特許 5666133 非接触型処理キット

(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】5666133

(24)【登録日】2014年12月19日

(45)【発行日】2015年2月12日

(54)【発明の名称】非接触型処理キット

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/00 20060101AFI20150122BHJP

   C23C 14/50 20060101ALI20150122BHJP

   H01L 21/203 20060101ALI20150122BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/00 B

   C23C14/50 F

   H01L21/203 S

【請求項の数】14

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2009-543091(P2009-543091)

(86)(22)【出願日】2007年12月13日

(65)【公表番号】特表2010-513722(P2010-513722A)

(43)【公表日】2010年4月30日

(86)【国際出願番号】US2007087466

(87)【国際公開番号】WO2008079722

(87)【国際公開日】20080703

【審査請求日】2010年10月20日

(31)【優先権主張番号】60/870,752

(32)【優先日】2006年12月19日

(33)【優先権主張国】US

【前置審査】

(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】100101502

【弁理士】

【氏名又は名称】安齋 嘉章

(72)【発明者】

【氏名】ブラウン カール

(72)【発明者】

【氏名】バジャジ プニート

【審査官】 安齋 美佐子

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００５−５１７８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２２９１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６０５１１２２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１４０４７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

Ｈ０１Ｌ ２１／２０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

実質的に円筒形であるシールドを含む処理キットであって、
シールドが、
内縁部へと下に向かってテーパーが付いた上面を有する実質的に平坦な円筒形本体部であって、
上面から下方へ延びる傾斜面と、
内縁部で傾斜面から下方へ延びるリップ部を含む円筒形本体部と、
細長い円筒形内方リング及び細長い円筒形外方リングであって、両者は本体部から下方向に、かつ内縁部から半径方向外側に延び、外方リングは内方リングと実質的に平行な離間関係にある細長い円筒形内方リング及び細長い円筒形外方リングと、
本体部の外壁部から本体部の上面より上方向へと延びる取付部とを含み、取付部は、本体部の外壁部を超えて半径方向外側に向かって延びる取付フランジと、本体部の上面から延びる内壁部と、内壁部から半径方向外側かつ上方向に広がる内方テーパー部とを有する処理キット。

【請求項2】

本体部が、ステンレススチール又はチタンの少なくとも１つから作製される請求項１記載の処理キット。

【請求項3】

本体部が、導電性材料から作製される又は導電性材料でコーティングされる請求項１記載の処理キット。

【請求項4】

本体部の内縁部が傾斜面を断ち切っており、内縁部が本体部の中心線と実質的に平行である請求項１記載の処理キット。

【請求項5】

実質的に円筒形である堆積リングを更に含み、
堆積リングが、
上面と、基板支持台座部の棚部上で支持されるように構成された下面とを有する実質的に平坦な円筒形本体部と、
本体部の外方部に連結された少なくとも１つの下方向に延び、シールドの内方リングと噛み合うように構成されているＵチャネルと、
本体部の内方領域の上面から上方向に延び、基板支持面を有する内壁部と、
内壁部から半径方向内側に向かって延びる基板支持棚部とを含む請求項１記載の処理キット。

【請求項6】

実質的に円筒形である堆積リングを含み、
堆積リングが、
上面と、基板支持台座部の棚部上で支持されるように構成された下面とを有する実質的に平坦な円筒形本体部と、
本体部の外方部に連結された少なくとも１つの下方向に延びるＵチャネルと、
本体部の内方領域の上面から上方向に延び、基板支持面を有する内壁部とを含む処理キット。

【請求項7】

堆積リングが更に、
内壁部から半径方向内側に向かって延びる棚部と、
棚部の上面に配置され、基板支持面を規定している複数のボタンとを含む請求項６記載の処理キット。

【請求項8】

複数のボタンが更に、
極性アレイに等間隔で配置された３つのボタンを含む請求項７記載の処理キット。

【請求項9】

Ｕチャネルが上向きである請求項６記載の処理キット。

【請求項10】

Ｕチャネルが更に、
堆積リングの本体部に連結された第１脚部と、
第１脚部から外方向に離間された第２脚部と、
これらの脚部を接合している底部とを含む請求項６記載の処理キット。

【請求項11】

本体部が、ステンレススチール又はチタンの少なくとも１つから作製される請求項１０記載の処理キット。

【請求項12】

堆積リングの本体部が更に、
堆積リングの上面から上方向に延びるトラップ壁部と、
トラップ壁部から内方向下側に向かって延び、堆積リングの上面の内方部の上に張り出しているリップ部とを含む請求項６記載の処理キット。

【請求項13】

トラップ壁部の上面が更に、
頂点で外方傾斜壁部と交わる内方傾斜壁部を含む請求項１２記載の処理キット。

【請求項14】

外方リングが、本体部の上面から上方向へ延びる取付部と直線的に揃っている請求項１記載の処理キット。

【発明の詳細な説明】

【発明の背景】

【0001】

（発明の分野）
本発明の実施形態は概して、半導体処理チャンバのための処理キット及び処理キットを有する半導体処理チャンバに関する。より具体的には、本発明は、物理気相蒸着チャンバにおける使用に適したリング及びシールドを含む処理キットに関する。

【0002】

（関連技術の説明）
物理気相蒸着（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＶＤ）又はスパッタは、電子デバイスの製造において最も一般的に用いられる処理の１つである。ＰＶＤは真空チャンバ内で行われるプラズマ処理であり、負のバイアスをかけたターゲットを比較的重い原子（例えば、アルゴン（Ａｒ））を有する不活性ガスのプラズマ又はこのような不活性ガスを含むガス混合物に暴露する。不活性ガスのイオンがターゲットに衝突することによりターゲット材料の原子が弾き出される。弾き出された原子は、チャンバ内に配置された基板支持台座部上の基板上に堆積膜として蓄積される。

【0003】

処理キットをチャンバ内に配置して、チャンバ内の所望の領域における、基板に対しての処理領域の規定に役立てることができる。この処理キットは典型的には、カバーリング、堆積リング、接地シールドを含む。プラズマや弾き出された原子をこの処理領域内に限局することは、チャンバ内のその他の構成部品を堆積材料から保護することや、弾き出された原子がより高い割合で基板上に堆積されることからターゲット材料のより効率的な使用を促すことに役立つ。加えて、堆積リングは、基板支持台座部の外周上へのターゲット材料の堆積を防止する。カバーリングは一般に、堆積リング及び接地シールドとの間にラビリンス間隙を形成することで基板下での堆積を防止するのに用いられる。カバーリングは、基板縁部での又は基板下での堆積の制御を補助するために用いることもできる。

【0004】

慣用のリング及びシールドの構造でも手堅い処理ができてはいたが、限界寸法（ｃｒｉｔｉｃａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）の縮小に伴って、チャンバ内の汚染源への関心が高まりつつある。基板支持台座部が搬送位置と処理位置との間で上下する際にリングとシールドとが定期的に互いに接触するため、慣用の構造は微粒子による汚染の発生源となる可能性がある。

【0005】

更に、慣用のカバーリング構造は通常、温度制御源（チャンバ壁部又は基板支持台座部等）に連結されていないことから、カバーリングの温度が処理サイクル中に変動する場合がある。カバーリングが加熱されたり冷却されたりすることでカバーリング上に堆積された材料にかかる応力が増大してしまい、応力がかかった材料は剥離し、粒子を発生しやすくなる。従って、本発明の発明者は、チャンバ汚染を最小限に抑えるのに役立つ処理キットを有することが有利であるとの考えに至った。

【0006】

従って、当該分野において、改良された処理キットが求められている。

【発明の概要】

【0007】

本発明は概して、物理気相蒸着（ＰＶＤ）チャンバにおける使用のための処理キット及び噛み合い（インターリーブ）型処理キットを有するＰＶＤチャンバを提供する。一実施形態において、処理キットは、噛み合わされる堆積リングと接地シールドとを含む。この堆積リングは、広い台座部接触面と複数の基板支持ボタンを有するように構成されている。ＰＶＤチャンバ内に取り付けると、噛み合わされた堆積リング、接地シールドと基板支持台座部、チャンバ壁部との接触が維持されることから温度制御が極めて良好かつ予測可能となり、その上に堆積される膜による処理中の汚染が実質的に最小限に抑えられ有利である。更に、噛み合わされた堆積リングと接地シールドは、ＰＶＤチャンバ内での使用中に接触しないように構成されているため、慣用の構成で見られた潜在的な粒子発生源とならず有利である。

【0008】

一実施形態において、本発明の処理キットは、実質的に平坦な円筒形本体部と、本体部から下方向に延びる少なくとも１つの細長い円筒形リングと、本体部の上面から上方向に延びる取付部とを有する概して円筒形であるシールドを含む。

【0009】

他の実施形態において、処理キットは、概して円筒形である堆積リングを含む。この堆積リングは、実質的に平坦な円筒形本体部と、本体部の外方部に連結された少なくとも１つの下方向に延びるＵチャネルと、本体部の内方領域の上面から上方向に延びる内壁部と、内壁部から半径方向内側に向かって延びる基板支持棚部とを含む。

【0010】

更に他の実施形態において、ＰＶＤチャンバを提供し、このＰＶＤチャンバは、ＰＶＤチャンバの使用中に接触しないように構成された、噛み合わされる接地シールドと堆積リングとを含む。

【図面の簡単な説明】

【0011】

上記で簡単に要約した本発明のより具体的な説明を実施形態を参照して行う。実施形態は添付図面に図示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態しか例示しておらず、本発明はその他の同等に効果的な実施形態も含み得ることから、本発明の範囲を制限するもと解釈されないことに留意すべきである。

【図1】処理キットの一実施形態を有する半導体処理システムの簡略断面図である。

【図2】図１の基板支持台座部と界接した処理キットの部分断面図である。

【図3】基板支持台座部と界接した処理キットの他の実施形態の部分断面図である。

【図4】基板支持台座部と界接した処理キットの他の実施形態の部分断面図である。

【図5】基板支持台座部と界接した処理キットの他の実施形態の部分断面図である。

【図6】基板支持台座部と界接した処理キットの他の実施形態の部分断面図である。

【0012】

円滑な理解のために、可能な限り、図面で共通する同一要素は同一参照番号を用いて表した。一実施形態において開示された要素は、特記することなく他の実施形態において便宜上利用可能である。

【詳細な説明】

【0013】

本発明は概して、物理気相蒸着（ＰＶＤ）チャンバにおける使用のための処理キットを提供する。この処理キットは微粒子汚染を生じさせる可能性が低いため、チャンバ構成部品の寿命が長くなることに加え、処理均一性と再現性がより良好となり有利である。

【0014】

図１は、処理キット１１４の一実施形態を有する例示的な半導体処理チャンバ１５０を示す。処理キット１１４は、噛み合わされる堆積リング１０２と接地シールド１６２とを含む。本発明が有益となるように構成し得る処理チャンバの一例はＩＭＰ ベクトラ（ＩＭＰ ＶＥＣＴＲＡ、商標名）ＰＶＤ処理チャンバであり、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアル社から入手可能である。その他の製造業者によるものを含む他の処理チャンバを、本発明が有益となるように構成することも考えられる。

【0015】

例示の処理チャンバ１５０は、排気可能な内部容積１６０を規定する底部１５４と、蓋アセンブリ１５６と、側壁部１５８とを有するチャンバ本体部１５２を含む。チャンバ本体部１５０は典型的には、ステンレススチールの溶接板又はアルミニウム単塊から作製される。側壁部１５８は一般に、基板１０４を処理チャンバ１５０内外に進入及び退出させるための密閉可能なアクセスポート（図示せず）を有している。側壁部１５８に設けられたポンピングポート１２２は、内部容積１６０の排気を行い、その圧力を制御するポンピングシステム１２０に連結されている。チャンバ１５０の蓋アセンブリ１５６は概して、環状シールド１６２を支持し、シールドは堆積リング１０２と噛み合うことで内部容積１６０内で発生したプラズマを基板１０４上方の領域に閉じ込めている。

【0016】

台座アセンブリ１００は、チャンバ１５０の底部１５４によって支持されている。台座アセンブリ１００は、処理中、基板１０４と共に堆積リング１０２を支持している。台座アセンブリ１００は、チャンバ１５０の底部１５４に昇降機構１１８によって連結されており、昇降機構は、台座アセンブリ１００を（図示の）上方位置と下方位置との間で移動させるように構成されている。上方位置において、堆積リング１０２はシールド１６２と離間関係でもって噛み合わされる。下方位置では、堆積リング１０２がシールド１６２から離脱するため、基板１０４をリング１０２とシールド１６２との間から側壁部１５８に設けられたアクセスポートを通してチャンバ１５０から取り出すことができる。加えて、下方位置では、昇降（リフト）ピン（図２に図示）が台座アセンブリ１００内を移動して基板１０４を台座アセンブリ１００から浮かせるため、処理チャンバ１５０の外部に設置されたウェハ搬送機構（例えば、単翼ロボット等。図示せず）を用いた基板１０４の交換が円滑に行われる。典型的には蛇腹部１８６が台座アセンブリ１００とチャンバ底部１５４との間に配置されており、チャンバ本体部１５２の内部容積１６０を台座アセンブリ１００の内部とチャンバ外部から隔離している。

【0017】

台座アセンブリ１００は、通常、プラットフォームハウジング１０８に密閉連結された基板支持体１４０を含む。プラットフォームハウジング１０８は典型的には、ステンレススチール又はアルミニウム等の金属材料から作製される。冷却板１２４は通常、プラットフォームハウジング１０８内に配置され、基板支持体１４０の熱制御を行う。本発明が有益となるように構成し得る台座アセンブリ１００の一例が、ダヴェンポート（Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ）らに１９９６年４月１６日に発行された米国特許第５５０７４９９号に記載されている。

【0018】

基板支持体１４０は、アルミニウム又はセラミックを含んでいてよい。基板支持体１４０は静電チャック、セラミック体、ヒータ又はこれらの組み合わせであってよい。一実施形態において、基板支持体１４０は、導電層１１２を埋設した誘電体１０６を含む静電チャックである。誘電体１０６は典型的には熱伝導率が高い誘電材料から作製され、そのような材料としては熱分解窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、アルミナ又は同等の材料が挙げられる。

【0019】

蓋アセンブリ１５６は通常、蓋部１３０と、ターゲット１３２と、スペーサ１８２とマグネトロン１３４とを含む。図１に図示されるように、閉鎖位置にある場合、蓋部１３０は側壁部１５８によって支持される。スペーサ１８２、蓋部１３０、側壁部１５８の間には、その間からの真空漏れを防止するためにシール１３６が配置されている。

【0020】

ターゲット１３２は蓋部１３０に連結され、処理チャンバ１５０の内部容積１６０に露出している。ターゲット１３２が、ＰＶＤ処理中に、基板１０４上に堆積させる材料を供給する。スペーサ１８２がターゲット１３２、蓋部１３０、チャンバ本体部１５２の間に配置されており、ターゲット１３２を蓋部１３０及びチャンバ本体部１５２から絶縁している。

【0021】

ターゲット１３２及び台座アセンブリ１００は、電源１８４によって互いにバイアス印加されている。アルゴン等のガスをガス供給源（図示せず）から内部容積１６０に供給する。プラズマは、基板１０４とターゲット１３２との間でガスから形成される。プラズマ内のイオンはターゲット１３２に向かって加速して進み、材料をターゲット１３２から剥がす。剥がれたターゲット材料は基板１０４上に堆積される。

【0022】

マグネトロン１３４は、処理チャンバ１５０の外側で蓋部１３０に連結されている。マグネトロン１３４は少なくとも１つの回転磁石アセンブリ１３８を含み、この回転磁石アセンブリが、ＰＶＤ処理中、ターゲット１３２の均一な消費を促す。利用し得るマグネトロンの一例が、オール（Ｏｒ）らに１９９９年９月２１日に発行された米国特許第５９５３８２７号に記載されている。

【0023】

ヒンジアセンブリ１１０は、蓋アセンブリ１５６を処理チャンバ１５０に連結している。モータ駆動のアクチュエータ１１６をヒンジアセンブリ１１０及び／又は蓋部１３０に連結することで、蓋アセンブリ１５６の開放部位と閉鎖部位との間での動きを円滑にしてもよい。

【0024】

図２は、基板支持台座アセンブリ１００と界接した処理キット１１４の部分断面図である。図示はしていないが、処理キット１１４のシールド１６２は、蓋アセンブリ１５６に対して一定の高さでもってチャンバ本体部１５２に取り付けられている。上昇つまり処理位置にある堆積リング１０２が図示されており、ラビリンス間隙２５０が、堆積リング１０２と接地シールド１６２との間に規定され、プラズマ及び堆積種を基板１０４とターゲット１３２との間に規定された領域内に閉じ込めている。堆積リング１０２及び接地シールド１６２は更に、ターゲット１３２から弾き出された材料がチャンバのその他の部位上に偶発的に堆積するのを防止するバリアにもなる。このため、堆積リング１０２及び接地シールド１６２は、ターゲット１３２から基板１０４上に堆積させる材料層への効率的な転化を促す。

【0025】

接地シールド１６２は、平坦で実質的に円筒形である本体部２０２を有し、金属等の導電性材料から作製する及び／又は導電性材料をコーティングすることができる。接地シールド１６２としての使用に適した金属には、ステンレススチール及びチタンその他が含まれる。接地シールド１６２用の材料は、チャンバ内で行う処理に適合可能なものを選択すべきである。本体部２０２は、本体部２０２の中心線と台座アセンブリ１００の中心線とが実質的に同心となるようにチャンバ本体部１５２に取り付けられる。図２の実施形態に図示の本体部２０２の中心線２００は、実質的に垂直方向を向いている。中心線２００の位置は、図面のその他の特徴要素と同様に単なる例示に過ぎず、縮尺通りではない。

【0026】

本体部２０２は、上面２０４と、下面２０６と、外壁部２２０と内縁部２２４とを含む。図２に図示の実施形態において、上面２０４及び下面２０６は中心線２００に対して実質的に直角である。ただし、本体部２０２の内縁部２２４に向かって下方向に傾斜している、上面２０４の傾斜面２２６は除く。

【0027】

内方及び外方リング２０８、２１０が、下面２０６から下方向に延びている。リング２０８、２１０は概して、（本体部２０２の全体形状と比較すると）細長い円柱である。図２に図示の実施形態において、リング２０８、２１０は、概して平行である、離間関係に配置されている。また、外方リング２１０の外径は、外壁部２２０の外径と同じであってよい。

【0028】

取付部２１２は、上面２０４から外壁部２２０に沿って上方向に延びている。取付部２１２は、内壁部２１４と、内方テーパー部２１６と、外壁部２２２と取付フランジ２１８とを含む。内壁部２１４は上面２０４から実質的な垂直方向でもって上方向に内方テーパー部２１６へと延びている。内方テーパー部２１６は、上方向外側に向かって延び、シールド１６２とターゲット１３０との間に空間を形成している（図１に図示）。外壁部２２２は通常、本体部２０２の外壁部２２０の外径よりも大きい直径を有している。

【0029】

取付フランジ２１８は、外壁部２２２から外方向に延び、本体部１５２及び／又は蓋アセンブリ１５６と係合することでシールド１６２を正しい位置に固定する。取付フランジ２１８は、本体部１５２及び／又は蓋アセンブリ１５６との連結を円滑に行うための複数の穴及び／又はスロットを含んでいてよい。シールド１６２を取り付ける本体部１５２及び／又は蓋アセンブリ１５６は熱調節されているため、取付フランジ２１８の温度制御が伝導により可能になる。

【0030】

接地シールド１６２の一部にコーティングやテクスチャ加工を施したり、別の形で処理を施してもよい。一実施形態において、接地シールド１６２の少なくとも一部の表面は粗面化される。粗面化（例えば、テクスチャ加工）は、適した処理の中でもとりわけエッチング、エンボス加工、研磨、ビードブラスト、グリットブラスト、研削又はサンディングによって達成することができる。図２に図示の実施形態において、接地シールド１６２の表面は全て、ビードブラスト加工されている。接地シールドのビードブラスト加工された表面は通常、約２５０マイクロインチ以上のＲＡ表面仕上げとなる。

【0031】

堆積リング１０２は、平坦で実質的に円筒形である本体部２５２を有しており、導電性又は非導電性の材料から形成することができる。一実施形態において、堆積リング１０２は、石英、酸化アルミニウム等のセラミック材料又はその他の適した材料から作製される。

【0032】

本体部２５２は通常、外方部２７４と、内方部２７６と、下面２５６と上面２５４とを含む。上面２５４は、シールド１６２とリング１０２とが互いに近接して位置決めされた場合にシールド１６２のリップ部２２８を納める凹部２５８を含む。下面２５６は、台座アセンブリ１００の外周上に形成された棚部２４０上に載るように構成されている。下面２５６を平坦にする及び／又は下面２５６に滑らかな表面仕上げを施して、棚部２４０との良好な熱接触を促してもよい。下面２５６と棚部２４０との接触面積は（慣用の構成より）比較的広く、本体部２５２のリング断面部が比較的薄いこともあり、リング１０２と台座アセンブリ１００との間の熱伝達が極めて良好となる。このため、リング１０２の温度は、台座アセンブリ１００との熱伝達を通して容易に一定に保たれる。

【0033】

一実施形態において、１つ以上の温度制御素子２４６を台座アセンブリ１００内の棚部２４０の真下に配置して、基板１０４の温度制御に利用する台座アセンブリ１００の特徴要素とは独立してリング１０２の温度制御を強化してもよい。温度制御素子２４６には、熱伝達流体を流すための１本以上の導管、抵抗加熱素子等が含まれる。温度制御素子２４６の出力は、１つ以上の適切な温度制御源２４８（電源、熱伝達流体供給源その他等）によって制御される。

【0034】

内壁部２６０は、内方部２７６から上方向に基板支持フランジ２６２へと延びている。内壁部２６０は、壁部２６０と、棚部２４０を台座アセンブリ１００の上面２４４へと連結している段差部２４２との間に間隙が維持されるような内径を有している。内壁部２６０は、リング１０２のフランジ２６２と、台座アセンブリ１００の上面２４４との間に間隙が維持されるような高さを有している。

【0035】

基板支持フランジ２６２は、内壁部２６０の上端部から内方向に延び、台座アセンブリ１００の上面２４４の外縁部を覆っている。一実施形態において、フランジ２６２は概して、内壁部２６０に直角であり、下面及び上面２５６、２５４に平行である。フランジ２６２は複数の基板支持ボタン２６４を含み、ボタンは、基板１０４をフランジ２６２の上面の上方に離間して支持している。ボタン２６４は丸みを帯びた形状、円筒形状、円錐台形状又はその他の適切な形状を有し得る。ボタン２６４により、基板１０４とリング１０２との接触が最小限に抑えられる。ボタン２６４と基板１０４との接触が最小限であるため、リング１０２と基板１０４との間での熱伝達を最小限に抑えつつ、粒子発生の可能性が低下する。一実施形態においては、３つのボタン２６４を極性アレイに対称的に配置し、ボタンは約１ｍｍの高さを有する。

【0036】

上向きのＵチャネル２６６は概して、本体部２７４の外方部２７４に形成される。Ｕチャネル２６６は、底部２７０によって外方脚部２７２に連結された内方脚部２６８を有している。内方脚部２６８は、本体部２５２の下面２５６から下方向に延びており、台座アセンブリ１００とリング１０２との間に間隙が維持されるような内径を有している。

【0037】

脚部２６８、２７２は概して、（リング１０２の本体部２５２と比較すると）細長い円柱である。図２に記載の実施形態において、脚部２６８、２７２は、概して平行な離間関係でもって配置されており、接地シールド１６２の内方リング２０８と噛み合うように構成されている。

【0038】

脚部２６８、２７２と内方リング２０８との間隔が、ラビリンス間隙２５０の外方領域を規定する。ラビリンス間隙２５０の内方領域は、シールド１６２のリップ部２２８と、堆積リング１０２の壁部２６０及び凹部２５８との間に規定される。リップ部２２８と堆積リング１０２との間隔は、台座アセンブリ１００に面している側の基板１０４上への堆積が促進される又は最小限に抑えられるように選択する。

【0039】

ラビリンス間隙２５０の内方領域への入り口は基板１０４によって部分的に覆われ、内部容積１６０におけるスパッタされたターゲット材料の軌道とは反対方向を向いているため、ラビリンス間隙２５０内での堆積物の蓄積及びブリッジングが慣用の構成よりも起こりにくく、処理キット１１４の次の洗浄までの耐用期間が長くなる。更に、処理キット１１４の堆積リング１０２及び接地シールド１６２は決して接触しないため、粒子発生の潜在的な原因が排除される。更に、処理キット１１４の堆積リング１０２及び接地シールド１６２は、その支持構造体（例えば、台座アセンブリ１００、チャンバ本体部１５２／蓋アセンブリ１５６）と良好な熱接触を維持することから、キット１１４の熱制御性が向上する。熱制御性の向上により、キット１１４上に堆積される膜にかかる応力の管理が可能になり、慣用の構成よりも粒子の発生が少なくなる。

【0040】

図３は、基板支持台座部１００と界接した処理キット３００の他の実施形態の断面図である。処理キット３００は通常、堆積リング３０２と接地シールド３０４とを含み、これらが噛み合ってラビリンス間隙３５０を形成している。

【0041】

接地シールド３０４は概して、上記の接地シールドと同様である。図３に図示の実施形態において、シールド３０４は、上面３０８と、下面３１０と、内縁部３１２と外壁部３１４とを有する円筒形本体部３０６を含む。上面３０８は、傾斜面３１６を含む。本体部３０６の下面３１０は、内方及び外方リング２０８、２１０を含む。一実施形態において、内縁部３１２は、傾斜面３１６を実質的に断ち切っている。

【0042】

堆積リング３０２は概して、上記の堆積リングと同様であり、リング３０２の上面２５４上に形成されたトラップ３５２が追加されている。トラップ３５２は、リング３０２のトラップ壁部３６０と上面２５４との間に規定されている。

【0043】

トラップ壁部３６０は、リング３０２の上面２５４から上方向にリップ部３５６へと延びるリング３５４を含む。リップ部３５６は、内壁部２６０と上面２５４との合流点に向かって内方向下側に延びている。リップ部３５６の遠位端は概して、リップ部３５６のリング３５４に隣接した部位よりも上面２５４に近いため、トラップ３５２の上限は、リップ部３５６の遠位端よりも高い位置にある。この幾何学的構成により堆積材料の捕捉が円滑に行われ、堆積物が蓄積されないことから、リップ部３５６と基板１０４との間に規定された間隙のブリッジングが防止される。

【0044】

一実施形態において、リング３５４の上面は内方傾斜壁部２６４と外方傾斜壁部２６２とを含み、これらは頂点３６６で交わる。内方傾斜壁部２６４は、頂点３６６からリップ部３５６へと下方向に延びている。外方傾斜壁部２６２は、頂点３６６から外方トラップ壁部３６８へと下方向に延びている。堆積リング３０２の外方傾斜壁部２６２と、シールド３０４の内縁部３１２とが、内部容積１６０の処理領域からのラビリンス間隙３５０への入り口を規定している。

【0045】

図３の処理キット３００は、トラップ３５２を介したエッジ堆積制御部と、ラビリンス間隙３５０を介したプラズマ分離特徴要素とを切り離している。加えて、この実施形態では製造コストを削減できるが、これはシールド３０４の内径と外径との間の距離が大幅に縮小されるものの、シールドと噛み合う堆積リング３０２を作製するのに必要な材料はそれほど増大しないからである。

【0046】

図４は、基板支持台座部１００と界接した処理キット４００の他の実施形態の断面図である。処理キット４００は通常、堆積リング４０２と接地シールド４０４とを含み、これらが噛み合ってラビリンス間隙４５０を形成している。

【0047】

接地シールド４０４は概して、図１、２と関連した上記の接地シールドと同様である。図４に図示の実施形態において、シールド４０４は、上面４０８と、下面４１０と、内縁部４１２と外壁部４１４とを有する平坦な円筒形本体部４０６を含む。上面４０８は傾斜面４１６を含む。本体部４０６の下面４１０は、円筒形リング４１８を含む。

【0048】

円筒形リング４１８は下方向外側に向かって延び、堆積リング４０２と噛み合っている。図４に図示の実施形態において、リング４１８のシールド４０４の中心線に対する方向は約５〜約３５度である。

【0049】

堆積リング４０２は概して、上記の堆積リングと同様であり、傾斜のあるＵチャネル４２０が追加されている。Ｕチャネル４２０は、底部４２６によって外方脚部４２４に連結された内方脚部４２２を含む。脚部４２２、４２４のリング４０２の中心線に対する方向は約５〜約３５度である。図４に記載の実施形態において、脚部４２２、４２４は、シールド４０４の円筒形リング４１８と同じ角度で方向付けされている。

【0050】

外方脚部４２４の遠位端の内径としては通常、外方脚部４２４の遠位端がリング４１８の遠位端に触れずに通り越せるようなものが選択され、これにより台座アセンブリ１００を降下させてもシールド４０４と堆積リング４０２とが支障をきたすことなく分離し、基板の交換が円滑に行われる。図４に図示されるような処理位置に台座アセンブリ１００を上昇させると、脚部４２２、４２４とリング４１８とがラビリンス間隙４５０の外方部を規定する。

【0051】

任意で、延長部４３０（仮想線で表示）を外方脚部４２４の遠位端に形成してもよい。延長部４３０によりラビリンス間隙４５０が長くなり、かつ方向転換部が更に追加される。延長部４３０は、フランジ４３２と末端リング４３４とを含む。フランジ４３２は、外方脚部４２４の遠位端から外方向に末端リング４３４まで延びている。末端リング４３４は、台座アセンブリ１００が図示したような上昇位置にある場合にシールド４０４の外壁部４１４を離間関係でもって取り囲むような内径を有している。

【0052】

図４の処理キット４００は経済的に製造でき、上述したように慣用の構成より有利である。

【0053】

図５は、基板支持台座部１００と界接した処理キット５００の他の実施形態の断面図である。処理キット５００は通常、堆積リング５０２と接地シールド５０４とを含み、これらが噛み合ってラビリンス間隙５５０を形成している。

【0054】

接地シールド５０４は概して、図３、４に関連した上記の接地シールドと同様である。図５に記載の実施形態において、シールド５０４は、上面３０８と、下面３１０と、内縁部３１２と外壁部３１４とを有する円筒形本体部５０６を含む。上面３０８は、傾斜面３１６を含む。本体部３０６の下面３１０は、円筒形リング４１８を含む。円筒形リング４１８は下方向外側に向かって延び、堆積リング５０２と噛み合っている。

【0055】

堆積リング５０２の内方部は概して、図３に関連した上記の堆積リング３０２と同様である。リング５０２は、リング５０２の上面２５４上に形成されたトラップ３５２を含む。トラップ３５２は、トラップ壁部３６０と上面２５４との間に規定される。トラップ壁部３６０は、リング３５４と、リップ部３５６と、頂点３６６で交わる傾斜壁部２６２、２６４とを含む。

【0056】

堆積リング５０２の外方部は概して、図４に関連した上記の堆積リング４０２と同様である。リング５０２は、傾斜のあるＵチャネル４２０を含む。Ｕチャネル４２０は、底部４２６によって外方脚部４２４に連結された内方脚部４２２を含む。脚部４２２、４２４は、上述したように、シールド５０４の円筒形リング４１８と噛み合うように構成されている。

【0057】

図６は、基板支持台座部１００と界接した処理キット６００の他の実施形態の断面図である。処理キット６００は通常、堆積リング６２０と接地シールド６６２とを含み、これらが噛み合ってラビリンス間隙６５０を形成している。堆積リング６２０及びシールド６２２は、上記の堆積リング１０２及び接地シールド１６２と実質的に同様であることから、同様の特徴要素には同じ参照番号をふってあり、簡潔にするために詳細な説明は省略している。

【0058】

図６に図示の実施形態において、堆積リング６２０の内壁部２６０は、基板支持端部６２２を有している。基板支持端部６２２は、内壁部２６０から半径方向内側に向かって延びてはいない。基板支持端部６２２は基板載置面となり、基板１０４を台座アセンブリ１００の表面２４４の上方で支持するように構成され、一実施形態においては、実質的に平坦かつリング６２０の中心線に対して直角である。一実施形態において、内壁部２６０の高さは約０．４５インチである。内壁部２６０と堆積リングフランジ２６２の下面２５６との交差部に面取りを施して（例えば、角度４５度）、台座アセンブリ１００との間に追加の空間を設けてもよい。

【0059】

図６に図示の実施形態において、破線６２４で示したように、堆積リング６２０のその上面にテクスチャ加工を施すこともできる。テクスチャ加工した表面により、リング６２０上に堆積される材料の付着性が向上し、堆積した材料の粒子又は薄片がリング６２０から簡単に脱落して処理中に処理汚染物質となることがない。このような付着堆積材料は、インシチュ及び／又はエクスシチュの洗浄法を利用してリング６２０から除去することができる。一実施形態において、リングは上記のようにテクスチャ加工される。

【0060】

接地シールド６６２は、上方外径６０４に形成された、段差部６０６を有する取付部２１２を含む。段差部６０６が、外径６０４を、実質的に水平である上面６０２へとつないでいる。移行アール部６０８が、接地シールド６６２の外壁部２２２を上方外壁部６０４へとつないでいる。

【0061】

リップ部６１０は、図６に図示されるように、上方外壁部６０４から下方向に移行アール部６０８を越えて延びている。リップ部６１０により、処理チャンバと接地シールド６６２との間の接触面積が小さくなる。

【0062】

破線６５４で示されるように、接地シールド６６２の上部内方面にもテクスチャ加工を施してよい。上述したように、接地シールドの表面にテクスチャ加工を施すことにより堆積材料の付着性が向上し、後に処理汚染物質となることがない。

【0063】

接地シールド６６２のリップ部２２８は、リップ部２２８とシールド本体部２０２の下面２０６との間の移行部に形成された凹部６１２も含んでいてよい。凹部６１２によりシールド６６２とリング６２０との間に更に空間ができ、リング６２０の凹部２５８内に堆積された大量の材料に対応することができる。

【0064】

上記の処理キットと同様に、図６の処理キット６００は経済的に製造することができ、上述したように、慣用の構成よりも有利である。

【0065】

従って、ＰＶＤ処理チャンバ用の処理キットについて説明してきたが、この処理キットの接地シールドと堆積リングは稼動時に接触しないことから微粒子の発生の可能性が低く、有利である。更に、このキットのシールドとリングは温度制御された面との接触を維持するため、処理キットの温度を制御して熱サイクリングを軽減し及び／又は排除し、処理キット上に堆積される材料における応力を管理することができる。更に、本発明の処理キットは、コンパクトな構成と慣用の処理キットに存在した第３のリングを排除したことにより、製造コストの点で魅力的である。

【0066】

上記は本発明の好ましい実施形態を対象としているが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく本発明のその他及び更に他の実施形態を創作することができ、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】