(57)【要約】      （修正有）【課題】基板支持アセンブリとプラズマ処理チャンバの側壁との間に流れる非一様なガス流を提供するプラズマ処理チャンバ内で使用するための基板支持アセンブリを提供する。【解決手段】基板支持アセンブリ２２２は、基板支持体２９４の少なくとも第１の側面と、基板支持体２９４の第１の側面に形成されたコーナー領域２９１及び中央領域２５６とを画定する基板支持体２９４を含み、コーナー領域２９１は、中央領域２５６の中央幅よりも小さいコーナー幅を有し、両幅は、中心軸と基板支持体２９４の第１の側面との間に画定される。【選択図】図２Ｂ
0003210277.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基板受け面と、
基板受け面を囲み、基板支持アセンブリの周辺部を画定する複数の側面とを含み、コーナー領域と中央領域が側面上に画定され、コーナー領域は、中央領域の中央幅よりも小さいコーナー幅を有し、前記両幅は、中心軸と基板支持アセンブリの前記側面のうちの１つとの間に画定される基板支持アセンブリ。
【請求項２】
中心幅とコーナー幅との間の差は約５ｍｍ〜約６０ｍｍである、請求項１記載の基板支持アセンブリ。
【請求項３】
中心幅は、コーナー幅よりも約３０％〜約９０％大きい、請求項１記載の基板支持アセンブリ。
【請求項４】
４つの側面を有する矩形の基板支持体と、
矩形の基板支持体の側面のうちの１つに取り付けられた取り外し可能なスカートを含み、取り外し可能なスカートは、コーナー領域と中央領域との間の境界を画定する、請求項１記載の基板支持アセンブリ。
【請求項５】
周辺部は、基板支持アセンブリの１つの領域に他の領域よりも流れを優先的に向ける幾何学的形状を有する、請求項１記載の基板支持アセンブリ。
【請求項６】
コーナー領域内の周辺部の一部は湾曲を有し、中央領域内の周辺部の一部は実質的に直線状である、請求項１記載の基板支持アセンブリ。
【請求項７】
中心軸は、基板支持アセンブリの中心を通過する、請求項１記載の基板支持アセンブリ。
【請求項８】
チャンバ本体内に処理領域を画定する、頂壁と、側壁と、底壁とを含むチャンバ本体と、
処理領域内に配置された基板支持アセンブリであって、基板支持アセンブリと側壁との間を通過するより多くの流れを、中央領域よりもコーナー領域に又はコーナー領域よりも中央領域に優先的に向けるように選択された外側プロファイルを有する基板支持アセンブリとを含む処理チャンバ。
【請求項９】
基板支持アセンブリの外側プロファイルとチャンバ本体の側壁との間に画定されたギャップは、基板支持アセンブリのコーナー領域に対して基板支持アセンブリの中央領域の近くで異なる、請求項８記載の処理チャンバ。
【請求項１０】
コーナー領域は、基板支持アセンブリの第１の側面に形成され、コーナー領域は、中央領域の中心幅よりも小さいコーナー幅を有し、前記両幅は、基板支持アセンブリの中心軸と基板支持アセンブリの外側プロファイルとの間に画定される、請求項８記載の処理チャンバ。
【請求項１１】
中心幅とコーナー幅との間の差は約５ｍｍ〜約６０ｍｍである、請求項１０記載の処理チャンバ。
【請求項１２】
ギャップは、基板支持アセンブリのコーナー領域とチャンバ本体の側壁との間に画定された第１の幅と、基板支持アセンブリの中央領域とチャンバ本体の側壁との間に画定された第２の幅を有し、第１の幅は第２の幅よりも大きく、前記両幅は、基板支持アセンブリの外側プロファイルとチャンバ本体の側壁との間に画定される、請求項９記載の処理チャンバ。
【請求項１３】
基板支持アセンブリの外側プロファイルの中央領域は、側壁に近接している、請求項１２記載の処理チャンバ。
【請求項１４】
中央領域は、外壁の実質的に直線状の面を含み、コーナー領域は、曲面を有する、請求項１２記載の処理チャンバ。
【請求項１５】
ギャップは、コーナー領域よりも中央領域において狭い、請求項９記載の処理チャンバ。
【請求項１６】
基板支持アセンブリは、
４つの側面を有する矩形の基板支持体と、
矩形の基板支持体の少なくとも１つの側面に取り付けられた取り外し可能なスカートとを含む、請求項９記載の処理チャンバ。
【考案の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
（考案の分野）
本明細書に開示される実施形態は、概して、処理チャンバ内で基板上に膜を製造するための装置に関し、より詳細には、プラズマ処理用途のための非一様なガス流を提供するために処理チャンバ内で使用される基板支持アセンブリに関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
液晶ディスプレイ又はフラットパネルは、一般的に、アクティブマトリックスディスプレイ（例えば、コンピュータ、テレビ、及び他のモニター）用に使用される。プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）は、基板（例えば、半導体ウェハ又はフラットパネルディスプレイ用の透明基板）上に薄膜を堆積させるために用いられる。ＰＥＣＶＤは、一般的に、基板を含む真空チャンバ内に、前駆体ガス又はガス混合物を導入することによって達成される。前駆体ガス又はガス混合物は、典型的には、処理チャンバの上部近くに位置する分配プレートを通って下方に導かれる。処理チャンバ内の前駆体ガス又はガス混合物は、電極に結合された１以上の電源から処理チャンバ内の電極に電力（例えば、高周波（ＲＦ）電力）を印加することによりプラズマにエネルギー化（例えば、励起）される。励起されたガス又はガス混合物は、基板の表面上に、材料の層を形成するように反応する。層は、例えば、パッシベーション層、ゲート絶縁膜、バッファ層、及び／又はエッチストップ層とすることができる。層は、より大きな構造（例えば、ディスプレイ装置内で使用される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）又はアクティブマトリクス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）など）の一部であってもよい。
【０００３】
ＰＥＣＶＤ技術により処理されたフラットパネルは、典型的には大型である。例えば、フラットパネルは、４平方メートルを超えることがある。堆積処理の間、プラズマが生成され、活性イオンを形成し、これによって基板上に材料層を堆積させる。プラズマは、容量結合電力、誘導結合電力、又はマイクロ波電力を利用して処理チャンバ内で容易に点火し、プラズマを形成するガスを励起させることができる。しかしながら、処理チャンバ内で生成されるプラズマならびにガス流の分布は、しばしば基板の全表面にわたって均一に分布されないことがある。例えば、プラズマ又は前駆体ガスの流れは、必ずしも基板のエッジまで延在するとは限らず、その結果、エッジから中心までの処理速度が異なる。基板表面全域にわたる異なる位置での非一様なプラズマ又はガス流の分布は、基板上に配置されたターゲット処理材料の非対称又は非一様な処理プロファイルをもたらす可能性があり、これは堆積均一性及び欠陥率に影響を及ぼす可能性がある。このように、基板表面全域にわたる非一様なプラズマ又はガス流の分布は、最終的に、欠陥（例えば、基板上に形成された結果として生じる材料層の形状変形、非一様又は不規則な形状プロファイル）をもたらすことがある。更に、基板表面全域にわたる非一様なプラズマ又はガス流の分布は、洗浄の均一性及び効率にも影響を及ぼす可能性があり、洗浄プロセス中に、膜の堆積物の除去に影響を与え、剥離又は過洗浄を引き起こし、チャンバ部品を腐食する可能性がある。
【０００４】
したがって、プラズマ処理中における基板表面全域にわたる制御可能なプラズマ又はガス流分布制御のための改良された装置が必要とされている。
【概要】
【０００５】
本明細書に記載の実施形態は、概して、基板支持アセンブリとプラズマ処理チャンバの側壁との間に制御可能な非一様なガス流を提供するプラズマ処理チャンバ内で使用するための基板支持アセンブリに関する。一実施形態では、基板支持アセンブリは、基板支持体の少なくとも第１の側面と、基板支持体の第１の側面に形成されたコーナー領域及び中央領域とを画定する基板支持体を含み、コーナー領域は、中央領域の中央幅よりも小さいコーナー幅を有し、両幅は、中心軸と基板支持体の第１の側面との間に画定される。
【０００６】
別の一実施形態では、処理チャンバは、チャンバ本体内に処理領域を画定する、頂壁と、側壁と、底壁とを含むチャンバ本体と、処理領域内に配置された基板支持アセンブリであって、基板支持アセンブリと側壁との間を通過するより多くの流れを、中央領域よりもコーナー領域に又はコーナー領域よりも中央領域に優先的に向けるように選択された外側プロファイルを有する基板支持アセンブリと、基板支持アセンブリの下にチャンバ本体の底壁を貫通して配置されたポンピングポートとを含む。
【０００７】
更に別の一実施形態では、処理チャンバ内の非一様なガス流を制御する方法は、基板支持アセンブリと処理チャンバの側壁との間に画定されたコーナーギャップ及び中央ギャップを通して堆積ガス流を処理チャンバ内に画定される処理領域内へ向ける工程を含み、ガス流は、コーナーギャップを通って流れる第１の流速を有し、中央ギャップを通る第２の流速よりも大きい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本考案の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本考案のより具体的な説明を、実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本考案の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限されていると解釈されるべきではなく、本考案は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
【図１】一実施形態に係る処理チャンバの断面図を示す。
【図２Ａ】〜
【図２Ｃ】処理チャンバ内で利用される基板支持アセンブリの異なる例の上面図を示す。
【図３Ａ】〜
【図３Ｃ】図２Ａ〜図２Ｃの基板支持アセンブリの異なる例を利用した圧力プロファイルマップを示す。
【図４Ａ】〜
【図４Ｃ】図２Ａ〜図２Ｃの基板支持アセンブリの異なる例を利用したガス流速マップを示す。
【図５】図２Ｂ又は図２Ｃの基板支持アセンブリの上面図を示す。
【図６Ａ】〜
【図６Ｂ】処理チャンバ内に配置された基板支持アセンブリの別の一例を示す。
【０００９】
理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照番号を使用している。一実施形態の要素及び構成を更なる説明なしに他の実施形態に有益に組み込んでもよいと理解される。
【詳細な説明】
【００１０】
本開示は、概して、処理チャンバ内に配置されたときに、エッジ領域に沿って、及び基板の上面全域にわたってガス流路を変更するように構成された様々な外周の幾何学的形状を有する基板支持アセンブリに関する。基板支持アセンブリの外周の幾何学的形状は、ガス流路、ガス流量、ガス流速、及び基板支持アセンブリとチャンバ壁との間を通過する処理ガス速度を制御するように選択することができ、これによって処理チャンバ内で実行される堆積プロセス、エッチングプロセス又は洗浄プロセスから生じる堆積プロファイル、エッチングプロファイル、又は洗浄プロファイルを効率的に制御することができる。
【００１１】
本明細書内の実施形態は、大面積基板を処理するように構成されたＰＥＣＶＤシステム（例えば、カリフォルニア州サンタクララに位置するアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｉｎｃ．）の一部門であるＡＫＴアメリカ社（ＡＫＴ  Ａｍｅｒｉｃａ，  Ｉｎｃ．）から入手できるＰＥＣＶＤシステム）を参照して以下に例示的に説明される。しかしながら、開示される基板支持アセンブリは、他のシステム構成（例えば、エッチングシステム、他の化学気相堆積システム、及び他のプラズマ処理システム）において有用性を有することが理解されるべきである。更に、本明細書で開示される実施形態は、他の製造業者によって提供される処理チャンバを使用して実施され得ることが理解されるべきである。
【００１２】
図１は、一実施形態に係るＰＥＣＶＤ装置の断面図である。この装置は、内部で１以上の膜を基板１４０上に堆積させることができる真空処理チャンバ１００を含む。真空処理チャンバ１００は、１以上の基板（例えば、とりわけ、半導体基板、フラットパネルディスプレイ基板、及びソーラーパネル基板）を処理するために使用することができる。
【００１３】
処理チャンバ１００は、一般的に、処理容積１０６を画定する、側壁１０２、底部１０４、及びシャワーヘッド１１０を含む。基板支持（又はサセプタ）アセンブリ１３０が、処理容積１０６内に配置される。基板支持アセンブリ１３０は、基板１４０を支持するための基板受け面１３２を含む。処理容積１０６は、側壁１０２を貫通して形成された開口部１０８を介してアクセスされ、基板支持アセンブリ１３０が下降位置にあるときに基板１４０をチャンバ１００の内外に搬送することができる。１以上のステム１３４が昇降システム１３６に結合され、基板支持アセンブリ１３０を上昇及び下降させることができる。図１に示されるように、基板は、基板１４０をチャンバ１００の内外に搬送可能な下降位置にある。基板１４０は、処理のために、処理位置（図示せず）まで上昇させることができる。基板受け面１３２上に配置された基板１４０の上面とシャワーヘッド１１０との間の間隔は、基板支持アセンブリ１３０が処理位置に持ち上げられたときに約４００ミル〜約１２００ミルの間とすることができる。一実施形態では、間隔は、約４００ミル〜約８００ミルの間とすることができる。
【００１４】
リフトピン１３８は、基板支持アセンブリ１３０を貫通して移動自在に配置され、基板受け面１３２から基板１４０まで間隔をあけ、基板のロボット搬送を促進する。基板支持アセンブリ１３０はまた、加熱及び／又は冷却要素１３９を含み、基板支持アセンブリ１３０を所望の温度に維持することができる。基板支持アセンブリ１３０はまた、ＲＦリターンストラップ１３１を含み、基板支持アセンブリ１３０の周囲にＲＦ戻り経路を提供することができる。
【００１５】
シャワーヘッド１１０は、その周囲でサスペンション１１４によってバッキングプレート１１２に結合させることができる。シャワーヘッド１１０はまた、１以上のカップリング支持体１６０によってバッキングプレート１１２に結合され、シャワーヘッド１１０の垂下を防止する及び／又は真直度／曲率を制御するのを助長することができる。
【００１６】
ガス源１２０がバッキングプレート１１２に結合され、これによってバッキングプレート１１２内のガス出口１４２を通して、シャワーヘッド１１０内のガス通路１１１を通して、基板受け面１３２上に配置された基板１４０に処理ガスを供給することができる。真空ポンプ１０９は、チャンバ１００に結合され、処理容積１０６内の圧力を制御することができる。ＲＦ電源１２２は、バッキングプレート１１２及び／又はシャワーヘッド１１０に結合されて、シャワーヘッド１１０にＲＦ電力を提供する。ＲＦ電力は、シャワーヘッド１１０と基板支持アセンブリ１３０との間に電界を生成し、これによってシャワーヘッド１１０と基板支持アセンブリ１３０との間にガスからプラズマを生成することができる。種々の周波数（例えば、約０．３ＭＨｚ〜約２００ＭＨｚの間の周波数）を使用することができる。一実施形態では、ＲＦ電源は、１３．５６ＭＨｚの周波数で提供される。
【００１７】
リモートプラズマ源１２４（例えば、誘導結合リモートプラズマ源）もまた、ガス源１２０とバッキングプレート１１２との間に結合させることができる。基板を処理する間に、洗浄ガスがリモートプラズマ源１２４に供給され、これによってリモートプラズマが生成され、処理容積１０６内に提供され、チャンバ部品を洗浄することができる。洗浄ガスは、ＲＦ電源１２２からシャワーヘッド１１０に印加される電力によって、処理容積１０６にある間に、更に励起されてもよい。適切な洗浄ガスは、ＮＦ３、Ｆ２、及びＳＦ６を含むが、これらに限定されない。
【００１８】
フレーム１３３は、基板１４０の周辺領域に隣接して配置され、基板１４０と接触するか、又は基板１４０から離間させることができる。いくつかの実施形態では、フレーム１３３は、基板１４０の下に配置されるように構成することができる。他の実施形態では、フレーム１３３は、基板１４０の上に配置されるように構成することができる。フレーム１３３は、シャドーフレーム、非接触フレーム（例えば、基板支持アセンブリ１３０上に配置されたときに基板と接触していないフレーム）、フローティングフレーム、リムーバブルフレーム、閉じ込めリング、フロー制御構造、又は基板１４０の周辺に隣接して配置可能な他の適切な構造とすることができる。
【００１９】
図１に示される実施形態では、基板支持アセンブリ１３０が下げられ、基板支持アセンブリ１３０上に載置されるか、基板支持アセンブリ１３０から取り外される基板１４０に対してクリアランスを提供するとき、フレーム１３３は、フレーム支持体１６２上に載ることができる。一実施形態では、フレーム支持体１６２は、チャンバ側壁１０２と同じ材料を含むことができる。他の一実施形態では、フレーム支持体１６２は、導電性材料、誘電体材料、ステンレス鋼、又はアルミニウムを含むことができる。フレーム１３３は、基板１４０のエッジ部における堆積、及び基板１４０によって覆われていない基板支持アセンブリ１３０の領域上の堆積を低減することができる。基板支持アセンブリ１３０が処理位置まで上昇すると、フレーム１３３は、基板１４０及び／又は基板支持アセンブリ１３０に係合し、フレーム支持体１６２から離れて持ち上げられることができる。
【００２０】
洗浄処理の間に、フレーム１３３はフレーム支持体１６２上に載せることができる。基板受け面１３２は、洗浄中にフレーム１３３をフレーム支持体１６２から離れて持ち上げることなく、フレーム１３３に接触するレベル（高さ）まで上昇させることもできる。
【００２１】
基板支持アセンブリ１３０は、基板支持アセンブリ１３０の周囲を画定する外側プロファイルを有する。基板支持アセンブリ１３０と処理チャンバ１００の側壁との間の開口領域の量は、基板支持アセンブリ１３０及びその上に配置された基板１４０によって通過するガスの量を制御する。したがって、基板支持アセンブリ１３０の１つの領域に近接して、他の領域よりも多くの開口領域を優先的に有することによって、基板支持アセンブリ１３０及び基板１４０の１つの領域によって流れるガスの量を他の領域に対して制御することができる。例えば、基板支持アセンブリ１３０の中央領域に近接する開口領域は、基板支持アセンブリ１３０のコーナー領域に近接する開口領域とは異なり、したがって、より多くの開口領域を有する領域を通してより多くの流れを優先的に向けることができる。１つの領域により多くの流れを優先的に向けることを利用することによって、基板全域にわたってより一様な流れを生成するための他のコンダクタンスの非対称性を補償する、又は基板の１つの領域の上に他の領域よりも多くのガスを流すことができる。一例では、基板支持アセンブリ１３０の中央領域にコーナー領域よりも優先的に流れを向けることができる。別の一例では、基板支持アセンブリ１３０のコーナー領域に中央領域よりも優先的に流れを向けることができる。別の一例では、基板支持アセンブリ１３０の一側面に他の側面よりも優先的に流れを向けることができる。基板支持アセンブリ１３０の一側面の開口領域は、以下で更に説明されるように、基板支持アセンブリ１３０のプロファイルの幾何学的形状（例えば、基板支持アセンブリ１３０の周囲の曲率）を選択して、基板支持アセンブリ１３０のプロファイルと処理チャンバ１００の側壁との間のギャップ全域にわたる幅を制御することによって選択することができる。
【００２２】
図２Ａは、処理チャンバ（例えば、図１に示された処理チャンバ１００）内で利用することができる基板支持アセンブリ１３０の上面図を示す。この実施形態では、フレーム１３３は図示／提示されていないことに留意されたい。基板支持アセンブリ１３０は、固体（ソリッド）の支持体２０２を含む。固体の支持体２０２は、処理中に基板１４０が載置される実質的に正方形／長方形の形状である。
【００２３】
基板１４０は、基板支持アセンブリ１３０の側壁２５２から離れた所定の距離２５０を有するエッジ２０９を有する。図２Ａに示される実施形態では、ギャップ２２５が基板支持アセンブリ１３０と処理チャンバ１００の側壁１０２の内壁２５１との間に画定される。対照的に、図２Ｂ及び図２Ｃに示される例では、基板支持アセンブリ２２２、２２４は、処理チャンバ１００の側壁１０２の内壁２５１にぶつかって接触して配置され、それらの間には実質的にギャップは形成されない。
【００２４】
図２Ａに示される例では、基板支持アセンブリ１３０の側壁２５２は、処理チャンバ１００の側壁１０２の内壁２５１と離間した関係にある実質的に真っ直ぐなプロファイルを有し、これは基板支持アセンブリ１３０の４つの壁２１６、２５２と処理チャンバ１００の側壁１０２との間にギャップ２２５を画定する。基板支持アセンブリ１３０の中央領域２５３と処理チャンバ１００の側壁１０２との間のギャップ２２５は、所定の幅２１５、２０８を有することができ、いくつかの実施形態では約４０ｍｍよりも大きい。基板支持アセンブリ１３０の中央領域２５３の外壁２５２、２１６が実質的に真っ直ぐに構成されているので、基板支持アセンブリ１３０の外壁２５２、２１６の４つの壁と処理チャンバ１００の側壁１０２との間の幅２１５、２０８は、等しくすることができる。例えば、外壁２１６及び／又は外壁２５２と処理チャンバ１００の側壁１０２との間の幅２１５、２０８はそれぞれ、実質的に同じにすることができる。更に、基板支持アセンブリ１３０の外壁２１６、２５２が実質的に真っ直ぐに構成されているので、処理チャンバ１００の側壁１０２に沿って基板支持アセンブリ１３０の第１のコーナー２１７から第２のコーナー２１９までに画定される第１の幅２０７及び第２の幅２１０は、基板支持アセンブリ１３０の中央領域２５３に画定される幅２０８、２１５と実質的に同じである。
【００２５】
本明細書に記載されているような用語又はフレーズ「コーナー」又は「コーナー領域」は、基板支持アセンブリの交差する辺（側面）によって部分的に境界付けられ、かつそれらの交点から離れた方向に辺の各々の長さの約４分の１未満延在する領域を表すことに留意されたい。本明細書に記載されているような用語又はフレーズ「中心」又は「中央領域」は、辺の中心点を含み、２つの隣接するコーナー領域によって境界付けられた辺の一部（例えば、基板支持アセンブリの辺の全長の約３分の１から２分の１）を表す。
【００２６】
図２Ｂは、処理チャンバ（例えば、図１に示される処理チャンバ１００）で利用することができる基板支持アセンブリ２２２の別の一例を示す。図２Ａに示される基板支持アセンブリ１３０と同様に、図２Ｂの基板支持アセンブリ２２２は、基板１４０がその中に配置されることができるように寸法決めされた固体の基板支持体２９４を含む。
【００２７】
基板支持アセンブリ２２２は、固体の基板支持体２９４の外周を画定する外壁２９６を更に含む。一例では、固体の基板支持体２９４の外壁２９６は、非直線とすることができる。例えば、外壁２９６は、処理チャンバ１００の側壁１０２に非常に接近している（例えば、１０ｍｍ未満の幅２６４の）中央領域２５６によって画定される曲率（例えば、湾曲）を有することができる。中央領域２５６は、第１の曲率を有する第１面２５４を画定することができる。
【００２８】
外壁２９６のコーナー領域２９１は、中央領域２５６に対して処理チャンバ１００の側壁１０２からより遠くに配置され、こうしてコーナー領域２９１と処理チャンバ１００の側壁１０２との間にコーナーギャップ２８９を形成する。第２の曲率を有する第２面２６９は、基板支持アセンブリ２２２の外壁２９６のコーナー領域２９１に形成することができる。湾曲した第２面２６９は、第１面２５４の曲率よりも大きい曲率（すなわち、より小さな半径）を有するように構成される。いくつかの例では、中央領域２５６の第１面２５４は、最小からゼロまでの曲率を有するように（例えば、中央領域２５６全域にわたって実質的に直線的に）構成し、基板支持アセンブリ２２２を処理チャンバ１００の側壁１０２と、それらの間に最小のギャップを形成してぴったり合わせるのを容易にすることができる。
【００２９】
中央領域２５６に対する基板支持アセンブリ２２２のコーナー領域２９１の更なる間隔は、基板のエッジよりも基板のコーナーにより多くの処理ガスを優先的に向けると考えられている。基板支持アセンブリ２２２と側壁１０２との間に画定されるコーナーギャップ２８９を通過する追加のガス流は、中央ギャップ（図２Ｂには図示せず）と比べて、基板１４０の表面全域にわたって流れるガス流路を変更することができる。外壁２９６の幾何学的形状は、側壁１０２と基板支持アセンブリ２２２の中央及びコーナー領域２５６、２９１との間に形成される中央ギャップ及びコーナーギャップ２８９の幅２６４、２６３及び寸法に影響を及ぼし、これにより基板支持アセンブリ２２２と側壁１０２との間を通過するガスの制御可能な狭められた流れを提供することができる。中央ギャップに対してコーナーギャップ２８９を通って流れるガスの流れの差は、基板１４０の上面全域にわたって処理ガスの流れの勾配を作ることができると考えられており、これは、特定の堆積プロセスに対して有益である可能性がある。中央領域２５６内に形成された中央ギャップに対してコーナー領域２９１に形成されたより大きなコーナーギャップ２８９を利用することにより、コーナーギャップ２８９を通る流れを増大させることができる。従って、外壁２９６の幾何学的形状は、中央ギャップに対するコーナーギャップ２８９の大きさ／寸法を制御するように選択することができ、こうしてコーナーガス流が中央ガス流に対して制御可能となる。処理チャンバ１００の側壁１０２によって基板支持アセンブリ２２２の中央及びコーナー領域２５６、２９１に形成されたギャップの非一様な寸法は、基板表面全域にわたるガス流分布を効率的に変更することができる。狭められた流れの異なるコンダクタンスは、基板の異なる領域に到達する異なる量の処理ガスをもたらすので、基板１４０の表面上に堆積される膜プロファイル、膜特性、及び膜厚を制御することができる。基板支持アセンブリ２２２による堆積中に提供される同流量制御は、洗浄プロセス中に処理チャンバ１００の異なる領域にわたって洗浄効率を制御することも可能にする。
【００３０】
中央ギャップに対するコーナーギャップ２８９の所定の大きさ／寸法比を有することにより、膜特性／洗浄の均一性を調整することができることが発見された。図２Ｃに更に示されるように、基板支持アセンブリ２２４の中央領域２８３の外壁２８５として形成された比較的直線状の面２７９によって、中央ギャップ２８７は、側壁１０２と基板支持アセンブリ２２４との間に画定されることができる。比較的湾曲した面２８２が、基板支持アセンブリ２２４の外壁２８５のコーナー領域２８１に形成されてもよい。中央ギャップ２８７は、約１０ｍｍ〜約４０ｍｍの間の幅２０５を有することができる。外壁２８５の幾何学的形状は、異なる領域（例えば、中央領域２８３とコーナー領域２８１）で異なる曲率を有するので、基板支持アセンブリ２２４と側壁１０２との間に画定される中央ギャップ２８７及びコーナーギャップ２８０は、異なる幅を有し、したがってコーナー領域２８３、２８１においてより大きなガス流を可能にする。その結果、より高いコーナーガス流が、基板１４０の上面全域にわたるガス流路／ガス流プロファイルを変更し、堆積／洗浄特性を変化させる。
【００３１】
図３Ａ〜図３Ｃは、圧力プロファイルマップ３０２、３０４、３０６を示し、図４Ａ〜図４Ｃは、図２Ａ〜図２Ｃとそれぞれ異なる構成を有する基板支持アセンブリ１３０、２２２、２２４を利用して基板表面の上方で検出されたガス流速プロファイルマップ４００、４０２、４０４を示す。（４０ｍｍより大きい均一な幅２０８、２１５、２０７、２１０を有する中央及びエッジギャップを有する）比較的直線状の外壁２５２を有する基板支持アセンブリ１３０によって図３Ａに示されるように、マップ３０２に示されるような圧力プロファイルは、中央領域３０８、３０９で比較的高い圧力を有し、エッジ領域３１０、３１１、３１２で比較的低い圧力を有し、コーナー領域３１３では特に低い圧力を有する（例えば、中央高圧・エッジ低圧の）場合がある。この例では、圧力勾配（例えば、中央領域３０８の最高圧力からコーナー領域３１３の最低圧力を引いて計算される圧力のばらつき（変動））を約０．１〜０．２トールに制御して、中央高圧・コーナー低圧プロファイルを維持することができる。
【００３２】
更に、図４Ａ〜図４Ｃに示されるガス流速マップは、基板表面全域にわたるガス流速のばらつきがまた、基板支持アセンブリ１３０、２２２、２２４の異なる構成と相関していることを示している。実質的に比較的直線状の外壁２５２を有する基板支持アセンブリ１３０を利用する図４Ａに示されたガス流速マップ４００では、ガス流速は、中央領域４０６では比較的低く、一方、コーナー領域４１８及びエッジ領域４１６では比較的高い。特に、エッジ領域４１６におけるガス流速は、コーナー領域４１８におけるガス流速よりも約１５％〜約２０％更に高い。図４Ａに示される例では、ガス流速は、中央の低速から徐々に高いエッジ速度まで上昇する勾配プロファイルを有する（例えば、中央領域４０６で最も低い速度で、領域４１０、４１２、４１４で徐々に高い速度となり、そしてコーナー領域４１８で更により高い速度となり、エッジ領域４１６で最高速度となる）。
【００３３】
図２Ｂに示される基板支持アセンブリ２２２を有する図３Ｂ及び図４Ｂに示される別の一例では、圧力プロファイルマップ３０４及びガス流速プロファイルマップ４０２は、比較的高いコーナー流を有する（例えば、側壁１０２に対して基板支持アセンブリ２２２の中央領域２５６に形成された１０ｍｍ未満の最小ギャップ幅２６４を有する）基板支持アセンブリ２２２が、中央領域３１５において最も高い圧力を有し、コーナー領域３２０において最も低いガス流速を有することができることを示している。同様に、圧力は、中央領域３１６、３１７からコーナー領域３１８、３２０へと徐々に減少する。圧力勾配（例えば、中央領域３１５の最高圧力からコーナー領域３２０の最低圧力を引いて計算された圧力ばらつき）は、中央高圧からコーナー低圧まで約０．１〜０．２トールとすることができる。
【００３４】
更に、図２Ｂの基板支持アセンブリ２２２によって形成されたコーナーギャップ２８９によってコーナー流が強化されるので、中央領域３１５の圧力は、強化されたコーナー流なしの図２Ａの基板支持アセンブリ１３０を利用した図３Ａの中央領域３０８の圧力よりも高い。一例では、図３Ｂの中央領域３１５の圧力は、約１．４６〜１．４８トールとすることができ、一方、図３Ａの中央領域３０８の圧力は、約１．４１〜１．４２トールとすることができ、これは強化されたコーナー流無しのプロセスよりも約３〜５％高い圧力である。
【００３５】
対照的に、図４Ｂに示されるように、最も低いガス流速は、中央領域４２０内に見出され、その後、中央領域４２２、４２４、４２６からエッジ領域４２８へと徐々に増加し、コーナー領域４３０で最も高いガス流速を有する。上述したように、コーナーギャップ２８９を有する基板支持アセンブリ２２２は、コーナーガス流を増大させるので、コーナー領域４３０でガス流速は最も高く、一方、中央領域４２０でガス流速は最も低い。図４Ｂのガス流速マップ４０２を（例えば、増大させたコーナー流なしの基板支持アセンブリ１３０を用いた）図４Ａのマップ４００と比較すると、基板支持アセンブリ２２２からの増大したコーナー流を有するコーナー領域４３０でのガス流速は、約８〜９ｍ／ｓ（メートル毎秒）の速度を有することができ、一方、増大したコーナー流なしのコーナー領域４１８のガス流速は、約６〜６．５ｍ／ｓとすることができ、これは約２０％低いガス流速である。したがって、基板支持アセンブリ２２２を利用することによって、基板表面全域にわたる圧力プロファイル及びガス流速プロファイルを調整して、堆積プロセス中の堆積の均一性及びプロファイル制御を効率的に改善する、及び／又はチャンバ洗浄プロセス中の洗浄効率を高めることができる。
【００３６】
更に、増大したコーナーガス流なし又はありのマップ３０２、３０４、４００、４０２とは対照的に、図２Ｃの基板支持アセンブリ２４４は、図３Ｃ及び図４Ｃのマップ３０６、４０４に示されるように、中間の圧力勾配及びガス流速勾配を提供する。図２Ｃの基板支持アセンブリ２４４はまた、（基板支持アセンブリ１３０からギャップ２２５によって画定される４０ｍｍよりも大きい幅２０８と比較して）１０ｍｍ未満の減少した幅２０５を有する中央ギャップ２８７を提供するので、狭められたガス流は、コーナーギャップ２８０を通って流れるだけでなく、中央ギャップ２８７を通って流れることができる。したがって、図２Ａの基板支持アセンブリ１３０によってコーナー領域２１９を通って優先的に導かれる流れの程度は、図２Ｂの基板支持アセンブリ２２２によってコーナーギャップ２８９を通るガスの流れほど顕著ではないかもしれない。したがって、基板支持アセンブリと処理チャンバの側壁との間の中央領域に形成されるギャップのサイズ／寸法を調整することによって、基板の中央エッジに対してコーナーに優先的に向けられるガス流の量を調整し、これによって必要に応じて異なる堆積プロファイル及び洗浄効率を得ることができる。
【００３７】
図３Ｃの圧力プロファイルマップ３０６は、少量のガス流を依然として通過可能にする中央ギャップ２８７を有する（例えば、図２Ａの４０ｍｍを超える幅２０８と比較して、１０ｍｍ〜４０ｍｍの減少した中央ギャップ幅２０５を有する）基板支持アセンブリ２２４において、中央領域３２２に最も高い圧力が見られ、コーナー領域３２８に最も低い圧力が見られることを示している。圧力は、中央領域３２２、３２４、３２６からコーナー領域３２８へと徐々に減少する。圧力勾配（例えば、中央領域３２２の最高圧力からコーナー領域３２８での最低圧力を引くことによって計算された圧力ばらつき）は、高圧中心からエッジ／コーナーの低圧コーナーまで約０．１〜０．２トールとなるかもしれない。
【００３８】
図３Ｃの圧力プロファイルマップ３０６は、図３Ａの圧力プロファイルマップ３０２と比較的類似している。領域３２２の圧力は約１．４２トールであり、これは図３Ａの中央領域３０８の圧力と同様である。
【００３９】
対照的に、図４Ｃのガス流速マップ４０４によれば、図４Ｃに示されるように、最も低いガス流速が中央領域４３２に見られ、中央領域４３４、４３６、４３８、４４０から、同様に中央領域４４０及びコーナー領域４４２の両方での最も高いガス流速まで徐々に増加する。図２Ｃの基板支持アセンブリ２２４によって生じるコーナーガス流は、図２Ｂの基板支持アセンブリ２２２によって生じるコーナーガス流ほど大きくはないので、コーナー領域４４２及び中央領域４４０で生成されるガス流速は、（例えば、約６〜６．５ｍ／ｓの狭い範囲で）同様になる傾向があり、こうして基板１４０の周辺領域１０７の周りでより均一なガス流速を提供する。したがって、均一なガス流速が基板の中央領域とエッジ領域の両方で所望される実施形態では、１０ｍｍ〜約４０ｍｍの間の低減されたギャップ幅２０５を有する図２Ｃの基板支持アセンブリ２２４が望ましいかもしれない。
【００４０】
窒化ケイ素が基板上に堆積される一例では、図２Ｂの基板支持アセンブリ２２２を利用して、基板のエッジに対してコーナーに優先してガス流を増大させることができ、これは基板のコーナーで窒化ケイ素の堆積を高める。酸化ケイ素又はポリシリコン（例えば、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ））の堆積プロセスが実行される別の一例では、図２Ｃの基板支持アセンブリ２２４を利用して、基板のエッジ領域及びコーナー領域の両方でより均一なガス流速を提供することができる。
【００４１】
図５は、図２Ｂの基板支持アセンブリ２２２の上面図を示す。上述したように、基板支持アセンブリ２２２は、基板支持体２９４を画定する外壁２５２を有する。基板支持アセンブリ２２２のコーナー領域２９１は、第２の曲率を有する第２面２６９を有する。中央領域２５６は、必要に応じて直線状又は非直線状のプロファイルを有することができる第１面２５４を有する。図５に示される実施形態では、中央領域２５６内の第１面２５４は実質的に直線状の構成である。いくつかの例では、第１面２５４は、第１の曲率で湾曲していてもよい。このような状況では、第１面２５４の半径によって画定される第１の曲率は、第２面２６９によって画定される第２の曲率より小さい。一例では、第２の曲率は、第１の曲率よりも約３０％〜約９０％大きい。
【００４２】
基板支持体２９４は、基板支持アセンブリ２２２の中心５５５を通る中心軸５１２（水平方向から見た場合）から中央領域２５６内の外壁２５２までの中央幅５０２を有し、同時に、中心軸５１２からコーナー領域２９１内の外壁２５２までのコーナー幅５０４を有する。同様に、基板支持アセンブリ２２２はまた、鉛直方向から見たときに中心５５５を通過する中心軸５１４によって同様に構成することができる。一例では、コーナー幅５０４は、基板支持体２９４の中央幅５０２よりも約３０％〜約９０％短い。更に、中央領域２５６からコーナー領域２９１までの基板支持体２９４の一側面に対する全幅偏差５０６（すなわち、幅５０２、５０４の差）は、基板支持アセンブリ２２２の一側面に沿って約５ｍｍ〜約６０ｍｍの間にある。一実施形態では、基板支持アセンブリ２２２は矩形である。
【００４３】
同様に構成された図２Ｃの基板支持アセンブリ２２４は、コーナー領域２８１に形成された曲面２８２よりも曲率が小さい中央領域２８３に形成された比較的直線状の面２７９を有する。しかしながら、図２Ｃの基板支持アセンブリ２２４は、処理チャンバ１００内に配置されたときに側壁１０２と基板支持アセンブリ２２４との間に（約１０ｍｍ〜約４０ｍｍの間の）ギャップ２８７を依然として維持するように構成されているので、コーナー領域２８１と中央領域２８３との間の基板支持体２９４の幅の偏差は、図２Ｂの基板支持アセンブリ２２２のものほど大きくなくてもよい。例えば、中央領域２８３からコーナー領域２８１までの図２Ｃの基板支持アセンブリ２２４の一側面に沿った全幅偏差２１３は、約５ｍｍ〜約４０ｍｍの間にある。図２Ｃの基板支持アセンブリ２２４の中央領域２８３は、コーナー領域２８１の幅よりも約３５％〜約８５％大きい幅を有することができる。
【００４４】
上記の概念と同様に、増大されたコーナー流はまた、基板支持体（例えば、図６Ａ〜図６Ｂに示される基板支持アセンブリ６００）内、又は処理チャンバ１００の側壁１０２内に更に形成された異なる外周の幾何学的形状を利用することによって達成することができる。基板支持アセンブリ６００は、異なる外周の幾何学的形状を有するが上記の基板支持アセンブリ１３０と同様に、基板支持アセンブリ６００内に形成された所望の曲率を有する４つの側面６０１を有する実質的に四辺形の構成を有することができる。側面６０１の適切な曲率を選択することによって、基板支持アセンブリ６００の外周と処理チャンバの側壁１０２との間のギャップは変えることができ、これによって選択された曲率に応じて、中央領域６０２に対してコーナー領域６０４において、又はコーナー領域６０４に対して中央領域６０２において、より多くの流れが生じる。図６Ａ〜図６Ｂに示される例では、基板１４０は、基板支持アセンブリ６００上に配置される。各側面６０１は中央領域６０２とコーナー領域６０４を有する。コーナー領域６０４は、（例えば、基板支持アセンブリ６００の中心軸５１２から基板支持アセンブリ６００の側面６０１までの）幅６１０を有し、中央領域６０２の幅６０８よりも短い。したがって、側面６０１は、中央領域６０２に対してコーナー領域６０４において基板１４０の側壁６０５により近い。増大されたコーナー流は、コーナー領域６０４の幅６１０を、中央領域６０２の幅６０８よりも約３０％〜約９０％小さく制御することによって得ることができる。
【００４５】
別の一例では、基板支持アセンブリ６００は、矩形の幾何学的形状を有する図１に示された基板支持アセンブリ１３０のものと同様の矩形形状の基板支持体６５０を有し、取り外し可能なスカート６５２を基板支持体６５０に取り付けることができる。基板支持体６５０に一旦取り付けられた取り外し可能なスカート６５２の外側プロファイルは、基板支持アセンブリ６００の側面６０１の非矩形のプロファイルを生成し、基板支持アセンブリ６００の特定の領域の周りに他の領域よりも多くのガスを優先的に流れさせる。取り外し可能なスカート６５２は、適切な固定具６５４によって基板支持体６５０に取り付けることができる。取り外し可能なスカート６５２は、（例えば、非対称な幾何学的形状、曲率、開口などを含む）異なる幾何学的形状を有するように構成することができ、これによって多くのガス流が、基板１４０の異なる周辺領域１０７を優先的に通過するように制御する。図１に示されるように、ポンピングポート１０５を処理チャンバ１００の特定の側面に配置することができるので、基板支持アセンブリ６００の側面６０１の周りのガス流のコンダクタンスは非一様となり、その結果、基板１４０の周辺領域１０７の異なる側面に沿って非対称なガス流速又はガス流プロファイルをもたらすことが可能となる。取り外し可能なスカート６５２を利用することによって、基板支持アセンブリ６００の側面６０１の外周プロファイルは変えることができ、基板１４０の周辺領域１０７に隣接するガス流路又はガス流を制御する。例えば、スカート６５２の形状は、基板支持アセンブリ６００の反対の側面に対してポンピングポート１０５に近接する処理チャンバ１００の壁とより小さいギャップを有するように選択することができ、これによって基板支持体６００及び基板１４０の周辺領域１０７の周囲のガス流が実質的に一様になる。更に、取り外し可能なスカート６５２は、オプションで特定の側面６０１（例えば、基板支持アセンブリ６００の４つすべてではない側面６０１）だけに配置して、必要に応じて非対称ガス流を得る、又は処理チャンバ内の他の非対称性によって失われたガス流の非対称性を補正することができる。
【００４６】
図６Ｂは、切断線Ａ−Ａに沿った基板支持アセンブリ６００の断面図を示す。中央領域６０２は、基板１４０の側壁６０５から測定して所定の幅６０８をもたらす湾曲した幾何学的形状を有する。上述したように、コーナー領域６０４に画定される幅６１０は、図６Ｂに示される幅６０８よりも小さい。増大されたコーナー流はまた、必要に応じて基板１４０に異なるガス流の速度／圧力を発生させることができるように、処理チャンバ１００の側壁１０２の幾何学的形状を変更して、処理チャンバ１００の側壁１０２を湾曲させることによって得ることもできることに留意されたい。
【００４７】
要約すると、本明細書で開示される実施形態は、基板表面全域にわたって提供される、ガス流路（すなわち、基板エッジに対して基板のコーナーに送出されるガスの比率）、速度、及び処理圧力を変更又は調整するために利用することができる異なる外周の幾何学的形状を有する基板支持アセンブリに関する。このようにすることによって、異なる処理要件又は状況に対して一様又は非一様なガス流路が選択され、基板表面全域にわたって所望のガス分布を得ることができ、堆積又は洗浄の効率を改善する。
【００４８】
上記は本考案の実施形態を対象としているが、本考案の他の及び更なる実施形態は本考案の基本的範囲を逸脱することなく創作することができる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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