(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-04-12
(54)【発明の名称】基板への裏面堆積防止
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20240405BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20240405BHJP
C23C 16/44 20060101ALI20240405BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 N
H01L21/31 B
C23C16/44 B
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023564391
(86)(22)【出願日】2022-04-15
(85)【翻訳文提出日】2023-12-19
(86)【国際出願番号】 US2022024938
(87)【国際公開番号】W WO2022225797
(87)【国際公開日】2022-10-27
(31)【優先権主張番号】63/177,617
(32)【優先日】2021-04-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】592010081
【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
(74)【代理人】
【識別番号】110000028
【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ゲイジ・クリストファー
(72)【発明者】
【氏名】チャンドラセクハラン・ラメシュ
(72)【発明者】
【氏名】レンズ・エリック・エイチ．
(72)【発明者】
【氏名】リーサー・カール・フレデリック
【テーマコード（参考）】
4K030
5F045
5F131
【Ｆターム（参考）】
4K030GA02
4K030KA05
5F045AA15
5F045DP03
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5F131JA16
5F131JA24
5F131JA26
5F131JA27
5F131KA73
(57)【要約】
【解決手段】様々なシステム及び方法が、アプローチの組み合わせを使用することにより基板への裏面堆積を防止するために提供される。アプローチは、基板を台座にクランプすること、及び／又は堆積が望ましくない領域へパージガスを供給することを含む。クランプ法は、静電クランピング又は真空クランピングを含む。さらに、堆積が望ましくない領域へパージガスを供給するために、様々な台座及びエッジリング設計が提供される。パージと組み合わせたクランピングの使用は、基板のオモテ面への材料の堆積に影響することなく性能をさらに高めることができる。基板のエッジに沿ったクランピングは、わずかに皿又はドーム状の形状（つまり、それぞれ凹型又は凸型）を有するように台座の上面を機械加工することによって、より効果的にできる。
【選択図】図３
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
台座であって、基板を支持するためのベース部分であって、円盤状であり、かつ前記ベース部分の外径に沿って前記ベース部分の上面に環状凹部を有するベース部分と、
前記ベース部分に接続されたステム部分と、
前記ベース部分の下面の下に配置された熱シールドであって、前記熱シールド及び前記下面が、ガス入口と流体連通しているマニホールドを画定する、熱シールドと、
前記ベース部分を取り囲み、かつ前記熱シールドの外縁に載っている第１の端部と、第２の端部とを有する円筒部分であって、前記円筒部分の内面及び前記ベース部分の外面が、前記マニホールドと流体連通する第１のギャップを画定する、円筒部分と、
前記円筒部分の前記第２の端部から前記環状凹部の上に半径方向内側に延びている環状部分であって、前記環状部分及び前記環状凹部が、前記第１のギャップと流体連通する第２のギャップを画定する、環状部分と、
を含むエッジリングと
を含み、
前記ガス入口に供給されたパージガスが、前記マニホールドと、前記第１のギャップと、前記第２のギャップとを通り、かつ前記環状部分の上を半径方向外側に流れる、
台座。
【請求項2】
請求項１に記載の台座であって、前記基板のシャワーヘッド対向面にシャワーヘッドから材料が堆積されている間に、前記パージガスが前記ガス入口に供給され、かつ、前記パージガスが、前記基板の台座対向面への前記材料の堆積を防止する、台座。
【請求項3】
請求項１に記載の台座であって、前記基板を前記ベース部分の前記上面にクランプするための静電クランプシステムをさらに含む、台座。
【請求項4】
請求項１に記載の台座であって、前記基板を前記ベース部分の前記上面にクランプするための真空クランプシステムをさらに含む、台座。
【請求項5】
請求項１に記載の台座であって、前記ベース部分の前記上面が、前記ベース部分の中心よりも前記ベース部分の外径においてより高い平面に存在する、台座。
【請求項6】
請求項１に記載の台座であって、前記ベース部分の前記上面が、前記ベース部分の中心よりも前記ベース部分の外径においてより低い平面に存在する、台座。
【請求項7】
請求項１に記載の台座であって、前記ベース部分の前記上面に配置された環状封止バンドをさらに含み、前記環状封止バンドの外径が、前記環状凹部の内径及び前記基板の外径に等しい、台座。
【請求項8】
請求項１に記載の台座であって、処理中に前記台座をシャワーヘッドに対して垂直に動かして、前記基板と前記シャワーヘッドの間のギャップを調整するように構成されたアクチュエータをさらに含む、台座。
【請求項9】
請求項１に記載の台座であって、前記環状部分の上面が、前記基板のシャワーヘッド対向面よりも高い平面に存在する、台座。
【請求項10】
請求項１に記載の台座であって、前記環状部分の上面及び下面の各々が、半径方向外側部分と半径方向内側部分とを含み、前記半径方向外側部分が、前記円筒部分から前記環状凹部に平行に延び、かつ前記半径方向内側部分が、前記環状部分の内径に向かって傾斜する、台座。
【請求項11】
請求項１に記載の台座であって、前記円筒部分が、前記ベース部分の前記外面に平行であり、かつ前記環状部分が、前記環状凹部に平行である、台座。
【請求項12】
請求項１に記載の台座であって、前記円筒部分と前記環状部分の外径が等しい、台座。
【請求項13】
請求項１に記載の台座であって、前記環状凹部の内径が、前記基板の外径以上である、台座。
【請求項14】
請求項１に記載の台座であって、前記環状部分の内径が、前記環状凹部の内径及び前記基板の外径よりも大きい、台座。
【請求項15】
請求項１に記載の台座であって、前記環状部分の上面が、前記基板のシャワーヘッド対向面と同じ高さにあり、前記環状部分の下面が、前記円筒部分から前記環状凹部に平行に延び、かつ前記環状部分の内径に向かって上向きに傾斜する、台座。
【請求項16】
請求項１５に記載の台座であって、前記環状部分の前記上面からある距離だけ上に配置された第２のリングをさらに含み、前記第２のリングの内径及び外径が、前記環状部分のそれぞれの径に等しく、かつ前記第２のリングの上面及び下面が、前記環状部分の前記上面に平行である、台座。
【請求項17】
請求項１に記載の台座であって、前記環状部分が、前記環状部分の内径から半径方向外側に延びる複数の孔を含む、台座。
【請求項18】
請求項１に記載の台座であって、前記環状部分の下面が、前記円筒部分から前記環状凹部に平行に延び、かつ前記環状部分の内径に向かって上向きに傾斜し、かつ、
前記環状部分の上面が、第１の距離まで前記環状部分の前記内径から上向きに傾斜する第１の部分と、前記第１の距離から前記環状部分の外径に向かって下向きに傾斜する第２の部分とを含み、かつ、前記第１の部分と部分的に前記第２の部分とを通って半径方向に延びる複数の孔を含む、
台座。
【請求項19】
請求項１に記載の台座と、前記ガス入口を通る前記パージガスの流れを制御するためのコントローラとを含む、システム。
【請求項20】
請求項１に記載の台座であって、前記ガス入口が、前記ステム部分の底部に配置されている、台座。
【請求項21】
基板を支持するための台座であって、円盤状のベース部分であって、
上面にあり、前記ベース部分の外径より小さい外径を有し、かつ前記基板の外径以上の内径を有する環状リッジと、
下面にあり、前記環状リッジの前記内径及び前記基板の前記外径よりも小さい直径を有する環状突起と、
前記下面から前記上面まで外向きに延びる複数の孔であって、前記孔が、前記上面上の第１の円に沿って、かつ前記下面上の第２の円に沿って配置されており、前記第１の円が、前記環状リッジの前記内径及び前記基板の前記外径よりも小さく、かつ前記環状突起の前記直径よりも大きい第１の直径を有し、前記第２の円が、前記環状突起の前記直径よりも小さい第２の直径を有する、孔と
を含む、ベース部分と、
前記ベース部分から延びるステム部分と
を含む、台座。
【請求項22】
請求項２１に記載の台座であって、前記ベース部分の前記下面に平行かつその下に配置された熱シールドをさらに含み、前記熱シールドが前記環状突起に接続されており、前記熱シールドと、前記下面と、前記環状突起とが、ガス入口と流体連通しているマニホールドを画定し、
材料が前記基板に堆積されている間に前記ガス入口に供給されたパージガスが、前記マニホールド及び前記孔を通って流れ、前記環状リッジの上を半径方向外側に流れ、かつ前記基板の台座対向面への前記材料の堆積を防止する、
台座。
【請求項23】
請求項２１に記載の台座であって、前記基板を前記ベース部分の前記上面にクランプするための静電クランプシステム又は真空クランプシステムをさらに含む、台座。
【請求項24】
請求項２１に記載の台座であって、前記環状リッジが、前記環状リッジの前記内径において前記ベース部分の前記上面から垂直に上がり、前記ステム部分の垂直軸に対して斜めに外向きに延び、半径方向外側に延び、かつ前記環状リッジの前記外径において前記ベース部分の前記上面に垂直に下りる、台座。
【請求項25】
請求項２１に記載の台座であって、前記孔が、前記ステム部分の垂直軸に対して鋭角で前記下面から前記上面まで延びる、台座。
【請求項26】
請求項２１に記載の台座であって、前記ベース部分の前記上面に配置された環状封止バンドをさらに含み、前記環状封止バンドの外径が、前記第１の円の前記第１の直径よりも小さい、台座。
【請求項27】
請求項２１に記載の台座であって、処理中に前記台座をシャワーヘッドに対して垂直に動かして、前記基板と前記シャワーヘッドの間のギャップを調整するように構成されたアクチュエータをさらに含む、台座。
【請求項28】
請求項２２に記載の台座と、前記ガス入口を通る前記パージガスの流れを制御するためのコントローラとを含む、システム。
【請求項29】
請求項２２に記載の台座であって、前記ガス入口が、前記ステム部分の底部に配置されている、台座。
【請求項30】
請求項２２に記載の台座であって、前記台座の周りに配置されたリングをさらに含み、前記リングが、前記ベース部分を取り囲み、かつ、前記熱シールドの外縁と整合した第１の端部と、第２の端部とを有する円筒部分と、
前記第２の端部から、前記ベース部分の前記上面の上を前記環状リッジの前記外径まで半径方向内側に延びる環状部分と
を含み、
前記環状リッジの上面と前記リングの前記環状部分が、同一平面上にある、
台座。
【請求項31】
台座アセンブリであって、台座であって
第１の表面と、前記第１の表面に対向する第２の表面とを有するベースプレートと、
前記ベースプレートの前記第２の表面から延びるステムと
を含み、
複数の貫通孔が、前記ステムの半径方向外側の位置において、前記ベースプレートの前記第１の表面から前記第２の表面を通って延びる、
台座と、
前記ステム及び前記複数の貫通孔の周りに配置されたカラーであって、前記カラーが、前記カラーの内面と前記ステムの外面の間に第１の環状容積を画定し、かつ前記カラーの上面が、前記ベースプレートの前記第２の表面との面間シールを形成する、カラーと、
前記ベースプレートの前記第２の表面の下に配置された第１の部分を有し、かつ前記第１の部分の半径方向内側端部から延びる第２の部分を有する環状熱シールドであって、前記第２の部分が、前記カラーを取り囲み、かつ前記環状熱シールドの前記第２の部分の内面と前記カラーの外面との間に第２の環状容積を画定する、環状熱シールドと
を含む、台座アセンブリ。
【請求項32】
請求項３１に記載の台座アセンブリであって、前記第１の環状容積が、前記第２の環状容積とは別個のものである、台座アセンブリ。
【請求項33】
請求項３１に記載の台座アセンブリであって、１つ又は複数のガスが、前記ベースプレートに配置された基板の下から、前記複数の貫通孔及び前記第１の環状容積を介して吸い出されて、前記基板を前記ベースプレートにクランプする、台座アセンブリ。
【請求項34】
請求項３１に記載の台座アセンブリであって、パージガスが、処理中、前記第２の環状容積に注入されて、前記ベースプレートに配置された基板のエッジの周りに出ていく、台座アセンブリ。
【請求項35】
請求項３４に記載の台座アセンブリであって、前記パージガスが、前記基板の台座対向面への堆積を防止する、台座アセンブリ。
【請求項36】
請求項３１に記載の台座アセンブリであって、前記ベースプレートを取り囲むエッジリングをさらに含み、
前記エッジリングの底面が、前記環状熱シールドの前記第１の部分の上面との面間シールを形成し、
前記環状熱シールドの前記第１の部分の前記上面と、前記エッジリングの内側面と、前記ベースプレートの前記第２の表面とが、前記第２の環状容積と流体連通しているマニホールドを画定し、かつ
パージガスが、前記第２の環状容積に注入されて、前記エッジリングと前記ベースプレートの間のギャップを通って出ていく、
台座アセンブリ。
【請求項37】
請求項３６に記載の台座アセンブリであって、前記パージガスが、前記ベースプレートに配置された基板の台座対向面への堆積を防止する、台座アセンブリ。
【請求項38】
請求項３１に記載の台座アセンブリであって、前記台座の前記ステムの下端が、半径方向外側に延びるフランジを含み、前記台座アセンブリが、前記フランジと台座支持構造の間に配置されたＯリングを用いて前記フランジに取り付けられた前記台座支持構造をさらに含む、台座アセンブリ。
【請求項39】
請求項３８に記載の台座アセンブリであって、前記台座支持構造が、側壁を備えた円筒体を含み、前記側壁内の垂直穴が、ガスチャネルを画定し、かつ前記ガスチャネルが、前記第１の環状容積及び前記複数の貫通孔と流体連通する、台座アセンブリ。
【請求項40】
請求項３８に記載の台座アセンブリであって、前記台座支持構造が、側壁を備えた円筒体を含み、前記側壁内の穴が、ガスチャネルを画定し、かつ前記ガスチャネルが、前記第２の環状容積と流体連通する、台座アセンブリ。
【請求項41】
請求項３８に記載の台座アセンブリであって、前記台座支持構造が、内部キャビティを画定する円筒体を含み、かつ前記円筒体の上面から半径方向外側に延びる第２のフランジを含み、前記台座アセンブリが、前記ステムの前記下端にある前記フランジを前記台座支持構造の前記第２のフランジに接続する１つ又は複数のクランプをさらに含む、台座アセンブリ。
【請求項42】
請求項３８に記載の台座アセンブリであって、前記台座支持構造が、内部キャビティを画定する円筒体を含み、かつ前記円筒体の上面から半径方向外側に延びる第２のフランジを含み、前記台座アセンブリが、Ｌ字型の断面を有するクランプをさらに含み、前記第２のフランジが、それとの面間シールを形成する前記クランプの水平部分に載る、台座アセンブリ。
【請求項43】
請求項４２に記載の台座アセンブリであって、前記クランプの垂直部分の上側端部が、半径方向外側に延びる第３のフランジを含み、かつ、前記第３のフランジの上面上の半径方向外側端部と半径方向内側端部からそれぞれ延びる第１の垂直部分と第２の垂直部分とを含む、台座アセンブリ。
【請求項44】
請求項４３に記載の台座アセンブリであって、前記カラーの下端が、前記第２の垂直部分との第１の面間シールを形成し、かつ前記環状熱シールドの前記第２の部分の下端が、前記第１の垂直部分との第２の面間シールを形成する、台座アセンブリ。
【請求項45】
請求項４４に記載の台座アセンブリであって、前記第１の面間シール及び前記第２の面間シールが、前記第１の環状容積と前記第２の環状容積の間の流体連通を防止する、台座アセンブリ。
【請求項46】
請求項４４に記載の台座アセンブリであって、前記円筒体が、前記第２のフランジから上向きに延びる垂直部分を含み、かつ前記クランプの前記垂直部分の前記上側端部の半径方向内側部分が、前記円筒体の前記垂直部分の上側端部の半径方向外面との面間シールを形成する、台座アセンブリ。
【請求項47】
請求項４６に記載の台座アセンブリであって、前記円筒体が、その中に第１の穴を有する側壁を有し、
前記クランプの前記垂直部分が、前記第１の穴と流体連通しているキャビティを画定する前記第２のフランジから上向きに延びる前記円筒体の前記垂直部分から間隔をおいており、かつ
前記クランプの前記垂直部分の前記上側端部が、前記キャビティ及び前記第２の環状容積と流体連通している第２の穴を含む、
台座アセンブリ。
【請求項48】
請求項３９に記載の台座アセンブリであって、前記ガスチャネル、前記第１の環状容積、及び前記複数の貫通孔を真空ポンプに選択的に接続するように構成されたバルブと、
前記バルブを選択的に制御して、基板の処理中に、前記ガスチャネル、前記第１の環状容積、及び前記複数の貫通孔を介して、前記ベースプレートに配置された基板の下から１つ又は複数のガスを除去して、前記基板を前記ベースプレートにクランプするように構成されたコントローラと
をさらに含む、台座アセンブリ。
【請求項49】
請求項４０に記載の台座アセンブリであって、前記ガスチャネル及び前記第２の環状容積をパージガスのソースに選択的に接続するように構成されたバルブと、
前記バルブを選択的に制御して、前記ベースプレートに配置された基板の処理中に、前記ガスチャネル及び前記第２の環状容積を介して前記パージガスを供給して、前記基板の台座対向側への堆積を防止するように構成されたコントローラと
をさらに含む、台座アセンブリ。
【請求項50】
請求項３１に記載の台座アセンブリであって、前記第１の表面の外径に沿って前記ベースプレートの前記第１の表面に配置された環状シールバンドと、
前記ベースプレートの前記第１の表面から上向きに延びる複数の突出部と
をさらに含み、
前記突出部が、前記第１の表面の中心から前記環状シールバンドの内径まで分布する、
台座アセンブリ。
【請求項51】
請求項５０に記載の台座アセンブリであって、前記突出部の高さが、前記環状シールバンドの前記内径から前記ベースプレートの前記第１の表面の前記中心にかけて減少する、台座アセンブリ。
【請求項52】
請求項５０に記載の台座アセンブリであって、前記突出部の高さが、前記環状シールバンドの前記内径から前記ベースプレートの前記第１の表面の前記中心にかけて増加する、台座アセンブリ。
【請求項53】
ベースプレートと、前記ベースプレートから延びるステムとを含む台座であって、前記ベースプレートが円盤状であり、かつ上面を有する、台座と、前記ベースプレートの前記上面から上向きに延び、かつ前記ベースプレートの前記上面の中心から前記台座の外径まで分布した複数の突出部と
を含み、
前記突出部が、前記突出部に近接した伝導熱伝達を調整するように適合させた高さを有する、
台座アセンブリ。
【請求項54】
請求項５３に記載の台座アセンブリであって、前記突出部が、前記突出部の上側端部によって画定されたプロファイルを有する、台座アセンブリ。
【請求項55】
請求項５３に記載の台座アセンブリであって、前記突出部が等しい高さである、台座アセンブリ。
【請求項56】
請求項５３に記載の台座アセンブリであって、前記突出部の第１のセットが、前記突出部の第２のセットとは異なる高さを有する、台座アセンブリ。
【請求項57】
請求項５３に記載の台座アセンブリであって、前記突出部の高さが、前記環状シールバンドの前記内径から前記ベースプレートの前記上面の前記中心にかけて減少する、台座アセンブリ。
【請求項58】
請求項５３に記載の台座アセンブリであって、前記突出部の高さが、前記環状シールバンドの前記内径から前記ベースプレートの前記上面の前記中心にかけて増加する、台座アセンブリ。
【請求項59】
請求項５３に記載の台座アセンブリであって、前記突出部が円筒状である、台座アセンブリ。
【請求項60】
請求項５３に記載の台座アセンブリであって、基板を前記ベースプレートの前記上面にクランプするために前記台座に配置された静電クランプシステムをさらに含む、台座アセンブリ。
【請求項61】
請求項５３に記載の台座アセンブリであって、基板を前記ベースプレートの前記上面にクランプするために前記台座に配置された真空クランプシステムをさらに含む、台座アセンブリ。
【請求項62】
請求項５３に記載の台座アセンブリであって、基板が、前記ベースプレートの前記上面にクランプされない、台座アセンブリ。
【請求項63】
請求項５３に記載の台座アセンブリであって、前記突出部の高さが、前記ベースプレートの前記上面の１つのラジアルエッジから反対側のラジアルエッジまで線形に変化する、台座アセンブリ。
【請求項64】
請求項５３に記載の台座アセンブリであって、前記突出部を含む前記ベースプレートの前記上面が、凹状である、台座アセンブリ。
【請求項65】
請求項５３に記載の台座アセンブリであって、前記突出部を含む前記ベースプレートの前記上面が、凸状である、台座アセンブリ。
【請求項66】
ベースプレートと、前記ベースプレートから延びるステムとを含む台座であって、前記ベースプレートが円盤状であり、かつ凹状の上面を有している、台座と、前記ベースプレートの前記上面から上向きに延び、かつ前記ベースプレートの前記上面の中心から前記台座の外径まで分布する複数の突出部と
を含み、
前記突出部が、凹状の上端を有する、
台座アセンブリ。
【請求項67】
請求項６６に記載の台座アセンブリであって、前記台座の前記上面の曲率半径と、前記突出部の前記上端の曲率半径が等しい、台座アセンブリ。
【請求項68】
請求項６６に記載の台座アセンブリであって、前記台座の前記上面の曲率半径と、前記突出部の前記上端の曲率半径が異なっている、台座アセンブリ。
【請求項69】
請求項６６に記載の台座アセンブリであって、前記台座の前記上面の第１の曲率半径が、前記突出部の前記上端の第２の曲率半径よりも大きい、台座アセンブリ。
【請求項70】
請求項６６に記載の台座アセンブリであって、前記台座の前記上面の第１の曲率半径が、前記突出部の前記上端の第２の曲率半径よりも小さい、台座アセンブリ。
【請求項71】
台座アセンブリであって、ベースプレートと、前記ベースプレートから延びるステムとを含む台座であって、前記ベースプレートが円盤状であり、かつ凸状の上面を有している、台座と、
前記ベースプレートの前記上面から上向きに延び、かつ前記ベースプレートの前記上面の中心から台座の外径まで分布する複数の突出部と
を含み、
前記突出部が、凸状の上端を有する、
台座アセンブリ。
【請求項72】
請求項７１に記載の台座アセンブリであって、前記台座の前記上面の曲率半径と、前記突出部の前記上端の曲率半径が等しい、台座アセンブリ。
【請求項73】
請求項７１に記載の台座アセンブリであって、前記台座の前記上面の曲率半径と、前記突出部の前記上端の曲率半径が異なっている、台座アセンブリ。
【請求項74】
請求項７１に記載の台座アセンブリであって、前記台座の前記上面の第１の曲率半径が、前記突出部の前記上端の第２の曲率半径よりも大きい、台座アセンブリ。
【請求項75】
請求項７１に記載の台座アセンブリであって、前記台座の前記上面の第１の曲率半径が、前記突出部の前記上端の第２の曲率半径よりも小さい、台座アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
＜関連出願の相互参照＞
本出願は、２０２１年４月２１日に出願された米国仮出願第６３／１７７，６１７号の利益を主張するものである。上記の出願の全開示が、参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２１年４月２１日に出願された米国仮出願第６３／１７７，６１７号の利益を主張するものである。上記の出願の全開示が、参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、概して基板処理システムに関するものであり、より具体的には、基板への裏面堆積を防止するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【0003】
ここで提供される背景の説明は、本開示の文脈を概ね提示することを目的とする。この背景技術のセクションで説明される範囲内における、現時点で名前を挙げられている発明者らによる研究、並びに出願の時点で先行技術として別途みなされ得ない説明の態様は、明示または暗示を問わず、本開示に対抗する先行技術として認められない。
【0004】
原子層堆積（ＡＬＤ）は、ガス化学プロセスを順次実行して材料の表面（例えば、半導体ウェハなどの基板の表面）に薄膜を堆積する薄膜成膜法である。ほとんどのＡＬＤ反応は、前駆体（反応物）と呼ばれる少なくとも２つの化学物質を使用し、材料の表面と一度に１つの前駆体が連続的かつ自己律速的に反応する。別々の前駆体に繰り返し曝露することにより、薄膜が徐々に材料の表面に堆積される。ＡＬＤは通常、加熱された処理チャンバ内で行われる。処理チャンバは、真空ポンプ及び制御された不活性ガスの流れを使用して、低大気圧の圧力に維持される。膜でコーティングされる基板は、処理チャンバ内に配置され、ＡＬＤプロセスを開始する前に処理チャンバの温度と平衡にされる。
【発明の概要】
【0005】
システムは、シャワーヘッドの下に配置された台座を含む。台座は、ベース部分とステム部分とを含む。ベース部分は、基板を支持する。ベース部分は円盤状であり、かつベース部分の外径に沿ってベース部分の上面に環状凹部を有する。ステム部分は、ベース部分に接続されている。システムは、ベース部分の下面の下に配置された熱シールドを含む。熱シールド及び下面は、ガス入口と流体連通しているマニホールドを画定する。システムは、円筒部分と環状部分とを含むエッジリングを含む。円筒部分は、ベース部分を取り囲む。円筒部分は、熱シールドの外縁に載っている第１の端部を有し、かつ第２の端部を有する。円筒部分の内面及びベース部分の外面は、マニホールドと流体連通する第１のギャップを画定する。環状部分は、円筒部分の第２の端部から環状凹部の上に半径方向内側に延びる。環状部分及び環状凹部は、第１のギャップと流体連通する第２のギャップを画定する。ガス入口に供給されたパージガスは、マニホールドと、第１のギャップと、第２のギャップとを通り、かつ環状部分の上を半径方向外側に流れる。
【0006】
他の特徴では、基板のシャワーヘッド対向面にシャワーヘッドから材料が堆積されている間に、パージガスがガス入口に供給され、かつパージガスは、基板の台座対向面への材料の堆積を防止する
【0007】
別の特徴では、台座は、基板をベース部分の上面にクランプするための静電クランプシステムを含む。
【0008】
別の特徴では、台座は、基板をベース部分の上面にクランプするための真空クランプシステムを含む。
【0009】
別の特徴では、ベース部分の上面は、ベース部分の中心よりもベース部分の外径においてより高い平面に存在する。
【0010】
別の特徴では、ベース部分の上面は、ベース部分の中心よりもベース部分の外径においてより低い平面に存在する。
【0011】
別の特徴では、システムは、ベース部分の上面に配置された環状封止バンドをさらに含む。環状封止バンドの外径は、環状凹部の内径及び基板の外径に等しい。
【0012】
別の特徴では、システムは、処理中に台座をシャワーヘッドに対して垂直に動かして、基板とシャワーヘッドの間のギャップを調整するように構成されたアクチュエータをさらに含む。
【0013】
別の特徴では、環状部分の上面は、基板のシャワーヘッド対向面よりも高い平面に存在する。
【0014】
他の特徴では、環状部分の上面及び下面の各々は、半径方向外側部分と半径方向内側部分とを含む。半径方向外側部分は、円筒部分から環状凹部に平行に延び、かつ半径方向内側部分は、環状部分の内径に向かって傾斜する。
【0015】
他の特徴では、円筒部分は、ベース部分の外面に平行であり、かつ環状部分は、環状凹部に平行である。
【0016】
別の特徴では、円筒部分と環状部分の外径は等しい。
【0017】
別の特徴では、環状凹部の内径は、基板の外径以上である。
【0018】
別の特徴では、環状部分の内径は、環状凹部の内径及び基板の外径よりも大きい。
【0019】
他の特徴では、環状部分の上面は、基板のシャワーヘッド対向面と同じ高さにある。環状部分の下面は、円筒部分から環状凹部に平行に延び、かつ環状部分の内径に向かって上向きに傾斜する。
【0020】
他の特徴では、システムは、環状部分の上面からある距離だけ上に配置された第２のリングをさらに含む。第２のリングの内径及び外径は、環状部分のそれぞれの径に等しい。第２のリングの上面及び下面は、環状部分の上面に平行である。
【0021】
別の特徴では、環状部分は、環状部分の内径から半径方向外側に延びる複数の孔を含む。
【0022】
他の特徴では、環状部分の下面は、円筒部分から環状凹部に平行に延び、かつ環状部分の内径に向かって上向きに傾斜する。環状部分の上面は、第１の距離まで環状部分の内径から上向きに傾斜する第１の部分と、第１の距離から環状部分の外径に向かって下向きに傾斜する第２の部分とを含む。環状部分の上面は、第１の部分と部分的に第２の部分とを通って半径方向に延びる複数の孔を含む。
【0023】
別の特徴では、システムは、ガス入口を通るパージガスの流れを制御するためのコントローラをさらに含む。
【0024】
別の特徴では、ガス入口は、ステム部分の底部に配置されている。
【0025】
さらに他の特徴において、シャワーヘッドの下に配置された基板を支持するための台座は、円盤状のベース部分と、ベース部分から延びるステム部分とを含む。ベース部分は、上面にある環状リッジと、下面にある環状突起と、下面から上面まで外向きに延びる複数の孔とを含む。環状リッジは、ベース部分の外径より小さい外径を有し、かつ基板の外径以上の内径を有する。環状突起は、環状リッジの内径及び基板の外径よりも小さい直径を有する。孔は、上面上の第１の円に沿って、かつ下面上の第２の円に沿って配置されている。第１の円は、環状リッジの内径及び基板の外径よりも小さく、かつ環状突起の直径よりも大きい第１の直径を有する。第２の円は、環状突起の直径よりも小さい第２の直径を有する。
【0026】
他の特徴では、システムは、台座と、ベース部分の下面に平行かつその下に配置された熱シールドと、ガス源とを含む。熱シールドは、環状突起に接続されている。熱シールド、下面、及び環状突起は、ガス入口と流体連通しているマニホールドを画定する。ガス源は、基板のシャワーヘッド対向面にシャワーヘッドから材料が堆積されている間に、ガス入口にパージガスを供給する。パージガスは、マニホールド及び孔を通って流れ、環状リッジの上を半径方向外側に流れ、かつ基板の台座対向面への材料の堆積を防止する。
【0027】
別の特徴では、台座は、基板をベース部分の上面にクランプするための静電クランプシステム又は真空クランプシステムをさらに含む。
【0028】
別の特徴では、環状リッジは、環状リッジの内径においてベース部分の上面から垂直に上がり、ステム部分の垂直軸に対して斜めに外向きに延び、半径方向外側に延び、かつ環状リッジの外径においてベース部分の上面に垂直に下りる。
【0029】
別の特徴では、孔は、ステム部分の垂直軸に対して鋭角で下面から上面まで延びる。
【0030】
別の特徴では、台座は、ベース部分の上面に配置された環状封止バンドをさらに含む。環状封止バンドの外径は、第１の円の第１の直径よりも小さい。
【0031】
別の特徴では、台座は、処理中に台座をシャワーヘッドに対して垂直に動かして、基板とシャワーヘッドの間のギャップを調整するように構成されたアクチュエータをさらに含む。
【0032】
別の特徴では、システムは、ガス入口を通るパージガスの流れを制御するためのコントローラをさらに含む。
【0033】
別の特徴では、ガス入口は、ステム部分の底部に配置されている。
【0034】
他の特徴では、システムは、台座の周りに配置されたリングをさらに含む。リングは、ベース部分を取り囲み、かつ、熱シールドの外縁と整合した第１の端部と、第２の端部とを有する円筒部分を含む。リングは、第２の端部から、ベース部分の上面の上を環状リッジの外径まで半径方向内側に延びる環状部分を含む。環状リッジの上面とリングの環状部分は、同一平面上にある。
【0035】
さらに他の特徴では、台座アセンブリは、第１の表面と、第１の表面に対向する第２の表面とを有するベースプレートを含み、かつベースプレートの第２の表面から延びるステムを含む台座を含む。複数の貫通孔は、ステムの半径方向外側の位置において、ベースプレートの第１の表面から第２の表面を通って延びる。台座は、ステム及び複数の貫通孔の周りに配置されたカラーを含む。カラーは、カラーの内面とステムの外面の間に第１の環状容積を画定する。カラーの上面は、ベースプレートの第２の表面との面間シールを形成する。台座アセンブリは、ベースプレートの第２の表面の下に配置された第１の部分を有し、かつ第１の部分の半径方向内側端部から延びる第２の部分を有する環状熱シールドを含む。第２の部分は、カラーを取り囲み、かつ環状熱シールドの第２の部分の内面とカラーの外面との間に第２の環状容積を画定する。
【0036】
別の特徴では、第１の環状容積は、第２の環状容積とは別個のものである。
【0037】
別の特徴では、１つ又は複数のガスは、ベースプレートに配置された基板の下から、複数の貫通孔及び第１の環状容積を介して吸い出されて、基板をベースプレートにクランプする。
【0038】
別の特徴では、パージガスは、処理中、第２の環状容積に注入されて、ベースプレートに配置された基板のエッジの周りに出ていく。
【0039】
別の特徴では、パージガスは、基板の台座対向面への堆積を防止する。
【0040】
他の特徴では、台座アセンブリは、ベースプレートを取り囲むエッジリングをさらに含む。エッジリングの底面は、環状熱シールドの第１の部分の上面との面間シールを形成する。環状熱シールドの第１の部分の上面、エッジリングの内側面、及びベースプレートの第２の表面は、第２の環状容積と流体連通しているマニホールドを画定する。パージガスは、第２の環状容積に注入されて、エッジリングとベースプレートの間のギャップを通って出ていく。
【0041】
別の特徴では、パージガスは、ベースプレートに配置された基板の台座対向面への堆積を防止する。
【0042】
他の特徴では、台座のステムの下端は、半径方向外側に延びるフランジを含む。台座アセンブリは、フランジと台座支持構造の間に配置されたＯリングを用いてフランジに取り付けられた台座支持構造をさらに含む。
【0043】
別の特徴では、台座支持構造は、側壁を備えた円筒体を含み、側壁内の垂直穴は、ガスチャネルを画定し、かつガスチャネルは、第１の環状容積及び複数の貫通孔と流体連通する。
【0044】
別の特徴では、台座支持構造は、側壁を備えた円筒体を含み、側壁内の穴は、ガスチャネルを画定し、かつガスチャネルは、第２の環状容積と流体連通する。
【0045】
他の特徴では、台座支持構造は、内部キャビティを画定する円筒体を含み、かつ円筒体の上面から半径方向外側に延びる第２のフランジを含む。台座アセンブリは、ステムの下端にあるフランジを台座支持構造の第２のフランジに接続する１つ又は複数のクランプをさらに含む。
【0046】
他の特徴では、台座支持構造は、内部キャビティを画定する円筒体を含み、かつ円筒体の上面から半径方向外側に延びる第２のフランジを含む。台座アセンブリは、Ｌ字型の断面を有するクランプをさらに含む。第２のフランジは、それとの面間シールを形成するクランプの水平部分に載る。
【0047】
別の特徴では、クランプの垂直部分の上側端部は、半径方向外側に延びる第３のフランジを含み、かつ、第３のフランジの上面上の半径方向外側端部と半径方向内側端部からそれぞれ延びる第１の垂直部分と第２の垂直部分とを含む。
【0048】
他の特徴では、カラーの下端は、第２の垂直部分との第１の面間シールを形成し、かつ環状熱シールドの第２の部分の下端は、第１の垂直部分との第２の面間シールを形成する。
【0049】
別の特徴では、第１の面間シール及び第２の面間シールは、第１の環状容積と第２の環状容積の間の流体連通を防止する。
【0050】
他の特徴では、円筒体は、第２のフランジから上向きに延びる垂直部分を含む。クランプの垂直部分の上側端部の半径方向内側部分は、円筒体の垂直部分の上側端部の半径方向外面との面間シールを形成する。
【0051】
他の特徴では、円筒体は、その中に第１の穴を有する側壁を有する。クランプの垂直部分は、第１の穴と流体連通しているキャビティを画定する第２のフランジから上向きに延びる円筒体の垂直部分から間隔をおいている。クランプの垂直部分の上側端部は、キャビティ及び第２の環状容積と流体連通している第２の穴を含む。
【0052】
他の特徴では、台座アセンブリは、バルブとコントローラをさらに含む。バルブは、ガスチャネル、第１の環状容積、及び複数の貫通孔を真空ポンプに選択的に接続するように構成されている。コントローラは、バルブを選択的に制御して、基板の処理中に、ガスチャネル、第１の環状容積、及び複数の貫通孔を介して、ベースプレートに配置された基板の下から１つ又は複数のガスを除去して、基板をベースプレートにクランプするように構成されている。
【0053】
他の特徴では、台座アセンブリは、バルブとコントローラをさらに含む。バルブは、ガスチャネル及び第２の環状容積をパージガスのソースに選択的に接続するように構成されている。コントローラは、バルブを選択的に制御して、ベースプレートに配置された基板の処理中に、ガスチャネル及び第２の環状容積を介してパージガスを供給して、基板の台座対向側への堆積を防止するように構成されている。
【0054】
他の特徴では、台座アセンブリは、第１の表面の外径に沿ってベースプレートの第１の表面に配置された環状シールバンドをさらに含む。台座アセンブリは、ベースプレートの第１の表面から上向きに延びる複数の突出部をさらに含む。突出部は、第１の表面の中心から環状シールバンドの内径まで分布する。
【0055】
別の特徴では、突出部の高さは、環状シールバンドの内径からベースプレートの第１の表面の中心にかけて減少する。
【0056】
別の特徴では、突出部の高さは、環状シールバンドの内径からベースプレートの第１の表面の中心にかけて増加する。
【0057】
さらに他の特徴では、台座アセンブリは、ベースプレートと、ベースプレートから延びるステムとを含む台座を含む。ベースプレートは円盤状であり、かつ上面を有する。台座アセンブリは、ベースプレートの上面から上向きに延び、かつベースプレートの上面の中心から台座の外径まで分布した複数の突出部を含む。突出部は、突出部に近接した伝導熱伝達を調整するように適合させた高さを有する。
【0058】
別の特徴では、突出部は、突出部の上側端部によって画定されたプロファイルを有する。
【0059】
別の特徴では、突出部は等しい高さである。
【0060】
別の特徴では、突出部の第１のセットは、突出部の第２のセットとは異なる高さを有する。
【0061】
別の特徴では、突出部の高さは、環状シールバンドの内径からベースプレートの上面の中心にかけて減少する。
【0062】
別の特徴では、突出部の高さは、環状シールバンドの内径からベースプレートの上面の中心にかけて増加する。
【0063】
別の特徴では、突出部は円筒状である。
【0064】
別の特徴では、台座アセンブリは、基板をベースプレートの上面にクランプするために台座に配置された静電クランプシステムをさらに含む。
【0065】
別の特徴では、台座アセンブリは、基板をベースプレートの上面にクランプするために台座に配置された真空クランプシステムをさらに含む。
【0066】
別の特徴では、基板は、ベースプレートの上面にクランプされない。
【0067】
別の特徴では、突出部の高さは、ベースプレートの上面の１つのラジアルエッジから反対側のラジアルエッジまで線形に変化する。
【0068】
別の特徴では、突出部を含むベースプレートの上面は、凹状である。
【0069】
別の特徴では、突出部を含むベースプレートの上面は、凸状である。
【0070】
さらに他の特徴では、台座アセンブリは、ベースプレートと、ベースプレートから延びるステムとを含む台座を含む。ベースプレートは円盤状であり、かつ凹状の上面を有する。台座アセンブリは、ベースプレートの上面から上向きに延び、かつベースプレートの上面の中心から台座の外径まで分布する複数の突出部を含む。突出部は、凹状の上端を有する。
【0071】
別の特徴では、台座の上面の曲率半径と、突出部の上端の曲率半径は等しい。
【0072】
別の特徴では、台座の上面の曲率半径と、突出部の上端の曲率半径は異なっている。
【0073】
別の特徴では、台座の上面の第１の曲率半径は、突出部の上端の第２の曲率半径よりも大きい。
【0074】
別の特徴では、台座の上面の第１の曲率半径は、突出部の上端の第２の曲率半径よりも小さい。
【0075】
さらに他の特徴では、台座アセンブリは、ベースプレートと、ベースプレートから延びるステムとを含む台座を含む。ベースプレートは円盤状であり、かつ凸状の上面を有する。台座アセンブリは、ベースプレートの上面から上向きに延び、かつベースプレートの上面の中心から台座の外径まで分布する複数の突出部を含む。突出部は、凸状の上端を有する。
【0076】
別の特徴では、台座の上面の曲率半径と、突出部の上端の曲率半径は等しい。
【0077】
別の特徴では、台座の上面の曲率半径と、突出部の上端の曲率半径は異なっている。
【0078】
別の特徴では、台座の上面の第１の曲率半径は、突出部の上端の第２の曲率半径よりも大きい。
【0079】
別の特徴では、台座の上面の第１の曲率半径は、突出部の上端の第２の曲率半径よりも小さい。
【0080】
本開示の適用可能なさらなる分野は、詳細な説明、特許請求の範囲及び図面から明らかになるであろう。詳細な説明及び特定の例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することは意図していない。
【図面の簡単な説明】
【0081】
本開示は、詳細な説明及び添付の図面から、より完全に理解されるであろう。
【0082】
【0083】
【0084】
【0085】
【0086】
【0087】
【0088】
【0089】
【0090】
【0091】
【0092】
【0093】
【0094】
図面において、参照番号は、類似の要素及び／又は同一の要素を識別するために再度利用される場合がある。
【発明を実施するための形態】
【0095】
材料（例えば、金属膜）を基板（例えば、半導体ウェハ）に堆積しながら裏面堆積を防止することは、重要な性能基準となり得る。原子層堆積（ＡＬＤ）及びプラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）などの現代の成膜技術は、比較的高いコンフォーマル性能を有する。したがって、基板のオモテ面に材料を堆積しながら、望ましくない場所（例えば、基板の裏面）への堆積を防止することは、ますます困難になってきている。
【0096】
本開示は、アプローチの組み合わせを使用することにより裏面堆積を防止するためのシステム及び方法を提供する。アプローチは、基板を台座にクランプすること、及び／又は堆積が望ましくない領域へパージガスを供給することを含む。クランプ法は、静電クランピング又は真空クランピングを含む。さらに、堆積が望ましくない領域へパージガスを供給するために、様々な台座及びエッジリング設計が提供される。パージと組み合わせたクランピングの使用は、基板のオモテ面への材料の堆積に影響することなく性能をさらに高めることができる。
【0097】
具体的には、基板の裏面への堆積化学物質の粘性流は、台座上の高度に研磨された（つまり、平滑な）表面（例えば、封止バンド）に基板を配置することによって容易に防止できる。基板を高度に研磨された表面に配置することで、基板の裏面への分子流のみが可能になる。基板の裏面への分子流のみを可能にすることは、一部の用途では、所望のレベルまで裏面堆積を防止するのに適切であり得る。基板のベベル領域又は基板の裏面をパージすることで、粘性流を維持できる基板とエッジリングの間のギャップを用いて、ベベル領域での堆積化学物質の濃度の減少を実現できる。所定のサイズを有するギャップに十分な粘性流があると、基板の裏面への堆積を維持しないレベルまで、ベベル領域においてこれらの化学物質の濃度を下げることができる。他のアプローチは、堆積阻害剤の使用、又は不活性化学物質、若しくは前駆体が基板表面に付着できるより前に前駆体と反応する反応性化学物質のいずれかの使用を含む。
【0098】
上記のアプローチは、基板が相当な力（例えば、基板の重量の５０倍）で台座表面にクランプされているときに最も効果的である。クランプ法は、圧力差（つまり、真空クランピング）又は静電クランピング（例えば、静電チャック又はＥＳＣ）の使用を含み得る。基板のエッジに沿ったクランピングは、わずかに皿又はドーム状の形状を有するように台座の上面を機械加工することによって、より効果的にできる。つまり、台座の上面は、わずかに凹状又は凸状になるように機械加工できる。湾曲した形状により、台座のエッジ部分は、台座の中心部分よりもわずかに高い（皿形状の場合）又は低い（ドーム形状の場合）かのいずれかである。湾曲した形状は、基板のエッジに沿ったクランピングを大いに改善する。基板のエッジに沿ったクランピングの改善は、基板への裏面堆積をさらに防止する。
【0099】
本開示は、以下のように編成される。まず、裏面堆積を防止するように設計された台座及びエッジリングを使用できる処理チャンバを含む基板処理システムが、図１Ａ及び図１Ｂを参照して示され、説明される。図１Ａは、静電クランピングの使用を示す。図１Ｂは、真空クランピングの使用を示す。その後、台座及びエッジリングの様々な設計が、図２～７Ｃを参照して詳細に示され、説明される。裏面堆積を防止するための方法は、図８を参照して示され、説明される。真空クランピングは、図９Ａ及び図９Ｂを参照して詳細に示され、説明される。台座の上面の湾曲した形状は、図１０Ａ～１０Ｃを参照して示され、説明される。突出部（メサ）を台座の上面に配置できる様々な構成は、図１１Ａ～１２Ｅを参照して示され、説明される。
【0100】
図１Ａは、（例えばＡＬＤを使用して）基板を処理するように構成された処理チャンバ１０２を含む基板処理システム１００の一例を示す。処理チャンバ１０２は、基板支持体（例えば、台座）１０４を含む。台座１０４は、比較的高いプロセス温度に耐えるようにセラミック材料で作られる。例えば、プロセス温度は、摂氏６００度より高い可能性がある。台座１０４の例は、図２及び図７Ａ～７Ｃにさらに詳細に示される。
【0101】
処理中、基板１０６は、台座１０４の上面に配置される。基板１０６は、台座１０４によって採用された静電クランピングを使用して、台座１０４の上面にクランプされてもよい。例えば、１つ又は複数のクランプ電極１１２－１、１１２－２（まとめてクランプ電極１１２）が、台座１０４に配置されてもよい。クランプ電極１１２は、静電力を使用して基板１０６を台座１０４の上面にクランプする。
【0102】
エッジリング１０８は、台座１０４の上面及び基板１０６の周りに配置される。エッジリング１０８は、図３～６に示されるエッジリングのいずれかを含んでもよい。エッジリング１０８はまた、比較的高いプロセス温度に耐えられるセラミック材料で作られており、プロセス温度は、摂氏６００度より高い可能性がある。
【0103】
１つ又は複数のヒータ１１０（例えば、ヒータアレイ、ゾーンヒータなど）は、処理中に基板１０６を加熱するために台座１０４内に配置される。さらに、図示しないが、台座１０４を冷却するために冷却剤を流すことができる冷却チャネルを含む冷却システムが、台座１０４内に配置されてもよい。さらに、図示しないが、台座１０４の温度を感知するために１つ又は複数の温度センサが台座１０４内に配置される。クランプ電極１１２は、ヒータ１１０の上に配置されているものとして図示されるが、クランプ電極１１２及びヒータ１１０は、他の方法で台座１０４内に配置されてもよい。
【0104】
さらに、流体送達システム１２８は、台座１０４内の冷却システム（例えば、複数の冷却チャネルを含む、図示せず）に冷却剤を供給する。流体システム１２８は、一般に、比較的高い温度プロセス（例えば、摂氏６００度より高いプロセス温度）のためには、台座１０４を通じて冷却剤を流さない。一部の比較的低い温度プロセス（例えば、摂氏３００度未満のプロセス温度）のために、台座１０４は、より低い熱エネルギー損失を補うためのバラストとして台座１０４内部の液体を使用してもよい。
【0105】
処理チャンバ１０２は、処理チャンバ１０２内にプロセスガスを導入し、分配するためのシャワーヘッドなどのガス分配デバイス１１４をさらに含む。ガス分配デバイス（以下、シャワーヘッド）１１４は、処理チャンバ１０２の上面に接続された１つの端部を含むステム部分１１６を含んでもよい。シャワーヘッド１１４のベース部分１１８は、略円筒形であり、かつ処理チャンバ１０２の上面から間隔をあけた位置でステム部分１１６の反対側の端部から半径方向外側に延びる。
【0106】
シャワーヘッド１１４のベース部分１１８の基板対向面は、セラミックフェースプレート１２０を含む。セラミックフェースプレート１２０は、複数の出口又はフィーチャ（例えば、スロット又は貫通孔）を含み、それらを通ってプロセスガスが処理チャンバ１０２に流入する。図示しないが、シャワーヘッド１１４はまた、それぞれ１つ又は複数のヒータ及び冷却チャネルを含む加熱プレート及び冷却プレートを含む。さらに、図示しないが、１つ又は複数の温度センサが、シャワーヘッド１１４の温度を感知するためにシャワーヘッド１１４内に配置されてもよい。流体送達システム１２８は、シャワーヘッド１１４内の冷却チャネルに冷却剤を供給する。
【0107】
アクチュエータ１２２は、静止しているシャワーヘッド１１４に対して垂直に台座１０４を動かす。アクチュエータ１２２を使用してシャワーヘッド１１４に対して垂直に台座１０４を動かすことで、シャワーヘッド１１４と台座１０４の間のギャップ（その結果、基板１０６とシャワーヘッド１１４のセラミックフェースプレート１２０との間のギャップ）が変動し得る。ギャップは、基板１０６に行われる１つのプロセスの間、又は複数のプロセス間に、動的に変動し得る。処理中、シャワーヘッド１１４のセラミックフェースプレート１２０は、図示したよりも台座１０４に接近している。
【0108】
ガス送達システム１３０は、１つ又は複数のガス源１３２－１、１３２－２、…１３２－Ｎ（まとめてガス源１３２）を含み、ここでＮは、１より大きい整数である。ガス源１３２は、バルブ１３４－１、１３４－２、…１３４－Ｎ（まとめてバルブ１３４）と、質量流量コントローラ１３６－１、１３６－２、…１３６－Ｎ（まとめて質量流量コントローラ１３６）とによってマニホールド１３９に接続される。マニホールド１３９の出力は、処理チャンバ１０２に供給される。
【0109】
ガス源１３２は、プロセスガス、洗浄ガス、パージガス、不活性ガスなどを処理チャンバ１０２に供給してもよい。ガス源１３２の１つは、台座１０４の底部のガス入口（以下、入口）１２４を介してパージガスを供給する。図２～７Ｃを参照して以下に詳細に示し、説明するように、パージガスは、入口１２４から、台座１０４のステム部分１０５を通って流れる。一例では、パージガスは、図２～６を参照して以下に詳細に示し、説明するように、台座１０４の下のマニホールドと、台座１０４のエッジとエッジリング１０８の間のギャップとを通って流れる。或いは、パージガスは、図７Ａ～７Ｃを参照して以下に詳細に示し、説明するように、台座１０４内の貫通孔を介して流れる。いずれの例においても、パージガスは、基板１０６の裏面への堆積を防止する。
【0110】
温度コントローラ１５０は、台座１０４内のヒータ１１０及び温度センサと、シャワーヘッド１１４内のヒータ及び温度センサと、流体送達システム１２８とに接続される。温度コントローラ１５０は、ヒータ１１０に供給される電力と、台座１０４内の冷却システムを通る冷却剤流とを制御して、台座１０４及び基板１０６の温度を制御する。また、温度コントローラ１５０は、シャワーヘッド１１４内のヒータに供給される電力と、シャワーヘッド１１４内の冷却チャネルを通る冷却剤流とを制御して、シャワーヘッド１１４の温度を制御する。
【0111】
バルブ１５６は、処理チャンバ１０２の排気ポートと真空ポンプ１５８とに接続される。真空ポンプ１５８は、基板処理中に処理チャンバ１０２内部で低大気圧の圧力を維持する。バルブ１５６及び真空ポンプ１５８は、処理チャンバ１０２内の圧力を制御し、かつ処理チャンバ１０２から排気ガスと反応物を排出するために使用される。システムコントローラ１６０は、基板処理システム１００のコンポーネントを制御する。
【0112】
図１Ｂは、基板処理システム１０１を示し、ここで台座１０３は、静電クランピングの代わりに真空クランピングを採用する。図１Ｂに示す基板処理システム１０１は、以下を除いて図１Ａに示す基板処理システム１００と同一である。基板処理システム１０１では、台座１０３は、静電クランピングの代わりに真空クランピングを使用する。したがって、クランプ電極１１２は、台座１０３では使用されない。台座１０３は、図９Ａ～９Ｂを参照して詳細に示され、説明される。
【0113】
簡潔に言えば、台座１０３は、ステム部分１０５内に環状容積１２５を含む。環状容積１２５は、台座１０３の上面の複数のガス貫通孔と流体連通しており、これらは、図９Ａ～９Ｂを参照して詳細に示され、説明される。環状容積１２５は、バルブ１６２を介して真空ポンプ１５８と流体連通している。システムコントローラ１６０は、バルブ１６２を制御する。
【0114】
処理中、真空ポンプ１５８は、台座１０３の上面の複数の貫通孔を通じて基板１０６の下からガスを吸引することにより、基板１０６の下に真空を作り出す。真空ポンプ１５８は、環状容積１２５及びバルブ１６２を通じて基板１０６の下からガスを除去する。真空ポンプ１５８によって作られた真空は、基板１０６を台座１０３の上面にクランプする。
【0115】
パージガスがそこを通って台座１０３に供給される入口１２４は、図９Ａ～９Ｂを参照してさらに詳細に示され、説明される。簡潔に言えば、入口１２４もまた、環状形状であり、かつ環状容積１２５を取り囲む。入口１２４は、環状容積１２５と流体連通していない。入口１２４は、バルブ１６４を介してマニホールド１３９に接続される。システムコントローラ１６０は、バルブ１６４を制御する。パージガスは、台座１０３のエッジとエッジリング１０８の間のギャップを通って流れる。或いは、パージガスは、台座１０３内の貫通孔を介して流れる。パージガスは、図１Ａを参照して上述し、図３～６を参照して以下でさらに詳細に説明するように、基板１０６の裏面への堆積を防止する。台座１０３で使用される真空クランピングのこれら及び他の特徴は、図９Ａ～９Ｂを参照して、以下ではるかに詳細に説明される。
【0116】
以下は、台座、及び処理チャンバ（例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示す処理チャンバ１０２）内で台座と基板の周りに配置可能なエッジリングの様々な設計である。例示を目的として、台座の部分図のみが、図２、図７Ａ～７Ｃ、及び図９Ａに示される。ただし、処理中に基板が配置される台座の上面は、略円形状であることが理解される。さらに、台座の上面は、以下に示し、説明する他の構造的かつ幾何学的な詳細を付加的に有することが理解される。また、例示を目的として、エッジリングの部分図のみが図３～６に示される。ただし、エッジリングは、略環状形状であることが理解される。さらに、エッジリングは、以下に示し、説明する他の構造的かつ幾何学的な詳細を付加的に有することが理解される。
【0117】
図２は、本開示に係る台座２００の一例を示す。図３～６に示されるエッジリングのいずれかを、後述するように裏面堆積を防止するために台座２００と共に使用できる。台座２００は、ベース部分２０２とステム部分２０４とを含む。いくつかの例では、ベース部分２０２は円盤状であり、かつステム部分２０４は円筒形である。ステム部分２０４は、ベース部分２０２の中心から垂直下方に延びる。ステム部分２０４は、ベース部分２０２を支持する。台座２００は、台座１０４の１つ又は複数の特徴（例えば、入口１２４、１つ又は複数のヒータ、冷却システム、１つ又は複数の温度センサなど）を含む。台座２００は、サブシステム処理システム１００において台座１０４の代わりに使用できる。
【0118】
ベース部分２０２は、ベース部分２０２の外縁２０７に沿って環状凹部２０６を含む。環状凹部２０６は、ベース部分２０２の外縁２０７から半径方向内側に延びる。環状凹部２０６の内径（ＩＤ）は、ベース部分２０２の上面２０８の外径（ＯＤ）を画定する。環状凹部２０６のＯＤは、ベース部分２０２のＯＤに等しい。
【0119】
高度に研磨された（つまり、円滑な）環状シールバンド２１０は、ベース部分２０２の上面２０８に配置される。例えば、シールバンド２１０に関して、平均粗さ（Ｒａ）として表される表面粗さは、２～８マイクロインチであってもよいが、１６マイクロインチの仕様制限を有する。シールバンド２１０のＯＤは、ベース部分２０２の上面２０８のＯＤに等しい。シールバンド２１０のＯＤは、環状凹部２０６のＩＤに等しい。基板２１２（図３～６に図示）は、処理中にベース部分２０２の上面２０８に配置される。基板２１２は、シールバンド２１０上、かつ複数のメサ又は微小な突出部（図１０Ａ～１０Ｃを参照して以下で詳細に示し、説明する）上に載る。メサは、ベース部分２０２の上面２０８全体に分布している。メサは、シールバンド２１０によって取り囲まれる。基板２１２のＯＤは、シールバンド２１０のＯＤにほぼ等しい。基板２１２は、シールバンド２１０を覆う（図３～６に図示）。
【0120】
図３は、本開示に係るエッジリング３００を示す。エッジリング３００は、台座２００のベース部分２０２の周りに配置される。エッジリング３００は、円筒部分３０２と環状部分３０４とを含む。円筒部分３０２は、環状部分３０４のＯＤから垂直下方に延び、かつ台座２００のベース部分２０２を取り囲む。環状部分３０４は、円筒部分３０２の上端３０３から半径方向内側に垂直に延びる。環状部分３０４は、台座２００のベース部分２０２において環状凹部２０６の上に水平方向に延びる。環状部分３０４は、環状凹部２０６に平行である。
【0121】
熱シールド３１０は、台座２００のベース部分２０２の底面２２０の下に配置される。熱シールド３１０は、台座２００のステム部分２０４から半径方向外側に、かつ台座２００のベース部分２０２の底面２２０に平行に延びる。エッジリング３００の円筒部分３０２の下端３０５は、熱シールド３１０の遠位端３１１において、熱シールド３１０の上面３１２に載る。熱シールド３１０の上面３１２とエッジリング３００の円筒部分３０２の底面との界面において、面間シールが作り出される。
【0122】
いくつかの例では、面間シールは、溶接を使用して、又は２つの表面間にＯリングなどの別個のシールを使用して２つの表面を接合することなしに、２つの平らな表面が直接接触して配置されている場合に作り出される平面間シールを含む。他の例では、面間シールは、補完的な非平面の表面を含む。言い換えれば、２つの表面の接合点がシールを形成する。いくつかの例では、熱シールド３１０の上面３１２及びエッジリング３００の円筒部分３０２の底面は、３～２０マイクロインチの範囲内の表面粗さ（Ｒａ）に研磨される。他の例では、表面粗さは、３～１６マイクロインチの範囲内である。他の例では、表面粗さは、３～８マイクロインチの範囲内である。
【0123】
マニホールド２２２は、台座２００のベース部分２０２の底面２２０と、熱シールド３１０の上面３１２とによって画定される。ギャップ３２０は、エッジリング３００の円筒部分３０２の内側垂直表面（つまり、内壁）３２２と、台座２００のベース部分２０２の外縁２０７とによって画定される。ギャップ３３０は、エッジリング３００の環状部分３０４の内側（つまり、下側）水平表面３３２と、台座２００のベース部分２０２における環状凹部２０６とによって画定される。マニホールド２２２は、入口１２４（図１Ａ及び図１Ｂに図示）と流体連通している。例えば、入口１２４は、ステム部分２０４内の適切な配管によってマニホールド２２２に接続されてもよい。或いは、入口１２４は、ステム部分２０４の底部に接続される代わりに、マニホールド２２２に直接接続されてもよい。マニホールド２２２は、ギャップ３２０及び３３０と流体連通している。
【0124】
エッジリング３００の円筒部分３０２の上端３０３の反対側にある、エッジリング３００の環状部分３０４の遠位端３０７（つまり、エッジリング３００の環状部分３０４のＩＤ）は、ベース部分２０２の上面２０８のＯＤから（つまり、環状凹部２０６の上端２１１から）、かつ基板２１２のＯＤから間隔をおいている。ギャップ３０８は、エッジリング３００の環状部分３０４の遠位端３０７（つまり、環状部分３０４のＩＤ）と、ベース部分２０２の上面２０８のＯＤ（つまり、環状凹部２０６の上端２１１）と、基板２１２のＯＤとの間に画定される。ギャップ３０８は、ギャップ３２０、３３０、及びマニホールド２２２と流体連通している。
【0125】
エッジリング３００の環状部分３０４の内側（つまり、下側）水平表面３３２の第１の部分は、円筒部分３０２の上端３０３付近から半径方向内側に、かつ環状凹部２０６に平行に延びる。その後、環状部分３０４の内側（つまり、下側）水平表面３３２の残りは、エッジリング３００の環状部分３０４の遠位端３０７に向かって上向きに傾斜する。つまり、環状部分３０４の内側（つまり、下側）水平表面３３２の残りは、エッジリング３００の環状部分３０４のＩＤに向かって上向きに、鈍角で傾斜する。
【0126】
エッジリング３００の環状部分３０４の外側（つまり、上側）水平表面３３４の第１の部分は、円筒部分３０２の上端３０３から半径方向内側に、かつ環状凹部２０６に平行に延びる。その後、環状部分３０４の外側水平表面３３４の残りは、エッジリング３００の環状部分３０４の遠位端３０７に向かって下向きに傾斜する。つまり、環状部分３０４の外側水平表面３３４の残りは、エッジリング３００の環状部分３０４のＩＤに向かって鈍角で傾斜する。
【0127】
したがって、環状部分３０４の内側（つまり、下側）水平表面３３２及び外側（つまり、上側）水平表面３３４は、円筒部分３０２の上端３０３から半径方向内側に、かつ環状凹部２０６に平行に、ある距離だけ延びる。その後、環状部分３０４の内側（つまり、下側）水平表面３３２及び外側（つまり、上側）水平表面３３４の残りの部分は、環状部分３０４の遠位端３０７（つまり、ＩＤ）に向かって、鈍角で先細りして収束する。環状部分３０４の遠位端３０７（つまり、ＩＤ）は、丸くなっている。
【0128】
エッジリング３００の環状部分３０４の外側（つまり、上側）水平表面３３４は、基板２１２の上面２１３と整合していない（つまり、同じ平面にない）。むしろ、エッジリング３００の環状部分３０４の外側（つまり、上側）水平表面３３４は、基板２１２の上面２１３と平行であり、かつ基板２１２の上面２１３が存在する平面よりもわずかに高い平面に存在する。
【0129】
処理中、台座２００は、基板２１２を台座２００のベース部分２０２の上面２０８に配置した状態で、シャワーヘッド（図示せず）に近づけるように動かされる。シャワーヘッドは、処理チャンバ内で基板２１２及び台座２００の上に固定される（例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示す処理チャンバ１０２のシャワーヘッド１１４を参照）。小さなギャップが、シャワーヘッドと、エッジリング３００の環状部分３０４の外側（つまり、上側）水平表面３３４との間に存在する。例えば、エッジリング３００とシャワーヘッドの間のギャップは、約０．０５０”であってもよく、かつ基板２１２の上面２１３とシャワーヘッドのフェースプレートとの間のギャップは、約０．１５０”であってもよい。シャワーヘッドは、基板２１２の上面（つまり、オモテ面）２１３に材料を堆積する（例えばＡＬＤを使用）。
【0130】
堆積中、パージガスは、入口１２４（図１Ａ及び図１Ｂに図示）から、マニホールド２２２及びギャップ３２０、３３０、３０８を通って流れる。パージガスは、エッジリング３００の環状部分３０４の外側（つまり、上側）水平表面３３４の上を流れる。パージガスは、シャワーヘッドと、エッジリング３００の環状部分３０４の外側（つまり、上側）水平表面３３４との間のギャップを通って流れることで、出ていく。パージガスの流れは、矢印３３６－１、３３６－２、３３６－３、３３６－４、及び３３６－５（まとめて矢印３３６）によって示される。パージガスの流れは、制御される（例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示すシステムコントローラ１６０によって）。パージガスの流れは、基板２１２の底面（つまり裏面）２１４への堆積を防止する。
【0131】
本開示を通じて、基板への裏面堆積を防止する目的で、基板２１２の裏面２１４は、基板２１２のベベルの底縁からはじまり、基板２１２の裏面２１４の中心まで広がる基板２１２の領域として定義される。堆積中にシャワーヘッドによって基板２１２の上面（つまり、オモテ面）２１３に送達されたプロセスガスは、矢印３３８－１、３３８－２（まとめて矢印３３８）によって示される方向に流れる。堆積中、矢印３３８によって示される方向に流れるプロセスガスは、矢印３３６によって示される方向にパージガスを押し流すのを助ける。堆積中のパージガスの流れは、基板２１２の上面（つまり、オモテ面）２１３への堆積に影響しない。
【0132】
基板２１２の裏面２１４で堆積が発生するのをさらに防止するために、基板２１２は、図１Ａを参照して説明したように、静電クランピングを使用して台座２００の上面２０８にクランプされる。或いは、基板２１２は、図９Ａ～９Ｂを参照して以下で詳細に示し説明するように、真空クランピングを使用して台座２００の上面２０８にクランプされる。いずれのアプローチにおいても、基板２１２に働くクランプ力の量は、図１Ａ及び図１Ｂに示すシステムコントローラ１６０によって制御される。
【0133】
基板２１２に対するクランプ力をさらに高めるために、台座２００の上面２０８は、わずかに皿又はドームのような形状を有するように機械加工されてもよい。したがって、台座２００の上面２０８のＯＤは、台座２００の上面２０８よりもわずかに高いか（上面２０８が皿形状の場合）、低くてもよい（上面２０８がドーム形状の場合）。基板２１２のＯＤは、シールバンド２１０の上に載る。台座２００の上面２０８の湾曲した形状は、基板２１２を台座２００の上面２０８上のシールバンド２１０にクランプするのに用いるクランプ力を高める。クランプ力を高めることで、基板２１２の裏面２１４で堆積が発生するのをさらに防止する。台座２００の上面２０８の湾曲した形状は、図１０Ａ～１０Ｃを参照して以下でさらに詳細に示され、説明される。
【0134】
図４は、本開示に係るエッジリング３５０を示す。エッジリング３５０は、１点のみにおいてエッジリング３００と異なる。エッジリング３５０の環状部分３５４の外側（つまり、上側）水平表面３５２は、円筒部分３０２の上端３０３から半径方向内側に、かつ環状凹部２０６に平行に延びるが、エッジリング３５０の環状部分３５４の遠位端３０７（つまり、エッジリング３５０の環状部分３５４のＩＤ）に向かって下向きに、鈍角で傾斜することはない。代わりに、エッジリング３５０の環状部分３５４の外側（つまり、上側）水平表面３５２は、平らであり、かつ円筒部分３０２の上端３０３から一直線に沿って半径方向内側に、エッジリング３５０の環状部分３５４の遠位端３０７（つまり、エッジリング３５０の環状部分３５４のＩＤ）までずっと環状凹部２０６に平行に延びる。エッジリング３５０の環状部分３５４の外側（つまり、上側）水平表面３５２は、基板２１２の上面２１３と整合している（つまり、同じ平面に存在する）。したがって、エッジリング３５０の環状部分３５４の外側（つまり、上側）水平表面３５２は、基板２１２の上面２１３に平行なだけでなく、基板２１２の上面２１３と同じ高さにある。
【0135】
エッジリング３５０の環状部分３５４の外側（つまり、上側）水平表面３５２の平坦度、及びエッジリング３５０の環状部分３５４の外側（つまり、上側）水平表面３５２の基板２１２の上面２１３との整合は、エッジリング３００におけるよりも速く、パージガスがシャワーヘッドとエッジリング３５０の間のギャップから流出するのを助け、これは、基板２１２の裏面２１４への堆積をさらに防止し、かつ基板２１２の上面（つまり、オモテ面）２１３への堆積に影響しない。エッジリング３００の全ての他の説明は、エッジリング３５０にも当てはまるため、簡潔にするために繰り返さない。
【0136】
図５Ａ～５Ｃは、本開示に係るエッジリング４００を示す。図５Ａでは、エッジリング４００は、２つの点でエッジリング３００と異なる。第１に、エッジリング４００は、複数の半径方向に延びる孔４０２－１、４０２－２、４０３－３等（まとめて孔４０２）をエッジリング４００の環状部分４０４に含む。第２に、エッジリング４００の環状部分４０４の外側（つまり、上側）表面４０３は、ある距離だけ上向きに傾斜して円筒部分３０２の上端３０３から半径方向内側に延び、その後、エッジリング４００の環状部分４０４の遠位端３０７に向かって（つまり、エッジリング４００の環状部分４０４のＩＤに向かって）下向きに傾斜する。
【0137】
したがって、エッジリング４００の環状部分４０４の外側（つまり、上側）表面４０３は、環状凹部２０６と平行ではない。代わりに、エッジリング４００の環状部分４０４の外側（つまり、上側）表面４０３は、それぞれエッジリング４００の環状部分４０４のＩＤとＯＤに向かって（つまり、環状部分４０４の遠位端３０７と円筒部分３０２の上端３０３の両方に向かって）下向きに傾斜する２つの傾斜部分を含む。したがって、エッジリング４００の環状部分４０４の外側（つまり、上側）表面４０３は、基板２１２の上面２１３と整合していない（つまり、同じ平面にない）だけでなく、基板２１２の上面２１３と平行でもない。
【0138】
エッジリング４００の環状部分４０４の外側（つまり、上側）表面４０３の２つの傾斜特徴及び孔４０２は、エッジリング３００におけるよりも速く、パージガスがシャワーヘッドとエッジリング４００の間のギャップから流出するのを助け、これは、基板２１２の裏面２１４への堆積をさらに防止し、かつ基板２１２の上面（つまり、オモテ面）２１３への堆積に影響しない。エッジリング３００の全ての他の説明は、エッジリング４００にも当てはまるため、簡潔にするために繰り返さない。
【0139】
孔４０２の追加の図が、図５Ｂ及び図５Ｃに示される。図５Ｂ及び図５Ｃでは、孔４０２の各々は、エッジリング４００の環状部分４０４の遠位端３０７（つまり、エッジリング４００の環状部分４０４のＩＤ）で始まり、かつエッジリング４００の環状部分４０４のＯＤに向かって（つまり、エッジリング４００の円筒部分３０２の上端３０３に向かって）半径方向外側に延びる。したがって、パージガスは、エッジリング４００の環状部分４０４の外側（つまり、上側）表面４０３の上を流れることによって流れて出ていくだけでなく、加えて孔４０２を通って流出する。孔４０２を通るパージガスの追加の流れは、基板２１２の裏面２１４への堆積をさらに防止し、かつ基板２１２の上面（つまり、オモテ面）２１３への堆積に影響しない。パージガスの体積及び流量は、孔４０２の寸法及び密度に基づいて制御可能である（例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示すシステムコントローラ１６０によって）。
【0140】
図６は、エッジリング３５０と、エッジリング３５０の環状部分３５４の上に、かつそれと平行に配置された追加の第２のリング４５０とを示す。第２のリング４５０は、エッジリング３５０の環状部分３５４の外側（つまり、上側）水平表面３５２の上に、かつそれと平行に配置された平らで薄い環状（つまり、円盤状）構造である。第２のリング４５０の幅（つまり、第２のリング４５０のＩＤとＯＤの間の距離）は、エッジリング３５０の環状部分３５４の幅（つまり、環状部分３５４のＩＤとエッジリング３５０の円筒部分３０２のＯＤとの間の距離）とほぼ同じである。第２のリング４５０の厚さは、基板２１２の厚さとほぼ同じであってもよい。第２のリング４５０は、基板２１２の面と平行であり、かつそのわずかに上方にある平面に沿って配置される。また、第２のリング４５０は、環状凹部２０６に平行である。
【0141】
第２のリング４５０は、環状部分３５４の外側（つまり、上側）水平表面３５２の３つ以上の位置に配置されたポスト４５４を使用して、エッジリング３５０の環状部分３５４の外側（つまり、上側）水平表面３５２に接続される（つまり、取り付けられる）。ポスト４５４は、エッジリング３５０の環状部分３５４の外側（つまり、上側）水平表面３５２のどこにあってもよい。ポスト４５４は、パージガスの排気経路を妨げないように、好ましくはエッジリング３５０の環状部分３５４のＯＤのより近くに配置されてもよい。パージガスは、第２のリング４５０の底部とエッジリング３５０の環状部分３５４の外側（つまり、上側）水平表面３５２との間のギャップ４５２を通って出ていく。
【0142】
処理中、シャワーヘッドは、第２のリング４５０の上部に近接していてもよく、又はその上に載ってもよい。第２のリング４５０及びエッジリング３５０の環状部分３５４の外側（つまり、上側）水平表面３５２の平坦度は、エッジリング３００におけるよりも速く、パージガスが第２のリング４５０とエッジリング３５０の間のギャップ４５２から流出するのを助け、これは、基板２１２の裏面２１４への堆積をさらに防止し、かつ基板２１２の上面（つまり、オモテ面）２１３への堆積に影響しない。エッジリング３００の全ての他の説明は、エッジリング３５０にも当てはまるため、簡潔にするために繰り返さない。
【0143】
図７Ａ～７Ｃは、本開示に係る、基板５１０への裏面堆積を防止するために、台座５００の複数の孔５０２－１、５０２－２、５０２－３等（まとめて孔５０２）を通じてパージガスを供給する台座５００を示す。台座５００は、ベース部分５０１とステム部分５０３とを含む。ベース部分５０１は円盤状である。ステム部分５０３は円筒形である。ステム部分５０３は、ベース部分５０１の中心から垂直下方に延びる。ステム部分５０３は、ベース部分５０１を支持する。台座５００は、台座１０４の１つ又は複数の特徴（例えば、入口１２４、１つ又は複数のヒータ、冷却システム、１つ又は複数の温度センサなど）を含む。台座５００は、サブシステム処理システム１００において台座１０４の代わりに使用できる。図７Ａ及び図７Ｃは、台座５００に配置された基板５１０を示す。図７Ｂは、台座５００の追加の特徴を例示するために、基板５１０なしの台座５００を示す。
【0144】
台座５００のベース部分５０１は、ベース部分５０１の上面５０６に環状リッジ５０４を含む。環状リッジ５０４は、台座５００のベース部分５０１のＯＤのより近くに配置される。環状リッジ５０４は、台座５００のベース部分５０１の上面５０６に配置された基板５１０を取り囲む。環状リッジ５０４のＩＤは、基板５１０のＯＤとほぼ同じである（つまり、大きいか、等しい）。環状リッジ５０４のＯＤは、台座５００のベース部分５０１のＯＤより小さい。
【0145】
環状リッジ５０４は、環状リッジ５０４のＩＤにおいて、ベース部分５０１の上面５０６から垂直に上がり、ステム部分５０３の垂直軸に対して斜めに外側に延び（つまり、ベース部分５０１の中心から離れる）、その後、ベース部分５０１の上面５０６に平行に半径方向外側に延び、そして環状リッジ５０４のＯＤにおいて、ベース部分５０１の上面５０６に垂直に下りる。
【0146】
環状リッジ５０４は、ベース部分５０１の上面５０６の不可欠な部分として機械加工されてもよい。或いは、環状リッジ５０４は、台座５００とは別個のものであってもよく、上述の幾何学形状を有するリングの形態であってもよく、かつベース部分５０１の上面５０６に取り付けられてもよい。
【0147】
孔５０２は、ベース部分５０１の上面５０６上の第１の円に沿って配置される。第１の円は、環状リッジ５０４のＩＤより小さい直径を有する。したがって、環状リッジ５０４は、孔５０２を取り囲む。孔５０２は、台座５００のベース部分５０１を通り、かつベース部分５０１の底面５１４を通って、下向きに延びる。孔５０２は、台座５００のステム部分５０３の垂直軸に対して斜めに、ベース部分５０１の上面５０６から底面５１４まで内側に（つまり、台座５００の中心に向かって）下りる。例えば、角度は、４５度であってもよい。例えば、角度は、３０～６０度の間であってもよい。ベース部分５０１の底面５１４の孔５０２は、第１の円よりも小さい直径を有する第２の円に沿って存在する。
【0148】
高度に研磨された（つまり、円滑な）環状シールバンド５１２は、ベース部分５０１の上面５０６に配置される。シールバンド５１２のＯＤは、第１の円の直径よりも小さく、第１の円に沿って孔５０２がベース部分５０１の上面５０６に配置される。したがって、孔５０２は、シールバンド５１２を取り囲む。基板５１０のＯＤは、シールバンド５１２のＯＤ及び第１の円の直径よりも大きく、第１の円に沿って、孔５０２がベース部分５０１の上面５０６に存在する。基板５１０のかなりの部分が、シールバンド５１２及び孔５０２を超えて、環状リッジ５０４のＩＤまで半径方向に広がる。
【0149】
環状Ｌ字型リング５２０は、環状リッジ５０４のＯＤと、台座のベース部分５０１のＯＤとを取り囲む。リング５２０は、熱シールドとして作用する。リング５２０の水平部分５２２は、環状リッジ５０４のＯＤとベース部分５０１のＯＤとの間のベース部分５０１の上面５０６に載る。リング５２０の水平部分５２２の上面５２３は、環状リッジ５０４の上面５０５と同じ高さにある（つまり、同じ平面にある）。
【0150】
熱シールド５３０は、台座５００のベース部分５０１の底面５１４の下に配置される。熱シールド５３０は、台座５００のステム部分５０３から半径方向外側に、かつ台座５００のベース部分５０１の底面５１４に平行に延びる。熱シールド５３０の遠位端５３１は、台座５００のベース部分５０１のＯＤまで延び、かつリング５２０の垂直部分５２４の下端５２６と整合している。
【0151】
ベース部分５０１の底面５１４の環状突起５３６は、熱シールド５３０の上面５３４に接続される。環状突起５３６は、ベース部分５０１の底面５１４において孔５０２を取り囲む。環状突起５３６は、ベース部分５０１の底面５１４において孔５０２に隣接する。環状突起５３６は、第２の円よりも大きな直径を有し、第２の円に沿って孔５０２がベース部分５０１の底面５１４に存在する。環状突起５３６の直径は、第１の円の直径よりも小さく、第１の円に沿って孔５０２がベース部分５０１の上面５０６に存在する。
【0152】
マニホールド５３２は、台座５００のベース部分５０１の底面５１４と、熱シールド５３０の上面５３４と、環状突起５３６とによって画定される。マニホールド５３２は、孔５０２及び入口１２４（図１Ａ及び図１Ｂに図示）と流体連通している。例えば、入口１２４は、ステム部分５０３内の適切な配管によってマニホールド５３２に接続されてもよい。或いは、入口１２４は、ステム部分５０３の底部に接続される代わりに、マニホールド５３２に直接接続されてもよい。
【0153】
処理中、台座５００は、基板５１０を台座５００のベース部分５０１の上面５０６に配置した状態で、シャワーヘッド５４０に近づけるように動かされ、シャワーヘッド５４０は、処理チャンバ（例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示す処理チャンバ１０２）内で基板５１０及び台座５００の上に固定される。小さなギャップが、シャワーヘッド５４０と環状リッジ５０４の上面５０５との間に存在する。例えば、環状リッジ５０４の上面５０５とシャワーヘッド５４０の間のギャップは、約０．０５０”であってもよく、かつ基板５１０の上面５１３とシャワーヘッド５４０のフェースプレートとの間のギャップは、約０．１５０”であってもよい。シャワーヘッドは、基板５１０の上面（つまり、オモテ面）５１３に材料を堆積する（例えばＡＬＤを使用）。
【0154】
堆積中、パージガスは、入口１２４（図１Ａ及び図１Ｂに図示）から、マニホールド５３２及び孔５０２を通って、基板５１０のＯＤと第１の円の間にある基板５１０の底面（つまり、裏面）５１５の一部の上へ流れ、第１の円に沿って孔５０２がベース部分５０１の上面５０６に存在する。パージガスは、環状リッジ５０４の上（つまり、シャワーヘッド５４０と環状リッジ５０４の上面５３４との間のギャップを通って）、かつリング５２０の水平部分５２２の上面５２３の上を流れることによって出ていく。シャワーヘッド５４０からのプロセスガスもまた、環状リッジ５０４の上（つまり、シャワーヘッド５４０と環状リッジ５０４の上面５３４の間のギャップを通って）、かつリング５２０の水平部分５２２の上面５２３の上を流れることによって出ていく。孔５０２を通り、基板５１０の裏面５１５へと基板５１０のＯＤに向かうパージガスの流れは、基板５１０の底面（つまり、裏面）５１５への堆積を防止する。再び、基板への裏面堆積を防止する目的で、基板５１０の裏面５１５は、基板５１０のベベルの底縁で始まり、基板５１０の裏面５１５の中心まで広がる基板５１０の領域として定義される。
【0155】
パージガスの体積及び流量は、孔５０２の寸法及び密度に基づいて制御可能である（例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示すシステムコントローラ１６０によって）。堆積中に孔５０２を通るパージガスの流れは、シャワーヘッド５４０から基板５１０の上面（つまり、オモテ面）５１３への材料の堆積に影響しない。基板５１０の裏面５１５で堆積が発生するのをさらに防止するために、基板５１０は、図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明したように、静電クランピング又は真空クランピングのいずれかを使用して台座５００の上面５０６にクランプされる。
【0156】
図８は、本開示に係る、基板への裏面堆積を防止するための方法６００を示す。基板処理システムのコントローラ（例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示す要素１６０）は、方法６００のステップの一部を実行してもよい。方法６００では、６０２において、基板が台座（例えば、図２に示す要素２００又は図７Ａに示す要素５００）に配置される。６０４において、台座は、シャワーヘッドに近づけるように動かされる。６０６において、方法６００は、基板の処理（例えば、堆積）を開始するかどうかを決定する。
【0157】
６０８において、方法６００は、シャワーヘッドから基板のオモテ面に材料を堆積することにより（例えば、ＡＬＤを使用）、基板の処理を開始する。６１０において、処理（例えば、堆積）が進行中の間、方法６００は、基板のエッジの周りにパージガスを供給する（例えば、図２の台座２００、及び図３～６に示すエッジリングのいずれかを使用）。或いは、方法６００は、基板の下から基板のエッジに向かってパージガスを供給する（例えば、図７Ａ～７Ｃに示す台座を使用）。パージガスは、基板の裏面（つまり、ベベルの底縁から基板の底面の中心までの領域全体）への堆積を防止する。
【0158】
図９Ａ及び図９Ｂは、本開示に係る真空クランピングを採用する台座７００の一例を示す。図３～６に示すエッジリングのいずれかを、上述したように裏面堆積を防止するために台座７００と共に使用できる。図９Ａでは、台座７００は、ベース部分７０２とステム部分７０４とを含む。いくつかの例では、ベース部分７０２は円盤状であり、ステム部分７０４は円筒形である。ステム部分７０４は、ベース部分７０２の中心から垂直下方に延びる。ステム部分７０４は、ベース部分７０２を支持する。ステム部分７０４は、図９Ｂを参照して以下で詳細に説明するように、真空クランピング及びパージガス流を提供する。台座７００は、図１Ｂの台座１０３の１つ又は複数の特徴（例えば、入口１２４、１つ又は複数のヒータ、冷却システム、１つ又は複数の温度センサなど）を含む。台座７００は、図１Ｂのサブシステム処理システム１０１において台座１０３の代わりに使用できる。
【0159】
ベース部分７０２は、ベース部分７０２の外縁７０７に沿って環状凹部７０６を含む。環状凹部７０６は、ベース部分７０２の外縁７０７から半径方向内側に延びる。環状凹部７０６の内径（ＩＤ）は、ベース部分７０２の上面７０８の外径（ＯＤ）を画定する。環状凹部７０６のＯＤは、ベース部分７０２のＯＤに等しい。
【0160】
高度に研磨された（つまり、円滑な）環状シールバンド７１０（図９Ａを参照）は、ベース部分７０２の上面７０８に配置される。シールバンド７１０は、図２に示すシールバンド２１０と同様である。例えば、シールバンド７１０に関して、平均粗さ（Ｒａ）として表される表面粗さは、２～８マイクロインチであってもよいが、１６マイクロインチの仕様制限を有する。シールバンド７１０のＯＤは、ベース部分７０２の上面７０８のＯＤに等しい。シールバンド７１０のＯＤは、環状凹部７０６のＩＤに等しい。
【0161】
基板２１２（図３～６に図示）は、処理中、ベース部分７０２の上面７０８に配置される。基板２１２は、シールバンド７１０上、かつ複数のメサ又は微小な突出部（図１０Ａ～１０Ｃを参照して以下で詳細に示し、説明する）上に載る。メサは、ベース部分７０２の上面７０８全体に分布している。メサは、シールバンド７１０によって取り囲まれる。基板２１２のＯＤは、シールバンド７１０のＯＤにほぼ等しい。基板２１２は、シールバンド７１０を覆う（図３～６のシールバンド２１０と共に図示）。
【0162】
単なる例であるが、エッジリング３００は、台座７００のベース部分７０２の周りに配置される。エッジリング３００は、既に図３を参照して詳細に上述されている。したがって、エッジリング３００の説明は、簡潔にするために省略する。或いは、図４～６に示されるエッジリングのいずれかを、エッジリング３００の代わりに台座７００と共に使用できる。ここで、真空クランピングを詳細に説明する。
【0163】
図９Ｂは、ステム部分７０４をさらに詳細に示す。ステム部分７０４は、以下のように真空クランピング及びパージガス流を提供する。以下の説明は、面間シールを形成する様々な例を含む。面間シールの形成方法は、既に図３を参照して詳細に上述されているため、簡潔にするために省略する。
【0164】
ステム部分７０４は、台座７００の支持構造７５０を含む。支持構造７５０は、第１の円筒部分７５２と第２の円筒部分７４４とを含む。第１の円筒部分７５２の上側半径方向外側端部は、フランジ７４２を含む。フランジ７４２は、第１の円筒部分７５２の上側半径方向外側端部から半径方向外側に延びる。第１の円筒部分７５２の上側半径方向内側端部は、スロット７４０を含む。第２の円筒部分７４４は、フランジ７４２の上側半径方向外側端部から垂直上方に延びる。第２の円筒部分７４４は、第１の円筒部分７５２より大きい直径を有する。
【0165】
台座７１０のステム部分７０４の底部は、１つ又は複数のクランプを使用して支持構造７５０に接続される。いくつかの例では、１つ又は複数のクランプは、環状又は分割環状形状を有するクランプリングを含む。第１のクランプ８５０は、１つ又は複数のファスナ８５２－１、８５２－２等（まとめてファスナ８５２）によって、第２のクランプ８５４を介して支持構造７５０の内面に接続される。本明細書で使用される場合、クランプという用語は、１つ又は複数のコンポーネントを一緒に保持するために別のコンポーネントに固定される環状又は弓形の部分を指す。
【0166】
第１のクランプ８５０は、ステム部分７０４の側壁７２０（以下で詳細に説明する）から間隔をおいている。第１のクランプ８５０の内面及びステム部分７０４の側壁７２０の外面は、キャビティ８５３を画定する。第２のクランプ８５４は、複数の貫通孔８５５－１、８５５－２等（まとめて貫通孔８５５）を含む。キャビティ８５３及び貫通孔８５５は、互いに流体連通している。以下で詳細に説明するように、キャビティ８５３及び貫通孔８５５は、台座７００の上面７０８に搭載された基板の下から真空ポンプ１５８によって吸引されたガスのための通路を提供する。
【0167】
第３のクランプ７７０は、支持構造７５０の第１の円筒部分７５２のフランジ７４２の下向きの表面に取り付けられる。いくつかの例では、第３のクランプ７７０は、「Ｌ」字型の断面を有し、かつ上向き突出部分７７４と半径方向内側突出部分７７２とを含む。第３のクランプ７７０は、支持構造７５０の上側部分を取り囲む。
【0168】
半径方向内側突出部分７７２の第１の端部は、上向き突出部分７７４の下側端部から半径方向内側に延びる。半径方向内側突出部分７７２の第２の端部は、支持構造７５０の第１の円筒部分７５２の外壁７７５との面間シールを形成する。フランジ７４２の下側端部は、半径方向内側突出部分７７２の上面７７６の上に載り、かつそれとの面間シールを形成する。
【0169】
上向き突出部分７７４は、半径方向内側突出部分７７２の半径方向外側端部（つまり、第１の端部）から垂直上方に延びる。上向き突出部分７７４の内面は、支持構造７５０の第２の円筒部分７４４の外面から間隔をおいている。上向き突出部分７７４の内面及び第２の円筒部分７４４の外面は、キャビティ７８０を画定する。
【0170】
上向き突出部分７７４の上側端部は、フランジ７７９を含む。フランジ７７９は、上向き突出部分７７４の上側端部から半径方向外側に延びる。第１の垂直部分７７８は、フランジ７７６の半径方向外側端部から垂直上方に延びる。第２の垂直部分７８２は、フランジ７７６の半径方向内側端部付近から垂直上方に延びる。第１の垂直部分７７８と第２の垂直部分７８２は、互いに間隔をあけており、かつキャビティ７８４を画定する。第１の垂直部分７７８及び第２の垂直部分は、ほぼ等しい高さである。フランジ７７９、第１の垂直部分７７８、及び第２の垂直部分７８２は、Ｕ字型（又はフォーク型）構造７８１を形成する。
【0171】
上向き突出部分７７４の上側部分の半径方向内側部分７９０は、半径方向内側に突出し、かつ支持構造７５０の第２の円筒部分７４４の外面との面間シールを形成する。半径方向内側部分７９０は、フランジ７７９の半径方向反対側に位置する。具体的には、半径方向内側部分７９０はまた、第２の垂直部分７８２の下側半径方向内側部分から半径方向内側に延びる。
【0172】
穴７８８は、上向き突出部分７７４の半径方向内側の上側端部からフランジ７７９の上面まで斜めに延びる。穴７８８は、第１の垂直部分７７８と第２の垂直部分７８２によって画定されたキャビティ７８４と流体連通している。また、穴７８８は、上向き突出部分７７４の内面と、第２の円筒部分７４４の外面とによって画定されたキャビティ７８０と流体連通している。穴７８８及びキャビティ７８４、７８０は、後述するようにパージガス用の通路を提供する。
【0173】
ステム部分７０４は、側壁７２０を含む。側壁７２０は、図９Ａに示すように、ベース部分７０２の底面７１６の中心領域７１５から垂直下方に延びる。フランジ７２６は、側壁７２０の下側端部に位置している。フランジ７２６は、側壁７２０から半径方向外側に延びる。フランジ７２６の下側端部は、支持構造７５０内のスロット７４０内に配置される。Ｏリング７４８は、フランジ７２６の下側端部の下のスロット７４０内に配置されて、シールを形成する。側壁７２０は、ステム部分７０４の内部キャビティ７２４を画定する。ベース部分７０２に位置する電気部品（例えば、ヒータ、ヒータセンサなど）への接続部（図示せず）は、内部キャビティ７２４を通じて提供される。
【0174】
カラー７３０は、台座７００のステム部分７０４の側壁７２０から間隔をおいて、それを取り囲む。カラー７３０及び側壁７２０は、カラー７３０の内面と台座７００のステム部分７０４の側壁７２０の外面との間に環状容積７２５を画定する。カラー７３０は、それぞれその下側端部及び上側端部から半径方向外側に延びるフランジ７３４及び７３６を含む。フランジ７３４の半径方向外面は、Ｕ字型構造７８１の第２の垂直部分７８２の半径方向内面との面間シールを形成する。フランジ７３６の上面は、ベース部分７０２の底面７１６との面間シールを形成する。環状容積７２５は、第１のクランプ８５０と側壁７２０の間のキャビティ８５３と、かつ第２のクランプ８５４内の貫通孔８５５と、流体連通している。
【0175】
台座のベース部分７０２の上面７０８は、複数の貫通孔７１２－１、７１２－２、７１２－３等（まとめて貫通孔７１２）を含む。貫通孔７１２は、ベース部分７０２の底面７１６を通って上面７０８から垂直下方に延びる。貫通孔７１２は、円に沿って配置される。円の直径は、ステム部分７０４の側壁７２０のＯＤより大きい。円の直径は、カラー７３０のＩＤより小さい。貫通孔７１２は、側壁７２０とカラー７３０の間の環状容積７２５と流体連通している。貫通孔７１２はまた、第１のクランプ８５０と側壁７２０の間のキャビティ８５３と、かつ第２のクランプ８５４内の貫通孔８５５と流体連通している。以下で説明するように、貫通孔７１２、環状容積７２５、キャビティ８５３、及び貫通孔８５５は、台座７００のベース部分７０２に配置された基板の下に真空を形成するために吸い出されるガス用の通路を提供する。
【0176】
支持構造７５０の第１の円筒部分７５２は、穴８００を含む。穴８００は、側壁７２０とカラー７３０の間の環状容積７２５と流体連通している。穴８００は、バルブ１６２（図１Ｂを参照）と流体連通している。処理中、基板（例えば、図３に示す基板２１２）は、台座７００の上面７０８に配置される。システムコントローラ１６０は、バルブ１６２を作動させる。真空ポンプ１５８は、貫通孔７１２、環状容積７２５、キャビティ８５３、貫通孔８５５、穴８００、及びバルブ１６２を介して基板２１２の下からガスを除去することによって、基板２１２の下に真空を作り出す。例えば、ガスの流れは、下向きの矢印８０２－１、８０２－２、及び８０２－３（まとめて矢印８０２）によって示される。真空により、基板２１２は、台座７００の上面７０８にクランプされる。
【0177】
図９Ａに示される熱シールド８１０は、図３～６に示される熱シールド３１０と同様である。熱シールド８１０は、台座７００のベース部分７０２の底面７１６から所定距離だけ下に配置される。熱シールド８１０は、環状である。熱シールド８１０は、カラー７３０及び台座７００のステム部分７０４を受け入れるのに十分な幅の中央開口部を含む。熱シールド８１０は、台座７００のステム部分７０４の上側端部から半径方向外側に、かつ台座７００のベース部分７０２の底面７１６に平行に延びる。エッジリング３００の円筒部分３０２の下端３０５は、熱シールド８１０の遠位端８１１で、熱シールド８１０の上面８１２に載る。熱シールド８１０の上面８１２とエッジリング３００の円筒部分３０２の底面との界面において、面間シールが作り出される（図３を参照して上記に詳細に説明）。
【0178】
マニホールド８２２は、台座７００のベース部分７０２の底面７１６と、熱シールド８１０の上面８１２とによって画定される。ギャップ８２０は、エッジリング３００の円筒部分３０２の内側垂直表面（又は、内壁）３２２と、台座７００のベース部分７０２の外縁７０７とによって画定される。ギャップ８３０は、エッジリング３００の環状部分３０４の内側（つまり、下側）水平表面３３２と、台座７００のベース部分７０２の環状凹部７０６とによって画定される。ギャップ８２０及び８３０は、マニホールド８２２と流体連通している。エッジリング３００のさらなる詳細は、図３を参照して上述されているため、簡潔にするために省略する。
【0179】
熱シールド８１０は、垂直部分８８０を含む。垂直部分８８０は、熱シールド８１０の中心領域から垂直下方に延びる。垂直部分８８０は、カラー７３０から間隔をおいて、それを取り囲む。垂直部分８８０の遠位端は、フランジ８８２を含む。フランジ８８２は、垂直部分８８０の遠位端から半径方向外側に延びる。フランジ８８２の半径方向外面は、Ｕ字型構造７８１の第１の垂直部分７７８の半径方向内面との面間シールを形成する。垂直部分８８０の内面及びカラー７３０の外面は、第２の環状容積８８４を画定する。第２の環状容積８８４は、環状容積７２５とは別のものである。第２の環状容積８８４は、環状容積７２５に流体的に接続されていない。第２の環状容積は、キャビティ７８４、穴７８８、及びキャビティ７８０と流体連通している。マニホールド８２２は、第２の環状容積８８４と流体連通している。
【0180】
支持構造７５０の第１の円筒部分７５２は、第２の穴８８６を含む。穴８８６は、第１の円筒部分７５２を通って垂直上方に、そして次にフランジ７４２を通って半径方向に延びる。穴８８６は、キャビティ７８０、穴７８８、キャビティ７８４、第２の環状容積８８４、及びマニホールド７２２と流体連通している。穴８８６は、入口１２４及びバルブ１６４（図１Ｂを参照）と流体連通している。
【0181】
処理中、基板（例えば、図３に示す基板２１２）は、台座７００の上面７０８に配置される。システムコントローラ１６０は、バルブ１６４を作動させる。パージガスは、バルブ１６４、入口１２４、穴８８６、キャビティ７８０、穴７８８、キャビティ７８４、第２の環状容積８８４、マニホールド７２２、並びにエッジリング３００と台座７００のベース部分７０２の間のギャップ８２０及び８３０を通って流れる。例えば、パージガスの流れは、上向きの矢印８９０－１、８９０－２、及び８９０－３（まとめて矢印８９０）によって示される。パージガスは、基板２１２の裏面への堆積を防止する。
【0182】
上述したように、台座７００のステム部分７０４の設計は、真空クランピング及びパージガス用の別々の（つまり、独立した）通路を提供する。通路は、互いに流体連通していない。ガスは、上述したように反対方向に通路を通って流れる。ステム部分７０４によって提供される真空クランピング及びパージガス用の通路はまた、図７Ａ～７Ｃに示す台座５００と共に使用可能である。
【0183】
図１０Ａ～１０Ｃは、台座７００の上側部分７０８に設けられたメサの一例を示す。図１０Ａは、台座７００のベース部分７０２の平面図を示す。図１０Ｂは、ベース部分７０２の断面図を示す。図１０Ｃは、メサを詳細に示す。メサに焦点を当てるために、ベース部分７０２の全ての他の特徴（例えば、貫通孔７１２）は省略されている。メサはまた、図２～７Ｃを参照して上記に示し説明したように、台座２００及び５００において同様に採用可能である。
【0184】
図１０Ａは、メサ９００－１、９００－２等（まとめてメサ９００）を示す。メサ９００は、微小な突出部である（図１０Ｃを参照）。単なる例であるが、メサ９００は、円筒形状にできる。メサ９００は、任意の他の形状を有することができる。メサ９００は、台座７００のベース部分７０２の上面７０８のＯＤに沿って配置されたシールバンド７１０によって取り囲まれている。メサ９００は、台座７００のベース部分７０２の上面７０８に集合する。メサ９００は、ベース部分７０２の上面７０８の中心からシールバンド７１０のＩＤまで分布する。或いは、メサ９００は、ベース部分７０２の上面７０８の中心から、台座７００のベース部分７０２の上面７０８のＯＤまで分布する。
【0185】
メサ９００は、様々な高さを有するように機械加工できる。例えば、メサ９００は、台座７００の上側部分７０８に凸型又は凹型の形状を提供するように機械加工できる。単なる例であるが、１３”基板を処理するために設計された台座に関しては、メサ９００は、５０フィートの直径を有する球の曲率を提供するように機械加工できる。図１０Ｂは、メサ９００によって台座７００の上側部分７０８に提供された凹形状の一例を示す。示された例は、縮尺通りではない。示された例は、例示を目的として誇張されている。この例は、台座７００の上側部分７０８の周辺領域９０４が、台座７００の上側部分７０８の中心領域９０２よりも高い平面に存在することを示す。示された例では、メサ９００の高さは、台座７００の上側部分７０８の周辺領域９０４から、台座７００の上側部分７０８の中心領域９０２にかけて減少する。
【0186】
逆に、メサ９００は、台座７００の上側部分７０８に凸形状を提供できる。この例では、台座７００の上側部分７０８の周辺領域９０４は、台座７００の上側部分７０８の中心領域９０２よりも低い平面に存在する。この例では、メサ９００の高さは、台座７００の上側部分７０８の周辺領域９０４から台座７００の上側部分７０８の中心領域９０２にかけて増加する。
【0187】
別の例では、メサ９００はまた、処理中に基板を配置できる平らな表面を提供するように機械加工できる。この例では、メサ９００の全てが、等しい（均一な）高さである。或いは、メサ９００は、処理中に基板を配置できる傾斜面（ベース部分７０２の上面７０８の１つのラジアルエッジから反対側のラジアルエッジまで）を提供するように機械加工できる。この例では、メサ９００の高さは、ベース部分７０２の上面７０８の１つのラジアルエッジから反対側のラジアルエッジまで先細りする（つまり、線形に増加又は減少する）。
【0188】
他の例では、メサ９００は、メサ９００に近接した伝導熱伝達を調整するように適合させた高さを有するように機械加工できる。伝導熱伝達は、台座７００の上面７０８と基板２１２の間で、メサ９００を通じて発生する。例えば、等しい高さのメサ９００は、メサ９００近傍での一貫した伝導熱伝達を保証できる。或いは、メサ９００は、メサ９００の上側端部によって画定された所定のプロファイルを有し得る。いくつかの例では、熱不均一性（例えば、図１Ａに示すヒータ１１０の非線形性に起因）は、メサ９００の高さを変動させることによって修正できる。
【0189】
基板２１２（図３～６に図示）は、処理中、台座７００のベース部分７０２の上面７０８に配置される。基板２１２は、シールバンド７１０の上かつメサ９００の上に載る。基板２１２のＯＤは、シールバンド７１０のＯＤにほぼ等しい。基板２１２は、シールバンド７１０を覆う（例えば、図３～６に図示）。メサ９００によって台座７００の上側部分７０８に提供された湾曲した形状は、処理中に基板２１２を台座７００にクランプするのに用いられるクランプ力を向上させる。メサ９００は、台座７００の上面７０８への基板２１２の静電クランピングと真空クランピングの両方を向上させる。いくつかの例では、基板２１２は、台座７００の上側部分７０８にクランプされなくてもよい。
【0190】
図１１Ａ～１２Ｅは、メサ９００を台座７００の上面７０８に配置できる様々な構成を示す。具体的には、構成は、処理中に基板が配置されるメサ９００と台座７００の上面７０８とによって形成される凹状（カップ形状）及び凸状（ドーム形状）表面の様々な組み合わせを含む。簡潔に言えば、図１１Ａは、処理中に基板が配置される平らな表面を提供する台座７００の上面７０８でのメサ９００の配置を示す。図１１Ｂ～１１Ｆは、処理中に基板が配置される、凹状の上面７０８及び／又はメサ９００によって形成される凹面を含む、メサ９００と台座７００の上面７０８の様々な配置を示す。図１２Ａ～１２Ｅは、処理中に基板が配置される、凸状の上面７０８及び／又はメサ９００によって形成される凸面を含む、メサ９００と台座７００の上面７０８の様々な配置を示す。これらの構成を、ここで詳細に説明する。
【0191】
図１１Ａでは、台座７００の上面７０８は平らである。つまり、台座７００の上面７０８は、処理中に台座７００に配置される基板（例えば、図３～６に示す基板２１２）の面に平行である。例えば、台座７００の上面７０８は、約１Ｒａから６４Ｒａ（マイクロインチ）の範囲の粗さを有する。メサ９００が台座７００の上面７０８から垂直上方に延びるように、メサ９００は、台座７００の上面７０８に配置される。メサ９００は、等しい高さ（又は長さ）である。メサ９００の上端は平らであり、かつ台座７００の上面７０８の面に平行な面に存在し、この面は、処理中にメサ９００に配置されたときに基板が存在する平面に平行である。
【0192】
図１１Ｂでは、台座７００の上面７０８は凹状である。メサ９００が台座７００の上面７０８から垂直上方に延びるように、メサ９００は、台座７００の上面７０８に配置される。メサ９００の上端は平らである。基板は、処理中、メサ９００の上端に配置される。メサ９００は、異なる高さ（又は長さ）である。ただし、メサ９００の上端は、互いに整合しており、かつ処理中にメサ９００に配置されたときに基板が存在する平面に平行な平面に存在する。したがって、台座７００の上面７０８は凹状であるが、メサ９００の上端は、処理中に基板が存在する平らな表面を提供する。台座７００の上面７０８の凹形状ゆえに、かつメサ９００の上端が単一の平面に存在するために、メサ９００の高さ、及び結果として基板と台座７００の凹状の上面７０８との距離は、台座７００の凹状の上面７０８の中心から周辺にかけて変動（減少）する。
【0193】
図１１Ｃでは、台座７００の上面７０８は、図１１Ａのように平らである。メサ９００が台座７００の上面７０８から垂直上方に延びるように、メサ９００は、台座７００の上面７０８に配置される。メサ９００は、異なる長さ（つまり、高さ）である。メサ９００の上端は、互いに整合しておらず、かつ台座７００の上面７０８の面と平行な単一の平面には存在しない。代わりに、メサ９００の上端は、凹状であり、かつカップ状の基板を処理中に配置できる凹面を形成する。メサ９００の上端が凹面を形成するため、基板と台座７００の上面７０８との距離は、台座７００の上面７０８の中心から周辺にかけて変動（増加）する。
【0194】
図１１Ｄ～１１Ｆは、台座７００の凹状の上面７０８、及びメサ９００の上端によって形成された凹面の異なる構成を示す。図１１Ｄ～１１Ｆでは、Ｒ１は、台座７００の凹状の上面７０８の半径を表し、Ｒ２は、メサ９００の凹状の上端によって形成された凹面の半径を表す。
【0195】
図１１Ｄでは、Ｒ１＝Ｒ２である。メサ９００は、等しい長さ（つまり、高さ）である。メサ９００の上端は、凹状である。カップ状の基板は、処理中にメサ９００の凹状の上端に配置される。メサ９００が等しい長さであり、かつＲ１＝Ｒ２であるため、台座７００の凹状の上面７０８とカップ状の基板との距離は、台座７００の凹状の上面７０８の中心から周辺まで固定されている（一定である）。つまり、カップ状の基板と台座７００の凹状の上面７０８との間のギャップは、台座７００の凹状の上面７０８の中心から周辺まで固定されている（一定である）。
【0196】
図１１Ｅでは、Ｒ２＜Ｒ１である。メサ９００の高さ（つまり、長さ）は、台座７００の凹状の上面７０８の中心から周辺にかけて変動（増加）する。メサ９００の上端は、凹状である。カップ状の基板は、処理中にメサ９００の凹状の上端に配置される。メサ９００の高さが、台座７００の凹状の上面７０８の中心から周辺にかけて増加し、かつＲ２＜Ｒ１であるため、台座７００の凹状の上面７０８とカップ状の基板との距離は、台座７００の凹状の上面７０８の中心から周辺にかけて変動（増加）する。つまり、カップ状の基板と台座７００の凹状の上面７０８との間のギャップは、台座７００の凹状の上面７０８の中心から周辺にかけて変動（増加）する。
【0197】
図１１Ｆでは、Ｒ２＞Ｒ１である。メサ９００の高さ（つまり、長さ）は、台座７００の凹状の上面７０８の中心から周辺にかけて変動（減少）する。メサ９００の上端は、凹状である。カップ状の基板は、処理中にメサ９００の凹状の上端に配置される。メサ９００の高さが、台座７００の凹状の上面７０８の中心から周辺にかけて減少し、かつＲ２＞Ｒ１であるため、台座７００の凹状の上面７０８とカップ状の基板との距離は、台座７００の凹状の上面７０８の中心から周辺にかけて変動（減少）する。つまり、カップ状の基板と台座７００の凹状の上面７０８との間のギャップは、台座７００の凹状の上面７０８の中心から周辺にかけて変動（減少）する。
【0198】
これらの構成は、様々な利点を提供する。以下は、利点のいくつかの非限定的な例である。例えば、これらの構成の一部は、台座７００への基板のクランピングを改善する。メサ９００の上面をカップ状にすると（つまり、メサ９００の上面を凹状にすることによって）、カップ状の基板をより低く（つまり、台座７００の上面７０８により近く）配置できる。構成のいくつかでは（例えば、図１１Ｄ及び図１１Ｆでは）、メサ９００の上面をカップ状にすると、結果として、台座７００のエッジにおいてカップ状の基板と台座７００の上面７０８との間のギャップは比較的小さくなる可能性があり、これは、カップ状の基板を台座７００にクランプするために使用される真空クランプシステムにおいて、向上した圧力勾配を作り出すことを可能にする。クランピングは、Ｒ１＝Ｒ２（図１１Ｄ）の場合に最も効果的であり得る。
【0199】
さらに、Ｒ１＝Ｒ２を有する構成もまた、半径の関数として台座７００から基板への均一な熱伝達を提供する。Ｒ２＜Ｒ１を有する構成（図１１Ｅ）は、クランピングの向上に役立つ可能性があり、かつ熱均一性（つまり、半径の関数としての台座７００から基板への均一な熱伝達）に関するいかなる問題も基板と台座７００の上面７０８の間のギャップを変動させることによって修正又は改善できる。メサ９００の上端から底までの高さは、局所的なギャップを画定する。基板と台座７００の上面７０８の間のギャップは、Ｒ２＜Ｒ１を維持しながらメサ９００の高さを変動させることによって、変動させることができる。図１１Ｂに示す構成は、クランピングには役に立たないこともあるが、熱均一性の修正／改善には有用であり得る。多くの他の利点が企図される。
【0200】
図１２Ａ～１２Ｄは、台座７００の上面７０８にメサ９００を配置できる追加の構成を示す。図１２Ａでは、台座７００の上面７０８は凸状である。メサ９００が台座７００の上面７０８から垂直上方に延びるように、メサ９００は、台座７００の上面７０８に配置される。メサ９００の上端は、平らである。基板は、処理中にメサ９００の上端に配置される。メサ９００は、異なる長さである。ただし、メサ９００の上端は、互いに整合しており、かつ台座７００の上面７０８の面に平行な平面に存在し、これも、基板がメサ９００に存在する平面に平行である。したがって、台座７００の上面７０８は凸状であるが、メサ９００の上端は、基板が存在する平らな表面を提供する。台座７００の上面７０８の凸形状ゆえに、かつメサ９００の上端が単一の平面に存在するために、メサ９００の高さ、及び結果として基板と台座７００の凸状の上面７０８との距離は、台座７００の凸状の上面７０８の中心から周辺にかけて変動（増加）する。
【0201】
図１２Ｂでは、台座７００の上面７０８は、図１１Ａのように平らである。メサ９００が台座７００の上面７０８から垂直上方に延びるように、メサ９００は、台座７００の上面７０８に配置される。メサ９００は、異なる長さ（つまり、高さ）である。メサ９００の上端は、互いに整合しておらず、台座７００の上面７０８の面に平行な単一の平面にもない。代わりに、メサ９００の上端は、凸面又はドーム形状を形成し、その上に、処理中にドーム状の基板を配置できる。メサ９００の下端は平らである。メサ９００の上端が凸面を形成するため、基板と台座７００の上面７０８との距離は、台座７００の上面７０８の中心から周辺にかけて変動（減少）する。
【0202】
図１２Ｃ～１２Ｅは、台座７００の上面７０８の凸形状、及びメサ９００の上端によって形成された凸面の異なる構成を示す。図１２Ｃ～１２Ｅでは、Ｒ１は、台座７００の凸状の上面７０８の半径を表し、Ｒ２は、メサ９００の凸状の上端によって形成された凸面の半径を表す。
【0203】
図１２Ｃでは、Ｒ１＝Ｒ２である。メサ９００は、等しい長さ（つまり、高さ）である。メサ９００の上端は、凸状である。ドーム状の基板は、処理中にメサ９００の凸状の上端に配置される。メサ９００が等しい長さであり、かつＲ１＝Ｒ２であるため、台座７００の凸状の上面７０８とドーム状の基板との距離は、台座７００の凸状の上面７０８の中心から周辺まで固定されている（一定である）。つまり、ドーム状の基板と台座７００の凸状の上面７０８との間のギャップは、台座７００の凸状の上面７０８の中心から周辺まで固定されている（一定である）。
【0204】
図１２Ｄでは、Ｒ２＜Ｒ１である。メサ９００の高さ（長さ）は、台座７００の凸状の上面７０８の中心から周辺にかけて変動（減少）する。メサ９００の上端は、凸状である。ドーム状の基板は、処理中にメサ９００の凸状の上端に配置される。メサ９００の高さが、台座７００の凸状の上面７０８の中心から周辺にかけて減少し、かつＲ２＜Ｒ１であるため、台座７００の凸状の上面７０８とドーム状の基板との距離は、台座７００の凸状の上面７０８の中心から周辺にかけて変動（減少）する。つまり、ドーム状の基板と台座７００の凸状の上面７０８との間のギャップは、台座７００の凸状の上面７０８の中心から周辺にかけて変動（減少）する。
【0205】
図１２Ｅでは、Ｒ２＞Ｒ１である。メサ９００の高さ（長さ）は、台座７００の凸状の上面７０８の中心から周辺にかけて変動（増加）する。メサ９００の上端は、凸状である。ドーム状の基板は、処理中にメサ９００の凸状の上端に配置される。メサ９００の高さが、台座７００の凸状の上面７０８の中心から周辺にかけて増加し、かつＲ２＞Ｒ１であるため、台座７００の凸状の上面７０８とドーム状の基板との距離は、台座７００の凸状の上面７０８の中心から周辺にかけて変動（増加）する。つまり、ドーム状の基板と台座７００の凸状の上面７０８との間のギャップは、台座７００の凸状の上面７０８の中心から周辺にかけて変動（増加）する。
【0206】
熱均一性が反転する（つまり、凹型構成に対して凸型構成では熱均一性の反転がある）ことを除いて、これらの凸型構成は、凹型構成に関して上述したものと類似の利点を提供する。ドーム状のウェハは、自然に良好なエッジシールを作るので、本質的にクランプするのが容易である。ただし、凸型構成は、以下のように熱均一性に影響を及ぼす可能性がある。一般に、基板と台座７００の上面７０８の間のギャップがより小さい基板の領域は、基板と台座７００の上面７０８の間のギャップがより大きい基板の領域よりも熱くなる可能性がある。基板と台座７００の上面７０８の間のギャップが変動する構成では、熱均一性は、変動するギャップに比例して同様に変動する可能性がある。多くのさらなる利点が企図される。
【0207】
前述の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示、その応用又は用途を限定することを意図しない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施できる。したがって、本開示は特定の例を含むが、他の変形が図面、明細書、及び以下の特許請求の範囲の検討により明らかになるため、本開示の真の範囲はそれほど限定されるべきではない。
【0208】
本開示の原理を変更することなく、方法内の１つ又は複数のステップを異なる順序で（又は同時に）実行してもよいことを理解されたい。さらに、実施形態の各々は、特定の特徴を有するものとして上述されているが、本開示の任意の実施形態に関して説明されたそれらの特徴のうちの任意の１つ又は複数は、他の任意の実施形態において実装することができ、かつ／又はその組み合わせが明示的に説明されていなくても、他の任意の実施形態の特徴と組み合わせることができる。言い換えれば、記載された実施形態は、相互に排他的ではなく、１つ又は複数の実施形態を互いに入れ替えても、本開示の範囲内にとどまる。
【0209】
要素間（例えば、モジュール、回路素子、半導体層などの間）の空間的及び機能的関係は、「接続された」、「係合した」、「連結された」、「隣接する」、「～の隣」、「～の上」、「上方」、「下方」、及び「配置された」などの様々な用語を用いて説明される。「直接的」であると明示的に記載されていない限り、第１の要素と第２の要素の関係が上記開示に記載される場合、その関係は、第１の要素と第２の要素の間に他の介在要素が存在しない直接的関係であり得るが、第１の要素と第２の要素の間に（空間的又は機能的に）１つ又は複数の介在要素が存在する間接的関係である可能性もある。本明細書で使用される場合、Ａ、Ｂ、及びＣの少なくとも１つというフレーズは、非排他的論理ＯＲを用いた論理（Ａ又はＢ又はＣ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、及びＣの少なくとも１つ」を意味すると解釈されるべきではない。
【0210】
いくつかの実施態様では、コントローラは、システムの一部であり、システムは、上述の例の一部であり得る。このようなシステムは、１つ又は複数の処理ツール、１つ又は複数のチャンバ、１つ又は複数の処理用プラットフォーム、及び／又は特定の処理コンポーネント（ウェハ台座、ガス流システムなど）を含む半導体処理装置を含むことができる。これらのシステムは、半導体ウェハ又は基板の処理前、処理中、及び処理後にそれらの動作を制御するための電子機器と統合されてもよい。電子機器は「コントローラ」と呼ばれることもあり、１つ又は複数のシステムの様々なコンポーネント又は子部品を制御してもよい。
【0211】
コントローラは、処理要件及び／又はシステムの種類に応じて、処理ガスの送達、温度設定（例えば、加熱及び／又は冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送達設定、位置及び動作設定、ツールへのウェハの搬入出、並びに、特定のシステムに接続又は連動する他の搬送ツール及び／又はロードロックへのウェハの搬入出を含む、本明細書に開示されるプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされてもよい。
【0212】
大まかに言えば、コントローラは、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどの、様々な集積回路、論理、メモリ、及び／又はソフトウェアを有する電子機器として定義され得る。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形態のチップ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰｓ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）として定義されるチップ、及び／又はプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１つ又は複数のマイクロプロセッサ若しくはマイクロコントローラを含んでもよい。
【0213】
プログラム命令は、半導体ウェハに対して、半導体ウェハのために、又はシステムに対して、特定のプロセスを実行するための動作パラメータを定義する、様々な個々の設定（又はプログラムファイル）の形態でコントローラに通信される命令であってもよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態において、１つ又は複数の層、材料、金属、酸化物、ケイ素、二酸化ケイ素、誘電体、絶縁体、表面、回路、及び／又はウェハのダイの製造中に１つ又は複数の処理ステップを達成するためにプロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であってもよい。
【0214】
コントローラは、いくつかの実施態様において、システムに統合された、システムに接続された、そうでなければシステムにネットワーク接続された、又はそれらの組み合わせであるコンピュータの一部であり、又はそのようなコンピュータに接続されてもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」、すなわちファブホストコンピュータシステムの全体又は一部であってもよく、これによりウェハ処理の遠隔アクセスが可能になる。コンピュータは、製造動作の現在の進行状況を監視し、過去の製造動作の履歴を調査し、複数の製造動作から傾向又は性能基準を調査し、現在の処理のパラメータを変更し、処理ステップを設定して現在の処理を追跡し、又は新たなプロセスを開始するために、システムへの遠隔アクセスを可能にしてもよい。
【0215】
いくつかの例では、遠隔コンピュータ（例えば、サーバ）は、ネットワークを介してシステムにプロセスレシピを提供でき、ネットワークは、ローカルネットワーク又はインターネットを含んでもよい。遠隔コンピュータは、パラメータ及び／又は設定の入力又はプログラミングを可能にするユーザインタフェースを含んでもよく、パラメータ及び／又は設定は次いで遠隔コンピュータからシステムへと伝達される。いくつかの例では、コントローラは、１つ又は複数の動作中に実施される処理ステップのそれぞれのパラメータを指定する、データの形式の命令を受け取る。パラメータは、実施されるプロセスの種類と、コントローラがインタフェース接続する又は制御するように構成されたツールの種類とに特有のものであってもよいことを理解されたい。
【0216】
したがって、上述したように、コントローラは、共にネットワーク化され、本明細書に記載のプロセス及び制御などの共通の目的にむけて動作する１つ又は複数の個別のコントローラを含むことなどにより、分散されてもよい。そのような目的のための分散型コントローラの一例は、遠隔地に設置され（プラットフォームレベルで、又は遠隔コンピュータの一部としてなど）、チャンバでのプロセスを協同で制御する１つ又は複数の集積回路と通信するチャンバ上の１つ又は複数の集積回路である。
【0217】
システムの例は、プラズマエッチングチャンバ又はモジュール、成膜チャンバ又はモジュール、スピンリンスチャンバ又はモジュール、金属メッキチャンバ又はモジュール、洗浄チャンバ又はモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバ又はモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバ又はモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバ又はモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバ又はモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバ又はモジュール、イオン注入チャンバ又はモジュール、トラックチャンバ又はモジュール、並びに半導体ウェハの製作及び／又は製造に関連し得る、又は使用され得る、任意の他の半導体処理システムを含み得るが、これらに限定されない。
【0218】
上述のように、ツールによって実施される１つ又は複数のプロセスステップに応じて、コントローラは、他のツール回路又はモジュール、他のツールコンポーネント、クラスタツール、他のツールインタフェース、隣接ツール、近隣ツール、工場全体に配置されたツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、又は半導体製造工場内のツール位置及び／又はロードポートへウェハの容器を搬入出する材料搬送に用いられるツールの、１つ又は複数と通信してもよい。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図11E】
【図11F】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図12E】
【国際調査報告】