(57)【要約】  本発明の実施形態は、基板を支持する基板支持エッジリングを提供する。一実施形態では、基板支持リングが提供される。基板支持リングは環状本体を備える。環状本体は、外側の環状側壁から径方向に内方へ延びる外側バンドと、外側バンドの内側部分から内方へ延びる基板支持領域とを含み、環状本体は、露出される第１の材料を含み、基板支持領域の少なくとも一部分は、第１の材料とは異なる第２の材料を含むコーティングで被覆される。
2014523143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状本体を備える基板支持リングであって、
前記環状本体が、
外側の環状側壁から径方向に内方へ延びる外側バンドと、
前記外側バンドの内側部分から内方へ延びる基板支持領域と
を含み、
前記環状本体が、露出される第１の材料を含み、前記基板支持領域の少なくとも一部分が、前記第１の材料とは異なる第２の材料を含むコーティングで被覆される、基板支持リング。
【請求項２】
前記第１の材料が炭化ケイ素を含む、請求項１に記載のリング。
【請求項３】
前記第２の材料が耐火性材料を含む、請求項２に記載のリング。
【請求項４】
前記耐火性材料が、セラミック材料、サファイア、および炭素材料からなる群から選択される、請求項３に記載のリング。
【請求項５】
前記耐火性材料が、酸化物フィルム、窒化物フィルム、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項３に記載のリング。
【請求項６】
前記耐火性材料が、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化トリウム（ＴｈＯ２）、酸化スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）、希土類酸化物、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）、窒化ハフニウム（ＨｆＮ）、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項５に記載のリング。
【請求項７】
前記外側バンドが、アモルファスシリコン、単結晶シリコン、および多結晶シリコンからなる群から選択されるケイ素フィルムを含む、請求項１に記載のリング。
【請求項８】
前記ケイ素フィルムが、第１のケイ素層と、酸化物層と、前記酸化物層上に配置された第２のケイ素層とを含む、請求項７に記載のリング。
【請求項９】
セラミック材料を含む環状本体を備える基板支持リングであって、
前記環状本体が、
第１の環状側壁と、
前記第１の環状側壁から径方向に外方へ延びる外側バンドと、
前記外側バンドに結合された第２の環状側壁と、
前記第１の環状側壁から径方向に内方へ延び、基板支持領域を含む内側リップと
を含み、
前記基板支持領域が、耐火性材料を含むフィルムからなる、基板支持リング。
【請求項１０】
前記耐火性材料が、セラミック材料、サファイア、および炭素材料からなる群から選択される、請求項９に記載のリング。
【請求項１１】
前記耐火性材料が、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１０に記載のリング。
【請求項１２】
前記耐火性材料が、モース硬度で７以上の硬度を含む、請求項１０に記載のリング。
【請求項１３】
前記ケイ素フィルムが、アモルファスシリコン、単結晶シリコン、および多結晶シリコンからなる群から選択されるフィルムから構成される、請求項９に記載のリング。
【請求項１４】
前記ケイ素フィルムが、第１のケイ素層と、酸化物層と、前記酸化物層上に配置された第２のケイ素層とを含む、請求項９に記載のリング。
【請求項１５】
前記環状本体が、その上に配置されたフィルムを有する下面を含む、請求項９に記載のリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、半導体基板などの基板を処理する方法および装置に関する。より詳細には、本発明の実施形態は、処理チャンバ内で基板の周辺エッジを支持するエッジリングを提供する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板、ウエハ、およびフラットパネルディスプレイの生産における平坦な媒体などの基板を処理する際、基板は、プロセスチャンバ内の支持構造上に配置され、プロセスチャンバ内で適した処理条件を維持しながら安定して支持される。基板がプロセスチャンバ内に支持されるとき、この基板を制御された加熱サイクルで加熱して熱処理することができる。基板は、たとえば、プロセスチャンバ内で基板の上または下に配置された加熱ランプのアレイによって加熱することができる。たとえば、基板の熱処理を使用して、基板上に注入された層をアニールすること、基板上で熱酸化もしくは窒化プロセスを実行すること、または基板上の化学気相堆積プロセスを容易にすることができる。
【０００３】
通常、均一の処理結果を提供するには、熱処理中に基板全体にわたって均一の温度を維持することが望ましい。しかし、基板全体にわたって温度勾配が変動する結果、基板の処理が不均一になる可能性がある。たとえば、基板のうち、支持構造または他のチャンバ構成要素と接触している領域、ならびに支持構造と接触していない領域からの対流または伝導による熱損失が不均一であるため、異なる基板領域で温度が不均一になる。急速熱処理（ＲＴＰ）システムおよびエピタキシャル堆積処理システム内など、基板が急速加熱速度で加熱されるとき、基板全体にわたって温度均一性を実現するのは特に困難である。
【０００４】
基板の熱処理中に基板内で生じる温度勾配を低減させるために、様々な基板支持エッジリングが利用されてきた。エッジリングは、基板の周辺部を取り囲むように寸法設定され、基板から他のチャンバ構成要素への対流および／または伝導による熱伝達を低減させるために利用される。エッジリングの様々な材料および構造が調査されてきた。しかし、そのようなエッジリングでも、高温の熱浸漬プロセス、たとえば長時間（たとえば、約３０秒以上）にわたって摂氏約１１５０度より高い温度を有するプロセスでは、基板全体にわたって十分な温度均一性を提供できない可能性がある。これらの高温のプロセスでは、エッジリングと基板との間の熱の差により、基板内に温度勾配がもたらされる。これらの温度勾配は、滑り（たとえば、格子構造の転位線および／または変形）、反り、ならびに他の欠陥などの望ましくない条件を引き起こすことがある。
【発明の概要】
【０００５】
したがって、熱処理中に基板内の温度勾配の形成を低減させる改善されたエッジリングが必要とされている。
【０００６】
本発明の実施形態は、一般に、基板を処理する装置および方法を提供する。より詳細には、本発明の実施形態は、処理チャンバ内で基板を支持する基板支持エッジリングを提供し、この基板支持エッジリングは、支持された基板の表面と放射に露出されるエッジリングの表面との間の反射率の差を最小にする。
【０００７】
一実施形態では、基板支持リングが提供される。基板支持リングは、環状本体を備える。環状本体は、外側の環状側壁から径方向に内方へ延びる外側バンドと、外側バンドの内側部分から内方へ延びる基板支持領域とを含み、環状本体は、露出される第１の材料を含み、基板支持領域の少なくとも一部分は、第１の材料とは異なる第２の材料を含むコーティングで被覆される。
【０００８】
別の実施形態は、セラミック材料を含む環状本体を備える基板支持リングを提供する。環状本体は、第１の環状側壁と、第１の環状側壁から径方向に外方へ延びる外側バンドと、外側バンドに結合された第２の環状側壁と、第１の環状側壁から径方向に内方へ延び、基板支持領域を含む内側リップとをさらに含み、基板支持領域は、耐火性材料を含むフィルムからなる。
【０００９】
別の実施形態は、第１の材料を含む環状本体を備える基板支持リングを提供する。環状本体は、第１の環状側壁と、第１の環状側壁から径方向に外方へ延びる外側バンドと、外側バンドに結合された第２の環状側壁と、第１の環状側壁から径方向に内方へ延びる内側リップとをさらに含み、環状本体の周辺部は、第１の材料とは異なる第２の材料を含むコーティングを含む。
【００１０】
本発明の上記の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約した本発明のより詳細な説明を、実施形態を参照して提供する。これらの実施形態のいくつかを、添付の図面に示す。しかし、本発明は他の等しく有効な実施形態も許容しうるため、添付の図面は本発明の典型的な実施形態のみを示しており、したがって本発明の範囲を限定すると見なすべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】基板支持エッジリングの一実施形態の側断面図である。
【図２】エッジリングの別の実施形態の側断面図である。
【図３】エッジリングの別の実施形態の側断面図である。
【図４】エッジリングの別の実施形態の側断面図である。
【図５】エッジリングの一実施形態の側断面図である。
【図６】本明細書に記載のエッジリングの実施形態との使用に適したプロセスチャンバの一実施形態の簡略化された断面図である。
【図７】本明細書に記載のエッジリングの実施形態との使用に適したプロセスチャンバの別の実施形態の簡略化された断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
理解を容易にするために、可能な場合、複数の図に共通の同一の要素を指すのに同一の参照番号を使用した。一実施形態で開示する要素は、具体的な記述がなくても、他の実施形態で有益に利用できることが企図されている。
【００１３】
本発明の実施形態は、基板上にデバイスを製作する装置および方法を提供する。より詳細には、本発明の実施形態は、改善された温度均一性で熱処理中に基板を支持する基板支持エッジリングを提供する。本発明から利益を得ることができる熱処理チャンバの例は、どちらもカリフォルニア州サンタクララに位置するＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＲＡＤＩＡＮＣＥ（登録商標）およびＣＥＮＴＵＲＡ（登録商標）の熱処理システムである。基板支持エッジリングの実施形態は、他の製造業者から入手可能な熱処理システム内で利用することもできる。
【００１４】
図１は、プロセスチャンバ（図示せず）内で処理中に基板１０５を支持するために利用される基板支持エッジリング１００の一実施形態の側断面図である。エッジリング１００は通常、プロセスチャンバ内で支持部材１０１によって支持される。支持部材１０１は、プロセスチャンバ内で垂直方向および／または回転方向に動くことができる。エッジリング１００は環状本体１０２を備え、環状本体１０２は、熱処理中に支持部材１０１上で基板１０５を協働して支持する外側バンド１０４および内側リップ１０６を含む。外側バンド１０４は、基板１０５の周辺部１０３を少なくとも部分的に取り囲む内周１０７を含む。外側バンド１０４および内側リップ１０６は、第１の環状側壁１０８によって接続された実質上環状の構造を構成することができる。エッジリング１００の環状本体１０２は、外側バンド１０４の外周１１１から下方へ延びる第２の環状側壁１０９をさらに含む。
【００１５】
エッジリング１００の内側リップ１０６は、外側バンド１０４の内周１０７から径方向に内方へ延びて支持棚１１０を形成し、支持棚１１０上に基板１０５を支持する。内側リップ１０６の基板支持領域１１２は、外側バンド１０４の上面１１４の平面より下に位置する。第１の環状側壁１０８間の領域は、外側バンド１０４の内周１０７内で基板１０５を保持する凹み１１６を形成する。内側リップ１０６は、基板１０５の寸法に従って寸法設定されて、基板１０５の熱膨張を可能にする。内側リップ１０６は、基板１０５の周辺部を支持するように寸法設定される。内側リップ１０６は、基板１０５を安定して支持するために、約０．１ｃｍ〜約０．５ｃｍなど、基板１０５の下へ十分な距離だけ延びることができる。図１に示す形態では、支持棚１１０の内周１１８が、基板１０５の表面積の少なくとも約７５％を支持または被覆しない開いた領域１２０を画定する。いくつかの実施形態では、基板支持領域１１２が外側バンド１０４の上面と実質上同一平面上に位置するように、エッジリング１００の第１の環状側壁１０８は低減され、または第１の環状側壁１０８は含まれない。さらに、エッジリング１００はまた、エッジリング１００内で剛性を維持するように構成されたリブ構造を構成することもできる。
【００１６】
エッジリング１００は、基板１０５を支持して上部ランプ１２２Ａおよび／または下部ランプ１２２Ｂなどの熱源からの放射への基板１０５の露出を容易にするように、プロセスチャンバ（図示せず）内で支持される。上部ランプ１２２Ａは、基板１０５の第１の主要面１２４Ａへ熱エネルギーを誘導するように構成され、下部ランプ１２２Ｂは、基板１０５の第２の主要面１２４Ｂへ熱エネルギーを誘導するように構成される。エッジリング１００は放射吸収面１２６を含み、放射吸収面１２６は、エッジリング１００のうち、上部ランプ１２２Ａまたは下部ランプ１２２Ｂに面する表面を含む。放射吸収面１２６はまた、エッジリング１００のうち、伝導または放射加熱を受ける表面を含む。放射吸収面１２６の寸法は、エッジリング１００の環状本体１０２の寸法設定に基づくものであり、一態様では、基板１０５の周辺部１０３におけるエッジリング１００と基板１０５との間の温度差に起因する温度勾配を低減させるように構成される。
【００１７】
基板１０５のエッジ領域で生じうる熱損失および／または温度勾配が基板１０５から除去されてエッジリング１００へ事実上伝達されるように、エッジリング１００を利用して基板１０５の寸法を意図的に増大させることができる。たとえば、エッジリング１００を利用して、基板１０５内の熱の均一性を高めるために熱的な観点から基板１０５の直径を延ばし、生じうるあらゆる温度勾配をエッジリング１００の環状本体１０２内へ移すことができる。
【００１８】
基板１０５を加熱するために上部ランプ１２２Ａが利用されるとき、放射吸収面１２６は、エッジリング１００の頂面のうち、上部ランプ１２２Ａに露出される部分を含む。たとえば、放射吸収面１２６は、外側バンド１０４の上面１１４の一部分とすることができ、さらには、外側バンド１０４の上面１１４全体、ならびに外周１１１の一部分を含むことができる。放射吸収面１２６はまた、内側リップ１０６のうち、基板１０５の周辺部１０３と外側バンド１０４の内周１０７との間に位置する露出された表面部分１２８を含むこともできる。基板１０５を加熱するために下部ランプ１２２Ｂが利用されるとき、放射吸収面１２６は、外側バンド１０４の下面１３０の一部分と、内側リップ１０６の下面１３２と、第１の環状側壁１０８ならびに第２の環状側壁１０９の少なくとも一部分とすることができる。
【００１９】
エッジリング１００は、環状本体１０２の１つまたは複数の表面上に配置されたコーティング１３４をさらに含む。一実施形態では、基板１０５を加熱するために上部ランプ１２２Ａが利用されるとき、コーティング１３４は、少なくとも、エッジリング１００の表面のうち、上部ランプ１２２Ａからの放射に露出される部分上に配置される。別の実施形態（図１には図示せず）では、基板１０５を加熱するために下部ランプ１２２Ｂが利用されるとき、コーティング１３４は、少なくとも、エッジリング１００の表面のうち、下部ランプ１２２Ｂからの放射に露出される部分上に配置される。コーティング１３４はまた、内側リップ１０６の表面上に配置することもできる。
【００２０】
一態様では、コーティング１３４は、基板１０５の加熱中に基板１０５の一又は複数の表面とエッジリング１００の放射吸収面１２６との間の放射吸収Δを等しくするために利用される。処理中、基板１０５の表面は、エッジリング１００の放射吸収面１２６とは異なる率で、ランプ１２２Ａ、１２２Ｂからの放射を吸収または反射することがある。たとえば、基板１０５を加熱するために上部ランプ１２２Ａが利用されるとき、基板１０５の第１の主要面１２４Ａ上には、エッジリング１００の放射吸収面１２６の反射率と比較すると反射率の高いフィルム層が形成されることがある。したがって、エッジリング１００の一又は複数の放射吸収面１２６は、基板１０５より多くの熱を吸収することがある。エッジリング１００の支持棚１１０上に支持されている基板１０５は、エッジリング１００から熱を伝導することがあり、その結果、基板１０５の周辺部１０３は、基板１０５のうち周辺部１０３の内側に位置する部分より高い温度を有することになる。これらの領域における基板１０５の温度差は、基板１０５内で滑り、反り、または他の異常を引き起こすことがある。
【００２１】
エッジリング１００の環状本体１０２は、焼結炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの第１の材料から作られた芯または基部を備え、コーティング１３４は、第１の材料とは異なる第２の材料を含む。第１の材料に対する他の材料は、酸化ＳｉＣ（たとえば、ＳｉＣ上に成長させた二酸化ケイ素（ＳｉＯ２））、ＳｉＣで被覆されたグラファイト、ガラス状炭素でコーティングされたグラファイト、およびこれらの組合せを含むことができる。コーティング１３４は、ケイ素フィルム、セラミックフィルム、酸化物フィルム、またはこれらの組合せとすることができ、ＳｉＣ基部材料の一部分を被覆するために利用される。一態様では、コーティング１３４は、基板とエッジリング１００との間の吸収Δを最小にするように構成される。一実施形態では、コーティング１３４は、ランプ１２２Ａおよび／または１２２Ｂからの放射に露出される基板１０５の表面の放射率に実質上近い、または等しい放射率を提供する。たとえば、第１の放射率を含む１つまたは複数のフィルム１３６が配置された基板１０５の第１の主要面１２４Ａを加熱するために上部ランプ１２２Ａが利用される場合、エッジリング１００のうち、上部ランプ１２２Ａからの放射に露出される部分上に配置されたコーティング１３４は、第１の放射率に実質上等しい第２の放射率を有する１つまたは複数のフィルムを含むことができる。一例では、基板１０５の第１の主要面１２４Ａは、アモルファスシリコン、単結晶シリコン、多結晶シリコン、およびこれらの組合せなどのケイ素を含むフィルム１３６を含むことができる。フィルム１３６はまた、窒化ケイ素などの窒化物層、酸化ケイ素、埋込み酸化物層などの酸化物層、ならびに誘電体スタックおよび絶縁体上シリコン（ＳＯＩ）などの積重ね層を含むことができる。エッジリング１００のうち、上部ランプ１２２Ａからの放射に露出される部分上に配置されたコーティング１３４は、フィルム１３６の放射率に実質上等しい放射率を含む１つまたは複数の層を含むことができる。
【００２２】
同様に、基板１０５を加熱するために下部ランプ１２２Ｂが利用されるとき、基板１０５の第２の主要面１２４Ｂは、むき出しのままとすることができ、または第２の主要面１２４Ｂ上に、第１の放射率を含むフィルム層を形成することができる。エッジリング１００のうち、下部ランプ１２２Ｂからの放射に露出される部分上に配置されたコーティング１３４は、第１の放射率に実質上等しい第２の放射率を有する１つまたは複数のフィルムを含むことができる。一例では、基板１０５の第２の主要面１２４Ｂは、むき出しのケイ素とすることができる。したがって、エッジリング１００のうち、下部ランプ１２２Ｂからの放射に露出される部分上に配置されたコーティング１３４は、基板１０５の第２の主要面１２４Ｂの放射率に実質上等しい放射率を提供する１つまたは複数のケイ素層を含むことができる。
【００２３】
図２は、図１の基板１０５を支持するために利用できるエッジリング２００の一実施形態の側断面図である。エッジリング２００は、上部放射吸収面２１０Ａ上に配置された第１のコーティング２０５Ａと、下部放射吸収面２１０Ｂ上に配置された第２のコーティング２０５Ｂとを含む。第１のコーティング２０５Ａは、アモルファスシリコン、単結晶シリコン、多結晶シリコン、およびこれらの組合せなどのケイ素含有フィルムとすることができる。第１のコーティング２０５Ａのケイ素含有フィルムは、処理される基板（図示せず）の材料の放射率に実質上等しい放射率を有するように選択される。第１のコーティング２０５Ａは、外側バンド１０４の上面を被覆することができ、第１の環状側壁１０８ならびに第２の環状側壁１０９に部分的に重複することができる。第２のコーティング２０５Ｂの材料は、アモルファスシリコン、単結晶シリコン、多結晶シリコン、およびこれらの組合せなどのケイ素含有フィルムとすることができる。第２のコーティング２０５Ｂは、エッジリング２００の環状本体１０２の底面全体を実質上被覆することができる。第２のコーティング２０５Ｂのケイ素含有フィルムは、処理される基板（図示せず）の表面の放射率に実質上等しい放射率を有するように選択することができる。たとえば、第２のコーティング２０５Ｂの放射率は、むき出しのケイ素の放射率に実質上等しいものとすることができる。
【００２４】
図３は、図１の基板１０５を支持するために利用できるエッジリング３００の別の実施形態の側断面図である。エッジリング３００は、上部放射吸収面２１０Ａ上に配置された第１のコーティング２０５Ａを含み、外側バンド１０４上の第１のコーティング２０５Ａの末端が鋭いことを除いて、図２に示すエッジリング２００に類似している。また、エッジリング３００は、エッジリング３００の環状本体１０２の下面１３０、１３２上にコーティングを含まない。さらに、内側リップ１０６は耐火性コーティング３０５を含む。耐火性コーティング３０５は、基板１０５（図示せず）とのボンディングを低減させ、かつ／または基板１０５の擦傷を最小にするように構成される。
【００２５】
急速熱処理（ＲＴＰ）中、基板１０５をアニールするために使用される温度が高いことで、ケイ素がエッジリング３００の環状本体１０２に付着する、または他の形で結合することがある。高温のエピタキシャル堆積プロセスでは、基板１０５とエッジリング３００の付着が生じることもある。耐火性コーティング３０５は、耐高温性および高い硬度を有する材料である。本明細書では、耐火性とは、摂氏約６００度を超える温度で劣化しない物理的および化学的特性を有する材料を指す。耐火性コーティング３０５は、セラミック材料、サファイア、またはガラス状炭素、グラファイト、ダイヤモンド様炭素、ガラス質炭素、これらの組合せ、およびこれらの誘導体などの炭素材料とすることができる。耐火性コーティング３０５はまた、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化トリウム（ＴｈＯ２）、酸化スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）、希土類酸化物、これらの組合せ、およびこれらの誘導体などの酸化物フィルムとすることもできる。耐火性コーティング３０５はまた、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）または窒化ハフニウム（ＨｆＮ）などの窒化物から構成することもできる。第１のコーティング２０５Ａを利用して、処理される基板の放射率を整合させることができるが、耐火性コーティング３０５の放射率は、第１のコーティング２０５Ａの放射率および／または処理される基板の放射率とは異なってもよい。耐火性コーティング３０５の大部分が基板（図示せず）の周辺部によって放射から遮蔽されるため、第１のコーティング２０５Ａと耐火性コーティング３０５との間の放射率の不整合は、エッジリング３００の熱特性にそれほど影響しない。
【００２６】
図４は、図１の基板１０５を支持するために利用できるエッジリング４００の別の実施形態の側断面図である。エッジリング４００は、上部放射吸収面２１０Ａ上に配置された第１のコーティング２０５Ａを含む。この実施形態では、第１のコーティング２０５Ａ上に第２のコーティング４０５が形成され、第２のコーティング４０５上に第３のコーティング４１０が形成される。
【００２７】
第１のコーティング２０５Ａは、アモルファスシリコン、単結晶シリコン、多結晶シリコン、およびこれらの組合せなどのケイ素含有フィルムとすることができる。第２のコーティング４０５は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの酸化物フィルムを含むことができる。第３のコーティング４１０は、アモルファスシリコン、単結晶シリコン、多結晶シリコン、およびこれらの組合せなどのケイ素含有フィルムを含むことができる。一例では、第１のコーティング２０５Ａは単結晶シリコンを含み、第２のコーティング４０５はＳｉＯ２を含み、第３のコーティング４１０はエピタキシャルシリコンを含む。
【００２８】
一態様では、第１のコーティング２０５Ａ、第２のコーティング４０５、および第３のコーティング４１０の組合せは、誘電体フィルムスタック４１５を構成する。誘電体フィルムスタック４１５の放射率は、処理される基板（図示せず）上の材料の放射率に実質上等しい。一例では、誘電体フィルムスタック４１５の放射率がＳＯＩ基板の放射率に実質上等しいため、ＳＯＩ基板を処理する際に、誘電体フィルムスタック４１５を有するエッジリング４００を利用することができる。
【００２９】
別の実施形態では、誘電体フィルムスタック４１５は、異なる屈折率を有する耐火性材料層を交互に含む。たとえば、第１のコーティング２０５Ａ、第２のコーティング４０５、および第３のコーティング４１０は、ケイ素（Ｓｉ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化トリウム（ＴｈＯ２）、酸化スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）、希土類酸化物、およびこれらの組合せの層を交互に含むことができる。第１のコーティング２０５Ａ、第２のコーティング４０５、および第３のコーティング４１０はまた、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）、窒化ハフニウム（ＨｆＮ）、およびこれらの組合せなどの窒化物の層を交互に含むこともできる。第１のコーティング２０５Ａ、第２のコーティング４０５、および第３のコーティング４１０の１つまたは複数はまた、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、およびこれらの組合せを含むこともできる。
【００３０】
図５は、図１の基板１０５を支持するために利用できるエッジリング５００の一実施形態の側断面図である。エッジリング５００は、エッジリング５００の環状本体１０２を実質上取り囲む第１のコーティング２０５Ａを含む。さらに、第１のコーティング２０５Ａ上に耐火性コーティング３０５が配置される。第１のコーティング２０５Ａは、アモルファスシリコン、単結晶シリコン、多結晶シリコン、およびこれらの組合せなどのケイ素含有フィルムとすることができる。耐火性コーティング３０５は、セラミック材料、サファイア、またはガラス状炭素、グラファイト、ダイヤモンド様炭素、ガラス質炭素、これらの組合せ、およびこれらの誘導体などの炭素材料とすることができる。耐火性コーティング３０５はまた、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化トリウム（ＴｈＯ２）、酸化スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）、希土類酸化物、これらの組合せ、およびこれらの誘導体などの酸化物フィルムとすることもできる。耐火性コーティングはまた、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）または窒化ハフニウム（ＨｆＮ）、これらの組合せ、およびこれらの誘導体などの窒化物から構成することもできる。
【００３１】
コーティング２０５Ａ、２０５Ｂ、３０５、４０５、および４１０はそれぞれ、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、プラズマ溶射、熱処理ソルゲル、または他の適したフィルム形成プロセスによって形成することができる。プロセス要件に従ってエッジリング１００、２００、３００、４００、および５００の吸収率を改善または修正するために、様々な要因を考慮することができる。例示的な要因には、それだけに限定されるものではないが、放射に露出されるエッジリング１００、２００、３００、４００、または５００の面積の比、ならびに環状本体１０２の熱量、環状本体１０２の径方向の熱伝導率、方位角方向の熱伝導率、および剛性が含まれる。コーティング２０５Ａ、２０５Ｂ、３０５、４０５、および４１０はそれぞれ、環状本体１０２の表面全体にわたって連続したものとすることができ、または環状本体１０２上に不連続のパターンで堆積させることができる。たとえば、コーティング２０５Ａ、２０５Ｂ、３０５、４０５、および４１０は、連続または不規則のパターンを形成するパッチパターンとすることができ、このパターンは、基板の露出表面とともに、数ミリメートルの長さスケールにわたって所望の吸収率を提供する領域を形成する。たとえば、所望の吸収率の整合に対して、平均的な領域の寸法を約１ｍｍ〜約１０ｍｍ（特徴的な長さ）とすることができる。さらに、基板支持領域１１２上に形成される耐火性コーティング３０５は、３つ以上のパッド状のパッチ内に配置することができる。パッド状のパッチは、基板を安定して支持するような間隔で隔置することができる。
【００３２】
図６は、基板支持リング６０１との使用に適したプロセスチャンバ６００の一実施形態の簡略化された断面図であり、基板支持リング６０１は、本明細書に記載のエッジリング１００、２００、３００、４００、および５００のいずれか１つまたは組合せとすることができる。プロセスチャンバ６００は、たとえば熱アニール、熱洗浄、熱化学気相堆積、熱酸化、および熱窒化などのプロセスのために基板１０５を加熱する制御された熱サイクルを提供することが可能な急速熱処理チャンバとすることができる。プロセスチャンバ６００は、処理ゾーン６０３を密閉するチャンバ壁６０２を備える。プロセスチャンバ６００内に、支持部材１０１を有する基板支持体６０４が配置される。基板支持体６０４は、処理ゾーン６０３内で処理中に基板支持リング６０１および基板１０５を支持するように、回転方向および／または垂直方向に動くことができる。基板支持体６０４を駆動システム６１２に結合して、支持部材１０１を垂直方向および／または回転方向に動かすことができる。基板支持体６０４は、基板支持体６０４に対向する熱源６０６からの放射を反射するように基板１０５の下に位置決めされた反射板６０５をさらに備えることができる。熱源６０６は、１つまたは複数の光導体アセンブリ６０７を備えることができ、各光導体アセンブリ６０７は、放射を基板支持リング６０１の上面および基板１０５へ誘導するランプを中に有する。処理中に基板１０５の温度を検出するために、光ファイバプローブを有する高温計などの１つまたは複数の温度センサ６０８を設けることもできる。
【００３３】
熱源６０６は、約０．２ミクロン〜約５ミクロンの波長を有する放射など、基板１０５および基板支持リング６０１を加熱する波長の放射を生成する。一形態では、熱源６０６は、流体冷却式の外装内に光導体アセンブリ６０７のハニカムアレイ６０９を構成する。ハニカムアレイ６０９は、１つまたは複数の放射状の加熱ゾーンを含むことができ、これらの加熱ゾーンは、基板１０５全体の温度を制御するように独立して調整することができる。熱源６０６は、たとえば毎秒摂氏約５０度〜毎秒摂氏約３００度、さらには少なくとも毎秒摂氏約２００度の速度で、熱処理のために基板１０５を急速に加熱することが可能である。石英窓などの放射透過窓６１０を用いて、熱源６０６から基板１０５への放射の伝達を容易にする。ガス供給、排気、およびコントローラなどのプロセス供給および環境制御を、集合的に支持システム６１１と呼ぶ。図示の支持システム６１１の構成要素は排他的なものではなく、当業者には容易に明らかである。したがって、簡潔にするために、支持システム６１１についてこれ以上説明しない。
【００３４】
図７は、基板支持リング６０１との使用に適したプロセスチャンバ７００の別の実施形態の簡略化された断面図であり、基板支持リング６０１は、本明細書に記載のエッジリング１００、２００、３００、４００、および５００のいずれか１つまたは組合せとすることができる。プロセスチャンバ７００は、図６に示すプロセスチャンバ６００に類似しているが、いくつかの顕著な例外を有する。
【００３５】
この実施形態では、プロセスチャンバ７００は、基板１０５の下に配置された熱源６０６を備える。熱源６０６は、支持部材１０１の内径内に配置される。基板支持リング６０１を支持する支持部材１０１は、少なくとも部分的にチャンバ壁６０２の外側に配置された磁気ドライブ７０５によって、垂直方向および／または回転方向に作動させることができる。磁気ドライブ７０５は、駆動システム７１５に結合された固定子アセンブリ７１０を備える。一実施形態では、駆動システム７１５は、ねじ山付きのロッド７２５に結合されたアクチュエータ７２０を備える。ねじ山付きのロッド７２５は、アクチュエータ７２０の作動によって、固定子アセンブリ７１０を垂直方向に動かす。固定子アセンブリ７１０は、作動されると支持部材１０１に磁気結合し、それによって支持部材１０１を垂直方向に動かす。固定子アセンブリ７１０内の電流を調整することで、支持部材１０１が回転する。プロセスチャンバ７００はまた、処理ゾーン６０３内に配置された板７３０を備える。板７３０は、熱源６０６からの放射を反射するために利用されるリフレクタとすることができる。別法として、板７３０は、基板１０５を冷却するために利用されるエネルギーを吸収するように適合された冷却デバイスとすることができる。磁気ドライブ７０５を制御することで、熱源６０６と板７３０との間の基板１０５の動きの精密な制御が提供され、これを利用して基板１０５の温度を制御することができる。
【００３６】
エッジリング１００、２００、３００、４００、または５００の様々な実施形態が提供される。エッジリング１００、２００、３００、４００、および５００はそれぞれ、高温処理、特に高温の浸漬プロセスで使用するのに適している。本発明の実施形態は、増大された温度均一性で基板を支持するエッジリングを提供する。エッジリング１００、２００、３００、４００、および５００の外面上に設けられるコーティングは、処理される基板の表面に実質上整合する放射吸収面を提供し、基板の表面と放射に露出されるエッジリング表面との間の吸収Δを最小にする。いくつかの実施形態では、エッジリングの基板支持表面上にコーティングが施される。コーティングは、高温処理中の基板とエッジリングの付着を最小にし、または除去する。
【００３７】
上記は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他のさらなる実施形態を考案することもでき、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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