する。前記ウエハ裏面と床面１１６との
間の前記背面ガスと、前記ウエハ縁部の下側から反応室
２内への外向きの流れとが存在することによって、プロ
セスガスの前記ウエハ裏面への到達が完全に妨げられ、
それによって裏面への被着が防止される。
【００３３】前記背面ガスがガス供給管２８を介してヒ
ータ１５に供給される。ヒータ１５は、何らかの適当な
技術によって加熱されている。前記背面ガスはヒータ１
５内部に於て、かつ図示されるプラテン１００の放射方
向孔１２０ａ〜１２０ｈに対応する各ステーション４ａ
〜４ｅの各孔の中を流通する際に加熱され、前記ウエハ
に接触する際に該ウエハに熱を伝達する。一般に、前記
背面ガスの温度は３５０℃乃至４５０℃の範囲内であ
る。
【００３４】様々なプロセスガスを選択することができ
る。例えば、毎分２０００オングストロームの被着速度
でタングステン薄膜を被着させる場合には、例えば生成
反応物ＷＦ6 を４００℃の成膜温度でかつ１０トルの処
理圧力に於てＨ2 の反応物条件下で使用する。図１及び
図２に示す装置では、プロセスガスの流量が毎分２５リ
ットル程度である。処理されている前記ウエハに作用す
る実際の圧力は１０トルより幾分高いが、これは前記ガ
ス分散ヘッドからのガス流が前記ウエハの表面に直接噴
射されているからである。このようなプロセス条件下で
適当な背面ガスはアルゴンである。この条件下で前記ウ
エハの下側から流れる前記背面ガスの量は、各処理ステ
ーション４ａ〜４ｅについてそれぞれ５００cm3 乃至２
リットルの範囲内である。
【００３５】ウエハの輸送とウエハ裏面の保護との機能
を、保全及び補修のために取外可能な１個の装置内に一
体化した構造が、図５及び図６に示されている。この取
外可能な一体構造体２００は、個々のヒータ２１５ａ〜
２１５ｆ上に取り付けられた図示されるプラテン１００
に類似する個々のプラテン２１４ａ〜２１４ｆを備える
プラテン／ヒータアセンブリ２０４ａ〜２０４ｆからな
る。管部材１２６と類似のガス供給管２１３ａ〜２１３
ｆ（図示せず）が、各ヒータ２１５ａ〜２１５ｆの中に
配管されかつ管２０２ａ〜２０２ｆに接続されている。
管２０２ａ〜２０２ｆは、ガス供給管としてかつプラテ
ン／ヒータアセンブリ２０４ａ〜２０４ｆの支持構造と
して機能する。管２０２ａ〜２０２ｆは、それらを受容
するように適当に穿孔された支持ブロック２０６内に嵌
合され、かつ溶接され若しくは適当に固定されている。
電線管２０８ａ〜２０８ｆ（図５に於ては図示せず）の
中を走りかつ雌型のコネクタ２１０に適当な手法で接続
された導体対を介してヒータ２１５ａ〜２１５ｆに電力
が供給される。
【００３６】一体構造体２００は、後述するように回転
機構２６（図２）に取外可能に結合されている。軸２３
０が回転機構２６によって駆動される。軸２３０は、そ
れを受容するように適当に穿孔された取付ブロック２２
４に嵌合され、かつ溶接によりまたは他の適当な手法に
よって取付ブロック２２４に固定されている。軸２３０
は中空であり、かつ軸２３０を受容する前記孔は、支持
ブロック２０６と気密に接合するように設計された面の
位置まで取付ブロック２２４の中に形成されている。支
持ブロック２０６は、ボルトまたは他の適当な手法によ
って取付ブロック２２４に固定される。
【００３７】このようにして、軸２３０内に導入された
背面ガスは、該背面ガスを管２０２ａ〜２０２ｆに分配
する支持ブロック２０６内の孔に送給される。雌型コネ
クタ２１０は雄型コネクタ２２０に取り外し可能に結合
され、該雄型コネクタが単一の電線管２２０の中を走る
導体対から電力を供給されるようになっている。
【００３８】以上本発明を上述した特定の実施例及びそ
の変形例に関連して説明したが、これらの実施例及び変
形例は単なる例示であって、本発明がこれらに限定され
るものでないことは明らかである。例えば、上述した様
々な形状及び寸法、並びに様々な流量及び圧力は単なる
例示であり、他の形状、寸法、流量及び圧力を用いて同
様に本発明の目的を達成することができる。更に、上述
したプロセスガス及び背面ガスは単なる例示であり、他
のプロセスガス及び背面ガス並びにガス混合物を用いて
所望の目的を達成することができる。このように、本発
明はその技術的範囲内に於て上述した実施例に様々な変
形・変更を加えて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】化学蒸着装置の反応室を上方から見た部分断面
平面図である。
【図２】図１の反応室を側方から見た部分断面側面図で
ある。
【図３】図１に示すプラテンの一例であるプラテンの上
面図である。
【図４】図４のＦ．４−Ｆ．４線に於ける受台ベース上
に取り付けられたプラテンの断面図である。
【図５】ウエハ運搬・裏面保護構造を示す上面図であ
る。
【図６】図５に示す構造の部分断面側面図である。
【符号の説明】
１ ロードロック室 ２ 反応室 ４ａ〜４ｅ ウエハ処理ステーション ５ ウエハロード／アンロードステーション ６ 中央排気孔 １０ ウエハ運搬機構 １２ｂ，１２ｃ，１２ｄ ガス分散ヘッド １４ｂ〜１４ｄ プラテン １５ ヒータ １６〜２１ アーム ２４ 排気ポート ２６ スピンドル回転機構 ２８ ガス供給管 ３０ 背面ガス供給システム １００ プラテン １１０ ディスク １１２ 凹み領域 １１４ 側壁 １１６ 床面 １１８ 環状溝 １２０ａ〜１２０ｈ 放射方向孔 １２２ａ〜１２２ｈ 栓 １２４ａ〜１２４ｈ オリフィス ２００ 一体構造体 ２０２ａ〜２０２ｆ 管 ２０４ａ〜２０４ｆ プラテン／ヒータアセンブリ ２０６ 支持ブロック ２０８ａ〜２０８ｆ 電線管 ２１０ 雌型コネクタ ２１４ａ〜２１４ｆ プラテン ２１５ａ〜２１５ｆ ヒータ ２２０ 雄型コネクタ ２２２ 電線管 ２２４ 取付ブロック ２３０ 軸
フロントページの続き (71)出願人 591175103 ナショナル・セミコンダクター・コーポレ イション ＮＡＴＩＯＮＡＬ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣ ＴＯＲ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ アメリカ合衆国カリフォルニア州95050・ サンタクララ・セミコンダクタードライブ 2900 (72)発明者 マイケル・イー・トーマス アメリカ合衆国カリフォルニア州95035・ ミルピタス・デボンプレイス 2258 (72)発明者 エバーハーダス・ピー・バンデ・バン アメリカ合衆国カリフォルニア州95014・ クーペルティーノ・ ボリンガーロード 7573 (72)発明者 エリオット・ケイ・ブロードベント アメリカ合衆国カリフォルニア州95138・ サンノゼ・ヘリテイジスプリングスコート 3166

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 反応室に於て基板を支持するための装
    置であって、 基板保持手段を有するプラテンを備え、該基板保持手段
    によって前記基板が前記プラテンの表面部分の上方に保
    持され、かつ前記プラテン表面部分に対して処理される
    前記基板の縁部が十分に密封されないようになってお
    り、更に支持された前記基板の表側に対して裏側に正の
    圧力差が生じるようにガスを導入するために前記プラテ
    ン表面部分に設けられたガス分散装置を備えることを特
    徴とする基板支持装置。
  2. 【請求項２】 前記ガスが不活性熱ガスであることを
    特徴とする請求項１に記載の基板支持装置。
  3. 【請求項３】 前記ガスがアルゴンからなることを特
    徴とする請求項２に記載の基板支持装置。
  4. 【請求項４】 前記ガス分散装置が、前記プラテン表
    面部分の周辺部に設けられた環状溝からなることを特徴
    とする請求項１に記載の基板支持装置。
  5. 【請求項５】 前記ガス分散装置と一体的に設けら
    れ、かつ前記プラテンの中を貫通するガス管路を更に備
    えることを特徴とする請求項１に記載の基板支持装置。
  6. 【請求項６】 前記ガス管路が、前記プラテン内に設
    けられた放射方向の孔のネットワークからなり、かつ前
    記ネットワークが、各環状位置に於て前記環状溝を横切
    るようになっていることを特徴とする請求項５に記載の
    基板支持装置。
  7. 【請求項７】 前記ネットワークの前記孔が前記プラ
    テン縁部を始点として前記プラテンの中心に集合してお
    り、前記孔のいずれかが外部のガス供給源に接続される
    ようになっており、かつ他の前記孔がそれぞれその外側
    開口に於て閉塞されていることを特徴とする請求項６に
    記載の基板支持装置。
  8. 【請求項８】 前記プラテン表面部分が前記プラテン
    の表面に設けられた凹所であり、かつ前記基板保持手段
    が前記凹所の側壁であることを特徴とする請求項１に記
    載の基板支持装置。
  9. 【請求項９】 前記ガス分散装置が、前記凹所内の前
    記側壁の近傍に配設された環状溝からなることを請求項
    ８に記載の基板支持装置。
  10. 【請求項１０】 前記基板保持手段が、前記プラテン
    表面部分の縁部の位置からそれぞれ突出する２個のピン
    からなることを特徴とする請求項１に記載の基板支持装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記ガス分散装置が、前記プラテン
    表面部分の前記ピンの近傍に配設された環状溝からなる
    ことを特徴とする請求項１０に記載の基板支持装置。
  12. 【請求項１２】 反応室内の基板を支持するための装
    置であって、 前記反応室内に取付けられたベースと、 前記ベース上に取付けられたプラテンとを備え、該プラ
    テンが、その表面部分の上に前記基板を保持するための
    基板保持手段を有し、該基板保持手段が前記プラテン表
    面部分に対して支持される前記基板の縁部を十分に密封
    し得ないようになっており、 前記プラテン表面部分に設けられ、該プラテン表面部分
    と前記基板保持手段によって保持された状態にある前記
    基板の裏側周辺部とによって郭定される周辺領域の中に
    一様に背面ガスを分散させるための手段と、 前記ガス分散手段と一体的に設けられかつ前記プラテン
    の内部を貫通するガス管と、 前記反応室にプロセスガスを導入する際に前記ガス分散
    手段に加圧された所定量の前記背面ガスを供給するため
    に前記ガス管に接続されたガス供給源とを備え、前記背
    面ガスの量が、前記周辺領域の全体に亘ってかつ前記反
    応室内に向けて放射方向外向きの流れを形成するように
    選択され、かつ該放射方向外向きの流れが前記プロセス
    ガスの前記周辺領域への侵入を妨げるようになっている
    ことを特徴とする基板支持装置。
  13. 【請求項１３】 反応室の基板を支持しかつ運搬する
    ための装置であって、 ベースと、 前記ベース上に取付けられたプラテンとを備え、該プラ
    テンが、その表面部分の上に前記基板を保持するための
    基板保持手段を有し、該基板保持手段が前記プラテン表
    面部分に対して支持される前記基板の縁部を十分に密封
    し得ないようになっており、 前記プラテン表面部分より上方の移送領域内に及び前記
    プラテンから離隔された空間内に選択的に移動可能なア
    ームを有するウエハ運搬機構と、 前記プラテン表面部分に設けられたガス分散装置と、 前記ガス分散装置と一体的に設けられかつ前記プラテン
    の中を貫通するガス管とを備え、 前記ガス分散装置が、前記ガス管内へのガスの供給時に
    前記移送領域に於て基板を浮揚させるようになっている
    ことを特徴とする基板支持・運搬装置。
  14. 【請求項１４】 前記ガス管に接続されたガス供給源
    を更に備えることを特徴とする請求項１２に記載の基板
    支持装置。
  15. 【請求項１５】 前記基板運搬機構の前記アームがそ
    の末端に少なくとも１個の歯を有することを特徴とする
    請求項１３に記載の基板支持・運搬装置。
  16. 【請求項１６】 前記基板運搬機構の前記アームが、
    その末端に基板を支持するための離隔された２個の狭い
    歯を有することを特徴とする請求項１３に記載の基板支
    持・運搬装置。
  17. 【請求項１７】 前記歯が穿孔されていることを特徴
    とする請求項１６に記載の基板支持・運搬装置。
  18. 【請求項１８】 反応室内で複数の基板を支持するた
    めの装置であって、 複数のプラテンを備え、該プラテンがそれぞれにその表
    面部分の上に各１個の前記基板を保持するための基板保
    持手段を備え、かつ該基板保持手段が前記プラテン表面
    部分に対して処理される前記基板の縁部を十分に密封し
    得ないようになっており、 支持された前記基板の表側に対して裏側に正の圧力差が
    生じるようにガスを導入するために前記プラテン表面部
    分に設けられたガス分散装置と、 前記ガス分散装置と一体をなしかつ前記プラテンの中を
    貫通するガス管と、 前記プラテンの一体をなす前記ガス管内に導入される前
    にガスを加熱するために、それぞれに関連する各１個の
    前記プラテンに対して設けられた複数のヒータと、 ガスを受け入れるための取付ロックと取外可能に適合
    し、かつ前記取付ブロックの中を回転するようにされた
    支持ブロックと、 それぞれに１個の前記ヒータ及び関連する１個の前記プ
    ラテンを支持し、かつガスを送給するために各前記ヒー
    タに接続された複数の管とを備えることを特徴とする基
    板支持装置。
  19. 【請求項１９】 反応室内に支持される基板の裏側へ
    の被着を低減させる方法であって、 プラテンの上に前記基板を受け入れる過程と、 前記反応室内にプロセスガスを導入する過程と、 前記基板の裏側周辺部と前記プラテンとの間の周辺領域
    内に前記プラテンから或る量の背面ガスを一様に分散さ
    せる過程と、 前記プラテンに対して処理される前記基板の縁部を完全
    に密封することなく前記基板を前記プラテン上に保持す
    る過程とからなり、 前記背面ガスの量が、前記周辺領域の全体に亘ってかつ
    前記反応室内に向けて放射方向外向きに前記背面ガスの
    流れが形成され、かつ該流れによって前記プロセスガス
    の前記基板裏側への接触が妨げられるように選択される
    ことを特徴とする基板裏側への被着防止方法。
  20. 【請求項２０】 基板を受け入れる前記過程が、 前記プラテンの上方の移送領域内に基板を運ぶ過程と、 前記基板を前記移送領域の上方に浮揚させるのに十分な
    量の前記背面ガスを前記プラテン上に分散させる過程と
    からなることを特徴とする請求項１９に記載の基板裏側
    への被着防止方法。
  21. 【請求項２１】 前記基板を保持する前記過程が、前
    記プラテンの凹所内に前記基板を配置する過程からな
    り、前記背面ガスの量が、前記基板を前記凹所内に於て
    前記凹所の床面より上方に保持するように選択されるこ
    とを特徴とする請求項１９に記載の基板裏側への被着防
    止方法。
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