特許 6385397 プラズマ処理チャンバの下側電極アセンブリ

(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】6385397

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】プラズマ処理チャンバの下側電極アセンブリ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20180827BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20180827BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/302 101G

   H05H1/46 M

【請求項の数】11

【外国語出願】

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-142436(P2016-142436)

(22)【出願日】2016年7月20日

(62)【分割の表示】特願2015-90990(P2015-90990)の分割

【原出願日】2009年10月29日

(65)【公開番号】特開2016-219820(P2016-219820A)

(43)【公開日】2016年12月22日

【審査請求日】2016年8月1日

(31)【優先権主張番号】61/193,151

(32)【優先日】2008年10月31日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【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】特許業務法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】オーガスティーノ・ジェーソン

(72)【発明者】

【氏名】チャウ・クアン

(72)【発明者】

【氏名】ギャフ・キース・ウィリアム

(72)【発明者】

【氏名】ハー・ハン・トゥオン

(72)【発明者】

【氏名】リチャードソン・ブレット・シー．

(72)【発明者】

【氏名】シン・ハーミート

【審査官】 鈴木 聡一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０７８２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３１６２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１５２０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０５１１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５１１１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５１３０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２９６５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２４５２９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １６／００−１６／５６

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３０２

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３６５

Ｈ０１Ｌ ２１／４６１

Ｈ０１Ｌ ２１／４６９

Ｈ０１Ｌ ２１／６７−２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマ処理チャンバで利用される下側電極アセンブリであって、
（ａ）複数の金属プレートを含む金属ベースであって、
（ｉ）前記複数の金属プレートを冶金結合するろう付け結合部の位置にある下方側面のろう付け線と、
（ｉｉ）前記下方側面から水平内向きに広がるエッジリング支持面と、
（ｉｉｉ）前記エッジリング支持面の上方の上方側面と、を備える、金属ベースと、
（ｂ）前記エッジリング支持面上に取り付けられた下面を備える上側エッジリングと、
（ｃ）前記下方側面を囲む下側エッジリングと、
（ｄ）前記上側エッジリングおよび前記下側エッジリングの対向面の間、ならびに、前記下側エッジリングと前記ベースの外周との間のギャップと、を備え、
前記ギャップの平均ギャップ幅に対する総ギャップ長のアスペクト比は、少なくとも２０である、下側電極アセンブリ。

【請求項2】

請求項１に記載の下側電極アセンブリであって、
前記下側エッジリングおよび／または前記上側エッジリングは、誘電材料を含む、下側電極アセンブリ。

【請求項3】

請求項２に記載の下側電極アセンブリであって、
前記誘電材料は、イットリア、セリア、アルミナ、窒化シリコン、および、石英からなる群より選択された少なくとも１つを含む、下側電極アセンブリ。

【請求項4】

請求項１に記載の下側電極アセンブリであって、
前記金属ベースは、上側金属プレート、中間金属プレート、および、下側金属プレートを含み、
前記上側金属プレートおよび前記中間金属プレートは、上側ろう付け線で真空ろう付けされ、
前記中間金属プレートおよび前記下側金属プレートは、下側ろう付け線で真空ろう付けされる、下側電極アセンブリ。

【請求項5】

プラズマ処理チャンバで利用される下側電極アセンブリであって、
（ａ）複数の金属プレートを含む金属ベースであって、
（ｉ）前記複数の金属プレートを冶金結合するろう付け結合部の位置にある下方側面のろう付け線と、
（ｉｉ）前記下方側面から水平内向きに広がるエッジリング支持面と、
（ｉｉｉ）前記エッジリング支持面の上方の上方側面と、を備える、金属ベースと、
（ｂ）前記エッジリング支持面上に取り付けられた下面を備える上側エッジリングと、
（ｃ）前記下方側面を囲む下側エッジリングと、
（ｄ）前記上側エッジリングおよび前記下側エッジリングの対向面の間、ならびに、前記下側エッジリングと前記ベースの外周との間のギャップと、を備え、
前記ギャップの平均ギャップ幅に対する総ギャップ長のアスペクト比は、少なくとも２０であり、
前記下側エッジリングは、前記金属ベースの前記下方側面に対向する側面であって、前記金属ベースの前記エッジリング支持面の上方に伸びる側面を備える、下側電極アセンブリ。

【請求項6】

請求項５に記載の下側電極アセンブリであって、
前記下側エッジリングは、さらに、内向きに伸びる突出部を備え、前記突出部の下面は、前記金属ベースの前記エッジリング支持面の外側部分の上に存在する、下側電極アセンブリ。

【請求項7】

プラズマ処理チャンバで利用される下側電極アセンブリであって、
（ａ）複数の金属プレートを含む金属ベースであって、
（ｉ）前記複数の金属プレートを冶金結合するろう付け結合部の位置にある下方側面のろう付け線と、
（ｉｉ）前記下方側面から水平内向きに広がるエッジリング支持面と、
（ｉｉｉ）前記エッジリング支持面の上方の上方側面と、を備える、金属ベースと、
（ｂ）前記エッジリング支持面上に取り付けられた下面を備える上側エッジリングと、
（ｃ）前記下方側面を囲む下側エッジリングと、
（ｄ）前記上側エッジリングおよび前記下側エッジリングの対向面の間、ならびに、前記下側エッジリングと前記ベースの外周との間のギャップと、を備え、
前記ギャップの平均ギャップ幅に対する総ギャップ長のアスペクト比は、少なくとも２０であり、
前記上側エッジリングは、その下面に２つの段差を備える、下側電極アセンブリ。

【請求項8】

プラズマ処理チャンバで利用される下側電極アセンブリであって、
（ａ）複数の金属プレートを含む金属ベースであって、
（ｉ）前記複数の金属プレートを冶金結合するろう付け結合部の位置にある下方側面のろう付け線と、
（ｉｉ）前記下方側面から水平内向きに広がるエッジリング支持面と、
（ｉｉｉ）前記エッジリング支持面の上方の上方側面と、を備える、金属ベースと、
（ｂ）前記エッジリング支持面上に取り付けられた下面を備える上側エッジリングと、
（ｃ）前記下方側面を囲む下側エッジリングと、
（ｄ）前記上側エッジリングおよび前記下側エッジリングの対向面の間、ならびに、前記下側エッジリングと前記ベースの外周との間のギャップと、を備え、
前記ギャップの平均ギャップ幅に対する総ギャップ長のアスペクト比は、少なくとも２０であり、
前記上側エッジリングおよび前記下側エッジリングは、前記対向面に、互いに対向する溝を備えており、前記溝の中に誘電体リングが配置される、下側電極アセンブリ。

【請求項9】

プラズマ処理チャンバで利用される下側電極アセンブリであって、
（ａ）複数の金属プレートを含む金属ベースであって、
（ｉ）前記複数の金属プレートを冶金結合するろう付け結合部の位置にある下方側面のろう付け線と、
（ｉｉ）前記下方側面から水平内向きに広がるエッジリング支持面と、
（ｉｉｉ）前記エッジリング支持面の上方の上方側面と、を備える、金属ベースと、
（ｂ）前記エッジリング支持面上に取り付けられた下面を備える上側エッジリングと、
（ｃ）前記下方側面を囲む下側エッジリングと、
（ｄ）前記上側エッジリングおよび前記下側エッジリングの対向面の間、ならびに、前記下側エッジリングと前記ベースの外周との間のギャップと、を備え、
前記ギャップの平均ギャップ幅に対する総ギャップ長のアスペクト比は、少なくとも２０であり、
前記下側エッジリングは、その上面に環状突出部を備え、
前記上側エッジリングは、前記環状突出部を受け入れる環状凹部を備える、下側電極アセンブリ。

【請求項10】

プラズマ処理チャンバで利用される下側電極アセンブリであって、
（ａ）複数の金属プレートを含む金属ベースであって、
（ｉ）前記複数の金属プレートを冶金結合するろう付け結合部の位置にある下方側面のろう付け線と、
（ｉｉ）前記下方側面から水平内向きに広がるエッジリング支持面と、
（ｉｉｉ）前記エッジリング支持面の上方の上方側面と、を備える、金属ベースと、
（ｂ）前記エッジリング支持面上に取り付けられた下面を備える上側エッジリングと、
（ｃ）前記下方側面を囲む下側エッジリングと、
（ｄ）前記上側エッジリングおよび前記下側エッジリングの対向面の間、ならびに、前記下側エッジリングと前記ベースの外周との間のギャップと、を備え、
前記ギャップの平均ギャップ幅に対する総ギャップ長のアスペクト比は、少なくとも２０であり、
前記上側エッジリングは、前記下面に単一の段差を備え、
前記段差は、前記下面内に少なくとも６．３５ｍｍ伸びており、
前記下側エッジリングは、前記下側エッジリングの上側部分が、前記段差によって形成された後退部内に収まるように、前記ベースの下方側壁よりも大きい高さを有する、下側電極アセンブリ。

【請求項11】

請求項１に記載の下側電極アセンブリであって、
前記上側エッジリングは、前記下側電極アセンブリが前記プラズマ処理チャンバにおいて使用されるときプラズマに直接露出される面を含む、下側電極アセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

本願につき、２００８年１０月３１日に出願された米国仮出願第６１／１９３，１５１についての、米国特許法１１９条の優先権を主張する。米国仮出願第６１／１９３，１５１のすべての内容は、参照のために本願明細書に取り込まれる。

【0002】

以下の記載において、特定の構造および方法ついて言及しているが、かかる言及は、これらの構造および方法が、適用される法に基づいて従来技術と見なされることの承認として、必ずしも解釈されるべきではない。出願人は、言及された対象の内の任意のものが従来技術を構成しないことを示す権利を有する。

【0003】

導電体（金属）処理の分野では、基板上に形成された１または複数の層をエッチングするために、一般に、プラズマ処理チャンバを用いる。エッチング中、基板は、チャンバ内の基板支持体の表面上に支持される。基板支持体は、基板の上方の空間にプラズマを閉じ込めるため、および／または、基板支持体（通例、クランプ機構を含む）をプラズマによる腐食から保護するために、基板支持体の周り（すなわち、基板の周り）に配置されたエッジリングを備えうる。エッジリング（フォーカスリングとも呼ばれる）は、犠牲部品（すなわち、消耗部品）でありうる。本願の権利者が所有する米国特許第５，８０５，４０８号、第５，９９８，９３２号、第６，０１３，９８４号、第６，０３９，８３６号、および、第６，３８３，９３１号に、導電および非導電のエッジリングが記載されている。

【0004】

プラズマエッチング中に、大量のエネルギを低圧のガス（または、ガス混合物）に印加することにより、基板表面の上方にプラズマが形成される。プラズマは、高い運動エネルギを有するイオン、フリーラジカル、および、中性種を含みうる。基板の電位を調節することにより、基板の表面上に衝突して基板から材料（例えば、原子）を除去するように、プラズマ内の荷電種を方向付けることができる。

【発明の概要】

【0005】

プラズマ処理チャンバで利用される下側電極アセンブリが、金属ベースと、上側および下側エッジリングとを備える。金属ベースは、互いにろう付けされて、ベースの下方側面上にろう付け線を形成する複数の金属プレートと、下方側面から水平内向きに広がるエッジリング支持面と、エッジリング支持面の上方の上方側面と、を備える。上側エッジリングは、エッジリング支持面上に取り付けられた下面を備えており、下側エッジリングはベースの下方側面を囲んでおり、上側および下側エッジリングの対向面の間、ならびに、下側エッジリングとベースの外周との間には、ギャップが存在する。ギャップの平均ギャップ幅に対する総ギャップ長のアスペクト比は、ろう付け線の位置におけるアーク放電を妨げるのに十分である。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】従来のプラズマ処理装置を示す図。

【0007】

【図2】比較の下側電極アセンブリを示す図。

【0008】

【図3】図２に示したベースプレートの断面図。

【0009】

【図4】図２に示したアセンブリの上側および下側エッジリングの詳細を示す図。

【0010】

【図5】好ましい実施形態に従って、ラビリンスエッジリングアセンブリの詳細を示す図。

【0011】

【図6A】ラビリンスエッジリングアセンブリの実施形態を示す図。

【図6B】ラビリンスエッジリングアセンブリの実施形態を示す図。

【図6C】ラビリンスエッジリングアセンブリの実施形態を示す図。

【図6D】ラビリンスエッジリングアセンブリの実施形態を示す図。

【図6E】ラビリンスエッジリングアセンブリの実施形態を示す図。

【図6F】ラビリンスエッジリングアセンブリの実施形態を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

１または複数のガスを含むエッチングガスをチャンバに供給し、エッチングガスにエネルギを印加してガスをプラズマ状態に励起することによって、基板上の材料の層をエッチングするためには、一般に、プラズマチャンバが利用される。様々なプラズマチャンバ設計が周知であり、中密度または高密度プラズマを生成して維持するために、高周波（ＲＦ）エネルギ、マイクロ波エネルギ、および／または、磁界を用いることができる。

【0013】

かかるプラズマ処理チャンバでは、適切な構成（シャワーヘッド電極またはガス注入システムなど）を通して、プロセスガスが供給され、ＲＦエネルギをプロセスガスに供給することによって生成されたプラズマで、下側電極上に支持された半導体基板がプラズマエッチングされる。

【0014】

金属エッチング処理については、下側電極アセンブリは、トランス結合プラズマ（ＴＣＰ（商標））リアクタに組み込むことができる。トランス結合プラズマリアクタは、カリフォルニア州フレモントのラムリサーチ社から入手可能であり、ＲＦエネルギがリアクタ内に誘導結合される。高密度プラズマを提供できる高流量プラズマリアクタの一例は、本願の権利者が所有する米国特許第５，９４８，７０４に開示されており、これは、引用によって本明細書に組み込まれる。

【0015】

平行板プラズマエッチングリアクタを図１に示す。プラズマエッチングリアクタ１００は、チャンバ１１０と、流入側ロードロック１１２と、随意的な流出側ロードロック１１４とを備える。これらの詳細については、本願の権利者が所有する米国特許第６，８２４，６２７号に記載されており、これは、引用によって全体が本明細書に組み込まれる。

【0016】

ロードロック１１２および１１４（設けられている場合）は、ウエハなどの基板をウエハ供給部１６２からチャンバ１１０を通してウエハ容器１６４まで搬送するための搬送装置を備える。ロードロックポンプ１７６は、ロードロック１１２および１１４内に所望の真空圧を提供しうる。

【0017】

ターボポンプなどの真空ポンプ１７２が、チャンバ内の所望の圧力を維持するよう適合されている。プラズマエッチング中、チャンバ圧力は制御され、好ましくは、プラズマを維持するのに十分なレベルに維持される。高すぎるチャンバ圧力は、エッチング停止に不都合に寄与しうる。一方、低すぎるチャンバ圧力は、プラズマ消滅につながりうる。平行板リアクタなどの中密度プラズマリアクタでは、チャンバ圧力は、約２００ｍＴｏｒｒ未満（例えば、１００ｍＴｏｒｒ未満または５０ｍＴｏｒｒ未満）の圧力に維持されることが好ましい。

【0018】

真空ポンプは、リアクタの壁にある排出口に接続されてよく、チャンバ内の圧力を制御するためにバルブ１７３によって調整されてよい。真空ポンプは、エッチングガスがチャンバ内に流される間に、２００ｍＴｏｒｒ未満のチャンバ内圧力を維持できることが好ましい。

【0019】

チャンバ１１０は、上側電極１２５（例えば、シャワーヘッド電極）を含む上側電極アセンブリ１２０と、ベースプレート（すなわち、下側電極）１６０、および、その上面に形成された基板支持面１５０を含む下側電極アセンブリ１４０と、を備える。上側電極アセンブリ１２０は、上側ハウジング１３０内に取り付けられる。上側ハウジング１３０は、上側電極１２５と基板支持面１５０との間のギャップを調節するために、機構１３２によって垂直移動できる。

【0020】

１または複数のガスを含むエッチングガスを上側電極アセンブリ１２０に供給するために、エッチングガス源１７０が、ハウジング１３０に接続されてよい。好ましいエッチングリアクタでは、上側電極アセンブリは、反応物質および／または搬送ガスを基板表面の近傍の領域に供給するために利用できるガス分配システムを備える。ガス分配システムは、１または複数のガスリング、インジェクタ、および／または、シャワーヘッド（例えば、シャワーヘッド電極）を備えてよく、本願の権利者が所有する米国特許第６，３３３，２７２号、第６，２３０，６５１号、第６，０１３，１５５号、および、５，８２４，６０５号に開示されており、これらの特許の開示は、引用によって本明細書に組み込まれる。

【0021】

上側電極１２５は、シャワーヘッド電極を含むことが好ましく、シャワーヘッド電極は、エッチングガスを分配するための開口部（図示せず）を備える。シャワーヘッド電極は、エッチングガスの所望の分布を実現できる１または複数の垂直に離間されたバッフル板を備えてよい。上側および下側電極は、グラファイト、ケイ素、炭化ケイ素、アルミニウム（例えば、陽極酸化アルミニウム）、または、それらの組み合わせなど、任意の適切な材料から形成されてよい。熱伝導液体源１７４が、上側電極アセンブリ１２０に接続されてよく、別の熱伝導液体源が、ベースプレート１６０に接続されてよい。

【0022】

平行板リアクタについて上述したが、エッジリングアセンブリは、誘導結合プラズマチャンバなど、他のプラズマ処理システムで利用されてもよい。

【0023】

図２は、上に基板Ｓが支持されたベースプレート２０２と、ベースプレート２０２を囲む下側エッジリング２０４と、上側エッジリング２０６とを備える基板支持体２００を示す。上側エッジリング２０６は、下側エッジリングの上端と係合する段差を下面に備える。

【0024】

図３は、上側プレート３０２と、中間プレート３０４と、下側プレート３０６とを備えるベースプレート３００を示しており、これらのプレートは、６０６１−Ｔ６などのアルミニウム合金製であることが好ましい。中間プレート３０４は、流入口３１０を通った冷却剤が供給される冷却剤流路３０８を備える。ベースプレートを循環した冷却剤は、流出口（図示せず）から流出する。流路３０８は、６０６１などのアルミニウム製のプレートに機械加工されてよく、下側プレート３０６は、チャネルを密閉するように、ろう付け線３１２で中間プレート３０４に真空ろう付けされる。

【0025】

上側プレート３０２は、Ｈｅなどの熱伝導ガスを供給される１または複数のガスチャネル３１４を備えてよい。上側プレート３０２の下面に機械加工された１または複数の半径方向に伸びるチャネル３１６は、ベースプレートの上面３２０に対してウエハを上げ下げするために垂直方向に動くリフトピン（図示せず）を通すリフトピン穴３１８と交差してよい。円周方向に離間されて軸方向に伸びるガス流路（図示せず）が、ガスチャネル３１４のＨｅをウエハの下面に向けて方向付ける。上側プレート３０２は、ガスチャネル３１４およびガス流路３１６を密閉するように、ろう付け線３２２で中間プレート３０４の上面に真空ろう付けされる。

【0026】

上側および下側プレートを中間プレートにろう付けした後、ＥＳＣセラミック積層体（図示せず）を上側プレート３０２の上面に接着し、ベースプレートアセンブリを機械加工して滑らかな表面を提供し、アセンブリを陽極酸化する。陽極酸化によって、ろう付け線３１２および３２２において、約０．００１インチ（２５μｍ）厚さが増す。

【0027】

図４は、ベースプレート３００の周囲に嵌合するよう設計されたエッジリングアセンブリを示す。しかしながら、アルミニウムまたはその他の導電層などの導電材料のプラズマエッチング中に誘導結合プラズマチャンバ内でウエハを支持するために利用された場合、真空ろう付けされた結合部３１２および３２２の周囲の複数箇所で、４５時間後に、アークスポットが観察された。このエッジリングアセンブリは、上側リング４０４および下側リング４１４を備えており、０．００３から０．０４７インチ（０．０７６２〜１．１９３８ｍｍ）の範囲のギャップ高さ（Ｈ）および約０．６インチ（約１５．２４ｍｍ）のギャップ長さ（Ｌ）を有する環状の水平ギャップを有する。上側および下側エッジリングの対向面のはめ合いを可能にする公差を有する機械加工面を製造することから、ギャップ高さは、０．００３から０．０４７の範囲を有する。例えば、リングは機械加工されてよく、石英リングは、３００ｍｍウエハを支持するのに適したベースプレート上で利用するために、約１２インチ（約３０４．８ｍｍ）以上の内径を有する。例えば、上側エッジリングは、約１２インチの内径を有してよく、下側エッジリングの内径は、約１２．６インチ（約３２０．０４ｍｍ）であってよい。０．０１１から０．０３０インチ（０．２７９４〜０．７６２ｍｍ）のギャップ範囲と、約１インチ（約２５．４ｍｍ）の長さとを有する環状垂直ギャップが、下側エッジリングの内周をベースプレートの外周から隔てる。

【0028】

図２のエッジリングアセンブリを参照すると、下面に１つの小さい段差を有する上側エッジリングは、ベースプレートアセンブリのろう付け線におけるアーク放電の防止には無効であることがわかった。逆に、ギャップのアスペクト比を増大させるために、より大きい段差、複数の段差、または、他の変形例を有する上側エッジリングにより、ろう付け線におけるアーク放電を防止することができる。特に、図４は、１段差のエッジリングアセンブリ４００の断面図を示しており、上側エッジリング４０２は、０．６インチ（１５．２４ｍｍ）の高さ（Ｈ）と、１３．８２０インチ（３５１．０２８ｍｍ）の外径（ＯＤ）と、１２．０インチ（３０４．８ｍｍ）の内径（ＩＤ）と、１．８２０インチ（４６．２２８ｍｍ）の幅（Ｗ）とを有し、段差４０４は、下面４０６に約０．１インチ（２．５４ｍｍ）のオフセットを提供する。ベースプレートの上面に張り出すウエハのエッジを収容するために、後退部４０８が、上面４１０の下方で内周４１２から内部に０．１０８インチ（２．７４３２ｍｍ）広がっている。下側エッジリング４１４は、後退部４０４と係合する上端４１６を備える。後退部４１８は、ベースプレート３００の下の誘電体部材と係合する。

【0029】

図５は、アーク放電の問題を克服するエッジリングアセンブリを示す。エッジリングアセンブリは、複数の段差５０２および５０４を下面に有する上側エッジリング５０８を備えており、それにより、上側および下側エッジリングの対向面の間のギャップが長くなるため、真空ろう付け線３１２および３２２の位置へのプラズマの侵入が妨げられる。この段付きリングを用いると、２０００ＲＦバイアス時間後にもアーク放電が観察されなかった。

【0030】

２段エッジリングアセンブリ５００は、内側段差５０２および外側段差５０４を備える。内側段差は、０．１インチの深さを有しており、第２の段差５０４は、上側エッジリング５０８の外周５０６に０．２５０インチ（６．３５ｍｍ）の後退部を提供し、外周から垂直面５１０まで伸びる。下側エッジリング５１２は、後退部５０４と係合する突出部５１４と、内側段差５０２と係合する上部内側部分５１６とを備える。

【0031】

ラビリンスエッジリングアセンブリは、様々なエッジリング構成を有するよう実施可能である。変形例Ａでは、上側エッジリングの下面に単一の段差が設けられるが、下面からの垂直オフセットが大きくなっており、それに伴って、下側エッジリングの高さが増大されうる。例えば、後退部は、エッジリングの高さの２５から５０％に伸びてよい。変形例Ｂでは、２つの段差が上側エッジリングの下面に設けられてよく、下側エッジリングの上面は、上側エッジリングの下面と係合する１または複数の突出部を備える。変形例Ｃでは、エッジリング高さの２５から５０％に伸びる単一の段差が、上側エッジリングの下面内に伸びており、下側エッジリングは、上側エッジリングの後退部と係合する単一の段差を備える。変形例Ｄでは、上側エッジリングの下面の段差は、下面の５０％超にわたって広がっており、下側エッジリングは、エッジリング取り付け面の外側部分に広がる内側突出部を備える。変形例Ｄの段差の高さは、上側エッジリングの高さの３０から６０％にわたって垂直に伸びる。変形例Ｅでは、比較のエッジリングアセンブリは、上側および下側エッジリングの対向面に整列した溝にはまる誘電体バリアリングを備える。バリアリングは、上側エッジリングの高さの１０から４０％の深さを有する溝にぴったりはまる。変形例Ｆでは、上側エッジリングは、その下面に単一の環状後退部を備えており、下側エッジリングは、後退部と係合する環状突出部を備える。後退部は、上側エッジリング高さの１０から４０％に伸びており、下側エッジリングの幅の１５から６０％の幅を有する。

【0032】

図６Ａは、上側リング６０２および下側リング６０４を備えるエッジリングアセンブリ６００を示す。上側リング６０２は、温度制御されたベース６１０の環状面６０８上に支持された下面６０６と、ベース６１０の円筒形の側面６１４に対向する内側面６１２と、プラズマ環境に露出される外側面６１６と、プラズマ環境に露出される（ベース上に支持された基板Ｓを囲む）上面６１８と、基板の外周の下に位置する上側段差６２０と、外側下面６２４および外側下方側壁６２６を備える下側段差６２２と、を備える。下側エッジリング６０４は、外面６２８と、上面６３０と、内側面６３２と、内壁６３２の最下部にある下側段差６３４と、を備える。上側エッジリング６０２および下側エッジリング６０４の対向面の間に０．００３から０．０５５インチ（０．０７６２〜１．３９７ｍｍ）の幅（Ｗ）を有するギャップ６４０は、ろう付けされた結合部６４２の位置におけるアーク放電を防止するのに十分な長さ（Ｌ）を有する。したがって、Ｗ／Ｌのアスペクト比は、平均ギャップ幅について少なくとも２０であることが好ましい。

【0033】

図６Ｂは、上側リング６０２Ｂおよび下側リング６０４Ｂを備えるエッジリングアセンブリ６００Ｂを示す。上側リング６０２Ｂは、温度制御されたベース６１０の環状面６０８上に支持された下面６０６Ｂと、ベース６１０の円筒形の側面６１４に対向する内側面６１２と、プラズマ環境に露出される外側面６１６Ｂと、プラズマ環境に露出される（ベース上に支持された基板Ｓを囲む）上面６１８と、基板の外周の下に位置する上側段差６２０と、外側下面６２４および外側下方側壁６２６を備える下側段差６２２と、を備える。下側エッジリング６０４は、外面６２８と、上面６３０Ｂおよび６３１Ｂと、内側面６３２と、内壁６３２の最下部にある下側段差６３４と、を備える。上側エッジリング６０２Ｂおよび下側エッジリング６０４Ｂの対向面の間に０．００３から０．０５５インチ（０．０７６２〜１．３９７ｍｍ）の幅（Ｗ）を有するギャップ６４０は、ろう付けされた結合部６４２の位置におけるアーク放電を防止するのに十分な長さ（Ｌ）を有する。したがって、Ｗ／Ｌのアスペクト比は、平均ギャップ幅について少なくとも２０であることが好ましい。

【0034】

図６Ｃは、上側リング６０２Ｃおよび下側リング６０４Ｃを備えるエッジリングアセンブリ６００Ｃを示す。上側リング６０２Ｃは、温度制御されたベース６１０の環状面６０８上に支持された内側部分、および、支持面を越えて広がる外側部分を有する下面６０６Ｃと、ベース６１０の円筒形の側面６１４に対向する内側面６１２と、プラズマ環境に露出される外側面６１６Ｃと、プラズマ環境に露出される（ベース上に支持された基板Ｓを囲む）上面６１８と、基板の外周の下に位置する上側段差６２０と、外側下面６２４Ｃおよび外側下方側壁６２６Ｃを備える下側段差６２２Ｃと、を備える。下側エッジリング６０４Ｃは、外面６２８と、上面６３０Ｃおよび６３１Ｃと、内側面６３２と、内壁６３２の最下部にある下側段差６３４と、を備える。上側エッジリング６０２Ｃおよび下側エッジリング６０４Ｃの対向面の間に０．００３から０．０５５インチ（０．０７６２〜１．３９７ｍｍ）の幅（Ｗ）を有するギャップ６４０Ｃは、ろう付けされた結合部６４２の位置におけるアーク放電を防止するのに十分な長さ（Ｌ）を有する。したがって、Ｗ／Ｌのアスペクト比は、平均ギャップ幅について少なくとも２０であることが好ましい。

【0035】

図６Ｄは、上側リング６０２Ｄおよび下側リング６０４Ｄを備えるエッジリングアセンブリ６００Ｄを示す。上側リング６０２Ｄは、温度制御されたベース６１０の環状面６０８上に支持された内側部分、および、支持面の外側に広がる外側部分を有する下面６０６Ｄと、ベース６１０の円筒形の側面６１４に対向する内側面６１２と、プラズマ環境に露出される外側面６１６Ｄと、プラズマ環境に露出される（ベース上に支持された基板Ｓを囲む）上面６１８と、基板の外周の下に位置する上側段差６２０と、下側エッジリング６０４Ｄの環状溝６５２に対向する環状溝６５０と、を備える。環状溝６５０および６５２内には、誘電体リング６５４が取り付けられる。下側エッジリング６０４Ｄは、外面６２８と、上面６３０Ｄと、内側面６３２と、内壁６３２の最下部にある下側段差６３４と、を備える。上側エッジリング６０２Ｄおよび下側エッジリング６０４Ｄの対向面の間に０．００３から０．０５５インチ（０．０７６２〜１．３９７ｍｍ）の幅（Ｗ）を有するギャップ６４０Ｄは、ろう付けされた結合部６４２の位置におけるアーク放電を防止するのに十分な長さまで、誘電体リング６５４によって延長された長さ（Ｌ）を有する。したがって、Ｗ／Ｌのアスペクト比は、平均ギャップ幅について少なくとも２０であることが好ましい。

【0036】

図６Ｅは、上側リング６０２Ｅおよび下側リング６０４Ｅを備えるエッジリングアセンブリ６００Ｅを示す。上側リング６０２Ｅは、温度制御されたベース６１０の環状面６０８上に支持された下面６０６Ｅと、ベース６１０の円筒形の側面６１４に対向する内側面６１２と、プラズマ環境に露出される外側面６１６Ｅと、プラズマ環境に露出される（ベース上に支持された基板Ｓを囲む）上面６１８と、基板の外周の下に位置する上側段差６２０と、外側下面６２４Ｅおよび外側下方側壁６２６Ｅを備える下側段差６２２Ｅと、を備える。下側エッジリング６０４Ｅは、外面６２８と、上面６３０と、内側面６３２と、内壁６３２の最下部にある下側段差６３４と、を備える。上側エッジリング６０２Ｅおよび下側エッジリング６０４Ｅの対向面の間に０．００３から０．０５５インチ（０．０７６２〜１．３９７ｍｍ）の幅（Ｗ）を有するギャップ６４０Ｅは、ろう付けされた結合部６４２の位置におけるアーク放電を防止するのに十分な長さ（Ｌ）を有する。したがって、Ｗ／Ｌのアスペクト比は、平均ギャップ幅について少なくとも２０であることが好ましい。

【0037】

図６Ｆは、上側リング６０２Ｆおよび下側リング６０４Ｆを備えるエッジリングアセンブリ６００Ｆを示す。上側リング６０２Ｆは、温度制御されたベース６１０の環状面６０８上に支持された下面６０６であって、下側エッジリング６０４Ｆから上向きに伸びる環状突出部６５８を受け入れる環状凹部を下面６０６Ｆの外側部分に備える下面６０６と、ベース６１０の円筒形の側面６１４に対向する内側面６１２と、プラズマ環境に露出される外側面６１６Ｆと、プラズマ環境に露出される（ベース上に支持された基板Ｓを囲む）上面６１８と、基板の外周の下に位置する上側段差６２０と、を備える。下側エッジリング６０４Ｆは、外面６２８と、上面６３０Ｆと、内側面６３２と、内壁６３２の最下部にある下側段差６３４と、を備える。上側エッジリング６０２Ｆおよび下側エッジリング６０４Ｆの対向面の間に０．００３から０．０５５インチ（０．０７６２〜１．３９７ｍｍ）の幅（Ｗ）を有するギャップ６４０Ｆは、ろう付けされた結合部６４２の位置におけるアーク放電を防止するのに十分な長さ（Ｌ）を有する。したがって、Ｗ／Ｌのアスペクト比は、平均ギャップ幅について少なくとも２０であることが好ましい。

【0038】

本明細書で用いられているように、用語「含む」および「備える」は、記載された特徴、工程、または、要素の存在を規定するものと解釈されるが、これらの用語を用いることは、１または複数の他の特徴、工程、要素、または、それらのグループの存在または追加を排除するものではない。

【0039】

上述の引用はすべて、参照によって全体が本明細書に組み込まれることを各々の引用について具体的かつ個々に示したかのように、参照によって同程度まで全体が本明細書に組み込まれる。

【0040】

好ましい実施形態を参照しつつ本発明について説明したが、当業者にとって明らかであるように、バリエーションおよび変形例を用いてもよいことを理解されたい。かかるバリエーションおよび変形例は、添付の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲内にあると見なされるべきである。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。

適用例１
プラズマ処理チャンバで利用される下側電極アセンブリであって、
（ａ）複数の金属プレートを含む金属ベースであって、
（ｉ）前記複数の金属プレートを冶金結合するろう付け結合部の位置にある下方側面のろう付け線と、
（ｉｉ）前記下方側面から水平内向きに広がるエッジリング支持面と、
（ｉｉｉ）前記エッジリング支持面の上方の上方側面と、を備える、金属ベースと、
（ｂ）前記エッジリング支持面上に取り付けられた下面を備える上側エッジリングと、
（ｃ）前記下方側面を囲む下側エッジリングと、
（ｄ）前記上側エッジリングおよび前記下側エッジリングの対向面の間、ならびに、前記下側エッジリングと前記ベースの外周との間のギャップと、を備え、
前記ギャップの平均ギャップ幅に対する総ギャップ長のアスペクト比は、前記ろう付け線の位置におけるアーク放電を妨げるのに十分である、下側電極アセンブリ。

適用例２
適用例１の下側電極アセンブリであって、
前記アスペクト比は、少なくとも２０である、下側電極アセンブリ。

適用例３
適用例１の下側電極アセンブリであって、
前記下側および／または上側エッジリングは、誘電材料を含む、下側電極アセンブリ。

適用例４
適用例１の下側電極アセンブリであって、
前記誘電材料は、イットリア、セリア、アルミナ、窒化シリコン、および、石英からなる群より選択された少なくとも１つを含む、下側電極アセンブリ。

適用例５
適用例１の下側電極アセンブリであって、
前記金属ベースは、上側金属プレート、中間金属プレート、および、下側金属プレートを含み、
前記上側および中間プレートは、上側ろう付け線で真空ろう付けされ、
前記中間および下側プレートは、下側ろう付け線で真空ろう付けされる、下側電極アセンブリ。

適用例６
適用例１の下側電極アセンブリであって、
前記下側エッジリングは、前記金属ベースの前記下方側面に対向する側面であって、前記金属ベースの前記エッジリング支持面の上方に伸びる側面を備える、下側電極アセンブリ。

適用例７
適用例６の下側電極アセンブリであって、
前記下側エッジリングは、さらに、内向きに伸びる突出部を備え、前記突出部の下面は、前記エッジリング支持面の外側部分の上に存在する、下側電極アセンブリ。

適用例８
適用例１の下側電極アセンブリであって、
前記上側エッジリングは、その下面に２つの段差を備える、下側電極アセンブリ。

適用例９
適用例１の下側電極アセンブリであって、
前記上側および下側エッジリングは、前記対向面に、互いに対向する溝を備えており、前記溝の中に誘電体リングが配置される、下側電極アセンブリ。

適用例１０
適用例１の下側電極アセンブリであって、
前記下側エッジリングは、その上面に環状突出部を備え、
前記上側エッジリングは、前記環状突出部を受け入れる環状凹部を備える、下側電極アセンブリ。

適用例１１
適用例１の下側電極アセンブリであって、
前記上側エッジリングは、前記下面に単一の段差を備え、
前記段差は、前記下面内に少なくとも６．３５ｍｍ伸びており、
前記下側エッジリングは、前記下側エッジリングの上側部分が、前記段差によって形成された後退部内に収まるように、前記ベースの前記下方側壁よりも大きい高さを有する、下側電極アセンブリ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図6F】