JPH08181080A - 化学蒸着用基板支持装置 - Google Patents

化学蒸着用基板支持装置

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JPH08181080A
JPH08181080A JP7236031A JP23603195A JPH08181080A JP H08181080 A JPH08181080 A JP H08181080A JP 7236031 A JP7236031 A JP 7236031A JP 23603195 A JP23603195 A JP 23603195A JP H08181080 A JPH08181080 A JP H08181080A
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gas
platen
wafer
groove
deposition
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JP7236031A
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English (en)
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De Ven Everhardus P Van
エバーハーダス・ピー・バンデ・ベン
Eliot K Broadbent
エリオット・ケイ・ブロードベント
Jeffery C Benzing
ジェフリー・シー・ベンジング
Barry L Chin
バリー・エル・チン
Christopher W Burkhart
クリストファー・ダブリュ・バークハート
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Novellus Systems Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハに対する化学蒸着プロセスに於い
て、皮膜がウエハの表面に均一に形成されるが、ウエハ
の裏面及び外周面には皮膜が形成されないようにする。 【解決手段】 非活性ガスからなる被着制限ガスを、
ウエハの外周エッジの近傍に設けられた狭窄開口を通過
するように、ウエハの裏面のプラテンブロックの側から
プロセスチャンバ内に向けて導入する。エクスクルージ
ョンガードを併用し、狭窄開口を、部分的にエクスクル
ージョンガードの延長部により画定すると良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本出願は、米国特許第５，２
３０，７４１号の原出願に基づく米国一部継続特許出願
に基づくものであって、本発明は半導体の処理技術に関
し、特に半導体の処理過程に際してウエハの或る部分を
保護する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】化学蒸着（ＣＶＤ）とは、半導体産業に
於いて一般的に用いられるガス反応過程であって、膜と
呼ばれる薄い材料層を集積回路基板の表面に形成する技
術である。ＣＶＤプロセスは、選択されたガスの熱的、
プラズマによる或いは熱的であって、しかもプラズマを
用いた分解及び反応に基づくものである。最も広く用い
られているＣＶＤ膜としては、二酸化シリコン、窒化シ
リコン及びポリシリンコン等があるが、絶縁体、分極材
料、半導体、導体、超電導体及び磁気媒体として適する
多くのＣＶＤ膜が良く知られている。
【０００３】ＣＶＤ膜が粒状の汚染物質により汚染され
るのを回避しなければならない。タングステン、タング
ステンシリサイド、窒化チタニウムなど金属その他の導
体を化学蒸着しようとする場合、特に問題となる粒状汚
染源としては、或る条件下に於いてウエハのエッジ裏面
に形成される膜がある。例えば、ウエハのエッジ及び裏
面が蒸着過程に際して実質的に保護されていなかったり
或いは不十分に保護されている場合には、ウエハのエッ
ジ及び裏面にそれぞれＣＶＤ材料が部分的に被着される
こととなる。このような部分的な被着は、材料によって
は容易に剥がれたり、或いは小片となって脱落し易いた
め、蒸着及びそれに続く取り扱い過程に際してチャンバ
内に粒状異物を導入する場合がある。
【０００４】ウエハの裏面に対して材料が被着されてし
まうという問題を解決しようとする試みがいくつもなさ
れている。或る方法によれば、裏面に材料が被着される
ままにしておき、蒸着過程に引き続いて、そのままの状
態でプラスマエッチングを行うことにより、このような
膜を除去している。この方法は、追加の処理過程を伴
い、追加の設備或いは装置を必要とすると共に、ウエハ
の平面度を損なう傾向がある。別の方法に於いては、ウ
エハの裏面をＣＶＤガスからシールし、隔絶せんとし
て、基板ホルダ上にウエハがクランプされる。実際には
十分なシールを達成する事は困難であって、クランプと
ウエハとの間の機械的或いは力学的運動自体が粒状物質
を発生させる結果となる。更に別の方法が１９８９年４
月４日にＩｔｏｈに与えられた米国特許第４、８８７，
５５８号明細書に開示されている。シリンダ状をなす基
板支持部材が、基板を配置するべき平坦な支持面を備え
ている。支持面の外周部から３本のピンが突出してい
る。基板の側壁が、カバーによって反応ガスから絶縁さ
れ、このカバーには、基板のレベルに於いて基板を包囲
する持ち上げられかつ曲げられた領域を備えている。持
ち上げられかつ曲げられた領域は、反応ガスをウエハの
側面に補足し、皮膜がウエハの裏面に被着されるのを防
止するとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、ウエハに対する化
学蒸着プロセスに於いて、皮膜がウエハの表面に均一に
形成されるが、ウエハの裏面及び外周面には皮膜が形成
されないようにするための装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ウエハ
の裏面及びエッジに対する好ましくない材料の被着が回
避され、しかもウエハの表面の全体にわたって良好な温
度条件及び材料の被着量の均一性を達成することができ
る。これら及びその他の利点は、プラテン及び延出部材
を含む化学蒸着装置に於ける処理チャンバ内に於ける基
板の支持装置によって達成することができる。このプラ
テンは、処理チャンバ内に配置され、概ね基板の形状と
同様な形状を有する内部の外周を画定するガスオリフィ
スを備えている。また内部は、真空チャックも備えてい
る。プラテンは、また、内部を外囲する外部をも備えて
いる。延出部材は、内部を外囲し、外部から、少なくと
も基板の厚さをもって延出し、内部の外周に対して均一
な間隔をおいて配置されている。延出部材は、様々な形
式のものであってよく、着脱可能なリング及びプラテン
の持ち上げられた部分を含むものであって良い。ガスオ
リフィスも様々な形式のものであってよく、例えば溝内
に配置されたリングにより形成される狭窄手段を備える
ものであって良い。さらに、別の変形例として、追加の
ガスオリフィスが延出部材の上部から溝に向けて設けら
れている。追加のガスオリフィスも様々な形式のもので
あってよく、例えば複数の均等に間隔をおいて配置され
た孔からなるものであって良い。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１には、高圧化学蒸着（ＣＶ
Ｄ）装置に於ける反応チャンバの一例が、上向き位置に
置かれたウエハ搬送機構１０の直上部分を破断して示す
平断面図によって示されている。処理チャンバ２は、ロ
ードロックチャンバ１に連通し、処理されるべきウエハ
は、同部分からプロセスチャンバ２に導入され、処理さ
れたウエハが、プロセスチャンバ２から再びロードロッ
クチャンバ１へと送り込まれる。チャンバガスは、ベン
トポート６ａ〜６ｆから排出される。軸孔７が、ベント
ポート６ａ〜６ｆに隣接して設けられている。ウエハを
１つのステーションから次のステーションへと搬送する
ための、プロセスチャンバ２に於けるシステムは、ピン
リフトプラットホーム８ａ〜８ｃ及びウエハ搬送機構１
０を含む。プラテンブロック１４ａ〜１４ｂは、その特
徴が理解し易いように、実際とは異なる寸法で図示され
ている。
【０００８】図２は、ロードロックチャンバ１及びプロ
セスチャンバ２の平断面図であって、エクスクルージョ
ンガード４４１〜４４５に関連して、ウエハプロセスス
テーション４ａ〜４ｅのエクスルージョンガーディング
或いはアンガーディング動作に適するエクスクルージョ
ンガードリフトアセンブリ４２０の使用要領を示してい
る。
【０００９】円形のエクスクルージョンガードリフトプ
レート４２２は、ロード／アンロードステーション５に
関連して６つの半円形の切欠部４３０〜４３５及び５つ
のウエハプロセスステーション４ａ〜４ｅを備えてい
る。切欠部４３１〜４３５は、それぞれプロセスステー
ション４ａ〜４ｅに対応しており、それぞれ、プラテン
ブロック４ａ〜４ｅの直径よりもやや大きいが、エクス
クルージョンガード４４１〜４４５の外径よりもやや小
さい。切欠部４３１〜４３５は、合計５つのエクスクル
ージョンガード４４１〜４４５に係合するべく設計され
ている。エクスクルージョンガード４４１〜４４５は、
以下に記載したエクスクルージョンガードを代表するた
めに示されたものである。切欠部４３１〜４３５、エク
スクルージョンガード４４１〜４４５及びプロセスステ
ーション４ａ〜４ｅは、それらの特徴をより良く表すた
めに実際とは異なる寸法を図示されている。
【００１０】通常、全てのプロセスステーション４ａ〜
４ｅは、エクスクルージョンガード若しくはエクスクル
ージョンアンガードされているが、所望に応じて、プロ
セスステーション４ａ〜４ｅは、対応するエクスクルー
ジョンガード４４１〜４４５の対応するものをマウント
又は取り外すのみで、エクスクルージョンガードもしく
はアンガードすることができる。エクスクルージョンガ
ード４４１〜４４５は、適当な方法によってエクスクル
ージョンガードリフトプレート４２２によって係止され
ている。例えば、図２に示されるように、エクスクルー
ジョンガード４４１〜４４５は、それぞれ切欠部４３１
〜４３５と整合しており、エクスクルージョンガードリ
フトアセンブリ４２０及び図示されないスピンドルリフ
ト／回転機構の作用により、エクスクルージョンガード
リフトプレート４２２がプラテンブロック１４ａ〜１４
ｅ（図３）の上方に上昇するに伴い、単にエクスクルー
ジョンガードリフトプレート４２２の上面により持ち上
げられ、或いは単にそれに接する。スピンドルリフト／
回転機構は、Ｖａｎ ｄｅ Ｖｅｎらによる米国特許第
５，２３８，４９９号明細書に記載されており、その詳
細については、同明細書を参照されたい。ここで注意す
べき事は、プロセスチャンバ２の上部を取り外すのみ
で、エクスクルージョンガード４４１〜４４５を、清掃
及び交換のためにアクセスし得ることである。また、ロ
ード／アンロードステーション５に関連する切欠部４３
０に於いては、エクスクルージョンガードが、エクスク
ルージョンガードリフトプレート４２２に取着されてい
ない点である。
【００１１】高圧ＣＶＤ反応チャンバの側面図を示す図
３に於いては、ウエハプロセスステーション４ｂ〜４ｄ
が詳細に示されている。プロセスステーション４ｂ〜４
ｄはその特徴が明瞭になるように実際の寸法とは異なる
尺度によって図示されている。例えば、プロセスステー
ション４ｃは、処理されるべきウエハ上にプロセスガス
又はガスの混合体を導入するための拡散ヘッド１２ｃ
と、プラテンブロック１４ｃを加熱し、処理されるべき
ウエハに対して間接的に熱を供給するヒータを備えたペ
デスタルベース１６ｃと、ウエハ搬送機構１０の作動に
同期して、処理されるべきウエハを上下するためのピン
２０ｃ、２１ｃ及び２２ｃ（図面に現れず）に関連する
ピンリフトプラットホーム８ｂとを有する。同様に、プ
ロセスステーション４ｂは、ガス拡散ヘッド１２ｂと、
プラテンブロック１４ｂと、ペデスタルペース１６ｂ
と、ピン２０ｂ、２１ｂ及び２２ｂに関連するピンリフ
トプラットホーム８ａとを有する。同様に、プロセスス
テーション４ｄは、ガス拡散ヘッド１２ｄと、プラテン
ブロック１４ｄと、ペデスタルペース１６ｄと、ピン２
０ｄ、２１ｄ及び２２ｄに関連するピンリフトプラット
ホーム８ｂとを有する。また、図３には、真空排気ポー
ト２４と、スピンドルリフト回転機構２６と、ピンリフ
ト機構２８とが示されているが、これらは良く知られた
形式のものからなる。プロセスステーション４ａ及び４
ｅは、好ましくは、プロセスステーション４ｂ〜４ｄと
同様のものからなる。ペデスタルベース１６ａ〜１６ｅ
からプラテンブロック１４ａ〜１４ｅにかけてのアセン
ブリ及びそれらの構造は、米国特許第５，２３８，４９
９号明細書及び同５，２３０，７４１号明細書に記載さ
れており、それらの詳細については、同特許明細書を参
照されたい。
【００１２】図３に示されるように、エクスクルージョ
ンガードリフトアセンブリ４２０が、プロセスチャンバ
２内に配置されている。エクスクルージョンガードリフ
トアセンブリ４２０を、ウエハ搬送機構１０（図１）に
対して、一体的に上下運動し得るように結合し、ウエハ
搬送機構１０の回転に際してエクスクルージョンガード
リフト機構が、プロセスステーション４ａ〜４ｅに対し
て回転方向に係止させるための構成については、米国特
許第５，２３８，４９９号にシュラウドリフトアセンブ
リに関連して詳しく記載されており、同明細書を参照さ
れたい。更に、この米国特許明細書は、処理されるべき
ウエハを搬送し、ガードしかつアンガードするための物
理的な構成及び作動要領についても記載している。
【００１３】処理されるべきウエハは、５３３３Ｐａ
（４０トル）程度の減圧された状態に於いてロードロッ
クチャンバ１からプロセスチャンバ２内に導入され、空
のロード／アンロードステーション５により受け止めら
れ、更に、持ち上げられたリフトピン２０ｆ、２１ｆ及
び２２ｆ上に載置される。ウエハ搬送機構１０の回転及
びリフトピン２０ａ〜２０ｆ、２１ａ〜２１ｆ及び２２
ａ〜２２ｆの上下運動を同期させることにより、ウエハ
は、ステーション４ａ〜４ｅ及び５のそれぞれに対して
順次搬送される。ウエハ搬送機構１０が、ステーション
４ａ〜４ｅ及び５に於いてウエハを係合するのに適する
高さに向けて上昇するに伴い、エクスクルージョンガー
ドリフトプレート４２２も上昇し、エクスクルージョン
ガード４４１〜４４５を持ち上げることをもってウエハ
を搬送するべき空間をプロセスステーション４ａ〜４ｅ
の上方に形成する。ウエハ搬送機構１０が、ステーショ
ン４ａ〜４ｅ及び５に於いてウエハを係合するのに適す
る高さまで下降するに伴い、エクスクルージョンガード
リフトアセンブリ４２０もまた降下する。このときま
た、リフトピン２０ａ〜２０ｆ及び２２ａ〜２２ｆの運
動は、搬送機構１０及びエクスクルージョンガードリフ
トアセンブリ４２０の上昇運動に追従し、搬送機構１０
及びエクスクルージョンガードリフトアセンブリ４２０
の下降運動に先立って行われる。ロード／アンロードス
テーション５に於ける処理済みのウエハは、ロードロッ
クチャンバ１内へと排出される。
【００１４】エクスクルージョンガードリフトアセンブ
リ４２０が降下すると、エクスクルージョンガード４４
１〜４４５が、それぞれのプロセスステーション４ａ〜
４ｅに於いてプラテン１４ａ〜１４ｅ上に載置され、ウ
エハをエクスクルージョンガードする。プラテン１４ａ
〜１４ｅは、後記するプラテン２０２、１３１０及び又
は１４０６を代表する。エクスクルージョンガード４４
１〜４４５を保持するために様々な対策を講ずることが
できる。例えば、図２に示されているのは、エクスクル
ージョンガード４４１〜４４５の重量を適切に定めるこ
とによって、重力によってエクスクルージョンガードを
固定保持する方法である。
【００１５】図１〜３に示された高圧ＣＶＤ装置の物理
的構成及び作動要領並びにそれに含まれる要素について
は、米国特許を第５，２３０，７４１号明細書を参照さ
れたい。
【００１６】ペデスタルベース１６ｂ〜１６ｄとして適
するペデスタルベースについては、米国特許第５，２３
０，７４１号明細書を参照されたい。
【００１７】ステーション４ａ〜４ｅ及び５に於けるピ
ン２０ａ〜２０ｆ、２１ａ〜２１ｆ及び２２ａ〜２２ｆ
が降下すると、処理されるべきウエハが、対応するガス
拡散ヘッド１２ａ１２ｅの下方に於いて、対応するプラ
テン上に載置される。ウエハが、対応するプラテン１４
ａ〜１４ｅ上に載置されると、好ましくは、ウエハが、
対応するプラテン１４ａ〜１４ｅに対して固定される。
ウエハを、対応するプラテン上のウエハコンタクトに固
定するために様々な方法を用いることができる。適当な
方法の１つとしては、真空チャックを用いたものがあ
り、その場合プロセスチャンバの圧力よりも２３３３〜
５３３３Ｐａ（２０〜４０トル）低い圧力が、対応する
プロセスステーション４ａ〜４ｅに於ける真空チャック
内に保持される。ここで用いられる真空なる用語は、別
の圧力よりも低い圧力を意味する一般的な用語として用
いられているものであって、例えばプロセスステーショ
ン４ａ〜４ｅに於ける真空チャックの圧力は、プロセス
チャンバ２に於ける圧力に比較して低いことを意味す
る。
【００１８】図４〜６に、一例として、真空チャックを
備えたプラテン２００が示されている。プラテン２００
の主たる部品は、アルミニウム或いはステンレス鋼など
の適当な材料からなる円形のブロック２０２である。上
方から見たとき（図４）、プラテンブロック２０２の上
面には、８個の真空孔２０５ａ〜２０５ｈが設けられて
おり、それらから半径方向真空溝２０６ａ〜２０６ｈが
延出している。中心の盲孔として示されている真空ライ
ン２０４の端部は、プラテンブロック２０２の上面から
６．４ｍｍ（０．２５インチ）下方に位置している。真
空ライン２０４の上端は、８．１ｍｍ（０．３２イン
チ）の直径を有し、真空ライン２０４の上端から約９．
７ｍｍ（０．３８インチ）下の位置に於いてはそれが、
６．４ｍｍ（０．２５インチ）に狭められている。真空
ライン２０４は、プラテンブロック２０２の底部を貫通
している。半径方向溝２０６ａ〜２０６ｈは、四角形の
断面を有するが、他の形状を有するものであっても良
い。本実施例の場合、該溝は、３．００ｍｍ（０．１１
８インチ）の深さ及び３．２５ｍｍ（０．１２８イン
チ）の幅を有する。８個の半径方向溝２０６ａ〜２０６
ｈは、互いに４５度の角度をなすように規則的に配置さ
れている。半径方向溝２０６ａ〜２０６ｈは、同心円溝
２０８ａ、２０８ｂ及び２０８ｃ並びに半径方向真空溝
２０９ａ〜２０９ｑと交差しており、これらの溝も、半
径方向溝２０６ａ〜２０６ｈと同様に、四角形の断面を
有し、３．００ｍｍ（０．１１８インチ）の深さ及び
３．２５ｍｍ（０．１２８インチ）の幅を有する。内側
同心円溝２０８ａの外側半径は、３６．１ｍｍ（１．４
２インチ）であって、中間同心円溝２０８ｂの外側半径
は、６１．０ｍｍ（２．４０インチ）であって、外側同
心円溝２０８ｃの外側半径は８５．９ｍｍ（３．３８イ
ンチ）である。所望に応じて、同心円溝２０８ｃの外側
半径を、ウエハコンタクト上に置かれたウエハのエッジ
に隣接するウエハの裏面領域に接触する位置、即ちプラ
テン２００上に配置されたウエハの下側のプラテン２０
０の上面の対応する部分に増大させることも可能であ
る。上記した半径方向寸法は、２０３ｍｍ（８インチ）
の直径を有するウエハを処理するのに適するものである
が、様々な直径を有するウエハを処理するために、これ
らの寸法を適宜する変更することができる。
【００１９】図５に示されるように、図示されていない
管が、適宜な締結具によって真空ライン２０４に結合さ
れ、真空溝２０６ａ〜２０６ｈ、２０８ａ〜２０８ｃ及
び２０９ａ〜２０９ｑによって及ぼされる全体的な真空
吸引力によって、処理過程の間に、ウエハをプラテン２
００上に均一かつ強固に保持することができる。
【００２０】もう１つのよく知られた方法は、静電気を
用いて、ウエハをプラテン１４ａ〜１４ｅに固定する方
法である。静電気を利用したクランプ技術についてはＢ
ｒｉｇｌｉａによる米国特許第４，１８４，１８８号明
細書を参照されたい。
【００２１】更に、ウエハをプラテン１４ａ〜１４ｅに
固定するもう１つの方法は、真空孔或いは溝を備えてい
ないプラテン２０２を用いて重力によってウエハを固定
する方法である。しかしながら、この方法の場合には、
上記した真空チャックを用いた方法などにより達成され
る均一かつ強固な保持によって、ウエハとプラテンとの
間に於ける、（以下に記載されているような）良好な熱
伝達は、あまり期待できないという問題がある。
【００２２】処理されるべきウエハ上に物質が被着され
るのを促進するためにウエハに対して熱が供給される。
ウエハに対して熱を供給する方法の１つとして、それぞ
れのプラテン１４ａ〜１４ｅを加熱し、その熱を、これ
らプラテンに載置されたウエハに伝達する方法がある。
図５に示されたプラテン２００に於いては、プラテンブ
ロックの底部に螺旋溝２３２が設けられ、その内部に加
熱要素が配置されている。これらの構成については米国
特許第５，２３０，７４１号明細書を参照されたい。
【００２３】特に、タングステン、窒化チタニウム、シ
リサイド或いは金属或いは金属化合物をＣＶＤによって
被着するような被着過程に於いて、ウエハの裏面或いは
ウエハのエッジの全体又は部分に対して物質が被着され
ないようにしたい場合がある。これを達成する１つの方
法は、プラテン上に配置されたウエハのエッジの近傍に
於いて、対応するプラテン１４ａ〜１４ｅの内部から被
着を制限するガスを導入する方法がある。ここで用いた
「被着制限ガス」なる用語は、ウエハの特定の部分に対
して物質の化学蒸着を制限し、或いは完全に除去するの
を助ける働きを行う被着制限ガスを意味する。例えば、
或る実施例に於いては、被着制限ガスが水素などの化学
物質を含み、被着制限ガス及びプロセスガスの混合体に
暴露されたウエハの表面の外周部などのウエハの領域の
近傍に対しては、物質の被着を促進し、裏面の及びエッ
ジなどの他の部分に対しては、プロセスガスを排除する
ことによって、必要とされない領域に於ける物質の被着
を防止するようにしている。ウエハのエッジは、複数の
平坦若しくは非平坦面からなる、面取りされた或いは面
取りされていないエッジを有することから、ここで用い
ている「エッジ」なる用語は、表面でもなく或いは裏面
でもない全ての面を指すものとする。
【００２４】図４〜６に示されたプラテン２００に於い
ては、一体化されたガスライン及びガス溝が、プラテン
２００に設けられ、プラテンの内部から被着制限ガスの
導入を容易に行い得るようにしている。最も外側の同心
円真空溝２０８ｃの外側のプラテンブロック２０２の上
面の外周部２１１内に環状ガス溝２１０が設けられい
る。環状ガス溝２１０は、四角形の断面を有し、２．３
６ｍｍ（０．０９３インチ）の幅及び１２．７ｍｍ
（０．５０インチ）の深さを有する。その内径は、好ま
しくは、処理されるべきウエハの径よりも大きくされ、
例えば１９６．８５ｍｍ（７．７５０インチ）であっ
て、その外径は、２０１．５７ｍｍ（７．９３６イン
チ）である。環状ガス溝２１０の開口をウエハコンタク
トのエッジの外側に配置することにより、プラテンブロ
ック２０２とウエハとの間の接触面積を増大させ、ウエ
ハに対する熱的な均一性を改善することができる。
【００２５】ガス溝２１０は、半径方向ガスライン２１
２ａ〜２１２ｊからなるネットワークに交差し、処理さ
れるべきウエハの裏面に向けてガスを分配する。半径方
向ガスライン２１２ａ〜２１２ｊが図４に於いて破線に
よって示されており、一部が図５に於いて断面により示
されている。ライン２１２ａ〜２１２ｊは、３６度の間
隔をもってプラテン２０２上に半径方向に配置されてい
る。１０本のガスライン２１２ａ〜２１２ｊの孔のそれ
ぞれは、３．９６ｍｍ（０．１５６インチ）の直径を有
し、かつプラテンブロック２０２の上面から孔の中心ま
での距離が６．６５ｍｍ（０．２６２インチ）となるよ
うに、図５に示されるように、プラテンブロック２０２
の垂直なエッジから開始し、プラテンブロック２０２の
上面に対して平行をなし、プラテンブロック２０２の底
面から延出するガスライン２１６ａ〜２１６ｊの１０本
の垂直な孔のそれぞれと交差している。ガスライン２１
２ａ〜２１２ｊは、それぞれのプラグ２１８ａ〜２１８
ｊにより閉じられており、（例えば図５に於いて）示さ
れたプラグ２１８ｄ及び２１８ｉを参照されたい。これ
らのプラグは、プラテンブロック２０２の外側垂直エッ
ジから６．４ｍｍ（０．２５インチ）延出し、かつガス
溝２１０に至る直前まで延出している。プラグ２１８ａ
〜２１８ｊは、ガス溝２１２ａ〜２１２ｊに圧入されて
いる。ガスライン２１６ａ〜２１６ｊの孔の直径は３．
１８ｍｍ（０．１２５インチ）である。プラテン２００
の全体の厚さは、４３．０３ｍｍ（１．６９４インチ）
であって、その外径は２２９ｍｍ（９インチ）である。
但し、プロセスチャンバのサイズやウエハのサイズなど
の様々なファクタに適合するように他の寸法を採用する
こともできる。
【００２６】半径方向ガスライン２１４ａ〜２１４ｃの
第２のネットワークがプラテンブロック２０２に穿設さ
れ、図６に示された孔１０７ｃなどからなる、ウエハリ
フトピン２０ｃ、２１ｃ及び２２ｃを受容する孔１０７
ａ〜１０７ｃに裏面のガスを分配するようにしている。
孔１０７ａ〜１０７ｃ、対応するインデックス孔２２４
ａ〜２２４ｃ（図６）及び図示されないインデックスス
リーブについては、米国特許第５，２３０，７４１号に
詳しく記載されている。半径ガス方向ライン２１４ａ〜
２１４ｃは、図４に於いては、破線で示されており、そ
の一部が図６に於いて断面により示されている。３本の
ガスライン２１４ａ〜２１４ｃの孔のそれぞれは、３．
９６ｍｍ（０．１５６インチ）の直径を有し、図６に示
されるように、プラテンブロック２０２の上面から孔の
中心線までが１９．１ｍｍ（０．７５インチ）であるよ
うに、プラテンブロック２０２の垂直エッジから開始
し、プラテンブロック２０２の上面に対して平行をな
し、プラテンブロック２０２の底面から延出するガスラ
イン２１４ａ〜２１４ｃのための３本の垂直孔２２０ａ
〜２２０ｃのそれぞれと交差するのに十分な長さを持っ
てプラテンブロック２０２内を延出している。ガスライ
ン２１４ａ〜２１４ｃは、対応するプラグ２２２ａ〜２
２２ｃにより閉じられており（例えば図６に示されたブ
ラグ２２２ａを参照されたい）、これらのプラグはプラ
テンブロック２０２の外側垂直端面から、対応するガス
ライン２２０ａ〜２２０ｃの直前に至るまで６．４ｍｍ
（０．２５インチ）の長さをもって延出している。ブラ
グ２２２ａ〜２２２ｃは、ガスライン２１４ａ〜２１４
ｃに圧入されている。ガスライン（垂直孔）２２０ａ〜
２２０ｃのための孔の直径は、１．６０ｍｍ（０．０６
３インチ）である。
【００２７】図２に示されるウエハリフトピン２０ｃ、
２１ｃ及び２２ｃなどを受容する孔１０７ａ、１０７
ｂ、１０７ｃは４．７５ｍｍ（０．１８７インチ）の直
径を有し、プラテンブロック２０２を貫通している。プ
ラテンブロック２０２の下面にかけて孔１０７ａ〜１０
７ｃは、それぞれインデックス孔２２４ａ〜２２４ｃに
合流しており、これらのインデックス孔は、７．９２ｍ
ｍ（０．３１２インチ）の直径を有し、図３に示される
ベースペデスタル１６ｂ、１６ｃ或いは１６ｄなどのベ
ースぺデスタルの図示されないインデックススリーブを
それぞれ受容している。孔１０７ａ〜１０７ｃの中心軸
線は、それぞれ孔２２４ａ〜２２４ｃの中心軸線に対し
てオフセットされていることにより、孔１０７ａ〜１０
７ｃと図示されないインデックススリーブとの間の偏心
を許容するようにしている。１２７ｍｍ（５インチ）の
ウエハを取り扱うのに適するプラテンブロックの寸法が
米国特許第５，２３０，７４１号明細書に記載されてい
るが、但し、同米国特許明細書に於いては、ガス溝２１
０の内径を１４７．０７ｍｍ（５．７９０インチ）に、
その外径を１５１．７９ｍｍ（５．９７６インチ）に増
大させるのが好ましいとされている。
【００２８】ガス拡散ヘッド１２ａ〜１２ｅに於いて、
被着制限ガスが、プロセスガスの導入状況と関連するよ
うにプラテンステーション４ａ〜４ｅに於いて導入され
たときの被着制限ガスの機能をより良く理解するため
に、図４〜６に示されたプラテン２００について考え
る。被着制限ガスは、環状ガス溝２１０から導入され
る。ガス溝２１０に供給される被着制御ガスの量は、所
望のガス排気量及びウエハの表面に於ける物質の被着状
況に対する被着制限ガスの作用を考慮して決定される。
【００２９】プラテン２００について記載されている実
施例に於いては、被着制限ガスは、プラテン１４ａ〜１
４ｅ（図３）内からプロセスチャンバ２内に向けて排気
される。プロセスチャンバ２に於いては、被着制限ガス
がプロセスガスと混合され、ベントポート４２６ａ〜４
２６ｆ（図２）及び６ａ〜６ｆ（図１）から排気され
る。
【００３０】被着制限ガスは、また、リフトピン孔１０
７ａ〜１０７ｃからも排気され、プロセスガスが、リフ
トピン孔１０７ａ〜１０７ｃを介して、リフトピンの周
囲の領域やウエハの裏面に向けて到達するのを防止して
いる。
【００３１】米国特許第５，２３０，７４１号に於いて
ウエハの裏側に於けるガスに関連して記載されているよ
うに、ペデスタルベース１６ｂなどのペデスタルベース
の内部に向けて被着制限ガスが導入される。図４〜６に
示されるように、プラテンブロック２０２の下側のぺデ
スタルべースの内部から、被着制限ガスがガスライン２
１６ａ〜２１６ｊに導入され、そこから更に、対応する
ガスライン２１２ａ〜２１２ｊを介して、溝２１０に向
けて流れる。被着制限ガスはまた、ガスライン２１２ａ
〜２１２ｃにも導入され、そこから更に対応するガスラ
イン１４ａ〜２１４ｃを介してリフトピン孔１０７ａ〜
１０７ｃに流れる。ガスライン２２０ａ〜２２０ｃは、
ガスライン２１６ａ〜２１６ｊよりも小さく、従って前
者のガスラインの流れが比較的制限される。被着制限ガ
スは、プラテンブロック２０２の下側の内室内に於いて
及び様々なガスラインを流れる際に加熱される。
【００３２】様々なガス及び被着制限ガスを用いること
ができる。例えば、毎分２０００Åの割合でタングステ
ン被膜を被着する場合に於いて、例えば４００℃の被着
温度及び５３３３Ｐａ（４０トル）の反応圧力下に於い
て、Ｈ2及びＡｒの反応条件下に於いて対象物質反応成
分（ｐｒｏｄｕｃｔ ｒｅａｃｔａｎｔ）としてＷＦ6
が用いられたとする。ＷＦ6及びＨ2ガスは、プロセスに
於ける反応成分である。他の被膜を被着する場合には、
異なる反応成分を有する他のプロセスガスを用いること
もできる。図１、２及び３の装置に於いては、拡散ヘッ
ド１２ａ〜１２ｅのそれぞれに至るプロセスガスの流れ
は、毎分２〜３標準リットルのオーダである。拡散ヘッ
ドからのガスの流れがウエハの表面に直接吹き付けられ
ることから、処理されるウエハの実際の圧力は５３３３
Ｐａ（４０トル）よりもやや大きい。このようなプロセ
ス条件下に於いて、適切な被着制限ガスとしては、アル
ゴン、水素或いはアルゴン及び水素の混合物がある。様
々な組成のガスが適当なマニホールドに送り込み、それ
によって混合することは、当該技術分野に於いてよく知
られている。このような条件下に於いてプロセスステー
ション４ａ〜４ｅのそれぞれに供給される被着制限ガス
の流れは、毎分３００標準立方センチメートル（ｓｃｃ
ｍ）乃至毎分３標準リットルである。
【００３３】処理されるウエハの表面の外周部の近傍に
於ける被着状況の均質性は、プロセスガスの反応成分
を、選択された非活性ガスの１つまたは複数と混合させ
ることにより被着制限ガスを得ることによりさらに改善
される。反応成分Ｈ2及び、Ａｒ、Ｎ2またはＡｒ及びＮ
2の混合物からなるキャリアガスと共に対象物質反応成
分ＷＦ6が用いられた、先の段落に於ける例に於いて
は、反応成分Ｈ2を、Ａｒ、Ｎ2またはこれらの混合物を
混合することをもって被着制限ガスを得ることによりエ
ッジに於ける被着状況の均一性を改善することができ
た。非活性ガスに対する反応成分の量は実験的に決定さ
れる。プロセスガスの混合体（ＷＦ6＋Ｈ2＋Ａｒの流量
比及びＷＦ6＋Ｈ2＋Ａｒの総流量）及び被着制限ガス混
合体（Ｈ2＋Ａｒの流量比及びＨ2＋Ａｒの総流量）が互
いに反応するように組み合わされかつ変化せしめられ、
ウエハの表面の均一性が最も良好となるようにする一
方、ウエハのエッジ及び裏面については反応ガスが排除
されるようにした。
【００３４】被着制限ガスの混合体として用いるのに適
する非活性ガスとしては、アルゴン、窒素、ヘリウム及
びこれらの混合体がある。「非活性ガス」とは、プロセ
スチャンバ２及びガス分配システム中に於ける物質に対
して好ましくない反応を引き起こすことがなく、しかも
意図されている化学反応に寄与しないあらゆるガスを指
すものとする。しかも、処理されるウエハの全体にわた
って温度を均一にするために、非活性ガスの熱伝達率及
び熱容量が十分であることが好ましい。
【００３５】或る実施例に於いては、処理過程中に於い
て、被着制限ガスの導入と共に、エクスクルージョンガ
ードなどの構造を用いることによっても、ウエハの裏面
及びエッジからプロセスガスを排除するようにしてい
る。例えばアルミナなどのセラミックや金属などの適切
な材料からなるエクスクルージョンガードの一例とし
て、図７に於いて断面により示されたエクスクルージョ
ンガード７００がある。エクスクルージョンガード７０
０は、プラテン２００と関連するように示されている
が、他の設計のプラテンを用いることもできる。図７に
於いては、ウエハ４０２などのウエハが、真空チャック
の半径方向溝２０６ａ〜２０６ｈ（図には現れない）、
同心円溝２０８ａ〜２０８ｃ及び半径方向溝２０９ａ〜
２０９ｑ（図には現れない）によってプラテンブロック
２０２上に保持されている。図７は、本体７０２及び延
長部７０４と共にエクスクルージョンガード７００を示
している。延長部７０４の内側前縁は、ガス溝２１０上
に延出し、ウエハ４０２とエクスクルージョンガード７
００との間の狭窄開口７０６によってウエハ４０２のエ
ッジに対して間隔を与えられている。本体７０４の厚さ
は、ウエハ４０２の厚さの１乃至３倍である。
【００３６】図８は、図７に示されたエクスクルージョ
ンガードの部分断面図である。処理中に於いて、被着制
限ガスは、上記したようにプラテンブロック２０２内に
導入される。上記したような被着制限ガスの流量の場
合、狭窄開口７０６が、一部がガス溝２１０により形成
されるプレナムチャンバ内にて圧力を均等化させる。そ
の結果、図８にて矢印により示されるように、被着制限
ガスの流れが、狭窄開口７０６及び図３に示されるプロ
セスチャンバの雰囲気内に於いて均一化される。このよ
うな被着制限ガスの均一な流れにより、プロセスガスは
ウエハ４０２の裏面に達することができず、またウエハ
４０２のエッジに対しても完全に或いは部分的に到達す
ることができず、これらの面に対する物質の被着を防止
することができる。さらに、延長部７０４は、被着制限
ガスの流れがプロセスチャンバの雰囲気内に導かれるの
を補助する（図３）。
【００３７】狭窄開口７０６の寸法は、被着制限ガスの
流量に関連している。狭窄開口７０６の面積に対する被
着制限ガスの流量の比は、狭窄開口の面積１平方ミリメ
ートルあたり約１０ｓｃｃｍである。狭窄開口７０６の
好ましい幅すなわち延長部７０４とウエハ４０２のエッ
ジとの間の好ましい間隔は０．５０ミリメートルであ
る。従って、被着制限ガスの流量は、約３０００ｓｃｃ
ｍである。即ち、面積〜π＊（２００ｍｍ）＊（０．５
０ｍｍ）〜３１４ｍｍ2、かつ１０ｓｃｃｍ／ｍｍ2＊３
１４ｍｍ2〜３０００ｓｃｃｍ。しかしながら、狭窄開
口７０６の幅は、被着制限ガスの流量に応じて変更し得
る。狭窄開口７０６の長さは、ウエハ４０２のエッジの
まわりに於いて均一なガスの流れを達成するためには、
狭窄開口の幅の１０倍であるのが好ましい。被着制限ガ
スの流量はまた、被着制限ガス内に存在する反応物質の
量に反比例する。したがって、ウエハ４０２の表面に於
ける被着状況の所望の均一性を達成するためには、流量
が減らされた場合には、Ｈ2などの反応物質の量を増大
させることができ、その逆もまた真である。
【００３８】通常、ウエハ４０２の表面の物質が均一に
被着された領域を、ウエハ４０２のエッジに対して、可
及的に近接させるのが望ましい。ウエハ４０２の表面の
外周に於ける、物質が均一に被着された領域を最大化す
るためには、被着制限ガスが、上記したようなプロセス
ガスの反応成分の１つまたは複数を含んでいるのが好ま
しい。被着制限ガス内に含まれる反応成分は、被着制限
ガスが狭窄開口７０６から排気されること及び、ウエハ
４０２上にて延在する延長部７０４の部分が物理的に存
在することにより引き起こされる、或る領域に於けるプ
ロセスガスの流れのパターン内に存在する、プロセスガ
スの流れに対する干渉の影響を補償するようにして、ウ
エハ４０２の外周に於ける物質の被着状況を向上させ
る。例えば、被着制限ガス内に於ける反応成分としてＨ
2を用い、Ｗを被着しようとする場合、ＷＦ6をＨ2に反
応させることにより生じたＷの被着速度は、Ｈ2の濃度
の平方根に比例して変化する。すなわちＨ2の量を４倍
にすると、Ｗの被着量を２倍に増大させることができ
る。従って、ウエハの表面の外周に於いてＷの被着量を
倍加するためには、ウエハの表面の外周に於けるＨ2の
濃度を４倍にしなければならない。ここで注意すべきこ
とは、Ｈ2ガスの濃度が４倍となったことによる影響が
ウエハの表面の外周に確実に到達するためには、被着制
限ガス内に於いて必要とされる全体的なＨ2の濃度をさ
らに増大させなければならない場合があることである。
しかしながら、被着制限ガスに於いて、例えばＨ2など
１つの反応成分を増大させた場合には、例えばＷＦ6な
どの、プロセスガス内に於ける反応成分が、被着速度を
力学的に維持可能であるように供給されるのが好まし
い。さもないと、Ｈ2の濃度が高くＷＦ6が不足している
領域に於いては反応が「飢餓状態」となる場合がある。
【００３９】被着制限ガスの排気によるプロセスガスの
流れに対する干渉作用は、被着制限ガスの流量を減少さ
せることにより低減することができる。しかしながら、
延長部７０４の下側に均一な圧力の領域を形成するのに
十分な程度に、狭窄孔の領域に於いて１平方ミリメート
ルあたり約１０ｓｃｃｍの流量を維持するのが好まし
い。
【００４０】注意すべきことは、真空溝２０８ａ、２０
８ｂ及び２０６ａ〜２０６ｈの上側に位置するウエハ４
０２の裏面部分を除いて、ウエハ４０２の裏面はプラテ
ン２０２の上面に完全に接触していることである。この
大きな接触面積は、プラテン２０２からウエハ４０２の
裏面全体に対する均一な熱伝達を促進する。ウエハ４０
２の裏面に於ける均一な熱の分布は、ウエハ４０２の表
面に沿って熱が均等化するのを助けるが、これによって
ウエハ４０２の表面の全体に対する物質の概ね均一な被
着を促進することができる。
【００４１】エクスクルージョンガード７００の寸法は
重要ではないが、それらはウエハ４０２の寸法及び被着
制限ガス供給システムの流路容積に応じて選択される。
例えば、様々なウエハサイズについて表１に示された寸
法がエクスクルージョンガード７００にとって適してい
る。
【００４２】
【表１】
【００４３】或る処理プロセスに於いては、被着制限ガ
スの流量を減らしたために、干渉領域に向けて十分な反
応成分を送り込むことができず、均一な被着範囲をあま
り大きくできない場合がある。エクスクルージョンガー
ドにオリフィスを設けることにより被着制限ガスの干渉
を減少させ、ウエハ４０２の表面の外周に対する反応成
分の供給を好適に増大させることができる。図９〜１１
に示されているように、エクスクルージョンガード７０
０が、例えば孔９０２などのようなオリフィス及びウエ
ハ４０２のエッジから０．５０ミリの位置まで延出する
延長部９０３を備えたエクスクルージョンガード９００
を形成するように、エクスクルージョンガード７００が
変更されている。ウエハ４０２のエッジもまたガス溝２
１０の上方に向けて延出していることに注意されたい。
孔９０２は、エクスクルージョンガード９００の上面か
ら４５度の角度をもってプラテンブロック９０５内にさ
らに被着制限ガス源に向けて延出している。孔９０２の
直径は２０．１ｍｍ（０．７９インチ）である。プロセ
スチャンバ２内に導入される被着制限ガスの総量は、狭
窄開口７０６及び孔９０２を流れる被着制限ガスの量に
等しい。したがって、被着制限ガスの総量を、狭窄開口
７０６を通過する被着制限ガスの流量を増大させること
なく、プロセスチャンバ２の領域に於けるウエハの表面
の外周部上に於いて増大させることができる。プロセス
チャンバ２の領域に於けるウエハの表面の外周部上のガ
スを不必要に撹乱させるのを回避するために、孔９０２
によって、被着制限ガスの一部をプロセスチャンバ２
（図３）内の、エクスクルージョンガード９００の外側
エッジに向けて排気するのが好ましい。プロセスガスの
流れに対する干渉が低減される一方、ウエハ４０２の表
面の外周に対する反応ガス成分の供給量を増大させるこ
とにより、ウエハ４０２の表面の外周部に於ける物質の
被着量の均一化を図ることができる。用途によっては、
エクスクルージョンガード９００の表面に対して直交し
たり、ウエハ表面の中心に向けて傾斜した孔など他の向
きに設けられた孔を用いることもできる。孔９０２は、
エクスクルージョンガード９００の両面から、プラテン
ブロック９０５及びガス溝２１０内に向けてドリル加工
を行うことにより形成することができる。プラテンブロ
ック９０５は、孔９０２の構成の点を除いてプラテンブ
ロック２０２と同一である。
【００４４】図１０は、実線の円より示された孔９０２
を備えたエクスクルージョンガードの平面図である。２
度ずつの間隔を置いて１８０個の孔が設けられている。
整合用の孔９０４及び整合用のスロット９０６も示され
ている。エクスクルージョンガード９００の外側のエッ
ジは、プロセスチャンバ２に於ける隣接するエクスクル
ージョンガードの配置の便宜のために平面取り部９０８
及び９１０を備えているのが好ましい。
【００４５】図１１はプラテンブロック１１０２の別の
実施例を示す。プラテンブロック１１０２は、持ち上げ
られたプラットフォーム１１０４及び延長部１１０６の
構成の点を除いてプラテンブロック２０２と同様であ
る。持ち上げられたプラットフォーム１１０４及び延長
部１１０６は、図７に於ける本体７０２及び延長部７０
４の対応する特徴部分と同一の機能を果し、かつ同一の
寸法を有する。プラテンブロック２０２に関連するエク
スクルージョンガード７００についての記載も全て当て
はまる。持ち上げられたプラットフォーム１１０４及び
または延長部１１０６は、図９及び１０に於いてエクス
クルージョンガード９００について記載したオリフィス
或いは孔を有するように変更することができる。
【００４６】エクスクルージョンガードの別の実施例が
図１２に示されており、このエクスクルージョンガード
１２００は、プラテンブロック２０２に関連して図示さ
れている。エクスクルージョンガード１２００は延長部
を備えていないが、それ以外の点についてエクスクルー
ジョンガード７００と同様である。エクスクルージョン
ガード１２００が延長部を有しないものとして示されて
いるが、延長部を設けることもできる。狭窄開口１２０
４が、ガス溝２１０を経てプロセスチャンバ２内に至る
被着制限ガスの流れを制限するために設けられている
（図３）。狭窄開口１２０４は、圧入インサート１２０
２を溶接により固定して設けることができる。インサー
ト１２０２は、プラテンブロックの材料と同様な熱膨張
係数を有する材料からなり、ガス溝２１０などの環状ガ
ス溝について用いられる場合には環状をなす。さらに、
インサート１２０２の厚さは、狭窄開口１２０４の幅の
約１０倍であるのが好ましい。狭窄開口の幅は０．５０
ミリ以下であるのが好ましい。
【００４７】処理プロセスに際して、被着制限ガスが、
プラテン２００について前記したようにプラテンブロッ
ク２０２内に導入される。上記したような被着制限ガス
の流量にあっては、狭窄開口１２０４は、ガス溝２１０
によって部分的に形成されたプレナムチャンバに於ける
圧力を均等化させる働きを有する。その結果、図１２の
矢印により示されるように、被着制限ガスの流れが、狭
窄開口１２０４の全体にわたって均一化される。この均
一化された被着制限ガスの流れは、０．５０ミリの幅を
有する狭窄開口の場合に於いては、例えば３００ｓｃｃ
ｍの流量をもってウエハ４０２のエッジを通過して排気
され、それによってプロセスガスがウエハ４０２のエッ
ジ及び裏面に到達することができず、これらの表面に対
する物質の被着を防止することができる。エクスクルー
ジョンガード１２００の前縁は、狭窄開口１２０４から
流れ出す被着制限ガスの一部の流れを配向し、ウエハの
裏面に対する物質の被着を防止し、ウエハのエッジに対
する物質の被着を完全に或いは部分的に防止するのを助
ける。
【００４８】エクスクルージョンガード７００について
のウエハとプラテンとの接触及び熱的な均一性について
の議論はエクスクルージョンガード１２００及びプラテ
ンブロック２０２についても等しく当てはまる。
【００４９】上記したように、或る処理プロセスに於い
ては、被着制限ガスの流量を減少させることによって、
十分な量の反応成分を干渉領域に送り込むことができ
ず、物質を均一に被着できる範囲がそれほど大きくでき
ない場合がある。図１３には、エクスクルージョンガー
ドのさらに別の実施例としてエクスクルージョンガード
１３００が示されている。エクスクルージョンガード１
３００は、例えば孔１３０２からなるオリフィスを有
し、それによって被着制限ガスをプロセスチャンバ２内
に向けて排気することができる（図３）。インサート１
３０６が、ガス溝２１０の内壁に固着され、図１２に於
けるインサート１２０２に関連して形成された狭窄開口
１２０４と同様な狭窄開口１３０４を形成している。孔
１３０２及びインサート１３０６の寸法、位置或いは利
点は、図９〜１０及び図１２に於いて孔９０２と関連し
て議論した内容が等しく当てはまる。
【００５０】図１２及び１３に示されたエクスクルージ
ョンガード１２００及び１３００は、プラテンの一体的
な部分として構成することができる。すなわち、図１１
に於けるプラテン１１０２の一体的な部分としてエクス
クルージョンガード７００を組み込んだのと同様な要領
をもって、持ち上げられた部分とすることにより達成す
ることができる。エクスクルージョンガード１２００及
び１３００を、プラテンの一体的な部分として組み込む
ことにより、フランジ４０４、ガイドブロック７１８及
び７２０（図７）並びにプラテンブロックのエッジから
延出する外側部分を不要とすることができる。
【００５１】図１４には、プラテンブロックの別の実施
例としてプラテンブロック１４０２が示されている。プ
ラテンブロック１４０２は、持ち上げられたプラットフ
ォーム１４０４が設けられている点に於いてのみプラテ
ンブロック２０２と異なる。持ち上げられたプラットフ
ォーム１４０４は、図１２に於けるエクスクルージョン
ガード１２００と同様の機能を果たし、好ましくはウエ
ハ４０２の厚さの１〜３倍の厚さを有する。その他の点
については、プラテンブロック２０２について前記した
エクスクルージョンガード１２００についての記載が全
て当てはまる。インサート１２０２も狭窄開口１２０４
内に設けられている。インサート１２０２の上面を、持
ち上げられたプラットフォーム１４０４の上面と同一面
上に配置するか或いは中間位置に配置するいずれの構成
も可能であることを了解されたい。持ち上げられたプラ
ットフォーム１４０４は、図９及び１０に於けるエクス
クルージョンガード９００について前記した孔などから
なるオリフィスを含むように変更することができる。
【００５２】図１５に於いては、プラテンブロック２０
２が、エクスクルージョンガード１２００を含まないも
のとして示されている。矢印により示されるように、被
着制限ガスは、ウエハ４０２のエッジを通過し、プロセ
スチャンバ内に導入される（図３）。狭窄開口１４１０
が０．５０ミリの幅を有し、インサート１２０２の厚さ
が約５ミリである場合、被着制限ガスの流量は約３００
０ｓｃｃｍとなる。被着制限ガスは、ウエハ４０２の裏
面に対して物質が被着されるのを効果的に防止し、ウエ
ハ４０２のエッジに対して物質が被着されるのを完全に
或いは部分的に防止する。上記したような、ウエハ４０
２の表面に於ける熱的均一性も達成される。
【００５３】図１〜１５に於けるプラテン及びエクスク
ルージョンガードの利点は、エクスクルージョンガード
リフトアセンブリ及び軸孔７（図１）が不要となること
である。
【００５４】図１６に於いては、矢印１により示される
ように、対応するプラテンブロックの表面に対して直交
するように被着制限ガスが導入されるものとして示され
ているが、他の方向及び位置についての被着制限ガスの
導入方法も可能である。例えば、被着制限ガスを、ウエ
ハ４０２とエクスクルージョンガード１２００の間のプ
ラテンブロック１６０２の内部から、ガス溝を経て、矢
印２により示されるように鋭角をなして、或いは矢印３
により示されるように約０度の角度をもって導入するこ
ともできる。この角度は、被着制限ガスの流量及びウエ
ハ４０２のエッジの輪郭に応じて最適化することができ
る。プラテンブロック１６０２及びエクスクルージョン
ガード１６００は様々な設計が可能であって、例えばプ
ラテンブロック２０２及びエクスクルージョンガード７
００などのような設計からなるものであってよい。
【００５５】変形例として、狭窄開口７０６を形成する
垂直壁を傾斜させるようにして、ガスの流れに角度を持
たせることもできる（図８）。この角度は、所望に応じ
てウエハに向かうものであっても或いはそれから遠ざか
るものであってもよい。
【００５６】正確な整合精度を実現したい場合であっ
て、エクスクルージョンガードとウエハのエッジとの間
に、好ましくは０．５０ミリ以下の狭窄開口を形成する
ような場合にあっては、図７〜１５に於けるエクスクル
ージョンガードは、例えばプラテンブロック２０２の外
周部２１１内に於けるエクスクルージョンガードの接触
領域に設けられた孔−ピンの組み合わせ（図示せず）或
いはスロット−楔の組み合わせ（図示せず）などの任意
の形式及び構成の整合手段を備えるものであってよい。
図７〜１０、１２及び１３に示されるさらに別の整合手
段としては、図７〜９、１２及び１３に示されたエクス
クルージョンガードに関連する、対応するプラテンブロ
ックの外側エッジに係合し、エクスクルージョンガード
を、対応するプラテンブロック、従ってウエハ４０２に
対して強制的に整合させるように、エクスクルージョン
ガードの外側エッジに沿って間隔をもって配置されかつ
下向きに延出するフランジ４０４などを用いたものがあ
る。フランジ４０４は、対応するプラテンブロックの外
側エッジに漸進的に係合するように、図示されたように
テーパの付されたものであってよい。さらに別の整合手
段としては、図７に示された整合スロット７１０及び整
合孔７１２を利用したものがある。これらは図９に於け
る整合スロット９０６及び整合孔９０４と同様のもので
ある。図７に於いては、整合ピン７１４及び７１６を備
えたガイドブロック７１８及び７２０が、それぞれボル
ト７２２及び７２４などの適宜な締結具をもってプラテ
ンブロック２０２に固着されている。ガイドブロック７
１８及び７２０も、それぞれスペーサ７２６及び７２８
を備えている。エクスクルージョンガード７００に於け
る整合スロット７１０及び整合孔７１２は、それぞれ整
合ピン７１４及び７１６と嵌合している。整合ピン７１
４及び７１６は、エクスクルージョンガード７００を適
切に位置決めし得るような向きに設けられている。エク
スクルージョンガード及びプラテンの全ては、それぞれ
整合スロット或いは孔及び整合ピンを備えている。
【００５７】実用的な問題として、ガス溝は、上記した
よりもやや小さい直径を有するものとすることができ
る。ウエハをガス溝の一部に対してオーバーハングする
ようにして、温度の均一性に対してわずかな影響が引き
起こされるようにした場合でも、ウエハのエッジに面取
りが設けられているために、エッジに於ける被着状況が
それほど活発でないことから、このことはあまり問題に
ならない。
【００５８】以上本発明を特定の実施例及び変形例につ
いて説明したが、これらの実施例は単なる例示であっ
て、本発明はこれらの実施例によって限定されるもので
はない。例えば、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って、他の形状、寸法、流量
及び圧力も、意図する目的にとって効果的である場合が
ある。また、プラテンブロック、エクスクルージョンガ
ード、ガス溝、ガスライン、真空溝及び真空ラインは、
異なるウエハのサイズに適合するように様々な寸法を有
するものであってよい。さらに、ここに記載した被着プ
ロセスは単なる例示であって、意図する目的にとって他
のプロセスも効果的である場合がある。さらに、狭窄開
口の寸法及び位置或いは被着制限ガスの組成などについ
て、様々なプラテンブロック及びエクスクルージョンガ
ードについて記載したが、これらは、ウエハの外周部の
まわりに均一な被着制限ガスの流れを達成しウエハの表
面に対して物質を均一に被着するために様々に変更する
ことができる。さらに、全てのエクスクルージョンガー
ド及びプラテンの場合に於いて、プラテン自体に追加の
狭窄開口を設け、ウエハの外周のあらゆる点に対してガ
スの分布をより一層均一にすることができる。したがっ
て、本明細書に記載されている以外の実施例も、本願の
特許請求の範囲により定義される本発明の範囲内に含ま
れるものである。
【００５９】
【発明の効果】従って、本発明によれば、ウエハに対す
る化学蒸着プロセスに於いて、皮膜がウエハの表面に均
一に形成されるが、ウエハの裏面及び外周面には皮膜が
形成されないようにするための装置を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】化学蒸着装置のためのプロセスチャンバの断面
図である。
【図２】エクスクルージョンガード及びエクスクルージ
ョンガードリフトアセンブリを示す図１のプロセスチャ
ンバの断面図である。
【図３】側面から見た図１のプロセスチャンバの断面図
である。
【図４】図３に示されたプラテンの一実施例を示す平面
図である。
【図５】図４のプラテンの断面図である。
【図６】図４のプラテンの一部の断面図である。
【図７】エクスクルージョンガードの第１の実施例を、
図４のプラテンと共に示す断面図である。
【図８】図７に示されたエクスクルージョンガード及び
プラテンの部分断面図である。
【図９】ウエハの処理に際して被着制限ガスの排気を行
うためのオリフィスを備えるように変更された図７のエ
クスクルージョンガード及びプラテンの断面図である。
【図１０】図９のエクスクルージョンガードの底面図で
ある。
【図１１】一体的な持ち上げられたプラットフォーム及
び延長部を有するプラテンの部分断面図である。
【図１２】狭窄開口を形成するようにガス溝内に設けら
れたインサートを備えた図４のエクスクルージョンガー
ド及びプラテンの第２の実施例を示す部分断面図であ
る。
【図１３】図１２のエクスクルージョンガード及びプラ
テン並びに、ウエハの処理に際して被着制限ガスの排気
を行うためのオリフィスを備えるように変更されたエク
スクルージョンガード及びプラテンを備えたインサート
の断面図である。
【図１４】持ち上げられたプラットフォームを有するプ
ラテンの別の実施例を示す部分断面図である。
【図１５】狭窄開口を形成するためのインサートを備え
た図４のプラテンの部分断面図である。
【図１６】エクスクルージョンガード及び被着制限ガス
を導入するための様々な位置及び角度を示す部分断面図
である。
【符号の説明】
１ ロードロックチャンバ ２ プロセスチャンバ ５ ロード／アンロードステーション ６ ベントポート ７ 軸孔 ８ プラットフォーム １０ 搬送機構 １２ 拡散ヘッド １４ プラテンブロック １６ ペデスタルベース ２０〜２２ ピン ２４ 真空排気ポート ２６ スピンドルリフト回転機構 ２８ ピンリフト機構 １０７ 孔 ２００ プラテン ２０２ ブロック ２０４ 真空ライン ２０５ 真空孔 ２０６ 真空溝 ２０８ 同心円溝 ２０９ 半径方向真空溝 ２１０ 環状ガス溝 ２１２、２１４ 半径方向ガスライン ２１６ ガスライン ２２０ 垂直孔 ２２２ プラグ ２２４ インデックス孔 ２３２ 螺旋溝 ４０２ ウエハ ４０４ フランジ ４２０ エクスクルージョンガードリフトアセンブリ ４２２ エクスクルージョンガードリフトプレート ４２６ ベントポート ４３０〜４３５ 切欠部 ４４１〜４４５、７００、９００ エクスクルージョン
ガード ７０２ 本体 ７０４ 延長部 ７０６ 狭窄開口 ７１０ 整合スロット ７１２ 整合孔 ７１４、７１６ 整合ピン ７１８、７２０ ガイドブロック ７２２、７２４ ボルト ７２６、７２８ スペーサ ９０２ 孔 ９０３ 延長部 ９０４ 整合用の孔 ９０５ プラテンブロック ９０６ 整合用のスロット ９０８、９１０ 平面取り部 １１０２ プラテンブロック １１０４ プラットフォーム １１０６ 延長部 １２００、１３００ エクスクルージョンガード １２０２、１３０６ 圧入インサート １２０４、１３０４ 狭窄開口 １３０２ 孔 １４０２ プラテンブロック １４０４ プラットフォーム １６００ エクスクルージョンガード １６０２ プラテンブロック
【手続補正書】
【提出日】平成７年１２月４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１５】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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95148・ サンノゼ・ハーテイジスプリングスコート 3166 (72)発明者 ジェフリー・シー・ベンジング アメリカ合衆国カリフォルニア州95129・ サンノゼ・ランサードライブ 1073 (72)発明者 バリー・エル・チン アメリカ合衆国カリフォルニア州94087・ サニーベイル・スピノサドライブ 1116 (72)発明者 クリストファー・ダブリュ・バークハート アメリカ合衆国カリフォルニア州95124・ サンノゼ・ロムフォードドライブ 5272

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 化学蒸着反応装置に於ける処理室内に
    置かれた、特定の厚さ及び形状を有する基板を支持する
    ための装置であって、 前記処理室内に配置されたプラテンと、延出部材とを有
    し、 前記プラテンが、前記基板の前記形状とほぼ同型をな
    し、かつ真空チャックを備えた内部の外周及び前記内部
    を外囲する外部を画定するガスオリフィスを有し、 前記延出部材が、前記内部を外囲すると共に、少なくと
    も前記基板の厚さをもって前記外部から延出し、更に、
    前記内部の外周に対して概ね均一に間隔をおいて配置さ
    れていることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 前記延出部材が、前記プラテンに着脱
    可能に連結されたリングを有することを特徴とする請求
    項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記リングがアルミナからなることを
    特徴とする請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記リングが少なくとも２つの整合点
    を有し、前記プラテンが２つの整合点を有することを特
    徴とする請求項２に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記延出部材が、前記プラテンの持ち
    上げられた部分を含むことを特徴とする請求項１に記載
    の装置。
  6. 【請求項６】 前記プラテン及びその前記持ち上げら
    れた部分がアルミニウムからなることを特徴とする請求
    項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記ガスオリフィスがガス溝からなる
    ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記ガス溝に狭窄部が設けられている
    ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記狭窄部が前記ガス溝に固着内蔵さ
    れたリングを有することを特徴とする請求項８に記載の
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記リングの主面が、前記ガス溝の内
    面に対して間隔をおいて設けられていることにより狭窄
    通路を画定することを特徴とする請求項９に記載の装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記した狭窄通路が或る厚さを有し、
    前記リングが、或る面内に配置され、かつ前記狭窄通路
    の厚さよりも少なくとも１０倍大きい、前記面に対する
    直交方向寸法を有することを特徴とする請求項１０に記
    載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記プラテン及び前記リングがアルミ
    ニウムからなることを特徴とする請求項１１に記載の装
    置。
  13. 【請求項１３】 前記延出部材の両面から延出しかつ前
    記ガスオリフィスと合流する追加のガスオリフィスを更
    に有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記ガスオリフィスが溝からなり、前
    記追加ガスオリフィスが、前記溝に合流する複数の孔を
    有することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 化学蒸着反応装置に於ける処理室内に
    置かれた、特定の厚さ及び形状を有する基板を支持する
    ための装置であって、 前記処理室内に配置されたプラテンと、延出部材とを有
    し、 前記プラテンが、前記基板の前記形状とほぼ同型をな
    し、かつ真空チャックを備えた内部の外周及び前記内部
    を外囲する外部を画定するガスオリフィスを有し、 前記延出部材が、前記内部を外囲すると共に、少なくと
    も前記基板の厚さをもって前記外部から延出し、更に、
    前記内部の外周に対して概ね均一に間隔をおいて配置さ
    れており、 前記ガスオリフィスが、流路抵抗手段を有する事を特徴
    とする装置。
  16. 【請求項１６】 前記ガスオリフィスが溝からなり、更
    に、前記延出部材の上面から前記溝に合流する均一な間
    隔をおいて配置された複数の孔を更に有することを特徴
    とする請求項１５に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 化学蒸着反応装置に於ける処理室内に
    置かれた、特定の厚さ及び形状を有する基板を支持する
    ための装置であって、 前記基板の前記形状とほぼ同型をなし、かつ真空チャッ
    クを備えた内部の外周及び前記内部を外囲する外部を画
    定するガスオリフィスを有する、前記処理室内に配置さ
    れたプラテンと、 前記ガスオリフィス内に配置された流路抵抗手段とを有
    することを特徴とする装置。
  18. 【請求項１８】 前記ガスオリフィスが、溝からな
    り、前記が前記溝内に配置されたリングからなることを
    特徴とする請求項１７に記載の装置。
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