JP2006501608A - プラズマ処理システムにおける改良された堆積シールドのための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマ処理システム用の改良された堆積シールドを提供する。
【解決手段】プラズマ処理システムの処理空間１２を包囲するための改良された堆積シールド１４は、内面８２、外面８４、上端面８６、及び下端面８８を有する円筒体を具備する。下端面８８は端部リップ面１２０を具備する。堆積シールド１４の複数の露出面１４５に保護バリア１５０が結合される。露出面１４５は、内面８２、上端面８６、及び端部リップ面１２０を含む。

Description

本発明は、プラズマ処理システム用の改良されたコンポーネントに関し、特に、チャンバ壁を保護するため、プラズマ処理システムにおいて使用される堆積シールドに関する。

本件出願は、同日に出願の同時係属米国特許出願第１０／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書（発明の名称「プラズマ処理システムにおける、堆積シールドを有する改良された上部電極板のための方法及び装置」）、代理人番号２２６２７２ＵＳ６ＹＡと、同日に出願の同時係属米国特許出願第１０／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書（発明の名称「プラズマ処理システムにおける、改良されたバッフル板のための方法及び装置」）、代理人番号２２６２７４ＵＳ６ＹＡと、同日に出願の同時係属米国特許出願第１０／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書（発明の名称「プラズマ処理システムにおける、改良されたバッフル板のための方法及び装置」）、代理人番号２２８４１１ＵＳ６ＹＡと、同日に出願の同時係属米国特許出願第１０／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書（発明の名称「プラズマ処理システムにおける、改良された上部電極板のための方法及び装置」）、代理人番号２２５２７７ＵＳ６ＹＡと、同日に出願の同時係属米国特許出願第１０／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書（発明の名称「プラズマ処理システムにおける、改良された光学窓堆積シールドのための方法及び装置」）、代理人番号２２６２７６ＵＳ６ＹＡと、同日に出願の同時係属米国特許出願第１０／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書（発明の名称「プラズマ処理システムにおける、改良されたベローズシールドのための方法及び装置」）、代理人番号２２６２７７ＵＳ６ＹＡと、に関連している。これらの全ての明細書の内容全体は参考文献として本願に全体的に組み込まれる。

半導体産業における集積回路（ＩＣ）の作製では、基板から材料を除去するため並びに基板に対して材料を堆積するのに必要な表面での化学反応を、プラズマ反応室内で創出すると共に支援するため、プラズマが一般的に使用される。通常、プラズマは真空状態のプラズマ反応室内で形成され、これは、供給された処理ガスとのイオン化衝突を維持するのに十分なエネルギにまで電子を加熱することにより行われる。更に、加熱された電子は、解離衝突を維持するのに十分なエネルギを具備することができる。従って、チャンバ内で行われる特定の処理（例えば、材料を基板から除去するエッチング処理、または材料を基板に付加する堆積処理）に適した荷電種及び化学反応種の密度が発生されるように、所定の条件（例えば、チャンバ圧力、ガス流量等）における特定のガスの組み合わせが選択される。

基板表面でプラズマ処理システムの機能（即ち、材料のエッチング、材料の堆積等）を実行するため、荷電種（イオン等）及び化学反応種の密度を形成することが必要となる。しかし、処理チャンバの内部におけるその他のコンポーネント表面は、物理的及び化学的に活性なプラズマに露出され、時間の経過と共に腐食する。プラズマ処理システムにおける露出されたコンポーネントの腐食は、プラズマ処理性能を漸進的に劣化させると共に、最終的には、システムを完全に故障させる原因となる。

処理プラズマに対する露出により継続する損傷を最少にするため、処理プラズマに対する露出を維持することで知られているプラズマ処理システムのコンポーネントが、保護バリアで被覆される。例えば、アルミニウムから作製されるコンポーネントは、プラズマに対してより耐性がある酸化アルミニウムの表面層を生成するように陽極酸化されることができる。他の例では、シリコン、石英、アルミナ、カーボン、またはシリコンカーバイドから作製されるような、消耗可能または交換可能なコンポーネントが、より貴重なコンポーネント（頻繁に交換するとコストを増加させる）の表面を保護するために処理チャンバ内に挿入されることができる。更に、望ましくない汚染物質や不純物などが処理プラズマに導入され且つ場合によっては基板上に形成されるデバイスにまで導入されることを最少化することができる表面材料を選択することが望ましい。

上述の両方の場合において、保護バリアの一体性または保護バリア作製の一体性や、交換可能なコンポーネントの消耗性により、保護被覆の故障は不可避なもので、プラズマ処理システムの頻繁なメンテナンスが必要となる。この頻繁なメンテナンスは、プラズマ処理の休止時間や新しいプラズマ処理チャンバコンポーネントに関連するコストを発生させ、それが過大なものとなる可能性がある。

本発明は、プラズマ処理システムにおいて処理空間を包囲するための改良された堆積シールドを提供し、この堆積シールドの構造及び製法は、上述の欠点を有効に解決する。

本発明のある視点によれば、プラズマ処理システムに結合することができる堆積シールドが提供される。この堆積シールドは、内面、外面、上端面、及び下端面を具備する円筒体を具備する。下端面は端部リップ面を具備する。

本発明の別の視点によれば、複数の締結レセプタ具備する堆積シールドが更に提供される。締結レセプタの夫々は、堆積シールドの上端面及び下端面に結合されると共に、堆積シールドをプラズマ処理システムに取り付けるように構成される。

本発明の別の視点によれば、堆積シールドを通して処理空間にアクセスするための開口を具備する堆積シールドが更に提供される。開口は、第１の開口面、第２の開口面、及び係合面を具備することができ、係合面は、締結面を具備する１つ以上の螺子穴を具備することができる。

本発明の別の視点によれば、堆積シールドは、処理プラズマに面する堆積シールドの複数の露出面上に形成された保護バリアを更に具備する。

本発明の別の視点によれば、堆積シールドの露出面は、堆積シールドの内面、堆積シールドの上端面、及び堆積シールドの下端面の端部リップ面を含む。

本発明の別の視点によれば、堆積シールドは、他の露出面として、堆積シールドにおいて、開口の第１の開口面、及び締結面を除く開口の係合面などを含むことができる。

本発明によれば、プラズマ処理システムの堆積シールドを作製する方法が提供される。この方法は、堆積シールドを作製するステップと、堆積シールド上に表面陽極酸化層を形成するために堆積シールドを陽極酸化するステップと、表面陽極酸化層を除去するために堆積シールド上の露出面を機械加工するステップと、堆積シールドの露出面上に保護バリアを形成するステップと、を具備する。

本発明によれば、プラズマ処理システムの堆積シールドを作製する別の方法が提供される。この方法は、堆積シールドを製作するステップと、表面陽極酸化層の形成を阻止するために堆積シールド上の露出面をマスクするステップと、堆積シールド上に表面陽極酸化層を形成するために堆積シールドを陽極酸化するステップと、堆積シールドの露出面上に保護バリアを形成するステップと、を具備する。

本発明によれば、プラズマ処理システムの堆積シールドを作製する別の方法が提供される。この方法は、堆積シールドを作製するステップと、堆積シールドの露出面上に保護バリアを形成するステップと、を具備する。

本発明はまた、プラズマに実際には露出されない他の部分を機械加工するステップを随意選択的に含むことができる。このような部分は、陽極酸化層のない接触を提供するために機械加工される可能性がある（例えば、良好な機械的接触または電気的接触を提供するため）。

本発明はまた、プラズマに実際には露出されない他の部分をマスクするステップを随意選択的に含むことができる。このような部分は、陽極酸化層のない接触を提供するためにマスクされる可能性がある（例えば、良好な機械的接触または電気的接触を提供するため）。

本発明によれば、更に、保護バリアが形成されるむき出しの面を提供するために、機械加工及びマスキングを組み合わせた方法が提供される。

本発明のこれら及びその他の利点は、添付図面を参照した以下の本発明の例示的な実施形態の詳細な説明から更に明白になり、容易に認識されるであろう。

本発明の１実施形態によれば、プラズマ処理システム１は、図１に示されるように、プラズマ処理チャンバ１０、上部アセンブリ２０、電極板２４、基板３５を支持するための基板ホルダ３０、プラズマ処理チャンバ１０内に減圧雰囲気１１を与えるための真空ポンプ（図示せず）に結合されたポンプダクト４０を具備する。プラズマ処理チャンバ１０は、基板３５付近の処理空間１２内における処理プラズマの形成を容易にする。プラズマ処理システム１は、２００ｍｍの基板、３００ｍｍの基板、または、それより大きい基板を処理するように構成することができる。

図示の実施形態において、上部アセンブリ２０は、カバー、ガス注入アセンブリ、及び上部電極インピーダンス整合ネットワークの少なくとも１つを具備することができる。例えば、電極板２４は、ＲＦ源に結合されることができる。別の実施形態において、上部アセンブリ２０は、カバーと電極板２４とを具備し、電極板２４は、プラズマ処理チャンバ１０の電位に等しい電位に維持される。例えば、プラズマ処理チャンバ１０と、上部アセンブリ２０と、電極板２４とは、接地電位に電気的に接続されることができる。

プラズマ処理チャンバ１０は、例えば、処理空間１２内の処理プラズマからプラズマ処理チャンバ１０を保護するための堆積シールド１４と、光学的な覗きポート１６とを更に具備することができる。光学的な覗きポート１６は、光学窓堆積シールド１８の後側に結合された光学窓１７と、光学窓１７を光学窓堆積シールド１８に結合するように構成された光学窓フランジ１９とを具備することができる。Ｏリングのようなシール部材が、光学窓フランジ１９と光学窓１７との間、光学窓１７と光学窓堆積シールド１８との間、及び光学窓堆積シールド１８とプラズマ処理チャンバ１０との間に夫々配設されることができる。光学的な覗きポート１６により、例えば、処理空間１２内の処理プラズマからの光放出をモニタすることが可能となる。

基板ホルダ３０は、例えば、ベローズ５２により包囲された垂直移動装置５０を更に具備する。ベローズ５２は、基板ホルダ３０とプラズマ処理チャンバ１０とに結合されると共に、プラズマ処理チャンバ１０内の減圧雰囲気１１から垂直移動装置５０をシールする。更に、ベローズシールド５４が、例えば、基板ホルダ３０に結合され、ベローズ５２を処理プラズマから保護するように構成することができる。基板ホルダ３０は、例えば、更にフォーカスリング６０及びシールドリング６２の少なくとも一方に結合されることができる。更に、バッフル板６４が、基板ホルダ３０の周囲を囲んで延在することができる。

基板３５は、例えば、ロボット型の基板搬送システムによって、スロット弁（図示せず）及びチャンバ供給通路（図示せず）を通してプラズマ処理チャンバ１０に対して搬送されることができる。基板３５は、基板ホルダ３０内に配設された基板リフトピン（図示せず）により受け取られ、そこに内蔵された装置によって機械的に移動される。基板３５は、基板搬送システムから受け取られると、基板ホルダ３０の上面まで下降される。

基板３５は、例えば、静電クランプシステムを介して基板ホルダ３０に固定されることができる。更に、基板ホルダ３０は、例えば、再循環冷媒流を含む冷却システムを具備することができる。冷媒流は、基板ホルダ３０から熱を受取り、その熱を熱交換システム（図示せず）へ搬送するか、或いは、加熱のため、熱交換システムから熱を搬送する。更に、例えば、基板３５と基板ホルダ３０との間のガスギャップ熱伝導を改善するため、バックサイドガスシステムを介して基板３５の裏面に対してガスを供給することができる。このようなシステムは、上昇または下降された温度において基板の温度制御が必要とされるときに利用可能となる。別の実施形態において、抵抗加熱素子のような加熱素子や熱電ヒータ／クーラを含むことができる。

図１に示される実施形態において、基板ホルダ３０は、電極を有することができ、その電極を通ってＲＦ電力が処理空間１２内の処理プラズマに結合される。例えば、基板ホルダ３０は、ＲＦ発生器（図示せず）からインピーダンス整合ネットワーク（図示せず）を介して基板ホルダ３０へ伝送されるＲＦ電力により、ＲＦ電圧で電気的にバイアスされることができる。ＲＦバイアスは、プラズマを形成し且つ維持するために電子を加熱するように動作することができる。この構成では、システムは、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の反応室として動作することができ、チャンバと上部ガス注入電極とは、接地面として動作する。ＲＦバイアスの典型的な周波数は、１ＭＨｚ乃至１００ＭＨｚの範囲であり、望ましくは１３．５６ＭＨｚである。プラズマ処理用のＲＦシステムは、当業者によく知られている。

代わりに、処理空間１２内で形成される処理プラズマは、平行平板、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）ソース、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ソース、それらの任意の組み合わせを使用し、ＤＣ磁石システムが有る状態または無い状態で形成されることができる。代わりに、処理空間１２内の処理プラズマは、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を使用して形成されることができる。更に別の実施形態において、処理空間１２内の処理プラズマは、ヘリコン波の発射によって形成される。更に別の実施形態において、処理空間１２内の処理プラズマは、伝播する表面波から形成される。

図２（平面図）及び図３（部分断面図）に示される本発明の例示された実施形態を参照すると、堆積シールド１４は、内面８２、外面８４、上端面８６、及び下端面８８を有する円筒体を具備することができる。更に、例えば、堆積シールド１４の内面８２から外面８４への距離によって決定される堆積シールド１４の厚さは、１乃至５０ｍｍの範囲とすることができる。この厚さは、望ましくは５乃至２０ｍｍの範囲で、より望ましくは１０ｍｍ以上とすることができる。

堆積シールド１４は、例えば、複数の締結レセプタ１００を更に具備することができる。各締結レセプタ１００は、上端面８６及び下端面８８に結合されると共に、堆積シールド１４をプラズマ処理システム１に取付けるために（ボルトのような）締結具（図示せず）を受けるように構成される。図４は、堆積シールド１４及び複数の締結レセプタ１００の１つを示す拡大断面図である。締結レセプタ１００は、入口領域１０２、入口凹部１０４、出口貫通孔１０６、及び内部締結面１０８を具備することができる。更に、内部締結面１０８は、例えば、第１の入口面１１０、第１のリップ面１１２、第２の入口面１１４、第２のリップ面１１６、及び出口面１１８を具備することができる。例えば、堆積シールド１４内に形成される締結レセプタ１００の数は、０乃至１００の範囲とすることができる。締結レセプタ１００の数は、望ましくは５乃至２０の範囲であり、より望ましくは８以上である。

更に、堆積シールド１４は、（ボルトのような）締結具（図示せず）を受けるように構成された１つ以上のレセプタ螺子穴１１９を具備することができ、これにより、堆積シールド１４をプラズマ処理チャンバ１０のコンポーネント、例えば上部アセンブリ２０に取り付けるようにする。例えば、堆積シールド１４内に形成されるレセプタ螺子穴１１９の数は、０乃至２０の範囲とすることができる。レセプタ螺子穴１１９の数は、望ましくは１乃至１０の範囲であり、より望ましくは２以上である。

図５は、堆積シールド１４の下端面８８の拡大図であり、ここで、下端面８８は、図示のように、端部リップ面１２０を更に具備する。

図３を再度参照すると、堆積シールド１４は、例えば、堆積シールド１４を通して処理空間１２にアクセスできるように、開口１３０を更に具備することができる。本発明の１実施形態において、このような開口１３０は、堆積シールド１４に形成されない。別の実施形態において、このような開口１３０は、堆積シールドプラグ（図示せず）及び図１に示すような光学窓堆積シールドの少なくとも一方を挿入できるように、堆積シールド１４に形成される。更なる詳細のため、本件出願と同日に出願の同時係属米国特許出願第１０／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書（発明の名称「プラズマ処理システムにおける、改良された光学窓堆積シールドのための方法及び装置」、代理人番号第２２６２７６ＵＳ６ＹＡが参考文献としてここに組み込まれる。

図６及び図７は、堆積シールド１４の開口１３０の拡大図と開口１３０の主軸に沿った開口１３０の断面図とを夫々示す。図７に示されるように、開口１３０は、堆積シールド１４の内面８２に結合された第１の開口面１３２と、堆積シールド１４の外面８４に結合された第２の開口面１３４と、第１の開口面１３２及び第２の開口面１３４に結合された係合面１３６とを具備することができる。更に、係合面１３６は、チャンバプラグ（図示せず）及び光学窓堆積シールド（図示せず）の少なくとも一方を堆積シールド１４に結合するため、螺子締結具（図示せず）を受けるための少なくとも１つの螺子穴１３８を具備することができる。

図８に示されるように、係合面１３６は、螺子穴１３８に近接すると共に螺子穴１３８内に延在する締結面１４０を更に具備する。更に、例えば、（主軸に沿った）開口１３０の幅は、１乃至１００ｍｍの範囲とすることができる。この幅は、望ましくは１０乃至４０ｍｍの範囲であり、より望ましくは２５ｍｍ以上である。更に、例えば、（非主軸に沿った）開口１３０の高さは、１乃至１００ｍｍの範囲とすることができる。この高さは、望ましくは１０乃至４０ｍｍの範囲であり、より望ましくは１５ｍｍ以上である。

図２乃至図８を参照すると、堆積シールド１４は、堆積シールド１４の複数の露出面１４５上に形成された保護バリア１５０を更に具備する。本発明の１実施形態において、露出面１４５は、堆積シールド１４の内面８２、堆積シールド１４の上端面８６、及び堆積シールド１４の下端面８８の端部リップ面１２０を含むことができる。代わりに、露出面は、開口１３０の第１の開口面１３２、及び開口１３０の締結面１４０を除く係合面１３６を更に含むことができる。

本発明の１実施形態において、保護バリア１５０は、Ａｌ_２Ｏ_３のようなアルミニウム酸化物を含む化合物を具備することができる。本発明の別の実施形態において、保護バリア１５０は、Ａｌ_２Ｏ_３とＹ_２Ｏ_３との混合物を具備することができる。本発明の別の実施形態において、保護バリア１５０は、ＩＩＩ族元素（周期律表の第ＩＩＩ族）及びランタノイド系元素の少なくとも一方を具備することができる。本発明の別の実施形態において、ＩＩＩ族元素は、イットリウム、スカンジウム、及びランタンの少なくとも１つを具備することができる。本発明の別の実施形態において、ランタノイド系元素は、セリウム、ジスプロシウム、及びユーロピウムの少なくとも１つを具備することができる。本発明の別の実施形態において、保護バリア１５０を形成する化合物は、イットリア（Ｙ_２Ｏ_３）、Ｓｃ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｆ_３、ＹＦ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｅｕ_２Ｏ_３、及びＤｙＯ_３の少なくとも１つを具備することができる。

本発明の１実施形態において、堆積シールド１４上に形成される保護バリア１５０は、最小の厚さを有する。この最小の厚さは、露出面１４５の少なくとも１つの面内で一定のものとして特定されることができる。別の実施形態において、この最小の厚さは、露出面１４５の面内で変化されることができる。代わりに、この最小の厚さは、露出面の第１の部分上では一定であり、露出面の第２の部分上では変化されるものであってもよい。例えば、厚さの変化は、湾曲面上、角部上、或いは穴内で発生する可能性がある。例えば、この最小の厚さは、０．５ミクロン乃至５００ミクロンの範囲とすることができる。この最小の厚さは、望ましくは１００ミクロン乃至２００ミクロンの範囲であり、より望ましくは１２０ミクロン以上である。

図９は、本発明の１実施形態に従って、図１に記載のプラズマ処理システムの堆積シールドを作製する方法を示す。フロー図３００は、ステップ３１０で開始し、このステップで（上述のような）堆積シールド１４を作製する。堆積シールドの作製は、機械加工、鋳造、研磨、鍛造、及び研削の少なくとも１つを具備することができる。例えば、前述の各要素は、ミルや旋盤等を含む一般的な技術を使用して、機械図面に記載される仕様に従って機械加工されることができる。例えば、ミルや旋盤を使用してコンポーネントを機械加工する技術は、機械加工の当業者によく知られている。堆積シールドは、例えば、アルミニウムから作製されることができる。

ステップ３２０で、堆積シールドは、表面陽極酸化層を形成するために陽極酸化される。例えば、堆積シールドをアルミニウムから作製するとき、表面陽極酸化層は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を具備することができる。アルミニウムの部品を陽極酸化する方法は、表面陽極酸化の当業者によく知られている。

ステップ３３０で、表面陽極酸化層は、標準的な機械加工技術を使用して露出面１４５から除去される。本発明の１実施形態において、露出面は、堆積シールドの内面、堆積シールドの上端面、及び堆積シールドの下端面の端部リップ面を含むことができる。代わりに、露出面は、開口の第１の開口面、及び堆積シールドの開口の締結面を除く係合面を更に含むことができる。このステップ中または別のステップ中、他の非露出面もまた機械加工されることができる。このような非露出面は、これらの部分間或いはこれらが係合する部分との間で、良好な機械的または電気的接触を提供するために機械加工される可能性がある。

ステップ３４０で、保護バリア１５０が、露出面１４５上に形成される。例えば、イットリアを具備する保護バリアは、セラミックスプレーコーティングの当業者によく知られている（熱）スプレーコーティング技術を使用して形成されることができる。別の実施形態において、保護バリアの形成は、更に熱スプレーコーティングを研磨（または平滑化）するステップを含むことができる。例えば、熱スプレーコーティングの研磨では、スプレーされた表面をサンドペーパーで研磨してもよい。

図１０は、本発明の別の実施形態に従って、図１に記載のプラズマ処理システムの堆積シールドを作製する方法を示す。フロー図４００は、ステップ４１０で開始し、このステップで（上述のような）堆積シールド１４を作製する。堆積シールドの作製は、機械加工、鋳造、研磨、鍛造、及び研削の少なくとも１つを具備することができる。例えば、前述の各要素は、ミルや旋盤等を含む一般的な技術を使用して、機械図面に記載される仕様に従って機械加工されることができる。例えば、ミルや旋盤を使用してコンポーネントを機械加工する技術は、機械加工の当業者によく知られている。堆積シールド１４は、例えば、アルミニウムから作製されることができる。

ステップ４２０で、露出面が、そこに表面陽極酸化層が形成されることを防止するためにマスクされる。このステップ中または別のステップ中、他の非露出面もまたマスクされることができる。このような非露出面は、これらの部分間或いはこれらが係合する部分との間で、良好な機械的または電気的接触を提供するためにマスクされる可能性がある。表面のマスキング及び脱マスキングは、表面コーティング及び表面陽極酸化の当業者によく知られている。

ステップ４３０で、堆積シールドが陽極処理され、マスクされていない残りの表面に表面陽極酸化層が形成される。例えば、堆積シールドをアルミニウムから作製するとき、表面陽極酸化層は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を具備することができる。アルミニウム部品を陽極酸化する方法は、表面陽極酸化の当業者によく知られている。

ステップ４４０で、保護バリア１５０が露出面１４５上に形成される。例えば、イットリアを具備する保護バリアは、セラミックスプレーコーティングの当業者によく知られている（熱）スプレーコーティング技術を使用して形成されることができる。別の実施形態において、保護バリアの形成は、更に熱スプレーコーティングを研磨（または平滑化）するステップを含むことができる。例えば、熱スプレーコーティングの研磨では、スプレーされた表面をサンドペーパーで研磨してもよい。

図１１は、本発明の別の実施形態に従って、図１に記載のプラズマ処理システムの堆積シールドを作製する方法を示す。フロー図５００は、ステップ５１０で開始し、このステップで（上述のような）堆積シールド１４を作製する。堆積シールドの作製は、機械加工、鋳造、研磨、鍛造、及び研削の少なくとも１つを具備することができる。例えば、前述の各要素は、ミルや旋盤等を含む一般的な技術を使用して、機械図面に記載される仕様に従って機械加工されることができる。例えば、ミルや旋盤を使用してコンポーネントを機械加工する技術は、機械加工の当業者によく知られている。堆積シールドは、例えば、アルミニウムから作製されることができる。

ステップ５２０で、保護バリアが、堆積シールドの露出面上に形成される。例えば、イットリアを具備する保護バリアは、セラミックスプレーコーティングの当業者によく知られている（熱）スプレーコーティング技術を使用して形成されることができる。本発明の１実施形態において、露出面は、堆積シールドの内面、堆積シールドの上端面、及び堆積シールドの下端面の端部リップ面を含むことができる。代わりに、露出面は、開口の第１の開口面、及び堆積シールドの開口の締結面を除く係合面を更に含むことができる。代わりに、露出面は、堆積シールド上の全ての表面を含むことができる。別の実施形態において、保護バリアの形成は、更に熱スプレーコーティングを研磨（または平滑化）するステップを含むことができる。例えば、熱スプレーコーティングの研磨では、スプレーされた表面をサンドペーパーで研磨してもよい。

図９乃至図１１を参照して説明した露出面１４５上に保護バリア１５０を形成する処理は、機械加工及びマスキングの組み合わせを利用するように変更することができる。この変更例の処理において、少なくとも１つの露出面１４５が、陽極酸化層が形成されることを防止するためにマスクされる一方、他の露出面１４５が陽極酸化される。次に、マスクされない露出面１４５は機械加工され、また、マスクされた露出面は脱マスクされる。次に、全ての露出面１４５上に保護バリア１５０を形成することが可能となる。上述のように、露出面ではない他の表面もまた、この方法の間に機械加工することができる（例えば、陽極酸化層がある場合よりも良好な機械的または電気的接触を提供するため）。

本発明のある例示的な実施形態だけについて詳細に前述したが、当業者によれば、本発明の新規な教示及び利点から実質的に逸脱せずに、例示的な実施形態に対して多数の変更が可能であることが認識できるであろう。従って、このような変更の全ては、本発明の技術的範囲内に含まれることを意図している。

本発明の１実施形態に係る、堆積シールドを具備するプラズマ処理システムの簡単化されたブロック図。 本発明の１実施形態に係る、プラズマ処理システム用の堆積シールドの平面図。 本発明の１実施形態に係る、プラズマ処理システム用の堆積シールドの部分断面図。 本発明の１実施形態に係る、プラズマ処理システム用の堆積シールドの拡大断面図。 本発明の１実施形態に係る、プラズマ処理システム用の堆積シールドの下端面の拡大図。 本発明の１実施形態に係る、プラズマ処理システム用の堆積シールドの開口の拡大図。 本発明の１実施形態に係る、プラズマ処理システムのための開口をその主軸に沿って示す拡大断面図。 本発明の他の実施形態に係る、プラズマ処理システムのための開口の係合面及び締結面の断面図。 本発明の１実施形態に従って、プラズマ処理システム用の堆積シールドを作製する方法を示す図。 本発明の別の実施形態に従って、プラズマ処理システム用の堆積シールドを作製する方法を示す図。 本発明の別の実施形態に従って、プラズマ処理システム用の堆積シールドを作製する方法を示す図。

Claims (55)

1. プラズマ処理システムの処理空間を包囲するための改良された堆積シールドであって、
   内面、外面、上端面、及び下端面を具備する円筒体と、前記下端面は端部リップ面を具備することと、
   前記堆積シールドの複数の露出面に結合された保護バリアと、前記露出面は、前記内面、前記上端面、及び前記下端面の前記端部リップ面を含むことと、
   を具備する改良された堆積シールド。
2. 前記堆積シールドは、前記堆積シールドの前記上端面及び前記下端面に結合されると共に、前記堆積シールドを前記プラズマ処理システムに結合するために、締結具を受けるように構成された複数の締結レセプタを更に具備する請求項１に記載の改良された堆積シールド。
3. 前記複数の締結レセプタの夫々は、入口領域、入口凹部、出口貫通孔、及び内部締結面を具備する請求項２に記載の改良された堆積シールド。
4. 前記複数の締結レセプタの夫々の前記内部締結面は、第１の入口面、第１のリップ面、第２の入口面、第２のリップ面、及び出口面を具備する請求項３に記載の改良された堆積シールド。
5. 前記堆積シールドは、前記堆積シールドを通して前記処理空間にアクセスするための開口を更に具備する請求項１に記載の改良された堆積シールド。
6. 前記開口は、第１の開口面、第２の開口面、及び係合面を具備する請求項５に記載の改良された堆積シールド。
7. 前記係合面は、１つ以上の螺子穴及びこれに結合された締結面を具備する請求項６に記載の改良された堆積シールド。
8. 金属を更に具備する請求項１に記載の改良された堆積シールド。
9. 前記金属は、アルミニウムを具備する請求項８に記載の改良された堆積シールド。
10. 前記保護バリアは、ＩＩＩ族元素及びランタノイド系元素の少なくとも１つを含む化合物を具備する請求項１に記載の改良された堆積シールド。
11. 前記ＩＩＩ族元素は、イットリウム、スカンジウム、及びランタンの少なくとも１つを具備する請求項１０に記載の改良された堆積シールド。
12. 前記ランタノイド系元素は、セリウム、ジスプロシウム、及びユーロピウムの少なくとも１つを具備する請求項１０に記載の改良された堆積シールド。
13. 前記保護バリアは、Ｙ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｆ_３、ＹＦ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｅｕ_２Ｏ_３、及びＤｙＯ_３の少なくとも１つを具備する請求項１に記載の改良された堆積シールド。
14. 前記保護バリアは、前記露出面の少なくとも１つの面内で一定である最小の厚さを具備する請求項１に記載の改良された堆積シールド。
15. 前記保護バリアは、０．５ミクロンから５００ミクロンの範囲で変化する厚さを具備する請求項１に記載の改良された堆積シールド。
16. 前記複数の露出面は、前記堆積シールドにおいて、前記開口の前記第１の開口面、及び前記開口の前記係合面を更に含む請求項６に記載の改良された堆積シールド。
17. 前記複数の露出面は、前記堆積シールドにおいて、前記開口の前記第１の開口面、及び前記締結面を除く前記開口の前記係合面を更に含む請求項７に記載の改良された堆積シールド。
18. 前記複数の露出面は、前記開口の前記第２の開口面を更に含む請求項１７に記載の改良された堆積シールド。
19. 前記複数の露出面は、前記堆積シールドおいて、前記開口の前記第１の開口面、及び前記締結面を含む前記開口の前記係合面を更に含む請求項７に記載の改良された堆積シールド。
20. 前記複数の露出面は、前記開口の前記第２の開口面を更に含む請求項１９に記載の改良された堆積シールド。
21. 前記外面は、陽極酸化層を具備する請求項１９に記載の改良された堆積シールド。
22. 前記第２の開口面は、陽極酸化層を具備する請求項１９に記載の改良された堆積シールド。
23. 前記係合面は、金属表面を具備する請求項１９に記載の改良された堆積シールド。
24. 前記円筒体は、２００ｍｍより大きい直径を有する請求項１に記載の改良された堆積シールド。
25. プラズマ処理システムにおいて処理空間を包囲するための改良された堆積シールドを作製する方法であって、
    堆積シールドを作製するステップと、前記堆積シールドは、内面、外面、上端面、及び下端面を具備し、前記下端面は端部リップ面を具備することと、
    露出面上に保護バリアを形成するステップと、前記露出面は、前記堆積シールドの前記内面、前記堆積シールドの前記上端面、及び前記堆積シールドの前記下端面の前記端部リップ面を含むことと、
    を具備する方法。
26. 前記堆積シールド上に表面陽極酸化層を形成するために前記堆積シールドを陽極酸化するステップと、
    前記露出面上の前記表面陽極酸化層を除去するステップと、
    を更に具備する請求項２５に記載の方法。
27. 前記除去するステップは、機械加工、平滑化、研磨、及び研削の少なくとも１つを具備する請求項２６に記載の方法。
28. 表面陽極酸化層の形成を阻止するために前記堆積シールドの前記露出面をマスクするステップと、
    前記堆積シールドのマスクされてない表面上に表面陽極酸化層を形成するために前記堆積シールドを陽極酸化するステップと、
    前記露出面を脱マスクするステップと、
    を更に具備する請求項２５に記載の方法。
29. 前記作製するステップは、機械加工、コーティング、マスキング、脱マスキング、鋳造、研磨、鍛造、及び研削の少なくとも１つを具備する請求項２５に記載の方法。
30. 前記形成するステップは、スプレー、加熱、及び冷却の少なくとも１つを具備する請求項２５に記載の方法。
31. 前記保護バリアを平滑化するステップを更に具備する請求項２５に記載の方法。
32. 前記堆積シールドは、前記堆積シールドの前記上端面及び前記下端面に結合されると共に、前記堆積シールドを前記プラズマ処理システムに結合するために、締結具を受けるように構成された複数の締結レセプタを更に具備する請求項２５に記載の方法。
33. 前記複数の締結レセプタの夫々は、入口領域、入口凹部、出口貫通孔、及び内部締結面を具備する請求項３２に記載の方法。
34. 前記複数の締結レセプタの夫々の前記内部締結面は、第１の入口面、第１のリップ面、第２の入口面、第２のリップ面、及び出口面を具備する請求項３３に記載の方法。
35. 前記第１の入口面、前記第１のリップ面、前記第２の入口面、前記第２のリップ面、及び前記出口面を機械加工するステップを更に具備する請求項３４に記載の方法。
36. 前記堆積シールドは、前記堆積シールドを通して前記処理空間にアクセスするための開口を更に具備する請求項２５に記載の方法。
37. 前記開口は、第１の開口面、第２の開口面、及び係合面を具備する請求項３６に記載の方法。
38. 前記係合面は、１つ以上の螺子穴及びこれに結合された締結面を具備する請求項３７に記載の方法。
39. 前記複数の露出面は、前記開口の前記第１の開口面、及び前記開口の前記係合面の前記締結面を更に含む請求項３８に記載の方法。
40. 前記複数の露出面は、前記開口の前記第１の開口面、及び前記締結面を除く前記開口の前記係合面を更に含む請求項３８に記載の方法。
41. 前記複数の露出面は、前記開口の前記第２の開口面を更に含む請求項３７に記載の方法。
42. 金属を更に具備する請求項２５に記載の方法。
43. 前記金属は、アルミニウムを具備する請求項４２に記載の方法。
44. 前記保護バリアは、ＩＩＩ族元素及びランタノイド系元素の少なくとも１つを含む化合物を具備する請求項２５に記載の方法。
45. 前記ＩＩＩ族元素は、イットリウム、スカンジウム、及びランタンの少なくとも１つを具備する請求項４４に記載の方法。
46. 前記ランタノイド系元素は、セリウム、ジスプロシウム、及びユーロピウムの少なくとも１つを具備する請求項４４に記載の方法。
47. 前記保護バリアは、Ｙ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｆ_３、ＹＦ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｅｕ_２Ｏ_３、及びＤｙＯ_３の少なくとも１つを具備する請求項２５に記載の方法。
48. 前記保護バリアは、前記露出面の少なくとも１つの面内で一定である最小の厚さを具備する請求項２５に記載の方法。
49. 前記保護バリアは、０．５ミクロンから５００ミクロンの範囲で変化する厚さを具備する請求項２５に記載の方法。
50. プラズマ処理システムにおいて処理空間を包囲するための改良された堆積シールドを作製する方法であって、
    堆積シールドを作製するステップと、前記堆積シールドは、内面、外面、上端面、及び下端面を具備し、前記下端面は端部リップ面を具備することと、
    前記堆積シールド上に表面陽極酸化層を形成するために前記堆積シールドを陽極酸化するステップと、
    前記表面陽極酸化層を除去するために前記堆積シールド上の露出面を機械加工するステップと、前記露出面は、前記堆積シールドの前記内面、前記堆積シールドの前記上端面、及び前記堆積シールドの前記下端面の前記端部リップ面を含むことと、
    前記露出面上に保護バリアを形成するステップと、
    を具備する方法。
51. 前記保護バリアは、ＩＩＩ族元素及びランタノイド系元素の少なくとも１つを含む化合物を具備する請求項５０に記載の方法。
52. 前記保護バリアは、Ｙ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｆ_３、ＹＦ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｅｕ_２Ｏ_３、及びＤｙＯ_３の少なくとも１つを具備する請求項５０に記載の方法。
53. プラズマ処理システムにおいて処理空間を包囲するための改良された堆積シールドを作製する方法であって、
    堆積シールドを作製するステップと、前記堆積シールドは、内面、外面、上端面、及び下端面を具備し、前記下端面は端部リップ面を具備することと、
    表面陽極酸化層の形成を阻止するために前記堆積シールド上の露出面をマスクするステップと、前記露出面は、前記堆積シールドの前記内面、前記堆積シールドの前記上端面、及び前記堆積シールドの前記下端面の前記端部リップ面を含むことと、
    前記堆積シールド上に表面陽極酸化層を形成するために前記堆積シールドを陽極酸化するステップと、
    前記露出面上に保護バリアを形成するステップと、
    を具備する方法。
54. 前記保護バリアは、ＩＩＩ族元素及びランタノイド系元素の少なくとも１つを含む化合物を具備する請求項５３に記載の方法。
55. 前記保護バリアは、Ｙ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｆ_３、ＹＦ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｅｕ_２Ｏ_３、及びＤｙＯ_３の少なくとも１つを具備する請求項５３に記載の方法。

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