(57)【要約】【課題】処理中に基体を支持するための基体支持組立体を提供する。【解決手段】一実施の形態においては、支持組立体(136)は、第１の側(216)及び第２の側(232A)を有する上側セラミック板(208)と、第１の側(212)、第２の側(214)及び埋込まれた電極(234)を有する下側セラミック板(210)を含み、前記下側セラミック板の第１の側(212)は前記上側セラミック板の第２の側に接合されてそれらの間にチャンネル(290)を限定している。別の実施の形態においては、支持組立体は、第１の側及び第２の側を有する第１の板を含む。前記第１の側上にはシールリング(258)が設けられている。前記第１の側の、前記リングの半径方向内側には段付き表面(220)が形成されている。第２の板が、前記第１の板の第２の側に接続されている。【選択図】図２Ａ
2011228745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工片を支持するための支持組立体であって、
第１の側を有する第１のセラミック板と、
前記第１の板の第２の側に接続されている第１の側、及び埋込まれた電極を有する第２の板と、
前記第１の板の第２の側と前記第２の板の第１の側との間に限定されているチャンネルと、
を備えていることを特徴とする支持組立体。
【請求項２】
前記チャンネルは、少なくとも部分的に前記第１の板内に限定されていることを特徴とする請求項１に記載の支持組立体。
【請求項３】
前記チャンネルは、少なくとも部分的に前記第２の板内に限定されていることを特徴とする請求項１に記載の支持組立体。
【請求項４】
前記第２の板は、更に、
前記第２の板を通過し、前記チャンネルと通じている孔、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の支持組立体。
【請求項５】
前記チャンネルは複数の通路を更に備え、前記各通路は中央起点を出口に結合していることを特徴とする請求項４に記載の支持組立体。
【請求項６】
前記通路は、
１つまたはそれ以上の短めの通路と、
１つまたはそれ以上の長めの通路と、
からなり、
前記長めの通路の断面は前記短めの通路よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の支持組立体。
【請求項７】
前記チャンネル及び出口は、前記第２の板内に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の支持組立体。
【請求項８】
前記出口の少なくとも１つは、その中に配置されている流れ制限器を更に備えていることを特徴とする請求項５に記載の支持組立体。
【請求項９】
前記チャンネルは更に、
前記中央起点と一致する中点を有する主チャンネルと、
前記主チャンネルの各端から分岐している第１の副チャンネル、第２の副チャンネル、及び第３の副チャンネルとからなり、
前記第１の副チャンネル、第２の副チャンネル、及び第３の副チャンネルは各々、前記主チャンネルを前記出口に結合している、
ことを特徴とする請求項５に記載の支持組立体。
【請求項１０】
前記第１の板は更に、
前記基体を支持するようになっている第２の表面と、
少なくとも部分的に前記第２の表面内に設けられている真空ポートと、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の支持組立体。
【請求項１１】
前記第１の板は更に、
前記基体を支持するようになっている第２の表面と、
前記第１の板を通して設けられている真空ポートと、
少なくとも部分的に前記第２の表面内に設けられている前記真空ポートの拡大部分と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の支持組立体。
【請求項１２】
前記第１の板は更に、
前記第１の板の第１の側とは反対側に設けられている段付き表面、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の支持組立体。
【請求項１３】
前記段付き表面は更に、
中央部分、中間部分、及び外側部分を含み、前記中央部分は前記第１の板の第１の側の下を最も離れて伸びている、
ことを特徴とする請求項１２に記載の支持組立体。
【請求項１４】
前記段付き表面は更に、
外側部分と、
前記外側部分から0.001インチ離れて伸びる中間部分と、
前記中間部分から0.001インチ離れて伸びる中央部分と、
を含むことを特徴とする請求項１２に記載の支持組立体。
【請求項１５】
前記段付き表面は更に、
前記段付き表面から伸びている複数のポスト、
を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の支持組立体。
【請求項１６】
前記第２の板は、窒化アルミニウムからなることをも特徴とする請求項１に記載の支持組立体。
【請求項１７】
前記第２の板に接続されているセラミックステムを更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の支持組立体。
【請求項１８】
前記ステムは更に、
中央の、軸方向通路と、
前記中央通路と同軸に配置されている第１のガス通路と、
前記中央通路と同軸に配置されている第２のガス通路と、
を備えていることを特徴とする請求項１７に記載の支持組立体。
【請求項１９】
前記ステムは更に、
中央の、軸方向通路と、
前記中央通路と同軸に配置されている第１のガス通路と、
前記中央通路と同軸に配置されている第２のガス通路と、
を備え、
前記第２のガス通路及び前記第１のガス通路は、前記中央通路の両側に配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の支持組立体。
【請求項２０】
第１の端及び前記第２の端を有し、前記第１の端が前記第２の板に接合されているセラミックステムと、
前記第２の端に結合されて配置されている熱伝達ブロックと、
を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の支持組立体。
【請求項２１】
前記熱伝達ブロックは更に、
複数の突起を有する第１の表面と、
前記突起間に配置されているシールと、
を備えていることを特徴とする請求項２０に記載の支持組立体。
【請求項２２】
前記熱伝達ブロックと前記ステムとの間に配置されている熱絶縁体、
を更に備えていることを特徴とする請求項２１に記載の支持組立体。
【請求項２３】
前記熱伝達ブロックは更に、
前記熱伝達ブロック内に設けられている複数の熱伝達通路、
を備えていることを特徴とする請求項２０に記載の支持組立体。
【請求項２４】
前記第１の板は更に、
前記基体を支持するようになっている段付き表面を限定する中央部分、中間部分、及び外側部分を含み、前記中央部分は前記第１の板の第１の側の下を最も離れて伸び、
前記第１の板は更に、
前記段付き表面から伸びている複数のポストと、
前記第１の板を通して設けられている真空ポートと、
を備え、
前記真空ポートの拡大された部分は前記中央部分内に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の支持システム。
【請求項２５】
前記第２の板上に配置されているリングと、
前記リングと前記第１の板との間に限定され、前記チャンネルと通じているプレナムと、
を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の支持組立体。
【請求項２６】
加工片を支持するための支持組立体であって、
第１の側及び第２の側を有する第１の板と、
前記第１の側上に設けられているリングと、
前記第１の側上の前記リングの半径方向内側に形成されている段付き表面と、  前記第１の板の前記第２の側に接続されている第２の板と、
を備えていることを特徴とする支持組立体。
【請求項２７】
前記第１の板の第１の側と、前記第２の板の第２の側との間に限定されているチャンネルを更に備えていることを特徴とする請求項２６に記載の支持組立体。
【請求項２８】
前記第２の板内に埋込まれているヒーターを更に備えていることを特徴とする請求項２６に記載の支持組立体。
【請求項２９】
前記段付き表面から伸びている複数のポストを更に備え、  前記各ポストは、前記リングと実質的に面一である先端を有している、
ことを特徴とする請求項２６に記載の支持組立体。
【請求項３０】
前記段付き表面は更に、
中央部分、中間部分、及び外側部分を含み、
前記中央部分は前記第１の板の第１の側の下を最も離れて伸びていることを特徴とする請求項２６に記載の支持組立体。
【請求項３１】
前記段付き表面は更に、
外側部分と、
前記外側部分から0.001インチ離れて伸びる中間部分と、
前記中間部分から0.001インチ離れて伸びる中央部分と、
を含むことを特徴とする請求項３０に記載の支持組立体。
【請求項３２】
加工片を支持するための支持組立体であって、
第１の側を有する第１のセラミック板と、
前記第１の板の第１の側に接合されている第１の側、及び埋込まれた電極を有する第２のセラミック板と、
前記第１の板の第１の側と前記第２の板の第２の側との間に限定されているチャンネルと、
中央通路、パージガス通路、及び真空通路を有し、前記第２の板に接合されているセラミックステムと、
前記ステムに結合されている冷却ブロックと、
を備えていることを特徴とする支持組立体。
【請求項３３】
半導体処理チャンバであって、
処理容積を限定している側壁及び蓋を有するチャンバと、
前記処理容積内に配置されている第１の側を有する第１のセラミック板と、
第１の側及び埋込まれた電極を有し、前記第１の側が前記第１の板の第１の側に接合されている第２のセラミック板と、
前記第１の板の第１の側と前記第２の板の第２の側との間に限定されているチャンネルと、
中央通路、パージガス通路、及び真空通路を有し、前記第２の板に接合されているセラミックステムと、
前記ステムに結合されている冷却ブロックと、
を備えていることを特徴とする半導体処理チャンバ。
【請求項３４】
前記チャンバは、化学蒸着チャンバであることを特徴とする請求項３３に記載の半導体処理チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、基体を半導体処理チャンバ内に支持するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路は、単一のチップ上に数百万のトランジスタ、キャパシタ、及び抵抗を含むことができる複雑なデバイスに発展してきた。チップ設計の発展は、より速い回路及びより高い回路密度を絶えず要求し、それにより益々精密な製造プロセスが要求されてきている。しばしば使用される１つの製造プロセスは、化学蒸着（ＣＶＤ）である。
【０００３】
化学蒸着は、一般的に、基体または半導体ウェハ上に薄膜を堆積させるために使用されている。化学蒸着は、一般的に、真空チャンバ内へ先駆物質（原料）ガスを導入することによって達成される。先駆物質ガスは、典型的には、チャンバのトップ付近に位置しているシャワーヘッドを通して導かれる。先駆物質ガスは、加熱された基体支持体上に位置決めされている基体の表面と反応して該表面上に材料の層を形成する。パージガスが支持体内の複数の孔を通して基体の縁へ導かれ、基体の縁への堆積（基体を支持体に付着させる恐れがある）を防いでいる。反応中に発生する揮発性副産物は、排気システムを通してチャンバから排気される。
【０００４】
化学蒸着プロセスを使用して基体上にしばしば形成される１つの材料は、タングステンである。タングステンを形成させるために使用できる先駆物質ガスは、一般的に、六フッ化タングステン（ＷＦ6）及びシランを含む。シラン及び六フッ化タングステンを混合すると、若干の“迷(stray)”タングステン（即ち、基体上に堆積されないタングステン）がシャワーヘッドその他のチャンバ成分上に堆積する。迷タングステン薄膜がシャワーヘッド上に構築され、チャンバ内の汚染の源になりかねない。最終的に、迷タングステンは、先駆物質ガスの通過を容易にするためのシャワーヘッド内の孔を詰まらせ、シャワーヘッドを取り外して清浄化するか、または交換する必要を生じさせる。
【０００５】
シャワーヘッドの定常的な保守の時間間隔を延ばすために、一般的に、フッ素を基とする薬品を使用して迷タングステン薄膜を清浄（即ち、エッチング）する。しかしながらフッ素を使用した場合、タングステンが除去されるという利点は得られるが、一般的にはアルミニウムで製造されている加熱された支持体と反応して支持体上にフッ化アルミニウムを形成する。フッ化アルミニウム層は、一般的に粗い表面トポグラフィを有している。表面が粗いと、基体を加熱される支持体にチャック、または保持するために使用される真空を損なう漏洩通路を生じさせる。更に、フッ化アルミニウム層は、粒子汚染の潜在的な源である。
【０００６】
セラミック材料で製造された基体支持体は、セラミックのフッ素に対する耐性の故に、アルミニウム支持体に比して改善を提供する。しかしながら、セラミック支持体は、製造することが困難である。例えば、支持体の周縁にパージガスを供給するために使用されるセラミック支持体内の孔は、典型的には支持体の周縁から、一般的には支持体の半径にほぼ等しい深さまで錐もみされる。このような深い孔をセラミック内に錐もみすることは困難である。これらの孔を作るために使用される工具は、製造プロセス（例えば、錐もみ）中に破損することが多い。支持体内に残された破損工具は除去しなければならないか、または支持体を廃棄しなければならない。これらの製造の困難性が支持体を高価にし、望ましくない高い廃棄率をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、当分野には、改善された化学蒸着プロセス用の加熱される支持体に対する要望が存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一面は、一般的に、処理中に基体を支持するための基体支持組立体を提供する。一実施の形態においては、支持組立体は、第１の側を有する上側セラミック板と、第１の側及び埋込まれた電極を有する下側セラミック板とを備え、上側板の第１の側に下側板の第１の側が接合（フューズ）され、両者の間にチャンネルを限定している。
【０００９】
別の実施の形態においては、支持組立体は、第１の側及び第２の側を有する第１の板を含んでいる。第１の側上にリングが配置されている。第１の側上のリングの半径方向内側に段付きの表面が形成されている。第２の板が、第１の板の第２の側に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の処理チャンバの一実施の形態の概略断面図である。
【図２Ａ】ヒーター組立体の部分断面図である。
【図２Ｂ】ヒーター組立体の部分平面図である。
【図３Ａ】上側板の表面の一実施の形態を示す図である。
【図３Ｂ】上側板の表面の別の実施の形態を示す図である。
【図３Ｃ】上側板の表面の更に別の実施の形態を示す図である。
【図４】ステムの断面図である。
【図５】ステムの第２の端の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、添付図面に基づいて本発明を詳細に説明するが、この説明から本発明の教示が容易に理解されよう。理解を容易にするために、全図を通して同一の要素に対しては可能な限り同一の番号を使用している。
本発明は、一般的に、タングステン薄膜の堆積のために有利な処理システム、及び加熱される基体支持体を提供する。以下に本発明を、カリフォルニア州サンタクララのApplied Materials社から入手可能なＷ×ＺTM金属化学蒸着（ＭＣＶＤ）システムのような化学蒸着システムに関連して説明する。しかしながら、本発明は、他の薄膜を堆積させる場合に、及び基体をセラミック支持体上に支持することを望む物理蒸着システム、化学蒸着システム、及び何等かの他のシステムのような、他のシステム構成に有用性を有していることを理解すべきである。
【００１２】
図１は、化学蒸着システム１００の一実施の形態の断面図である。このシステムは、一般的に、ガス源１０４に結合されているチャンバ１０２を含んでいる。チャンバ１０２は、壁１０６、底１０８、及び蓋１１０を有し、これらは処理容積１１２を限定している。壁１０６及び底１０８は、典型的には、アルミニウムの一体ブロックとして製造される。チャンバ１００は、処理容積１１２を排気ポート１１６に結合するポンピングリング１１４を含んでいる（図示せず種々のポンピング成分を含む）。
【００１３】
蓋１１０は壁１０６によって支持され、チャンバ１０２を手入れするために取り外すことができる。蓋１１０は一般的にはアルミニウムからなり、また熱伝達流体を流すことによって蓋１１０の温度を調整するための熱伝達流体チャンネルをも含むことができる。
【００１４】
シャワーヘッド１１８が蓋１１０の内側１２０に結合されている。シャワーヘッド１１８は、典型的にアルミニウムで製造されている。シャワーヘッドは、一般に“皿状”の中央区分１２４を取り囲む周縁取付けリング１２２を含む。取付けリング１２２は、それを通る複数の取付け孔１２６を含み、各孔は蓋１１０内の対応する孔１３０内にねじ込まれるベント付きねじ１２８を受入れる。中央区分１２４は、有孔領域１３２を含む。
【００１５】
混合ブロック１３４が蓋１１内に配置されている。混合ブロック１３４はガス源に結合されており、プロセスガス及び他のガスは混合ブロック３４及びシャワーヘッド１１８を通過してから処理容積１１２へ導入されるようになっている。シャワーヘッド１１８と混合ブロック１３４との間に配置されているブロック板１３６は、シャワーヘッド１１８を通ってチャンバ１０２内へ流入するガスの分配の均一性を増加させる。
【００１６】
支持組立体１３８は、シャワーヘッド１１８の下に配置される。支持組立体１３８は、処理中に基体１４０を支持する。基体１４０は、典型的に、壁１０６内のポート（図示せず）を通して支持組立体１３８へアクセスする。一般的には、支持組立体１３８は、支持組立体１３８を図示の上昇位置と、下降位置との間で運動させるリフトシステム１４４に結合されている。ベロー１４６は、支持組立体１３８の運動を容易にしながら、処理容積１１２とチャンバ１０２の外側の大気との間を真空シールする。リフトピン及び関連機構は、明確化のために省略してある。
【００１７】
図２Ａは、支持組立体１３８の断面図である。図２Ａの尺度は、支持組立体１３８の特色を明瞭に示すために誇張されている。支持組立体１３８は、一般的に、基体支持体２０２及びステム２０４を含む。基体支持体２０２は、第１の（上側）板２０８及び第２の（下側）板２１０からなる。上側板２０８は、処理中に基体１４０を支持する。下側板２１０は、一般的に、上側板２０８に接続されている第１の側２１２と、ステム２０４に接続されている第２の側２１４とを有している。上側板２０８及び下側板２１０は、典型的には、板２０８及び２１０を一緒にある時間にわたって高温でクランプすることによって（典型的には、接着剤を使用しないで）互いに接合される。代替として、板は焼結、接着剤、機械的手段（即ち、ファスナー）等によって結合することができる。
【００１８】
上側板２０８は、窒化アルミニウムのようなセラミックで製造されている。好ましくは、純度が約95％の窒化アルミニウムを使用して上側板２０８の熱伝導度を高める。上側板２０８は、第１の、即ち支持表面２１６及び第２の表面２３２Ａを含んでいる。支持表面２１６は、支持表面２１６の周縁から突き出ているシールリング２１８を有している。シールリング２１８は、基体１４０をその周縁において支持し、それらの間にシールを形成して基体の真空チャッキングを容易にする。支持表面２１６は、シールリング２１８の半径方向内側に配置されている段付き表面２２０を含む。一実施の形態においては、段付き表面２２０は、中央部分２２２、中間部分２２４、及び外側部分２２６を含んでいる。中央部分２２２は、シールリング２１８によって限定される面に平行に配向されている。中間部分２２４は、中央部分２２２に平行に配向されている。外側部分２２６は、中間部分２２４とシールリング２１８との間に位置決めされている。一般的には、部分２２２、２２４、及び２２６によって限定される面は0.001インチずつ分離されている。
【００１９】
複数のポスト２２８Ａ、２２８Ｂ、及び２２８Ｃが、段付き表面２２０（例えば、部分２２２、２２４、及び２２６）上に配置されている。ポスト２２８Ａ、２２８Ｂ、及び２２８Ｃは、典型的には、上側板２０８内に一体に形成されている。ポスト２２８Ａは、中央部分２２２内に位置決めされている。ポスト２２８Ｂは中間部分２２４内に位置決めされ、そしてポスト２２８Ｃは、外側部分２２６内に位置決めされている。ポスト２２８Ａは、ポスト２２８Ｂ及び２２８Ｃよりも僅かに長い。ポスト２２８Ｂは、２２８Ｃよりも僅かに長い。各ポスト２２８Ａ、２２８Ｂ、及び２２８Ｃは、共通面内に位置する先端２３０を含む。処理中に、過大なたわみ（即ち、シールリング及びポストにまたがる基体の反り）によって基体を破損させることなくポスト２２８Ａ、２２８Ｂ、及び２２８Ｃの先端２３０上に基体を支持するように、先端２３０によって限定される面はシールリング２１８の面と実質的に同一面内にあることができる。
【００２０】
段付き表面２２０は、基体の中央に熱が伝達される傾向を補償するために、基体と中央部分２２２との間により大きい間隙を生じさせる。より良い温度均一性が得られるように複数のキャップ及び複数のポストのサイズを設計することができるから、基体と段付き表面２２０との間に作られている可変間隙は、基体１４０のためにより良いチャッキング効果を促進することになる。例えば、支持組立体１３８にまたがる温度の均一性を、約３℃以内にすることができる。
【００２１】
真空ポート２５０が、上側板２０８を通って設けられている。真空ポート２５０は、支持表面２１６上に、真空ポート２５０の他の部分に比して一般的に大きい断面積を有する拡張された部分２５２を含む変化する断面を有している。一実施の形態においては、拡張部分２５２は、各端に最大半径を有するスロットからなる。拡張部分２５２は、真空の印加中に真空ポート２５０と支持表面２１６との界面における圧力降下を減少させるのに役立つ。これは、基体１４０上の温度の均一性を、従って堆積の均一性を向上させる。当分野に精通していれば、説明している表面２１６における圧力低下を達成するために、拡張部分２５２を他のジオメトリに構成できることは容易に理解されよう。
【００２２】
チャンネル２９０が、上側板２０８と下側板２１０との間に形成されている。一般的には、チャンネル２９０は、基体支持体２０２を通ってシャドウリング２５８と支持体２０２との間に限定されているプレナム２６６までのパージガスのための通路を与える。パージガスは、プレナムから基体の縁上を流れて基体の縁への堆積を防ぐ。
【００２３】
典型的には、チャンネル２９０は上側板２０８内に形成される。オプションとして、チャンネル２９０の一部分または全てを完全に下側板２１０内に配置することができる。オプションとして、チャンネル２９０の若干または全ては、少なくとも部分的に上側板２０８内に、そして少なくとも部分的に下側板２１０内に配置することも、またはこれらをいろいろに組合わせて配置することもできる。これらの実施の形態に共通するのは、上側板２０８及び下側板２１０の表面の係合がチャンネル２９０を限定し、流体の走行をそれに閉じ込めることである。
【００２４】
図３Ａは、上側板２０８の第２の表面２３２Ａの一実施の形態を示している。一実施の形態においては、第２の表面２３２Ａは、その中に形成された複数のチャンネル２９０を含んでいる。チャンネル２９０は、複数の出口３０４を中央起点３０６に流体的に結合するように構成されている。流体源（図示せず）は流体（例えば、パージガス）を、中央起点３０６からチャンネル２９０を通して出口３０４へ供給する。出口が第２の表面２３２Ａの周縁の周りに等間隔に離間されている場合には、各出口３０４における圧力を実質的に同一に維持することが好ましいので、この目的を達成するために、ジオメトリ（即ち、断面積）はチャンネル２９０の各“脚”毎に調整される。当分野に精通していれば理解されるように、チャンネル２９０の各脚の断面は、その脚の下流の出口３０４における所望圧力、及びそれらの間で遭遇する流れ損失に依存する。流れ損失は、脚の表面粗さ及びジオメトリ、脚の下流の出口の数、各下流脚の長さ、流体の流れ特性等のような要因を含む。
【００２５】
例示した実施の形態においては、チャンネル２９０は、上側板２０８の中心からずらせて位置決めされている山形の主チャンネル３０８を含んでいる。起点３０６は、山形の中点に位置している。主チャンネル３０８の各端は、第１の副チャンネル３１０、第２の副チャンネル３１２、及び第３の副チャンネル３１４に分岐している。副チャンネル３１０、３１２、及び３１４は、主チャンネル３０８を出口３０４に結合する。第１の副チャンネル３１０及び第２の副チャンネル３１２は一直線をなすように配向され、同一の断面を有している。第３の副チャンネル３１４は、第１及び第２の副チャンネル３１０、３１２と実質的に直角に配向されている。第３の副チャンネル３１４の長さは第１及び第２の副チャンネル３１０、３１２より短いから、出口３０４を通過するパージガスの流れをバランスさせるために、第３の副チャンネル３１４の断面積は、第１及び第２の副チャンネル３１０、３１２の断面積よりも小さくしてある。オプションとして、流れをバランスさせるために、流れ制限器を出口３０４内に、またはそれ以外のチャンネル内に配置することができる。
【００２６】
代替として、出口３０４は、第２の表面２３２Ａの周りに距離を変化させて位置決めすることができる。このような配向では、以下に説明するように、基体の縁におけるパージガスの流れをバランスさせるためには、出口３０４からのパージガスの流れを非均一にすることが望まれる。ガスの流れは、特定の応用に対してガス流を望ましく調整するように種々のチャンネルの断面及び長さを制御することによってバランスさせることができる。
【００２７】
図３Ｂは、上側板２０８の第２の表面２３２Ｂの別の実施の形態を示している。チャンネル３２８は、上側板２０８の第２の表面２３２Ｂ内に形成され、パージガスを中央起点３２０から複数の出口３２２へ分配する。一実施の形態においては、４つの出口３２２が第２の表面２３２Ｂの周縁の周りに等間隔に配置されている。中央起点３２０に最も近い出口３２２は、中央起点と関連出口との間に配置され、パージガスのための導管になっている通路３２４を有している。中央起点３２０から最も遠い出口３２２は、中央起点と関連出口との間に配置され、パージガスのための導管になっている通路３２６を有している。第２の表面２３２Ｂの周縁にパージガスを均一に分配するために、通路３２４、３２６間の合計流制限をバランスさせる。一般的には、これは、通路３２６の断面積を通路３２４の断面積より大きくすることによって達成することができる。
【００２８】
図３Ｃは、上側板２０８の第２の表面２３２Ｃの更に別の実施の形態を示している。チャンネル３４２は、上側板２０８の第２の表面２３２Ｃ内に形成され、パージガスを中央起点３３０から複数の出口へ分配する。一実施の形態においては、３つの出口３３２、３３４、及び３３６が第２の表面２３２Ｃの周縁の周りに間隔を異ならせて配置されている。中央起点３３０に最も近い出口３３２は、中央起点と関連出口との間に配置され、パージガスのための導管になっている通路３３８を有している。中央起点３３０から最も遠い出口３３４、３３６は、中央起点と関連出口との間に配置され、パージガスのための導管になっている通路３４０を有している。基体の周りにパージガスを均一に分配するためには、出口３２２を通るパージガスの流れを出口３３４及び３３６の何れかを通る流れより大きくして、基体の周縁へのパージガスの流れをバランスさせなければならない。一般的には、これは、通路３３８の断面積を通路３４０の断面積より大きくすることによって達成することができる。
【００２９】
図２Ａに戻って、下側板２１０は窒化アルミニウムのようなセラミック製である。好ましくは、純度が約95％の窒化アルミニウムを使用して、下側板２１０の熱伝導度を高める。下側板２１０は、下側板２１０の第２の側２１４から外に伸びている第１のリード２３６及び第２のリード２３８を有する、埋込み電極２３４のような少なくとも１つの加熱素子を含んでいる。リード２３６、２３８は電源（図示せず）に結合される。電源は、電極２３４に電力を供給し、支持体２０２が基体１４０を約300−550℃の温度まで加熱できるようにしている。
【００３０】
下側板２１０は更に、真空通路２４０、パージガス通路２４２、及び板を通して伸びる複数のリフトピン通路２４４を含む。リフトピン通路２４４は、一般に真空通路２４０及びパージガス通路２４２から半径方向外側に配置されている。リフトピン通路２４４は、下側板２１０から上側板２０８を通って伸び、シールリング２１８の内側をそれと同一面まで伸びるタブ２１９を通って開いている（図２Ｂ参照）。真空通路２４０及びパージガス通路２４２は、一般的に、下側板２１０の中心線の両側に位置決めされている。
【００３１】
下側板２１０は、上側板２０８を越えて伸びる段付き周縁２６０を有している。段付き周縁２６０は、シャドウリング２５８を支持する。シャドウリング２５８は一般に環状の形状であり、窒化アルミニウムのようなセラミックからなっている。シャドウリング２５８は、第１の側２７０及び第２の側２６２を有している。第１の側２７０は、周縁２６０によって支持される。第２の側２６２は、半径方向内向きに伸びるリップ２６４を有している。リップ２６４及び下側板２１０は、出口３０４を出るパージガスを受けるためのプレナム２６６を取り囲んでいる。パージガスは、リップ２６４と上側板２０８との間に限定されているプレナム２６６と通じている間隙２６８を通って、基体１４０の周縁の周りに配置される。クリップ組立体２７２は、リング２５８を基体支持体２０２に保持するために使用される。クリップ組立体２７２の例が、Yudovskyの米国特許第09,504,288号（代理人ドケット第4501号）に開示されている。
【００３２】
上側板２０８及び下側板２１０は、互いに接合されている。一実施の形態においては、板２０８及び２１０は焼結されている。接合の完全性を高めるためには、熱膨張の差を最小にするように、板２０８及び２１０は類似材料（例えば、類似パーセンテージの窒化アルミニウム）からなるべきである。上側板２０８及び下側板２１０を接合させるとチャンネル２９０は、１×10-9Ｔｏｒｒにおける約１×10-9ｓｃｃｍのヘリウムに対する漏洩に耐えるようになる。
【００３３】
図４は、ステム２０４を断面で示している。ステム２０４は、一般的に、窒化アルミニウムのようなセラミックで製造される。支持体２０２とステム２０４との間の熱伝達を最小にするために、典型的には純度が約99％の窒化アルミニウムが好ましい。ステム２０４の断面は、一般的に管状である。ステム２０４は、中央通路４０４を限定している環状区分４０２を有している。第１の突起４０６及び第２の突起４０８が環状区分４０２から伸びている。第１の突起４０６は、それを通るパージガス通路４１０を、第２の突起４０８はそれを通る真空通路４１２をそれぞれ有している。環状区分４０２、及び第１及び第２の突起４０６、４０８の壁の厚みは、それを通る熱伝導度を最小にするように選択される。
【００３４】
図２Ａに戻って、ステム２０４は第１の端２４６及び第２の端２４８を有している。ステム２０４の第１の端２４６は、下側板２１０の第２の側２１４に接続されている（例えば、接合、接着、または焼結により）。リード２３６、２３８はステム２０４の中央通路４０４を通り、電源（図示せず）に結合される。ステム２０４と下側板２１０とを結合することにより、ステム２０４内のパージガス通路４１０と上側板２０８のチャンネル２９０とが流体的に通じるようになる。パージガス源（図示せず）から供給されるパージガスはステム２０４を通して送られ、基体支持体２０２内の出口３０４から出て基体の縁への堆積を最小にすることができる。同様に、ステム２０４と下側板２１０とを結合することにより、ステム２０４内の真空通路４１４と下側板２１０の真空通路２４０とが流体的に通じることができるようになる。真空源（図示せず）は、処理中に基体１４０と段付き表面２２０との間の容積をステム２０４を通して排気することによって、基体１４０と段付き表面２２０との間に真空を維持し、基体１４０を保持する。ステム２０４の制御された断面は、ステム２０４と基体支持体２０２との間の熱伝達を最小にする。
【００３５】
熱絶縁体２５４がステム２０４の第２の端２４６に配置され、ステム２０４からの熱伝達を最小にしている。熱絶縁体２５４は、典型的には、処理環境と両立可能なポリマーのような熱絶縁材料からなっている。一実施の形態においては、熱絶縁体２５４は、例えばVESPEL（登録商標）のようなポリイミドからなる。
【００３６】
熱伝達ブロック２５６が、ステム２０４をリフトシステム１４４に結合している。一般的に、熱伝達ブロック２５６は、システム１００から熱を除去するために使用される。流体温度は、支持体２０２の所要の熱均一性を達成するために、ステム２０４から熱伝達ブロック２５６への熱伝達（即ち、上昇、維持、または降下）を制御するように指定することができる。熱伝達ブロック２５６は、一般的には、アルミニウムのような熱的に伝導性の材料である。熱伝達ブロック２５６は、支持組立体１３８に伴う高温からベロー１４６及びリフトシステム１４４を絶縁する。
【００３７】
図５は、ステム２０４の第２の端２４８、熱絶縁体２５４、及び熱伝達ブロック２５６の分解図である。ステム２０４のベース、即ち第２の端２４８は、複数の取付け孔５２０を含んでいる。典型的にはINCONEL（登録商標）またはHASTELLOY（登録商標）のような合金製の取付けねじ５２２が、クランプリング５２４、ステム２０４内の取付け孔５２０、及び熱絶縁体２５４を通って熱伝達ブロック２５６内の対応ねじ孔５２６内にねじ込まれる。クランプリング５２４は、組立てを容易にするために１つより多くの部品に分離することができる。
【００３８】
熱絶縁体２５４は、熱伝達ブロック２５６とステム２０４との間に配置されるシール５０８のジオメトリを受入れるようにパターン化された内径を含んでいる。シール５０８は全体的には環状であり、CHRMREZTM、KALBEZTM、KERREZTM、INTERNATIONAL SEALのような高温エラストマーからなる。シール５０８は、中央リング５３４から伸びている２つの一体化されたタブ５３０を含んでいる。各タブ５３０は、それを通って形成されていて通路４１０及び４１２と通ずるようになっているアパーチャ５３２を有している。
【００３９】
熱伝達ブロック２５６は全体的には環状の形状であり、軸方向に心合わせされた通路５３６を有している。熱伝達ブロック２５６は、それから伸びる外側突起５０４及び内側突起５０６を有する第１の表面を有している。突起５０４及び５０６は、それらの間にシール５０８を収容するように構成されている。オプションとして、突起５０４と５０６との間の第１の表面５０２から、２つのボス５１２を伸ばすことができる。
【００４０】
熱伝達ブロック２５６は、パージガス通路５１４及び真空通路５１６を更に含んでいる。通路５１４及び５１６は、熱伝達ブロック２５６の中心線に平行に熱伝達ブロック２５６を通って伸びている。通路５１４及び５１６は、ボス５１２を通って熱伝達ブロック２５６から出て、ステム２０４の通路４１０及び４１２とそれぞれ通ずるようになっている。シール５０８は、通路５１４と４１０、及び通路５１６と４１２との接合における漏洩を防ぐ。
【００４１】
１つまたはそれ以上の通路５１０が、熱伝達ブロック２５６内に設けられている。これらの通路５１０は流体源（図示せず）に結合されている。脱イオン水のような熱伝達流体が通路５１０を通過し、熱伝達ブロック２５６の温度を調節する。熱伝達ブロック２５６の突起５１４及び５１６、及びボス５１２によって実質的に囲まれているシール５０８は、熱伝達ブロック２５６の温度を制御することによって、熱が基体支持体２０２からステム２０４を通って伝播するのを保護している。
【００４２】
動作中、図１に示す半導体基体１４０は、支持組立体１３８との間に真空を与えることによって支持組立体１３８に確保される。真空ポート２５０の拡張部分２５２は、局部圧力降下、及び真空ポート２５０内に引き込まれるガスの対応する温度変化を最小にし、従って、真空ポート２５０の直上の基体の部分に対する局所化された冷却を防ぐ。
【００４３】
基体１４０の温度は、主として電極２３４に電力を供給することによって所定の処理温度まで上昇する。段付き表面２２０は、基体１４０の中心の温度が高くなるという傾向に対抗する可変間隙を与えている。堆積プロセス中、基体１４０は安定状態温度に加熱される。蓋１１０及び支持組立体１３８の両者の熱制御を使用することによって、基体１４０は300−550℃の温度に維持される。
【００４４】
一実施の形態ではシラン及び六フッ化タングステンを含むことができるガス状成分は、ガスパネルから混合ブロック１３４及びシャワーヘッド１１８を通して処理チャンバへ供給され、ガス状混合体を形成する。ガス状混合体は基体１４０と反応して基体１４０上にタングステンの層を形成する。基体の縁への堆積と、基体１４０の支持組立体１３８への考え得る付着とを防ぐために、パージガスがチャンネル２９０からプレナム２６６内へ流入され、シャドウリング２５８と支持体２０２との間の間隙２６８を通して基体１４０の周縁へ分配される。
【００４５】
以上に本発明を詳細に説明したが、当分野に精通していれば、本発明の範囲及び思想から逸脱することなく、本発明を組み入れた他の実施の形態を容易に考案することができよう。
【符号の説明】
【００４６】
１００  化学蒸着システム
１０２  チャンバ
１０４  ガス源
１０６  チャンバの壁
１０８  チャンバの底
１１０  チャンバの蓋
１１２  処理容積
１１４  ポンピングリング
１１６  排気ポート
１１８  シャワーヘッド
１２０  チャンバの壁の内側
１２２  シャワーヘッドの中央部分
１２４  周縁取付け区分
１２６  取付け孔
１２８  ねじ
１３０  チャンバの蓋内の孔
１３２  有孔領域
１３４  混合ブロック
１３６  ブロック板
１３８  支持組立体
１４０  基体
１４４  リフトシステム
１４６  ベロー
２０２  基体支持体
２０４  ステム
２０８  第１の（上側）板
２１０  第２の（下側）板
２１２  下側板の第１の側
２１４  下側板の第２の側
２１６  上側板の第１の（支持）表面
２１８  シールリング
２２０  上側板の段付き表面
２２２  段付き表面の中央部分
２２４  段付き表面の中間部分
２２６  段付き表面の外側部分
２２８  ポスト
２３２Ａ  上側表面の第２の表面
２３４  埋込み電極
２３６、２３８  リード
２４０  真空通路
２４２  パージガス通路
２４４  リフトピン通路
２４６  ステムの第１の端
２４８  ステムの第２の端
２５０  真空ポート
２５２  真空ポートの拡張部分
２５４  熱絶縁体
２５６  熱伝達ブロック
２５８  シャドウリング
２６０  下側板の段付き周縁
２６２  シャドウリングの第２の側
２６４  シャドウリングの第２の側のリップ
２６６  プレナム
２６８  間隙
２７０  シャドウリングの第１の側
２７２  クリップ組立体
２９０、３２８、３４２  チャンネル
３０４、３２２、３３２、３３４、３３６  出口
３０６、３２０、３３０  起点
３０８  主チャンネル
３１０  第１の副チャンネル
３１２  第２の副チャンネル
３１４  第３の副チャンネル
３２４、３２６、３３８、３４０  通路
４０２  ステムの環状区分
４０４  ステムの中央通路
４０６、４０８  ステムの突起
４１０  ステムのパージガス通路
４１２  真空通路
５０４  熱伝達ブロックの外側突起
５０６  熱伝達ブロックの内側突起
５０８  シール
５１０  熱伝達ブロックの通路
５１２  熱伝達ブロックのボス
５１４  熱伝達ブロックのパージガス通路
５１６  熱伝達ブロックの真空通路
５２０  取付け孔
５２２  取付けねじ
５２４  クランプリング
５２６  ねじ孔
５３０  シールのタブ
５３２  シールのアパーチャ
５３４  シールの中央リング
５３６  熱伝達ブロックの通路
【図１】
2011228745.tif 000003
【図２Ａ】
2011228745.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
2011228745.tif 000006
【図３Ｂ】
2011228745.tif 000007
【図３Ｃ】
2011228745.tif 000008
【図４】
2011228745.tif 000009
【図５】
2011228745.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月2日(2011.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を加熱するためのサセプタを取付ける支持部材であって、前記支持部材に内側空間が設けられ、前記支持部材の横断面の外側輪郭が略円形であり、
前記支持部材は、肉厚部分と肉薄部分とを有し、前記支持部材の肉厚部分の中に、前記サセプタの側の第１の端面から第２の端面へ向かって延びる貫通孔が設けられていることを特徴とする支持部材。
【請求項２】
前記サセプタと前記支持部材は、セラミック材料で出来ている請求項１に記載の支持部材。
【請求項３】
前記支持部材に、複数の前記貫通孔が設けられている請求項１又は２に記載の支持部材。
【請求項４】
前記支持部材に２つの前記肉厚部分と２つの前記肉薄部分とが交互に設けられており、各前記肉厚部分内にそれぞれ前記貫通孔が設けられている請求項１乃至３の何れか１項に記載の支持部材。
【請求項５】
前記支持部材の横断面の内側輪郭が楕円形である請求項１乃至３の何れか１項に記載の支持部材。
【請求項６】
支持組立体であって、
被処理物を加熱するためのサセプタと、
前記サセプタの接合面に接合され、内側空間を有する支持部材と、を備え、
前記支持部材の断面は管状であり、
前記支持部材は肉厚部分と肉薄部分とを有し、前記支持部材の前記肉厚部分の中に、前記サセプタの接合面に隣接する第１の面から、前記支持部材の第２の面へ向かって延びる貫通孔が設けられていることを特徴とする支持部材。
【請求項７】
前記サセプタと前記支持部材は、セラミック材料で出来ている請求項６に記載の支持組立体。