(57)【要約】基板ステージ２の外周部に、基板ステージの上端の基板載置面２ａより下方にオフセットした肩部２ｂが設けられ、この肩部上に、基板載置面と肩部との間の段部周面２ｃを囲うパージリング１３が設けられ、段部周面とパージリングの内周面との間に、パージガスを噴出する環状のガス噴出通路１４が画成されたパージガスアセンブリにおいて、ガス噴出通路からその全周に亘り均等にパージガスを噴出できると共に、パージリングの上面への膜の堆積も抑制できるようにして、且つ、構造を簡素化する。パージリング１３に、その下面から上方に凹入する環状溝１３ａが形成され、この環状溝１３ａ内の分布室は、ガス噴出通路１４に対し環状溝１３ａの内周壁１３ｂで仕切られると共に、内周壁１３ｂの下側でガス噴出通路１４に連通する。そして、パージガスが分布室１５を介してガス噴出通路１４に供給される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室に設置する基板ステージ上の基板の周縁に基板表面に施される処理が及ぶことを阻止するために基板ステージ側からパージガスを流すパージガスアセンブリであって、  基板ステージの外周部に、基板ステージの上端の基板載置面より下方にオフセットした肩部が設けられ、この肩部上に、基板載置面と肩部との間の段部周面を囲うパージリングが設けられ、段部周面とパージリングの内周面との間にパージガスを噴出する環状のガス噴出通路が画成されるものにおいて、
パージリングに、その下面から上方に凹入する環状溝が形成され、この環状溝内の分布室は、ガス噴出通路に対し環状溝の内周壁で仕切られると共に、内周壁の下側でガス噴出通路に連通し、パージガスが分布室を介してガス噴出通路に供給されることを特徴とするパージガスアセンブリ。
【請求項２】
前記パージリングの内周面の上端部に、上方に向かって拡径する拡径部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のパージガスアセンブリ。
【請求項３】
前記肩部に、前記パージリングを着脱自在したことを特徴とする請求項１または請求項２記載のパージガスアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として半導体基板の表面に成膜処理等の処理を施す処理装置で使用されるパージガスアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、真空排気される処理室内に設置した基板ステージ上に処理すべき基板を載置し、ＣＶＤ法で基板の表面に薄膜を形成する成膜処理を施す処理装置が知られている。このような処理装置において、基板表面に施される処理が基板の周縁にまで及んでここに膜が堆積すると、周縁に堆積した膜の剥離により、化学機械研磨（ＣＭＰ）等の次工程以降のプロセスにパーティクルやコンタミネーション等の悪影響を与えるおそれがある。【０００３】
そこで、基板ステージ側からパージガスを流すパージガスアセンブリを設けて、基板表面に施される処理が基板の周縁に及ぶことを阻止するものが特許文献１で知られている。このものでは、基板ステージの外周部に、基板ステージの上端の基板載置面より下方にオフセットした肩部を設けて、この肩部上に、基板載置面と肩部との間の段部周面を囲うパージリングを設け、段部周面とパージリングの内周面との間に、パージガスを噴出する環状のガス噴出通路を画成している。これによれば、基板の周縁がガス噴出通路から噴出するパージガスで覆われて、処理ガスによる処理が基板周縁に及ばなくなる。【０００４】
尚、ガス噴出通路からその全周に亘り均等にパージガスを噴出させないと、基板表面の膜分布に異常を来たす虞がある。そのため、特許文献１記載のものでは、基板ステージの肩部上面に環状の凹溝を形成して、その底面の周方向複数箇所にパージガスの流入口を開設し、パージガスを凹溝内で周方向に分布させてからガス噴出通路に供給するようにしている。【０００５】
しかし、肩部の寸法上の制約から凹溝の断面積は然程大きくすることができず、凹溝だけでパージガスの周方向分布を均等にすることはできない。そのため、特許文献１記載のものでは、凹溝内にコイル状部材を装着して、この部材内にパージガスを通過させることで周方向分布を均等化できるようにしている。【０００６】
また、ＣＶＤ法による成膜処理を行う場合、基板ステージ用の加熱手段により基板を基板ステージからの伝熱で加熱し、基板表面の成膜処理が促進されるようにしている。この場合、パージリングが基板ステージからの伝熱で加熱されると、パージリングの上面に膜が堆積しやすくなる。そのため、特許文献１記載のものでは、パージリングを上下複数のリング部材で構成し、これらリング部材間に接触面積を減少させる溝部を形成して、基板ステージから下側のリング部材を介して上側のリング部材に熱が伝達されることを抑制し、最上位のリング部材の上面に膜が堆積し難くなるようにしている。
【特許文献１】特開２００１−２９７９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１記載のものでは、ガス噴出通路からその全周に亘り均等にパージガスを噴出させることができると共に、パージリングの上面への膜の堆積も抑制できるが、そのために、コイル状部材を設けたり、パージリングを上下複数部材で構成することが必要になって、構造が複雑になりメンテナンスが面倒になると共にコストが高くなる不具合がある。【０００８】
本発明は、以上の点に鑑み、ガス噴出通路からその全周に亘り均等にパージガスを噴出させることができると共に、パージリングの上面への熱による膜の堆積も防止できるようにした構造簡単なパージガスアセンブリを提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のパージガスアセンブリは、処理室に設置する基板ステージ上の基板の周縁に基板表面に施される処理が及ぶことを阻止するために基板ステージ側からパージガスを流すパージガスアセンブリであって、基板ステージの外周部に、基板ステージの上端の基板載置面より下方にオフセットした肩部が設けられ、この肩部上に、基板載置面と肩部との間の段部周面を囲うパージリングが設けられ、段部周面とパージリングの内周面との間に、パージガスを噴出する環状のガス噴出通路が画成されるものにおいて、パージリングに、その下面から上方に凹入する環状溝が形成され、この環状溝内の分布室は、ガス噴出通路に対し環状溝の内周壁で仕切られると共に、内周壁の下側でガス噴出通路に連通し、パージガスが分布室を介してガス噴出通路に供給されることを特徴とする。【００１０】
本発明によれば、パージガスが分布室で周方向に分布されてからガス噴出通路に供給される。ここで、分布室はパージリングに形成した環状溝で構成されるため、ガス噴出通路の外側の本来デッドスペースとなるパージリングの内部を分布室の設置スペースとして有効活用でき、分布室の断面積も十分に大きく確保できる。従って、上記従来例のコイル状部材のような周方向分布を促進する別部材を用いなくても、分布室でパージガスの周方向分布を均等化でき、ガス噴出通路からその全周に亘り均等にパージガスを噴出させることができる。【００１１】
また、基板ステージの熱がパージリングに伝達されても、パージリングはその内部の分布室に流れるパージガスにより効率良く冷却される。そのため、上記従来例のようにパージリングを上下複数部材で構成しなくても、パージリングの上面温度が上昇することはなく、パージリングの上面への熱による膜の堆積を抑制できる。【００１２】
このように、本発明によれば、ガス噴出通路からその全周に亘り均等にパージガスを噴出させることができると共に、パージリングの上面への膜の堆積も抑制でき、且つ、そのために分布促進のための別部材を設けたり、パージリングを上下複数部材で構成する必要がなく、構造が簡単になってメンテナンの容易化及びコストダウンを図ることができる。  【００１３】
また、本発明においては、パージリングの内周面の上端部に、上方に向かって拡径する拡径部が形成されていることが望ましい。これによれば、ガス噴出通路から噴出するパージガスの一部が拡径部に沿ってパージリングの上面に流れやすくなる。その結果、パージリングの上面への膜の堆積を一層効果的に防止できる。【００１４】
さらに、前記肩部に、前記パージリングを着脱自在しておくことが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の実施形態のパージガスアセンブリを具備する処理装置を示している。この処理装置は、処理室１ａを画成する真空チャンバ１と、処理室１ａ内に設置した基板ステージ２とを備えている。そして、基板ステージ２上に載置したシリコンウエハやガラス等の基板Ｗの表面にＣＶＤ法により薄膜を形成する成膜処理を行う。【００１６】
真空チャンバ１は、その底部に接続した真空排気手段３により真空排気される。また、処理室１ａの天井部には、原料ガスと反応ガスとから成る処理ガスを処理室１ａに供給するガス供給手段４が設けられている。ガス供給手段４は、供給管５ａを介して処理ガスが供給されるガス拡散室５と、ガス拡散室５の下面のシャワープレート６とで構成される。そして、シャワープレート６に形成した多数の孔６ａから基板Ｗに向けて処理ガスが噴出される。【００１７】
基板ステージ２は、処理室１ａの底部に立設した中空の支柱７により支持されている。基板ステージ２の下方には、シリンダ８で昇降される昇降プレート９が設けられている。昇降プレート９には、基板ステージ２を上下方向に貫通する複数のリフトピン１０が立設されている。また、真空チャンバ１の周壁部にはゲートバルブ付きの搬送口１１が設けられており、この搬送口１１を通して図外の搬送手段が処理室１ａ内に進退する。そして、処理済の基板Ｗを昇降プレート９の上昇でリフトピン１０により基板ステージ２から押上げ、この状態で基板Ｗを搬送手段に受け渡して処理室１ａから搬出し、また、新たな基板Ｗを搬送手段により処理室１に搬入してリフトピン１０に受け渡し、昇降プレート９の下降で基板ステージ２上に基板Ｗを載置するようにしている。【００１８】
また、図示しないが、基板ステージ２には、基板Ｗの温度を制御するための加熱手段と、基板Ｗのずれを防止するための差圧式の吸着機構とが組み込まれている。更に、基板ステージ２には、基板Ｗの周縁に基板表面に施される成膜処理が及ぶことを阻止するために、基板ステージ２側からパージガス（アルゴン等の不活性ガス）を流すパージガスアセンブリ１２が設けられている。以下、これについて図２を参照して詳述する。【００１９】
パージガスアセンブリ１２は、基板ステージ２の外周部に設けられる、基板ステージ２の上端の基板載置面２ａより下方にオフセットした肩部２ｂと、肩部２ｂ上に設けたパージリング１３とで構成される。パージリング１３は、基板載置面２ａと肩部２ｂとの間の段部周面２ｃを囲うように設けられる。そして、段部周面２ｃとパージリング１３の内周面との間にパージガスを噴出する環状のガス噴出通路１４が画成されている。【００２０】
尚、ガス噴出通路１４の通路幅は、０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲でパージガス量に応じて設定される。また、基板載置面２ａの直径は基板Ｗの直径−１０ｍｍ〜＋１０ｍｍの範囲に設定される。本実施形態では、基板載置面２ａの直径が基板Ｗの直径−３ｍｍに設定され、基板Ｗの外周部が基板載置面２ａの外方に若干張り出している。【００２１】
パージリング１３には、その下面から上方に凹入する環状溝１３ａが形成されている。そして、この環状溝１３ａ内の空間により、ガス噴出通路１４に対し環状溝１３ａの内周壁１３ｂで仕切られた分布室１５が構成される。また、肩部２ｂの上面には、ガス噴出通路１４の下端から分布室１５の下端に亘る環状の凹溝１６が形成されており、分布室１５が内周壁１３ｂの下側で凹溝１６を介してガス噴出通路１４に連通する。凹溝１６の分布室１５に臨む底面部分の周方向複数箇所にはパージガスの流入口１７が開設されている。そして、支柱７内に配設したパージガス供給管１８（図１参照）からのパージガスが基板ステージ２の下部に設けた放射状通路１９を介して流入口１７から分布室１５に流入されるようにしている。【００２２】
パージリング１３は、環状溝１３ａの外周の壁部において肩部２ｂの外周部上面にボルト２０により着脱自在に固定されている。尚、パージリング１３と肩部２ｂとの接合面には、パージガスのリークを防止するためにシールリング２１が介設されている。また、パージリング１３の内周面の上端部には、上方に向かって拡径するアール形状の拡径部１３ｃが形成されている。尚、拡径部１３ｃはテーパー状に形成されていても良い。また、パージリング１３の上面には拡径部１３ｃから径方向外方に向う若干の上り勾配が付けられている。【００２３】
次に、本実施形態のパージガスアセンブリ１２の作用について説明する。分布室１５に流入したパージガスは分布室１５で周方向に分布されてからガス噴出通路１４に流れる。そして、ガス噴出通路１４の上端から基板Ｗの周辺領域に向けてパージガスが噴出する。基板Ｗの周辺領域を通過したパージガスはパージリング１３の上側からパージリング１３の外周と処理室１の周壁部との間の隙間を通して下方に流れ、真空排気手段３により吸引排気される。【００２４】
このように基板Ｗの周辺領域に向けてパージガスを噴出させることにより、基板Ｗの周縁がパージガスで覆われて、処理ガスが基板Ｗの周縁に接触しなくなり、基板Ｗの周縁に基板表面の成膜処理が及ぶこと、即ち、膜が堆積することが防止される。また、基板Ｗの外周部が基板載置面２ａから外方に若干張り出しているため、この外周部の裏面にパージガスが当り、処理ガスが基板Ｗの裏面に回り込むことが阻止される。従って、処理ガスが基板Ｗと基板載置面２ａとの微少隙間に侵入して基板裏面に膜が堆積することも防止できる。【００２５】
ここで、本実施形態では、分布室１５がパージリング１３に形成した環状溝１３ａで構成されるため、ガス噴出通路１４の外側の本来デッドスペースとなるパージリング１３の内部を分布室１５の設置スペースとして有効活用でき、分布室１５の断面積を十分に大きく確保できる。従って、周方向分布を促進するコイル状部材等の別部材を用いなくても、分布室１５でパージガスの周方向分布を均等化して、ガス噴出通路１４からその全周に亘り均等にパージガスを噴出させることができる。そのため、ガス噴出通路１４から噴出するパージガスの周方向分布の不均一性に起因する基板表面の膜分布の異常を生ずることはない。【００２６】
また、本実施形態では、基板ステージ２の熱がパージリング１３に伝達されても、パージリング１３はその内部の分布室１５に流れるパージリングにより効率良く冷却される。そのため、パージリング１３を単一部材で構成しても、パージリング１３の上面温度が上昇することはなく、パージリング１３の上面への熱による膜の堆積を抑制できる。更に、パージリング１３の内周面の上端部に拡径部１３ｃが形成されているため、ガス噴出通路１４から噴出するパージガスの一部が拡径部１３ｃに沿ってパージリング１３の上面に流れやすくなり、パージリング１３の上面への膜の堆積を一層効果的に防止できる。【００２７】
以上の如く、本実施形態によれば、パージガスの周方向分布を促進する別部材が不要で、且つ、パージリング１３を単一部材で構成できるため、パージガスアセンブリ１２の構造が簡単になり、メンテナンスの容易化とコストダウンとを図ることができる。更に、各処理条件における適正化のための調整をパージリング１３のみの形状変更で行うことができ、処理条件の変更に対しての対処が容易になる。【００２８】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、分布室１５にその下方からパージガスを流入させるようにしたが、分布室１５の径方向外方や上方からパージガスを流入させることも可能である。更に、上記実施形態では、基板ステージ２の肩部２ｂに分布室１５とガス噴出通路１４とを連通する凹溝１６を形成したが、凹溝１６を形成する代わりに、パージリング１３の内周壁１３ｂをその下端と肩部２ｂの上面との間に隙間を生ずるように形成し、この隙間を介して分布室１５とガス噴出通路１４とが連通されるようにしてもよい。【００２９】
また、上記実施形態では、パージリング１３をシールリング２１より外側の下面部分において肩部２ｂの上面に密着させているが、パージリング１３と肩部２ｂとの接触面の面積をより小さくし、基板ステージ２からパージリング１３への伝熱を抑制することも可能である。【００３０】
また、本発明のパージガスアセンブリ１２はＣＶＤ法による成膜処理に一番有用に機能するが、エッチング、スパッタリング等の他の処理を行う場合にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態のパージガスアセンブリを具備する処理装置の模式的断面図。
【図２】図１の処理装置のパージガスアセンブリ部分の拡大断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１  処理室
２  基板ステージ
２ａ  基板載置面
２ｂ  肩部
２ｃ  段部周面
１２  パージガスアセンブリ
１３  パージリング
１３ａ  環状溝  
１３ｂ  内周壁
１３ｃ  拡径部
１４  ガス噴出通路  
１５  分布室
Ｗ  基板
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2008139871.tif 000006
2008139871.tif 000007
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