(57)【要約】  本発明は、プロセスチャンバー２と、前記チャンバー２内で処理するために基板６を保持するための基板ホルダー５と、ポンピングするためのガスの流れがガス入口９とガス出口１０との間を流れてもよく、前記入口９がプロセスチャンバー２に接続される、真空ポンプ７を備えるポンピング装置４とを備え、基板ホルダー５および真空ポンプ７は、同じ軸１２内にあり、基板ホルダー５は、ポンピングするためのガスの流れの中で前記真空ポンプ７の前記入口９の上流に配置される、半導体を製造するための設備であって、ポンピング装置４は、真空ポンプ７の入口９でのガス圧力を制御するためのガス圧力調節手段８を真空ポンプ７の出口１０に備えることと、基板ホルダー５は、支持部２０をプロセスチャンバー２に固定するためにおよび支持部２０にサービスを提供するために基板ホルダー５上の支持部２０に接続される少なくとも３つの支持部分岐２１を備え、少なくとも１つの分岐２１は、前記サービスの通過のために少なくとも１つの導管２２を備えることとを特徴とする、半導体を製造するための設備に関する。
2011504298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー（２）内で扱われるべき基板（６）を支持できる基板ホルダー（５）を含む前記プロセスチャンバー（２）と、ポンピングされるべきガス流が、プロセスチャンバー（２）と接するポンプ（７）のガス吸気口（９）と前記ポンプ（７）のガス排気口（１０）との間で循環してもよい、前記真空ポンプ（７）を備えるポンピング装置（４）とを備え、基板ホルダー（５）および真空ポンプ（７）は、同じ軸（１２）を有し、基板ホルダー（５）は、ポンピングされるべきガスの流れ内で真空ポンプ（７）の前記吸気口（９）より前に配置される、半導体を製造するための設備であって、ポンピング装置（４）は、前記真空ポンプ（７）の吸気口（９）でのガス圧力を制御できるガス圧力を調節するための手段（８）を前記真空ポンプ（７）の排気口（１０）に備えることと、基板ホルダー（５）は、支持部（２０）をプロセスチャンバー（２）に固定するためだけでなく、サービスラインを前記支持部（２０）まで運ぶためにも、基板ホルダー（５）の前記支持部（２０）に接続される少なくとも３つの支持部分岐（２１）を備え、前記分岐（２１）の少なくとも１つは、前記サービスラインが通ることを可能にする少なくとも１つの導管（２２）を備えることとを特徴とする、半導体を製造するための設備。
【請求項２】
少なくとも１つの第１の分岐が、電気ケーブルの貫通を可能にすることに充てられ、少なくとも１つの第２の分岐が、流体の貫通を可能にすることに充てられることを特徴とする、請求項１に記載の半導体を製造するための設備。
【請求項３】
少なくとも１つの第３の分岐が、無線周波数フィードの貫通を可能にすることに充てられることを特徴とする、請求項２に記載の半導体を製造するための設備。
【請求項４】
前記分岐（２１）が、空気力学的形状である横断プロファイルを示すことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体を製造するための設備。
【請求項５】
前記分岐（２１）が、前記軸（１２）に垂直な平面内に星形パターンで配置されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体を製造するための設備。
【請求項６】
調節手段（８）が、真空ポンプ（７）の排気口に位置する調節バルブおよび／または真空ポンプ（７）の排気口に中性ガス注入口を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体を製造するための設備。
【請求項７】
軸（１２）が、垂直に配向される、請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体を製造するための設備。
【請求項８】
ＨＤＰＣＶＤエッチングおよび堆積プロセス（「高密度プラズマ化学気相堆積法」）を実施するように構成された、請求項１から７のいずれか一項に記載の半導体を製造するための設備。
【請求項９】
ポンピングされるべきガス流が、ガス吸気口（９）とガス排気口（１０）との間で循環してもよく、吸気口（９）が、真空ポンプ（７）の前記吸気口（９）より前に配置される基板ホルダー（５）を含む半導体を製造するための設備（１）のプロセスチャンバー（２）と接して設置される、前記真空ポンプ（７）を備え、真空ポンプ（７）の軸（１２）は、１つで、基板ホルダー（５）の軸（１２）と同じである、ポンピング装置であって、それは、前記真空ポンプ（７）の吸気口（９）でのガス圧を制御できるガス圧を調節するための手段（８）を前記真空ポンプ（７）の排気口（１０）に備えることと、基板ホルダー（５）は、支持部（２０）をプロセスチャンバー（２）に固定するためだけでなく、サービスラインを前記支持部（２０）まで運ぶためにも、基板ホルダー（５）の前記支持部（２０）に接続される少なくとも３つの支持部分岐（２１）を備え、前記分岐（２１）の少なくとも１つは、前記サービスラインが通ることを可能にする少なくとも１つの導管（２２）を備えることとを特徴とする、ポンピング装置。
【請求項１０】
前記調節手段（８）が、前記真空ポンプ（７）の排気口（１０）に位置する調節バルブおよび／または前記真空ポンプ（７）の排気口（１０）に中性ガス注入口を備える、請求項９に記載のポンピング装置。
【請求項１１】
前記調節手段（８）が、前記真空ポンプ（７）の周囲外装内に組み込まれる、請求項９または１０の一項に記載のポンピング装置。
【請求項１２】
基板ホルダー（５）が、前記真空ポンプ（７）の周囲外装内に組み込まれる、請求項９から１１のいずれか一項に記載のポンピング装置。
【請求項１３】
基板ホルダーは、基板ホルダー（５）および真空ポンプ（７）が同じ軸（１２）を有するように、請求項１から８のいずれか一項に記載の設備（１）のプロセスチャンバー（２）に支持部（２０）を固定するためだけでなく、また電気または流体のサービスラインを前記支持部（２０）まで運ぶためにも、基板ホルダー（５）の前記支持部（２０）に接続される少なくとも３つの支持部分岐（２１）を備え、前記分岐（２１）の少なくとも１つは、前記サービスラインが通ることを可能にする少なくとも１つの導管（２２）を備えることを特徴とする、基板ホルダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体の製造のための設備、ならびに付随するポンピング装置および基板ホルダーに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体および微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を製造するプロセスは、大気圧より低い圧力に制御された雰囲気を持つプロセスチャンバーを備える設備内で進行する。
【０００３】
真空ポンプ、特にターボ分子ポンプは、異方性エッチングを促進するなどによって特にプロセスを改善する高品質プラズマを得るために、プロセスが特に高いレベルの真空を必要とするときはいつでもチャンバーの出口で使用される。
【０００４】
基板ウエハーの寸法が増加し続けるにつれて（３００ｍｍおよび４５０ｍｍ）、プロセスチャンバーの容積もまた、増加して、基板の全表面にわたって完全に均一な堆積またはエッチングを得ることが、場合によっては困難になっている。
【０００５】
これを改善するために、企業は、例えばプロセスチャンバー内にいくつかの小さなターボ分子ポンプを導入することから成る解決策を開発した。
【０００６】
これらの導入は、基板の周囲、特に２つの小さな連続するポンプ間の境界でポンピングを均一にするのに十分ではない可能性があり、さらにプロセスチャンバー内の圧力を制御するための困難を示す可能性もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、エッチングおよび堆積の均一性を改善するなどの、半導体製造プロセスの性能を改善することを可能にする、半導体を製造するための設備、付随するポンピング装置および基板ホルダーを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのために、本発明の目的は、チャンバー内で扱われるべき基板を支持できる基板ホルダーを含むプロセスチャンバーと、ポンピングされるべきガス流が真空ポンプのガス吸気口と真空ポンプのガス排気口との間で循環してもよく、吸気口がプロセスチャンバーと接して設置される、真空ポンプを備えるポンピング装置とを備え、基板ホルダーおよび真空ポンプは、同じ軸を有し、基板ホルダーは、ポンピングされるべきガスの流れ内で真空ポンプの吸気口より前に配置される、半導体を製造するための装置である。本発明によれば、ポンピング装置は、真空ポンプの吸気口でのガス圧力を制御できるガス圧力調節手段を真空ポンプの排気口に備え、基板ホルダーは、前記支持部をプロセスチャンバーに固定するためだけでなく、サービスラインを前記支持部まで運ぶためにも、基板ホルダーの支持部に接続される少なくとも３つの支持部分岐を備え、前記分岐の少なくとも１つは、前記サービスラインが通ることを可能にする少なくとも１つの導管を備える。
【０００９】
設備の他の特徴に応じて、
−  少なくとも１つの第１の分岐は、電気ケーブルの貫通を可能にすることに充てられ、少なくとも１つの第２の分岐は、流体の貫通を可能にすることに充てられ、
−  少なくとも１つの第３の分岐は、無線周波数フィードの貫通を可能にすることに充てられ、
−  前記分岐は、空気力学的形状である横断プロファイルを示し、
−  前記分岐は、前記軸に垂直な平面内に星形パターンで配置され、
−  調節手段は、真空ポンプの排気口に位置する調節バルブを備え、
−  調節手段は、真空ポンプの排気口に中性ガス注入口を備え、
−  軸は、垂直に配向され、
−  設備は、ＨＤＰ  ＣＶＤ（高密度プラズマ化学気相堆積法）として知られているエッチングおよび堆積プロセスを実施するのに適している。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、排出されるべきガスがガス吸気口とガス排気口との間で進んでもよく、吸気口が、扱われるべき基板を支持できる基板ホルダーを含む半導体を製造するための装置のプロセスチャンバーと接して設置できる、真空ポンプを備え、基板ホルダーは、排出されるべきガスの流れ内で前記真空ポンプの前記入口より前に配置され、真空ポンプの軸は、１つで、基板ホルダーの軸と同じである、ポンピング装置である。本発明によれば、ポンピング装置はさらに、真空ポンプの吸気口でのガス圧を制御できるガス圧を調節するための手段を真空ポンプの排気口に備え、基板ホルダーは、前記支持部をプロセスチャンバーに固定するためだけでなく、サービスラインを前記支持部まで運ぶためにも、基板ホルダーの支持部に接続される少なくとも３つの支持部分岐を備え、前記分岐の少なくとも１つは、前記サービスラインが通ることを可能にする少なくとも１つの導管を備える。
【００１１】
ポンピング装置の他の特徴によれば、
−  調節手段は、真空ポンプの排気口に位置する調節バルブおよび／または真空ポンプの排気口に中性ガス注入口を備え、
−  調節手段は、真空ポンプの周囲外装内に組み込まれ、
−  基板ホルダーは、真空ポンプの周囲外装内に組み込まれる。
【００１２】
本発明のさらなる目的は、基板ホルダーおよび真空ポンプが同じ軸を有するように先に述べられたような設備のプロセスチャンバーに前記支持部を固定するためだけでなく、電気または流体のサービスラインを前記支持部まで運ぶためにも、基板ホルダーの支持部に接続される少なくとも３つの支持部分岐を備え、前記分岐の少なくとも１つは、前記サービスラインが通ることを可能にする少なくとも１つの導管を備える、基板ホルダーである。
【００１３】
他の利点および特徴は、本発明の説明ならびに添付の図面を読むことで明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態による半導体を製造するための設備の横断面図である。
【図２】図１の設備のチャンバーの内部の上面図である。
【図３】一実施形態による基板ホルダーの分岐の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
これらの図において、同一の要素は、同じ参照番号を与えられる。
【００１６】
図１は、半導体を製造するまたは処理するための設備１を描写する。有利なことに、設備１は、ＨＤＰ  ＣＶＤ（高密度プラズマ化学気相堆積法）として知られているエッチングおよび堆積プロセスの実施に適している。
【００１７】
設備１は、プロセスガス入口３に接続されるプロセスチャンバー２、およびポンピング装置４も備える。プロセスチャンバー２は、チャンバー２内で扱われるべき基板６を支持できる基板ホルダー５を含む。基板６は、例えば、好ましくは直径３００ｍｍの半導体ウエハーである。
【００１８】
ポンピング装置４は、真空ポンプ７およびポンプ７の排気口の圧力を調節するための手段８を備える。真空ポンプ７は例えば、排出されるべきガス流がポンプ７のガス吸気口９とポンプ７のガス排気口１０との間で循環してもよい、ターボ分子ポンプであってもよい。吸気口９は、プロセスチャンバー２内に真空を生成し、維持することができるような方法でチャンバー２と接して設置され、このことは、プロセスチャンバー２内へ注入されるガス流に応じて１０−３ｍｂａｒと１ｍｂａｒとの間の大気圧より低い圧力を意味する。真空ポンプ７の吸気口９での圧力の制御は、真空ポンプ７の出口１０に設置される排気口圧力を調節するための手段８だけによって行われる。それ故に、部品は、ガスのポンピング流を妨害しない。プロセスチャンバー２内のガス流１１の流れを乱すバルブはなく、そのことは、均一な層流を可能にする。
【００１９】
図１で描写される本発明の実施形態によれば、基板ホルダー５および真空ポンプ７は、軸１２に沿って同軸であり、基板ホルダー５は、排出されるべきガスの流れ内で真空ポンプ７の吸気口９より前に配置される。非常に有利には、軸１２は、垂直に配向された軸である。
【００２０】
加えて、設備１は、真空ポンプ７より前にどんなバルブも必要としないので、ポンプ７より前のコンダクタンスは、高められて、同じレベルのチャンバー内の流れおよび圧力性能を得るために、普通使用されるものよりも低いポンピング能力を有する型のターボ分子真空ポンプを選択することが可能になる。
【００２１】
有利なことに、基板ホルダー５は、ターボ分子真空ポンプ７の吸気口９にできる限り近くに、吸気口９に面して設置される。真空ポンプ７の１つの領域１３は、ポンプ翼１４を備えないターボ分子ポンプ７のローターの先端で真空ポンプ７の吸気口９に位置する。最大ポンピング能力は、ポンプ翼１４の半径方向端部に位置するので、基板ホルダー６の裏面１５は、ポンプ７の方向でのガスの流れ１１がさらに最適化されるような方法で、領域１３と位置合わせされて、基板ホルダー５は、チャンバー２に固定される。
【００２２】
その結果として、より小さい容積のプロセスチャンバー２が含まれてもよいので、設備１のフォームファクターは、かなり低減され、そのことは、設備１の導入コストおよび整備の低減をもたらす。さらに、この実施形態は、ガス流の性質および／またはそれらの圧力が変更される過渡的なプロセスステップ中に、チャンバー２内の圧力を制御するための応答時間を低減することを可能にする。
【００２３】
本発明の別の実施形態によれば、調節手段８は、真空ポンプ７の排気口１０に位置し、一次真空ポンプ（図示されず）より前に調節バルブを備える。
【００２４】
流体によってプロセスチャンバー２に接続されるポンピング装置４は、チャンバー２内に設置される圧力センサーを用いて真空ポンプ７の吸気口９での圧力設定点および圧力などの、プロセスチャンバー２内で実施されるプロセスについての情報を受け取ってもよい。調節バルブはそのとき、設定点を条件として開閉される。
【００２５】
さらに、調節手段８は、真空ポンプ７の排気口１０に、窒素などの中性ガスを注入する手段を備えてもよい。注入手段はそのとき好ましくは、ポンプ７の排気口１０に注入されるガス流を制御するために使用される流量調整器を備える。
【００２６】
同じようにして、調節手段８は、プロセスチャンバー２内の圧力の設定点およびチャンバー２内で実際に測定される圧力に基づいてガス注入流量を制御してもよい。
【００２７】
ポンプ７の排気口１０でのガス圧力の調節手段８は、吸気口９でのガス圧力を制御するために、例えばポンプ７のターボステージと分子ステージとの間に配置される中性ガス注入手段を備えてもよい。好ましくは、注入は、真空ポンプ７のパージ回路内で行われる。しかしながら、真空ポンプ７のローラーベアリングを保護するために最小パージ流は、保たれる。
【００２８】
さらに、調節手段８は、調節バルブおよび中性ガス注入口の両方を備えることもまた可能である。この場合には、注入口は、調節バルブよりも前に位置する。注入口もしくは調節バルブ、または同時にそれの両方は、プロセスチャンバー２内で要求される圧力設定点を得るために調節される。
【００２９】
それによってポンプ７の排気口１０に配置される調節手段８は、調節の応答時間およびプロセスチャンバー２内のガス種の滞留時間を低減することを可能にする。
【００３０】
１つの有利な実施形態（図示されず）によれば、調節手段８は、ターボ分子ポンプ７の周囲外装内に組み込まれる。
【００３１】
基板ホルダー５は、真空ポンプ７の周囲外装内に組み込まれてもよい。
【００３２】
図２で描写される一実施形態によれば、基板ホルダー５は、同じ形状の基板を支持するために、ここではディスク形状を有する支持部２０、例えばアルミニウムで作られているもので形成される。基板ホルダー５はさらに、支持部２０に接続され、支持部２０の周囲に配置され、支持部２０をプロセスチャンバー２の内壁に固定するためだけでなく、また電気または流体のサービスラインを基板ホルダー５の支持部２０まで運ぶためにも使用される少なくとも３つの支持部分岐２１を備える。支持部の分岐２１はそれによって、ポンプ７のローターの回転を妨げることなくポンプ７の吸気口９にできる限り近くに位置しながら支持部２０をチャンバー２に固定することを可能にする。
【００３３】
支持部分岐２１は有利には、軸１２に垂直な平面内に星形パターンで配置される。
【００３４】
支持ディスク２０は、扱われるべき基板６の直径よりもわずかに大きい直径ｄを有する。真空ポンプ７の外径Ｄは、支持ディスク２０の直径ｄよりも大きい直径である。ポンプ７の外径Ｄは、ポンプ７に課せられるポンプ能力制限を所与として、できる限り小さく選択される。
【００３５】
図３で示されるように、各分岐２１は、例えば電気ケーブルの貫通を可能にするまたはガスもしくは液体が基板ホルダー５に達するのを可能にするために使用される、少なくとも１つの導管２２を備えてもよい。電気ケーブルの貫通を可能にするために使用される導管２２は、例えば、基板ホルダー５の制御手段を設定し、もし必要ならば基板ホルダー５に直流および無線周波数を供給することを可能にする。さらに、ガスおよび／または液体の貫通を可能にするために使用される導管２２は、例えば、基板ホルダー５を、従って基板６が基板ホルダー５に固定されるときはいつでも基板６それ自体を加熱するために、加圧ヘリウムが循環することを可能にしてもよい。
【００３６】
優先的に、１つまたは複数の導管２２を備える少なくとも１つの分岐２１は、支持部２０に流体を供給することに充てられ、少なくとも１つの他の分岐２１は、支持部２０の温度および電圧を制御するための電気ケーブルの貫通を可能にする１つまたは複数の導管２２を備え、少なくとももう１つの分岐２１は、支持部２０に無線周波数フィードを供給するための導管２２を備える。無線周波数フィードは有利には、電気アークの形成を避けるためにもう一方の電気ケーブルから離れている。
【００３７】
分岐２１は有利には、排出されるべきガスの流れを乱さないように、空気力学的形状である横断プロファイルを与えられてもよい。
【００３８】
基板５のそのような配置は、ガス１１のポンピング流の均一な層流を乱すことなく、サービスラインを支持部２０まで、従ってプロセスを受けている基板６まで運ぶことを可能にする。さらに、この配置は、既存の真空ポンプを変更することなくサービスラインを基板６まで運ぶことを可能にする。
【００３９】
それ故に、半導体を製造するプロセス中に、入口３でチャンバー２内に注入されるプロセスガスは、基板６の周りにプロセスチャンバー２内へ均等に流れ、次いで基板ホルダー５の分岐２１間を通り、次いで入口９から出口１０まで真空ポンプ７によってポンピングされる。
【００４０】
基板ホルダー５が、真空ポンプ７の吸気口９の上に配置され、ポンピング装置４が、真空ポンプ７の吸気口９での圧力を制御できる真空ポンプ７の排気口圧力を調節するための手段８を備える、設備１は、半導体を製造するための最適化条件を享受することを可能にする。
【図１】
2011504298.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2011504298.tif 000008
2011504298.tif 000009
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