(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理用装置において、
チャンバと、
前記チャンバ内に配置され、上面を有する基板支持部と、
前記基板支持部上に配置されたエッジリングと、
を備え、
前記エッジリングは、リップ部を有し、
前記リップ部は、少なくとも部分的に前記上面に張り出して前記リップ部と前記上面との間に隙間を形成し、前記リッブ部の内側エッジ部は、前記上面に配置される基板のエッジ部と位置合わせされ、前記基板の上面は、前記内側エッジ部によって覆われない、前記装置。
【請求項２】
パージガスを、前記隙間を通じて前記リップ部の下方に移送する為に前記隙間に結合されたパージガスシステムを更に備える、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記リップ部は、概して平坦な内側エッジ部を有し、前記内側エッジ部は、基板プロファイルに合致するように適合されている、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記基板は、ＪＭＦ型基板である、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記エッジリングは、窒化アルミニウムを備える、請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記エッジリングは、セラミックを備える、請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記基板支持部は、セラミックを備える、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記基板支持部は、アルミニウムを備える、請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記リップ部は、前記基板支持部のエッジ部から所定間隔を前記上面の上方に伸ばし、前記間隔は、１．５ｍｍと３．０ｍｍの間にある、請求項１記載の装置。
【請求項１０】
基板処理用装置において、
チャンバと、
前記チャンバ内に配置され、上面を有する基板支持部と、
前記基板支持部上に配置された第１エッジリングと、
前記第１エッジリングと結合する為の第２エッジリングと、
を備え、
前記弟２エッジリングは、リップ部を有し、
前記リップ部は、前記上面に配置される基板のエッジ部と位置合わせされる内側エッジ部を有して、前記リップ部と前記上面との間に隙間を形成し、前記基板の上面は、前記内側エッジ部によって覆われない、前記装置。
【請求項１１】
前記第１エッジリングは、パージガス用リングを備え、前記第２エッジリングは、シャドウ用リングを備える、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
パージガスを、前記隙間を通じて前記リップ部の下方に移送する為に前記隙間に結合されたパージガスシステムを更に備える、請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
前記リップ部は、概して平坦な内側エッジ部を有し、前記内側エッジ部は、基板プロファイルに合致するように適合されている、請求項１０記載の装置。
【請求項１４】
前記リップ部は、前記基板支持部のエッジ部から前記上面の上方に所定の距離だけ延ばし、前記所定の距離は、１．５ｍｍから３．０ｍｍの間にある、請求項１０記載の装置。
【請求項１５】
チャンバ内に基板を支持する方法において、
基板処理用装置を提供するステップであって、前記装置は、
チャンバと、
前記チャンバ内に配置され、上面を有する基板支持部と、
前記基板支持部上に配置されたエッジリングであって、前記エッジリングは、リップ部を有し、前記リップ部は、少なくとも部分的に前記基板支持部の上面に張り出し、前記リップ部と前記上面間の隙間を形成する、前記エッジリングと、
を備える、前記ステップと、
前記基板支持部の前記上面に基板を位置決めするステップであって、前記基板は上面とエッジ部を有し、前記リップ部の内側エッジ部が、前記基板の上面を覆わないように前記基板のエッジ部と位置合わせされる、前記ステップと、
前記リップ部と前記支持部の上面との間の前記隙間内にパージガスを流すステップであって、前記パージガスは、前記基板のエッジ部に当たる、前記ステップと、
を備える、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
本発明は、改善されたサセプタに関し、このサセプタは、基板のエッジ部や裏側に処理ガスが堆積することを阻止し、基板は、簡単に取り外され、洗浄が可能であり、ＪＭＦ型ウェハを用いた使用に適合している。
【０００２】
化学気相成長堆積法（ＣＶＤ）は、薄膜の材料を半導体基板に堆積する為に使用される多くの処理の一つである。ＣＶＤを用いて基板を処理する為に、真空チャンバには、基板を受容するように構成されたサセプタが備えられている。通常のＣＶＤ用チャンバにおいて、基板は、ロボットブレードにより内部に配置され、当該チャンバから取り出され、処理中は基板支持部により支えられる。先駆物質ガスは、基板の上方に置かれたガス・マニフォールド・プレートを通して真空チャンバ内に充填されるが、ここで、基板は、一般的には２５０℃から６５０℃の範囲の処理温度まで加熱される。先駆物質ガスは、加熱された基板表面で反応し、薄膜を上部に形成し、揮発性副産物ガスを形成するが、これらは、チャンバ排気システムを通じて排気される。
【０００３】
基板処理の第１の目的は、最も広い有用な表面領域、その結果、各基板から最大数のチップを得ることである。基板表面が可能な限り小さな浪費ですむように、ウェハのエッジ部付近の一部を含めて、処理された基板におけるエッジ部の排除を最小限にするということが、半導体チップ製造業者からの最近の要求により強調されている。考慮すべき一部の重要なファクタには、基板上に堆積される層の厚さや均一性に影響を与える処理変数、基板に付加され、基板の一部又は全部を欠陥品あるいは使用不能にする可能性がある汚染物質が含まれる。これらのファクタの両方は、処理される各基板に対する有効な表面を最大にする為に制御されるべきである。
【０００４】
チャンバ内の微粒子汚染物質の一供給源は、基板処理中にはげたり剥がれたりする基板の裏側又はエッジ部に堆積された材料である。基板のエッジ部は、通常、面取りされており、これらの表面にわたって制御する為に堆積は困難になっている。そのため、基板のエッジ部における堆積は、金属が堆積される場所では、通常、非均一になっており、シリコンより誘電体に異なって付着する傾向にある。もし、ウェハ誘電層が面取り部まで拡がらないなら、金属は、シリコンの面取部、ついにはチップ又はフレークに堆積され、チャンバ内に不要な粒子を発生させる。さらに、化学機械的研磨は、しばしば、タングステンや他の金属で被覆された基板の表面を円滑にする為に使用される。研磨行為は、エッジ部や裏側面への堆積物に、薄片となってはがれたり落ちたり不要な粒子を発生させる可能性がある。
【０００５】
多くのアプローチ法は、処理中に基板のエッジ部上の堆積を制御する為に使用されてきた。一つのアプローチ法は、処理ガスから基板周辺部の一部を実質的にマスクするシャドウ用リングを使用する。シャドウ用リングのアプローチ法に伴う不都合は、基板周辺部の一部をマスクすることにより、シャドウ用リングは、全体の基板有効表面を減少させることである。この問題は、シャドウ用リングが正確に基板と位置合わせされていない場合に一層悪くなるが、位置合わせは達成するのが困難である。
【０００６】
他のアプローチ法は、基板のエッジ部付近にパージ用リングを使用し、エッジ部堆積を防止する為にパージガスを基板エッジ部に沿って送出する。パージガスは、堆積ガスが基板のエッジ部に到達することを防止または制限し、そのため、ウェハの面取されたエッジ部上の堆積を防止または制限する。
【０００７】
ウェハは、通常、パージ用リングの内部で、一定の隙間を開けて半径方向に位置する。従来、パージ用リングは、アルミニウムで形成され、リングが処理中に変形しないように基板支持部に溶着されている。しかし、ＣＶＤ処理チャンバの内部で生じる熱サイクル中、アルミニウムリングは、それにも拘わらず変形し、これらの形状の完全性は失われ、そのため、粒子が基板のエッジ部上に堆積することを防止し続ける能力を危うくする。これは、ウェハのエッジ部にわたる堆積の非均一性を導く隙間の大きさを変える可能性がある。アルミニウム製リングは、膨張または収縮するので、上部の材料は、薄片となってはがれ落ちる可能性があり、ウェハを汚染する可能性がある粒子を生成する。さらに、アルミニウム製リングの先端やエッジ部の変形は、ウェハ破壊の原因になる可能性がある。
【０００８】
さらに、リングがシャドウ用及び／又はパージ用リングとして効率よく機能する為に、それらは頻繁に、隙間を変えたり薄片となってはがれ落ちたりウェハを汚染する可能性がある堆積材料を取り除く為に洗浄されなければならない。このような洗浄は、チャンバの停止期間を増やし、スループットを低下させ、高い運転コストになる。
【０００９】
幾つかのウェハは、その外部エッジ部に小さなノッチを有するが、これは、ウェハを基板支持部やパージ用リングに適切に位置合わせする為に使用される。最近では、ＪＭＦ型ウェハの使用が、パージガスをウェハ全体のエッジ部に送出する際に追加の問題を提示している。ＪＭＦ型ウェハは、通常、平坦な側部を持ち、これにより、平坦化側部に対するウェハの半径は、平坦でない部分に対するウェハの半径より小さな量になっている。その結果、標準のパージ用リングは、これらのＪＭＦ型ウェハの平坦化されたエッジ部と適切に位置合わせしない。その結果として生じる影響は、パージガスが平坦化されたウェハエッジ部に到達しないことである。したがって、不要な材料堆積が、（ＪＭＦ型ウェハを含む）ウェハの平坦化されたエッジ部あるいは付近に生じる。
【００１０】
よって、（ＪＭＦ型ウェハを含む）全てのウェハに対し、エッジ堆積を信頼性良く防止することができ、簡単に洗浄可能な、改善されたサセプタが必要である。
【００１１】
【発明の概要】
本発明は、基板処理の為の、より具体的には、パージガスが基板エッジ部（ＪＭＦ型ウェハエッジ部を含む。）に到達することを確実にし、その上部の不要な堆積の防止を助ける為の例示的装置および方法を提供するものである。
【００１２】
本発明の一実施形態は、基板処理用の装置を提供する。この装置は、チャンバと、そのチャンバ内に配置された基板支持部を含む。エッジリングは、基板支持部上に配置される。エッジリングは、リップ部を有し、リップ部は、基板支持部の上面に少なくとも部分的に張り出し、リップ部と上面間の隙間を画成する。この方式において、エッジリングは、パージガスを適切に（ＪＭＦ型基板を含む）基板のエッジ部に導く隙間を形成するように設計されている。
【００１３】
一実施形態において、装置は、当該隙間を通じてリップ部の下方にパージガスを移送する為に、当該隙間に結合されたパージガスシステムを含む。パージガスは、広く、いろいろなガスであり、アルゴンや他の不活性ガスを含む。
【００１４】
他の実施形態において、リップ部は、概して平坦な内側エッジ部を有し、この内側エッジ部は、基板（例えば、ＪＭＦ型基板）のプロファイルに合致するように適合されている。一実施形態において、リップ部は、基板支持部のエッジ部から所定距離だけ上面の上方に伸びている。一実施形態において、所定の距離とは約１．５ｍｍから約３．０ｍｍの間であり、他の実施形態では、約２．０ｍｍである。所定の距離が基板の大きさ（例えば、２００ｍｍ、３００ｍｍなど）や形状に部分的に依存して変化することは、当業者により認識されよう。
【００１５】
他の実施形態において、エッジリングは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、セラミック（例えば、Ａｌ2Ｏ3）などを備える。同様に、他の実施形態では、基板支持部は、セラミック製ヒータ、アルミニウム製ヒータなどを備える。
【００１６】
他の実施形態において、基板処理用装置は、チャンバ、当該チャンバに配置された基板支持部、基板支持部上に配置された第１エッジリング（例えば、パージガス用リング）、第１エッジリングとの噛み合わせ係合の為の第２エッジリング（例えば、シャドウ用リング）を含む。第２エッジリングは、リップ部を有し、このリップ部は、基板支持部の上面に少なくとも部分的に張り出し、それらの間に隙間を画成する。そのため、この実施形態において、第２エッジリングは、適切な隙間を画成することを助ける。
【００１７】
本発明は、更に、チャンバ内で基板を支持する為の方法を提供する。そのような方法の一つは、前述したような基板処理装置を提供するステップと、支持部上に基板を位置決めするステップと、エッジリングのリップ部と支持部の上面との間の隙間にパージガスを流し、パージガスを基板エッジ部に当てるステップと、を含む。
【００１８】
一実施態様において、当該方法は更に、更に隙間を画成するために当該エッジリングの上方に第２のエッジリングを位置決めするステップを含む。他の実施態様において、当該方法は、基板エッジ部上に材料の堆積を実質的に防止する為にパージガスを流しつつ、基板上面に材料を堆積するステップを含む。この堆積ステップは、金属層、誘電層などを堆積する為に、ＣＶＤ処理、ＰＶＤ処理などを備えてもよい。
【００１９】
一実施形態において、当該方法は、基板のエッジ部の概して平坦部分がリップ部と、或いは、リップ部の内側エッジ部と位置合わせされるように基板を位置決めするステップを含んでもよい。このような方法は、ＪＭＦ型基板や、概して平坦なエッジ部を有する他の基板を処理するのに特に有用である。
【００２０】
本発明の他の目的、特徴、利点は、以下の詳細な説明、請求項、添付図面から明らかになるであろう。
【００２１】
【特定実施形態の説明】
図１は、本発明によるサセプタ１１ａの分解斜視図である。サセプタ１１ａは基板支持部１３を含み、これは、パージリング１５のようなエッジリングと結合するスロットとピンに適合されている。特に、基板支持部１３は、３個のピン１９ａ−ｃを備え、これらは、基板支持部１３の上面から上方に伸びている。パージ用リング１５の底面は、３個の位置合せ用スロット１７ａ−ｃを備え、これらは、３個のピン１９ａ−ｃと連結するように位置決めされている。当業者は、それ以上またはそれ以下の数のピンやスロットが使用されてもよいことを理解するであろう。基板支持部１３は、中央ウェハ支持面１３ａを備え、ピン１９ａ−ｃは、基板支持面１３ａの周囲に実質的に等間隔で配置されている。各スロット１７ａ−ｃは、少なくとも、対応するピン１９ａ−ｃの広さを持ち、基板支持面１３ａの中央から、基板支持部１３が熱サイクル中に膨張し収縮する方向において、半径方向外側に伸びている。
【００２２】
基板支持部１３は、一実施形態ではアルミニウムで形成されている。図７，図８との関係で説明された他の実施形態において、支持部１３は、セラミック製支持部である。パージ用リング１５は、基板支持部の材料の熱膨張係数（ＣＴＥ）より低いＣＴＥを有する材料で全体的に形成されている。一実施形態において、パージ用リング１５は、セラミック材料（例えば、Ａｌ2Ｏ3）で形成されている。一実施形態では、パージ用リング１５は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を備える。
【００２３】
スロット１７ａ−ｃは、サセプタ１１ａが晒される処理温度範囲にわたり基板支持部１３とパージ用リング１５の熱膨張係数の差を補償するために十分な長さだけ伸びている。この熱膨張の差は、パージ用リング１５の材料と基板支持部１３の材料との異なるＣＴＥの為であってもよい。好ましくは、各ピン１９ａ−ｃは、熱的に絶縁された材料で形成されたパッド２１により囲まれ、基板支持部１３とパージ用リング１５間の熱絶縁を達成している。パッド２１は、好ましくは高度に研磨されたセラミックで形成され、そのため、粒子の発生を最小限にすると同時にパージ用リング１５を容易に摺動させる。パージ用リング１５は、複数のウェハガイド用ピン２３を更に含み、高精度のウェハ配置を容易にしてもよい。
【００２４】
パージ用リング１５は、リップ部３０を有し、リップ部３０は、概して平坦な内側エッジ部３２を有する。以下に更に説明するように、処理中、リップ部３０は、支持面１３ａの一部を張り出すように構成され、適切にパージガスを基板エッジ部に向けている。リップ部３０は、同様な概して平坦な外部エッジ部を有するＪＭＦ型基板と組み合わされた特別使用を提供するであろう。当業者は、リップ部３０の大きさは、平坦化されたウェハのエッジ部の大きさに部分的に依存して変えてもよいことが分かるであろう。一実施形態において、内側エッジ部３２は、図３に示されるように、所定距離５０だけ基板支持部１３のエッジ部を越えて伸びている。一実施形態において、所定距離とは、約１．５ｍｍから約３．０ｍｍであり、他の実施形態において、約２．０ｍｍである。当業者は、張り出した距離は、基板の大きさ（例えば、２００ｍｍ、３００ｍｍ等）や形状に部分的に依存して変わることが分かるであろう。他の実施形態において、所定距離は、パージ用リング１５の内径からリップ部３０の量が内部に伸びるときに算出される。そのような実施形態は、パージ用リング１５の形成中に適切な所定距離の算出を可能にするが、これは、パージ用リング１５が支持部１３上に配置されるときに計測される距離に対立するものである。いずれの実施形態においても、リップ部３０の内側エッジ部３２は、パージガスを基板エッジ部に向けるように位置決めされている。
【００２５】
図２は、ウェハＷを上部に有するサセプタ１１ｅの関連部分の側面図である。図２に示すように、基板支持部１３、パージ用リング１５、スロット１７は、パッド２１を使用し、基板支持部１３とパージ用リング１５との間には直接的な接触はない。基板支持部１３から熱的にパージ用リング１５を絶縁することにより、パージ用リング１５は、通常は高温の基板支持部１３にパージ用リング１５が直接に接触していたならば生じていたであろう熱応力より低い熱応力を経験する。図２に示されるように、スロット１７は基板支持部１３からパージ用リング１５にピン１９を介して熱伝導を減じるため、ピン１９の長さより深い深さを有する。
【００２６】
スロット１７ａ−ｃは、基板支持部１３の中心に対し半径方向に外側に伸び、各々は、丁度それぞれのピン１９ａ−ｃより僅かに広くなっているのが好ましい。これにより、膨張及び収縮により引き起こされた熱サイクルの結果として生じる基板支持部に関するパージ用リング１５の横方向の運動が、スロット１７とピン１９の対の間でクリアランスを許容する最大間隔より広がることを防止する。ピン１９ａ−ｃは、基板支持部１３に対しパージ用リング１５の回転運動を制限し、これにより、回転の位置合わせを提供する。
【００２７】
基板支持部１３は、パージガス送出用チャンネル２５とパージガス送出用チャンネル２７を含み、パージガスをウェハＷに送出する。パージガス送出用チャンネル２５は、パージガスシステムに結合され、パージガスシステムはパージガス源を含む。広く様々なパージガスが使用可能であり、これには、アルゴンや他の不活性ガス、不活性でないガスも含む。
【００２８】
操作上、ウェハＷは、ウェハＷのエッジ部がパージ用スロットや隙間２９に隣接して配置されるように、ウェハ支持部１３上に配置される。前述したように、パージ用リング１５は、リップ部３０を有し、リップ部３０は概して平坦な内側エッジ部３２を有する。ＪＭＦ型ウェハや概して平坦なエッジ部を有する他のウェハウェハを含むウェハＷの為に、ウェハＷは、ウェハの概して平坦なエッジ部がリップ部３０又は内側エッジ部３２と位置合わせされるように配置される。この方式において、隙間２９とウェハＷとの関係は、パージガスが全体のウェハエッジ部に達するように維持することができる。図２に示されるように、リップ部３０は、リップ部３０（より具体的にはリップ部３０の下面３４）と基板支持部１３の上面３６との間に隙間２９を作る。この方式では、パージガスがウェハＷのエッジ部に沿って、隙間２９を通ってパージガスが上方に流れると、ウェハエッジ部上の堆積が防止される。堆積処理中、サセプタは、例えば３５０℃から４７５℃の範囲の温度まで、通常はサセプタ１１ｅの下側に接触又は内蔵された加熱用コイルにより、通常加熱される。しかし、チャンバのメンテナンスや洗浄のため、サセプタ１１ｅは、通常、室温まで冷却することが許容される。
【００２９】
この温度変化により、チャンバの構成要素（基板支持部１３、パージ用リング１５）の熱膨張や熱収縮が生じる。ＣＶＤ処理中に生じる熱サイクルや、その結果として生じる基板支持部１３の膨張や収縮に拘わらず、熱的に誘発された応力は、パージ用リング１５に押しかけられないが、これは、それ（と、それを支持するピン１９ａ−ｃ）が、ピン１９ａ−ｃとスロット１７ａ−ｃとの結合のため、温度変化に伴い半径方向に移動することができるからである。パージ用リング１５とウェハＷとの間の隙間の、あらゆる熱的に誘発された膨張は、一般的に取るに足らない。したがって、エッジ部の堆積は、もっと一律かつ確実に防止される。さらに、パージ用リング１５は、規則的な洗浄や交換の為に、ピン１９ａ−ｃから簡単に持ち上げられる。したがって、停止時間は最小にされる。
【００３０】
サセプタ１１ｅは、洗浄のため、パージガス用送出チャンネル２５に対するアクセスを容易にするように構成されている。特に、ピン１９（又は、他の実施形態ではスロット１７）が置かれている基板支持部１３の表面は、パージガス送出用チャンネル２５の出口の下方にある。そのため、パージ用リング１５及び／又はシャドウ用リングが基板支持部１３から取り外されるとき、ガス送出用チャンネルの出口は露出される。さらに洗浄を容易にするため、図２で示されるように、パージガス送出用チャンネル２５は、上方に（好ましくは０°から３０°の間の）角度が付けられてもよい。したがって、取り外し可能なパージ用リング１５は、内部に溝と穴を含む、サセプタ１１ｅの簡単な洗浄と非常に良いアクセスを提供する。
【００３１】
図４は、低い、非処理位置にある、本発明のサセプタ１１ｆの、他の実施形態を示すチャンバの側面図である。サセプタ１１ｆは、第１リング（例えば、基板支持部１３上に配置されたパージ用リング１５）、取り外し可能な第２のエッジリング（例えば、基板支持部１３の上方にある処理チャンバ本体の内面１０２上に配置されたチャンバ本体のリング２００により支持されたシャドウ用リング）を備える。パージ用リング１５は、前述したように基板支持部１３に取り付けられてもよい。基板支持部は、いろいろな材料（例えば、アルミニウム、セラミック）で形成されてもよく、加熱素子（例えば、抵抗加熱コイル）を含んでもよい。シャドウ用リング４は、複数のテーパ付き又はフラスト状円錐形状のピン１９（２個が図示）を備え、これらは、全体的に等間隔でシャドウ用リング４の周りに、そこから下方に伸びている。パージ用リング１５は、少なくとも１個のテーパ付き又は円錐台形状の位置合わせ用凹部５、又は、内部に形成された少なくとも１個のテーパ付き又は円錐台形状の位置合わせ用スロット６を含む。当該装置は、上部にピンを持つシャドウ用リングと、上部に凹部／スロットを有するパージ用リングを備えた装置が図示され説明されているが、ピンと凹部／スロット結合がシャドウ用リングかパージ用リングのいずれか一方に配置されてもよいという追加実施形態が含められることが理解されよう。本発明は、ピンや凹部／スロットのいずれか一方がテーパ面を含む実施形態も意図されている。
【００３２】
ピン１９は、位置合わせ用凹部５と位置合わせ用スロット６と連結するように配置される。位置合わせ用凹部５と位置合わせ用スロット６は、複数のピン１９の対応する一つと同様に広くなっている。一実施態様において、その幅は、パージ用リング１５の中心に関し、半径方向に対し直交する寸法として画成されている。位置合わせ用凹部５と位置合わせ用スロット６を示す、本発明のパージ用リング１５の平面図である図５を参照すると、ライン８００は、パージ用リング１５の中心に関する半径方向を表示し、ライン８０２は、パージ用リング１５の中心に関し半径方向と直交する方向を表示する。位置合わせ用スロット６の幅は、パージ用リング１５の中心に関する半径方向と直交する方向の寸法であり、セグメント８０４により示されている。位置合わせ用スロット６の半径方向の寸法は、セグメント８０６で示されている。位置合わせ用スロット６は、パージ用リング１５の中心に関し半径方向に伸びており、長さは、パージ用リング１５とシャドウ用リング４との間の熱膨張の差を補償する為に十分になっている。位置合わせ用スロット６の半径方向の寸法（すなわち、長さ）は、対応するピン１９の半径方向の寸法より、約６０ミルだけ長く、好ましくは約４０ミルだけ長くなっている。位置合わせ用スロット６と位置合わせ用凹部５の幅は、対応するピン１９の幅より、約３ミルから約１０ミルだけ広く、好ましくは、約３ミルから約８ミルだけ広くなっている。ピン１９と位置合わせ用凹部５及び位置合わせ用スロット６との結合は、熱サイクルで誘発された膨張及び収縮、又は位置合わせ用スロット６の長さより短い他の原因に起因するシャドウ用リング４の移動を制限する。ピン１９は、パージ用リング１５に関するシャドウ用リング４の回転運動も制限し、そのため、回転の位置合わせを提供する。
【００３３】
パージ１９は、図４に示されるように、円錐台形状または底部から上部にテーパ付きであるのが好ましい。位置合わせ用凹部５および位置合わせ用スロット６は、突き合わせ用テーパ付き側壁を有し、より広い開口部とより狭い開口部を持ち、テーパ付きピン１９を受容する。この形態は、２個のリング間の著しいミスアライメントを考慮して訂正するが、これは、ピン１９の狭い先端部は、ミスアライメントの大きな余裕を持ち、凹部５とスロット６の広い開口部の中に挿入可能であるからである。そのため、テーパが付けられていない（例えば円筒形状）ピンの代わりに円錐台形状またはテーパ付きのピン１９を用いると、凹部５、スロット６、熱膨張や他の原因によるパージ用リング１５とシャドウ用リング４とのミスアライメントは、リングが一緒になりピン１９が凹部５やスロット６に挿入されるときに修正される。ピン１９が凹部５やスロット６に挿入されるとき、シャドウ用リング４とパージ用リング１５間のミスアライメントは、ピン１９の表面が凹部５またはスロット６で画成された表面に沿って滑るにつれて修正される。２つのリングは、ピン１９が完全に凹部５とスロット６の中に挿入されるにつれて、位置合わせされる。
【００３４】
ピン１９と凹部５／スロット６との結合は、シャドウ用リング４が、２つのリング間の異なる熱膨張のため、パージ用リング１５に関して移動することを許容するが、リングの変形、あらゆる構成部品の破壊やフレーキングを引き起こす可能性のある各リングに応力をかけることはない。シャドウ用リング４は、ピン１９と凹部５の結合場所で、パージ用リング１５に対する旋回用アライメント内に残り、同時に、ピン１９とスロット６の結合は、２つのリング間の熱膨張差により、互いにシャドウ用リングが僅かに移動する（スロット６の長さにより制限される）ことを許容する。シャドウ用リング４とパージ用リング１５と基板との一貫した位置合わせが達成される。さらに、シャドウ用リング４は、洗浄又は交換の為に簡単に取り外すことが可能である。そのため、停止期間は最小になる。
【００３５】
図６は、処理位置におけるサセプタ１１ｆを示すチャンバの側面図である。図示のように、基板支持部１３に取り付けられたパージ用リング１５は、シャドウ用リング４に接触して持ち上げる。シャドウ用リング４のピン１９は、パージ用リング１５の凹部５とスロット６の中に挿入される。それにより、シャドウ用リング４は、チャンバ本体のリング２００から持ち上げられ、シャドウ用リング４の突出部１０は、凹部２０２により画成されたチャンバ本体のリング２００の内側表面から持ち上げられる。この構成において、シャドウ用リング４は、ウェハＷから約３から５ミリメートルの上方に位置し、ウェハＷの周辺部またはエッジ部に張り出し、ＣＶＤ処理中における上部の堆積を防止する。
【００３６】
図４〜図６に記載された実施形態に示されるように、シャドウ用リング４は、リップ部４０を含み、リップ部４０は概して平坦な内側エッジ部を有する。図１から図３との関係で前述したように、リップ部４０は基板プロファイル（例えば、概して平坦な外側エッジ部を有するＪＭＦ型基板）と、より正確に合致するように構成されている。この実施形態において、シャドウ用リング４は、パージ用リング１５の代わりにリップ部４０を有する。また、パージ用リング１５とシャドウ用リング４の両方は、リップ部３０，４０を有する。シャドウ用リング４が、図６のように基板処理位置に位置決めされるとき、リップ部４０は、リップ部４０の下面４４と基板支持部１３の上面との間の隙間４８を画成する。その結果、隙間４８は、ウェハＷの外側エッジ部の一部が概して平坦であるかに拘わらず、パージガスをウェハＷのエッジ部に導く。
【００３７】
操作において、基板支持部１３は、図４に示されるように、ウェハ移送位置まで最初に下降される。ロボットブレードを備えるウェハ・ハンドラーは、その後、ウェハを基板支持部１３の上方にある位置へと運ぶ。リフトピン（図示せず）は、ウェハＷをロボットブレードから持ち上げ、ロボットブレードは後退する。基板支持部１３は、上部の基板を位置決めする為に上昇させ、その後、基板支持部１３は、更に上昇させ、図６で示されるように、それに取り付けられているパージ用リング１５チャンバ本体のリング２００からシャドウ用リング４を持ち上げる。
パージ用リング１５は、シャドウ用リング４に係合するので、ピン１９は位置合わせ用凹部５と位置合わせ用スロット６内に挿入される。ピン１９のテーパ面は、位置合わせ用凹部５と位置合わせ用スロット６のテーパ面に沿って滑り、シャドウ用リング４をパージ用リング１５と所望の位置合わせに駆り立てる。
【００３８】
本発明の方法は、チャンバ内に基板を支持する方法を含む。一つの特定方法は、図１〜図３または図４〜図６の関係で前述された装置を提供するステップと、支持部１３上に基板を位置決めするステップを含む。パージガスは、リップ部３０，４０と基板支持部の上面３６，４６との間の隙間２９や隙間４８に流入される。隙間２９，４８は、パージガスがウェハＷに当たるように構成されている。リップ部３０，４０は、パージガスを全体のウェハＷのエッジ部に導くように動作するが、ウェハＷには、ＪＭＦ型ウェハや概して平坦な外側エッジ部を有する他のウェハでさえも含む。さらに、ウェハＷの位置決めは、好ましくは、概して平坦なウェハエッジ部を、リップ部３０，４０またはリップ部の内側エッジ部３２，４２と位置合わせすることにより達成される。このような構成は、都合良く、金属、誘電材を含む材料が基板やウェハ上に堆積することを実質的に防止する。
【００３９】
上記説明から明らかなように、１９９８年６月２４日に出願され（参照により本願に組み入れられた）一般的に譲渡された米国特許出願第０９／１０３４６２号に記述されたチャンバのようなチャンバは、前述したようなサセプタを使用するとき、従来の堆積チャンバ（ＣＶＤ、ＰＶＤ等）と比較して、優れたエッジ部堆積防止や、高いスループットを提供する。
【００４０】
図７，図８は、本発明の他の実施形態を示す。図７に示されるように、基板支持部は、垂直に移動可能なステム上に主要本体１１１を支持させたヒータ・ペデスタル１１０を備える。主要本体１１１は、基板支持面１１４を画成する上面を有する。ヒータ・ペデスタルの上面１１３と基板との熱伝達を容易にする為、基板は、真空を用いて上面１１３にチャックされるか付着されるのが好ましい。一般的に、真空の送出を達成する為に、ヒータ・ペデスタル１１０の上面１１３は、上部に基板を支持するように適合された多くの隆起領域１１５と、真空ポート１１７を通じて導入された真空から真空供給部と流体接続を介して低圧領域を支えるように適合された多くの凹部１１６とを含む。ヒータ・ペデスタル１１０は、更に、凹部１２７を含んでもよいが、そこで、リフトピン（図示せず）は移動作動装置（図示せず）の作動下で垂直に移動し、ヒータ・ペデスタル１１０の上面１１３をクリアするまで基板を持ち上げる。パージ用リング部材１１９は、ヒータ・ペデスタル１１０上の、基板支持面１１４の周辺付近で位置決めされる。パージ部材１１９は、概して平坦な内側エッジ部１４２を有するリップ又は張り出し部１４０を含む。リップ部１４０は、先の図との関係で説明されたリップ部３０，４０と類似する。より詳細には、リップ１４０は、下にある基板（例えば、概して平坦な外側エッジ部を有するＪＭＦ型基板）の外側寸法とより精度良く適合するように構成されている。パージ部材１１９により形成されたパージガス用チャンネルは、更に、以下に説明する。
【００４１】
一実施形態においてＣ―クランプ１２０を備える固定装置は、ヒータ・ペデスタル１１０の主要本体１１１とパージ部材１１９の上方に着脱自在に位置決めされ、パージ部材１１９の垂直変位を防止する。ピン１２１は、クランプ１２０、パージ部材１１９、主要本体１１１内に着脱自在に挿入され、支持部材上でクランプ１２０を着脱自在に固定する。ピン１２１は、クランプ１２０とパージ部材１１９の簡単な取り外しを許容するが、これは、パージ部材１１９とヒータ・ペデスタル１１０の洗浄または交換を容易にし、それにより、システムの生産性を向上する。さらに、クランプ１２０とピン１２１をセラミック構成要素と共に使用することにより、ヒータ・ペデスタル１１０とパージ部材１１９に対する損傷の可能性を低くする。一実施形態において、パージ部材１１９は、３個のクランプ１２０と３個のピン１２１を用いて主要本体１１１に固定される。さらに、スロット１２２は、クランプ１２０の配置のため、パージ部材１１９内に形成可能である。スロット１２２は、クランプ１２０の位置合わせを可能にし、さらに、支持部材に関するパージ部材１１９の回転変位を防止する。
【００４２】
図８は、ヒータ・ペデスタル１１０のエッジ部の横断面図である。ヒータ・ペデスタル１１０の主要本体１１１とパージ部材１１９は、プレナム１３０を形成し、プレナム１３０は、出口用隙間１３１を通ってパージガスを基板支持面１１４の周辺部に導く。主要本体１１１、パージ部材１１９、クランプ１２０は、内部に着脱自在にピン１２１を受容するボア１３２が形成され、これにより、パージ部材１１９の回転変位を防止し、プレナム１３０が圧縮されるとき、パージ部材１１９が移動または垂直変位することを防止する。スロット１２２は、クランプ１２０の配置のため、パージ部材１１９内に形成されてもよい。あるいは、スロットは、主要本体１１１とパージ部材１１９の両方、或いは、主要本体１１１だけの内部に形成し、更に、位置合わせを助け、パージ部材１１９の回転を防止してもよい。図示のように、リップ部１４０は、支持面１１４の上面１４６の一部に張り出している。リップ部１４０は、一実施形態では約１．５ｍｍから約３．０ｍｍ、他の実施形態では約２．０ｍｍの所定距離だけ上面１４６に張り出している。その結果、出口の隙間１３１は、上面１４６の上方に伸び、表面１１４上に位置決めされる基板またはウェハの概して平坦なエッジ部に、パージガスを更に導く。また、ウェハＷは、ウェハの概して平坦なエッジ部が全体的にリップ部１４０又は内側エッジ部１４２と位置合わせされるように、位置決めされるのが好ましい。
【００４３】
ヒーター・ペデスタル１１０、パージ部材１１９、クランプ１２０、ピン１２１は、アルミニウムや窒化アルミニウムのようなセラミック材で形成されるのが好ましい。上記構成要素は、同一のセラミック材で形成される必要はないが、同様の熱膨張率を有するセラミック材で形成されなければならない。セラミック材は、高温使用に非常に適している。ＣＶＤシステムにおけるアルミニウム材の従来の使用に伴う幾つかの問題は、アルミニウムの腐食、温度制限、不要堆積である。プラズマガスは、デバイス内の金属汚染に関する品質低下処理を導くアルミニウムの腐食の原因となる可能性がある。さらに、約４８０℃を越える温度で、アルミニウムは、軟化し、おそらく反りが結果として生じる。アルミニウムがプラズマ存在下、約４８０℃を越えて使用されると、アルミニウムは逆スパッタになり、基板とチャンバ構成要素を汚染する可能性がある。そのため、本発明が理想的に適している一つの適用例は、タングステンや他の材料を高温でプラズマの強化ＣＶＤする適用例と、リモートプラズマ洗浄処理する適用例である。
【００４４】
上記開示装置及び方法の変形例は、本発明の範囲に入るものであり、確実に明らかであろう。例えば、サセプタは、ピンが基板支持部やリング上に配置されていようが、どんなタイプのエッジリング（パージ用リング及び／又はシャドウ用リング）の間にもピンとスロット結合を備える。図は、断熱性パッドの使用を示すが、これらのパッドは任意的なものである。さらに、加熱素子は、サセプタ内に含まれてもよいことが理解されよう。また、本発明の様々な実施形態のパージガス送出用チャンネル２５の各々は、パージガス送出用チャンネル２７に通じているのが好ましく、パージガス送出用チャンネル２７は、パージガス送出用チャンネル２５の開口部より多少下方に伸び、パージ用スロット２９へのパージガスの、より均等な送出を確実にするバッファ用チャンネルを作る。リップ部３０、４０、１４０は、図で描かれたものより、異なる形状や大きさとし、異なる基板のタイプや大きさに適合させてもよい。
【００４５】
「ピン」や「スロット」の用語は、直線状のピンやスロット６以外の形状（例えば、矩形キーなど）を含むように広く解釈されるべきである。さらに、パージ用リングやパージ用リング／シャドウ用リングは、ピン及びスロット結合以外の機構により、都合良く、取り外しできるように基板支持部に結合することができる。どんな取り外し自在に結合されたパージ用リングも、上方に角度が付けられたパージガス送出用チャンネル及びパージガス送出用チャンネルの露出された出口から利益を得るであろう。
【００４６】
本発明は、その好適な実施形態との関係で開示されてきたが、他の実施形態は、前述した請求項で規定された本発明の精神と範囲内に入るものと理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】    図１は、本発明のサセプタの分解斜視図である。
【図２】    図２は、本発明のサセプタの関連部分の側面図である。
【図３】    図３は、本発明によるパージガスリングの平面図である。
【図４】    図４は、非処理位置における本発明のサセプタの側面図である。
【図５】    図５は、本発明のシャドウ用リングの平面図である。
【図６】    図６は、処理位置における本発明のサセプタの側面図である。
【図７】    図７は、本発明の、他の実施形態の斜視図である。
【図８】    図７に示された実施形態の側部断面図である。
【符号の説明】
４…シャドウ用リング、５…位置合わせ用凹部、６…位置合わせ用スロット、１０…突出部、１１ａ…サセプタ、１３…基板支持部、１３ａ…基板支持面、１５…パージ用リング、１７ａ−ｃ…位置合わせ用スロット、１９ａ−ｃ…ピン、２１…パッド、２３…ウェハガイド用ピン、２５、２７…パージガス送出用チャンネル、２９…パージ用スロット又は隙間、３０…リップ部、３２…内側エッジ部、３４…下面、４０…リップ部、４２…内側エッジ部、４４…下面、４６…上面、４８…隙間、Ｗ…ウェハ。
【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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【図８】
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