(exclusion),基板とクランプリングが接着する可能性を減らしながら、基板の縁部をクランプし、シールドする装置及び方法に関する。[0002]【従来の技術】半導体基板を含む基板上の集積回路の製造は、典型的に基板の表面に多くの金属、絶縁物及び半導体フィルム層を堆積することを必要とする。このフィルム層は、通常は真空処理チャンバ内で半導体基板上に堆積される。1つの通常の真空堆積プロセスは、物理的スパッタリングであって、堆積材料からなるターゲットがプラズマに曝されて、ターゲット材料の原子又は大きな粒子がターゲットからスパッタされて、基板上に堆積される。(CVD)法であって、基板が化学蒸気に曝されて、基板の表面上に気相成分のフィルム層を形成する。台座、サセプタ又はヒータと通常呼ばれる基板支持部材が、基板をその上に支持するために処理チャンバ内に配置される。thereon.典型的には、クランプリングがチャンバ内の支持部材の上方に配置され、支持部材がチャンバ内で移動可能である。基板はロボットによってチャンバ内に搬入され、支持部材が、基板及びその上にあるクランプリングを介してチャンバ内で上方に移動する。この基板は、堆積プロセス中に、基板の外縁に係合されるクランプリングにより、支持部材の上面に置かれ、固定される。基板を台座に固定する手段は、真空チャック、静電チャック、クランプリング又はこれらを組合せたものを含む。thereof.【0003】クランプリングは、一般に金属リングとして形成され、この一部が基板に受け取られ、支持部材上に配置された基板頂部の外縁に下向きの力を及ぼす。クランプリングの重量が基板の反りを少なくし、処理するために基板を定位置に保持する。クランプリングが基板の頂面に接触することにより、様々な問題を生じる。堆積処理が基板に施される際に、クランプリングがその上に材料を堆積される傾向がある。thereon.この堆積は、クランプリングと基板の間にブリッジ層を形成して、基板をクランプリングに接着し、次の処理のために基板をチャンバから取り除けないようにする。次に、クランプリングが、基板領域の外周の一部をシールドし、デバイスが形成される基板上の有用な面積を小さくする。この問題は一般に「シャドーイング」と呼ばれる。"shadowing".【0004】領域を不要にシャドーイングすることなく、基板の縁部をシールドし、基板への固着を最小にし、制御し又は防止するクランプリング及びそれを用いた技術の開発に、多くの努力が払われてきた。クランプリングは、ブリッジ層を形成する可能性を減らすように、基板の外周に沿って一様に間隔を開けた僅か数個の基板接触面をもつように設計された。これらのクランプリングは、基板を支持部材に適切にクランプするが、基板の外周をシャドーイングする。基板接触面の数を減らすことは、固着する可能性を大幅には低減しない。上述した別個の接触部を有する別のクランプリングが開発されてきたが、これは、接触面で基板をクランプリングに固着する可能性を減らすために、各接触点をシャドーイングするルーフ又はリップを有する。図1を参照すると、クランプリング10が、基板表面の外縁の上方で内向きに延びている4つの等間隔に離れた接触面14によって、基板(点線12で示される)の周りに配置されているのが示される。14,接触面と基板縁部の上方で僅かに内向きに延び、堆積材料から接触面をシャドーイングする内リップ又はルーフ16を示す。12,基板の使用可能領域を最大にする。このクランプリングは、基板を支持する支持部材の領域を越えたところに外縁を備える支持部材とともに用いるために設計された。substrate.この縁部は、堆積材料が支持部材の外周を越えてチャンバの領域に到達するのを防ぐ、基板支持部材の周りの曲がった経路を効果的に提供する。member.【0005】続くチャンバの設計は、基板より縁の部分だけ大きい径を有する全体的に円筒形状の支持部材を組み込む。そのために、PVD、CVD及び別の集積回路製造工程において、支持部材の縁部をちょうど越えて通過する蒸気及び/又は粒子が、支持部材の壁部を含む処理チャンバの内面全体や、支持部材の下方の空間に容易に堆積物を形成できる。これらの堆積物は、汚染粒子を生成することが知られており、最終的に支持部材の動作に悪影響を与える。結果として、基板及び支持部材上の表面に堆積材料すなわちエッチング材料を限定して、粒子の発生が少なくされ、その上に形成される堆積物を有する表面が、容易に清浄でき、チャンバの頂部を通る経路により交換可能となることが必要である。そのために、シールド装置が、基板の堆積物受け取り面に隣接する領域に堆積環境を実質的に限定するように工夫された。cover0(図4参照)を典型的に備える。この固定壁部は、支持部材が処理位置に配置されるとき、支持部材の周囲に延び、支持部材の上面を含む処理チャンバの壁部及び内部要素への堆積環境の経路を遮断する。chamber,支持部材をチャンバ内で引っ込めたり、延ばしたりできるようにしなければならない。extending.【0006】固定壁部の内端部と支持部材の間のギャップが、堆積材料を、固定壁部により保護しようとするチャンバの領域に導き、これらの表面上に所望でないフィルム層を堆積する経路を形成する。基板の縁部に沿って支持部材上に落ちる堆積材料は、基板と支持部材の間で容易にブリッジ層を形成するおそれがあり、支持部材から簡単に基板を取り除けないようにする。関する最も一般的な手法は、ギャップにわたってクランプリングを延ばし、支持部材上で受けられる基板の周縁上方で内向きに延びるリップを形成することである。このリップは、リップ高さ(基板の上方)に対するリップ幅(リップが基板の周部の上方で内向きに延びる距離)のアスペクト比をもって設計され、このリップが、支持部材又は基板の縁部を堆積からシャドーイングするために十分な幅を有し、固着しないように基板表面上の十分な高さを有する。基板領域の損失を最小にしようとする試みは、基板の縁部に張り出すリップの内端部を外向きに移し、基板の縁部に、より接近することを要求する。実質的に同程度の縁部の遮断は、リップのアスペクト比が同一であることを必要とする。そのために、内端部が基板の縁部の方に外向きに動かされる場合、リップの下面は、基板の上面により近接して、基板の縁部を同じく効果的にシールドしなければならない。リップの下面が基板の表面により近接するため、それらの間にブリッジ層が形成される可能性が大きくなり、システム内の基板の処理量が低減することとなるために、この解決法を受け入れることはできない。accept.【0008】そのために、基板を固定して、基板の反りを無くし、クランプリングと基板の間の固着を無くし又は最小にして、基板と支持部材の間のブリッジングを防止する縁部の遮断を提供し、集積回路装置を形成するために用いられる基板領域面積を大きくするクランプリングに対するニーズが存在する。[0009]【課題を解決するための手段】本発明は、基板の縁部が堆積材料をその上に受け取らないようにシールドしながら、基板を支持部材の表面に固定する方法及び装置を提供する。この方法及び装置は、基板と最低限に接触して、改善された縁部の遮断を提供する。1つの実施例においては、この装置が、クランプリングのルーフ下面から内向きに延びる支持タブを有するクランプリングを提供し、基板の縁部と、基板の縁部の上方に延びる多様の高さの下面を有する内側張り出しリップに接触する。基板の縁部の上方のルーフ高さは、リップの内端からリップの外端までの距離が大きくなるにつれて小さくなるのが好ましい。本発明の別の実施例においては、基板の縁部に張り出すルーフ下面が段状面であって、ルーフの幅:基板上方のルーフ高さ、として定められる大きくされた有効ルーフアスペクト比を提供する。このルーフは、2つの段状面を備え、第1の段状面が小さいルーフアスペクト比を有し、第2の段状面が大きいルーフアスペクト比を有するのが好ましい。段の数及び段のルーフアスペクト比は、プロセス及び好適な縁部の遮断によって変更することができ、好ましいルーフが、第1及び第2アスペクト比を、およそ1:1より大きく、およそ2:1から16:1とする。本発明の別の実施例においては、段状のルーフ下面が、接触面に隣接するリップ部分を含んで、クランプリングの内周の周りで連続する。ring.【0010】本発明の別の態様においては、基板の縁部に張り出すルーフが凸面であり、基板の縁部に近づく点で、斜めになって法線に近づく接線を有する。member,支持部材がクランプリングを介して動くときに、支持部材の上方にクランプリングを配置する。このピン及びリセスは、かみ合いを容易にして、支持部材の上方でクランプリングと整列するために、円錐形であるのが好ましい。本発明の別の態様においては、クランプリングの接触面が、ルーフ下面から内向きに延びる複数のタブによって設けられる。クランプリングの内周に等間隔に6つのタブが配置されるのが好ましいが、3つと少ないタブであってもよく、又は連続面がその上に設けられてもよい。[0011]【発明の実施の形態】本発明の上述した特徴、利点及び目的を得ることができる方法を詳細に理解することができ、簡単に要約した本発明が、添付図面に例示された実施例を参照して特別に説明される。添付図面は本発明の単なる例示であって、発明の範囲を限定するものと考えてはならず、別の同じような実施例を含むことができる。本発明のクランプリングが、改善された縁部遮断を提供し、クランプリングと基板の間のブリッジ層の形成を防止しながら、半導体基板上に堆積される材料が基板の周面上及び基板支持部材の隣接面に堆積しないようにする。(PVD)又は化学気相成長(CVD)チャンバのような、いかなるタイプの堆積チャンバ又は半導体製造プロセスにも有用である。本発明は、金属フィルムを半導体基板上に堆積する従来のPVDチャンバ内の好適な実施において以下に説明される。本発明の独自の特徴を説明する前に、チャンバの従来の構成要素を以下に説明する。以下に説明する実施例は環状部材であるが、この形状は本発明の範囲を制限するものではない。invention.【0012】図4は、本発明のクランプリング30を備えた、従来のスパッタリングチャンバ20の単純な横断面である。このチャンバ20は、少なくとも1つのガス入口27と、排気ポンプ(図示せず)に接続する排気出口28を有するチャンバ囲い壁24を備える。基板支持部材26が、チャンバ20の下端に配置され、ターゲット22が、チャンバ20の上端に据え付けられる。ターゲット22は囲い壁24から電気的に絶縁され、この囲い壁は接地されるのが好ましく、接地された囲い壁に対して負の電圧がターゲット22に維持されることができる。41の上でクランプリングが、支持部材26の上方で掛け渡される。26.【0013】新しい半導体基板をチャンバ20に受け取らせるために、基板支持部材60が、シールド上に掛け渡されるクランプリングのかなり下方に駆動機構42により下げられ、支持部材の底部がピン位置決めプラットホーム36に近づく。この支持部材26は、3つ又はそれ以上の垂直ボア(図示せず)を備え、その各々が垂直方向にスライド可能なピン34を有している。この支持部材が、ちょうど説明された下方位置にあるとき、各ピンの底部チップが、プラットホーム36上に存在し、各ピンの上部チップが、支持部材の上面上に突き出る。このピンの上部チップは、支持部材の上面に並行な平面を形成し、基板をその上に受け取る。従来のロボットアームが基板12をチャンバ20に搬送し、ピン34の上部チップに基板を配置する。リフト機構43がピンプラットホームを上方に動かし、基板の下面に対してピンの上部チップを配置し、さらにロボットブレードから外して基板を持ち上げる。member,このピンが支持部材26内で下方にスライドして、それによって基板を支持部材の頂部に降ろすことができる。26を持ち上げ、基板の周部が、上向き壁部41にある環状クランプリングの内側に接触する。クランプリングの内径は、通常は、基板の縁部をシールドするために、基板の内径よりも僅かに小さいサイズである。支持部材が続いて上方に動くとき、支持部材により支持された基板が、クランプリング30の全体の重量を支持し、上向き壁部の上方にクランプリングを持ち上げる。このクランプリングは、クランプリング又は基板が支持部材の表面でスライドしないように十分に重くされるべきである。member.説明された構成要素の位置が図4に示される。クランプリングを定位に配置すると、フィルム堆積プロセスが開始可能となる。図4に例示されるスパッタリングチャンバ20の場合に、スパッタリング処理ガス(典型的にはアルゴン)がガス入口27を通じてチャンバに供給され、DC電源21が負電圧をスパッタリングターゲット22に印加する。この電圧はアルゴンガスをプラズマ状態に励起し、アルゴンイオンを負にバイアスされたターゲットに衝撃させ、ターゲットから材料をスパッタする。lip,基板上に堆積される材料を受け取らないようにシールドする。ルーフ下面によって形成される複数のタブが、基板縁部の上方で内側に延び、処理中に基板の縁部に接触し、基板を支持部材に固定する。スパッタされた材料はそれから、クランプリングによってシールドされた周部を除いて、基板上に堆積する。opposite,基板をチャンバ20から取り除くことができる。particular,リフト機構42が、支持部材を上向き壁部41の下方に下げ、クランプリング30がシールド40に下降する。40.この点で、クランプリングの重量が、基板ではなくシールドによって支持される。shield,基板が単純に支持部材26の頂部に載った状態を保つ。26.基板がクランプリングに一時的に接着して、それから支持部材上に落ちるとき、支持部材との衝撃によって基板が損傷を受ける場合がある。基板がもっと強くクランプリングに接着して、落ちない場合には、処理を中止しなければならず、チャンバ20を開いて、手で基板を取り除かなければならない。いずれにしても、この基板は価値のないものとなり、後者の場合には、停止時間によりコスト的に損となる。金属堆積チャンバにおいては、前に基板に施された多くの高価な製造ステップにより、基板が高価なものとなった後に、一般に金属導体層が半導体基板上に最後に堆積されるため、このことは特に大きな問題となる。problem.【0016】本発明のクランプリングは、基板との有効接触部分を小さくして基板を支持部材に固定し、クランプリングと基板との間でブリッジ層が形成される可能性を大きくすることなく、改良した縁部遮断を提供する。interrupted.改良した縁部遮断は、ダイの製造に利用できる基板領域を最大にし、クランプリングと基板の接触部分を小さくすることは、粒子が基板表面上に生成される可能性を最小にする。一般に、本発明は、基板縁部の上方でルーフ下面から内向きに延びる複数の接触部又はタブを提供して、クランプリングを基板上に支持し、タブ間の弧状の領域のクランプリングの内径を大きくして、堆積環境に対して基板の露出部分を大きくすることによって、以上の利点を実現するものである。タブ間のルーフ下面は段状の構成を有し、ルーフ幅と基板上方のルーフ高さの比として定められる、大きい有効ルーフアスペクト比を提供する。段状のルーフアスペクト比は、クランプリングと基板の間のブリッジ層の形成を少なくし、一方で、基板の外縁と、固定壁部及び支持部材の間のギャップをシールドすることが分かっている。member.【0017】典型的には、クランプリングの内径のサイズは、基板サイズ、基板との接触に利用可能なクランプリングの表面積、及び、クランプリングと基板の間に設けられる通路の形状によって示される。典型的には、クランリングのリップと基板との間隔が最大にされ、要求される枚数の基板を処理する間、クランプリングと基板の間のブリッジ層の形成を防止する。多くの用途において、この間隔は、特定の処理に対する基板の所望の処理量によって定められる。リップと基板の間隔を最大にすることによって、クランプリングと基板の間にブリッジ層が形成され、クランプリングが交換又は清浄されなければならなくなる前に、所定数の基板を処理することができる。本発明のクランプリングは、クランプリングの内周に間隔を開けて配置された別個の接触部を用いて、接触部間のクランプリングの弧状領域に段状のルーフ下面を設けることによって、有用な基板領域を大きくする。任意のルーフ幅を有するルーフに段を付加することによって、標準的なルーフよりも、より大きい有効アスペクト比を提供する。逆に、幅広の標準的なルーフと実質的に等しいシャドーイング及びブリッジ形成の頻度を提供しつつ、段状ルーフの幅は小さくされることができる。幅狭ルーフを用いる利点は、ダイ形成に利用可能な基板領域面積を大きくすることである。forming.【0018】図5は、図4のクランプリング30の底面を示す。クランプリング30が、シールド40の上向き壁部41に協働する外側フランジ50と、基板12(その外径が点線で示される)の上方でフランジ50から半径方向内向きに延びて内境界部に環状リップ54を有する水平ルーフ52を備える。図6に示されるように、好適な実施例のクランプリング30が、下方に延びる環状の外側フランジ50を備え、そこから、上面60と下面62を有する水平ルーフ52が半径方向内向きに延びる。その水平ルーフ52は、処理中に基板12の縁部に張り出す環状リップ54における内側端部で終了する。ring,ルーフ下面から内向きに延びて、図5に示される基板接触面を提供する。張り出しリップ54は、クランプリング30の内周の周りで連続しているのが好ましく、タブ56に隣接する張り出しリップの部分は、タブ間の弧状部分のリップよりも僅かに内向きの延び、ブリッジ層ができやすいタブ部分のシールドを向上するのが好ましい。surface,リップの内端から外端までの距離が大きくなると、このルーフ高さは小さくなる。66及び68を有するのが好ましく、クランプリングと基板の接着を防止しながら、基板12の縁部70を有効にシールドする。堆積材料や、リップの内側の境界から基板の縁部までの近さによって、段の数は変わる。図6は、支持タブ56間のクランプリングの横断面を示す。ルーフ52が、外側フランジ50から半径方向内向きに延び、堆積環境からチャンバ構成要素をシールドする上面60と、支持部材が引っ込んだ位置にあるとき、チャンバ内にあるシールド上にクランプリング12を支持する下面62とを設ける。面取りされた縁部64は、ルーフの上面の角度を小さくすることによって基板のシャドーイングを少なくし、ダイをその上に製造するために利用可能な表面領域を最大にする。52は、より厚い外側部分からより薄い内側部分までの幅にわたってテーパ状にされてもよく、又はその逆であってもよい。versa.【0020】ルーフ52の内径の下面62が、図8に詳細に示される多くの段を付けられた下面を備えた内リップにおいて終了する。タブ間に配置されるリップ部分は、全体的に平面のルーフ下面により通常与えられるものに等しい又はそれよりも大きい有効ルーフアスペクト比を全体として提供する2つの段状面66、68を有するのが好ましい。この段状面66、68による変更可能なルーフアスペクト比は、大きい有効ルーフアスペクト比をもたらし、基板とクランプリング間のブリッジ層の形成を防止し、基板の縁部及びそれを越えて材料が堆積するのを防止する。firstシールド面を提供して、ターゲットからスパッタされた粒子の大部分を遮断する。times,基板とクランプリングの間でブリッジ層が形成されないようにする。スパッタリング堆積装置において、ターゲットからスパッタされて、垂直に対して斜めの角度をもって移動する粒子の大部分が、上面及びリップの面取りされた面によって遮断されるのが好ましい。この段状面68は基板の表面から十分に間隔を開けて、その間にブリッジ層を形成しないようにする。therebetween.【0021】しかしながら、粒子は互いに衝突して、基板の表面に、より斜めの軌跡で、方向を変えたり、チャンバの壁から再度スパッタされたりする。この現象により、クランプリングの内径を大きくした場合に基板の縁部上の又はそれを越えた堆積を防止するために、リップの下面を、基板の縁部を効果的にシールドすべく基板の表面により近接させなければならず、当業者がクランプリングの内径を大きくすることができなかった。ルーフアスペクト比を大きくし、ブリッジ層が形成される可能性を小さくすることが望ましい。そのために、本発明者は、第1の段状面よりも大きいルーフアスペクト比を有する第2段状面を提供した。1:1のルーフアスペクト比を有してもよいが、クランプリングの全体的な有効ルーフアスペクト比を大きくするために、およそ2:1から16:1のルーフアスペクト比を有するのが好ましい。基板表面にかなり近接する第2段状面に到達する材料が少なくなり、クランプリングと基板の間にブリッジ層が形成される可能性が小さくなる。reduced.この第2段状面のルーフアスペクト比を大きくすることによって、クランプリングが、第2段のルーフアスペクト比に実質的に等しい全体の有効ルーフアスペクト比を有する。内側の段に到達する粒子数は、第1段状面のシールド効果によって最小にされる。second段状面よりも基板の表面からかなり離されるために、基板とクランプリングの間でブリッジ層は形成されにくくなる。ring.【0022】ルーフ下面から延びるタブ56がクランプリングの内径の周りに等間隔に配置されて、クランプリングの接触を最小にするのが好ましい。基板とクランプリングの接触を最小にすることによって、クランプリングの内径が接触面間で大きくでき、この接触面が基板の縁部に、より接近できることになる。典型的には、クランプリングの接触面は最大にされて、クランプリングと基板の間で適切な接触を可能にし、基板を支持部材に固定して、基板の縁部が欠ける(chip)のを防ぐ。7及び9を参照すると、堆積プロセス中にクランプリングが、タブ56で基板上に支持され、基板を支持部材の表面に固定する。支持部材がチャンバ内のハンガー上に支持されるクランプリングを介して移動するとき、このクランプリングが支持部材に整列される。円錐整列リセス58が、ルーフ下面に設けられて、支持部材26の上面から延びる嵌め合い整列ピン47を受け取り、支持部材の上方でクランプリングを整列する。recess,クランプリングのルーフにおいて支持タブ56の内側に設けられ、クランプリングの内周に等間隔に配置される。タブ56に隣接する張り出しリップ54がタブ間のリップよりも更に内側に延びるので、リセス58によって基板のシャドーイングを防止するために、これらのリセスはタブに隣接した位置にあるのが好ましい。tab.【0023】支持部材上に設けられる整列ピンは、上部から、より大きい径を有するベース部にかけてテーパ状であるのが好ましく、支持部材とクランプリングの間の整列を容易にする。支持部材がクランプリングを介して動くとき、整列ピンの上部が、リセスの大きな径の開口に受け入れられ、また支持部材がクランプリングに移動すると、整列し損ねたクランプリングが支持部材に整列するように動かされる。クランプリング上にいくつもの接触面があってもよいが、接触面の数は、全体的におよそ2から24個であるのが好ましい。or°だけ離間されるのが好ましい。以上の内容は本発明の好適な実施例を示すものであり、本発明の別の特徴及び実施例は、特許請求の範囲に記載した事項から逸脱しない範囲で案出することができるであろう。DRAWINGS【図1】従来のクランプリングの底面を示す。ring.【図2】従来のクランプリングの横断面を示す。ring.【図3】従来のクランプリングの横断面を示す。ring.【図4】支持部材がクランプリング及びシールドの下方に配置される場合の、チャンバ内のシールド及び支持部材の構成を示す処理チャンバの断面である。chamber.【図5】図3及び4に示されたクランプリングの底面である。4.【図6】図5のライン6−6に沿って示されるクランプリングの断面である。FIG.【図7】図5のライン7−7に沿って示されるクランプリングの断面である。FIG.【図8】タブ又はパッド間にある本発明のクランプリングのリップ部分の横断面である。pad.【図9】タブ又はパッドの場所の、本発明のクランプリングのリップ部分の横断面である。c)ルーフの前記内周縁部を形成して、段状の下面を備えたリップとを有する装置。接触面が連続面であることを特徴とする請求項1に記載の装置。接触面が、ルーフ下面の内周縁部の周りに間隔を開けて配置された複数のタブであることを特徴とする請求項1に記載の装置。ルーフの内周縁部がテーパ状であることを特徴とする請求項1に記載の装置。段状の下面が、タブの間にあることを特徴とする請求項3に記載の装置。段状の下面が、少なくとも2つの変更可能な高さの表面を有することを特徴とする請求項1に記載の装置。複数のスペーサから半径方向外側に配置される複数の整列リセスを備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。ルーフの内周縁部とワークピースの縁部の間で半径方向にある、リップの下面において下向きに延びる段を有することを特徴とする請求項2に記載の装置。was,真空容器内の前記シールド部材上に配置可能なクランプリングとを有する装置。クランプリングが、ルーフ下面から内向きに延びる少なくとも1つの接触面を備えることを特徴とする請求項9に記載の装置。接触面が、クランプリングの内周縁部の周りに間隔を開けて配置された複数のタブを備えることを特徴とする請求項10に記載の装置。接触面が、連続面であることを特徴とする請求項10に記載の装置。内部リップの上面が面取りされることを特徴とする請求項9に記載の装置。クランプリングが、ルーフの外周縁部から下方に延びる外側フランジを含むことを特徴とする請求項9に記載の装置。クランプリングがルーフ下面に整列リセスを備え、支持部材が、そこから延びて、整列リセスに受け入れられるように構成された整列ピンを備えることを特徴とする請求項9に記載の装置。前記内部リップが、その下面に段を付けられていることを特徴とするシールド。ルーフ下面から内向きに延びる複数の接触面を備えることを特徴とする請求項16に記載のシールド。段状下面が、接触面の間にあることを特徴とする請求項17に記載のシールド。接触面に隣接するリップが、接触面の間に位置するリップから僅かに内向きに延びていることを特徴とする請求項17に記載のシールド。下面に整列リセスを備えることを特徴とする請求項16に記載のシールド。