JP2000299315A - パージリングを有するウェハペデスタル - Google Patents

パージリングを有するウェハペデスタル

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 不所望の堆積物を減らし、微粒子汚染を改善
する。 【解決手段】 ウェハペデスタルは、ウェハペデスタル
の周縁部を取り囲むパージリングを有する。パージリン
グは、ウェハペデスタルの周縁部に近接して複数の通路
を備え、パージガスが周縁部に向けられるようにする。
さらに、パージリングは、パージリングを取り囲むエッ
ジリング組立体と協働する。パージリングとエッジリン
グ組立体とにより、２つのパージガス流のパターンがで
き、そのため、ウェハペデスタル上の不所望の堆積物の
蓄積を著しく減少する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本出願には、本出願と同時に
出願され本出願人に譲受けられた「低温での窒化チタン
の金属有機化学真空蒸着法」という題の米国特許出願第
＿＿号（代理人事件番号761 Ｐ10）と共通の対象が含
まれる。この出願をここに参照する。本発明は、半導体
ウェハ処理システム内でウェハを支持するウェハペデス
タルに関し、より詳しくは、本発明は、パージガスをペ
デスタルの周辺に向けるパージリングを有するウェハペ
デスタルに関する。
【０００２】
【従来の技術】窒化チタン（ＴｉＮ）薄膜は、集積回路
の製作で、特にデバイスの用途で、バリヤー又はコンタ
クト層として広く使用されている。ＴｉＮ薄膜は、テト
ラキス（ジアルキルアミノ）チタン即ちＴｉ（ＮＲ2）
４等の先駆物質を使用して金属有機化学真空蒸着（ＭＯ
ＣＶＤ）により形成してもよい（Ｒはアルキル基）。例
えば、1993年9月21日に発行された米国特許第5,264,881
号は、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン即ちＴＤＭ
ＡＴを熱分解し、活性化した核種と組合せ、温度200〜6
00℃、圧力約0.1〜100トールでＴｉＮを蒸着することを
開示する。他の1996年11月29日に発行された米国特許第
5,576,071号（'071特許）は、これと似た窒素等の反応
キャリヤガスの存在下で、圧力0.1〜10トール、温度200
〜700℃の範囲でのＴｉＮ蒸着プロセスを開示する。
【０００３】蒸着パラメータの選択は、主に蒸着した薄
膜の所望の特性によるが、ウェハ基体上に既に存在する
他の材料との適合性の必要によっても制限される。例え
ば、0.25μｍのデバイスの用途では、金属相互接続のキ
ャパシタンスは、信号の遅れにかなり寄与する。金属相
互接続間の速度とクロストークの両方の要求を満たすた
め、絶縁体は誘電率の低い材料（即ち、κが3.8より小
さい低誘電率材料）で出来ているのが好ましい。しか
し、現在の低誘電率材料は、色々の種類のフッ素化した
有機と無機化合物が含まれるが、約400℃までしか安定
でない。従って、ＴｉＮ蒸着を含む後部プロセスは、比
較的低温で行い、低誘電性材料との適合性を保証し、デ
バイスの特性への悪影響を避ける必要がある。
【０００４】プロセスパラメータの賢明な選択と制御の
ほかに、実行可能な製造する価値のあるプロセスは、微
粒子の汚染を制御し、装置のダウンタイムを最小限に
し、メンテナンスを容易にする必要がある。窒化チタン
薄膜蒸着等の蒸着プロセスでは、処理チャンバの内面上
又はチャンバ内の他の構成要素上に幾らか堆積物が形成
されるのは避けられない。これらの堆積物は、ウェハの
処理又は移送中に、剥がれ落ちウェハ上に積もる。この
ような汚染は、製作した半導体デバイスの歩留まりと信
頼性の両方に悪影響を与える。蒸着後プラズマアニーリ
ング中にウェハヒーターがバイアスをかけられるとき、
ヒーター表面上に薄膜堆積物が形成されていると、薄膜
堆積物から例えばチャンバ壁面に微小なアークが生じ
る。このようなアークにより、チャンバ環境に汚染物を
導入される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】それゆえ、低温ＴｉＮ
薄膜蒸着装置の技術で、不所望の堆積物を最小限にし、
微粒子汚染の制御を改善し、装置のメンテナンスを容易
にする必要性がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】従来技術の欠点は、本発
明のパージガスをペデスタルの周辺に向けるパージリン
グを有するウェハ支持ペデスタルにより解決される。特
に本発明は、周縁部を有するウェハ支持ペデスタルであ
り、ウェハ支持ペデスタルの周縁部の周りにパージリン
グが配置されている。パージリングの内辺部には、複数
の開口部が配置される。このように、複数の開口部が、
ウェハ支持ペデスタルの周縁部に近接して位置する。開
口部を通ってパージガスを方向付けることにより、パー
ジリングは、ペデスタルの縁部の周りにパージガスの連
続的な流れを提供することにより、ウェハ支持ペデスタ
ルの縁部に蓄積する堆積物を減少させる。薄膜の堆積を
促進するため処理ガスの熱分解を必要とする用途では、
一般にペデスタルは抵抗性のヒーター要素を備える。こ
のように、ペデスタルとヒーター要素とパージリングと
の組合せは、パージヒーターとして知られている。
【０００７】ペデスタルとパージリングを処理ガスから
シールドするため、パージリングの外辺部の周りに着脱
可能なエッジリング組立体も設けられる。最も低温の部
分（即ち、外辺部）のみでパージリングに接触すること
により、エッジリング組立体は、比較的低温に保持する
ことが出来、エッジリング組立体上の堆積物を最小限に
出来る。窒化チタン（ＴｉＮ）薄膜蒸着の間、パージヒ
ーターとエッジリング組立体との周りに、２つのパージ
ガス流が形成される。Ｎ2等の「エッジパージ」ガス
が、パージリングの開口部を通ってウェハ支持ペデスタ
ルの周縁部へ流速約1500ｓｃｃｍで方向付けられ、ペデ
スタルの周りの不所望の堆積物を最小限にする。「ボト
ムパージ」ガスは、エッジリング組立体の底部の周りに
流速約1000ｓｃｃｍでＮ2を流すことにより形成され、
エッジリングの構成要素上の堆積物を最小限にする。こ
の２つのパージガス流により、パージヒーターの周りに
堆積物が蓄積することにより起こる微小アークの問題が
なくなり、処理するウェハ上の微粒子汚染を減少させ
る。
【０００８】エッジパージガス流は、パージヒーター上
の不所望の堆積物を防止するのに有効で、パージヒータ
ーは本質的にメンテナンスが不用になる。このように、
ペデスタルとパージリングは、メンテナンスが殆ど不要
で、堆積物が蓄積するとエッジリングは容易に取り替え
ることが出来る。着脱可能なエッジリング組立体によ
り、周期的なメンテナンスが容易になり、装置のダウン
タイムが著しく減少する。
【０００９】
【発明の実施の形態及び実施例】本発明の教示は、添付
図面を参照して次の発明の詳細な説明を読めば分かるで
あろう。容易に理解できるように、可能なところでは、
各図に共通の同一の要素を示すのに、同一の参照番号を
使用した。
【００１０】図１は、本発明の半導体ウェハ処理システ
ム10の概略図である。このシステム10は、一般に処理チ
ャンバ100と、ガスパネル30と、制御ユニット20と、電
源、真空ポンプ等の他のハードウェア構成要素とを備え
る。本発明に使用するシステム10の詳細は、本出願人が
譲受けた「窒化チタンの化学真空蒸着に有用な反応器」
という題の1998年2月13日に出願された米国特許出願第0
9／023,852号に記載されていて、この出願をここに参照
する。このシステム10の顕著な特徴を以下に述べる。
【００１１】処理チャンバ100は、一般に半導体ウェハ1
90等の基板を支持するのに使用されるウェハ支持ペデス
タル150を備える。このペデスタル150は、一般に変位機
構（図示せず）を使用してチャンバ100内で垂直方向に
移動することが出来る。特定のプロセスによって、ウェ
ハ190は処理前にある所望の温度まで加熱する必要があ
る。本発明では、ウェハ支持ペデスタル150は、組込ま
れたヒーター要素170により加熱される。例えば、ペデ
スタル150は、ＡＣ電源16からヒーター要素170へ電流を
流すことにより、抵抗により加熱しても良い。次に、ウ
ェハがペデスタル150により加熱される。熱電対等の温
度センサー172もウェハ支持ペデスタル150に組込まれ、
通常の方法でペデスタル150の温度をモニターする。例
えば、測定した温度をフィードバックループに使用し
て、ヒーター電源16の出力電流を制御し、ウェハ温度を
特定のプロセスの用途に適した所望の温度に維持又は制
御するようにしても良い。
【００１２】真空ポンプ12を使用して、処理チャンバ10
0を真空引きし、チャンバ100内に適当なガス流と圧力を
保持する。シャワーヘッド120がウェハ支持ペデスタル1
50上に配置され、ここを通して処理ガスがチャンバ100
内に導入される。このシャワーヘッド120は、ガスパネ
ル30に接続され、このガスパネルは処理手順の異なるス
テップで使用する色々のガスを制御して供給する。本発
明のこの実施例では、テトラキス−ジメチルアミノ−チ
タン（ＴＤＭＡＴ）等の金属有機化合物の熱分解によ
り、ＴｉＮ薄膜蒸着が行われる。ＴＤＭＡＴは室温で液
体なので、アンプル又はバブラー（図示せず）に入れた
サンプルを通して、ヘリウム等のキャリヤガスを泡立た
せることにより処理チャンバ100に導入される。又は、
直接液体噴射システムを使用して、ＴＤＭＡＴ蒸気をチ
ャンバ100内に導入しても良い。
【００１３】バブラーを使用してサンプルの送りを促進
するため、バブラーの温度を約50℃に保持し、ＴＤＭＡ
Ｔ蒸気圧を約0.6トールより大きくする。質量流量制御
器（図示せず）とコンピュータ等の制御ユニット20を使
用して、ガスパネル30を通るガス流を適当に制御し規制
する。シャワーヘッド120により、ガスパネル30からの
処理ガスが均一に分配されチャンバ100内に導入され
る。例として、制御ユニット20は、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）22と、支援回路24と、関連する制御ソフトウェア32
を含むメモリー26とを備える。この制御ユニット20は、
ウェハの移送、ガス流制御、温度制御、チャンバの真空
排気等、ウェハの処理に必要な入り色のステップの自動
制御を行う。制御ユニット20とシステム10の色々の構成
要素との間の双方向性通信は、全体を信号バス28として
示す多数の信号ケーブル（その幾つかを図1に示す）を
通って処理される。
【００１４】ウェハ190等の基板は、シャワーヘッド120
の下に近接して配置され、真空チャッキングによりペデ
スタル150上に保持される。ウェハ190の後面即ち裏面19
2は、真空ライン160に結合される。この真空ライン160
により、ウェハ190の裏面192の真空排気が出来、ウェハ
190の前面191と後面192の間に圧力差を作る。この全体
の前面圧力がウェハ190をペデスタル150上の位置に保持
するのを助ける。３方向バルブ162が、真空ライン160に
設けられ、ペデスタル150の表面を真空ポンプ14とガス
供給源15とに接続する。特定の用途によって、このバル
ブ162を制御して、必要によりオプションとして、ウェ
ハ後面192とペデスタル150表面との間に後方ガスを導入
することが出来る。制御ユニット20は、バルブ162と、
真空ポンプ14と、後方ガス供給源15とを制御することに
より、適当な後方ガス流と圧力を維持する。もちろん、
静電チャック、機械的クランプ、重力等のウェハ190を
保持する他の方法を使用することも出来る。この特定の
実施例では、真空チャッキングと後方ガスの使用によ
り、加熱されたペデスタル150とウェハ190の間の熱伝導
が改善される。その結果、薄膜蒸着処理の間、加熱され
たペデスタル150によりウェハ190は比較的一定の温度に
保持される。
【００１５】本発明に使用する加熱したペデスタル150
は、アルミニウムで出来ていて、ペデスタル150のウェ
ハ支持表面151の下に加熱要素170を備える。加熱要素17
0は、ニッケルクロム線で、Incoloy鎧装チューブに封入
されている。ヒーター電源16から加熱要素170への電流
出力を適当に調節することにより、薄膜蒸着の間、ウェ
ハ190とペデスタル150を比較的一定の温度に保持するこ
とが出来る。これはフィードバック制御ループにより行
われ、ペデスタル150の温度は、ペデスタル150に組込ま
れた熱電対172により連続的にモニターされる。この情
報は、信号バス28経由で制御ユニット20に送られ、制御
ユニットはヒーター電源16に必要な信号を送ることで応
答する。次に、ヒーター電源16の電流出力が調節され、
ペデスタル150を所望の温度、即ち特定の処理用途に適
当な温度に保持し制御するようにする。処理ガス混合物
が、シャワーヘッド120を出るとき、加熱されたウェハ1
90の近くの反応ゾーン106で、ＴＤＭＡＴの熱分解が起
こり、その結果ウェハの前面191上にＴｉＮ薄膜が蒸着
される。
【００１６】図２ａは、パージリング280を取付けたペ
デスタル150の斜視図である。好適な実施例では、パー
ジリング280はペデスタル150に溶接され、全体の組立
体、即ちペデスタルとヒーター要素とパージリングと
は、パージヒーター180といわれる。ペデスタル150の支
持表面151上に多数の溝159が設けられ、真空チャッキン
グと、ウェハの下側全体への後方ガスの分配を容易に出
来るようにする。パージリング280はほぼ環状形状で、
３つのスロット286が内辺部280Ｐ1と外辺部280Ｐ2の中
間に配置される。パージリング280の内辺部280Ｐ1の近
くに、多数の小さい孔285が設けられる。これらの孔285
はパージ孔とも呼ばれ、ペデスタル150の周りにパージ
ガスの流れが形成されるようにする。この「エッジパー
ジ」により、ペデスタル150の周縁部上と、ウェハの下
側縁部に不所望の堆積物が形成されるのを最小限にする
ことにより、微小アークが防止される。
【００１７】図２ｂは、処理チャンバ100の内側の一部
の断面図である。ペデスタル150はチャンバ本体110の内
側に囲まれ、シャワーヘッド120の下方に配置され、こ
のシャワーヘッドは処理ガスを供給しウェハ190上に均
一に分配する。シャワーヘッド120の外側124の周りに、
ふたアイソレータ126が配置され、シャワーヘッド120
（クリーニングと蒸着後のアニーリング処理中ＲＦ駆動
される）を接地されているチャンバ本体110とふたプレ
ート（図示せず）から絶縁する。図２ｂに示すように、
エッジリング組立体200がパージリング280上にあり、パ
ージリングは、ペデスタル150の周りに配置されてい
る。エッジリング組立体200とチャンバ本体110の間に、
色々のチャンバの構成要素が配置される。これらには、
次のものが含まれる。1）プラズマがポンプ引きチャン
ネルに入らないように制限する内側シールド111。2）内
側シールド111をチャンバ本体110から電気的に絶縁する
チャンバ挿入物112。3）チャンバ本体110の内壁101を不
所望の堆積物から保護する外側シールド113。
【００１８】ペデスタル150は、ほぼ円形形状で、ヒー
ター要素170が組込まれ、それがペデスタル150を所望の
温度の保持する。ウェハ190は、ペデスタル150のウェハ
支持表面151上に配置され、ウェハ処理中比較的一定温
度に保持される。ペデスタル150はステップ状構造を有
し、ペデスタル150の頂部部分150Ｔは中間部分150Ｍよ
り円周が小さく、中間部分は底部部分150Ｂより円周が
小さい。ペデスタル150の内側に合計８つの水平チャン
ネル156が設けられ、ペデスタル150の頂部150Ｔ近くの
円周の垂直縁部181に沿ってパージガスが流れるように
導入する。図２ｃに示すように、これらのチャンネル15
6は、ペデスタル150の中心から、半径方向外側に開口部
155へ延びる。ペデスタル150のウェハ支持表面151上
に、他のチャンネル159が設けられ、ウェハ190を真空チ
ャッキングするのに使用される。これらのチャンネル15
9は、ペデスタル150のシャフト164の内側に位置する真
空ライン160に接続される。
【００１９】パージリング280は、アルミニウムで出来
ていて、パージガスの流れをペデスタル150の頂部部分1
50Ｔに位置する垂直縁部181の周りに方向付けるように
設計されている。パージリング280は、位置Ｗ１とＷ２
の位置で加熱したペデスタル150に溶接され、一体のユ
ニットを形成し、これはパージヒーター180といわれ
る。パージリング280の内側部分283上に多数の等間隔の
小さい孔285が設けられ、パージガス流をペデスタル150
の垂直縁部181に沿って方向付ける。ペデスタル150の中
央部分150Ｍとパージリング280との間に、チャンネル18
6が形成される。このチャンネル186は、開口部155を、
ペデスタル150の頂部部分150Ｔとパージリング280との
間に形成される空間184に接続する。
【００２０】３部品のエッジリング組立体200が、ペデ
スタル150の外辺部150Ｐの周り全体に配置される。図２
ｂと２ｃに示すように、エッジリング組立体200は、パ
ージリング280の上に位置し、ペデスタル150のフランジ
154の周りに適合し、そこから間隔をおいている。エッ
ジリング組立体200は、頂部リング240と、中間リング23
0と、底部リング220とを備える。頂部リング240は、環
状アルミニウム片で、断面はほぼ逆Ｌ字形である。頂部
リング240の水平部分250は、中間リング230の上面236上
に位置し、頂部リング240の垂直部分260は、パージリン
グ280とペデスタル150に隣接し近接して下方へ延びる。
中間リング230は、ほぼ平らな環状片で、頂部リング240
と底部リング220との間に適合する。底部リング220も、
ほぼ平らな環状形状で、その内側部分223は、パージリ
ング280の内側部分283と相補的な形状である。中間リン
グ230と底部リング220とは、３１６グレードのステンレ
ス鋼等の比較的熱伝導率が低い材料で出来ている。その
結果、頂部リング240は中位の温度に保持される。
【００２１】頂部リング240と中間リング230と底部リン
グ220とは、３つの心出しボルト271でボルト止めされ
る。エッジリング組立体200は、心出しボルト271をパー
ジリング280の外辺部280Ｐ2に位置する３つのスロット2
88と係合させることにより、パージリング280に固定さ
れる。エッジリング組立体200は、３つのスペーサピン2
72上に位置し、３つのスペーサピンはパージリング280
の外側部分284内にネジ止めされる。（図２ｂと２ｃ
は、心出しボルト271とスペーサピン272を示すが、パー
ジリング280上の相対的な半径方向位置を示すだけであ
る。ボルト271とピン272は、実際は相互に接触しな
い。）図２ａに示すように、スペーサピン272は、スロ
ット286とパージリング280の外辺部280Ｐ2の間に等距離
で配置される。エッジリング組立体200をパージリング2
80の上に置くと、パージリング280の頂部281と底部リン
グ220の底部222との間に、狭いチャンネル226が形成さ
れ、パージガスの流路を提供する。この特定の構成で
は、エッジリング組立体200は、パージリング280の最も
低温の領域、即ち外側部分284の周りでのみ接触する。
それゆえ、エッジリング組立体200の温度は、約310℃の
比較的低温に保持することができ、エッジリングの構成
要素上の不所望の堆積物を最小限にすることが出来る。
オプションとして、図２ａに示すように、スペーサピン
272は、274等の他の位置、パージリング280の外辺部280
Ｐ2の３つの小さなスロット288から半径方向内側に置く
ことも出来る。
【００２２】エッジリング組立体200は、ステンレス鋼
とアルミニウムで出来ている。頂部リング240の上面251
と外側縁部262等の露出した表面は、ビードブラストに
より粗くされ、これらの表面に形成される不所望の堆積
物の付着性を改善する。パージガス流とエッジリングの
温度により、エッジリング上の堆積物は最小限にされる
が、いくらかの堆積は起こり、この改善された付着性に
より、エッジリング組立体200から堆積物が剥がれ落ち
る機会は最小限になり、ウェハ190の微粒子汚染が減少
する。
【００２３】ウェハの処理中、窒素又はアルゴン等のパ
ージガスは、ペデスタル150の頂部垂直縁部181から、ウ
ェハ190の後面192へ向かって流れるように方向付けられ
る。本発明のこの特定の実施例では、窒素（Ｎ2）がパ
ージガスとして選択される。不活性ガスを含む他のガス
も、処理に影響を及ぼさない限り使用することが出来
る。パージガスは、（図１のパージガス供給源107か
ら）ペデスタル150の内側のチャンネル156内へ導入さ
れ、ペデスタル150の中間部分150Ｍの外辺部に位置する
開口部155から出る。ガスはチャンネル186を通り、ペデ
スタル150とパージリング280の間に形成された空間184
へ入る。空間184から、ガスは次にパージリング280の多
数の小さい孔285を通って流れ、ペデスタル150の垂直縁
部181に隣接する他の空間182へ入る。この空間182は、
パージリングの内側部分283と、エッジリング組立体200
の内側部分203と、ペデスタル150の垂直縁部181と、ウ
ェハ198の後面192とにより形成される。矢印291で示さ
れるエッジパージガス流のパターンにより、ペデスタル
150の垂直縁部181と、ウェハ198の後面192と、頂部リン
グ240の内側部分243との上に、不所望の薄膜が堆積する
のを防止することが出来る。
【００２４】矢印292で示される底部パージガスの流れ
は、頂部リング240の細長い垂直部分260の周りを流れる
第２パージガスにより形成される。この底部パージガス
流は、チャンバ100の底部から図１のライン105により導
入され、エッジリング組立体200上の不所望の堆積を最
小限にするのを助ける。底部パージガス流の一部は、底
部リング220とパージリング280の間に形成されるチャン
ネル226へ向けられ、そこで空間182内のエッジパージガ
ス流と合流する。底部パージガス流の第２部分は、頂部
リング240の細長い部分260の外側262を周って流れ、細
長い部分260と内側シールド111の間に形成される空間24
2へ入る。次に、パージガスは、処理ガス、反応副産
物、及びエッジパージガスと共に、ふたアイソレータと
内側シールド111の頂部111Ｔとの間の空間を経由して、
ポンプ引きされる。
【００２５】本発明では、エッジパージガス流と底部パ
ージガス流の両方に、Ｎ2が使用される。しかし、実際
の蒸着プロセスと干渉しなければ、アルゴン又は不活性
ガス等の他のガスも使用することが出来る。好適な実施
例では、エッジパージガス流の流速は約1500ｓｃｃｍ
で、底部パージガス流の流速は約1000ｓｃｃｍである。
一般に、エッジパージガスと底部パージガスの両方の流
速は、約500〜3000ｓｃｃｍの範囲であれば、許容でき
る。ペデスタル150とエッジリング組立体200の近くに堆
積するのを有効に防止するには、このような比較的速い
流速が必要である。この比較的速い流速の他の利点は、
エッジリング組立体200の温度を約310±10℃に低下させ
ることである。この低下した温度により、エッジリング
組立体200上の不所望の堆積物が減少する。この２つの
パージ（エッジと底部）により、本実施例の結果、清掃
の間隔が引伸ばされ、また微小アークと微粒子汚染が防
止されて、チャンバの性能が著しく向上する。
【００２６】日常のメンテナンスを容易にするため、こ
のエッジリング組立体200は、パージヒーター180から別
に取外せるように設計されている。底部パージを高い流
速で実施しても、長期間の処理後に、エッジリング組立
体200の243Ｓ等の表面上に堆積物が蓄積するのは避けら
れない。本発明では、パージヒーター180を取外さなく
ても、エッジリング組立体200を、清掃のため容易に取
外すことが出来る。このように、日常のメンテナンス中
の装置のダウンタイムを、著しく減らすことが出来る。
例えば、交換のエッジリング組立体200を組込み、チャ
ンバ100を２〜３時間以内に処理に使用することが出来
る。エッジリング組立体200が、一体のとなったパージ
ヒーター180の一部であれば、このようにすることは出
来ないであろう。
【００２７】本発明の取外し可能なエッジリングを有す
るパージヒーターは、350℃以下の温度でＴＤＭＡＴの
熱分解を使用するＴｉＮ薄膜蒸着のＭＯＣＶＤプロセス
で使用される。本発明により促進される１つの特定のプ
ロセスは、同時に出願された米国特許出願第＿＿号（代
理人事件番号761Ｐ10）に記述されている。パージヒー
ターは、パージガス流をヒーターの周縁部に沿って方向
付けるための多数のパージ孔を有し、ヒーター上の不所
望の堆積物を最小限にすることが出来る。処理チャンバ
に、本発明を使用することにより、ヒーターの周りに堆
積物が蓄積するのを防止して、微小アーキンングを軽減
することが出来る。パージヒーターの周りに配置されて
いるエッジリング組立体は、約310℃の温度に保持され
る。この比較的低い温度と、底部パージガス流により、
エッジリングの構成要素の表面上の不所望な堆積物を最
小限にすることが出来る。容易に交換可能な部品とし
て、取外し可能なエッジリングにより、日常のメンテナ
ンスが容易になり、装置のダウンタイムが著しく減少す
る。本発明の教示を具体化した好適な実施例を示し詳細
に記述したが、当業者は、これらの教示を具体化した他
の色々の実施例を考えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の半導体ウェハ処理システムの概略
図。
【図２ａ】 本発明のパージヒーターの斜視図
【図２ｂ】 処理チャンバ内のエッジリング組立体と図
２ａのパージヒーターの部分断面図。
【図２ｃ】 図２ｂのエッジリング組立体とパージヒー
ターの拡大図。
【符号の説明】
100 処理チャンバ 150 ウェハ支持ペデスタル 170 加熱要素 180 パージヒーター 190 ウェハ 200 エッジリング組立体 220 底部リング 230 中間リング 240 頂部リング 280 パージリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キース ケイ コアイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95032 ロス ガトス オーカ レーン 14401 (72)発明者 ローレンス チュン ライ レイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95035 ミルピタス カントリー クラブ ドライヴ 1594 (72)発明者 ラッセル シー エルワンガー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95045 サン ジュアン バウティスタ ミッション ヴィネヤード ロード 565

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 処理チャンバ内でウェハを支持する装置
    において、 周縁部を有するウェハペデスタルと、 前記ウェハペデスタルの外辺部の周りに配置されたパー
    ジリングとを備え、前記パージリングは内辺部の周りに
    複数の開口部を有し、前記複数の開口部は前記ウェハペ
    デスタルの前記周縁部に近接して位置することを特徴と
    する装置。
  2. 【請求項２】 前記パージリングの上にエッジリング組
    立体を備える請求項１に記載した装置。
  3. 【請求項３】 前記エッジリング組立体は、前記パージ
    リングの外縁部に接触する請求項２に記載した装置。
  4. 【請求項４】 前記ウェハペデスタルと、前記パージリ
    ングと、前記エッジリング組立体との一部が、パージガ
    スを前記ウェハペデスタルの前記周縁部の沿って流れる
    ように方向付けるための少なくとも１つのチャンネルを
    形成する請求項１に記載した装置。
  5. 【請求項５】 前記ウェハペデスタルにヒーター要素が
    組込まれた請求項１に記載した装置。
  6. 【請求項６】 前記エッジリング組立体は、前記ウェハ
    ペデスタルより低い温度に保持される請求項２に記載し
    た装置。
  7. 【請求項７】 前記エッジリング組立体は、 内側部分と水平表面と下方の垂直部分とを有する頂部リ
    ング、 内側部分を有するほぼ平らな環状の底部リング、 前記頂部リングと底部リングの間に配置されたほぼ平ら
    な環状の中間リング、及び、 前記頂部リングと中間リングと底部リングとの開口部を
    通過する固定具を備える請求項２に記載した装置。
  8. 【請求項８】 前記エッジリング組立体は、前記パージ
    リングの上に配置された複数のピン上にあって、前記底
    部リングと前記パージリングの間にチャンネルを形成
    し、前記頂部リングの前記下方の垂直部分は、前記パー
    ジリングと前記ウェハペデスタルの前記外辺部とを取り
    囲む請求項７に記載した装置。
  9. 【請求項９】 前記中間リングと底部リングとは、熱伝
    導率が低い材料で作成されている請求項７に記載した装
    置。
  10. 【請求項１０】 前記材料はステンレス鋼である請求項
    ９に記載した装置。
  11. 【請求項１１】 前記頂部リングは粗い表面を有する請
    求項７に記載した装置。
  12. 【請求項１２】 半導体ウェハ処理システム用のエッジ
    リング組立体において、 内側部分と水平表面と下方の垂直部分とを有する頂部リ
    ング、 内側部分を有するほぼ平らな環状の底部リング、 前記頂部リングと底部リングの間に配置されたほぼ平ら
    な環状の中間リング、及び、 前記頂部リングと中間リングと底部リングとの開口部を
    通過する固定具を備える組立体。
  13. 【請求項１３】 前記中間リングと底部リングとは、熱
    伝導率が低い材料で作成されている請求項１２に記載し
    た組立体。
  14. 【請求項１４】 前記材料はステンレス鋼である請求項
    １３に記載した組立体。
  15. 【請求項１５】 前記頂部リングは粗い表面を有する請
    求項１４に記載した組立体。
  16. 【請求項１６】 金属有機化合物の熱分解により、基板
    上に窒化チタンを蒸着する装置において、 周縁部を有し、ヒーター要素が組込まれたウェハペデス
    タル、 前記ウェハペデスタルから間隔をおいたシャワーヘッ
    ド、 前記ウェハペデスタルの周囲に取付けられ、前記ウェハ
    ペデスタルの周縁部に近接して通路が配置されたパージ
    リング、 前記パージリングの前記通路に結合したパージガス供給
    源、 前記パージリング上に配置されエッジリング組立体を備
    え、前記エッジリング組立体と前記パージリングとの間
    にチャンネルを形成し、パージガスが前記ウェハペデス
    タルの前記周縁部に向かって通過するようにすることを
    特徴とする装置。
  17. 【請求項１７】 前記パージリングの上にエッジリング
    組立体を備える請求項１６に記載した装置。
  18. 【請求項１８】 前記エッジリング組立体は、前記ウェ
    ハペデスタルより低い温度に保持される請求項１６に記
    載した装置。
  19. 【請求項１９】 前記エッジリング組立体は、 内側部分と水平表面と下方の垂直部分とを有する頂部リ
    ング、 内側部分を有するほぼ平らな環状の底部リング、 前記頂部リングと底部リングの間に配置されたほぼ平ら
    な環状の中間リング、及び、 前記頂部リングと中間リングと底部リングとの開口部を
    通過する固定具を備える請求項１６に記載した装置。
  20. 【請求項２０】 前記エッジリング組立体は、前記パー
    ジリングの上に配置された複数のピン上にあって、前記
    底部リングと前記パージリングの間にチャンネルを形成
    し、前記頂部リングの前記下方の垂直部分は、前記パー
    ジリングと前記ウェハペデスタルの前記外辺部とを取り
    囲む請求項１９に記載した装置。
  21. 【請求項２１】 前記中間リングと底部リングとは、熱
    伝導率が低い材料で作成されている請求項２０に記載し
    た装置。
  22. 【請求項２２】 前記材料はステンレス鋼である請求項
    ２１に記載した装置。
  23. 【請求項２３】 前記頂部リングは粗い表面を有する請
    求項１９に記載した装置。
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