特許 6104157 大面積電極にぴったりと嵌合されたセラミックス絶縁体

(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】6104157

(24)【登録日】2017年3月10日

(45)【発行日】2017年3月29日

(54)【発明の名称】大面積電極にぴったりと嵌合されたセラミックス絶縁体

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/455 20060101AFI20170316BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20170316BHJP

【ＦＩ】

   C23C16/455

   H05H1/46 M

【請求項の数】14

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-511318(P2013-511318)

(86)(22)【出願日】2011年5月18日

(65)【公表番号】特表2013-529254(P2013-529254A)

(43)【公表日】2013年7月18日

(86)【国際出願番号】US2011036932

(87)【国際公開番号】WO2011146571

(87)【国際公開日】20111124

【審査請求日】2014年5月17日

(31)【優先権主張番号】61/346,907

(32)【優先日】2010年5月21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】100101502

【弁理士】

【氏名又は名称】安齋 嘉章

(72)【発明者】

【氏名】クデラ ジョゼフ

(72)【発明者】

【氏名】べック ジョンフン

(72)【発明者】

【氏名】ホワイト ジョン エム

(72)【発明者】

【氏名】タイナー ロビン エル

(72)【発明者】

【氏名】アンワール スハイリ

【審査官】 吉野 涼

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２８４２７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １６／００−１６／５６

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス分散板の周端部を囲むためのマルチピースフレームアセンブリであって、
第１端部に穴と第２端部にスロットを有する第１の細長フレーム部材と、
第１端部に穴と第２端部にスロットを有する第２の細長フレーム部材と、
第１端部に穴と第２端部にスロットを有する第３の細長フレーム部材と、
第１端部に穴と第２端部にスロットを有する第４の細長フレーム部材を含み、第４の細長フレーム部材の第１端部は、第３の細長フレーム部材の第２端部が自由に越えて摺動することができるように構成され、第４の細長フレーム部材の第２端部は、第１の細長フレーム部材の第１端部を越えて自由に摺動するマルチピースフレームアセンブリ。

【請求項2】

第１の細長フレーム部材は、内側端部及び外側端部を含み、内側端部は凹部を有する請求項１記載のマルチピースフレームアセンブリ。

【請求項3】

第１の細長フレーム部材の内側端部は、直線表面部を含む請求項２記載のマルチピースフレームアセンブリ。

【請求項4】

内側端部の直線表面部は、第１の細長フレーム部材のスロットに隣接して配置されている請求項３記載のマルチピースフレームアセンブリ。

【請求項5】

第１の細長フレーム部材のスロットは、第１の細長フレーム部材の長辺と平行に揃った向きを有する請求項１記載のマルチピースフレームアセンブリ。

【請求項6】

第３の細長フレーム部材は、内方に延びるリップを有する本体を含む請求項１記載のマルチピースフレームアセンブリ。

【請求項7】

第３の細長フレーム部材は、内方へ延びるリップと、本体の底面から本体の上面へと延びる第２のスロットを有する本体を含む請求項１記載のマルチピースフレームアセンブリ。

【請求項8】

第１、第２、第３、及び第４の細長フレーム部材は、セラミックスから製造される請求項１記載のマルチピースフレームアセンブリ。

【請求項9】

第３の細長フレーム部材のスロットは、第３の細長フレーム部材の長さ方向に延びる請求項８記載のマルチピースフレームアセンブリ。

【請求項10】

ガス分散板と、
ガス分散板の周端部を囲むためのマルチピースフレームアセンブリであって、
第１端部に穴と第２端部にスロットを有する第１の細長フレーム部材と、
第１端部に穴と第２端部にスロットを有する第２の細長フレーム部材と、
第１端部に穴と第２端部にスロットを有する第３の細長フレーム部材と、
第１端部に穴と第２端部にスロットを有する第４の細長フレーム部材を含み、第４の細長フレーム部材の第１端部は、第３の細長フレーム部材の第２端部が自由に越えて摺動することができるように構成され、第４の細長フレーム部材の第２端部は、第１の細長フレーム部材の第１端部を越えて自由に摺動するマルチピースフレームアセンブリを含むシャワーヘッドアセンブリ。

【請求項11】

第１、第２、第３、及び第４の細長フレーム部材はセラミックスから製造される請求項１０記載のシャワーヘッドアセンブリ。

【請求項12】

第１の細長フレーム部材の第２端部は、スロット内に配置され、第２端部をガス分散板に固定するガイドピンを更に含む請求項１０記載のシャワーヘッドアセンブリ。

【請求項13】

第１の細長フレーム部材は、
第１端部の穴内に配置され、第１の細長フレーム部材の第１端部をガス分散板に固定する静止ピンを更に含む請求項１０記載のシャワーヘッドアセンブリ。

【請求項14】

マルチピースフレームアセンブリの第１の細長フレーム部材内に配置され、ガス分散板に電気的に結合された導電性要素を更に含む請求項１０記載のシャワーヘッドアセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【発明の背景】

【0001】

（発明の分野）
本発明は、概して、ぴったりと嵌合されたセラミックス絶縁体を有する電極（例えば、シャワーヘッドアセンブリ）に関する。

【0002】

（従来技術の説明）
１．５メートル四方を超える基板を処理するために使用される大面積矩形ＰＥＣＶＤチャンバ内では、同じ固有の処理条件（例えば、ＲＦ周波数及び電力密度、電極間隔、圧力、及びガス化学物質）の下で動作するより小型のチャンバよりも、駆動電極の周囲でアーク放電に悩まされる傾向は大きい。二次元的に２〜３メートルのオーダーの電極を有するチャンバにとっては、有用なフィルム及び／又は十分に有用な堆積速度及び商業的な生産性を達成することができないような低いＲＦ印加電力レベルでのアーク放電に悩まされる可能性がある。

【0003】

このように、大面積ＰＥＣＶＤチャンバ等での使用に適した改良された電極が必要である。

【発明の概要】

【0004】

本発明の実施形態は、概して、シャワーヘッドアセンブリと共に使用するためのシールドフレームアセンブリと、真空処理チャンバ内でシャワーヘッドの周囲にぴったりと嵌合した絶縁体を含むシールドフレームアセンブリを有するシャワーヘッドアセンブリとを含む。一実施形態では、ガス分散板シャワーヘッドアセンブリの周端部を囲むためのマルチピースフレームアセンブリが提供される。マルチピースフレームアセンブリは、第１端部に穴と第２端部にスロットを有する第１の短い細長フレーム部材と、第１端部に穴と第２端部にスロットを有する第２の短い細長フレーム部材と、第１端部に穴と第２端部にスロットを有する第１の長い細長フレーム部材と、第１端部に穴と第２端部にスロットを有する第２の長い細長フレーム部材を含む。

【0005】

本発明の別の一実施形態では、シャワーヘッドアセンブリは、ガス分散板とマルチピースフレームアセンブリを含む。マルチピースフレームアセンブリは、ガス分散板の周端部を囲む。マルチピースフレームアセンブリは、第１のフレーム部材と第２のフレーム部材を含む。第１のフレーム部材は、第２のフレーム部材の固定端に当接する自由端を有する。

【0006】

別の一実施形態では、シャワーヘッドアセンブリは、ガス分散板の周端部を囲む絶縁フレームアセンブリを含む。導電性要素が、絶縁フレームアセンブリ内に配置され、ガス分散板に電気的に結合されている。

【0007】

本発明の目的は、以下の図面に示される好適な実施形態の以下の詳細な説明を読んだ後で、当業者には疑いなく明らかとなるだろう。

【図面の簡単な説明】

【0008】

本発明の開示内容は、添付の図面と共に以下の詳細な説明を考慮することによって容易に理解することができる。

【図1】シールドフレームアセンブリを有するＰＥＣＶＤ処理チャンバの一実施形態の部分断面図を示す。

【図2】ガス分散板アセンブリに取り付けられたシールドフレームアセンブリの一実施形態の底面図である。

【図3】加熱条件下における図２のシールドフレームアセンブリ及びガス分散板アセンブリを示す。

【図4A】〜

【図4C】冷却及び加熱条件下における図２のシールドフレームアセンブリの接合部分の側面図及び底面図である。

【図5A】〜

【図5F】シールドフレームアセンブリの様々な実施形態の模式的断面輪郭形状を示す。

【図6】シールドフレームアセンブリの別の一実施形態の平面図である。

【0009】

理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を指定する際に、可能な限り同一の参照符号が使用されている。しかしながら、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態のみを示すものであり、したがって、その範囲を限定すると考えるべきではなく、本発明は、他の同様に効果的な実施形態を認めることができることに注意すべきである。

【詳細な説明】

【0010】

本発明の実施形態は、一般的に、ＰＥＣＶＤシャワーヘッドアセンブリの周囲にぴったりと嵌合されたマルチピース絶縁体を含むシールドフレームアセンブリを含む。マルチピース絶縁体は、シャワーヘッドアセンブリの伸縮が熱によって引き起こされた場合に、ぴったりとした嵌合を維持し、これによってアーク放電の可能性を最小限に抑えるように構成される。更に、マルチピース絶縁体は、隣接するチャンバコンポーネントへのアーク放電を防止するために、シャワーヘッドの周囲を覆って密閉するように機能する。一実施形態では、シールドフレームアセンブリは、シャワーヘッドアセンブリの周囲を絶縁材料で物理的に覆うことにより、アーク放電を防止する。絶縁材料は、セラミックス又は他の適切な材料が可能である。更に、他の実施形態では、シャワーヘッドアセンブリ及び／又はマルチピースセラミックス絶縁体の外周部は、電界集中を低減し、更に、アーク放電の可能性を低減させる半径を含む。他の実施形態では、導電性要素は、シャワーヘッドアセンブリに電気的に接続された、又はシャワーヘッドアセンブリの一部であるシールドフレームアセンブリ内に存在し、これによって導電性要素は、シャワーヘッドアセンブリと本質的に同じ電圧で動作し、これによってシャワーヘッドアセンブリの露出した周囲の電界を低減させる。本発明の実施形態は、例示的にＰＥＣＶＤシャワーヘッドアセンブリを参照して説明するが、本発明は他のプラズマ援用プロセス（例えば、ＣＶＤ、ＡＬＤ、エッチングなど）でも利用できることが理解される。また、シールドフレームアセンブリは、シールドフレームアセンブリに対して異なる熱膨張係数を有する他の四角形の対象物に利用できることも理解される。

【0011】

図１は、シールドされたシャワーヘッドアセンブリ１１４を有する処理チャンバ１００の一実施形態の部分断面図を示す。処理チャンバ１００は、ＲＦ電源１２４及びガスパネル１２２に結合されたチャンバ本体１０２を含む。チャンバ本体１０２は、一般的に導電性材料で製造されている壁１０４及び蓋１０６を含む。チャンバ本体１０２は、上で基板１３０が処理される基板支持体１３２の上方で処理領域１６０を閉じ込める。バッキングプレート１１０は、蓋１０６の上に配置される。絶縁体１０８は、バッキングプレート１１０と蓋１０６との間に配置され、これによって電気的絶縁を提供する。

【0012】

シャワーヘッドアセンブリ１１４は、ブラケット１１２によってバッキングプレート１１０の下に吊り下げられている。シャワーヘッドアセンブリ１１４は、一般的に、ガス分散板１１６及び誘電体シールドフレームアセンブリ１１８を含む。処理ガス及び／又はクリーニングガスが、ガスパネル１２２からバッキングプレート１１０を貫通するガス流路１２０を通って送られ、これによってガス分散板１１６とバッキングプレート１１０との間の間隙空間内にガスを供給する。間隙空間内のガスは、ガス分散板１１６を貫通して形成された複数のガス通路１４０を通って、ガス分散板１１６の底面１３８と基板支持体１３２上に支持された基板１３０との間に画定された処理領域１６０内に流れる。整合回路１２６を介してガス分散板１１６に供給されるＲＦ電力は、ガス分散板１１６と基板１３０との間に配置されたガスを励起し、これによって基板１３０上への堆積を促進するためのプラズマを維持する。

【0013】

基板１３０の端部は、シャドーフレーム１２８で覆われ、これによって処理中に基板１３０の周囲に沿った堆積を防ぐ。シャドーフレーム１２８及び／又は基板支持体１３２は、グランドＲＦリターンパス１３４（例えば、導電性ストラップ）によって、チャンバ本体１０２の壁１０４に電気的に結合されている。チャンバ壁１０４は、シャドーフレーム１２８を支持して、基板支持体１３２から持ち上げるシャドーフレーム支持体１３６を更に含み、基板搬送を促進するために基板支持体１３２は下げられる。チャンバ壁１０４及び蓋１０６の表面に沿って伝わるＲＦ電力は、ブラケット１４６及びカバー１４８を通ってＲＦ電源１２４に戻る。

【0014】

ガス分散板１１６は、一般的に、その周囲に沿って段差１５０を含む。ガス分散板１１６の底面１３８と交差する段差１５０の内壁１５２によって形成された角部１５４は、一般的に、幾何学的形状に起因する高電界を有する。これらの場所でアーク放電を防止するために、誘電体シールドフレームアセンブリ１１８が、段差１５０内に配置され、内壁１５２に対してぴったりと嵌合されている。内壁１５２に沿って生成された高濃度電界がシールドフレームアセンブリ１１８の誘電体材料内に配置されるので、ガス分散板１１６と、接地されたチャンバコンポーネント（例えば、蓋１０６及び／又はチャンバ壁１０４）の間のアーク放電が大幅に削減される。誘電体シールドフレームアセンブリ１１８は、締結具又は他の適切な方法（詳細後述）によって、ガス分散板１１６に固定される。締結具は、ガス分散板１１６の内壁１５２と誘電体シールドフレームアセンブリ１１８の間にギャップがほとんど又は全く無いように、更にシールドフレームアセンブリ自体のコンポーネント間にもギャップがほとんど又は全く無いように維持しながら、シールドフレームアセンブリ１１８がガス分散板１１６の熱膨張及び収縮に対応できるように構成される。

【0015】

図２は、シールドフレームアセンブリ１１８の一実施形態の底面図を示す。シールドフレームアセンブリ１１８は、四辺形リング状に配置された少なくとも４つのフレーム部材を含む。図２に示される実施形態では、シールドフレームアセンブリ１１８は、短いフレーム部材２０２と、長いフレーム部材２５２と、短いフレーム部材２５４と、長いフレーム部材２５６を含む。短いフレーム部材２０２、２５４は、細長く平行な向きを有する。長いフレーム部材２５２、２５６は細長く、短いフレーム部材２０２、２５４の向きに実質的に垂直である平行な向きを有する。フレーム部材２０２、２５２、２５４、２５６の各々は、ガス分散板１１６に固定された固定端と、ガス分散板１１６の熱膨張及び収縮に応じて、ガス分散板がフレーム部材に対して移動することができるような方法で、ガス分散板１１６に固定された自由端を有する。

【0016】

図２に示される実施形態では、短いフレーム部材２０２は、固定端２０４と、自由端２０６と、外側長辺２０８と、内側長辺２１０を有する実質的に長方形の形状を有する。内側長辺２１０は、ガス分散板１１６の内壁１５２に当接する。外側長辺２０８は、内側長辺２１０にほぼ平行な方向を有する。固定端２０４は、短いフレーム部材２０２をガス分散板１１６に固定する静止ピン（固定ピン）２１８を受け入れる穴２１６が貫通形成されている。穴２１６は、静止ピン２１８に精密嵌合するような大きさで作られ、これによって短いフレーム部材２０２は、ねじ止め、圧入、その他の方法でガス分散板１１６に固定された静止ピン２１８に対して、ほとんど又は全く動かない。一実施形態では、静止ピン２１８は、ガス分散板１１６内に形成された（図５Ａに見られる）ねじ穴２３０に係合される。

【0017】

短いフレーム部材２０２の自由端２０６は、固定端２０４の反対側に配置される。スロット２１２は、自由端２０６の近くに短いフレーム部材を貫通して形成される。スロット２１２は、長辺２０８、２１０の向きと略平行な方向を有しており、固定端２０４に貫通形成された穴２１６と揃えることができる。ガイドピン２１４は、短いフレーム部材２０２の自由端２０６をガス分散板１１６に摺動可能に固定するためにスロット２１２を貫通して配置される。ガイドピン２１４及びスロット２１２は、内側長辺２１０とガス分散板１１６の内壁１５２の間の精密嵌合を維持しながら、スロット２１２及び長辺２０８、２１０の方向と平行な方向に、短いフレーム部材２０２の自由端２０６を移動することができるすきまばめを有する。

【0018】

長いフレーム部材２５２は、固定端２６４と、自由端２６６と、外側長辺２６８と、内側長辺２７０を含む。長いフレーム部材２５２の端部２６４、２６６及び辺２６８、２７０は、概して、短いフレーム部材２０２で説明されたものと同様の方向性を有する。長いフレーム部材２５２の固定端２６４は、自由端２０６の近傍の接合部分２２０で、短いフレーム部材２０２の内側長辺２１０に当接する。短いフレーム部材２０２を参照して上述したように、静止ピン２１８は、長いフレーム部材２５２の固定端２６４をガス分散板１１６に固定し、スロット２１２を通して配置されたガイドピン２１４は、自由端２６６をガス分散板１１６に固定する。長いフレーム部材２５２の固定端２６４は、ガス分散板１１６に対して実質的に静止した位置に固定されているので、短いフレーム部材２０２の自由端２０６は、長いフレーム部材２５２の固定端２６４と短いフレーム部材２０２の内側長辺２１０の当接部の接合部分２２０にギャップを作ることなく、長いフレーム部材２５２の固定端２６４を越えて自由に摺動する。

【0019】

短いフレーム部材２５４は、短いフレーム部材２０２と実質的に同一である。短いフレーム部材２５４は、固定端２７４と、自由端２７６と、外側長辺２７８と、内側長辺２８０を有する実質的に長方形の形状を有する。内側長辺２８０は、ガス分散板１１６の内壁１５２に当接する。外側長辺２７８は、内側長辺２８０にほぼ平行な方向を有する。固定端２７４は、短いフレーム部材２５４をガス分散板１１６に固定する静止ピン２１８を受け入れる穴２１６が貫通形成されている。穴２１６は、静止ピン２１８に精密嵌合するような大きさで作られ、これによって短いフレーム部材２５４は、ねじ止め、圧入、その他の方法でガス分散板１１６に固定された静止ピン２１８に対して、ほとんど又は全く動かない。一実施形態では、静止ピン２１８は、ガス分散板１１６内に形成されたねじ穴２３０に係合される。

【0020】

短いフレーム部材２５４の固定端２７４は、自由端２６６に近接する接合部分２２２で、長いフレーム部材２５２の内側長辺２７０に当接する。短いフレーム部材２５４の固定端２７４は、ガス分散板１１６に対して実質的に静止した位置に固定されているので、長いフレーム部材２５２の自由端２６６は、短いフレーム部材２５４の固定端２７４と長いフレーム部材２５２の内側長辺２７０の当接部の接合部分２２２にギャップを作ることなく、短いフレーム部材２５４の固定端２７４を越えて自由に摺動する。

【0021】

短いフレーム部材２５４の自由端２７６は、固定端２７４の反対側に配置される。スロット２１２は、自由端２７６の近くに短いフレーム部材を貫通して形成される。スロット２１２は、長辺２７８、２８０の向きと略平行な方向を有しており、固定端２７４に貫通形成された穴２１６と揃えることができる。ガイドピン２１４は、短いフレーム部材２５４の自由端２７６をガス分散板１１６に摺動可能に固定するためにスロット２１２を貫通して配置される。ガイドピン２１４及びスロット２１２は、内側長辺２８０とガス分散板１１６の内壁１５２の間の精密嵌合を維持しながら、スロット２１２及び長辺２７８、２８０の方向と平行な方向に、短いフレーム部材２５４の自由端２７６を移動することができるすきまばめを有する。

【0022】

長いフレーム部材２５６は、長いフレーム部材２５２と実質的に同一である。長いフレーム部材２５６は、固定端２８４と、自由端２８６と、外側長辺２８８と、内側長辺２９０を含む。長いフレーム部材２５６の端部２８４、２８６及び辺２８８、２９０は、概して、長いフレーム部材２５６で説明されたものと同様の方向性を有する。長いフレーム部材２５６は、穴２１６を貫通して配置された静止ピン２１８及びスロット２１２を貫通して配置されたガイドピン２１４によって、ガス分散板１１６に結合される。長いフレーム部材２５６の自由端２８６は、自由端２８６の近傍の接合部分２２６で、短いフレーム部材２０２の固定端２０４に当接する。短いフレーム部材２０２の固定端２０４は、ガス分散板１１６に対して実質的に静止した位置に固定されているので、長いフレーム部材２５６の内側長辺２９０は、短いフレーム部材２０２の固定端２０４と長いフレーム部材２５６の内側長辺２９０の当接部の接合部分２２６にギャップを作ることなく、短いフレーム部材２０２の固定端２０４を越えて自由に摺動する。

【0023】

長いフレーム部材２５６の固定端２８４は、自由端２７６に近接する接合部分２２４で、短いフレーム部材２５４の内側長辺２８０に当接する。長いフレーム部材２５６の固定端２８４は、ガス分散板１１６に対して実質的に静止した位置に固定されているので、短いフレーム部材２５４の自由端２７６は、長いフレーム部材２５６の固定端２８４と短いフレーム部材２５４の内側長辺２８０の当接部の接合部分２２４にギャップを作ることなく、長いフレーム部材２５６の固定端２８４を越えて自由に摺動する。

【0024】

上述のように、フレーム部材２５４、２５２、２５４、２５６は、図２に示されるような低温状態から、図３に示されるような高温状態まで、ガス分散板１１６の熱膨張に対応する。図４Ａ〜図４Ｂに描かれた接合部分２２４の詳細に更に示されるように、ガス分散板１１６が、図４Ａに示されるような低温状態から、図４Ｂに示されるような高温状態まで膨張するとき、静止ピン２１８のガイドピン２１４に対する相対位置が近接している（例えば、密接している）ため、長いフレーム部材２５６の固定端２８４は、図４Ｃに示されるように、短いフレーム部材２５４の内側長辺２８０に対して実質的に固定される。短いフレーム部材２５４に対する長いフレーム部材２５６の動きは、短いフレーム部材２５４の自由端２７６に対する長いフレーム部材２５６の位置の相対的な変化、及びスロット２１２の内端部２３２からスロット２１２の外端部２３４までのスロット２１２内のガイドピン２１４の位置の変化に見ることができ、これは、ガス分散板１１６の膨張を示しており、ガス分散板１１６の共通の端部に沿ってガイドピン２１４、２１８を受け入れるガス分散板１１６内に形成された穴の間の距離を増加させる。

【0025】

図５Ａ〜図５Ｆは、側面、シールドフレームアセンブリ、及びガス分散板の部分断面図を示している。ガス分散板に電源が投入されると、ガス分散板の角部は、ガス分散板の周囲に電界を集中させるので、シールドフレームアセンブリの側面は、シールドフレームアセンブリを含む絶縁材料内で電界集中の電界及び／又は位置を最小化するように設計することができ、これによってガス分散板と他のコンポーネント（例えば、チャンバ壁）との間のアーク放電の可能性を最小限に抑える。

【0026】

図５Ａは、シールドフレームアセンブリ１１８の長いフレーム部材２５２の輪郭形状の一実施形態を示す。シールドフレームアセンブリ１１８の他のフレーム部材も同様に構成することができる。長いフレーム部材２５２は、内方に延びるリップ５０２を有する本体５０８を含む。リップ５０２は、上方にあり、ガス分散板１１６の底面１３８の一部を覆っている先端５０６まで延びている。リップ５０２は、ガス分散板１１６の角部１５４を覆っているので、角部１５４に集中された電界は、長いフレーム部材２５２内に埋まり、これによってガス分散板１１６とチャンバ本体１０２及び／又は他のチャンバコンポーネント間のアーク放電の可能性を実質的に低減する。

【0027】

図５Ｂは、シールドフレームアセンブリ１１８の長いフレーム部材５００Ｂの輪郭形状の別の一実施形態を示す。シールドフレームアセンブリ１１８の他のフレーム部材も同様に構成することができる。長いフレーム部材５００Ｂは、内方に延びる先細リップ５１２を有する本体５０８を含む。リップ５１２は、ガス分散板１１６の底面１３８の上方にある本体５０８の上面５１４から先細になっている。リップ５１２は、ガス分散板１１６の角部１５４を覆っており、本体５０８の上面５１４はガス分散板１１６の底面１３８の上方に離間しているので、角部１５４に集中された電界は、長いフレーム部材５００Ｂ内に埋まり、これによってガス分散板１１６とチャンバ本体１０２及び／又は他のチャンバコンポーネント間のアーク放電の可能性を実質的に低減する。

【0028】

図５Ｃは、シールドフレームアセンブリ１１８の長いフレーム部材５００Ｃの輪郭形状の別の一実施形態を示す。シールドフレームアセンブリ１１８の他のフレーム部材も同様に構成することができる。長いフレーム部材５００Ｃは、内方に延びるリップ５２２を有する本体５０８を含む。リップ５２２は、ガス分散板１１６の底面１３８と実質的に同一平面上にある本体５０８の上面５１４と略同一平面上にある。リップ５２２は、端部５２４まで延びており、これは曲面５２０を介して本体５０８に戻る。面５２０の輪郭形状又は曲率は、半径を有するように図５Ｃに示される角部１５４の形状に一致するように選択される。角部１５４の半径は、角部１５４に集中した電界を低減するのに役立つ。リップ５２２は、ガス分散板１１６の湾曲角部１５４を覆うので、湾曲角部１５４に集中された低減された電界は、更に長いフレーム部材５００Ｃ内に埋まり、これによってガス分散板１１６とチャンバ本体１０２及び／又は他のチャンバコンポーネント間のアーク放電の可能性を実質的に低減する。

【0029】

図５Ｄは、シールドフレームアセンブリ１１８の長いフレーム部材５００Ｄの輪郭形状の別の一実施形態を示す。シールドフレームアセンブリ１１８の他のフレーム部材も同様に構成することができる。

【0030】

図５Ｄに示される実施形態では、長いフレーム部材５００Ｄの本体５０８の上面５１４は、ガス分散板１１６の底面１３８を越えて延びる。したがって、たとえ本体５０８の内側端部５３０が上部湾曲角部１５４の全輪郭形状に一致しなくても、湾曲角部１５４に集中された低減された電界は、更に長いフレーム部材５００Ｄの上昇した上部５１４の下に埋まり、これによってアーク放電の可能性を実質的に低減する。

【0031】

図５Ｅは、シールドフレームアセンブリ１１８の長いフレーム部材５００Ｅの輪郭形状の別の一実施形態を示す。シールドフレームアセンブリ１１８の他のフレーム部材も同様に構成することができる。図５Ｅに示される実施形態では、長いフレーム部材５００Ｅの本体５０８は、ガス分散板１１６の底面１３８と実質的に同一平面上にある。長いフレーム部材５００Ｅは、長いフレーム部材５００Ｃを参照して説明したものと同様の丸みを帯びた角部１５４と実質的に一致するリップ５２２を含む。長いフレーム部材５００Ｅは、本体５０８の底面５４４から上面５１４に向かって延びるスロット５４０を更に含む。ガス分散板１１６に電気的に結合された導電性要素５４２が、スロット５４０内に配置される、又はそうでなければ長いフレーム部材５００Ｅの本体５０８内に埋められている。スロット５４０は、長いフレーム部材５００Ｅの長さ方向に延びる。導電性要素５４２は、ガス分散板１１６と原則的に同じ電圧で動作し、これによってシャワーヘッドアセンブリの露出した角部１５４における電界を低減し、更に本体５０８内に実質的に電気力線を集中させ、これによってアーク放電の可能性を実質的に低減する。図５Ｅに示される実施形態では、導電性要素５４２は、ガス分散板１１６から長いフレーム部材５００Ｅ内に延びるタブとして示されている。さもなければ導電性要素５４２は、アーク放電の可能性を実質的に低減する方法で長いフレーム部材５００Ｅを含む材料を挟んで内部を埋めた他の構成を有していてもよいことが理解される。

【0032】

図５Ｆは、シールドフレームアセンブリ１１８の長いフレーム部材５００Ｆの輪郭形状の別の一実施形態を示す。シールドフレームアセンブリ１１８の他のフレーム部材も同様に構成することができる。長いフレーム部材５００Ｆは、導電性要素５４２を受け入れるスロット５４０を含み、本体５０８の上面５１４が、ガス分散板１１６の底面１３８を越えて延びることを除き、上記の長いフレーム部材５００Ｅと同様に構成される。リップは、図５Ｆに示された実施形態には図示されていないが、角部１５４を覆い、アーク放電の可能性の低減を高めるために、リップ（例えば、リップ５２２及び／又はリップ５０２又はリップ５１２）を利用可能であることが理解される。

【0033】

図６は、シールドフレームアセンブリ６００の別の一実施形態の平面図である。シールドフレームアセンブリ６００は、シールドフレームアセンブリ１１８と実質的に類似しており、短いフレーム部材６０２と、長いフレーム部材６０６と、短いフレーム部材６０４と、長いフレーム部材６０８を含む。短いフレーム部材６０２、６０４は、細長く平行な向きを有する。長いフレーム部材６０６、６０８は細長く、短いフレーム部材６０２、６０４の向きに実質的に垂直である平行な向きを有する。フレーム部材６０２、６０４、６０６、６０８の各々は、ガス分散板１１６（図６には図示せず）に固定された固定端６３２と、ガス分散板１１６の熱膨張及び収縮に応じて、ガス分散板がフレーム部材に対して移動することができるような方法で、ガス分散板１１６に固定された自由端６３０を有する。

【0034】

フレーム部材６０２、６０４、６０６、６０８の各々は、外側端部６１０及び内側端部６２２を含む。フレーム部材６０２、６０４、６０６、６０８の外側端部６１０は、直線的な方向性を有することができる。シールドフレームアセンブリ６００の内側端部６２２は、フレーム部材６０２、６０４、６０６、６０８の各々の内側端部６２２が凹部６１２を有しているという点で、シールドフレームアセンブリ１１８の内側端部とは異なる。内側端部６２２の凹部６１２は、フレーム部材６０２、６０４、６０６、６０８の内側角部から延びる直線破線の基準線６１４と比較して示されている。一旦加熱されると、ガス分散板１１６の中心部が、ガス分散板の角部よりも外側により遠くに延びるので、内側端部６２２の凹部６１２は、シールドフレームアセンブリ６００とガス分散板１１６との間に実質的に均一な隙間を維持できる。したがって、内側端部６２２の凹部６１２は、ガス分散板１１６とのこすれ及び粒子生成の可能性を最小限に抑える。

【0035】

内側端部６２２の各々は、スロット２１２が内部に形成されたフレーム部材の自由端６３０に配置された直線表面部（平面部）６１８も含む。直線表面部６１８は、フレーム部材６０２、６０４、６０６、６０８の内側角部から延びる基準線６１４と略同一線上にある。直線表面部６１８は、固定端６３２の端部６２０に対して摺動する平面を提供し、これによって加熱及び冷却に起因してシールドフレームアセンブリ６００及びガス分散板１１６が伸縮するとき、隣接するフレーム部材６０２、６０４、６０６、６０８間のギャップを最小限に抑える。

【0036】

このように、シャワーヘッドの周囲にぴったりと嵌合する絶縁シールドフレームアセンブリを含むシャワーヘッドアセンブリが提供された。有利なことには、絶縁シールドフレームアセンブリは、熱に起因してシャワーヘッドが伸縮する間にぴったりとした嵌合を維持するように構成され、これによってアーク放電の可能性を最小限に抑える。更に、絶縁シールドフレームアセンブリは、シャワーヘッドの周囲を覆って密封し、これによって隣接するチャンバコンポーネントへのアーク放電を防止するように機能する。更に、シャワーヘッドに電気的に結合された又はシャワーヘッドの一部である導電性要素が、シールドフレームアセンブリのいくつかの実施形態には存在し、これによって導電性要素はシャワーヘッドと原則的に同じ電圧で動作し、これによってシャワーヘッドの露出した周囲で電界を低減する。

【0037】

上述の実施例及び説明では、本発明の実施形態の構成及び趣旨が記載されている。本発明の開示内容を保持したまま、装置の多数の修正及び変更を行うことができることを、当業者は容易に気付くだろう。したがって、上記の開示は、添付の特許請求の範囲の境界によってのみ限定されると解釈されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図5F】

【図6】