(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理のための上面と、下面と、これらの間にある外周エッジと、を有する基板のエッジ成膜を制御するための装置であって、
（ｉ）基板処理チャンバを画するハウジングと、
（ｉｉ）該チャンバ内に配置されて処理のためその上に基板を受容する基板支持体と、
（ｉｉｉ）該基板支持体によって画され、壁と床を有し、該床は基板を支持し、処理のための該上面全体を露出させるような大きさになっている基板受容ポケットと、
（ｉｖ）基板が該ポケットに受容された際に基板の外周全体のエッジにおいて不活性の保護パージガスの均一な流れを配向させるように一定の角度で位置決めされるガスチャンネルと、
を備える装置。
【請求項２】
該チャンネルが、該ポケットの該床と該壁との間の界面まで延びる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
該壁が、該ポケットの該床と垂直となるように配置される請求項１に記載の装置。
【請求項４】
該壁が、少なくとも基板の最大厚さと同じ高さである請求項３に記載の装置。
【請求項５】
該壁が、基板の最大厚さと同じ高さである請求項３に記載の装置。
【請求項６】
該壁が、基板の最大厚さよりも大きい高さを有する請求項４に記載の装置。
【請求項７】
該壁が、基板の最大厚さの２倍の高さである、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
基板の中心部分から該壁の上方に処理ガスの層流が形成されている際、この流れが層流を維持し乱流にならないように、前記壁の高さが前記基板の処理状態を考慮して選択される、請求項３に記載の装置。
【請求項９】
該壁が、上に外側へ傾斜した上壁部を有する、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
該上壁部が、該ポケットの該床に対して垂直から１５゜戻る傾斜を有する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
該基板支持体は、その上へ基板をガイドする複数のテーパー状のガイドピンを備えた基板接触型基板位置決めシステムを更に備える請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
該基板位置決めシステムが、該ポケット内部に受容される基板の位置決めを行う為に、該基板支持体の周囲に沿って提供された複数の位置決め用突起部を有し、前記位置決め用突起部は、該基板が位置決めされていなければ、該基板と噛み合うことにより該基板を位置決める、請求項１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路の製造に用いられる基板上に材料の層を堆積することに関する。特に、本発明は半導体基板のエッジ部における堆積を制御することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常ＣＶＤと記される化学気相堆積は、半導体基板上への材料の薄膜の形成に用いられる数多くのプロセスの１つである。ＣＶＤプロセスにより基板に堆積させる処理を行うために、真空チャンバには、基板を自身の上に受容するサセプタが具備される。典型的な従来からのＣＶＤチャンバではロボットブレードにより基板がチャンバから搬入出され、処理中はサセプタにより支持される。しかし、処理に先立ち、サセプタと基板は２５０〜６５０℃の間の温度に加熱される。基板が適切な温度まで一旦加熱された後、典型的には基板の上に配置されたガスマニホールドを介して、真空チャンバに前駆体ガスが供給される。前駆体ガスは加熱された基板表面と反応し、その上に薄膜を堆積させる。ガスが熱的に反応して材料の層を形成する際に、揮発性の副生成物が形成されるが、これらのガスは、チャンバ排気システムを介して真空チャンバから排出される。
【０００３】
基板処理の基本的な目標は、各基板からできるだけ多くの有用なダイを得ることである。多くの因子がＣＶＤチャンバ内での基板処理に影響し、そこで処理された基板からのダイの最大収率に影響を及ぼす。これらの因子には、基板上へ堆積される材料の層の均一性及び厚さに影響する処理変数と、基板に付着して１つ以上のダイを汚染する汚染物に影響する処理変数とが含まれる。これらの因子は両者ともに、各基板からのダイ収率を最大にするように、ＣＶＤ及び他のプロセスにおいて制御されなければならない。
【０００４】
チャンバ内に汚染粒子が発生する原因の１つは、基板のエッジ部への不適切な成膜である。基板エッジは典型的には面取りがなされていること及び成膜ガスの流れはこのエッジの周囲では不均一であることから、エッジへの成膜を制御することは困難であるため、基板のエッジの周囲には不均一な成膜が生じ得る。このことは、成膜された層が互いにしっかりと接着しなかったり、基板にしっかりと接着しなかったりという事へとつながる。
【０００５】
この問題は、半導体基板の部分的な断面図である図１（ａ）に例示されている。基板１は、自身の上に成膜された３つの連続した層２、３及び４を有するように示される。基板上へのタングステンの成膜（ＷＦ6 ガスを用いる）において、第１の層２はは典型的にはチタンであり、第２の層３は窒化チタン、第３の（最上の）層４はタングステンである。
【０００６】
タングステンは基板のシリコン（又は酸化珪素）表面に直接しにくいため、このようなタングステンの成膜のための３つの層のプロセスが一般的である。従って、非常に薄いチタンの「プライマー」層２が成膜され、窒化チタンの第２の層３がこれに続く。タングステンは窒化チタン（ＴｉＮ）に接着しやすい。しかし、図１（ａ）に示されるように、タングステン層４は、基板の面取りされた外側エッジ５上を包囲して「ラップし」て、シリコン基板に直接に接触していた。
【０００７】
この事に付随する問題は、タングステンはシリコン表面に接着しない事及び、タングステンは基板の取り扱い中にチップやフレークを生じて汚染粒子を発生させやすい事である。
【０００８】
従って、理想的なエッジ部の断面は図１（ｂ）に示され、ここでは、３つの層全てが基板エッジに関して同じか近接した点で終了し、タングステン層４が基板エッジから最も遠くなっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この問題に対する１つの解決策は、基板の狭い周囲部分の上方に配置されてこれをマスクしてここへの成膜を防止する、シャドーリングを与えることである。しかし、使用可能な面積が小さいため、基板毎の最大収率が小さくなる不利益がある。また、基板の上面全面に成膜を行わなければならない場合には、シャドーリングは不適である。
【００１０】
従ってＣＶＤや他の基板処理操作において、半導体基板のエッジ又はその周囲に材料の成膜を制御するための方法及び装置が必要である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は基板を内部で受容する処理チャンバを画するハウジングを備えた基板処理装置を提供する。チャンバ内部では、両サイドに基板受容部を有する基板支持体が、チャンバ内部に配置される。この受容部は、基板を受容するように寸法が与えられた、壁状のポケットを画する。基板がこのように受容された場合は、ポケットの壁は基板の外側エッジと共に環状を画する。典型的には、ポケット壁は基板の基準面に対して垂直であり、基板の厚さと少なくとも同等、好ましくは２倍の厚さを有している。
【００１２】
ポケットの外側の下側の円形エッジでは、ガス注入マニホールドが配置される。処理中にガスがマニホールドを介して注入され、ポケット内に受容される基板のエッジの方に射出するように、マニホールドが配置される。ガスは、ポケットの壁と基板の外側エッジとの間で画される環状部を介して上方へと移動する。従って、処理ガスが基板の末端のエッジ部分と接触することが防止される。
【００１３】
基板支持体はヒータペデスタルであってもよく、ポケットはペデスタルの頂部に固定された円形リングで画されてもよい。
【００１４】
ポケットの床面は更に、ここに形成された真空ポートを有し、ポケット床面と基板の受容されている底面との間の界面で真空が引かれ、基板をペデスタル上へ引き付けて処理を改善してもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（緒言）
図２〜７を参照すれば、本発明のＣＶＤ処理反応器１０には、多数の特徴及び具体例が含まれ、これらは単独であるいは協働して用いられて、基板処理チャンバの構造及び操作の改良を提供するだろう。これらの図では、いくつかの特徴の共同作用や相互作用が示されており、内部が加熱される基板支持ペデスタル１８と、パージガスチャンネル２２０の形態で基板受容ポケット２８０と共同して操作されて不要な基板エッジ及び下面への成膜の発生を減少させる基板エッジ保護システム３０とが含まれる。ポケット２８０は、ペデスタル１８の表面内部に形成されてもよく、又は、例示の如く、ペデスタル１８の外側周囲に溶接され又は接着された円形フープ２８２（図６）により画されていてもよい。
【００１６】
他の特徴としては、ヒータペデスタル１８の上面上の複数のアラインメントピン２２４の形態での基板アラインメントシステム３２と、改良されたチャンバ排気システム３００とが含まれる。
【００１７】
ヒータペデスタル１８は、反応器１０内を上方へ移動してポケット２８０内部に基板を保持し、反応器１０を下方に移動して反応器１０から除去するために基板２４を位置させるように、動作可能である。基板２４をポケット２８０内に位置させるためには、複数の支持ピン２５がペデスタル１８と相対的に移動する。図６及び７に詳細が示されているように、基板がポケット２８０内に受容されている場合は、基板２４の外側エッジ２７と円形フープ２８２の間に環状部分２８４が形成される。
【００１８】
支持ピン２５は、ヒータペデスタル１８の本体を貫通し、ヒータペデスタル１８から延長して、ロボットブレード（図示されず）により反応器１０内に置かれた基板２４を受容してもよい。ヒータペデスタル１８は、支持ピン２５に対して上方に移動して、処理のためにポケット２８０内で基板と噛み合い、そして、支持ピンに対して下方へ移動して、ロボットブレードにより反応器１０から基板を除去するために、基板２４をその上に位置させてもよい。
【００１９】
基板の下面及びエッジへの材料の成膜を減少させるため、ヒータペデスタル１８は、エッジ保護システムを備え、これは、好ましくは、ペデスタルの本体とフープ２８２の間で画され、ポケット２８０の床面を開き、基板２４がポケット２８０内に受容されている際には基板２４の外側エッジ２７と隣接して位置する、円形パージガスチャンネル２２０の形態である。基板２４がポケット２８０内に配置されて処理が始めれば、パージガスの連続した流れがチャンネル２２０に与えられて、環状部分２８４を介して基板２４のエッジ２７全体の周囲に流れる。パージガスには、基板２４のエッジ２７へ又エッジ２７に隣接した基板２４の下面への成膜がほとんど生じないか全く生じないという効果がある。材料の成膜された層の配置は、図１（ｂ）に例示されるものと類似していた。
【００２０】
パージガスチャンネル２２０を充分に活用するためには、ポケット２８０内の基板２４の位置が重要であり、なぜなら、位置決めが大きくずれれば、基板２４のエッジの一部が、チャンネル２２０からのガスの流出を妨げるような位置に置かれてしまうからである。従って、ヒータペデスタル１８は基板アラインメント（基板位置決め）システム３２を備え、これは、チャンネル２２０の上方に周囲に沿って提供されてヒータペデスタル１８上へ基板２４をガイドする複数のテーパー状のガイドピン２２４を備えている。ヒータペデスタル１８がこの上で支持ピン２５上に支持される基板２４に接近した場合、基板２４が位置決めされていなければ、基板エッジ２７のある部分が１つ以上のガイドピン２２４と噛み合う。このことにより、基板の全周をポケット及びパージガスチャンネルに関して適所に位置決めして、基板２４のエッジ全周上のパージガスの進路を確保する。
【００２１】
処理の間に、基板２４は典型的には、高温に維持される。この温度を達成して維持するために、本発明のヒータペデスタル１８は、ヒータペデスタル１８を加熱する加熱要素を有して、次いで、基板を加熱する。基板が処理温度まで加熱されれば、基板の熱膨張が基板エッジ２７で生じて、１つ以上のガイドピンに対して圧迫し、もしも大きな熱膨張が生じれば基板エッジ２７は欠けてしまうだろう。この問題に対処するためには、ポケット２８０の床面に具備されて基板２４をヒータペデスタル１８へと吸引し処理の間にチャックする複数の真空グルーブ７７、７８において、減圧真空が維持されてもよい。
【００２２】
反応器１０内での反応済みガス状生成物の排気の均一性を向上させるため、反応器１０の周囲上の排気マニホールド２３がポンピング板３０８で覆われ、これは、マニホールド２３と、基板及び反応ガスを供給するシャワーの間のチャンバ内部との間に形成された、間隔をおいたアパーチャー２９の一群を有している。アパーチャー２９は、マニホールド２３の周囲全体上に等間隔で形成され、ポンピング板３０８は、チャンバ壁面内のスリットバルブ１１の存在により作り出されたマニホールド２３内のギャップにわたっており、チャンバからの反応済みガス状生成物の除去の均一性を高める。
【００２３】
（反応チャンバ）
図２及び３を参照し、ＣＶＤ処理装置に関して、本発明の反応器１０の多くの改良点及び特徴が示される。図２及び３には、反応器１０が部分的に破砕して示され、反応器１０の改良点及び特徴の相互作用及び相互関連が示される。図２では、反応器１０はヒータペデスタル１８が引き込まれたポジションで示され、ここでは、基板２４は、ヒータペデスタル１８の上面から延長する支持ピン２５の頭の部分に対して、その上に位置するか、又は、そこから除去される。図３では、ヒータペデスタル１８が延長したポジションで装置が示され、処理のためにポケット２８０内に基板２４が位置するように、ポケット２８０の床面２６内に沈んでいる支持ピン２５が示される。反応器１０の特報及び改良点は図２及び図３に示されているが、これらの特徴に関する説明は、この特徴及び改良点の詳細に必要な他の図面のことを含むことがある。
【００２４】
ここに示されるように、ＣＶＤ処理装置は反応器１０を備え、これは外壁１２と、カバー１４と、ベース１６を備え、これらは脱気可能なチャンバを形成し、その内部に垂直方向に可動な基板支持ヒータペデスタル１８が配置される。ヒータペデスタル１８は、チャンバ１０内部で、処理のためのポケット２８０内部に基板を位置させるように移動可能である。ヒータペデスタル１８は、好ましくは、必要な部分として、基板エッジ保護システム３０を備える。
【００２５】
（ヒータペデスタル及びステム組立体）
ヒータペデスタル１８は、ステム２０の動きによってチャンバ１３内を垂直方向に移動可能である。このステムは、ヒータペデスタル１８の下側に接続され、チャンバ１３のベース１６を通って外側へ延長して、そこで駆動システム２２と接続されている。ステム２０は好ましくは円管状のアルミニウム材であり、ヒータペデスタル１８の下側と支持接触する上端面とカバープレート４３と近接する下端面とを有する。ステム下端面４２は、ステム２０の駆動システム２２への接続を形成するカップ形状スリーブ９６に受容されている。チャンバの外側からヒータペデスタル１８内への接続を与えるために、カバープレート４３及びスリーブ９６は複数の位置決めアパーチャーを内部に有し、それらを介してヒータプレートの接続が維持される。ステム２０は、チャンバ１３内部でヒータペデスタル１８を機械的に位置させ、また、アンビエント通路を形成し、複数のヒータプレートの接続がこれを介して延長する。
【００２６】
ヒータペデスタル１８は、ポケット２８０内の床面２６上で受容されている基板２４への熱を与えるような構成をとるが、他方、ここからステム２０に沿って移動する熱を最小にする。ヒータペデスタル１８は好ましくは、むくのアルミニウム材であり、ステム２０の上端面４０に溶接されている。好ましくは、ヒータプレートはその内部に配置される抵抗加熱要素により加熱され、ヒータペデスタル１８のポケット床面２６を、摂氏２５０〜６５０度の高い処理温度に維持するに充分な熱を与える。加熱要素にパワーを与えるために、この要素は好ましくはカバープレート４３内のブレード型コネクタ６４内で終了する下方向の投影管状部分を含んでいる。スリーブ９６内には合わせブレードコネクタ６２が配置されて、カバープレート４３内のコネクタ６４と合わされて電気出力を供給する。
【００２７】
（ヒータペデスタル熱電対接続）
図３を参照すれば、ヒータペデスタル１８内に具備される熱電対５６は、そこでの温度をモニターする。ヒータペデスタル１８は内腔５０を有し、自身の内部で上方向に延長し、ポケット床面２６に対して隣接するがその内部で終了する。この内腔５０は、熱電対５６の端部を受容するパイロットを具備し、また、ヒータペデスタル１８内にパージガス供給口と真空口を受けるアパーチャーを具備する。内腔は好ましくは、ポケット床面２６内の穴を空け、プラグ５１及びハウジング５３を内腔内に延長させることにより形成される。内腔の上面５１は、ポケット２８０の床面２６からわずかに窪んでいてもよく、あるいは、切削され又は他の構成を有して連続的な床面２６を与えてもよい。コネクタハウジング５３及びプラグ５１は、別々の要素で形成されていてもよく、あるいは、１つの連続的な要素であってもよい。熱電対５６は剛性のあるロッドの構成を有し、カバープレート４３及びスリーブ９６内の１組の位置決めアパーチャーを介して延長し、ヒータペデスタル１８のむく材及び／又はコネクタハウジング５３と接触して内腔５０内部で終了する。剛性ロッドの下端面はブラケット５９を有し、これはスリーブ９６の外部に解放可能な形で接続されて、熱電対５６をヒータプレート内腔５０内の適所に維持する。好ましくは、ブラケットは複数のねじでスリーブ９６の外部上で維持されるが、ねじの代りに、クランプやスプリングクリップ等の他の接続手段で代替してもよい。熱電対５６は、温度ディスプレイに表示させ過熱に対して保護するために、増幅器とフィルタに接続される。内腔５０内に空気が存在することを確保するために、剛性ロッドは、熱電対５６の周囲の位置決めアパーチャーよりも少し小さな径を有してもよく、これにより、剛性ロッドは、ヒータペデスタル１８内の内腔５０内部の熱電対５６の周囲に存在し、ヒータペデスタル１８の本体と熱電対５６の間の熱移動を増加させて熱電対の正確さと応答時間を向上させる。
【００２８】
（パージ及び真空の供給）
図３には、保護ガスを基板エッジ保護システム３０へと供給するパージガス供給口が示される。パージガス管５２（図２）は、ステム２０を通って、カバープレート４３からヒータペデスタル１８のコネクタハウジング５３まで延長する。コネクタハウジング５３は複数の内腔を有し、これらの内腔は、ヒータペデスタル１８内のパージガス内腔及び真空内腔に正しく合わされている。パージガス内腔７０はヒータペデスタル１８内部で延長し、コネクタハウジング５３の対応する内腔内部まで延長して、パージガスを、コネクタハウジング５３からチャンネル２２０に沿って、基板の外周２７と円形フープ２８２の内面との間で画される環状部２８４を介して供給する。好ましい基板エッジ保護システムでは、内腔７０は、図６及び７に示されるように、ヒータペデスタル１８の本体を介してチャンネル２２０内へと延長する複数のパージガスアパーチャー２３４に接続されるマニホールド２１８へと、パージガスを供給する。
【００２９】
図３及び４には、ヒータペデスタル１８の真空チャックへの真空の供給が示される。真空パイプ４８は、ステム２０を介してステムの下末端４２上のカバープレート４３からステム２０の上端部４０へと通過し、ヒータペデスタル１８内のコネクタハウジング５３を介して、ポケットの床面２６内の複数の各真空グルーブ７７及び７８内へと延長する、複数の真空ポート７６（図４）へと通過する。真空ポート７６を供給するためには、複数の交差内腔７５が床面２６のすぐ下でヒータペデスタル１８に空けられて、これらの交差内腔７５は全て、コネクタハウジング５３内の対応する内腔内に位置決めされる。真空パイプ４８は、コネクタハウジング５３の対応する内腔内で終了し、従って、真空がグルーブ７７及び７８から真空パイプ４８を介して引かれる。
【００３０】
ステム２０の底面のカバープレート４３及びスリーブ９６は、ステム２０内でパージガス管５２及び真空パイプ４８内へパージガス及び真空供給を供給し、更に、熱電対５６及び熱要素接続部延長するために通るアパーチャーに供給する、位置決めアパーチャーを有する。パージガス供給及び真空は、好ましくは、スリーブ９６内で主となるアパーチャー内に通される継手内部に接続される、べローズ管を介して、スリーブ９６に供給される。カバープレート４３とスリーブ９６の界面でパージガス又は真空のリークを防止するために、真空及びパージガスの供給が維持されるための位置決めアパーチャーの界面の周囲に、円形のグルーブが具備される。グルーブは、好ましくは、スリーブ９６の上端部からのアパーチャーの出口の周囲に配置され、Ｏリングシールがグルーブ内に配置されて、位置決めアパーチャーのところで、カバープレート４３とスリーブ９６の間のギャップをシールする。Ｏリングを用いてガス及び真空アパーチャーをシールすることにより、ブレードコネクタ６４を用いて加熱要素を出力供給器に接続しまた剛性ロッドを熱電対として用いることと併せて、ステム２０からスリーブ９６の比較的簡単な分解を可能にする。
【００３１】
（ヒータペデスタルポジショニング組立体）
ヒータペデスタル１８をチャンバエンクロージャ内部の複数の配置にポジショニングするためのヒータペデスタルポジショニング組立体３４は、駆動システム２２へ相互接続するステム２０を有している。ステム２０は、ヒータペデスタル１８の下側に接続され、ベース１６の外側に伸びて駆動システム２２と接続される。駆動システム２２は、チャンバ１３の下に懸架され、駆動ベルト８４によって、適合的な連結及び親ねじ組立体８６に接続されるモータ及び減速ギア８２を有している。移送ハウジング８８は、リニアスライド９０によって上下にガイドされ回転に対して保持されている親ねじ組立体８６に受容される。移送ハウジング８８は、ステム２０の周囲の周りに延長し、端部スリーブ９６を介して下端４３に接続され、支持ステム２０及びその上のヒータペデスタル１８を移動させる。モータは親ねじ組立体９６を動かして、ステム２０及びその上のヒータペデスタル１８を移動させる。ステム２０内のグルーブ内にシールリング１２６が具備されて、スリーブ９６内でステム２０の下端面４２の外側面をシールする。
【００３２】
ヒータペデスタル１８は、ＣＶＤ処理に用いられる高温においては、そ外側に沿うように降下しあるいはたわみ落ちることがある。高いＣＶＤプロセス温度においてこのような機械的な変形の可能性を減少させるために、支持スリーブ８１が放射方向に伸びてヒータペデスタル１８を支持している。スリーブ８１は、下側管状部分を有し、これは好ましくはアルミニウムで形成され、ステム２０の突出し部８５上で受容されている。例えば、突出し部８５は、ステム下端部４２に隣接するステム２０から放射状に突き出るステム２０内のグルーブ内のスナップリングを配置させて形成してもよく、あるいは、ステム２０上に円形突起を機械加工することにより形成してもよい。突出し部８５の上ではばね８７が受容されて、下側管状部８３のベースを受容して、スリーブ８１を上方向に偏らせる。スリーブ８１の上端は、外向きに放射状に伸びる支持フランジ８９のところで終了するが、この支持フランジの上では、支持リング９１、好ましくは高温におけるたわみに対する高い耐性を有するセラミックリングが受容される。フランじ８９は、内部円形位置決め突起９３及び、外側上向き延長リップ９５を有している。突起９３はリング９１内の中央アパーチャー内部にまで延長して、突起９３上でリング９１の位置決めをなす。支持リング９１は、リップ部分９５上で支持されて、支持リング９１とスリーブ８１の間の接触面積を最小にする。また、複数のアパーチャーがリップ９５を通って延長し、スリーブ８１の内部でトラップされたガスを、支持リング９１の下側に沿ってその外側に排気させることを可能とした。支持リング９１はヒータペデスタル１８の下側リングに対して押し、ばね８７の上向きの偏りによって、接触が維持される。高温においてもセラミックは強度を失わないため、リング９１はたわみに対抗してヒータペデスタル１８を支持する。ステム２０を保護してそこでの真空を維持するために、幕９４がチャンバベースの下側からステム２０の周に下向きに伸び、下端部スリーブ９６のところで終了する。幕９４及びアパーチャー１００の下に伸びるステム２０の外面の間で、環状部１２７が形成される。環状部１２７は、アパーチャー１００を介してチャンバ１３内部と通じているので、チャンバ１３と同じ真空圧力が維持される。幕９４は、１組のベローズ９８及び９９と、ステム２０の外周面の周囲の領域を雰囲気からシールする移送リング１０２とを有する。各べローズ９８及び９９は、支持リング１０６ａ〜ｂのところで終了している。各支持リング１０６ａ〜ｄは、一般的には、突起支持部１１２を含んだ直円柱材である。支持リング１０６ａ〜ｃ上で、シールリングが突起支持部１１２内に配置されて、支持リング１０６ａ〜ｃのところで環状部１２７をシールする。下端環状部１２７は、スリーブ９６と移送ハウジング８８の間の接続によってシールされている。シールリング１２６は、ステム端部４２に配置され、ステム２０のベースをスリーブ９６へシールするため、環状部１２７を雰囲気から完全にシールする。
【００３３】
基板が反応器１０内で処理されている際は、揮発性の反応物ガスがチャンバ１３の底部を移動し、アパーチャー１００を通って下降し、べローズ９８及び９９、移送リング１０２並びに支持リング１０６ａ〜ｄに接触する。基板処理のためにヒータペデスタル１８の加熱のための電気抵抗加熱要素によって発生した熱は、べローズ９８及び９９、支持リング１０６ａ〜ｄ、駆動リング２２並びに移送リング１０２を加熱する。ステム２０によって放射され伝導する熱は、反応ガスの存在とあいまって、支持リング１０６ａ〜ｄ、移送リング１０２並びにべローズ９８及び９９を腐食する環境を作り出す。
【００３４】
（チャンバ部品保護システム）
ヒータペデスタル１８内の加熱要素によるステム２０の加熱を減じるため、ステム２０は１つの材料から、好ましくは５０８６又は５０８３アルミニウム等のアルミニウム合金から作製され、また、ヒータペデスタル１８は、純粋なアルミニウム、好ましくは１１００アルミニウム又は、少なくとも９９％Ａｌと０．５％Ｍｇを有する別のアルミニウム材料から作製される。１１００アルミニウム材料は、ＣＶＤ環境内で使用してもよく、陽極処理をする必要がない。ステム２０のアルミニウム材料は好ましくは、ヒータペデスタル１８よりも少しだけ小さな熱伝導係数を有して、純アルミニウムのステムよりも小さな効率でヒータペデスタル１８から熱を移動させる。更に、小さくなった断面と好ましくは４”長さを有する熱絞り部４４が、ヒータペデスタル１８に隣接したステム２０上に具備され、これを介して、ヒータペデスタル１８とステム２０下端の間に充分な温度勾配を生じさせて、Ｖｉｔｏｎ等の低コストのフルオロエラストマーをシール１２６に用いてもよい。
【００３５】
チャンバ１３の下にある部材の温度は、ステム２０の下へ熱絞り部を通過して移動する熱によって上昇するが、この温度を減少させ、操作が必要な際に組立体全体の温度を迅速に下げるためには、スリーブ９６内に具備されたクーラント流路に水を供給すればよい。あるいは、スリーブ９６の周囲又は移送ケース８８と移送リング１０２の周囲にウォータージャケットが配置されて、基板２４の処理中及びその後においてこれらの部材の冷却の補助を行ってもよい。更に、これら部材の上に空気を通過させる冷却ファンを用いて熱移動を減少させてもよい。
【００３６】
ステム２０と幕９４の周りの環状部１２７内に反応ガスの導入を制限するため、スリーブ９６も、アルゴン等のパージガスの供給を与えるパージガスマニホールド９７を、スリーブ９６と支持リング１０６ｄの界面に有している。パージガスは、マニホールド９７から外側に流れ、マニホールド９７の周囲に間隔をおいて形成された複数の穴、好ましくは８〜１２個の穴から、上向きに環状部１２７を通ることにより、反応性ガスが環状部１２７のアパーチャー１００を通って進入してくることに対するガスバリアを維持する。マニホールド９７を通るパージガスの流れは、好ましくは環状部１２７内でパージガスが上向きに層流のプラグフローを維持するような流速に維持される。これらの条件に維持することにより、反応性ガスが下向きにアパーチャーを介して拡散することが、実質的に防止される。更に、処理中では、パージガスはアパーチャー１００を通過し、ヒータペデスタル１８の外側エッジの周囲を通過して、ヒータペデスタル１８のサイドの周囲への反応性ガスの通過を最小にする。このことは、チャンバの構造体部材の内面及びヒータペデスタル１８の下側に到達する反応性ガスの量を減少させて、これらの面に生じ得る不要な成膜をの量を減少させる。
【００３７】
（基板ポジショニング組立体）
ステム２０はアパーチャー１００を通って、チャンバ１３のベース１６内を上下に移動し、ヒータペデスタル１８を移動させてポケット２８０内で基板２４を受容し、処理が終わった後は、基板２４がロボットブレードによってチャンバ１３から取り除かれるポジションにヒータペデスタル１８を移動させる。ヒータペデスタル１８の上のポジションに基板２４を選択的に支持するためには、基板ポジショニング組立体１４０は、ヒータペデスタル１８に対して垂直に動く複数の支持ピン２５を有して、基板２４をチャンバ１３へ搬入又はチャンバ１３から搬出するポジションに支持し、基板２４をヒータペデスタル１８上に配置させる。支持ピン２５は、ヒータペデスタル１８を介して垂直に配置される内腔１３０内のスリーブに受容されている。各ピン２５は、下球状部１３４内で終了する円柱シャフト１３２と、シャフト１３２の外側延長部として形成されている上が切られた円錐ヘッド１３６とを有する。内腔１３０は、大きなヘッド１３６を受容できるサイズを有する上側のもみきり部を有し、ピン２５がヒータペデスタル１８内に完全に受容された際には、ヘッド１３６はヒータペデスタル１８の表面よりも上に出ないようになっている。
【００３８】
図２及び３を参照すれば、ヒータペデスタル１８がチャンバ１３内を移動するため、支持ピン２５はヒータペデスタル１８に対して部分的に関連し部分的に独立して移動する。支持ピン２５は、ヒータペデスタル１８から延長して、チャンバ１３からロボットブレードが基板を取り除くことができるようにしなければならないが、ヒータペデスタル１８内部に沈み込んで、処理のために基板２４をポケット２８０の床面２６上へ配置させる必要もある。このポジショニングを実現するために、基板ポジショニング組立体１４０は通常チャンバ１３内で上向きに偏りがなされるが、また、ステム２０がチャンバ１３内でヒータペデスタル１８を下向きに移動させるように、ステム２０によって下向きに可動である。
【００３９】
基板ポジショニング組立体１４０は、支持ピン２５の下球状部１３４と噛み合うような配置をもつ環状ピン支持体１４２と、ピン支持体１４２を、チャンバ内部でヒータペデスタル１８のポジションに応じて選択的に支持ピン２４と噛み合うように位置させる駆動材１４４とを有する。ピン支持体１４２は上ピン支持リング１４６を有し、これは好ましくはセラミック製であり、ヒータペデスタル１８の下側の周りに伸びて、支持ピン２５の下球状部１３４と選択的に噛み合い、また、ピン支持体１４２は、ピン支持リング１４５からアパーチャー１００を通って移送リング１０２まで伸びて終わるスリーブ部１５０を有する。移送リング１０２は、ステム２０の周囲に配置され、スライド９０に鍵をかけてその回転を防止する。
【００４０】
スリーブ部１５０は、下円柱部１４９を有し、ピン支持体１４６を受容し支持する、外側に伸びる放射支持体１５１を有する。放射支持体１５１は、周辺位置決め壁面１５３を有する上側の略平坦な上面を有し、位置決め壁面１５３は環状ピン支持体１４６の内径と、ピン支持リング１４６を下側で支持する上向き支持の複数の支持リブ１５５とを有する。反応器１０を運転している間に、ガスは内部の円柱部１４９に沿ってトラップされ、これがチャンバ部材を損ねてしまうことがある。これらガスを解放するために、支持リブ１５５に隣接して複数のギャップ１５７が形成され、下円柱部１４９を貫いて複数の穴１５９が形成される。穴１５９及びギャップ１５７により、スリーブ１５０の内部から外部への自由なガスの流れが実現される。
【００４１】
チャンバ１３の下側には、ピン駆動材１４４が配置されて、ヒータペデスタル１８に関してスリーブ部１５０の動きを制御し、従って、この駆動材１４４は、移送リング１０２に接続されるばね組立体１５６を有して、移送リング１０２及びスリーブ部１５０に上向きの偏りを与えて、ヒータペデスタル１８を介して上向きに支持ピン２５を押し上げ、また、スリーブ部１５０と選択的に噛み合うステム２０上のスナップリングないし突起８４を有して、ヒータペデスタル１８がチャンバ１３内で所定の距離下向きに移動した後に、スリーブ部１５０及びこれに接続されるピン支持リング１４６を下向きに移動させる。ばね組立体１５６は、内部にスロット１６０を有するハウジング１５８を有し、これがチャンバ１３のアパーチャー１００と隣接する下サイドに固着される。ばね装填フィンガ１５４がスロット１６０を通って延長し、ハウジング１５８内のばね１６４によって上方向の偏りが与えられる。フィンガ１５４は、移送リング１０２としっかり接続されているため、上向きに偏っているスリーブ１５０がそこに固着する。ハウジング１５８の上終端がフィンガ１５４の上向きの動きを制限する。また、移送リング１０２は支持リング１０６ｃとしっかりと接続されるが、これは下向きに伸びて、内向きに伸びるフランジ１７３のところで終わる、環状部を有する。突起８５は、スリーブ８１及びステム２０を支持し、ステム１２０が下向きに動くためフランジ１７３に対しても噛み合うことができる。
【００４２】
ヒータペデスタル１８が処理のためにチャンバ１３内で充分内側に伸びた場合は、フィンガ１５４はハウジング１５８の上端に対して充分に動かされて、支持ピン２５の下球状部１３４がそこから間隔をおくように、ピン支持リング１４６はヒータペデスタル１８の下方に配置される。処理が終了すれば、ステム２０は下向きに移動してチャンバ１３内でヒータペデスタル１８を下向きに動かす。動きが継続すれば、ピンの下球状部１３４はピン支持リング１４６に噛み合う。この点において、フィンガ１５４はハウジング１５８の頂部に対して偏りが与えられ、フィンガ及びピン支持リング１４６は双方ともに結合したまま、静止した状態を維持する。従って、下球状部１３４がピン支持リング１４６に一旦噛み合えば、ヒータペデスタル１８が下向きに動き続けるため、支持ピン２５は静止したまま維持され、チャンバ内で基板２４を静止のポジションで支持する。ヒータペデスタル１８が所定の量を移動した後は、ステム２０の上の突起はフランジ１７３に噛み合い、ステム２０をスリーブ１５０にロックして、ヒータペデスタル１８とピン支持リング１４６を一致して下向きに移動させる。突起８５がフランジ１７３に一旦噛み合えば、支持ピン２５はヒータペデスタル１８に対して静止したままの状態を維持し、これら両要素はチャンバ１３内で下向きに移動する。ヒータペデスタル１８及びこれの上に支持ピン２５上で懸架された基板２４が一旦適所に配置されれば、ロボットブレードがスリットバルブ１１を介して進入し、基板２４を取り除き、支持ピン２５上に新たな基板２４を置く。そして、ステム２０が移動して、スリーブ１５０及びヒータペデスタル１８を上向きに移動させる。フィンガ１５４がハウジング１５８の頂部に噛み合ったときは、スリーブ１５０は静止するが、ステム２０が上向きに移動を続けるので、突起８５はフランジ１７３から離れるように移動し、よって、ヒータペデスタル１８の継続した移動が支持ピン２５をその中に沈め、処理のために基板２４をその上に位置させる。ヒータペデスタル１８と一部関連し一部は無関係な支持ピン２５の移動により、支持ピン２５の全長は最小となり、処理中にヒータペデスタル１８と支持リング９１の下側に露出されるピンシャフト１３２の長さは、ロボットブレードによって基板２４が操作されて支持ピン２５から離れたときの、基板２４が配置されたヒータペデスタル１８からの距離と等しくなるだろう。よって、支持ピン２５の最小の表面積が処理中に露出し、従って、支持ピン２５上には最小の成膜しか生じないだろう。
【００４３】
（真空クランピングシステム）
図２及び４には、本発明の真空クランピングメカニズムが示される。ポケット２８０の床面２６には、その中に複数の同心グルーブ７８を有し、これは、複数の放射グルーブ７８と交差し、放射グルーブ７７のぞれぞれのベースとヒータペデスタル１８内部に配置される円形真空マニホールド７５との間を通じさせるように配置される。真空パイプ４８はマニホールド７５と通じており、そこへ真空を供給する。
【００４４】
真空ポート７６とグルーブ７７及び７８は、基板２４の下に低圧環境を提供して、基板２４を床面２６上へ吸引する。処理の間に、チャンバ１３は典型的には、約８０トール（Ｔｏｒｒ）に維持される。処理の間に基板をヒータペデスタルの頂面に吸引するため、ポート７６を介してグルーブ７７及び７８へ、１．５トール〜６０トールの真空が引かれる。グルーブ７７及び７８とチャンバ１３との間に２０〜７８．５トールの圧力差が、基板２４をポケット床面２６へ吸引してヒータペデスタル１８から基板２４への熱移動を向上させる。
【００４５】
処理後、グルーブ７７及び７８はチャンバ１３内に存在するよりも低い圧力を維持してもよく、これは、基板２４を上面のヒータペデスタル１８へしっかりと固着的にチャックすることができる。この場合では、支持ピン２５がヒータペデスタル１８から離れるように強制されるため、基板にクラックを生じさせてしまうことがある。グルーブ７７及び７８内に存在する圧力をチャンバ１３内と等価とするため、真空パイプ４８の流入口とチャンバのスリットバルブ１１との間にバイパスラインが与えられてもよい。ペデスタルが反応器１０からの基板２４を除去を可能とするように作動されている場合は、このバイパスラインが開き、グルーブ７７及び７８とチャンバ１３の間が通じる。また、ポケット床面２６も１つのグルーブ又は複数のグルーブを有し、真空に接続されない外周に隣接して配置される。これらのグルーブは、基板２４とヒータペデスタル１８の間の接触面積を減少させ、これが基板エッジ２７への熱移動を減少させ、基板エッジ２７上への成膜厚さを減少させる。
【００４６】
基板の継続的な処理の間に、基板２４がチャンバ部材に対して位置決めが大きくずれて、基板２４がポケット床面に対して傾斜することがあることが見出された。更に、基板２４にクラックが生じたり反ったりすることがある。それぞれの場合では、基板２４の連続的な処理によりヒータペデスタル１８の内側領域に処理ガスを接触させてしまうため、ヒータペデスタル１８の清潔さに影響し、粒子を発生させ、あるいは基板のクラックした部分をチャンバ内へと振りほどくことがある。これらの場合では、チャンバの損傷が起こる前に処理を直ちに停止して基板２４を取り除くことが望ましい。基板２４がその位置決めがずれ、クラックし、あるいは反った状況においては、ヒータペデスタル１８のグルーブ７７及び７８の真空圧力を維持する、真空ポンプへの流入口における真空圧力は、平坦で完全で適所に位置された基板がヒータペデスタル１８上にある場合に存在するものから変化するだろう。圧力センサ４９が真空ラインの真空ポンプへの流入口に配置され、真空圧力が基板のクラック、反り又は位置ずれを指示するような圧力である際には、チャンバの操作を停止させる。基板２４がヒータペデスタル１８上に適所に受容されている場合は、エンクロージャは約８０トールに維持され、真空ポンプの流入口、及び、従ってセンサ４９では１〜２トールであろう。実質的に位置がずれあるいは実質的に反った基板２４が上面２６上に受容された場合は、センサ４９の圧力は５トール未満に近くなる。クラックを起こした基板では圧力はチャンバ圧力よりも１０トール以上高い範囲となるであろう。
【００４７】
（基板エッジ保護システム）
図５、６、７及び８には、基板エッジ保護システム３０の好ましい具体例が示される。基板がヒータペデスタル１８のポケット床面２６上に配置された場合、基板エッジ保護システム３０は、基板２４の周囲の周りを通過するガスを供給して、基板２４のこの領域への材料の成膜を防止する。
【００４８】
図７及び図８に更に明確に示されるように、基板２４は、その角が斜めに落とされた周囲のエッジ２７を有し、これは上テーパ面１７と、下テーパー面１９と、略平坦な中周囲部２１とを有する。基板２４のエッジ２７と下面とへの成膜がはずれることにより生じる欠陥の発生を制限し、同時に基板２４当たり製造される有用なダイの数を最大にするために、成膜された層は、基板のエッジ２７への全ての経路に均等に堆積されるべきであり、一方、他の材料に接触してはずれるようになることがあるような、基板２４の下サイドの下テーパー面１９又は平坦中部分２１には、生じないべきである。本発明の基板エッジ保護システム３０は、この要求に応えるものである。
【００４９】
図６、７及び８に例示されるように、外接するフープ２８２の内側エッジは、ポケット２８０の外側垂直壁面を与える。よって、フープ２８２は上から基板２４を受容可能なポケットと、基板の外側エッジ２７とフープ２８２の内側「ポケット」壁面との間の環状部分２８４とを画する。ペデスタルが充分に加熱された場合には、典型的には、この環状部分は幅約０．０１５”である。ポケットの壁面の高さは、少なくとも基板の厚さと同じであるべきである（図８）。好ましくは、壁面は、基板の厚さの約２倍と同じである（図７）。
【００５０】
更に、基板２４の全周の周りに比較的一定なガス供給を与えるパージガスチャンネル２２０が、ペデスタル１８の本体とフープ２８２の間で画される。パージガスチャンネル２２０は、内向き上向きに延長するグルーブの形態であり、床面２６に対しておよそ４５゜の角度で配置され、床面２６と外接フープ２８２のベースの界面、即ちポケット２８０の外側底面エッジに存在する。
【００５１】
これらの図面は、円形サセプタへの使用が適している具体例を例示したが、チャンネル２２０は基板の外周線に従うべきである。従って、非円形の基板（「ウエハフラット」が自身に形成されたウエハ等）が処理される場合は、不規則な外周線に沿うチャンネルが形成されるべきである。パージガスチャンネル２２０の内終端とパージガスマニホールド２１８の間に複数のパージガス開口が配置され、ヒータペデスタル１８の周囲に均等に配置されて、マニホールド２１８からパージガスをチャンネル２２０へと供給する。開口２３４の数は、基板エッジを囲む所定の円周距離に依存する。２００ｍｍウエハでは開口の数はおよそ２４０個である。ウエハのサイズが小さくなれば、基板エッジ２７に一定のパージガスの流れを与えるために必要な開口の数も減少する。１５０ｍｍウエハでは、開口の数を１８０に減らすことができる。
【００５２】
処理のためにチャンネル２２０に隣接した基板エッジ２７を正確に位置させるために、好ましい基板位置決めシステムは、チャンネル２２０の外接するフープに２８２形成されたリセス内に配置された複数のセラミックガイドピン２２４を有する。ピン２２４はそれぞれ、垂直から約１２゜のテーパーがつけられた前部２２６を有する。前部２２６は、略平坦な延長する中心部２３０とテーパーサイド２２８を有し、中心部２３０が、テーパーサイド２２８よりも更にヒータプレート上面２６の内側に延長する。各ピン２２４の中心部２３０の先導エッジ（即ち、基板に接触するエッジ）が、パージガスの流れに対してのピンの妨害を少なくするように、略アーチ状の面をもって形成される。更に、ピンのこのアーチ状の先導エッジは、基板の下面から約０．００５”の点で基板の外周と接触するように設計される。図７に示されるように、中心部２３０は外接フープ２８２の内壁から内側へ、そしてパージガスチャンネルの上へと延長する。また、各ピン２２４は後ろ向きに伸びるマウンティングタブ２３１を有し、これはフープ２８２のリセス内部でピン２２４を固定するボルトを受容するための１組の開口を有している。
【００５３】
基板２４がヒータペデスタル１８の中心に完璧な位置にある場合に、基板の中円形部２１から約５０００インチの点まで、ピン２２４の延長する中心部２３０がポケット壁面の内側に突き出るように、ガイドピン２２４はヒータペデスタル１８の上に配置される。従って、基板２４が完璧な位置にある場合には、基板２４はいずれのピン２３４とも接触せずに、ポケット床面２６と接触するだろう。この様な位置をとる場合、前述のように、基板の外周と外接フープ内側エッジの間に環状部分２８４が形成される。しかし、ほとんどの基板には多少の偏りがあるため、ロボットブレードが必ずしも基板２４を床面２６上に完璧に中心に置くわけではない。この様な場合、基板２４の下テーパー面１９及び平坦な中円周部２１が、１つ以上のガイドピン２２４の延長部分２３０と噛み合い、そして、エッジ２７がパージガスチャンネル２２０を制限しないように、ガイドピン２２４が基板を上面２６上の位置にその位置を決めて置く。ガイドピン２２４を用いて基板２４をポジショニングすることにより、位置決め機構と接触する基板の部分だけが、ガイドピン中心部２３０と接触するエッジ２７のその小さな部分となる。更に、図７に例示されるように、そして、位置ぎめがずれた基板あるいは偏った基板が外周フープ２８２に噛み合わないことを保証するため、フープの上側の内エッジが約１５゜の角度戻され、即ち、ピンの面（つら）の傾斜よりも３゜大きくなる。中心部２３０がパージガスチャンネル２２０から放射状内側に延長するため、基板エッジ２７はチャンネル２２０から少しの距離だけのところに位置し、中心部２３０との基板２４の接触領域の各サイドに対する基板２４の領域は、パージガスの妨害のない供給を受容する。
【００５４】
処理の間、パージガスがチャンネル２２０に供給されて、環状部２８４の中を上向きに流れる。パージガスの流れは、図７では矢印２８６で指示されるが、ポケットの内壁と共に、成膜ガスが基板２４の平坦なエッジ１７及び傾斜する下エッジ１９と接触する事を防止する。典型的なタングステンＣＶＤプロセスのためのパージガスは、通常、アルゴン／水素混合ガスであり、アルゴンガスは１０００〜２０００ｃｍ3 ／分の流量で供給され、Ｈ2 ガスは２００〜５００ｃｍ3 ／分の流量で供給される。アルゴンガスの役割は、基板エッジへのＷＦ6 ガスの接触を防止することである。他方、Ｈ2 ガスの役割は、成膜層のエッジにおいて成膜蓄積を増加させることである。
【００５５】
想定されるパージガス及び成膜ガスのフローパターンが、図７及び図８に示される。矢印２８６で指示されるように、パージガスは環状部２８４から上向きに移動する。成膜ガスは、矢印２８８で指示されるように、基板の表面を中心部から周囲の方へ向かう略層流を有している。図７に例示されるポケット壁面の高さは基板の厚さに等しいかそれよりの大きいため、成膜ガスは外接フープの頂面の上を「上方に上って」、下記に記載される排気システムを介して脱気される。この点においては、壁面の正確な高さ（ポケットの深さ）は変動することがあり、ウエハの厚さの２倍（図８）又はウエハの高さと等しい（図７）である壁面高さの具体例は、単なる例示であることを述べておく必要がある。しかし、成膜ガスの層流２８８が乱されて乱流へと変り、このことがパージガスの流れにかかわらずエッジ及び下面へ不要な成膜を生じさせるほどには、大きくするべきではない。同時に、パージガス、成膜ガスと共に、ポケット壁面は充分に高くなっているべきである。
【００５６】
基板２４がまずヒータペデスタル１８上に受容されたとき、その温度はヒータペデスタル１８の温度よりも実質的に低くてもよい。基板２４が一旦ヒータペデスタル１８と接触すれば、熱が基板２４へ伝導により移動し、その温度を処理温度まで上昇させる。この温度上昇は基板２４を熱膨張させ、エッジ２７を位置決めピン２２４へ押しつけることがある。更に、グルーブ７７及び７８の真空が基板２４をポケット床面２６へしっかりと吸引し、基板２４のエッジ２７はピン２２４に対して押すように負荷がかけられるようになることがある。この負荷の結果、基板２４は位置決めピン２２４と接触している部分でクラックや欠けを生じ得る。基板エッジ２７において欠けやクラックの発生を最小限にするために、基板２４が加熱されている期間、真空グルーブ７７及び７８にチャンバ圧力を維持するように、チャンバコントローラがプログラムがされ、基板２４が安定した温度に達した後に、グルーブ７７及び７８を介して真空を引く。基板２４の真下の圧力の存在により、基板を位置決めピン２２４と接触している領域から離れるように膨張せしめ、局所的な圧縮応力を減少させ、圧縮による基板エッジ２７のクラックや欠けの発生を減少させる。更に、パージガスが真空グルーブ７７及び７８を逆流すると同時に、基板２４がポケット２８０内に受容されて基板２４の位置決めを補助し支持ピン２５への基板２４の摩擦による付着を減少させ、同時にガイドピン２２４が基板２４をその位置へガイドしてもよく、あるいは、ガスがグルーブ７７及び７８を逆流すると同時に、基板２４が熱膨張してポケット２８０に受容されている際に基板２４をピン２２４から離れるように膨張せしめてもよい。
【００５７】
（チャンバ排気システム）
再び図２及び３を参照すれば、そこには排気システム３００が示されている。反応器１０の頂部１２は、チャンバ４０の排気ポート３０４に続く従来からのマニホールド２３を有する。排気ポート３０４からの吸引はチャンバ１３から排気チャンバガスを引っ張り、チャンバ１３の基本的な処理環境を維持する。マニホールド２３は頂部１４の境界の周囲に実質的に延長するが、壁面１６がスリットバルブ１１により貫通されているところではギャップが残っている。このギャップは、エンクロージャ１１内に不均等な排気と不均等なチャンバ処理ガスの分布を生じさせる。本発明に従って、ポンピング板３０８がその周囲に均等な間隔をもつ複数のアパーチャー２９を有して、マニホールド２３の上に載置される。アパーチャー２９は約３０度の間隔で配置され、アパーチャー２９はギャップに隣接するマニホールド２３の各末端に間隔をもって配置されている。ポンピング板３０８に均等な間隔で配置されているアパーチャーは、使用済みのチャンバ処理物質の均等な排気を実現し、このことが基板２４上への成膜層の厚さを更に均一にする。
【００５８】
（結言）
本発明の以上の具体例は、基板上に更に均一な材料の成膜を生じさせる一方、同時に、処理中の粒子の発生を減少させる。処理中に基板に接触しているシャドーリングをなくすことにより、シャドーリングによって生じる基板のエッジのマスクされる部分をなしにすることで、基板からのダイの全収率が向上する。
【００５９】
更に、この装置は基板のエッジ及び下面への不要な成膜を実質的に減少させる。従って、このことは、基板に不適切に付着したエッジ／下面への不要な成膜を原因とする粒子汚染物を減少させる。
【００６０】
また、この改良されたＣＶＤチャンバの構造は、粒子の発生を減少させる。基板２４及び基板が受容されるヒータペデスタル１８の摩擦による付着が減少することにより、ヒータペデスタル１８上の基板２４の摩擦が減少する。
【００６１】
特定の詳細事項が本発明への使用のために記載されてきたが、当業者には、詳細事項及び本発明の特定の記載された要素の配置は、本発明の範囲から離れることなく変更されてもよいことが認識されるだろう。更に、本発明は熱ＣＶＤチャンバへの使用のために説明されてきたが、これらの要素はプラズマ成膜及びその他の基板処理操作への使用にも同じように適切である。
【００６２】
この明細書に記載される全ての出版物及び特許は、本発明がなされた時点での当業者の技術のレベルを示している。ここに記載される全ての出版物及び特許は、各出版物及び特許が特定的に及び各別に参照として包含されると同じ範囲で、参照としてここに包含される。
【００６３】
以上の発明は、例示及び理解の明確化の目的のため、ある詳細部分だけが記載されているが、独立クレームの範囲内で変更及び変形を行ってもよいことは自明である。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の基板処理装置及び方法によれば、シャドーリングを用いずに、半導体基板のエッジ又はその周囲に材料の成膜を制御するための方法及び装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）共に、基板のエッジにおける材料の非理想的及び理想的成膜を例示する、半導体基板の部分断面図である。
【図２】本発明の装置の断面図である。
【図３】本発明の装置の断面図である。
【図４】図２及び図３に示されたチャンバに配置されたヒータペデスタルの上面図である。
【図５】基板を受容するところを例示する、図４のヒータペデスタルの上面図である。
【図６】図５の６−６線に沿った、ペデスタルの上部分の部分断面図である。
【図７】基板エッジへの成膜防止の２つの構成を例示するヒータペデスタルの各大部分断面図である。
【図８】基板エッジへの成膜防止の２つの構成を例示する、別のヒータペデスタルの各大部分断面図である。
【符号の説明】
１…基板、２，３，４…層、５…エッジ、１０…ＣＶＤ処理反応器、１００…アパーチャー、１０２…移送リング、１０６ａ〜ｄ…支持リング、１１…スリットバルブ、１２…突起支持部、１２…外壁、１２６…シールリング、１２７…環状部、１３０…内腔、１３２…円柱シャフト、１３４…下球状部、１３６…円錐ヘッド、１３８…もみきり部、１４…カバー、１４０…基板ポジショニング組立体、１４２…ピン支持体、１４４…駆動材、１４５…ピン支持リング、１４６…ピン支持リング、１４９…円柱部、１５０…スリーブ部、１５１…放射支持体、１５３…位置決め壁面、１５４…フィンガ、１５５…支持リブ、１５６…ばね組立体、１５７…ギャップ、１５８…ハウジング、１５９…穴、１６…ベース、１６０…スロット、１６４…ばね、１７…上テーパー面、１７３…フランジ、１８…ペデスタル、１９…下テーパー面、２０…ステム、２１…中周囲部、２１８…マニホールド、２２…駆動システム、２２０…パージガスチャンネル、２２４…アラインメントピン、２２６…前部、２２８…テーパーサイド、２３…排気マニホールド、２３０…中心部、２３１…マウンティングタブ、２３４…アパーチャー、２４…基板、２５…支持ピン、２６…ポケット床面、２７…外側エッジ、２８０…基板受容ポケット、２８２…円形フープ、２８４…環状部分、２８６…パージガスの流れを示す矢印、２８８…成膜ガスの流れを示す矢印、２９…アパーチャー、３０…基板エッジ保護システム、３００…チャンバ排気システム、３０４…排気ポート、３０８…ポンピング板、３２…基板アラインメントシステム、３４…ヒータペデスタルポジショニング組立体、４０…ステム上端面、４２…ステム下端面、４３…カバープレート、４４…熱絞り部、４８…真空パイプ、４９…センサ、５０…内腔、５１…プラグ、５２…ガス管、５３…ハウジング、５６…熱電対、５９…ブラケット、６２，６４…コネクタ、７０…パージガス内腔、７５…交差内腔、７６…真空ポート、７７，７８…グルーブ、８１…支持スリーブ、８２…モータ及び減速ギア組立体、８３…下側管状部、８４…駆動ベルト、８５…突出し部、８６…連結及び親ねじ組立体、８７…ばね、８８…移送ハウジング、８９…支持フランじ、９０…リニアスライド、９１…支持リング、９３…位置決め突起、９４…幕、９５…リップ、９６…スリーブ、９７…ガスマニホールド、９８，９９…ベローズ。
【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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