(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜処理を行う処理チャンバと、前記処理チャンバ内で非成膜処理時には下降され、成膜処理時には上昇される基板支持体とを有する成膜装置において、前記基板支持体上に支持された基板の外周部分の成膜を抑制するマスク装置であって、
前記基板の前記外周部分の上方を覆うシャドウリングと、
非成膜処理時に前記シャドウリングを前記処理チャンバに対して一定の位置に配置する位置決め手段と、
を備え、成膜処理時に、前記シャドウリングは前記基板支持体に支持され該シャドウリング内周縁下面と前記基板上面との間に所定の間隙を有して前記基板に非接触に配置されることを特徴とする、マスク装置。
【請求項２】
前記位置決め手段は、前記処理チャンバ内に取り付けられ、非成膜処理時に前記シャドウリングを支持する３個の位置決め部材と、前記位置決め部材が嵌合されるよう前記シャドウリングに形成された嵌合部分とを備え、前記嵌合部分の側面の一部が前記位置決め部材の側面の一部と接するよう構成されている、請求項１に記載のマスク装置。
【請求項３】
前記位置決め部材及び前記嵌合部分は、前記基板支持体上で支持された基板の径方向外方に所定の距離をおいて配置されている、請求項２に記載のマスク装置。
【請求項４】
前記位置決め部材は円錐形の頭部を有するピンであり、前記嵌合部分は前記シャドウリングの径方向に延びる長穴であり、前記長穴の幅は前記ピンの前記頭部の最大外径よりも小さくされている、請求項２又は３に記載のマスク装置。
【請求項５】
成膜処理を行う処理チャンバと、
前記処理チャンバ内で非成膜処理時には下降され、成膜処理時には上昇される基板支持体と、
前記基板支持体上に支持された基板の外周部分の成膜を抑制すべく前記基板の前記外周部分の上方を覆うシャドウリングと、
非成膜処理時に前記シャドウリングを前記処理チャンバに対して一定の位置に配置する位置決め手段と、
を備え、成膜処理時に、前記シャドウリングは前記基板支持体に支持され該シャドウリング内周縁下面と前記基板上面との間に所定の間隙を有して前記基板に非接触に配置されることを特徴とする、成膜装置。
【請求項６】
前記位置決め手段は、前記処理チャンバ内に取り付けられ、非成膜処理時に前記シャドウリングを支持する３個の位置決め部材と、前記位置決め部材が嵌合されるよう前記シャドウリングに形成された嵌合部分とを備え、前記嵌合部分の側面の一部が前記位置決め部材の側面の一部と接するよう構成されている、請求項５に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記位置決め部材及び前記嵌合部分は、前記基板支持体上で支持された基板の径方向外方に所定の距離をおいて配置されている、請求項６に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記位置決め部材は円錐形の頭部を有するピンであり、前記嵌合部分は前記シャドウリングの径方向に延びる長穴であり、前記長穴の幅は前記ピンの前記頭部の最大外径よりも小さくされている、請求項６又は７に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記基板支持体の上方に、処理ガスを供給するためのガス分配プレートが設けられており、成膜処理時、前記基板支持体上の前記基板の外周部分に前記ガス分配プレートからの処理ガスが接するのを抑制するパージガスを流すよう、前記基板支持体に形成されたパージガス流路を備えている、化学気相堆積装置である請求項５〜８のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記シャドウリングは前記基板支持体に接し、もって該シャドウリングと前記基板支持体との間から前記チャンバ内へ前記パージガスが排出されないようにしている、請求項９に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相堆積）プロセスにおいて半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）等の基板の外周部分に成膜されない領域を形成する技術に関する。なお、本明細書ではこの技術をマスキングと称している。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造のＣＶＤ法を用いた成膜工程においては、様々な理由からウェハの外周部分に成膜されない領域を形成することが望まれている。例えば、ＣＶＤプロセスによりウェハ全面にアルミニウムやタングステン等の薄膜を形成した後、ウェハ表面の平坦化のためにＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学機械研磨）プロセスを行うと、ウェハの端面及び外周縁の面取り部分、いわゆるベベル部分の薄膜が剥離してパーティクルの発生源となる恐れがある。従って、ウェハの外周部分をマスキングすることが望ましい。これに対して、１枚のウェハから製品、すなわち半導体デバイスのチップを可能な限り多く取りたいという要請もある。かかる要請からは、マスキングする領域を極力小さくすること、具体的にはマスキング領域のマスク幅（端面からの径方向寸法）を約１．５ｍｍ以下とすることが望まれる。
【０００３】
従来のマスキング手段としては、シャドウリングをウェハの外周部分に載置して、接触部分の成膜を防止するというものがある。この手段で用いられるシャドウリングは、真空チャンバの内壁に設けられたアダプタリングの内側に単に嵌合されているのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のシャドウリングにおいては、アダプタリングに対して隙間をもって嵌合されるため、両者間に相対的な位置ずれが生ずることがある。このため、３ｍｍ以上のマスク幅には対応可能であるが、マスク幅が１．５ｍｍ以下となると、再現性が悪いという問題点があった。また、シャドウリングが半導体ウェハに接していると、形成される薄膜の膜質特性がシャドウリングとの境界部で不安定となるという問題もある。
【０００５】
ところで、図７に示すように、ウェハＷは、ブレード１と呼ばれる搬送用プレートに載せて搬送され、処理チャンバ内の基板支持体であるペディスタルの上面に移載される。従来一般のブレード１のウェハ載置部分２は凹部となっており、この凹部２の側面３は底面に対して直角となっている。このようなブレード１の凹部２内にウェハＷを置くためには、ウェハＷの寸法に誤差があることから、凹部２の側面３とウェハＷとの間に間隙を設けておく必要があった。この間隙によって生じ得るウェハＷとブレード１との間の位置ずれは極く僅かであり、ペディスタルに移載されたときも僅かな位置ずれが生じるが、これも微細なマスキングを困難とする要因となっていた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウェハのような基板に対して微細なマスキングを再現性よく行うことのできる手段を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、成膜処理を行う処理チャンバと、この処理チャンバ内で非成膜処理時には下降され、成膜処理時には上昇される基板支持体とを有する成膜装置において用いられる、基板支持体上に支持された基板の外周部分の成膜を抑制するマスク装置であって、前記基板の外周部分の上方を覆うためのシャドウリングと、非成膜処理時にシャドウリングを処理チャンバ内の所定の位置に配置する位置決め手段とを備えているマスク装置を特徴としている。位置決め手段としては、非成膜処理時にシャドウリングを支持する３個の位置決め部材と、位置決め部材が嵌合されるようシャドウリングに形成された嵌合部分とからなり、嵌合部分の側面の一部が位置決め部材の側面の一部と接するよう構成されているものが考えられる。
【０００８】
このように、本発明によるマスク装置のシャドウリングは、３つの位置決め部材に接触状態で嵌合される嵌合部分を有しているため、位置決め部材に対して一定の位置に配置される。この位置は、成膜処理時に基板支持体が上昇され、シャドウリングが基板支持体により持ち上げられ支持されても、高温、真空下におけるシャドウリングと基板支持体間の充分な摩擦によって維持される。また、シャドウリングが基板支持体により持ち上げられている時に、突発的な事故によりシャドウリングがずれた場合も、位置決め部材が嵌合部材に嵌合されているので、ずれ量は最小に制限され、基板支持体の下降により正規の位置に戻る。従って、シャドウリングは基板支持体上の基板に対して一定の位置に高精度に配置され、マスク幅が変動することがなくなる。
【０００９】
なお、位置決め部材は円錐形の頭部を有するピンとし、シャドウリングの嵌合部分をシャドウリングの径方向に延びる長穴とすることが、シャドウリングの熱膨張を補償することが可能となるので、好ましい。
【００１０】
また、位置決め部材及び嵌合部分は、こすれによるパーティクル発生が基板表面に及ぼさないように、且つ、基板支持体に加熱手段が設けられている場合には、その熱による副生成分の成長や高温による摩擦の増大を防止するために、基板支持体上で支持された基板の径方向外方に所定の距離をおいて配置されることが必要である。
【００１１】
更にまた、成膜処理時、シャドウリングが基板支持体上の基板から所定の間隙をもって配置されるよう構成されるのが有効である。この場合、シャドウリングの接触による膜質特性の劣化、及び基板間（wafer to wafer）の特性の不安定化を防止できる。
【００１２】
成膜装置がＣＶＤ装置であり、基板支持体の上方に、処理ガスを供給するためのガス分配プレートが設けられている場合には、シャドウリングの上面は、ガス分配プレートからの処理ガスを円滑に外方に流すように流線形をなすよう形成することが好適である。この場合、シャドウリングの内周部分の上面と、前記基板支持体の上面とのなす角度が４５度以下とすることが、より効果的である。
【００１３】
このように、処理ガスの流れを円滑化することで、成膜すべき部分の膜厚の一定化を図ることが可能となり、ひいては基板外周部の膜終端部を厚さ方向に急峻に立ち上げることができる。
【００１４】
また、成膜装置がＣＶＤ装置であり、基板支持体の上方に、処理ガスを供給するためのガス分配プレートが設けられている場合において、マスク装置は、成膜処理時、シャドウリングが基板支持体上の基板から所定の間隙をもって配置されるよう構成され、また、基板支持体上の基板の外周部分にガス分配プレートからの処理ガスが接するのを抑制するパージガスを流すよう、基板支持体に形成されたパージガス流路を備えていることを特徴としている。パージガスを流すことで、シャドウリングと基板との間の間隙から処理ガスが基板外周部に流入するのを防止し、マスキング効果を一層向上させることができる。
【００１５】
更に、基板を搬送するための搬送装置において、基板を受けて支持する凹部が形成されていると共に水平方向に移動されるブレードを設け、前記凹部の側面の一部が基板の外縁部を支持する傾斜面とし、この傾斜面により支持された基板の他側の部分が凹部の側面に当接するようにしたことを特徴としている。これにより、基板はブレードに対して常に一定の位置とされ、従ってこのような基板がブレードから基板支持体に移載されても基板支持体に対して一定の位置関係となる。これは、シャドウリングの位置決め効果と相まって、マスク幅を一定するものである。ブレードの材質は、従来のアルミ合金に対して熱膨張、熱変形の影響が本技術において無視できる程小さいアルミナ等のセラミックから選択されることが好適である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明が適用された成膜装置であるＣＶＤ装置の内部構成が示されている。このＣＶＤ装置は、処理チャンバ１０と、処理チャンバ１０内に配置された円板状のウェハ支持用ペディスタル（基板支持体）１２と、ペディスタル１２の上方に配置されたガス分配プレート１４とを備えている。図示のＣＶＤ装置のチャンバ構造は、具体的には、本願出願人であるアプライド・マテリアルズ・インコーポレイテッドから製造、販売されている商標「ＷＸＺチャンバ」を基本構造するものである。
【００１８】
ガス分配プレート１４は、中空のプレートであり、その下面には処理ガスを噴出するための噴出口１６が多数形成されている。従って、処理チャンバ１０外のガス供給源（図示しない）からこのガス分配プレート１４内に所定の処理ガスが供給されると、その処理ガスはガス分配プレート１４の噴出口１６からペディスタル１２上のウェハＷに向かって噴出されることとなる。
【００１９】
ペディスタル１２の上面にはウェハＷが載置され、ペディスタル１２上面に設けられた静電チャック或は真空吸着手段等の適当な保持手段によって保持されるようになっている。また、ペディスタル１２は、保持されたウェハＷを加熱するためのヒータとしても機能し、内部には加熱素子（図示しない）が設けられている。
【００２０】
このペディスタル１２は、処理チャンバ１０の底部を貫通して垂直方向に延びる支持脚１８の上端に設けられている。この支持脚１８は昇降機構（図示しない）により昇降可能となっており、これにより、ペディスタル１２は、ガス分配プレート１４の近傍の処理位置（図１に示す位置）と、ウェハＷの交換を行う非処理位置との間で昇降される。
【００２１】
また、ペディスタル１２の下側にはリフトプレート２０が配設されており、このリフトプレート２０は、処理チャンバ１０の底部を貫通する支持軸２２に接続されている。リフトプレート２０は、ペディスタル１２の貫通孔に垂下された複数本、図示実施形態では４本のリフトピン２４をペディスタル１２に対して相対的に押し上げることができるようになっている。
【００２２】
処理チャンバ１０の側壁には、ウェハＷを処理チャンバ１０内に搬入し或は処理チャンバ１０内から搬出するための開口２６が設けられており、この開口２６はバルブ（図示しない）により気密に閉じられるようになっている。
【００２３】
ウェハＷの搬入・搬出は、処理チャンバ１０の外部に設けられた周知のウェハ搬送装置により行われる。このウェハ搬送装置は、ウェハＷが載置されるブレード２８を水平方向に駆動する機構を備えており、ブレード２８に載置されたウェハＷを処理チャンバ１０の開口２６から出し入れすることができるよう構成されている。開口２６から挿入されたブレード２８は、非処理位置に下げられたペディスタル１２の上面よりも上方の位置に達する。従って、ペディスタル１２及びリフトピン２４を下げた状態で、ブレード２８にウェハＷを載せて開口２６から処理チャンバ１０内に挿入し、次いでリフトピン２４を上昇させると、ウェハＷはリフトピン２４上に移載される。そして、ブレード２８を処理チャンバ１０から引き抜くと共に、リフトピン２４を下げると、ウェハＷはペディスタル１２の上面に置かれる。この逆の手順で操作することにより、ペディスタル１２上のウェハＷをブレード２８上に載せ変えることが可能となる。
【００２４】
ここで、図２を参照する。図２は、本発明に従って構成されたブレード２８の構成を示している。ブレード２８は、その先端部及び末端部に円弧状の隆起部３０，３２が形成されており、これらの隆起部３０，３２の間がウェハＷを受け入れるための凹部となっている。末端側の隆起部３２の側面３４は傾斜面となっている。この傾斜面３４は、ウェハＷを凹部に配置した場合、ウェハＷの外周下縁の一部を支持する。従って、ウェハＷの端面の他側の部分は先端側の隆起部３０の側面に押し付けられた状態で支持される。この結果、ブレード２８に多少の振動が生じても、或は、ウェハＷの径に製造誤差があっても、ウェハＷの外周縁の少なくとも一部（先端側隆起部３０の側面に接する部分）はブレード２８に対して常に一定の位置に置かれることとなる。従って、ウェハＷは、このようなブレード２８からペディスタル１２上に移載された時も、先端側隆起部３０との接触部分を基準として高精度にペディスタル上面の所定のウェハ支持エリアに配置されることとなる。
【００２５】
なお、ブレード２８は熱膨張や熱変形の極めて少ないセラミック、好ましくはアルミナから構成し、帯電を防止するために炭化ケイ素をコーティングしたものが好ましい。また、少なくともウェハと接触する部分は、こすれによるパーティクル発生を防止するために、鏡面仕上げが施されていることが好適である。図２において、符号３５は、センサ検出のための切欠き部分である。更に、ウェハＷをペディスタル１２上に載せ変える時に、万が一ウェハＷが位置ずれした場合、その位置を修正するために、バンパと呼ばれる略扇形の小片を複数個、ペディタスル１２の外周部に周方向等間隔に設けておくことが好ましい（図３の符号５１を参照）。このバンパ５１の内側縁部には、ウェハＷが位置ずれを生じた場合に当該ウェハＷをペディスタル１２上の所定の位置に落とし込むよう、テーパが形成されている。
【００２６】
図１及び図３に示すように、ペディスタル１２の外周部分には、環状のパージガス流路３６が形成されている。このパージガス流路３６の上端は、ウェハ支持エリアの外周で開放されている。また、パージガス流路３６は、ペディスタル１２の内部で放射状に延びる複数本の放射パージガス流路３８と連通しており、更にこの放射パージガス流路３８は支持脚１８内のパージガスチューブ４０を介して外部のパージガス供給源（図示しない）に接続されている。パージガス供給源からパージガスを供給すると、そのパージガスはパージガスチューブ４０、放射パージガス流路３８、パージガス流路３６を経て均等に分配され、ペディスタル１２上に配置されたウェハＷの外周部分に均等に吹き付けられる。このパージガスにより、処理ガスはウェハＷの外周部分に到達し難くなり、ウェハＷの外周部分での成膜が抑制されることとなる。
【００２７】
処理チャンバ１０の側壁の上部内壁面には、内方に突出する棚部４２が形成されており、その上には円形且つ環状のアダプタリング４４が取り付けられている。アダプタリング４４は、処理位置のペディスタル１２を囲むように配置されている。図４にも示すように、アダプタリング４４には３本の位置決め用のピン４６が垂直に取り付けられている。これらのピン４６は同一形状であり、ペディスタル１２の中心、より詳細にはウェハ支持エリアの中心Ｃから同一の距離をもって配置され、且つ、周方向において互いに等間隔に、すなわち１２０度の間隔で配置されている。ピン４６の頭部４７は切頭円錐形をなしている。
【００２８】
アダプタリング４４上には、ウェハＷの外周部分をマスキングするための円形且つ環状のシャドウリング４８が配置されている。シャドウリング４８の内径はウェハＷの外径よりも小さく、その差は所望のマスク幅とほぼ一致している。また、シャドウリング４８の外周縁には径方向外方に突出する突出部４９が一体的に設けられている。この突出部４９は、周方向に等間隔に３箇所設けられている。突出部４９の先端は、概ね、アダプタリング４４の外周縁まで達している。
【００２９】
このようなシャドウリング４８の各突出部４９には、径方向に延びる長穴５０が形成されている。長穴５０は周方向において互いに等間隔（１２０度間隔）に配置されている。各長穴５０の幅は、ピン頭部４７の所定高さ位置での外径と等しい大きさとされている。また、各長穴５０は、アダプタリング４４上の対応のピン頭部４７を嵌合できる位置に形成されている。従って、各長穴５０に対応のピン頭部４７が嵌合するようにシャドウリング４８を置くと、ピン頭部４７の側面と長穴５０の径方向側面の下縁とが接してシャドウリング４８の水平方向の動きを拘束する。長穴５０及びピン４６はそれぞれ１２０度間隔であるので、シャドウリング４８は、３本のピン４６が画す三角形の重心Ｃと同軸に配置され、ひいてはペディスタル１２と同軸に配置される。
【００３０】
なお、長穴５０とピン４６とは、ペディスタルの外周縁よりも充分に離れた位置に配置されているので、長穴５０とピン４６の接触やこすれにより発生され得るパーティクルがウェハＷの表面に影響を与えることはない。また、ペディスタル１２内の加熱素子から発生される熱による副生成分がこれらの長穴５０やピン４６で成長したり、高温により摩擦が増大したりすることもない。
【００３１】
ペディスタル１２が非処理位置に下がっている状態では、シャドウリング４８はピン４６の頭部４７に接した状態となっているが、成膜処理時、ペディスタル１２がウェハＷを載せた状態で処理位置まで上昇されると、ペディスタル１２の最外周部分がシャドウリング４８の下面を押し上げて、シャドウリング４８はペディスタル１２により支持される。この際、ペディスタル１２は正確に垂直方向に上昇するため、シャドウリング４８の水平方向の位置は変動せず、ペディスタル１２に対する同軸状態は維持される。前述したように、ウェハ搬送装置の特殊形状のブレード２８により、ウェハＷはペディスタル１２の上面の所定位置に高精度に配置されるため、シャドウリング４８は、ペディスタル１２により支持された後も、ペディスタル１２上のウェハＷに対して一定の位置関係となり、シャドウリング４８により覆われるウェハＷの部分も所望の幅ｄで保たれる。
【００３２】
また、シャドウリング４８がペディスタル１２により支持されている際、長穴５０内にピン４６の頭部４７の一部が挿入された状態に保たれる。特に、図示実施形態では、ピン頭部４７上には上方に延びる延長部分４７´が一体的に設けられているので、ピン４６が長穴５０から抜けることはない。従って、この状態で何等かの突発的な事故によりシャドウリング４８が位置ずれを起こしても、シャブトリング４８の最大ずれ量はピン頭部４７と長穴５０の内面との間の隙間分だけとなる。そして、この位置ずれも、ペディスタル１２を下げてシャフドリング４８をピン頭部４７で再度支持させることにより、正規の位置に修正される。
【００３３】
図３に明示するように、シャドウリング４８は、ペディスタル１２により支持されている状態において、ウェハＷに対して非接触状態に配置され、シャドウリング４８の内周縁下面と半導体ウェハの上面との間に適当な間隙ｔが形成されている。この間隙ｔはパージガス流路３６からのパージガスの出口となるものである。但し、この間隙ｔが過度に大きいと、パージガスの流速が低下して、マスキング効果が低減する。一方、間隙ｔが小さすぎると、パージガスの流速が増し、シャドウリング４８の内周縁に隣接する部分の膜が乱される。このため、ウェハＷとシャドウリング４８の内周縁との間の間隙ｔは、種々の条件から適当な大きさに定める必要がある。この間隙ｔの大きさを定める方法については後述する。
【００３４】
また、シャドウリング４８とペディスタル１２の最外周部分との接触により、パージガスはシャドウリング４８とウェハＷの端面との間のみを通ってチャンバ１０内に排出され、シャドウリング４８とペディスタル１２との間からは排出されない。これにより、最小限のパージガスで最大限のマスキング効果が得られる。パージガスの流量を低減することは、成膜の均一性に有効に作用する。
【００３５】
シャドウリング４８の厚さ（ウェハＷの表面からの高さ）は可能な限り薄くされており、表面はいわゆる流線形に形成されている。更に、シャドウリング４８の内周縁部の上面の角度θはウェハＷの表面に対して４５度以下、好ましくは４０度以下とされている。これは、ガス分配プレート１４からウェハＷ上に吹き付けられた処理ガスを円滑に径方向外方に導き、処理ガスがウェハＷ上に滞るのを防止するためである（図３の中抜き矢印を参照）。この形状は特に供給律速領域での成膜モードに有効である。供給律速領域の成膜モードは、配線膜等のためにウェハ全面に成膜するモードであり、処理ガスをウェハ全面に均一に分配することが重要となるからである。勿論、処理ガスよりも温度が問題となる反応律速領域による成膜モードにも、このシャドウリング４８は適応する。
【００３６】
ここで、上記構成のマスク装置４４，４６，４８を有するＣＶＤ装置及びウェハ搬送装置を用いて８インチ径のシリコンウェハＷにタングステン膜を実際に成膜した実験結果について述べる。
【００３７】
この実験では、次プロセスとしてＣＭＰプロセスが行われることを想定し、ウェハ端面（図５及び図６の符号Ｄで示すベベル部）に成膜しないこと（第１条件）、端面から径方向３ｍｍの位置（図６の一点鎖線で示す位置）で膜厚が中心部の膜厚の９０％以上であること（第２条件）、端面から径方向５ｍｍの位置（図６の二点鎖線で示す位置）での膜厚の均一性が±５．０％以下であること（第３条件）、を満たすことを目標とした。また、この実験では、図６に示すように、外周部にノッチ５２が形成されているウェハＷを使用した。このノッチ５２の深さは約１．３ｍｍであり、このノッチ５２の隣接部分（約０．２ｍｍ幅）にも成膜がされないことも条件とした。なお、ウェハＷには、図５に示す如く、タングステン膜５４の下地膜としてチタン膜５６、窒化チタン膜５８が形成されているものとする。
【００３８】
タングステン膜５４の成膜自体は従来から知られている方法で行われた。すなわち、ウェハ搬送装置のブレード２８によりウェハＷを処理チャンバ１０内に搬入し、ペディスタル１２上の所定のウェハ支持エリアに移載した後、処理チャンバ１０内を所定の真空度に減圧した。その後、処理ガスとしてタングステンヘキサフルオライド（ＷＦ6）及びシラン（ＳｉＨ4）をガス供給源からガス分配プレート１４を経て、処理チャンバ１０内に導入した。そして、ペディスタル１２を加熱して熱化学反応によりブランケットタングステン膜５４を形成した。
【００３９】
まず、シャドウリング４８として、ウェハＷの外周部分との重なり合う部分の径方向寸法ｄが１．０ｍｍとなり、ウェハＷとの間隙ｔが０．６ｍｍとなるものを用いた。この場合、ベベル部Ｄに成膜しないという第１条件を満たすためには、パージガスの総流量が３０００ｓｃｃｍ以上とすることが必要であった。そして、パージガスの総流量を３０００ｓｃｃｍとして成膜を行った結果、形成されたタングステン膜５４の膜際が著しくパージガスの影響を受け、端面から３ｍｍの位置での膜厚が中央部の膜厚の９０％未満となっていた。
【００４０】
次に、ウェハＷの外周部分との重なり合う部分の径方向寸法ｄが１．０ｍｍで、ウェハＷとの間隙ｔが０．３ｍｍとなるシャドウリング４８を用いた。この場合、ノッチ５２の一部がシャドウリング４８で覆われていないため、ノッチ５２から漏出するパージガスの流速が大きくなり、ノッチ５２の隣接部分での成膜状態が悪化する結果となった。
【００４１】
更に、ウェハＷの外周部分との重なり合う部分の径方向寸法ｄが１．５ｍｍ、ウェハＷとの間隙ｔが０．３ｍｍとなるシャドウリング４８を用いた。この場合、ノッチ５２はシャドウリング４８で完全に覆われる。また、ベベル部Ｄに成膜しないためには、パージガスの総流量は１２００ｓｃｃｍですんだ。そして、得られたタングステン膜５４は、第２及び第３条件も満たし、更に、シャドウリング４８はウェハＷに対して非接触であるので、タングステン膜５４の膜際特性も良好であった。
【００４２】
この結果から、マスキングを伴う成膜の条件を定めるに当たっては、ウェハＷとシャドウリング４８との間の間隙ｔ、重なり合う部分の径方向寸法ｄ、パージガスの流量を調整することで、最適な成膜条件を見いだすことが可能となることが判った。この知見に基づき、ウェハＷにオリエンテーションフラットがある場合も成膜及びマスキングの最適化を図ることができることも、当業者ならば理解されよう。
【００４３】
また、上記実験をそれぞれ複数枚のウェハについて行ったが、いずれの場合もほぼ同等の結果が得られた。これは、ブレード２８によるウェハの位置合わせが高精度であること、及びシャドウリング４８がペディスタル１２に対して常に一定の位置に置かれることによるものと考えられる。
【００４４】
ところで、本発明はＣＭＰプロセスが後に行われる場合のマスキングのみならず、近年運用化が進んでいるロングスロースパッタリング（Long Throw Sputtering）に対しての利用も可能である。
【００４５】
ロングスロースパッタリングは、ウェハの表面とターゲットとの距離を長くし、より多くの垂直成分をウェハに堆積させることで埋め込み性の向上を図るＰＶＤ技術である。この技術によりウェハの全面に成膜されたチタン膜５６／窒化チタン膜５８では、図５に示すように、ウェハＷのベベル部において窒化チタン膜５８がチタン膜５６を被覆しきれずに一部のチタン膜５６が露出することがある。チタンとタングステンとの密着性は悪いため、この露出チタン部分にタングステンを成膜することは不可能といえる。この場合、タングステン膜５４の成膜後、エッチバックすると、窒化チタン膜５８の表面荒れ等の不具合が生じる懸念がある。
【００４６】
このような場合に、本発明を適用し、タングステン成膜時にマスク幅Ｄを微細にすることで、窒化チタン膜５８の露出部分を最小限に抑え、且つ、チタン膜５６上への成膜を回避することが、有効となる。このことは、本発明によるシャドウリング４８及びブレード２８がマスク幅を微細にでき且つ任意に設定できることから可能となるものである。
【００４７】
なお、上記実施形態において本発明によるブレード２８をＣＶＤ装置との関連で用いることとしているが、ＰＶＤ装置におけるウェハ搬送装置のブレードとしても有効に利用することができる。
【００４８】
また、上記実施形態では、切頭円錐形頭部４７を有するピン４６をアダプタリング４４上に取り付けているが、処理チャンバ１０の壁面に直接取り付けてもよい。また、ピン４６をシャドウリング４８に取り付け、長穴５０若しくはＶ型の溝をアダプタリング４４に形成する形を採っても、同様な効果が得られる。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、シャドウリングをペディスタル等の基板支持体に対して常に一定の位置関係で配置することができるので、マスク幅が一定に維持される。従って、シャドウリングの位置ずれによるマスク幅の精度低下はなく、０．５〜１．５ｍｍの微細なマスク幅も得ることができる。
【００５０】
また、搬送装置のブレードも上述の如く基板の位置合わせの精度向上に寄与し、これによっても微細なマスク幅を得ることが可能となっている。
【００５１】
更に、シャドウリングの形状及びパージガスとの相互作用により、処理ガスの基板外周部分への到達を制御することができ、マスキング及び成膜の最適化を容易に図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたＣＶＤ装置の概略図である。
【図２】（Ａ）は本発明による搬送装置のブレードを示す平面図であり、（Ｂ）はその断面図である。
【図３】本発明によるマスク装置の構成要素を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明によるマスク装置を示す平面図である。
【図５】ウェハ上での成膜状態を概略的に示す断面部分図である。
【図６】ノッチ付きのウェハと成膜状態を概略的に示す平面部分図である。
【図７】（Ａ）は従来のブレードを示す平面図であり、（Ｂ）はその断面図である。
【符号の説明】
１０…処理チャンバ、１２…ペディスタル（基板支持体）、１４…ガス分配プレート、２８…搬送装置のブレード、３０，３２…隆起部、３４…側面（傾斜面）、３６…パージガス流路、４４…アダプタリング、４６…ピン、４７…切頭円錐形の頭部（位置決め手段）、４８…シャドウリング、５０…長穴（位置決め手段）、５２…ノッチ、Ｄ…マスク幅、Ｗ…ウェハ（基板）。
【図１】
0003796005.tif 000002
【図２】
0003796005.tif 000003
【図３】
0003796005.tif 000004
【図４】
0003796005.tif 000005
【図５】
0003796005.tif 000006
【図６】
0003796005.tif 000007
【図７】
0003796005.tif 000008