JPH09186226A - 半導体ウェーハ・アライメント部材及びクランプ・リング - Google Patents

半導体ウェーハ・アライメント部材及びクランプ・リング

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JPH09186226A
JPH09186226A JP31933296A JP31933296A JPH09186226A JP H09186226 A JPH09186226 A JP H09186226A JP 31933296 A JP31933296 A JP 31933296A JP 31933296 A JP31933296 A JP 31933296A JP H09186226 A JPH09186226 A JP H09186226A
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clamp ring
ring
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JP31933296A
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Dan Marohl
マロール ダン
Michael Rosenstein
ローゼンスタイン マイケル
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Applied Materials Inc
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 半導体基板のアライメント部材に関してクラ
ンプ・リングと部材との接触を防止し基板に陰影がもた
らされることを回避する。支持部材上に支持された基板
にわたりシールド部材を位置合わせしかつ基板を支持部
材に固定する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 支持部材上の半導体基板の位置合わせに
おいて、フラストコニカル基板アライメント部材１６
は、チャンバにおいて受け取った基板を捕獲しかつ支持
部材の上部表面の中心に基板を置くために支持部材の基
板受け取り表面の周囲のまわりに拡張されている。支持
部材には基板上にクランプ・リングを位置合わせしかつ
支持するクランプ・リング・アライメント部材４７が設
けられている。クランプ・リングは、その上に中心が置
かれた支持部材及び基板に関して垂直方向及び水平方向
に位置合わせされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板処理装置の
分野に関する。より特定的には、本発明は、基板支持部
材上に基板を位置合わせしかつ平滑にする方法及び装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】基板上への半導体装置の組み立て製造
は、基板の表面上への複数の金属、誘電体及び半導体薄
膜層の堆積を一般に必要とする。薄膜層は、真空チャン
バで基板上に一般に堆積される。ある一定の処理オペレ
ーションは、薄膜層の堆積または先に堆積された薄膜層
のエッチングを必要とする。これらの処理段階の間、所
望の堆積またはエッチ処理が実行されるように処理チャ
ンバで基板を適切に位置合わせしかつ固定しなければな
らない。一般に、基板は、サセプタまたはペデスタルと
一般に呼ばれる、支持部材上にチャンバにおいて支持さ
れる。基板は、堆積またはエッチ処理より前に支持部材
の上部表面に、配置され、かつ固定される。一つの処理
では、金属は、基板の前面の処理に続いて基板の背面に
堆積される。この型の処理の間、基板は、基板と支持部
材との間の表面領域接触を低減するために支持部材の上
部表面から伸張する静止ボタン(rest buttons)上に支持
される。静止ボタンは、チャンバの所望の位置に基板を
位置決めすべく大きさが決められかつ配置される。基板
の適切な処理を確実にするために、基板は、支持部材に
関して適切に位置合わせされなければならずかつ一般的
なプレーナ表面が堆積層の受け取りに対して与えられな
ければならない。チャンバにおける支持部材の位置は、
所望のスペーシング及び、基板の一般的なプレーナ表面
と処理チャンバの部分との間の相対的ジオメトリーを供
給すべく選択される。スパッタ堆積処理では、基板の位
置及びアライメントは、基板上に均一な厚みの堆積を供
給するために選択されるターゲットからの距離でかつ基
板コプレーナのプレーナ表面を基板プレーナ・ターゲッ
ト表面に与えるべく選択される。
【０００３】その上に薄膜層が堆積される基板は、非常
に薄いことがある。薄い基板は、ワープする（反る）か
または“ポテト・チップ”形状を呈する傾向がある。基
板がワープするとき、それは、堆積材料を受け取るため
の一般的なプレーナ表面をもはや与えない。基板のワー
プした表面は、基板とターゲントとの間の非コプレーナ
関係、及びその間に可変スペーシングを結果として生ず
る。その結果、基板が曲がったアプリケーションでは、
基板は、それらが堆積環境に晒される前に平滑にされな
ければならない。さもなければ、薄膜層の非均等厚み堆
積が結果として生じうる。一般に、クランプ・リング
は、ワープした基板を平滑にしかつ基板を支持部材に固
定するために用いられる。しかしながら、基板がクラン
プ・リングによって損傷されないように基板を固定する
ときに注意が払われなければならない。クランプ・リン
グは、基板がクランプ・リングの重量下でまたは基板が
クランプ・リングに接触するときに位置合わせ不良の基
板とクランプ・リングとの間の接触により損傷されない
ことを確実にすべく基板に関して水平方向及び垂直方向
の両方に配置されなければならない。一般に、クランプ
・リングは、また、支持部材上のウェーハ捕獲または位
置合わせを機能する。ウィング部材は、クランプ・リン
グ及び支持部材との位置合わせの中に基板を注ぎ込むた
めにクランプ・リングから下方向及び外方向に伸張す
る。その結果、ウィング部材が垂直方向のアライメント
を達成するときに垂直方向及び水平方向の力は、基板に
印加され、かつクランプ・リングがペデスタル上に整定
するときにクランピング部分は、同時に基板、クランプ
・リング及びペデスタルの垂直方向アライメントを達成
する。
【０００４】ＣＶＤＰ、ＰＶＤ、及びエッチ処理のよう
な種々の処理システムでは、クランプ・リングは、ま
た、閉じ込められていない材料がチャンバの内部表面上
に堆積するを防止するためのシールディングを供給す
る。シールド構成は、基板の表面に隣接する領域に処理
環境を限定するために考えられた。シールド・システム
は、チャンバ・カバーと処理の間にペデスタルが配置さ
れるチャンバ内の位置との間に拡張する固定壁部分を一
般に含む。固定壁部分は、ペデスタルが処理のために配
置されるときにペデスタルの円周のまわりに拡張し、そ
れゆえにチャンバの壁及び内部コンポーネントに対する
処理環境のアクセスをブロックする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】現在、基板シールディ
ング、位置決め及びクランピングに対するクランプ・リ
ング・アセンブリは、基板が同時に位置決めされかつク
ランプされることを必要とする。標準クランプ・リング
構成では、基板は、クランプ・リングのウィング部材を
下方向に拡張することによって支持部材上の中心に置か
れる。クランプ・リングから下方向に拡張しているこれ
ら角度が付けられたウィングは、基板を捕獲しかつ水平
方向に基板を位置合わせすると同時に、支持部材がチャ
ンバに支持されたクランプ・リングを通って上向きに移
動されるときに基板を支持部材にクランプする。これ
は、基板が処理のために支持にクランプされる前の最後
の瞬間まで基板と支持部材との間の垂直方向アライメン
トを残す。それが同時に位置合わせされかつクランプさ
れるので、これは基板に必要以上のストレスを配置し、
それにより水平及び垂直方向の両方に力を同時に印加す
る。
【０００６】従って、アライメントを供給するためにク
ランプ・リングとの接触を必要することなく重力を用い
て基板を支持部材上に適切に位置合わせし、そしてクラ
ンプ・リングで支持部材上のその適切な位置合わせ位置
に基板を固定するための基板アライメント部材を供給す
ることが望ましい。このように、クランプ・リングがそ
れに接触する前に基板は、位置合わせされる。また、ク
ランプ・リングと基板アライメント部材との間の接触を
防止しかつ基板の陰影(shadowing) もたらすことを回避
することが望ましい。また、基板にわたりクランプ・リ
ングを位置合わせしかつ支持するためにクランプ・リン
グ・アライメント・ピンを供給することが望ましい。本
発明の目的は、上記従来技術における問題点に鑑み、支
持部材上に支持された基板にわたりシールド部材を位置
合わせしかつ基板を支持部材に固定し、かつ基板を支持
部材に固定するために支持部材上に基板をレジスタする
ことそして基板にわたりシールド部材を適切に位置合わ
せすることの組合せのために、支持部材上に基板をレジ
スタする方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、支
持部材上に半導体基板を位置合わせしかつクランプする
装置であって、ａ）基板を受け取る開口のために外方向
に先が細くされる上部部分を含んでいる基板位置決め部
材と、支持部材の円形周囲上の少なくとも一つの垂直方
向に配置されたクランプ・リング・アライメント部材と
を有している半導体基板支持部材；ｂ）基板支持部材ク
ランプ・リング・アライメント部材との嵌合のために垂
直方向凹部を含んでいる剛体と、クランプ・リング、基
板及び支持部材が処理のために位置合わせされるときに
半導体基板の周辺部分を受け取りかつ嵌合するための内
側シート表面とを備えているクランプ・リング；を備え
ている装置によって達成される。
【０００８】本発明の装置では、基板位置決め部材は、
支持部材上で受け取られるように構成してもよい。本発
明の装置では、基板位置決め部材の上部部分は、フラス
トコニカルであってもよい。本発明の装置では、基板位
置決め部材は、環状であってもよい。本発明の装置で
は、基板位置決め部材の上部部分は、アライメント・リ
ッジを含むように構成してもよい。本発明の装置では、
アライメント・リッジは、基板ワーページの最大高さを
越える距離で支持部材の基板受け取り表面から離間され
るようにしてもよい。本発明の装置では、基板位置決め
部材は、複数のアライメント・ポストを含むように構成
してもよい。
【０００９】本発明の装置では、垂直方向に配置された
クランプ・リング・アライメント部材は、クランプ・リ
ングに接合するための上部円錐部分を有している複数の
アライメント・ピンを含むように構成してもよい。本発
明の装置では、垂直方向に配置されたクランプ・リング
・アライメント・ピンは、垂直方向に調整可能であるよ
うに構成してもよい。本発明の装置では、クランプ・リ
ング・アライメント・ピンは、ねじが切られているよう
に構成してもよい。本発明の装置では、クランプ・リン
グは、基板位置決め部材を受け取るための凹部を有して
いるルーフを更に備え、凹部は、位置決め部材とクラン
プ・リングとの間の接触を防ぐために大きさが決められ
かつ位置決めされるようにしてもい。
【００１０】本発明の装置では、クランプ・リングは、
基板を受け取るように構成された内側環状ベースと、ベ
ースの外方向にかつ基板に一般的に平行に伸張している
ルーフと、及びベースの内方向に伸張しかつ基板の周囲
に隣接する環状領域にかぶさるように突き出ているリッ
プとを備えていてもよい。本発明の装置では、ルーフ
は、クランプ・リング・アライメント部材の受け取りの
ための凹部を備えているようにしてもよい。本発明の装
置では、クランプ・リング・アライメント凹部は、処理
の間にクランプ・リングを受け取りかつクランプ・リン
グを支持部材から離間しその間に間隙を画定すべく大き
さが決められかつ位置決めされるようにしてもよい。本
発明の装置では、リングは、ウェーハ・フラットを位置
合わせするためのウェーハ・フラット部分を備え、支持
部材は、支持部材上に基板を支持するための位置決め部
材を更に含み、位置決め部材は、支持部材の別の部分か
ら離して基板を位置決めするために大きさが決められ、
リングは、ウェーハの厚みよりも多少小さい距離で位置
決め部材に関して位置決めされた環状ベースを更に有し
ているように構成してもよい。
【００１１】本発明の装置では、支持部材上に基板を支
持するための位置決め部材を更に含み、位置決め部材
は、支持部材の別の部分から離して基板を位置決めすべ
く大きさが決められるようにしてもよい。また、本発明
の上記目的は、基板受け取り表面；及び基板受け取り表
面の外方向の支持部材の周囲上の少なくとも一つの垂直
方向に配置されたクランプ・リング・アライメント部材
を備えている基板支持部材によって達成される。本発明
の装置では、基板受け取り表面の外方向に配置されかつ
基板の受け取りの開口に対して外方向に先が細くされた
上部部分を有している基板アライメント部材を更に備え
ていてもよい。本発明の装置では、基板アライメント部
材は、環状リングであってもよい。
【００１２】本発明の装置では、環状リングは、位置合
わせ不良の基板を支持部材の基板受け取り表面にわたり
アライメントさせるためのフラストコニカル上部部分を
備えていてもよい。本発明の装置では、フラストコニカ
ル環状リングは、位置合わせ不良の基板を支持部材の基
板受け取り表面にわたり適切にアライメントさせる内側
角度付け表面を含むようにしてもよい。本発明の装置で
は、クランプ・リング・アライメント部材は、複数の円
錐アライメント・ピンを備えていてもよい。本発明の装
置では、アライメント・ピンは、支持部材の外側周囲に
位置決めされるようにしてもよい。
【００１３】本発明の装置では、アライメント・ピン
は、調整可能であってもよい。更に、本発明の目的は、
ａ）その上に基板受け取り表面と、クランプ・リングを
処理位置に支持するために支持部材の外側周囲上に配置
された複数のアライメント・ピンとを有している筺体内
の支持部材；ｂ）１）基板を受け取るように構成された
内側環状ベース、２）ベースの外方向にかつ基板に一般
的に平行に伸張しているルーフ、及び３）ベースの内方
向に伸張しかつ基板の周囲に隣接する環状領域にかぶさ
るように突き出ているリップを備え、チャンバに配置さ
れたクランプ・リング；を備えている半導体基板処理チ
ャンバによって達成される。本発明の装置では、支持部
材は、基板の受け取りの開口に対して外方向に先が細く
された上部部分を有している基板アライメント部材を更
に備え、支持部材は、外側周囲を画定するようにしても
よい。
【００１４】本発明の装置では、ルーフは、アライメン
ト・ピンを受け取るための複数のアライメント・ピン凹
部を画定するようにしてもよい。本発明の装置では、ル
ーフは、支持部材がクランプ・リングを通して移動され
るときに基板アライメント部材を収容するための基板ア
ライメント部材凹部を画定するようにしてもよい。本発
明の装置では、基板アライメント部材は、支持部材の基
板受け取り表面から離間されかつ基板が支持部材の上に
位置決めされるときに位置合わせ不良基板と接触可能で
あるアライメント・フェースをその上に有している内側
円筒状壁を含むようにしてもよい。本発明の装置では、
基板アライメント部材は、支持部材上に受け取られるよ
うにしてもよい。
【００１５】本発明の装置では、アライメント・フェー
スは、フラストコニカルであってもよい。本発明の装置
では、アライメント・フェースと内側円筒状壁とは、ア
ライメント・リッドで交差するようにしてもよい。本発
明の装置では、アライメント部材は、環状であってよ
い。本発明の装置では、内側円筒状フェースは、基板ワ
ーページの最大高さを越える距離により支持部材の基板
受け取り表面から離間されたアライメント・リッジを含
むようにしてもよい。本発明の装置では、アライメント
部材は、支持部材の基板受け取り表面上に位置合わせ不
良基板のエッジを位置合わせするようにしてもよい。
【００１６】本発明の上記目的は、半導体基板を捕獲す
る方法であって、ａ）基板を受け取る開口のために外方
向に先が細くされる上部部分を含んでいる基板位置決め
部材と、支持部材の円形周囲上の少なくとも一つの垂直
方向に配置されたクランプ・リング・アライメント部材
とを有している半導体基板支持部材を供給し；ｂ）チャ
ンバの中に基板を導入し；ｃ）位置合わせ不良基板が基
板アライメント部材に接触しかつ支持部材にアライメン
トするように基板をシフトするように基板を通して支持
部材を移動することによって基板支持部材上に基板を位
置合わせし；かつｄ）クランプ・リング・アライメント
部材がクランプ・リングを支持部材上に配置された支持
部材及び基板にわたり位置合わせしかつ基板を適切な処
理位置に固定するようにクランプ・リングを通して支持
部材を続いて移動する段階を具備する方法によって達成
される。
【００１７】本発明の方法では、クランプ・リング・ア
ライメント部材は、円錐上部部分を有するようにしても
よい。本発明の方法では、基板は、当該基板と基板アラ
イメント部材との間の接触の最小発生で位置合わせされ
るようにしてもよい。本発明の方法では、クランプ・リ
ング・アライメント部材は、支持部材から伸張している
複数のアライメント・ピンを備えているようにしてもよ
い。本発明の方法では、基板アライメント部材は、処理
の間にクランプ・リング下で受け取られかつ基板の表面
の上方での粒子発生を防ぐためにクランプ・リングから
離間されるようにしてもよい。本発明の方法では、アラ
イメント・ピンは、処理されるべき基板の厚みよりも多
少小さい距離で支持部材上の基板受け取り表面からクラ
ンプ・リングを離間するようにしてもよい。
【００１８】本発明の方法では、基板アライメント部材
は、ウェーハ・フラット・アライメント表面を含むよう
にしてもよい。本発明の方法では、クランプ・リング
は、支持部材がクランプ部材を通して移動されるときに
基板の外側エッジ上で受け取られる内側環状ベースを含
むようにしてもよい。本発明の方法では、アライメント
・ピンは、クランプ部材を支持しかつその間に間隙を画
定すべく支持部材から内側環状ベースを離間するように
してもよい。
【００１９】
【作用】一つの態様では、本発明は、基板の開口受け取
りのために外側に先細にされた上部部分を有している基
板位置決め部材と、支持部材の円形外周上の少なくとも
一つの垂直方向に配置されたクランプ・リング・アライ
メント部材とを備えている半導体基板支持部材である。
基板位置決め部材は、基板が支持部材にクランプされる
前に基板アライメント部材と基板との間の最小接触で基
板を支持部材に位置合わせするのが好ましい。クランプ
・リング・アライメント部材は、支持部材の基板受け取
り表面上への基板の受け取りに続いて基板と適切なアラ
イメントで基板支持部材にわたりクランプ・リングを位
置決めする。クランプ・リングは、次いで基板及び支持
部材に接触される。
【００２０】本発明の別の態様では、筺体内に配置され
た支持部材及びクランプ・リングを有している筺体を備
えている半導体基板配置チャンバが設けられる。本発明
の別の態様では、少なくとも一つの垂直方向に配置され
たクランプ・リング・アライメント部材は、水平及び垂
直ディメンジョンの両方にクランプ・リングを位置合わ
せするために支持部材の円形外周上に配置される。クラ
ンプ・リング・アライメント部材との嵌合のための垂直
方向のくぼみを含んでいる剛体と半導体基板の周辺部分
を受け取りかつ嵌合する内側シート表面とを備えている
クランプ・リングは、クランプ・リング、基板及び支持
部材が処理ために位置合わせされるときに基板及び支持
部材上に位置決めするされる。本発明の更に別の態様で
は、基板アライメント部材を有している基板支持部材と
支持部材から伸張している少なくとも一つのクランプ・
リング・アライメント部材とを供給し、チャンバの中に
基板を導入し、位置合わせ不良な基板が基板アライメン
ト部材に接触しかつ重力供給下で支持部材とアライメン
トに基板をシフトするように基板を通して支持部材を動
かすことにより基板支持部材上に基板を位置合わせし、
かつクランプ・リング・アライメント部材が支持部材及
び支持部材上に配置された基板にわたりクランプ・リン
グを位置合わせしかつ適切な処理位置に基板をクランプ
するようにクランプ・リングを通して支持部材を続いて
動かす段階を具備する半導体基板を捕獲する方法が設け
られる。支持部材は、その上で基板が受け取られ、基板
上でクランプ・リングの受け取りにより基板のワープが
除去されかつプレーナ基板プロフィールが処置環境に与
えられるように配置される、支持部材から突出している
ピンを含むのが好ましい。
【００２１】本発明のこれら及び他の態様、特徴及び利
点は、添付した図面と共に以下の詳細な説明のリビュー
から当業者に明らかであろう。添付した図面は、この発
明の現在好ましい実施例だけを表わし、従って、本発明
が他の同等に有効な実施例を受け入れるために、その範
疇を限定するものであると考えられるべきではない。
【００２２】
【実施例】図１に示すように、本発明は、基板を位置合
わせしかつ平滑にする方法及び装置に関する。装置は、
堆積チャンバ１０に配置された支持部材１４と、支持部
材１４上に位置決めされた基板アライメント部材１６
と、少なくとも一つのクランプ・リング・アライメント
部材４７と、クランプ・リング１２とを含む。基板アラ
イメント部材１６は、基板が支持部材１４上に受け取ら
れるときに重力供給(gravity feed)下で支持部材１４に
基板２６を位置合わせする。クランプ・リング・アライ
メント部材４７は、基板を平滑にすべく支持部材に位置
合わせされた基板にわたりクランプ・リング１２を位置
合わせしかつ位置決めする。理解しやすいように、基板
アライメント部材、クランプ・リング、及びクランプ・
リング・アライメント部材、及びオペレーションにおけ
る二つの組合せを以下に説明する。
【００２３】基板アライメント部材 図１を参照すると、基板捕獲特徴１６を有している支持
部材１４がクランプ・リング１２の下に配置されるよう
な一般的な堆積チャンバ１０が示されている。部分的切
り取りで、その内に本発明が有利に用いられうる基板堆
積チャンバ１０が示されている。アライメント・ピン４
７は、支持部材１４の周囲上に配置されかつ基板２６に
わたり適切な水平及び垂直方向アライメントにクランプ
・リング１２を位置合わせしかつ支持すべく支持部材１
４の基板受け取り表面からクランプ・リング１２に向か
って上方に伸張する。基板エッジに関するアライメント
・ピン４７の外向き位置決めは、アライメント・ピン４
７を受け取るクランプ・リングの一部分によってさもな
ければもたらされうる陰影の発生を低減する。
【００２４】アライメント・ピン４７は、調整可能であ
り、支持部材の上部表面からのそれらの伸張の容易な操
作のためにねじが切られているのが好ましい。これは、
基板の基準厚みにかかわらず支持部材に関して同じ位置
で、クランピング・アセンブリを基板の最上部表面、即
ち、基板から最も離れた表面に位置決めでき、そこでは
異なる基準厚みの基板は、同じ基板支持部材１４上で処
理されうる。ここで図２〜図５を参照すると、基板２６
が支持部材１４上に配置されるときに基板２６が支持部
材１４に関して位置合わせ不良であるような支持部材１
４上に基板２６を位置合わせするアライメント部材１６
の好ましい実施例が詳細に示されている。アライメント
部材１６は、プレーナ・ベース２７、プレーナ上部表面
２８、外側円筒状表面３１及び内側円筒状表面３２を有
している、環状部材である。独自に、内側円筒状表面３
２は、上部表面２８から内側に向かって放射状に伸張し
ている先細にされたアライメント部分３４を含む。アラ
イメント部分３４は、円形アライメント・リッジ（ねじ
山）３６のベース２７と上部表面２８との間のおおよそ
中間点で交差する。アライメント・リッジ３６は、許容
可能誤差内の基板２６の最大直径よりも多少大きな直径
を有すべく大きさが決められた円形制限を生成する。ア
ライメント・リッジ３６は、基板２６のエッジが、支持
部材１４上の中心に基板２６を置くために支持部材１４
の基板受け取り表面３８のエッジに位置合わせされるこ
とを確実にすべく、支持部材１４のエッジに関して、配
置される。
【００２５】支持部材１４上の中心に基板２６を配置す
るために、アライメント部材１６は、支持部材１４の基
板受け取り表面３８の周囲のまわりに基板支持部材１４
上に配置される。支持部材１４がチャンバで上方向に移
動されかつ基板２６がアライメント部材１６の中にピン
３０上で降下されるときに、基板エッジ２４は、位置合
わせ不良であれば、アライメント部材１６のアライメン
ト部分３４に接触する。アライメント部材１６が支持部
材１４に関して固定されるので、支持部材１４の中への
ピン３０の更なる移動は、支持部材１４上に中心が配置
されるようになるべく重力供給下でそれがアライメント
部分３４に沿って滑るときに、基板２６を放射状に内側
に向かって、即ち、放射状に中心がある位置に移動させ
る。基板２６は、位置合わせ不良なときに、それが円形
アライメント・リッジ３６をパスするまでそれが支持部
材１４上に降下されるときに内側に向かって放射状に移
動し続ける。一度基板２６がアライメント・リッジ３６
の下に移動したならば、基板エッジ２４は、アライメン
ト部材１６の内側円筒状面３２に隣接して位置決めされ
る。ここで図２から図５を参照すると、アライメント部
分３４の断面は、基板の受け取りに対するフラストコニ
カル(frustoconical) −形状開口を供給すべく上部表面
２８からアライメント・リッジへ、下方向に、かつ放射
状に内方向に向かって伸張している傾斜が付けられたア
ライメント部分３４を有するのが好ましい。それゆえ
に、アライメント部材３４を含んでいるフラストコニカ
ル表面は、内方向に先細にされる、即ち、上部表面２８
からアライメント部分３４上の点までの距離が増大する
とそれが直径において減少する。
【００２６】代替実施例では、環状アライメント部材
は、ウェーハ・フラット・アライメント表面３７（図５
に示される）を含みうる。ウェーハ・フラット・アライ
メント表面３７は、環状基板アライメント部材１６とほ
ぼ同じ方法でウェーハのフラット部分を位置合わせす
る。ウェーハ・フラット・アライメント表面３７を有し
ているアライメント部材１６のアライメント部分３４
は、上部表面２８とベース２７との間で形成されるリッ
ジまで内方向にかつ下方向に先が細くなる。ウェーハ・
フラットを有している基板がアライメント部材１６の中
に受け取られると、基板は、ウェーハ・フラットがアラ
イメント部材のウェーハ・フラット部分に位置合わせさ
れるまでチャンバのオペレーションの結果として生ずる
重力供給及び軽微な振動移動下でアライメントの中に回
転する。
【００２７】図２〜図５を参照すると、アライメント部
材１６は、また、それがまたアライメント部材１６に接
触すると同時に基板２６が支持部材１４の上部表面に粘
着されるようになるという実質的なリスクなしで支持部
材１４上の基板２６のアライメントを供給する。処理位
置において基板を位置合わせしかつ固定することに含ま
れる段階のシーケンスは、支持部材１４及び基板２６が
クランプ・リング１２をハンガー２１から離昇（リフト
・オフ）する前にアライメント部材１６が基板２６を適
切に位置合わせするので、これが発生しないことを確実
にする。上述したように、基板２６は、ワープされうる
か、またはピン３０は、基板が支持部材１４上に降下さ
れるときに支持部材１４の基板受け取り表面３８に平行
に基板２６の下側を配置しない。従って、基板２６の部
分は、基板の他の部分よりも支持部材に近いであろう。
内側円筒状壁３２によって画定される、アライメント部
材１６の内径は、基板が支持部材１４上に適切に位置合
わせされることを確実にすべく基板２６よりも多少大き
くサイズが決められる。この結果を供給するために、ア
ライメント・リッジ３６の適切な高さは、基板のワーペ
ージ許容誤差(warpage tolerance) から、アライメント
部材スペーシング、アライメント・リッジ高さの許容誤
差及びアライメント部材の位置決め、支持部材１４の上
部表面に最初に接触する基板２６の下側上の点と、支持
部材表面に垂直な経路に沿って測定されたその点から最
も離れた基板上の点との間の最大可能距離差を計算し、
かつこの距離よりも大きくアライメント・リッジ３６の
高さのサイズを決めることによって決定される。
【００２８】基板が皿形にへこまされるならば、即ち、
それが湾曲した凸形状または凹形状表面を有するなら
ば、クランプ・リング１２が支持部材１４の上部表面に
接触して基板２６の表面全体を押すときに、基板２６の
エッジは、放射状に外方向に移動する。これは、それが
クランプされるときに基板２６のエッジを放射状に外方
向に移動させる。一般に、基板２６が皿形にへこまされ
たところでは、基板エッジ２４は、エッジが支持部材１
４により近づけば、エッジの径方向伸張がより大きいよ
うに、基板と支持部材１４との間の最初の接触の点上に
中心が置かれた、アークを通って移動する。内側円筒状
壁３２に基板２６より多少大きい直径を供給することに
よって、基板は、内側円筒状壁３２によって基板支持部
材１４の中心に置かれる。
【００２９】堆積またはエッチ処理の均一性に実質的に
影響を及ぼすことなく、本発明のアライメント特徴と供
給するために、支持部材１４に基板を位置合わせするア
ライメント表面は、図９及び図１０に示すように支持部
材１４の上部表面の周囲のまわりに位置決めされた、好
ましくは４から６の、複数のインデックス送り(indexin
g)ポスト４０上に設けられうる。ポスト４０のそれぞれ
は、上部の、内方向に先が細くされた表面４２と、下部
表面４４と、及び上部及び下部表面４２、４４の合流点
に設けられたアライメント・リッジ４６とを含む。ポス
ト４０は、アライメント・リッジ４６の中心が円形支持
部材の中心５２に中心が置かれた円５０に接しており、
かつその上に配置されるように、支持部材１４の周囲の
まわりに配置される。円５０は、基板２６の許容範囲内
の最大直径よりも多少大きい直径を有する。上部の先が
細くなった表面は、アライメント部材１６のアライメン
ト部分３４と同じテーパ、及び相対的大きさ、を有する
のが好ましい。同様に、リッジ４６は、アライメント部
材１６のアライメント・リッジ３６と支持部材の上部表
面から同じ距離に位置決めされるのが好ましい。それゆ
えに、アライメント・ポスト４０は、基板２６を支持部
材１４の中心に置く。
【００３０】アライメント部材は、支持部材１４上で受
け取られるようにここで説明されたが、アライメント部
材１６が支持部材１４から離間されうるか、またはそれ
が支持部材上の受け取られるときに基板がアライメント
部材１６によって取り囲まれないように、ピンまたは他
の支持上で支持部材１４の上方に配置されうるというこ
とが特に考えられる。代替的に、それが基板受け取り表
面３８に嵌合するときに基板がアライメント部材１６を
接触しないことを確実にするためにアライメント部材１
６が支持部材１４から離間されるところでは、アライメ
ント部材１６は、基板が支持部材上に堆積された後で移
動され、かつ基板が支持部材から除去された後で支持部
材上に再び配置されうる。これは、アライメント部材が
浅くないこと、またはさもなければ基板２６上に非均一
性を課することを確実にする。
【００３１】本発明の基板アライメント部材１６は、支
持部材１４上に基板を反復可能に位置合わせする簡単な
手段を供給し、かつ既存の処理チャンバ・パラメータに
対して最小の影響で予め存在する基板処理チャンバにお
いて用いられうる。更に、それは、処理に対して、特に
基板と基板処理装置の間に位置合わせ不良の可能性が存
在するアプリケーションにおいて、基板が位置合わせさ
れなければならないところではどこでも、ユニバーサル
なアプリケーションを有する。
【００３２】クランプ・リング及びクランプ・リング・
アライメント・ピン ここで図６及び図７を参照すると、クランプ・リング１
２及び静止ボタン８１、及び基板のクランピングを供給
するためのそれらの相対的位置決めの好ましい実施例が
示されている。この位置決めは、クランプ・リング１２
を基板２６にわたり受け取らせかつプレーナ表面が処理
のために基板によって与えられることを確実にする。こ
れを供給するために、クランプ・リング１２は、それか
ら環状の水平ルーフ４４が放射状に内側に伸張する、環
状の、下方向に伸張している、外側フランジ４２を含
む。リング１２は、下方向に突出しているウィング部材
４３、下方向に突出している内側環状ベース３６、及び
基板２６の外側エッジにかぶさるように突き出る(overh
ang)べくベース３６の内方向に放射状に伸張しているリ
ップ３５を更に含む。内側環状ベース３６及びかぶさる
ように突き出ているリップ３５は、ルーフ４４の内側円
周に位置決めされかつ基板２６の外側エッジの内方向に
伸張する。
【００３３】外側環状ベース４８は、基板２６の処理の
ちょうど前及びそれに続いてチャンバのシールド２１上
にリング１２を支持する。ルーフ４４は、クランプ・リ
ング１２が支持１４上に受け取られるときにアライメン
ト・ピン４７を受け取るウィング部材４３の内側に複数
のクランプ・リング・アライメント凹部４５を画定す
る。４つのアライメント・ピン４７は、支持部材１４及
び基板２６との水平及び垂直方向のアライメントにおい
てリング１２を支持部材１４にわたり位置決めすべく支
持部材１４の外側周囲のまわりに位置決めされるのが好
ましい。アライメント・ピン４７は、クランプ・リング
がハンガー２１から離昇されるときにクランプ・リング
１２のアライメントを容易にするために先が細くされる
かまたは円錐状であるのが好ましい。クランプ・リング
・アライメント凹部４５は、支持部材１４がハンガー２
１に配置されたクランプ・リングを通して移動されると
きにアライメント・ピン４７を受け取る。図６は、クラ
ンプ・リング１２の縦断面だけを示すけれども、クラン
プ・リングの全ての構成要素は、リングの縦軸に関して
３部からなる(3-fold)円形対称を有する、それゆえクラ
ンプ・リングの３次元構造は、図から明らかであろう。
【００３４】クランプ・リング・アライメント凹部４５
は、上部ベース表面７１及び先が細くなった側壁７３を
有する。凹部４５の上部ベース表面７１は、処理の間、
支持部材１４上にクランプ・リング１２を支持しかつ支
持部材１４に関してクランプ・リング１２表面の予測可
能かつ反復可能位置決めを供給すべくアライメント・ピ
ン４７の上部端で受け取られる。これは、支持１４の内
側環状ベース３６の反復可能な位置決めを可能にし、そ
れにより基板をクランプさせることができる。各凹部４
５の側壁７３は、支持部材１４に対するクランプ・リン
グ１２の水平及び回転位置決めを可能にすべく、その下
部開口端における小さな直径からその上部ベース表面７
１におけるより大きな直径まで先が細くされる。アライ
メント・ピン４７は、高さが調整可能であり、異なる基
準厚みの基板を収容すべく支持部材１４から内側環状ベ
ース３６を適切に離間するために、ねじが切られている
のが好ましい。内側環状ベース３６の下部面及び支持部
材１４の上部面は、クランプ・リング１２がアライメン
ト・ピン４７上で受け取られかつ処理の間にその上で支
持されるときに間隙を画定する。基板がチャンバにおい
て受け取られかつ支持部材１４の上部表面上で支持され
るときに、内側環状ベース３６の下部表面及び支持部材
１４の上部表面（または静止ボタン）によって画定され
た間隙は、処理される基板の厚みよりも多少小さく、そ
れゆえに、クランプ・リングに支持部材上の基板の平滑
化及びクランピングを達成させる。
【００３５】また、ルーフ４４は、基板アライメント部
材１６が処理の間にへこまされる環状基板アライメント
部材凹部７４を含む。基板アライメント部材凹部７４
は、ベース表面７７、内側角度付け表面７９、及び外側
表面８３を含む。処理位置では、クランプ・リング１２
が基板２６にわたりアライメント・ピン４７上で支持さ
れるときに（図７に示す）、基板アライメント部材１６
の上部表面２８及び基板アライメント部材凹部７４のベ
ース表面７７は、それらの間に間隙を画定する。この間
隙は、２０／１０００インチの大きさであるのが好まし
い。アライメント部材凹部７４の内側角度付き表面７９
及び内側角度付き表面３４、並びにアライメント部材凹
部７４の外側表面８３及びアライメント部材１６の外側
表面３１は、また、それらの間に間隙を画定する。この
間隙は、３０／１０００インチの大きさであるのが好ま
しい。クランプ・リング１２と基板アライメント部材１
６との間に存在している間隙は、クランプ・リングとア
ライメント部材との間の接触を防ぎ、それにより処理さ
れている基板の表面の近傍の粒子発生を防ぐ。
【００３６】クランプ・リング１２は、ワープした基板
を平滑にしかつ支持部材１４の表面にわたり滑ることか
らクランプ・リング１２または基板２６を防ぐべく充分
に重いべきである。支持部材１４の表面にわたり滑るこ
とから基板２６を防ぐために必要な圧力は、気体が支持
部材の上部のポートを通して流される、それゆえに基板
の背面にわたり流されるアプリケーションにおいて一般
に増大される。定常状態では、基板の背面の圧力は、そ
の上で圧力が基板の背面上で作用する表面領域で割った
クランプ・リングの重さに比例する。いずれの場合で
も、ベース３６は、基板を平滑にしかつ支持部材１４に
基板をクランプすべく基板２６への、リング質量の重
力、または他の印加された力の伝達を供給する。支持部
材１４は、基板と静止ボタンとの間の最小表面領域接触
で、処理の間、基板２６を支持すべく支持部材１４の上
部表面から放射状に伸張している静止ボタン８１を含み
うる。これは、薄膜層が基板の両面上に堆積されるアプ
リケーションにおいて特に有用である。しかしながら、
他の支持構成は、クランプ・リング１２で支持部材１４
上の基板の平滑化を可能にすると同時に、基板を支持部
材１４上に単に静止させることを含んでいる、支持部材
１４上に基板を支持するために用いることができる。本
発明は、基板がチャンバにおいて逆さまに一般に処理さ
れるこれらのアプリケーションにおける利点のために用
いることができる。即ち、先に処理された表面は、リフ
ト・ピン３０上に受け取られそしてこの処理位置におい
て薄膜層が基板の背面上に堆積されるように静止ボタン
８１上に位置決めされる。基板の受け取りが支持部材１
４上であるとしてここに記載されたが、支持部材１４に
接触することから基板を支持すべく基板が静止ボタン８
１上で受け取られうるということが特に考えられ、かつ
好ましい。
【００３７】クランプ・リング１２は、内側環状ベース
３６の下部表面が支持部材１４の高さ＋基板２６の厚み
よりも小さい距離で離間されるように位置決めされなけ
ればならない。換言すると、内側環状ベース３６の下部
表面は、処理のために基板がそれらの間に配置されると
きに基板２６の上部表面に接触しなければならず、かつ
内側環状ベース３６は、クランピングを達成すべく基板
２６上に軽微な圧力を及ぼさなければならない。処理の
前または後のクランプ・リング１２の回転を防ぐため
に、ピン９１がクランプ・リング１２の外側フランジ４
２の上に設けられかつメーティング・スロット９３がハ
ンガー２１の上に形成される。クランプ・リング１２が
ハンガー２１上に再び配置されるときに、ピン９１は、
リングを固定位置に固定しかつ装置のゆるい振動及び他
の同様な要因により位置合わせ不良になりうるリングを
位置合わせすべくスロット９３の中に滑り込む。
【００３８】チャンバ内のアライメント部材及びクラン
プ・リングのオペレーション ここで図１〜図８を参照すると、支持部材に基板をクラ
ンプするためのオペレーションのシーケンスが示され
る。支持部材１４上に基板２６を位置決めするために、
ロボット・ブレード（図示省略）は、支持部材１４の上
方に基板２６を位置決めする。次いでピン３０は、基板
２６をブレードから離昇すべく上方向に移動する。ブレ
ードは、チャンバ１０から除去され、次いでピン３０
は、図２、３及び４に示すように、アライメント部材１
６に基板２６を位置決めするために支持部材１４の中に
引っ込む。ピン３０が引っ込み続けるときに、基板２６
は、図４に示すように支持部材１４から伸張している静
止ボタン８１上に位置決めされる。
【００３９】一度基板２６が支持部材１４上に位置決め
されたならば、図４に示すように、支持部材は、チャン
バ１０内のハンガー２１に配置されたクランプ・リング
１２を通して上昇される。気体は、支持部材１４と基板
との間の熱伝達を可能にすべく支持部材１４の複数のチ
ャネル（図示省略）に供給されうる。一つのそのような
構成は、ここに参考文献として採り入れられる、1993年
7月20日に発行されたTepman et al. による米国特許第
5,228,501号公報に開示されている。チャンバ１０の中
に新しい基板２６を受け取るための準備において、支持
部材１４は、シールド２１上に浮遊されたクランプ・リ
ング１２よりも更に下に駆動機構によって降下され、そ
こで、支持部材１４の底部がピン位置決めプラットフォ
ーム２８に近づく。支持部材１４は、それそれが垂直に
摺動可能なピン３０を含む、３つ以上の垂直ボア（図示
省略）を含む。支持部材１４がちょうど説明した降下位
置にあるときには、各ピン３０の上部先端部は、支持部
材１４の上部表面の上に突起する。ピン３０の上部先端
部は、支持部材１４の上部表面に平行な平面を画定す
る。
【００４０】通常のロボット・アームまたはブレード
は、チャンバ１０の中に半導体基板２６を運びかつピン
３０の上部先端部の上に基板２６を配置する。基板リフ
ト機構３２は、基板２６の下面に対してピン３０の上部
先端部を配置すべく、上方向にピン３０を移動しかつ更
に基板２６をロボット・ブレードから離昇する。次いで
ロボット・ブレードは、チャンバ１０から引っ込めら
れ、かつ支持リフト機構６０は、支持部材１４が基板リ
フト・ピン３０から基板２６をピックアップするように
支持部材１４を上昇させる。このときに、ピンは、プラ
ットフォームのカウンタ−ボアに静止されている。支持
部材１４がチャンバ１０において上昇されるときに、ア
ライメント部材１６のアライメント表面３４は、位置合
わせ不良の基板２６の外側エッジ（図３に示す）を妨害
し、矢印Ａに沿って支持部材１４上の中央に置かれた位
置に向けて重力供給下で基板２６を付勢する。
【００４１】支持部材１４が上方向に移動し続けると、
支持部材１４は、クランプ・リング１２の中にパスす
る。支持部材１４が上方向に移動し続けると、支持部材
１４から突出しているアライメント・ピン４７は、凹部
４５内のクランプ・リング１２に接触する。基板の他の
部分よりも大きな距離で支持部材１４の表面から上方向
に伸張している、ワープした基板２６の外側エッジは、
支持部材１４がクランプ・リング１２を通って移動され
るときにクランプ・リング１２の内側環状ベース３６に
接触する。クランプ・リング１２の重みは、その上への
堆積材料の受け取りのために一般的なプレーナ表面を与
えるべく基板を平滑にする。アライメント・ピン４７の
高さは、基板ワーページが影響を及ぼされるかまたはキ
ュアされる（治される）程度を決定する。アライメント
・ピン４７は、内側環状ベース３６、即ち、リング１２
がアライメント・ピン４７上に受け取られるときに基板
に実際に接触するクランプ・リングの部分は、基板２６
の厚みよりも多少小さい距離でその上に基板が静止する
支持部材１４の部分から離間され、それゆえに、クラン
プ・リング１２に基板を平滑にさせることができそれに
より処理の対する一般的なプレーナ基板表面を与えるこ
とを確実にすべく位置決めされかつ大きさが決められる
のが好ましい。アライメント・ピン４７のクランプ・リ
ング支持表面が支持部材１４の静止ボタン８１上の基板
の位置に関してあまりにも低く配置されるならば、基板
２６の外側エッジは、下方向に曲げられ、それゆえに凸
状上部表面を与えかつ基板上にストレスを不必要に配置
する。アライメント・ピン４７があまりにも高く配置さ
れたならば、基板２６のワープしたエッジは、平滑にさ
れず、それによりワープした基板の凸状上部基板表面を
与えさせ同時に基板に適切なアライメント以外で振動さ
せる。ピン４７が好ましい実施例、即ちピン８１の最上
位伸張における支持部材の基板受け取り表面に関して適
切に大きさが決められかつ配置されるときに、説明した
構成要素の位置は、図８に示すようである。
【００４２】この点において、薄膜堆積またはエッチン
グのような、基板処理は、開始できる。図８に示した例
示的スパッタリング・チャンバ１０の場合には、スパッ
タリング処理気体（一般的にはアルゴン）は、ガス・イ
ンレット（気体注入口）２０を通ってチャンバに供給さ
れ、かつＤＣ電源（図示省略）は、スパッタリング・タ
ーゲット１９に負電圧を印加する。電圧は、アルゴン・
ガスをプラズマ状態に励起し、アルゴン・イオンは、タ
ーゲット１９から材料を放出（スパッタ）するために負
にバイアスされたターゲット１９に衝突する。次いで、
スパッタされた材料は、クランプ・リング１２によって
シールド（被覆）されるその周辺部を除いて、基板２６
上に堆積する。薄膜層が基板２６上に堆積された後、基
板２６は、それがチャンバ１０の中に運ばれかつその内
に配置された段階のシーケンスを逆にすることによって
チャンバ１０から除去される。
【００４３】本発明は、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバ、
基板上に導体、半導体または誘電体薄膜を堆積するため
の化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバ、プラズマ・エッチ・チ
ャンバ、またはオブジェクトが達成された位置に配置さ
れかつ固定されることを必要とする他の処理及び装置の
ような、種々の型の半導体処理及び処理装置に対して有
用である、ということが特に考えられる。上記は、本発
明の好ましい実施例に指向されるが、本発明の他の及び
更なる実施例は、その基本的範疇から逸脱することなく
考え出されうる。本発明の範疇は、特許請求によって決
定される。
【００４４】
【発明の効果】本発明の装置は、支持部材上に半導体基
板を位置合わせしかつクランプする装置であって、ａ）
基板を受け取る開口のために外方向に先が細くされる上
部部分を含んでいる基板位置決め部材と、支持部材の円
形周囲上の少なくとも一つの垂直方向に配置されたクラ
ンプ・リング・アライメント部材とを有している半導体
基板支持部材；ｂ）基板支持部材クランプ・リング・ア
ライメント部材との嵌合のために垂直方向凹部を含んで
いる剛体と、クランプ・リング、基板及び支持部材が処
理のために位置合わせされるときに半導体基板の周辺部
分を受け取りかつ嵌合するための内側シート表面とを備
えているクランプ・リング；を備えているので、支持部
材上に支持された基板にわたりシールド部材を位置合わ
せし、基板を支持部材に固定し、基板を支持部材に固定
するために支持部材上に基板をレジスタし、基板にわた
りシールド部材を適切に位置合わせするように、支持部
材上に基板をレジスタすることができる。
【００４５】本発明の基板支持部材は、基板受け取り表
面；及び基板受け取り表面の外方向の支持部材の周囲上
の少なくとも一つの垂直方向に配置されたクランプ・リ
ング・アライメント部材を備えているので、支持部材上
に支持された基板にわたりシールド部材を位置合わせ
し、基板を支持部材に固定し、基板を支持部材に固定す
るために支持部材上に基板をレジスタし、基板にわたり
シールド部材を適切に位置合わせするように、支持部材
上に基板をレジスタすることができる。本発明の半導体
基板処理チャンバは、ａ）その上に基板受け取り表面
と、クランプ・リングを処理位置に支持するために支持
部材の外側周囲上に配置された複数のアライメント・ピ
ンとを有している筺体内の支持部材；ｂ）１）基板を受
け取るように構成された内側環状ベース、２）ベースの
外方向にかつ基板に一般的に平行に伸張しているルー
フ、及び３）ベースの内方向に伸張しかつ基板の周囲に
隣接する環状領域にかぶさるように突き出ているリップ
を備え、チャンバに配置されたクランプ・リング；を備
えているので、支持部材上に支持された基板にわたりシ
ールド部材を位置合わせし、基板を支持部材に固定し、
基板を支持部材に固定するために支持部材上に基板をレ
ジスタし、基板にわたりシールド部材を適切に位置合わ
せするように、支持部材上に基板をレジスタすることが
できる。
【００４６】本発明の方法は、半導体基板を捕獲する方
法であって、ａ）基板を受け取る開口のために外方向に
先が細くされる上部部分を含んでいる基板位置決め部材
と、支持部材の円形周囲上の少なくとも一つの垂直方向
に配置されたクランプ・リング・アライメント部材とを
有している半導体基板支持部材を供給し；ｂ）チャンバ
の中に基板を導入し；ｃ）位置合わせ不良基板が基板ア
ライメント部材に接触しかつ支持部材にアライメントす
るように基板をシフトするように基板を通して支持部材
を移動することによって基板支持部材上に基板を位置合
わせし；かつｄ）クランプ・リング・アライメント部材
がクランプ・リングを支持部材上に配置された支持部材
及び基板にわたり位置合わせしかつ基板を適切な処理位
置に固定するようにクランプ・リングを通して支持部材
を続いて移動する段階を具備するので、支持部材上に支
持された基板にわたりシールド部材を位置合わせし、基
板を支持部材に固定し、基板を支持部材に固定するため
に支持部材上に基板をレジスタし、基板にわたりシール
ド部材を適切に位置合わせするように、支持部材上に基
板をレジスタすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】支持部材がクランプ・リングの下に配置される
堆積チャンバにおける支持部材上のクランプ・リング及
び基板アライメント部材の構成を示している（ターゲッ
ト及びカバー・アセンブリなしの）堆積チャンバの断面
図である。
【図２】支持部材に位置決めされたアライメント部材の
中への基板の受け取りを示している、図１の装置の部分
断面図である。
【図３】アライメント部材と接触する基板を示してい
る、図１の装置の部分断面図である。
【図４】受け取られ、かつ支持部材の中心に置かれた、
基板を示している、図１の装置の部分断面図である。
【図５】装置のアライメント特徴を示している基板支持
の平面図である。
【図６】ワープした基板とのクランプ・リングの接触を
示している本発明のクランプ・リングの部分断面図であ
る。
【図７】支持部材上にクランプされた基板を示している
本発明のクランプ・リングの部分断面図である。
【図８】支持部材がクランプ・リングを通して配置され
る堆積チャンバにおける基板捕獲特徴を有しているクラ
ンプ・リング及び支持部材の構成を示している堆積チャ
ンバの断面図である。
【図９】アライメント部材の代替実施例を示している、
図１の装置の断面図である。
【図１０】図９の代替実施例を示している平面図であ
る。
【符号の説明】
１０ 堆積チャンバ １２ クランプ・リング １４ 支持部材 １６ 基板アライメント部材 １９ スパッタリング・ターゲット ２０ ガス・インレット（気体注入口） ２１ ハンガー ２４ 基板エッジ ２６ 基板 ２８ プレーナ上部表面 ３０ ピン ３２ 内側円筒状表面 ４７ クランプ・リング・アライメント部材 ６０ 支持リフト機構 ８１ 静止ボタン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル ローゼンスタイン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94087 サニーヴェイル ヘロン アベニ ュー 1601

Claims (44)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 支持部材上に半導体基板を位置合わせし
    かつクランプする装置であって、 ａ）基板を受け取る開口のために外方向に先が細くされ
    る上部部分を含んでいる基板位置決め部材と、支持部材
    の円形周囲上の少なくとも一つの垂直方向に配置された
    クランプ・リング・アライメント部材とを有している半
    導体基板支持部材； ｂ）前記基板支持部材前記クランプ・リング・アライメ
    ント部材との嵌合のために垂直方向凹部を含んでいる剛
    体と、前記クランプ・リング、基板及び支持部材が処理
    のために位置合わせされるときに前記半導体基板の周辺
    部分を受け取りかつ嵌合するための内側シート表面とを
    備えているクランプ・リング；を備えていることを特徴
    とする装置。
  2. 【請求項２】 前記基板位置決め部材は、前記支持部材
    上で受け取られることを特徴とする請求項１に記載の装
    置。
  3. 【請求項３】 前記基板位置決め部材の前記上部部分
    は、フラストコニカルであることを特徴とする請求項１
    に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記基板位置決め部材は、環状であるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記基板位置決め部材の前記上部部分
    は、アライメント・リッジを含むことを特徴とする請求
    項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記アライメント・リッジは、基板ワー
    ページの最大高さを越える距離で前記支持部材の前記基
    板受け取り表面から離間されることを特徴とする請求項
    ５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記基板位置決め部材は、複数のアライ
    メント・ポストを含むことを特徴とする請求項１に記載
    の装置。
  8. 【請求項８】 前記垂直方向に配置されたクランプ・リ
    ング・アライメント部材は、前記クランプ・リングに接
    合するための上部円錐部分を有している複数のアライメ
    ント・ピンを含むことを特徴とする請求項１に記載の装
    置。
  9. 【請求項９】 前記垂直方向に配置されたクランプ・リ
    ング・アライメント・ピンは、垂直方向に調整可能であ
    ることを特徴とする請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記クランプ・リング・アライメント
    ・ピンは、ねじが切られていることを特徴とする請求項
    ９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記クランプ・リングは、基板位置決
    め部材を受け取るための凹部を有しているルーフを更に
    備え、前記凹部は、前記位置決め部材と前記クランプ・
    リングとの間の接触を防ぐために大きさが決められかつ
    位置決めされることを特徴とする請求項１０に記載の装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記クランプ・リングは、基板を受け
    取るように構成された内側環状ベースと、前記ベースの
    外方向にかつ前記基板に一般的に平行に伸張しているル
    ーフと、及び前記ベースの内方向に伸張しかつ前記基板
    の周囲に隣接する環状領域にかぶさるように突き出てい
    るリップとを備えていることを特徴とする請求項１に記
    載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記ルーフは、前記クランプ・リング
    ・アライメント部材の受け取りのための凹部を備えてい
    ることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記クランプ・リング・アライメント
    凹部は、処理の間に前記クランプ・リングを受け取りか
    つ前記クランプ・リングを支持部材から離間しその間に
    間隙を画定すべく大きさが決められかつ位置決めされる
    ことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記リングは、ウェーハ・フラットを
    位置合わせするためのウェーハ・フラット部分を備え、
    前記支持部材は、支持部材上に前記基板を支持するため
    の位置決め部材を更に含み、前記位置決め部材は、前記
    支持部材の別の部分から離して基板を位置決めするため
    に大きさが決められ、前記リングは、前記ウェーハの厚
    みよりも多少小さい距離で位置決め部材に関して位置決
    めされた環状ベースを更に有していることを特徴とする
    請求項７に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記支持部材上に前記基板を支持する
    ための位置決め部材を更に含み、前記位置決め部材は、
    前記支持部材の別の部分から離して基板を位置決めすべ
    く大きさが決められることを特徴とする請求項１に記載
    の装置。
  17. 【請求項１７】 基板受け取り表面；及び前記基板受け
    取り表面の外方向の前記支持部材の周囲上の少なくとも
    一つの垂直方向に配置されたクランプ・リング・アライ
    メント部材を備えていることを特徴とする基板支持部
    材。
  18. 【請求項１８】 基板受け取り表面の外方向に配置され
    かつ基板の受け取りの開口に対して外方向に先が細くさ
    れた上部部分を有している基板アライメント部材を更に
    備えていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記基板アライメント部材は、環状リ
    ングであることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記環状リングは、位置合わせ不良の
    基板を前記支持部材の前記基板受け取り表面にわたりア
    ライメントさせるためのフラストコニカル上部部分を備
    えていることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
  21. 【請求項２１】 前記フラストコニカル環状リングは、
    位置合わせ不良の基板を前記支持部材の前記基板受け取
    り表面にわたり適切にアライメントさせる内側角度付け
    表面を含むことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
  22. 【請求項２２】 前記クランプ・リング・アライメント
    部材は、複数の円錐アライメント・ピンを備えているこ
    とを特徴とする請求項１７に記載の装置。
  23. 【請求項２３】 前記アライメント・ピンは、前記支持
    部材の外側周囲に位置決めされることを特徴とする請求
    項２２に記載の装置。
  24. 【請求項２４】 前記アライメント・ピンは、調整可能
    であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
  25. 【請求項２５】 ａ）その上に基板受け取り表面と、前
    記クランプ・リングを処理位置に支持するために前記支
    持部材の外側周囲上に配置された複数のアライメント・
    ピンとを有している筺体内の支持部材； ｂ）１）基板を受け取るように構成された内側環状ベー
    ス、 ２）前記ベースの外方向にかつ前記基板に一般的に平行
    に伸張しているルーフ、及び ３）前記ベースの内方向に伸張しかつ前記基板の周囲に
    隣接する環状領域にかぶさるように突き出ているリップ
    を備え、前記チャンバに配置されたクランプ・リング；
    を備えていることを特徴とする半導体基板処理チャン
    バ。
  26. 【請求項２６】 前記支持部材は、基板の受け取りの開
    口に対して外方向に先が細くされた上部部分を有してい
    る基板アライメント部材を更に備え、前記支持部材は、
    外側周囲を画定することを特徴とする請求項２４に記載
    の装置。
  27. 【請求項２７】 前記ルーフは、前記アライメント・ピ
    ンを受け取るための複数のアライメント・ピン凹部を画
    定することを特徴とする請求項２６に記載の装置。
  28. 【請求項２８】 前記ルーフは、前記支持部材が前記ク
    ランプ・リングを通して移動されるときに基板アライメ
    ント部材を収容するための基板アライメント部材凹部を
    画定することを特徴とする請求項２５に記載の装置。
  29. 【請求項２９】 前記基板アライメント部材は、前記支
    持部材の前記基板受け取り表面から離間されかつ前記基
    板が前記支持部材の上に位置決めされるときに位置合わ
    せ不良基板と接触可能であるアライメント・フェースを
    その上に有している内側円筒状壁を含むことを特徴とす
    る請求項２５に記載の装置。
  30. 【請求項３０】 前記基板アライメント部材は、前記支
    持部材上に受け取られることを特徴とする請求項２９に
    記載の装置。
  31. 【請求項３１】 前記アライメント・フェースは、フラ
    ストコニカルであることを特徴とする請求項２９に記載
    の装置。
  32. 【請求項３２】 前記アライメント・フェースと前記内
    側円筒状壁とは、アライメント・リッドで交差すること
    を特徴とする請求項２９に記載の装置。
  33. 【請求項３３】 前記アライメント部材は、環状である
    ことを特徴とする請求項２５に記載の装置。
  34. 【請求項３４】 前記内側円筒状フェースは、基板ワー
    ページの最大高さを越える距離により前記支持部材の前
    記基板受け取り表面から離間されたアライメント・リッ
    ジを含むことを特徴とする請求項３０に記載の装置。
  35. 【請求項３５】 前記アライメント部材は、前記支持部
    材の前記基板受け取り表面上に位置合わせ不良基板のエ
    ッジを位置合わせすることを特徴とする請求項２５に記
    載の装置。
  36. 【請求項３６】 半導体基板を捕獲する方法であって、 ａ）基板を受け取る開口のために外方向に先が細くされ
    る上部部分を含んでいる基板位置決め部材と、支持部材
    の円形周囲上の少なくとも一つの垂直方向に配置された
    クランプ・リング・アライメント部材とを有している半
    導体基板支持部材を供給し； ｂ）チャンバの中に基板を導入し； ｃ）位置合わせ不良基板が前記基板アライメント部材に
    接触しかつ前記支持部材にアライメントするように前記
    基板をシフトするように前記基板を通して前記支持部材
    を移動することによって前記基板支持部材上に前記基板
    を位置合わせし；かつ ｄ）前記クランプ・リング・アライメント部材が前記ク
    ランプ・リングを前記支持部材上に配置された支持部材
    及び基板にわたり位置合わせしかつ前記基板を適切な処
    理位置に固定するようにクランプ・リングを通して前記
    支持部材を続いて移動する段階を具備することを特徴と
    する方法。
  37. 【請求項３７】 前記クランプ・リング・アライメント
    部材は、円錐上部部分を有することを特徴とする請求項
    ３６に記載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記基板は、当該基板と前記基板アラ
    イメント部材との間の接触の最小発生で位置合わせされ
    ることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
  39. 【請求項３９】 前記クランプ・リング・アライメント
    部材は、前記支持部材から伸張している複数のアライメ
    ント・ピンを備えていることを特徴とする請求項３６に
    記載の方法。
  40. 【請求項４０】 前記基板アライメント部材は、処理の
    間に前記クランプ・リング下で受け取られかつ前記基板
    の前記表面の上方での粒子発生を防ぐために前記クラン
    プ・リングから離間されることを特徴とする請求項３９
    に記載の方法。
  41. 【請求項４１】 前記アライメント・ピンは、処理され
    るべき基板の厚みよりも多少小さい距離で前記支持部材
    上の基板受け取り表面から前記クランプ・リングを離間
    することを特徴とする請求項３９に記載の方法。
  42. 【請求項４２】 前記基板アライメント部材は、ウェー
    ハ・フラット・アライメント表面を含むことを特徴とす
    る請求項３８に記載の方法。
  43. 【請求項４３】 前記クランプ・リングは、前記支持部
    材が前記クランプ部材を通して移動されるときに前記基
    板の前記外側エッジ上で受け取られる内側環状ベースを
    含むことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
  44. 【請求項４４】 前記アライメント・ピンは、前記クラ
    ンプ部材を支持しかつその間に間隙を画定すべく前記支
    持部材から前記内側環状ベースを離間することを特徴と
    する請求項４３に記載の方法。
JP31933296A 1995-11-29 1996-11-29 半導体ウェーハ・アライメント部材及びクランプ・リング Withdrawn JPH09186226A (ja)

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