特許 5992334 ウエハのエッジおよび斜面の堆積を修正するためのシャドウリング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5992334

(24)【登録日】2016年8月26日

(45)【発行日】2016年9月14日

(54)【発明の名称】ウエハのエッジおよび斜面の堆積を修正するためのシャドウリング

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20160901BHJP

   C23C 16/04 20060101ALI20160901BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/31 C

   C23C16/04

【請求項の数】14

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-547135(P2012-547135)

(86)(22)【出願日】2010年12月21日

(65)【公表番号】特表2013-516766(P2013-516766A)

(43)【公表日】2013年5月13日

(86)【国際出願番号】US2010061470

(87)【国際公開番号】WO2011082020

(87)【国際公開日】20110707

【審査請求日】2013年11月25日

(31)【優先権主張番号】61/291,680

(32)【優先日】2009年12月31日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100109726

【弁理士】

【氏名又は名称】園田 吉隆

(74)【代理人】

【識別番号】100101199

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 義教

(72)【発明者】

【氏名】デュ ボワ， デール

(72)【発明者】

【氏名】アユブ， モハマド

(72)【発明者】

【氏名】キム， ロバート

(72)【発明者】

【氏名】バンサル， アミット

(72)【発明者】

【氏名】フォーダー， マーク

(72)【発明者】

【氏名】グエン， ビン

(72)【発明者】

【氏名】チェン， シュー エフ．

(72)【発明者】

【氏名】ユー， ハン

(72)【発明者】

【氏名】チャン， チーウ

(72)【発明者】

【氏名】バラスブラマニ， ガネーシュ

(72)【発明者】

【氏名】パディ， ディーネッシュ

(72)【発明者】

【氏名】ロッチャ， フアンカルロス

【審査官】 小川 将之

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０５３２６７２５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２７４１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５１９０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１０２９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５２７６２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２０３

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３６３−２１／３６５

Ｈ０１Ｌ ２１／３０２

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／６７−２１／６８３

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

Ｃ２３Ｃ １６／００−１６／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

堆積チャンバ内で使用するシャドウリングであって、
上面および底面を有する環状の本体であって、底面が第１の環状の底面及び第２の環状の底面を含み、第２の環状の底面が第１の環状の底面に対して内側に設置されたくぼんだスロット内に設置され、第２の環状の底面が第１の環状の底面の上方に深さを有する、環状の本体と、
第１の環状の底面から延在する少なくとも１つのピン部材と、
くぼんだスロットに対して内側に延在する環状の縁であって、該環状の縁が垂直な表面と第３の環状の底面とを有し、該第３の環状の底面が第１の環状の底面と第２の環状の底面の間の深さで、該垂直な表面が該第３の環状の底面を該第２の環状の底面に接続する、
シャドウリング。

【請求項2】

少なくとも１つのピン部材が先細の側部を有する、請求項１に記載のシャドウリング。

【請求項3】

少なくとも１つのピン部材が円錐台形状である、請求項１に記載のシャドウリング。

【請求項4】

くぼんだスロットが約０．２５４ｍｍ以上の幅を有する、請求項１に記載のシャドウリング。

【請求項5】

シャドウリングの外径上に配置される１つまたは複数の突起をさらに備える、請求項１に記載のシャドウリング。

【請求項6】

ウエハ上に材料を堆積させるためのチャンバであって、
チャンバ本体と、
ウエハを支持するための上面を有する基板支持体と、
シャドウリングと
を備え、シャドウリングが、
第１の環状の底面と、
第１の環状の底面から延在する少なくとも１つのピン部材と、
第１の環状の底面に対して内側に設置されたくぼんだスロット内に設置された第２の環状の底面であって、第２の環状の底面が第１の環状の底面の上方に深さを有する、第２の環状の底面と、
くぼんだスロットに対して内側に延在する環状の縁であって、該環状の縁が垂直な表面と第３の環状の底面とを有し、該第３の環状の底面が第１の環状の底面と第２の環状の底面の間の深さで、該垂直な表面が該第３の環状の底面を該第２の環状の底面に接続する、
チャンバ。

【請求項7】

基板支持体の上面に少なくとも１つの位置合わせ凹部をさらに備え、少なくとも１つの位置合わせ凹部が少なくとも１つのピンと結合し、シャドウリングを基板支持体に対して位置合わせする、
請求項６に記載のチャンバ。

【請求項8】

少なくとも１つのピン部材が先細の側部を有する、請求項７に記載のチャンバ。

【請求項9】

少なくとも１つのピン部材が円錐台形状である、請求項７に記載のチャンバ。

【請求項10】

処理チャンバ内で堆積プロセス中のウエハのエッジにおける材料の堆積を調整する方法であって、
ウエハのエッジにおいて、堆積に影響を及ぼし堆積均一性を改善するように、シャドウリングの少なくとも１つのパラメータを変更するステップを含み、シャドウリングが、
第１の環状の底面と、
第１の環状の底面に対して内側に設置されたくぼんだスロット内に設置された第２の環状の底面であって、第２の環状の底面が第１の環状の底面の上方に深さを有する、第２の環状の底面と、
第１の環状の底面から延在する少なくとも１つのピン部材と、
くぼんだスロットに対して内側に延在する環状の縁であって、環状の縁が第１の環状の底面と第２の環状の底面の間の深さで第３の環状の底面を有する、環状の縁と
を備える、方法。

【請求項11】

シャドウリングのパラメータを変更するステップが、くぼんだスロットのサイズを改変するステップを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

シャドウリングのパラメータを変更するステップが、シャドウリングの上面から材料を追加または除去するステップを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

シャドウリングのパラメータを変更するステップが、環状の縁のサイズを増加または減少させるステップのうちの１つのステップを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

シャドウリングのパラメータを変更するステップが、シャドウリングを形成する材料の組成物を変更するステップを含む、請求項１０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、ウエハのエッジおよび斜面上のプロセスガスの堆積を向上させる、または場合によってはそれに影響を及ぼすシャドウリングの修正に関する。

【背景技術】

【0002】

熱およびプラズマ化学気相堆積（ＣＶＤ）は、半導体ウエハ上に薄膜材料を堆積させるために使用される複数のプロセスの一部である。熱ＣＶＤを使用してウエハを処理するために、ウエハを受け取るよう構成される基板支持体とともに、真空チャンバが備えられる。典型的なＣＶＤチャンバでは、ウエハは、ロボットブレードによって、チャンバ内に配置され、チャンバから取り出され、処理の期間、ウエハはウエハ支持体により支持される。前駆体ガスが、ウエハの上方に位置するガスマニホルド板を通って、真空チャンバ内に送達され、ウエハは、一般に約２５０℃から６５０℃の範囲内のプロセス温度に加熱される。前駆体ガスは加熱されたウエハ表面上で反応し、ウエハ表面上に薄い層を堆積させ、揮発性の副生成物ガスを形成する。副生成物ガスは、チャンバ排気システムを通ってポンプ送出される。熱ＣＶＤプロセスにおいて、電気抵抗タイプのヒータなどのヒータを、ウエハを加熱するために使用することができる。プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）では、１つまたは複数のＲＦ電極が設けられ、ガスにエネルギーを与え、プラズマを形成する。前駆体を活性化し薄膜層を形成するための熱は、プラズマにより提供される。

【0003】

ウエハ処理の主要目的は、最大の有効表面領域を得、その結果、各ウエハから可能な最大数のチップを得ることである。このことは、ウエハのエッジを含む、ウエハ表面が可能な限り無駄にならないように、処理されるウエハのエッジ除外を最小化するよう、半導体チップ製造業者からの最近の要望により、強調されている。考えるべきいくつかの重要な要因として、ウエハ上に堆積させられる層の均一性および厚さに影響を及ぼす処理変数、およびウエハに付着し、ウエハ上に形成されたデバイスの全てまたは一部に欠陥をもたせる、または役に立たなくさせる場合がある汚染物質が挙げられる。これらの要因の両方は、処理される各ウエハで、有効表面領域を最大化するために制御しなければならない。

【0004】

チャンバ内の粒子汚染の１つの発生源は、後続のプロセスの期間にはがれ落ちるまたは剥離する、ウエハのエッジまたは裏側に堆積した材料である。ウエハエッジは、典型的には斜角を付けてあり、この表面を覆って堆積を制御することを困難にしている。したがって、ウエハエッジにおける堆積は典型的には不均一であり、金属が堆積させられる場合、シリコンに対してとは別様で誘電体に対して付着する傾向がある。ウエハの誘電体層が斜面に延在しない場合、金属がシリコンの斜面に堆積し、最終的にチップまたは薄片がチャンバ内に不要な粒子を発生する可能性がある。加えて、化学機械研磨を使用して、タングステンまたは他の金属で被覆されたウエハの表面を平滑化することがしばしばある。研磨の行為によって、エッジおよび裏面の任意の堆積物がはがれ落ち、不要な粒子を生成することになる可能性がある。

【0005】

処理の期間にウエハのエッジ上の堆積を制御するため、複数の手法が使用されてきた。１つの手法は、ウエハの周辺部分をプロセスガスから基本的にマスクする、または遮蔽するシャドウリングを使用する。シャドウリング手法の１つの欠点は、ウエハの周辺部分をマスクすることによって、シャドウリングがウエハの全体的な有効表面領域を減少させることである。この問題は、シャドウリングがウエハに正確に位置合わせされていない場合に悪化し、位置合わせは、達成が困難である可能性がある。さらに、ウエハのエッジから熱を（抵抗タイプの熱源とプラズマタイプの熱源の両方から）引き抜くことにより、シャドウリング自体が、ウエハのエッジ部位内の堆積均一性に影響を及ぼす。

【0006】

したがって、エッジの堆積均一性を増加させ、粒子汚染の機会を減少させることが可能となるように、シャドウリングを改善する必要がある。

【発明の概要】

【0007】

本発明の実施形態は、一般に、ウエハのエッジにおける堆積を改善するためのシャドウリングを提供する。シャドウリングの様々なパラメータが、シャドウリングによりもたらされる熱効果およびプラズマ効果を変更するように調整され、このことによって、ウエハのエッジにおける材料の堆積を調整する。

【0008】

第１の実施形態において、本発明は、堆積プロセス中のウエハのエッジを遮蔽するためのシャドウリングである。シャドウリングは環状の上面および環状の底面を含み、底面は、基板支持体と係合するための第１の部分、および環状の底面の周りに延在し、底面の第１の部分の上方の第１の距離にある環状のくぼんだスロットを有する。

【0009】

さらなる実施形態において、本発明は、ウエハ上に材料を堆積させるためのチャンバである。チャンバは、チャンバ本体、ウエハを支持するための上面を有する基板支持体および基板支持体の上面上に支持されるシャドウリングを有する。シャドウリングは環状の上面および環状の底面を含み、底面は、基板支持体の上面と係合するための第１の部分、および環状の底面の周りに延在し、底面の第１の部分の上方の第１の距離にある環状のくぼんだスロットを有する。

【0010】

別の実施形態において、本発明は、堆積プロセス中のウエハのエッジにおける、材料の堆積を調整する方法である。方法は、材料から形成され上面および底面を有するシャドウリングを準備すること、およびシャドウリングの少なくとも１つのパラメータを変更して堆積に影響を及ぼし、ウエハのエッジにおける堆積の均一性を改善することを含む。

【0011】

本発明の上記の特徴を詳細に理解することが可能なやり方を、上で簡単に要約された本発明のより具体的な説明が実施形態を参照することによってわかることができるように、その一部が添付の図面に示されている。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】非処理位置におけるシャドウリングおよび基板支持体の１つの実施形態を示す、チャンバの概略断面図である。

【図2】処理位置におけるシャドウリングおよび基板支持体を示す、図１のチャンバの概略断面図である。

【図3】チャンバ本体リング上に支持されるシャドウリングの１つの実施形態の上面図である。

【図4】図３のシャドウリングのさらなる実施形態のピン領域の、部分概略断面図である。

【図5】図３のシャドウリングのさらなる実施形態のピン領域の、部分概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図が見やすいように、適用可能な場合は、図に共通な同一の要素を指定するため、同一の参照番号が使用されている。１つの実施形態の特徴が、さらなる記述なしに、他の実施形態に組み込まれ得ることが意図される。

【0014】

本発明の実施形態は、ウエハのエッジにおいて堆積均一性を増加し、一方ウエハの表面の不要な部位上の堆積を最小化するシャドウリングを意図する。具体的には、実施形態は、ウエハのエッジ除外領域内の堆積を改変する、シャドウリングの修正を含む。シャドウリングの実施形態は、シャドウリング形状を調節することにより、ウエハのエッジ上の堆積の増加または減少を可能にすることができる。シャドウリングの上面および／または底面からの材料の除去を、エッジ堆積および斜面カバレージを増加させるために使用することができる。１つの実施形態において、シャドウリングの底面の材料は、シャドウリングの底面にくぼんだスロットを設けることにより減少する。１つの実施形態において、シャドウリングの材料の量を増加することにより、エッジ堆積および斜面カバレージの量が減少する。ウエハのエッジにおける堆積を調整するための他の手法として、シャドウリングの内径を増加または減少させること、およびシャドウリングを形成する材料の組成物を調整することが挙げられる。例えば、材料の熱伝導率は、シャドウリングの熱特性に影響を及ぼすように変えることができる。そのために、熱プロセス中のウエハのエッジ部位に印加される熱が制御され、この部位内の堆積に影響を及ぼすことができる。シャドウリングが作られる材料の誘電率を変更して、プラズマに基づくプロセス中のシャドウリングのプラズマ結合特性に影響を及ぼすことができる。そのために、プラズマ堆積処理中のプラズマとウエハのエッジ部位の間の相互作用が制御され、その部位内の堆積に影響を及ぼすことができる。

【0015】

図１は、チャンバ本体１００内で下げられた非処理位置に位置する基板支持体１３を有する、チャンバ１５０の横断面図である。シャドウリング４は、基板支持体１３および基板支持体１３上に配設されるパージリング１５など第２のリングの上方に、処理チャンバ本体１００の内面１０２上に配設されるチャンバ本体リング２００により支持される。基板支持体１３は、アルミニウムおよび／またはセラミックなどの化学処理に耐性のある材料でできていて良く、基板支持体１３内に配設され、ヒータ電源１１２から電力を供給される抵抗加熱コイルなどの加熱素子７を含むことができる。図１および図２における基板支持体１３の実施形態は、処理部位１０６内にプラズマＰを誘起するために使用され得るＲＦ電極１７を含む（図２参照）。電極１７は、電極１７と接地の間にＲＦ電流を生成するＲＦ電源１０８に接続して良く、接地は、典型的には処理チャンバ本体１００の壁である。シャワーヘッド１１０は、堆積プロセスに要求される、必要な堆積およびプラズマガスを処理部位１０６に提供する。真空口１２（１つが示される）が設けられ、真空源１１４に取り付けられ、堆積の要件に応じて、処理部位１０６内を真空環境に維持することができる。１つの実施形態において、シャドウリング４は、シャドウリング４の周辺の周りに等しく離間し、そこから下向きに延在する、複数の先細または円錐台形状のピン１９（２つが示される）を備える。パージリング１５は、その中に形成される、少なくとも１つの先細または円錐台形状の位置合わせ凹部５、および少なくとも１つの先細または円錐台形状の位置合わせスロット６を含む。本発明は、その上にピンを有するシャドウリング、およびその上に凹部／スロットを有するパージリングを備えて示され、記載されるが、発明は、ピンおよび凹部／スロット結合が、シャドウリングまたはパージリングのいずれかに配設され得る実施形態を企図することが理解される。本発明は、ピンまたは凹部／スロットのいずれかが先細面を含む実施形態も企図する。さらに、シャドウリングがパージリングとともに使用される状態が示されているが、いくつかの実施形態において、パージリングは必要でなく、位置合わせ凹部５およびスロット６は、基板支持体１３内に直接形成される場合がある。

【0016】

１つの実施形態において、ピン１９は、位置合わせ凹部５および位置合わせスロット６とインターフェースするように配置される。位置合わせ凹部５および位置合わせスロット６は、少なくとも、複数のピン１９のうちの対応するピンと同じくらいの幅である。ピン１９と位置合わせ凹部５および位置合わせスロット６の結合は、熱サイクルに起因する膨張および収縮または他の原因によって、シャドウリング４の動きを、位置合わせスロット６の長さ未満に制限する。ピン１９は、パージリング１５に対するシャドウリング４の回転運動も制限し、このことにより、回転位置合わせを実現させる。図１および図２に示されるように、ピン１９は、好適には基部から頂部に向かって先細になる、円錐台形状を有する。位置合わせ凹部５および位置合わせスロット６は、先細ピン１９を収容するために、より広い開口部およびより狭い底部を形成する、整合先細側壁を有する。この構成により、２つのリング間の全体の位置ずれに対応し補正する。というのは、より大きな位置ずれ余裕をもって、ピン１９のより狭い先端部を、凹部５およびスロット６のより広い開口部の中に挿入することができるからである。したがって、先細でない（すなわち、円筒形の）ピンではなく円錐台形状または先細のピン１９、凹部５、およびスロット６を用いて、シャドウリングとパージリングを１つにするとき、ピン１９が凹部５およびスロット６の中に挿入されると、熱膨張または他の原因に起因するシャドウリング４とパージリング１５の位置ずれを補正することができる。ピン１９が凹部５およびスロット６の中に挿入されると、ピン１９の面が凹部５またはスロット６により画定される面に沿って摺動するので、シャドウリング４とパージリング１５の間の位置ずれが補正される。したがって、ピン１９が完全に凹部５およびスロット６の中に挿入されると、２つのリングは位置合わせされ、シャドウリングとパージリングの間で、正確な位置合わせおよび回転位置合わせが実現する。シャドウリング４は、洗浄または交換のために取り出され、次いで正確に再配置され再度位置合わせすることができる。そのために、休止時間およびウエハ破損の可能性が最小化される。

【0017】

図３は、チャンバ本体リング２００上に支持されるシャドウリング４の１つの実施形態の上面図である。チャンバ本体リング２００は、チャンバ本体１００の内面１０２に結合される。チャンバ本体リング２００は、チャンバ本体リング２００の内面２２０の上部に形成される複数の凹部２０２を含む。シャドウリング４は、凹部２０２により画定されるチャンバ本体リング２００の面に載るように構成される複数の突起１０を含む。好ましくは、４つの突起１０が、シャドウリング４の周辺に沿って、等しく離間する。シャドウリング４がパージリング１５と結合しないとき、シャドウリング４は、凹部２０２の面に載っている突起１０を介して、チャンバ本体リング２００により支持され得る。凹部２０２は、シャドウリング４の熱膨張に対応するようにサイズ決定され、しかもシャドウリング４がパージリング１５と十分に位置合わせするよう保たれ、その結果、ピン１９が凹部５およびスロット６の捕捉範囲内に留まる。凹部２０２の側壁面も、シャドウリング４をチャンバ本体リング２００の所望の合わせ位置に促すように先細にされて良い。

【0018】

図２は、処理位置における基板支持体１３を示す、チャンバの横断面図である。示すように、基板支持体１３と結合されたパージリング１５は、シャドウリング４と接触し、持ち上げる。シャドウリング４のピン１９は、パージリング１５の凹部５およびスロット６の中に挿入される。そのために、シャドウリング４がチャンバ本体リング２００から持ち上げられ、その結果、シャドウリング４の突起１０は、凹部２０２により画定されるチャンバ本体リング２００の内面２２０から持ち上げられる。この構成において、シャドウリング４は、ウエハＷの上方約３から５ミリメートルに配置され、ウエハＷの周辺またはエッジの部分の上にかかり、処理の期間、その上の堆積を制御する。ウエハＷの周辺の周りの領域は、エッジ除外領域と呼ばれることがある。エッジ除外領域を減少させることにより、ウエハＷのより広い部分に堆積させて、ウエハ上に、より多くの有効なデバイスを形成することができる。しかし、エッジ除外が小さすぎる場合、ウエハＷと基板支持体１３の間に架橋が発生し、したがってウエハまたは基板支持体に粒子および／または損害を生じる場合がある。

【0019】

動作において、基板支持体１３は、図１に示すように、最初はウエハ移送位置に下げられる。次いで、ロボットブレード（図示せず）を備えるウエハハンドラは、基板支持体１３の上方の位置にウエハを運ぶ。リフトピン（図示せず）がロボットブレードからウエハＷを持ち上げ、ロボットブレードは引っ込む。基板支持体１３は、その上にウエハＷを配置するために持ち上げられ、次いで基板支持体１３は、図２に示すように、基板支持体１３に取り付けられるパージリング１５がシャドウリング４をチャンバ本体リング２００から処理位置に持ち上げるように、さらに上昇する。パージリング１５がシャドウリング４と係合すると、ピン１９は、位置合わせ凹部５および位置合わせスロット６の中に挿入される。ピン１９の先細面は、位置合わせ凹部５および位置合わせスロット６の先細面に沿って摺動し、シャドウリング４がパージリング１５と所望の位置合わせになるよう促す。一度ウエハＷが処理位置になると、前駆体ガスがチャンバ処理部位１０６内に供給され、熱が、加熱素子７によって、または不活性ガスおよび／または前駆体ガスならびにＲＦ電極１７を使用して形成されるプラズマによって提供される。

【0020】

図４は、本発明の１つの実施形態にしたがうシャドウリング４００の、概略部分断面図である。シャドウリング４００は、図１〜３を参照して上で記載した、シャドウリング４であって良い。シャドウリング４００の、この実施形態の底面４０２は、実質的に平面である。ピン１９は、底面４０２から下向きに延在し、突起１０は、図３と併せて議論したシャドウリング４に関連して上で記載した位置合わせの目的で、シャドウリング４００の外周から延在する。突起１０の底面は、シャドウリング４００の底面４０２の残りと、実質的に同一平面である。環状の縁４０４が、シャドウリング４００の内周の周りに延在する。縁４０４は、ウエハＷの上面の上方の距離Ｄ_１にある底面４０６を有する。１つの実施形態において、距離Ｄ_１は、約０ｍｍ（ウエハＷと接触）と約０．７６２ｍｍ（０．０３０”）の間である。１つの実施形態において、シャドウリング４００の底面４０２は、基板支持体１３の上面によって、またはパージリング１５が含まれるときは、パージリング１５の上面によって支持される（図２参照）。縁４０４は、距離Ｄ_２だけウエハＷのエッジまたは斜面Ｂの上にかかる。１つの実施形態において、距離Ｄ_２は、約０．１ｍｍと約１．５ｍｍの間である。

【0021】

図５は、本発明のさらなる実施形態にしたがうシャドウリング５００の概略部分断面図である。シャドウリング５００は、図１〜３を参照して上で記載した、シャドウリング４であって良い。シャドウリング５００は、シャドウリング４００の縁４０４と同様に、シャドウリングの内周の周りに延在する環状の縁５０４を含む。ピン１９は、底面５０２から下向きに延在し、突起１０は、シャドウリング４に関連して上で記載した位置合わせの目的で、シャドウリング５００の外周から延在する。１つの実施形態において、シャドウリング５００の底面５０２は、シャドウリング５００の周りに延在する環状のくぼんだスロット５０６を含む。図５に示すように、底面５０２の部分５０８は、ピン１９および突起１０の部位でくぼんでいない。部分５０８は、上で記載したように、基板支持体１３の上面と、またはパージリング１５が含まれるときは、パージリング１５の上面と係合し、シャドウリング５００の適切な配置を実現する。

【0022】

くぼんだスロット５０６は、基板支持体１３内のＲＦ電極１７および／または加熱素子７に面する、底面５０２上のシャドウリング５００の材料を減少させる。この領域内の材料の量を減少することにより、熱結合特性およびプラズマ結合特性が変化する。くぼんだスロット５０６の追加によって、ウエハＷの斜面における堆積の増加、およびウエハＷのエッジにおける膜厚の増加をもたらすことが見出された。縁５０４は、ウエハＷの上面の上方の距離Ｄ_１にある底面５０５を有する。１つの実施形態において、距離Ｄ_１は、約０ｍｍ（ウエハＷと接触）と約０．７６２ｍｍ（０．０３０”）の間である。縁５０４は、距離Ｄ_２だけウエハＷのエッジまたは斜面Ｂの上にかかる。１つの実施形態において、距離Ｄ_２は、約０．１ｍｍと約１．５ｍｍの間である。図５に見られるように、くぼんだスロット５０６は、シャドウリング５００の底面５０２の上方に、距離または深さＤ_３である上面５０７を有する。１つの実施形態において、距離Ｄ_３は、０ｍｍ（シャドウリング４００を用いる場合と同様に）とシャドウリング５００のほぼ厚さ全体とすることができる長さの間である。くぼんだスロット５０６は、径方向に長さＬ_１で延在する。１つの実施形態において、くぼんだスロット５０６の径方向の長さＬ_１は、約０．２５４ｍｍ（０．１０”）とシャドウリング５００の外径近くまで延在することができる長さの間である。いくつかの実施形態において、くぼんだスロット５０６は、底面５０２全体にわたって、ピン１９に隣接しない領域に延在する。他の実施形態において、底面５０２は、シャドウリング５００の外周領域で、部分５０８と同じ高さであり、シャドウリングの外周の周りでシャドウリングを支持することを実現することができる。

【0023】

ウエハのエッジにおいて、堆積を修正し均一性を改善する別の手法は、シャドウリングの上面の材料の量を変化することによる手法であることが見出された。図５に示すように、シャドウリングの材料の量を調整することにより、堆積プロセスの期間、ウエハにわたる堆積均一性および熱均一性を調整することができる。理論に束縛されることを望むものではないが、材料の減少は、ウエハのエッジ上の堆積に、少なくとも３つのプロセスによって影響を及ぼすと考えられる。第１に、材料の減少は、領域の物理的な「シャドウイング」を減少し、堆積生成物がシャドウリングの下の領域に到達可能にする。第２に、材料の減少は、シャドウリングにより引き起こされるヒートシンク効果を減少し、加熱されるウエハのエッジが、ウエハの内側部分に対してより均一に加熱されることを可能にする。第３に、シャドウリングの材料の誘電率が、除去された材料が位置した空間を占める真空またはガスの誘電率（１．０に近い）よりも、著しく高いこと（ＡｌＮでは、８．９）である。ウエハのエッジを覆う空間の、全体の誘電率の減少は、プラズマの結合をより大きくし、その結果、ウエハのエッジ部位において、より速い堆積速度を達成することができる。

【0024】

図５のシャドウリング５００は、いくつかの実施形態において、シャドウリングの上面の様々な修正形態を含む。シャドウリング５００の上面５１０は、シャドウリング５００の外周から突起１０の上部を越えて延在する、第１の外側環状部分５１２を含む。１つの実施形態において、第１の外側環状部分５１２は、比較的水平である。シャドウリング５００の上面５１０は、いくつかの実施形態において、外側環状部分５１２からシャドウリング５００の環状の縁５０４に延在する第２の内側環状部分５１４も含む。内側環状部分５１４は、上面５１０が環状の縁５０４に向かって下向きに傾斜するように、外側環状部分５１２と角度αをなす。１つの実施形態において、角度αは、約５°と約６０°の間である。

【0025】

図５は、シャドウリング５００の修正された上面５１０も示す。この実施形態において、内側環状部分５１４は、点線５１４’により示される増加した厚さを有する。シャドウリング５００のこの実施形態において、追加材料（５１４の上）によって、環状の縁５０４におけるシャドウリングの形状厚さを、第１の厚さＤ_４から第２の厚さＤ_５に増加する。１つの実施形態において、第１の厚さＤ_４は、最小で約０．１２７ｍｍ（０．００５”）であり、第２の厚さＤ_５は、最大で約１．２７０ｍｍ（０．０５０”）である。必要なら、環状の縁５０４の領域におけるシャドウリング５００の材料の量を増加させることにより、エッジ堆積および斜面カバレージの量を減少することができる。シャドウリング５００の様々な実施形態の全体の厚さは、堆積プロセスに影響を及ぼすために、同じであって良く、または変更されても良い。

【0026】

エッジ除外領域内の堆積に影響を及ぼし、堆積均一性を改善するために他のシャドウリングのパラメータを変更することを含む、本発明のさらなる実施形態も企図される。図３を参照して、本発明のさらなる実施形態が記載されるが、以下に記載の特徴は、本明細書に記載の様々なシャドウリング実施形態のいずれかを用いて使用され得ることを理解されたい。シャドウリング５００の内周の内径は、Ｄと示される。直径Ｄを増加することにより、エッジ除外領域を、２ｍｍから０．８ｍｍに減少することができる。逆に、直径Ｄを減少することにより、ウエハのエッジ上のシャドウリングカバレージを増加させ、エッジ除外領域をウエハのエッジから２ｍｍを超えて増加させる。図４または図５を参照して、シャドウリングの様々な実施形態の直径Ｄを調整することによって、シャドウリング４００およびシャドウリング５００に関して上で記載したように、シャドウリングの様々な実施形態の径方向の突出長Ｄ_２も調整する。

【0027】

本発明の実施形態によるシャドウリングの堆積特性に影響を及ぼす別の手法は、シャドウリングの材料の組成物を修正することによる手法である。いくつかの実施形態において、上のシャドウリングは、窒化アルミニウムまたはセラミック材料など、熱的に伝導性の誘電体材料から形成されて良い。シャドウリングの材料を変えることにより、より多いまたはより少ないエッジ堆積および斜面カバレージを実現することができる。上に記載したように、理論に束縛されることを望むものではないが、シャドウリングの材料の組成物の、熱伝導率ｋおよび電気特性（すなわち、誘電率）の変化は、シャドウリングの下および隣のウエハのエッジ領域内の、堆積均一性および堆積速度に影響を及ぼすことが考えられる。

【0028】

上記が本発明の実施形態を対象とする一方、本発明の他の実施形態およびさらなる実施形態が本発明の基本範囲から逸脱することなく考案されて良く、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】