JPH10189469A - 基板をガスにより支持する方法 - Google Patents
基板をガスにより支持する方法Info
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- JPH10189469A JPH10189469A JP9333134A JP33313497A JPH10189469A JP H10189469 A JPH10189469 A JP H10189469A JP 9333134 A JP9333134 A JP 9333134A JP 33313497 A JP33313497 A JP 33313497A JP H10189469 A JPH10189469 A JP H10189469A
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- Toxicology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板に応力を発生させないサセプタレスの基
板保持の方法。 【解決手段】 基板の第２の部分（その一部がキャビテ
ィの一方の壁を成す）に接触しないように基板の第１の
部分に接触することにより、基板の第１の部分を支持す
る支持のステップと、ガスの圧力が第２の部分を少なく
とも部分的に支持するような力を第２の部分に作用させ
るように、キャビティ内にガスを流入させる流入のステ
ップとを備えている。
板保持の方法。 【解決手段】 基板の第２の部分（その一部がキャビテ
ィの一方の壁を成す）に接触しないように基板の第１の
部分に接触することにより、基板の第１の部分を支持す
る支持のステップと、ガスの圧力が第２の部分を少なく
とも部分的に支持するような力を第２の部分に作用させ
るように、キャビティ内にガスを流入させる流入のステ
ップとを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体処理チャン
バ内においてウエハスリップやスクラッチングを低減す
るための方法に関する。
バ内においてウエハスリップやスクラッチングを低減す
るための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの半導体デバイス製造プロセスで
は、デバイスの性能、収率やプロセスの信頼性に対する
高い要求を持たすことができるのは、処理中に基板（半
導体ウエハ等）に大きな応力が作用しない場合に限られ
る。
は、デバイスの性能、収率やプロセスの信頼性に対する
高い要求を持たすことができるのは、処理中に基板（半
導体ウエハ等）に大きな応力が作用しない場合に限られ
る。
【０００３】例えば、多数の異種製造プロセスに対して
用いられる、高速熱アニール（ＲＴＡ：rapid thermal
annealing）、高速熱クリーニング（ＲＴＣ：rapid the
rmalcleaning）、高速熱化学気相堆積（ＲＴＣＶＤ：ra
pid thermal chemical vapor deposition）、高速熱酸
化処理（ＲＴＯ：rapid thermal oxidation）、高速熱
窒化処理（ＲＴＮ：rapid thermal nitridation）をは
じめとする、高速熱処理（ＲＴＰ：rapid thermal proc
essing）の場合を考える。
用いられる、高速熱アニール（ＲＴＡ：rapid thermal
annealing）、高速熱クリーニング（ＲＴＣ：rapid the
rmalcleaning）、高速熱化学気相堆積（ＲＴＣＶＤ：ra
pid thermal chemical vapor deposition）、高速熱酸
化処理（ＲＴＯ：rapid thermal oxidation）、高速熱
窒化処理（ＲＴＮ：rapid thermal nitridation）をは
じめとする、高速熱処理（ＲＴＰ：rapid thermal proc
essing）の場合を考える。
【０００４】これらのプロセスにおいては、同時に製造
を行うことができるデバイスの数を増やすために、基板
サイズを大きくする傾向がみられる。現在その処理技術
が開発中である大型基板のタイプに、直径３００ｍｍの
円形のシリコン（Ｓｉ）ウエハがある。このようなウエ
ハの次世代には、更に大型の、３５０ｍｍ、４５０ｍｍ
やそれ以上といったものがでてくるだろう。無論、シス
テムによっては方形のウエハも用いられる。基板の厚み
が一定である場合は、基板の質量はその半径の自乗又は
辺の長さの自乗に比例する。サセプタシステムでは、基
板をサセプタ支持体の上に置いてこれを支持する。従っ
て、支持体の大きさは、基板の面積に比例する。
を行うことができるデバイスの数を増やすために、基板
サイズを大きくする傾向がみられる。現在その処理技術
が開発中である大型基板のタイプに、直径３００ｍｍの
円形のシリコン（Ｓｉ）ウエハがある。このようなウエ
ハの次世代には、更に大型の、３５０ｍｍ、４５０ｍｍ
やそれ以上といったものがでてくるだろう。無論、シス
テムによっては方形のウエハも用いられる。基板の厚み
が一定である場合は、基板の質量はその半径の自乗又は
辺の長さの自乗に比例する。サセプタシステムでは、基
板をサセプタ支持体の上に置いてこれを支持する。従っ
て、支持体の大きさは、基板の面積に比例する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】サセプタレスシステム
（サセプタのないシステム）では、基板は通常、その外
周に沿って機械的に支持されるのみである。このタイプ
のシステムでの支持体の大きさは、基板の直径（方形の
ウエハでは辺の長さ）に比例し、サセプタシステムにお
けると同じように面積に比例することはない。係るシス
テムでは、基板が大きくなれば、支持されていない部分
（即ち、周縁支持部から外れた部分）がたわみ易くな
る。
（サセプタのないシステム）では、基板は通常、その外
周に沿って機械的に支持されるのみである。このタイプ
のシステムでの支持体の大きさは、基板の直径（方形の
ウエハでは辺の長さ）に比例し、サセプタシステムにお
けると同じように面積に比例することはない。係るシス
テムでは、基板が大きくなれば、支持されていない部分
（即ち、周縁支持部から外れた部分）がたわみ易くな
る。
【０００６】特に、重力により基板に応力が発生する。
この重力による応力により変形が生じ、これがたわみと
なって現れる。この変形が生じれば、シリコンの結晶中
でウエハスリップが生じ、基板に損傷が生じることがあ
る。ウエハスリップは通常、デバイスを通り抜け、これ
を破壊してしまう。
この重力による応力により変形が生じ、これがたわみと
なって現れる。この変形が生じれば、シリコンの結晶中
でウエハスリップが生じ、基板に損傷が生じることがあ
る。ウエハスリップは通常、デバイスを通り抜け、これ
を破壊してしまう。
【０００７】もう１つ考えられる応力発生の原因は、応
力の発生により半径方向に温度勾配が生じてしまうこと
である。これは、基板の中心の温度がエッジと異なる場
合に生じる。このような温度勾配は通常、基板を急速に
加熱又は冷却したときに生じるが、それは、熱損失の速
度が中心とエッジで異なるからである。従って、半径方
向への温度勾配が最も頻繁に生じるのは、高速熱プロセ
スの場合である。
力の発生により半径方向に温度勾配が生じてしまうこと
である。これは、基板の中心の温度がエッジと異なる場
合に生じる。このような温度勾配は通常、基板を急速に
加熱又は冷却したときに生じるが、それは、熱損失の速
度が中心とエッジで異なるからである。従って、半径方
向への温度勾配が最も頻繁に生じるのは、高速熱プロセ
スの場合である。
【０００８】応力発生の原因である、重力と半径方向温
度勾配の両方は、基板にウエハスリップが生じない上限
温度に影響を与える。例えば、大型のウエハで、完全な
熱伝導体であり温度勾配が生じない場合を考える。この
ウエハがその周縁のみで支持されておりそのためかなり
大きな重力による応力を受けている場合、ウエハの最高
処理温度は、重力による応力が発生していない場合より
も低くなる。同様に、小型のウエハで大きな重力による
応力を受けていない場合でも、大きな温度勾配が生じて
いれば、ウエハの最高処理温度は、温度勾配が発生して
いない場合よりも低くなる。
度勾配の両方は、基板にウエハスリップが生じない上限
温度に影響を与える。例えば、大型のウエハで、完全な
熱伝導体であり温度勾配が生じない場合を考える。この
ウエハがその周縁のみで支持されておりそのためかなり
大きな重力による応力を受けている場合、ウエハの最高
処理温度は、重力による応力が発生していない場合より
も低くなる。同様に、小型のウエハで大きな重力による
応力を受けていない場合でも、大きな温度勾配が生じて
いれば、ウエハの最高処理温度は、温度勾配が発生して
いない場合よりも低くなる。
【０００９】高速熱処理チャンバ内では、基板は最高処
理温度（例えば１２５０℃）に耐えることが要求され
る。このとき応力が存在していれば、この最高処理温度
が下がる。従って、最高処理温度を高く維持するために
は、応力の発生を最小にすることが重要である。
理温度（例えば１２５０℃）に耐えることが要求され
る。このとき応力が存在していれば、この最高処理温度
が下がる。従って、最高処理温度を高く維持するために
は、応力の発生を最小にすることが重要である。
【００１０】３００ｍｍウエハについて、重力により応
力が発生する場合は中心とエッジで約３℃の温度差があ
る場合と等価であるというモデルを、今までは用いてい
た。しかし、一般に応力が最高温度に与える影響は非常
に顕著であり、５０〜１００℃のオーダーで影響を与え
る。
力が発生する場合は中心とエッジで約３℃の温度差があ
る場合と等価であるというモデルを、今までは用いてい
た。しかし、一般に応力が最高温度に与える影響は非常
に顕著であり、５０〜１００℃のオーダーで影響を与え
る。
【００１１】本発明の目的は、基板に応力を発生させな
いサセプタレス（サセプタを用いない）の基板保持の方
法を提供することにある。本発明の更なる目的は、既存
の方法に較べて、ウエハスリップとスクラッチングを基
板にほとんど発生させない基板支持の方法を提供するこ
とにある。
いサセプタレス（サセプタを用いない）の基板保持の方
法を提供することにある。本発明の更なる目的は、既存
の方法に較べて、ウエハスリップとスクラッチングを基
板にほとんど発生させない基板支持の方法を提供するこ
とにある。
【００１２】本発明のこの他の目的及び作用効果の多く
を以下の説明に記載するが、その一部に、以下の説明か
ら自明であるものや、本発明の実行により習得されるも
のもある。本発明の目的及び利点は、特許請求の範囲に
おいて特に指摘した手法及び組み合わせにより実現され
得られるものでもある。
を以下の説明に記載するが、その一部に、以下の説明か
ら自明であるものや、本発明の実行により習得されるも
のもある。本発明の目的及び利点は、特許請求の範囲に
おいて特に指摘した手法及び組み合わせにより実現され
得られるものでもある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の具体例の１つで
は、本発明は、熱処理チャンバ内における基板の応力を
低減する方法に関する。この方法は、基板の第２の部分
（この第２の部分の一部がキャビティの一方の壁を成
す）に接触しないように基板の第１の部分に接触するこ
とにより、基板の第１の部分を支持する支持のステップ
と、ガスの圧力が第２の部分を少なくとも部分的に支持
するような力を第２の部分に作用させるように、キャビ
ティ内にガスを流入させる流入のステップとを備えてい
る。
は、本発明は、熱処理チャンバ内における基板の応力を
低減する方法に関する。この方法は、基板の第２の部分
（この第２の部分の一部がキャビティの一方の壁を成
す）に接触しないように基板の第１の部分に接触するこ
とにより、基板の第１の部分を支持する支持のステップ
と、ガスの圧力が第２の部分を少なくとも部分的に支持
するような力を第２の部分に作用させるように、キャビ
ティ内にガスを流入させる流入のステップとを備えてい
る。
【００１４】本発明の実施形態では、以下の事項が含ま
れる。支持のステップでは、基板の第１の部分が環状支
持体に接触するように、環状支持体により行われる。第
２の部分は、基板の第１の部分を除いた裏面であっても
よい。環状支持体は、環状のエッジリングであってもよ
い。熱処理チャンバは、化学気相堆積装置であってもよ
い。また１つのステップは、ガスを加熱するステップで
ある。ガスの流量は、閉ループシステム又は開ループの
フィードバックシステムにより制御することが可能であ
る。ガスにより作用する力は、基板の重量のおよそ１／
３〜２／３である。ガスの流入は、流量約３〜５リット
ル／分でノズル又はエアプレナムを介してキャビティ内
に進入する。キャビティとチャンバのその他の部分との
圧力差は、約５０ミリトール〜約２００ミリトールであ
り、例えば約１００ミリトールである。また１つのステ
ップは、キャビティとチャンバのその他の部分との間の
圧力差に、第２の部分の該一部の面積を乗じたものに等
しい力を、基板に対する所定の支持力として設定するス
テップであってもよい。
れる。支持のステップでは、基板の第１の部分が環状支
持体に接触するように、環状支持体により行われる。第
２の部分は、基板の第１の部分を除いた裏面であっても
よい。環状支持体は、環状のエッジリングであってもよ
い。熱処理チャンバは、化学気相堆積装置であってもよ
い。また１つのステップは、ガスを加熱するステップで
ある。ガスの流量は、閉ループシステム又は開ループの
フィードバックシステムにより制御することが可能であ
る。ガスにより作用する力は、基板の重量のおよそ１／
３〜２／３である。ガスの流入は、流量約３〜５リット
ル／分でノズル又はエアプレナムを介してキャビティ内
に進入する。キャビティとチャンバのその他の部分との
圧力差は、約５０ミリトール〜約２００ミリトールであ
り、例えば約１００ミリトールである。また１つのステ
ップは、キャビティとチャンバのその他の部分との間の
圧力差に、第２の部分の該一部の面積を乗じたものに等
しい力を、基板に対する所定の支持力として設定するス
テップであってもよい。
【００１５】また別の具体例では、本発明は、熱処理チ
ャンバ内で基板の裏面スクラッチングとダメージを低減
する方法に関する。この方法は、その一部がキャビティ
の一方の壁を成す基板の第２の部分に接触しないよう
に、基板の第１の部分に接触することにより、基板の第
１の部分を支持する支持のステップと、ガスの圧力が第
２の部分を少なくとも部分的に支持するような力を第２
の部分に作用させるように、キャビティ内にガスを流入
させる流入のステップとを備えている。
ャンバ内で基板の裏面スクラッチングとダメージを低減
する方法に関する。この方法は、その一部がキャビティ
の一方の壁を成す基板の第２の部分に接触しないよう
に、基板の第１の部分に接触することにより、基板の第
１の部分を支持する支持のステップと、ガスの圧力が第
２の部分を少なくとも部分的に支持するような力を第２
の部分に作用させるように、キャビティ内にガスを流入
させる流入のステップとを備えている。
【００１６】また別の具体例では、本発明は、熱処理チ
ャンバ内において基板への応力を低減する方法に関す
る。この方法は、その一部がキャビティの一方の壁を成
す基板の第２の部分に接触しないように、基板の第１の
部分に接触することにより、基板の第１の部分を支持す
る支持のステップと、第２の部分へのガスの力が第２の
部分を少なくとも部分的に支持するように、キャビティ
内にガスを流入させる流入のステップとを備えている。
ャンバ内において基板への応力を低減する方法に関す
る。この方法は、その一部がキャビティの一方の壁を成
す基板の第２の部分に接触しないように、基板の第１の
部分に接触することにより、基板の第１の部分を支持す
る支持のステップと、第２の部分へのガスの力が第２の
部分を少なくとも部分的に支持するように、キャビティ
内にガスを流入させる流入のステップとを備えている。
【００１７】本発明の実施形態では、以下の事項が含ま
れる。ガスは、基板中心又はその近くを叩く。また別の
ステップは、キャビティ内にガスを流入させるステップ
の前にガスを加熱するステップであってもよい。
れる。ガスは、基板中心又はその近くを叩く。また別の
ステップは、キャビティ内にガスを流入させるステップ
の前にガスを加熱するステップであってもよい。
【００１８】本発明の様々な利点の中でも、以下の事が
挙げられる。本発明の利点の１つに、熱処理チャンバ内
の基板について、従来技術の方法に較べて欠陥が少なく
なることが挙げられ、その理由は、基板は非常に均等に
支持されるからである。基板は、欠陥やスリップが始ま
ることなく、高温に至ることができる。従来技術の支持
方法におけるよりも高温且つ高い温度勾配に対しても、
基板は非常に強固であり且つ高い許容性を有している。
更に別の利点としては、エッジリング上への基板の全重
量が小さくなり、エッジリングが基板にダメージを与え
る可能性を低減することが挙げられる。
挙げられる。本発明の利点の１つに、熱処理チャンバ内
の基板について、従来技術の方法に較べて欠陥が少なく
なることが挙げられ、その理由は、基板は非常に均等に
支持されるからである。基板は、欠陥やスリップが始ま
ることなく、高温に至ることができる。従来技術の支持
方法におけるよりも高温且つ高い温度勾配に対しても、
基板は非常に強固であり且つ高い許容性を有している。
更に別の利点としては、エッジリング上への基板の全重
量が小さくなり、エッジリングが基板にダメージを与え
る可能性を低減することが挙げられる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下の説明では、「基板」の語を
用いることにする。この語は、熱処理チャンバ内で処理
しようとするあらゆる物体を広くカバーするものであ
る。この「基板」の語には、例えば、半導体ウエハ、フ
ラットパネルディスプレイ、ガラス板やガラスディス
ク、プラスチックワークピース等が含まれる。ここでの
説明では、３００ｍｍウエハについて説明をしていく。
しかし、本発明はこれよりも直径が大きいウエハにも小
さいウエハにも適用が可能であり、特に、重力によりた
わみが発生するくらい大きなサイズのウエハに適してい
る。
用いることにする。この語は、熱処理チャンバ内で処理
しようとするあらゆる物体を広くカバーするものであ
る。この「基板」の語には、例えば、半導体ウエハ、フ
ラットパネルディスプレイ、ガラス板やガラスディス
ク、プラスチックワークピース等が含まれる。ここでの
説明では、３００ｍｍウエハについて説明をしていく。
しかし、本発明はこれよりも直径が大きいウエハにも小
さいウエハにも適用が可能であり、特に、重力によりた
わみが発生するくらい大きなサイズのウエハに適してい
る。
【００２０】本発明に含まれるＲＴＰシステムの具体例
の１つの簡略な線図が、図１に示される。図１では、Ｒ
ＴＰチャンバ１４はベース２８を有しているように図示
されている。ベース２８は、基板１０の下にある。基板
１０には、上側２２と下側２６とがある。基板１０は、
回転する支持体１２上に載置されたエッジリング３６に
よって支持される。具体的には、エッジリング３６は、
基板１０の環状の第１の部分３２に接触することによ
り、基板を機械的に支持し、他方、基板１０の第２の部
分３３（この具体例では基板の残りの部分）は接触して
いないままである。内側キャビティ３１が、基板１０の
下側２６と、支持体１２の円筒壁部５６と、ベース２６
とによって形成される。ここでは環状エッジリングを示
したが、本発明では、他のタイプのサセプタレス支持体
を用いてもよい。
の１つの簡略な線図が、図１に示される。図１では、Ｒ
ＴＰチャンバ１４はベース２８を有しているように図示
されている。ベース２８は、基板１０の下にある。基板
１０には、上側２２と下側２６とがある。基板１０は、
回転する支持体１２上に載置されたエッジリング３６に
よって支持される。具体的には、エッジリング３６は、
基板１０の環状の第１の部分３２に接触することによ
り、基板を機械的に支持し、他方、基板１０の第２の部
分３３（この具体例では基板の残りの部分）は接触して
いないままである。内側キャビティ３１が、基板１０の
下側２６と、支持体１２の円筒壁部５６と、ベース２６
とによって形成される。ここでは環状エッジリングを示
したが、本発明では、他のタイプのサセプタレス支持体
を用いてもよい。
【００２１】反応ガス１８が、エアプレナム２０を介し
て反応ガスサプライ１６からチャンバに進入する。エア
プレナム２０は、例えば、反応ガスが通り抜ける数多く
のポートないしノズルを有していてもよい。このような
反応ガスは、基板１０の熱処理に用いることができる反
応物を与える。ここで想定される様々な熱処理の中で
も、アニール、堆積、拡散、酸化や還元を挙げることが
できる。これらのガスや反応生成物からのガスは、排気
ポート２４を介して除去される。
て反応ガスサプライ１６からチャンバに進入する。エア
プレナム２０は、例えば、反応ガスが通り抜ける数多く
のポートないしノズルを有していてもよい。このような
反応ガスは、基板１０の熱処理に用いることができる反
応物を与える。ここで想定される様々な熱処理の中で
も、アニール、堆積、拡散、酸化や還元を挙げることが
できる。これらのガスや反応生成物からのガスは、排気
ポート２４を介して除去される。
【００２２】本発明の具体例に従い、流入ポート３４を
介して内部キャビティ３１にガス３２を供給するため
の、支持ガス供給部３０が与えられてもよい。チャンバ
１４はこのように２つのセクションに分割される：内部
キャビティ３１と、反応領域ないし処理容量３５であ
る。後者の大部分は、基板１０のほぼ上方に位置してい
る。流入ポート３４は、図１では小さな流入通路として
示されている。また、流入ポート３４は、局所的な冷却
効果が起こらないようガス３２が基板と平行な方向に通
り抜けるように、直交流の注入のデザイン（図示せず：
水平シャワーヘッドともいう）を有していてもよい。
介して内部キャビティ３１にガス３２を供給するため
の、支持ガス供給部３０が与えられてもよい。チャンバ
１４はこのように２つのセクションに分割される：内部
キャビティ３１と、反応領域ないし処理容量３５であ
る。後者の大部分は、基板１０のほぼ上方に位置してい
る。流入ポート３４は、図１では小さな流入通路として
示されている。また、流入ポート３４は、局所的な冷却
効果が起こらないようガス３２が基板と平行な方向に通
り抜けるように、直交流の注入のデザイン（図示せず：
水平シャワーヘッドともいう）を有していてもよい。
【００２３】あるいは流入ポート３４は、ベース２８に
載置される多孔ディスクないしエアプレナムを有してい
てもよい。あるいは、キャビティ３１にガスを供給する
ためバルブ（図示せず）をポート３４に用いてもよい。
ガスプレナムシステムは図２に示されており、ここで
は、多数のポート３７がガス３２を供給する。
載置される多孔ディスクないしエアプレナムを有してい
てもよい。あるいは、キャビティ３１にガスを供給する
ためバルブ（図示せず）をポート３４に用いてもよい。
ガスプレナムシステムは図２に示されており、ここで
は、多数のポート３７がガス３２を供給する。
【００２４】ガスを内部キャビティ３１に供給すること
により、ガス圧力が蓄積し、このガス圧力を用いて基板
１０を第２の部分３３で少なくとも部分的に保持する(a
t least partially supportsubstrate 10)。
により、ガス圧力が蓄積し、このガス圧力を用いて基板
１０を第２の部分３３で少なくとも部分的に保持する(a
t least partially supportsubstrate 10)。
【００２５】本発明のシステムを更に詳細に説明する。
【００２６】本発明の別の具体例に従ったＲＴＰシステ
ムの詳細が、図３に示される。このシステムは、１９９
４年１２月１９日出願の米国特許出願０８／３５９３０
２号、標題"Method and Apparatus for Measuring Surf
ace Temperature" に詳細に記載されている。
ムの詳細が、図３に示される。このシステムは、１９９
４年１２月１９日出願の米国特許出願０８／３５９３０
２号、標題"Method and Apparatus for Measuring Surf
ace Temperature" に詳細に記載されている。
【００２７】ＲＴＰシステムは、ディスク状の直径３０
０ｍｍのシリコンウエハなどの基板１１０の処理のため
の処理チャンバ１１４を有している。基板１１０はチャ
ンバ内で基板支持構造体１１２の上に載置され、更に詳
しくは、支持体１１２上に載置されるエッジリング１３
５によって載置される。基板は、その真上の加熱要素１
００によって加熱される。加熱要素１００は放射熱を発
し、この放射熱が、基板の上方約１インチ（２．５ｃ
ｍ）にある水冷クオーツウィンドウ組立体１０７を通っ
て処理チャンバ１１４に進入する。
０ｍｍのシリコンウエハなどの基板１１０の処理のため
の処理チャンバ１１４を有している。基板１１０はチャ
ンバ内で基板支持構造体１１２の上に載置され、更に詳
しくは、支持体１１２上に載置されるエッジリング１３
５によって載置される。基板は、その真上の加熱要素１
００によって加熱される。加熱要素１００は放射熱を発
し、この放射熱が、基板の上方約１インチ（２．５ｃ
ｍ）にある水冷クオーツウィンドウ組立体１０７を通っ
て処理チャンバ１１４に進入する。
【００２８】反応ガス１１８はポート６４を介して処理
容量１１４の中に進入し、基板１１０と反応し、排気シ
ステム１６６により排気される。しかし、反応ガス１１
８はチャンバの本体のいずれかの適当なポートから進入
してもよいことが注記される。
容量１１４の中に進入し、基板１１０と反応し、排気シ
ステム１６６により排気される。しかし、反応ガス１１
８はチャンバの本体のいずれかの適当なポートから進入
してもよいことが注記される。
【００２９】基板１１０の下にはリフレクタ１０４があ
り、これは、水冷式のステンレス製ベース１０６の上に
載置されている。リフレクタ１０４はアルミニウム製で
あってもよく、また、反射率の高い表面コーティングを
有している。基板１１０の下側１２６と、リフレクタ１
０４の上側と、支持構造体１１２の壁とにより、基板の
有効放射率を上昇させるための反射キャビティ１５０を
形成する。
り、これは、水冷式のステンレス製ベース１０６の上に
載置されている。リフレクタ１０４はアルミニウム製で
あってもよく、また、反射率の高い表面コーティングを
有している。基板１１０の下側１２６と、リフレクタ１
０４の上側と、支持構造体１１２の壁とにより、基板の
有効放射率を上昇させるための反射キャビティ１５０を
形成する。
【００３０】基板とリフレクタの間の間隔は約０．３イ
ンチ（７．６ｍｍ）であり、このため、形成されるキャ
ビティ１５０の幅と高さの比はおよそ２７である。３０
０ｍｍシリコンウエハ用に設計した処理システムにおい
ては、基板１１０とリフレクタ１０４の間の距離は約５
ｍｍ〜３０ｍｍであり、好ましくは５ｍｍ〜２５ｍｍで
ある。
ンチ（７．６ｍｍ）であり、このため、形成されるキャ
ビティ１５０の幅と高さの比はおよそ２７である。３０
０ｍｍシリコンウエハ用に設計した処理システムにおい
ては、基板１１０とリフレクタ１０４の間の距離は約５
ｍｍ〜３０ｍｍであり、好ましくは５ｍｍ〜２５ｍｍで
ある。
【００３１】基板１１０の局所における温度の測定は、
複数のパイロメータ１５３（図３にはこれらのうち２つ
のみ図示）により行われる。これらパイロメータ１５３
は、導管１５４の中を通るサファイア光パイプを有して
いる。導管１５４はベース１０６の裏側からリフレクタ
１０４の頂部を通り、ウィンドウ１５２を通る。
複数のパイロメータ１５３（図３にはこれらのうち２つ
のみ図示）により行われる。これらパイロメータ１５３
は、導管１５４の中を通るサファイア光パイプを有して
いる。導管１５４はベース１０６の裏側からリフレクタ
１０４の頂部を通り、ウィンドウ１５２を通る。
【００３２】熱処理中は、支持構造体１０８は約９０ｒ
ｐｍで回転する。基板を回転させる支持構造体は、前述
のように、エッジリング１３５を有している。エッジリ
ングは、基板の外周縁部を含む第１の部分の周りで基板
に接触し、このため、この外周縁部の周囲の小さな環状
の領域を除いて、基板の下側の第２の部分は露出したま
まとなる。エッジリング１３５は、基板に接触してこれ
を支持するためのくぼんだポケット部分を有している。
このポケット部分は幅約４ｍｍのレッジを構成していて
もよい。処理中に基板のエッジで生じる熱的な不連続を
最低限にするため、エッジリング１３５は基板と同じ材
料かあるいは類似の材料でできている（例えばシリコン
やシリコンカーバイド）。
ｐｍで回転する。基板を回転させる支持構造体は、前述
のように、エッジリング１３５を有している。エッジリ
ングは、基板の外周縁部を含む第１の部分の周りで基板
に接触し、このため、この外周縁部の周囲の小さな環状
の領域を除いて、基板の下側の第２の部分は露出したま
まとなる。エッジリング１３５は、基板に接触してこれ
を支持するためのくぼんだポケット部分を有している。
このポケット部分は幅約４ｍｍのレッジを構成していて
もよい。処理中に基板のエッジで生じる熱的な不連続を
最低限にするため、エッジリング１３５は基板と同じ材
料かあるいは類似の材料でできている（例えばシリコン
やシリコンカーバイド）。
【００３３】前述の如く、エッジリング１３５は支持構
造体１１２により支持されている。更に具体的には、エ
ッジリング１３５は支持構造体１１２の回転可能クオー
ツシリンダ１５６の上に載置されている。シリンダ１５
６はシリコン等の材料でコーティングが施され、パイロ
メータの周波数の範囲に対して透過しないようにしてい
る。この他の透過しない材料を用いてもよい。クオーツ
シリンダの底部は環状の上ベアリングレース１５８によ
り保持され、このベアリングレースは複数のボールベア
リング１６０の上に載置され、これらボールベアリング
は静的で環状の下ベアリングレース１６２に保持されて
いる。これらボールベアリング１６０は、スチール製
で、操作中の粒子発生を低減するため窒化珪素でコーテ
ィングされている。上ベアリングレース１５８はアクチ
ュエータ（図示せず）に磁気結合され、熱処理中にシリ
ンダ１５６、エッジリング１３５及び基板１１０を回転
させる。
造体１１２により支持されている。更に具体的には、エ
ッジリング１３５は支持構造体１１２の回転可能クオー
ツシリンダ１５６の上に載置されている。シリンダ１５
６はシリコン等の材料でコーティングが施され、パイロ
メータの周波数の範囲に対して透過しないようにしてい
る。この他の透過しない材料を用いてもよい。クオーツ
シリンダの底部は環状の上ベアリングレース１５８によ
り保持され、このベアリングレースは複数のボールベア
リング１６０の上に載置され、これらボールベアリング
は静的で環状の下ベアリングレース１６２に保持されて
いる。これらボールベアリング１６０は、スチール製
で、操作中の粒子発生を低減するため窒化珪素でコーテ
ィングされている。上ベアリングレース１５８はアクチ
ュエータ（図示せず）に磁気結合され、熱処理中にシリ
ンダ１５６、エッジリング１３５及び基板１１０を回転
させる。
【００３４】チャンバ本体にフィットするパージリング
１７２は、クオーツシリンダ１５６を囲んでいる。パー
ジリング１７２は、上ベアリングレース１５８の上方の
領域に開いている内側環状キャビティ１８０を有してい
る。内側環状キャビティ１８０は、通路１７８を介して
パージガス供給部１７４に接続される。処理中は、パー
ジガスはプロセスの要求に応じて、パージリングを介し
てチャンバ内に流入してもよい。例えば、このようなパ
ージガスを用いることにより、チャンバをフラッシング
してもよく、あるいは望まない領域への反応ガスの進入
を防いでもよい。このようなガスは、例えば排気システ
ム１６６により排気される。
１７２は、クオーツシリンダ１５６を囲んでいる。パー
ジリング１７２は、上ベアリングレース１５８の上方の
領域に開いている内側環状キャビティ１８０を有してい
る。内側環状キャビティ１８０は、通路１７８を介して
パージガス供給部１７４に接続される。処理中は、パー
ジガスはプロセスの要求に応じて、パージリングを介し
てチャンバ内に流入してもよい。例えば、このようなパ
ージガスを用いることにより、チャンバをフラッシング
してもよく、あるいは望まない領域への反応ガスの進入
を防いでもよい。このようなガスは、例えば排気システ
ム１６６により排気される。
【００３５】エッジリングは基板の周縁で基板１１０と
接触するのみであるので、基板１１０の残りの部分は非
接触となる。基板１１０が大型のウエハ（例えば直径３
００ｍｍ）の場合は、重力の効果により、基板１１０の
非接触の部分がかなりの量たわむだろう。例えば、３０
０ｍｍウエハでは室温で１５０μｍたわむことがわかっ
ている。前述の通り、このことによって、最高処理温度
が下がるだけでなく、温度勾配に対しての強度が低下す
る。
接触するのみであるので、基板１１０の残りの部分は非
接触となる。基板１１０が大型のウエハ（例えば直径３
００ｍｍ）の場合は、重力の効果により、基板１１０の
非接触の部分がかなりの量たわむだろう。例えば、３０
０ｍｍウエハでは室温で１５０μｍたわむことがわかっ
ている。前述の通り、このことによって、最高処理温度
が下がるだけでなく、温度勾配に対しての強度が低下す
る。
【００３６】図４は、この挙動を例証するものである。
具体的には、直径３００ｍｍのウエハに対し、許容温度
勾配 「ΔＴ Ａｌｌｏｗａｂｌｅ」（℃）（これよりも
大きくなればウエハスリップが発生する）をｙ軸にプロ
ットし、処理温度「Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ」（℃）を
ｘ軸にプロットした。点線は、３点支持の場合の挙動を
示す(3-Point)。実線は、上述の環状支持構造体におけ
る環状エッジリングの場合の挙動を示す(Ring)。これら
の二組の曲線のそれぞれにつき、左側の曲線は、結晶格
子中に析出酸素(precipitated oxygen)が８ｐｐｍ含ま
れている基板に対しての許容温度勾配を示している。右
側の曲線は、析出酸素が２ｐｐｍ含まれている基板に対
しての挙動を示している。
具体的には、直径３００ｍｍのウエハに対し、許容温度
勾配 「ΔＴ Ａｌｌｏｗａｂｌｅ」（℃）（これよりも
大きくなればウエハスリップが発生する）をｙ軸にプロ
ットし、処理温度「Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ」（℃）を
ｘ軸にプロットした。点線は、３点支持の場合の挙動を
示す(3-Point)。実線は、上述の環状支持構造体におけ
る環状エッジリングの場合の挙動を示す(Ring)。これら
の二組の曲線のそれぞれにつき、左側の曲線は、結晶格
子中に析出酸素(precipitated oxygen)が８ｐｐｍ含ま
れている基板に対しての許容温度勾配を示している。右
側の曲線は、析出酸素が２ｐｐｍ含まれている基板に対
しての挙動を示している。
【００３７】曲線が負の勾配を有していることから、基
板の処理温度（℃）が上がれば許容温度勾配ΔＴ（℃）
は下がることを示している。温度勾配が約３℃の場合、
スリップを起こさずに基板を安全に加熱することができ
る温度は急激に下がっている。このような急勾配の減少
の理由は、重力と、たわみの効果とである。
板の処理温度（℃）が上がれば許容温度勾配ΔＴ（℃）
は下がることを示している。温度勾配が約３℃の場合、
スリップを起こさずに基板を安全に加熱することができ
る温度は急激に下がっている。このような急勾配の減少
の理由は、重力と、たわみの効果とである。
【００３８】また、析出酸素の量が大きくなれば許容温
度勾配が減少することも、このグラフから明らかであ
る。更に、３点支持の場合では、点線で示されるよう
に、基板はスリップを生じることなく通常の処理温度で
ある１２５０℃にすら達することができない。
度勾配が減少することも、このグラフから明らかであ
る。更に、３点支持の場合では、点線で示されるよう
に、基板はスリップを生じることなく通常の処理温度で
ある１２５０℃にすら達することができない。
【００３９】本発明は、機械的な接触のない基板第２の
部分を気体（ガス）の圧力で支持することにより、ウエ
ハスリップ等の欠陥を防止する。支持ガス１３２は、支
持ガス供給部１３０からガスライン１６８を通ってキャ
ビティ１５０へと供給されるが、これは、流入ポート１
３４を介して制御を行う方法で行われ、この方法は一般
に、流入ポート１３４に関連して前述したガス供給シス
テムであればどのタイプのものであってもよい。キャビ
ティ１５０へのガスの供給を制御することにより、この
キャビティ内の圧力を制御することができる。有利に用
いることができる（キャビティ１５０から処理容量１８
２への）圧力差の範囲は、０．０５トール〜０．２トー
ルであり特に０．１トールであるが、これは一般に基板
の重量等の因子に依存する。前述のように、３００ｍｍ
基板に対しては、用いることができる圧力差は約０．１
トールであり、即ち、処理容量１８２の圧力よりもキャ
ビティ１５０内の圧力の方が０．１トール高ければよい
ということである。この処理容量１８２は、チャンバ内
で、基板１１０と支持構造体１１２の上方の部分であり
チャンバ１１４内でキャビティ以外の部分を構成するも
のである。チャンバ１１４内の圧力が雰囲気圧又は大気
圧と同じである場合は、その圧力は約７６０トールであ
る。その場合、キャビティ１５０内の適切な圧力は約７
６０．１トールである。
部分を気体（ガス）の圧力で支持することにより、ウエ
ハスリップ等の欠陥を防止する。支持ガス１３２は、支
持ガス供給部１３０からガスライン１６８を通ってキャ
ビティ１５０へと供給されるが、これは、流入ポート１
３４を介して制御を行う方法で行われ、この方法は一般
に、流入ポート１３４に関連して前述したガス供給シス
テムであればどのタイプのものであってもよい。キャビ
ティ１５０へのガスの供給を制御することにより、この
キャビティ内の圧力を制御することができる。有利に用
いることができる（キャビティ１５０から処理容量１８
２への）圧力差の範囲は、０．０５トール〜０．２トー
ルであり特に０．１トールであるが、これは一般に基板
の重量等の因子に依存する。前述のように、３００ｍｍ
基板に対しては、用いることができる圧力差は約０．１
トールであり、即ち、処理容量１８２の圧力よりもキャ
ビティ１５０内の圧力の方が０．１トール高ければよい
ということである。この処理容量１８２は、チャンバ内
で、基板１１０と支持構造体１１２の上方の部分であり
チャンバ１１４内でキャビティ以外の部分を構成するも
のである。チャンバ１１４内の圧力が雰囲気圧又は大気
圧と同じである場合は、その圧力は約７６０トールであ
る。その場合、キャビティ１５０内の適切な圧力は約７
６０．１トールである。
【００４０】キャビティ１５０内にガス圧力の蓄積は特
別なシールを用いずに行われることが注記されるべきで
あるが、精密な圧力制御を必要とするときは、このよう
なシールを用いてもよい。ガスは概して、シリンダー１
５６のベアリング１６０とレース１６２のシステムを介
してキャビティ１５０へと出ていく。ここに説明するシ
ステムでは、このガスコンダクタンスパスは迂遠してお
り、そのため圧力差が蓄積するようになる。
別なシールを用いずに行われることが注記されるべきで
あるが、精密な圧力制御を必要とするときは、このよう
なシールを用いてもよい。ガスは概して、シリンダー１
５６のベアリング１６０とレース１６２のシステムを介
してキャビティ１５０へと出ていく。ここに説明するシ
ステムでは、このガスコンダクタンスパスは迂遠してお
り、そのため圧力差が蓄積するようになる。
【００４１】無論、キャビティ１５０内には、圧力の範
囲は非常に広く採用することができ、これは処理容量１
８２内の圧力に部分的に依存する。キャビティ１５０へ
の圧力の選択に影響するその他の因子には、基板を構成
する材料のタイプ、望ましい基板の支持、基板の重量を
挙げることができ、また、欠陥を望まない程度のものが
挙げられる。例えば、基板を配置する目的にもよるが、
支持ガスの圧力を用いて、基板重量の１／３〜２／３を
持ち上げエッジリングから離すことが望ましい。用いる
ことができる圧力勾配（キャビティ１５０から処理容量
１８２への）は一般に、ガスのコンダクタンスに依存す
る。
囲は非常に広く採用することができ、これは処理容量１
８２内の圧力に部分的に依存する。キャビティ１５０へ
の圧力の選択に影響するその他の因子には、基板を構成
する材料のタイプ、望ましい基板の支持、基板の重量を
挙げることができ、また、欠陥を望まない程度のものが
挙げられる。例えば、基板を配置する目的にもよるが、
支持ガスの圧力を用いて、基板重量の１／３〜２／３を
持ち上げエッジリングから離すことが望ましい。用いる
ことができる圧力勾配（キャビティ１５０から処理容量
１８２への）は一般に、ガスのコンダクタンスに依存す
る。
【００４２】本発明では支持ガスについて、基板を支持
できる程度に大きな流量を必要とすることがある。用い
ることのできるガス流量の値は、毎分３〜５リットルの
オーダーであるべきことが見出されている。このような
値は、上述のベアリングシステムに有用である。しか
し、プロセスや、ハードウェアのデザインの詳細や、ガ
ス排気流路のコンダクタンスの要求に基づいて、これよ
りも大きな流量や小さな流量としてもよい。裏面への堆
積を防止するために裏面パージを更に用いるプロセスで
は、裏面パージの要請と支持ガスの要請とをおよそ調和
させて、これら両方に適切なガス圧力を実現させてもよ
い。この裏面パージについては、１９９６年７月２４日
に出願の J.V.Tietz, B.Bierman, D.S. Ballance によ
る米国特許出願０８／６８７，１６６号、標題 "Method
and Apparatus for Purging the BAck Side of a Subs
trate During Chemical Vapor Processing" に記載され
ている。裏面パージを用いるこれらのプロセスには、化
学気相堆積、酸化及び窒素インプラントアニールが挙げ
られる。
できる程度に大きな流量を必要とすることがある。用い
ることのできるガス流量の値は、毎分３〜５リットルの
オーダーであるべきことが見出されている。このような
値は、上述のベアリングシステムに有用である。しか
し、プロセスや、ハードウェアのデザインの詳細や、ガ
ス排気流路のコンダクタンスの要求に基づいて、これよ
りも大きな流量や小さな流量としてもよい。裏面への堆
積を防止するために裏面パージを更に用いるプロセスで
は、裏面パージの要請と支持ガスの要請とをおよそ調和
させて、これら両方に適切なガス圧力を実現させてもよ
い。この裏面パージについては、１９９６年７月２４日
に出願の J.V.Tietz, B.Bierman, D.S. Ballance によ
る米国特許出願０８／６８７，１６６号、標題 "Method
and Apparatus for Purging the BAck Side of a Subs
trate During Chemical Vapor Processing" に記載され
ている。裏面パージを用いるこれらのプロセスには、化
学気相堆積、酸化及び窒素インプラントアニールが挙げ
られる。
【００４３】キャビティ１５０の中のガスは、ガスの圧
力に、基板１１０が接触する面積を乗じたものに等しい
支持力を、基板１１０に及ぼすが、この接触する面積と
はこのケースでは、基板の円形の下面のうち環状エッジ
リングで支持されている部分を除いた部分である。ウエ
ハスリップを防止するために、基板１１０のガスによる
支持を選択することができる。
力に、基板１１０が接触する面積を乗じたものに等しい
支持力を、基板１１０に及ぼすが、この接触する面積と
はこのケースでは、基板の円形の下面のうち環状エッジ
リングで支持されている部分を除いた部分である。ウエ
ハスリップを防止するために、基板１１０のガスによる
支持を選択することができる。
【００４４】この具体例では、流入ポート１３４の配置
は重要ではない事を注記すべきである。図１〜３及び図
５（後述）では流入ポートは基板の中心のおよそ延長上
に配置されているように図示されているが、流入ポート
はベース１０６のどこにあってもよい。しかし、特定の
用途においては、ウエハの周縁から離れるようにポート
を配置させる事が望ましい場合もある。
は重要ではない事を注記すべきである。図１〜３及び図
５（後述）では流入ポートは基板の中心のおよそ延長上
に配置されているように図示されているが、流入ポート
はベース１０６のどこにあってもよい。しかし、特定の
用途においては、ウエハの周縁から離れるようにポート
を配置させる事が望ましい場合もある。
【００４５】回転中にエッジリング上でウエハが滑った
りスキップしないよう、ガスによるウエハ支持を大きく
しないことを確保することがしばしば重要になる。この
確保の方法の１つに、適当な非線形の方法で、ウエハの
回転を加速することが挙げられる。例えば、ウエハの裏
面のエッジリングへの接触摩擦が低い場合は、低い回転
加速を用いて、ウエハを操作速度にしてやる必要がある
だろう。あらゆる場合においても、ガスによるウエハの
支持の上限は、エッジリング上のウエハの滑りにより制
限されることがしばしばである。
りスキップしないよう、ガスによるウエハ支持を大きく
しないことを確保することがしばしば重要になる。この
確保の方法の１つに、適当な非線形の方法で、ウエハの
回転を加速することが挙げられる。例えば、ウエハの裏
面のエッジリングへの接触摩擦が低い場合は、低い回転
加速を用いて、ウエハを操作速度にしてやる必要がある
だろう。あらゆる場合においても、ガスによるウエハの
支持の上限は、エッジリング上のウエハの滑りにより制
限されることがしばしばである。
【００４６】上述の具体例では、開ループの制御又は閉
ループの制御を用いて、キャビティ１５０の中の圧力を
制御することができる。開ループ制御系では、例えば、
実験データを用いて、所望の程度に基板を保持するため
にはどのくらいガス流量が必要かを決めることができ
る。このガス流量は、通常は数リットル／分であるがｓ
ｃｃｍ(standard cubic centimeter per minute)で測定
されるものであり、これは支持ガス供給部１３０のレギ
ュレータ（図示せず）により制御される。無論、このレ
ギュレータも、ガス供給部１３０と流入ポート１３４の
間であればどこに配置されてもよい。
ループの制御を用いて、キャビティ１５０の中の圧力を
制御することができる。開ループ制御系では、例えば、
実験データを用いて、所望の程度に基板を保持するため
にはどのくらいガス流量が必要かを決めることができ
る。このガス流量は、通常は数リットル／分であるがｓ
ｃｃｍ(standard cubic centimeter per minute)で測定
されるものであり、これは支持ガス供給部１３０のレギ
ュレータ（図示せず）により制御される。無論、このレ
ギュレータも、ガス供給部１３０と流入ポート１３４の
間であればどこに配置されてもよい。
【００４７】閉ループ制御系では、センサ（図示せず）
を用いてガス圧力を検知するが、センサはキャビティ１
５０の中に配置してもよい。検知された圧力を制御回路
又はプログラムにフィードバックし、圧力を所定の値に
維持するよう、支持ガス供給部１３０で自動制御弁を用
いてガス流量を調節する。前述と同じく、この自動制御
弁は、支持ガス供給部１３０と流入ポート１３４の間で
あればどこに配置してもよい。
を用いてガス圧力を検知するが、センサはキャビティ１
５０の中に配置してもよい。検知された圧力を制御回路
又はプログラムにフィードバックし、圧力を所定の値に
維持するよう、支持ガス供給部１３０で自動制御弁を用
いてガス流量を調節する。前述と同じく、この自動制御
弁は、支持ガス供給部１３０と流入ポート１３４の間で
あればどこに配置してもよい。
【００４８】流入ポートの配置と設計が非常に重要な具
体例もある。この具体例では、図５に示すように、流入
ポートから出ていくガス粒子３２の運動量を利用して、
基板を支持する。具体的には、流入ポートはノズル３８
であり、ガス粒子３２はこのノズルから大きな速度をも
って出てくる。これらが基板１０の裏面２６に衝突し、
その運動量をウエハに移動させる。運動量が変換され、
基板に上向きの力が作用する。基板が入射するガスによ
り冷却されることがないよう、この支持ガスを予備加熱
してもよい。この具体例のガスヒータ（図示せず）は、
ガス供給部３０とノズル３８の間のラインであればどこ
に配置してもよい。
体例もある。この具体例では、図５に示すように、流入
ポートから出ていくガス粒子３２の運動量を利用して、
基板を支持する。具体的には、流入ポートはノズル３８
であり、ガス粒子３２はこのノズルから大きな速度をも
って出てくる。これらが基板１０の裏面２６に衝突し、
その運動量をウエハに移動させる。運動量が変換され、
基板に上向きの力が作用する。基板が入射するガスによ
り冷却されることがないよう、この支持ガスを予備加熱
してもよい。この具体例のガスヒータ（図示せず）は、
ガス供給部３０とノズル３８の間のラインであればどこ
に配置してもよい。
【００４９】この具体例では、例えば、ガスノズル３８
は、ガス粒子に比較的高い流量を与えるノズル弁であれ
ばあらゆるタイプのノズル弁であってもよい。ノズル３
８は、基板１０の中心の延長線上の配置又はこの近くの
配置にあってもよい。無論、複数のノズル３８を用い
て、数カ所で基板１０を支持してもよい。例えば、ノズ
ルそれぞれからのガス流量が同じであるならば、ノズル
３本を基板１０の中心からの半径方向の距離が同じで１
２０゜の間隔で配置する構成を採用することができる。
無論、上述の具体例のそれぞれについて、多数の流入ポ
ートやノズルを用いて実施してもよい。また、このシス
テムの基本的な要請として、支持ガスがキャビティ３１
から逃げるよう基板を一方の側に覆すことがないよう
に、代替的なデザインを採用してもよい。
は、ガス粒子に比較的高い流量を与えるノズル弁であれ
ばあらゆるタイプのノズル弁であってもよい。ノズル３
８は、基板１０の中心の延長線上の配置又はこの近くの
配置にあってもよい。無論、複数のノズル３８を用い
て、数カ所で基板１０を支持してもよい。例えば、ノズ
ルそれぞれからのガス流量が同じであるならば、ノズル
３本を基板１０の中心からの半径方向の距離が同じで１
２０゜の間隔で配置する構成を採用することができる。
無論、上述の具体例のそれぞれについて、多数の流入ポ
ートやノズルを用いて実施してもよい。また、このシス
テムの基本的な要請として、支持ガスがキャビティ３１
から逃げるよう基板を一方の側に覆すことがないよう
に、代替的なデザインを採用してもよい。
【００５０】上述の説明の全てにおいては、エッジリン
グへの基板重量の一部を請けている。これにより利点が
加えられることとなるが、それは、基板とエッジリング
の間の力がキャビティ内のガスにより与えられる力に等
しい力の分だけ低減されることにより、エッジリングか
ら基板が受けるダメージが低減されるからである。これ
により、これら２つの間の摩擦が低減し、そのためダメ
ージが低減する。無論、本発明のこの特徴は、大型のウ
エハに限らず、全てのサイズのウエハに対して利点とな
る。例えば、２００ｍｍウエハについては、スクラッチ
ングがこのように低減される利点を受けるだろう。
グへの基板重量の一部を請けている。これにより利点が
加えられることとなるが、それは、基板とエッジリング
の間の力がキャビティ内のガスにより与えられる力に等
しい力の分だけ低減されることにより、エッジリングか
ら基板が受けるダメージが低減されるからである。これ
により、これら２つの間の摩擦が低減し、そのためダメ
ージが低減する。無論、本発明のこの特徴は、大型のウ
エハに限らず、全てのサイズのウエハに対して利点とな
る。例えば、２００ｍｍウエハについては、スクラッチ
ングがこのように低減される利点を受けるだろう。
【００５１】ここまで特定の具体例について本発明を説
明してきたが、本発明は、ここに記載した具体例に限定
されるものではない。
明してきたが、本発明は、ここに記載した具体例に限定
されるものではない。
【００５２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、基板に応力を発生させないサセプタレスの基板保
持の方法が提供される。
れば、基板に応力を発生させないサセプタレスの基板保
持の方法が提供される。
【００５３】
１０…基板、１２…支持体、１４…ＲＴＰチャンバ、２
２…上側、２４…排気ポート、２６…下側、２８…ベー
ス、３０…支持ガス供給部、３１…内部キャビティ、３
２…基板の第１の部分、３３…基板の第２の部分、３６
…エッジリング、５６…円筒壁部、
２…上側、２４…排気ポート、２６…下側、２８…ベー
ス、３０…支持ガス供給部、３１…内部キャビティ、３
２…基板の第１の部分、３３…基板の第２の部分、３６
…エッジリング、５６…円筒壁部、
【図１】ガスによる基板支持を用いたＲＴＰシステムの
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】エアプレナムを介してガスを供給するタイプの
ガス基板支持を用いたＲＴＰシステムの別の具体例の縦
断面図である。
ガス基板支持を用いたＲＴＰシステムの別の具体例の縦
断面図である。
【図３】本発明に従ってガスによる基板支持を用いたＲ
ＴＰシステムの詳細な縦断面図である。
ＴＰシステムの詳細な縦断面図である。
【図４】許容温度勾配を処理温度の関数として示したグ
ラフである。
ラフである。
【図５】ノズルを介してガスを供給するタイプのガス基
板支持を用いたＲＴＰシステムの別の具体例の縦断面図
である。
板支持を用いたＲＴＰシステムの別の具体例の縦断面図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベンジャミン バイアマン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ミルピタス， チューポン アヴェニュー 1321 (72)発明者 ジェイムズ ヴイ． タイツ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， フリーモント， レイノルズ ドライヴ 36712 (72)発明者 ブライアン ハアス アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， ジョセフ レーン 5363
Claims (19)
- 【請求項１】 熱処理内で基板への応力を低減する方法
であって、 その一部がキャビティの一方の壁を成す基板第２の部分
に接触しないように、前記基板の第１の部分に接触する
ことにより、前記基板の第１の部分を支持する支持のス
テップと、 ガスの圧力が前記第２の部分を少なくとも部分的に支持
するような力を前記第２の部分に作用させるように、前
記キャビティ内にガスを流入させる流入のステップとを
備える方法。 - 【請求項２】 前記支持のステップでは、前記基板の前
記第１の部分が環状支持体に接触するように、前記環状
支持体により前記支持のステップが行われる請求項１に
記載の方法。 - 【請求項３】 前記第２の部分が、前記第１の部分を除
いた前記基板の裏面である請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 前記環状支持体が、環状のエッジリング
である請求項２に記載の方法。 - 【請求項５】 前記熱処理チャンバが、化学気相堆積装
置である請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 ガスを加熱するステップを更に備える請
求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 閉ループシステムのフィードバックシス
テムにより該ガスの流量を制御するステップを更に備え
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】開ループシステムのフィードバックシステ
ムにより該ガスの流量を制御するステップを更に備える
請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】 該ガスにより作用する力が、前記基板の
重量の約１／３〜２／３である請求項１に記載の方法。 - 【請求項１０】 該ガスの流れが、ノズルを介してキャ
ビティ内に進入する請求項１に記載の方法。 - 【請求項１１】 該ガスの流れが、エアプレナムを介し
てキャビティ内に進入する請求項１に記載の方法。 - 【請求項１２】 該ガスの流れが、流量約３〜５リット
ル／分でキャビティ内に進入する請求項１に記載の方
法。 - 【請求項１３】 前記キャビティと前記チャンバのその
他の部分との圧力差が、約５０ミリトール〜約２００ミ
リトールである請求項１に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記キャビティと前記チャンバのその
他の部分との圧力差が、約１００ミリトールである請求
項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】 前記キャビティと前記チャンバのその
他の部分との間の圧力差に、前記第２の部分の前記一部
の面積を乗じたものに等しい力を、前記基板に対する所
定の支持力として設定するステップを更に備える請求項
１に記載の方法。 - 【請求項１６】 熱処理チャンバ内で基板の裏面スクラ
ッチングとダメージを低減する方法であって、 その一部がキャビティの一方の壁を成す基板第２の部分
に接触しないように、前記基板の第１の部分に接触する
ことにより、前記基板の前記第１の部分を支持する支持
のステップと、 ガスの圧力が前記第２の部分を少なくとも部分的に支持
するような力を前記第２の部分に作用させるように、前
記キャビティ内にガスを流入させる流入のステップとを
備える方法。 - 【請求項１７】 熱処理チャンバ内で基板への応力を低
減する方法であって、 その一部がキャビティの一方の壁を成す基板第２の部分
に接触しないように、前記基板の第１の部分に接触する
ことにより、前記基板の前記第１の部分を支持する支持
のステップと、 前記第２の部分へのガスの力が前記第２の部分を少なく
とも部分的に支持するように、前記キャビティ内にガス
を流入させる流入のステップとを備える方法。 - 【請求項１８】 前記ガスが、前記基板の中心又はその
近くに衝突する請求項１７に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記キャビティ内にガスを流入させる
前記流入のステップの前に、ガスを加熱する加熱のステ
ップを更に備える請求項１７に記載の方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/758,699 US5920797A (en) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | Method for gaseous substrate support |
| US08/758699 | 1996-12-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189469A true JPH10189469A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=25052744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9333134A Withdrawn JPH10189469A (ja) | 1996-12-03 | 1997-12-03 | 基板をガスにより支持する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5920797A (ja) |
| EP (1) | EP0847077A1 (ja) |
| JP (1) | JPH10189469A (ja) |
| KR (1) | KR19980063727A (ja) |
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