JP2007503118A - 温度を制御したチャンバシールドの使用によるパーティクルの低減化 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、アークスプレー仕上げは、115−01−148という仕様のアルミニウムを使用したツインワイヤアークスプレー仕上げとすることができる。代替可能な実施形態においては、他の表面は、グリットブラスト仕上げ表面とすることができ、他の表面は、アークスプレー仕上げ表面とすることができる。
11 真空チャンバ
13 基板支持体
14 チャンバ壁
15 イオン化スパッタ材料ソース
16 マグネトロンスパッタリングターゲット
20 RFエネルギー源
32 下部
33 頂部
34 チャンバ壁リム
40 シールドアセンブリ
41 バレルシールド
42 上部シールド、上部ソースシールド
43 下部シールド
44 サセプタシールド、テーブルシールド
52 ギャップ
55 ギャップ
56 ギャップ
57 ギャップ
410 頂部リング
420 傾斜リング
430 底部リング
440 取付部材
510 フランジ
520 ボディ部分
610 頂部リング
620 ボディ部分
630 底部リング
710 頂部リング
720 ボディ部分
730 底部リング
Claims (62)
- 半導体ウェハ真空処理装置のためのチャンバシールドアセンブリであって、
大きな熱伝導性を有した材料から形成された複数のシールドであり、各シールドの全体にわたって大きな熱伝導性を有しているような、複数のシールドを具備し、
各シールドが、前記装置に対する固定時に前記装置のチャンバ壁に対しての緊密な熱的接触をもたらし得るよう構成された取付表面を有し、
この取付表面が、前記シールドと前記チャンバ壁との間における大きな熱伝導性をもたらし得るよう、十分な表面積を有していることを特徴とするシールドアセンブリ。 - 請求項1記載のシールドアセンブリにおいて、
前記シールドが、共通の軸線を有しているとともに、この軸線に対して垂直な平面内において、全体的に円形かつ環状の断面形状を有し、
前記取付表面が、前記緊密な熱的接触をもたらすための表面積として、それぞれ対応する前記各シールドの前記断面形状の断面積と比較して、それ以上の表面積を有していることを特徴とするシールドアセンブリ。 - 請求項2記載のシールドアセンブリにおいて、
前記取付表面が、前記シールドと前記チャンバ壁との間の熱伝導性として、それぞれ対応する前記各シールドの前記断面を通しての熱伝導性と比較して、それ以上の熱伝導性を有していることを特徴とするシールドアセンブリ。 - 請求項3記載のシールドアセンブリにおいて、
前記シールドが、前記チャンバ内に設置されたときには、互いに接触しないような位置関係でもってさらにはアークの発生を回避し得るのに十分なギャップの分だけ互いに離間した位置関係でもって取り付け得るように、構成され、
前記ギャップが、前記シールドが熱的に膨張した際であってもアーク発生を回避し得るのに十分な大きさのものとされ、
前記取付表面が、前記ギャップを考慮して配置されることを特徴とするシールドアセンブリ。 - 請求項1記載のシールドアセンブリにおいて、
前記シールドが、前記チャンバ内に設置されたときには、互いに接触しないような位置関係でもってさらにはアークの発生を回避し得るのに十分なギャップの分だけ互いに離間した位置関係でもって取り付け得るように、構成され、
前記ギャップが、前記シールドが熱的に膨張した際であってもアーク発生を回避し得るのに十分な大きさのものとされ、
前記取付表面が、前記ギャップを考慮して配置されることを特徴とするシールドアセンブリ。 - ウェハ処理装置であって、
温度制御されたチャンバ壁によって境界が規定された真空チャンバと;
チャンバシールドアセンブリと;
を具備し、
前記チャンバシールドアセンブリが、大きな熱伝導性を有した材料から形成された複数のシールドを備え、
各シールドが、前記チャンバ壁に対しての緊密な熱的接触をもたらし得るよう連結された取付表面を有し、
この取付表面が、前記シールドと前記チャンバ壁との間における大きな熱伝導性をもたらし得るような表面積を有していることを特徴とする装置。 - 請求項6記載の装置において、
前記シールドが、共通の軸線を有しているとともに、この軸線に対して垂直な平面内において、全体的に円形かつ環状の断面形状を有し、
前記取付表面が、前記緊密な熱的接触をもたらすための表面積として、それぞれ対応する前記各シールドの前記断面形状の断面積と比較して、それ以上の表面積を有していることを特徴とする装置。 - 請求項7記載の装置において、
前記取付表面が、前記シールドと前記チャンバ壁との間の熱伝導性として、それぞれ対応する前記各シールドの前記断面を通しての熱伝導性と比較して、それ以上の熱伝導性を有していることを特徴とする装置。 - 請求項8記載の装置において、
前記シールドが、互いに接触しないような位置関係でもってさらにはアークの発生を回避し得るのに十分なギャップの分だけ互いに離間した位置関係でもって取り付けられ、
前記ギャップが、前記シールドが熱的に膨張した際であってもアーク発生を回避し得るのに十分な大きさのものとされ、
前記取付表面が、前記ギャップを考慮して配置されていることを特徴とする装置。 - 請求項6記載の装置において、
前記シールドが、互いに接触しないような位置関係でもってさらにはアークの発生を回避し得るのに十分なギャップの分だけ互いに離間した位置関係でもって取り付けられ、
前記ギャップが、前記シールドが熱的に膨張した際であってもアーク発生を回避し得るのに十分な大きさのものとされ、
前記取付表面が、前記ギャップを考慮して配置されていることを特徴とする装置。 - 請求項10記載の装置において、
さらに、前記シールド上に、および、前記チャンバ壁上に、前記チャンバ内に設置された際に前記位置関係でもって前記シールドどうしを配置し得るよう構成された協働的位置合わせ構造を具備していることを特徴とする装置。 - 請求項6記載の装置において、
さらに、アレイをなす複数の放射ヒータを具備し、
これらヒータが、前記チャンバ回りにおいて、前記チャンバシールドアセンブリをなす複数のシールドの延在表面上を放射加熱し得るような方向でもって、互いに離間して配置されていることを特徴とする装置。 - 請求項6記載の装置において、
さらに、アレイをなす複数の放射ランプを具備し、
これらランプが、前記チャンバの軸線に対して平行に配置されるとともに、前記チャンバ回りにおいて、前記チャンバシールドアセンブリをなす複数のシールドの延在表面上を放射加熱し得るような方向でもって、互いに離間して配置されていることを特徴とする装置。 - 半導体ウェハ処理チャンバ内においてチャンバシールドからの成膜物を剥離を低減化するための方法であって、
前記チャンバ内に、大きな熱伝導性材料から形成された複数のシールドを備えてなるチャンバシールドアセンブリを設置し、
その設置に際しては、前記シールドと前記チャンバ壁との間における熱伝導性を大きなものとし得るような十分な面積にわたって前記シールドの取付表面が前記装置のチャンバ壁に対して緊密に熱的接触し得るようにして、前記各シールドを前記チャンバ壁に対して取り付けることを特徴とする方法。 - 請求項14記載の方法において、
前記シールドの前記取付に際しては、共通の軸線に対して前記各シールドを位置合わせし、
前記取付表面の前記面積を、前記緊密な熱的接触をもたらすための前記面積として、前記軸線に対してのそれぞれ対応する前記各シールドの断面積と比較して、それ以上の面積とする、
ことを特徴とする方法。 - 請求項14記載の方法において、
前記シールドの前記取付に際しては、互いに接触しないような位置関係でもってさらには前記シールドの熱膨張時であってもアーク発生を回避し得るのに十分な大きさのギャップの分だけ互いに離間した位置関係でもって、前記シールドどうしを互いに位置合わせすることを特徴とする方法。 - 請求項16記載の方法において、
前記チャンバ内における前記シールドの前記取付に際しては、前記シールド上におけるおよび前記チャンバ壁上における協働的位置合わせ構造を位置合わせし、これにより、前記チャンバ内において前記シールドどうしを前記位置関係でもって位置決めすることを特徴とする方法。 - 改良された処理装置であって、
前記処理装置が、チャンバ壁によって境界を規定された真空チャンバと、上向きの基板支持体と、イオン化スパッタ材料ソースと、を具備し、
前記チャンバ壁が、固定された下部と、この下部の開放頂部のところにおいてチャンバ壁リム上に着座している頂部と、を備え、
前記リムが、真空シールを形成しているとともに、前記下部に対しての熱伝導経路および電気電導経路を形成し、
さらに、ソースが、前記チャンバ壁の前記頂部上に取り付けられ、
このような処理装置において、
フランジおよびボディ部分を有しているとともに、前記フランジを使用して前記下部に対して連結されている、円筒状のバレルシールドと;
頂部リングと傾斜リングと底部リングと取付部材とを有しているとともに、前記取付部材を使用して前記頂部に対して連結されている、円筒状の上部ソースシールドと;
頂部リングとボディ部分と底部リングとを有しているとともに、前記ボディ部分を使用して前記下部に対して連結されている、円筒状の下部シールドと;
を具備していることを特徴とする改良された処理装置。 - 請求項18記載の改良された処理装置において、
さらに、頂部リングとボディ部分と底部リングとを有しているとともに、前記頂部リングを使用して前記基板支持体に対して連結されている、テーブルシールドを具備していることを特徴とする改良された処理装置。 - バレルシールドであって、
フランジとボディ部分とを備えてなる円筒状部材を具備し、
前記フランジが、頂部表面と、この頂部表面に対して連結された外表面と、この外表面に対して連結された底部表面と、を備え、
前記ボディ部分が、前記フランジの前記頂部表面に対して連結された内表面と、前記フランジの前記底部表面に対して連結された外表面と、前記内表面および前記外表面に対して連結された底部表面と、を備えていることを特徴とするバレルシールド。 - 請求項20記載のバレルシールドにおいて、
前記円筒状部材が、単一ブロックをなす材料から形成されていることを特徴とするバレルシールド。 - 請求項20記載のバレルシールドにおいて、
前記フランジが、放射状パターンをなす複数の切欠を備え、
これら切欠が、前記頂部表面から前記底部表面にまで延在していることを特徴とするバレルシールド。 - 請求項20記載のバレルシールドにおいて、
前記フランジが、前記頂部表面から前記底部表面にまで延在するスロットを備えていることを特徴とするバレルシールド。 - 請求項23記載のバレルシールドにおいて、
前記スロットが、少なくとも630mmという直径を有した円上に配置されていることを特徴とするバレルシールド。 - 請求項23記載のバレルシールドにおいて、
前記スロットが、少なくとも16.3°という角度変位を有していることを特徴とするバレルシールド。 - 請求項23記載のバレルシールドにおいて、
前記スロットが、少なくとも4mmという長さと、少なくとも4.9mmという幅と、少なくとも2.45mmという半径を有した湾曲端部と、を有していることを特徴とするバレルシールド。 - 請求項20記載のバレルシールドにおいて、
前記フランジが、前記頂部表面から前記底部表面にまで延在する少なくとも1つの位置合わせ特徴物を備えていることを特徴とするバレルシールド。 - 請求項27記載のバレルシールドにおいて、
前記位置合わせ特徴物が、前記フランジの外側エッジ上に配置されているとともに、30.0mmという長さと、17.9mmという深さと、を有していることを特徴とするバレルシールド。 - 請求項20記載のバレルシールドにおいて、
前記フランジが、前記頂部表面から前記底部表面にまで延在するとともに少なくとも0.8mmという直径を有した複数の貫通穴を備えていることを特徴とするバレルシールド。 - 請求項29記載のバレルシールドにおいて、
前記貫通穴が、634mmという直径を有した円上に配置されているとともに、それぞれ16.3°、21.2°および90°という角度変位を有していることを特徴とするバレルシールド。 - 請求項20記載のバレルシールドにおいて、
前記フランジが、前記頂部表面から前記底部表面にまで延在する少なくとも1つのスロットを備え、
このスロットが、少なくとも630mmという直径を有した円上に配置することができることを特徴とするバレルシールド。 - 請求項31記載のバレルシールドにおいて、
前記少なくとも1つのスロットが、少なくとも16.3°という角度変位と、少なくとも4mmという長さと、少なくとも4.9mmという幅と、を有していることを特徴とするバレルシールド。 - 請求項20記載のバレルシールドにおいて、
前記内表面と、前記底部表面と、前記外表面の少なくとも一部と、前記フランジの前記頂部表面の少なくとも一部とが、グリットブラスト仕上げ表面とされていることを特徴とするバレルシールド。 - 請求項20記載のバレルシールドにおいて、
前記内表面と、前記底部表面と、前記ボディ部分の前記外表面の少なくとも一部と、前記フランジの前記頂部表面の少なくとも一部とが、アークスプレー仕上げ表面とされていることを特徴とするバレルシールド。 - 請求項20記載のバレルシールドにおいて、
前記内表面と、前記底部表面と、前記ボディ部分の前記外表面の少なくとも一部と、前記フランジの前記頂部表面の少なくとも一部とが、Al2O3、イットリア(Y2O3)、Sc2O3、Sc2F3、YF3 、La2O3、CeO2 、Eu2O3、および、DyO3 、の中の少なくとも1つを使用してコーティングされていることを特徴とするバレルシールド。 - 上部ソースシールドであって、
頂部リングと、傾斜リングと、底部リングと、取付部材と、を備えてなる円筒状部材を具備し、
前記頂部リングが、内表面と、頂部表面と、外表面と、を備え、
前記傾斜リングが、前記頂部リングの前記内表面に対して連結された内表面と、前記頂部リングの前記外表面に対して連結された外表面と、を備え、
前記底部リングが、前記傾斜リングの前記内表面に対して連結された内表面と、前記傾斜リングの前記外表面に対して連結された外表面と、前記内表面および前記外表面に対して連結された底部表面と、を備え、
前記取付部材が、前記傾斜リングの前記外表面に対して連結された係合表面と、前記頂部表面および前記底部表面に対して連結された外表面と、前記底部表面および前記底部リングの前記外表面に対して連結された下部表面と、を備えていることを特徴とする上部ソースシールド。 - 請求項36記載の上部ソースシールドにおいて、
前記円筒状部材が、単一ブロックをなす材料から形成されていることを特徴とする上部ソースシールド。 - 請求項37記載の上部ソースシールドにおいて、
前記材料が、アルミニウム(6061−T6)であることを特徴とする上部ソースシールド。 - 請求項36記載の上部ソースシールドにおいて、
少なくとも116.4mmという高さを有していることを特徴とする上部ソースシールド。 - 請求項36記載の上部ソースシールドにおいて、
前記取付部材が、前記係合表面から前記底部表面にまで延在する複数の貫通穴を備え、
各貫通穴が、少なくとも25.4mmという直径を有していることを特徴とする上部ソースシールド。 - 請求項36記載の上部ソースシールドにおいて、
前記貫通穴が、560mmという直径を有した円上に配置されているとともに、それぞれ40.3°および90°という角度変位を有していることを特徴とする上部ソースシールド。 - 請求項36記載の上部ソースシールドにおいて、
前記取付部材が、前記係合表面から前記底部表面にまで延在する少なくとも1つのスロットを備え、
このスロットが、584.7mmという直径を有した円上に配置されているとともに、37.5°という角度変位を有していることを特徴とする上部ソースシールド。 - 請求項36記載の上部ソースシールドにおいて、
前記スロットが、少なくとも4mmという長さと、少なくとも5mmという幅と、を有していることを特徴とする上部ソースシールド。 - 請求項36記載の上部ソースシールドにおいて、
前記取付部材が、前記係合表面から底部表面にまで延在する少なくとも1つの穴を備え、
この穴が、少なくとも586.7mmという直径を有した円上に配置されているとともに、5mmという直径を有していることを特徴とする上部ソースシールド。 - 請求項36記載の上部ソースシールドにおいて、
前記頂部リングが、少なくとも372.8mmという内径と、少なくとも380.9mmという外径と、を有していることを特徴とする上部ソースシールド。 - 請求項36記載の上部ソースシールドにおいて、
前記傾斜リングが、124.5°という角度変位を有していることを特徴とする上部ソースシールド。 - 請求項36記載の上部ソースシールドにおいて、
前記底部リングが、567mmという外径と、少なくとも6.3mmという厚さと、を有していることを特徴とする上部ソースシールド。 - 請求項36記載の上部ソースシールドにおいて、
前記取付部材が、少なくとも605.0mmという外径と、少なくとも6.3mmという厚さと、を有していることを特徴とする上部ソースシールド。 - 請求項36記載の上部ソースシールドにおいて、
前記頂部リングの前記内表面と、前記頂部リングの前記底部表面と、前記頂部リングの前記外表面の少なくとも一部と、前記傾斜リングの前記内表面と、前記底部リングの前記内表面と、前記底部リングの前記外表面と、前記底部リングの前記底部表面とが、グリットブラスト仕上げ表面とされていることを特徴とする上部ソースシールド。 - 請求項37記載の上部ソースシールドにおいて、
前記傾斜リングの前記内表面と、前記底部リングの前記内表面と、前記底部リングの前記外表面と、前記底部リングの前記底部表面とが、アークスプレー仕上げ表面とされていることを特徴とする上部ソースシールド。 - 請求項36記載の上部ソースシールドにおいて、
前記傾斜リングの前記内表面と、前記底部リングの前記内表面と、前記底部リングの前記外表面と、前記底部リングの前記底部表面とが、Al2O3、イットリア(Y2O3)、Sc2O3、Sc2F3、YF3 、La2O3、CeO2 、Eu2O3、および、DyO3 、の中の少なくとも1つを使用してコーティングされていることを特徴とする上部ソースシールド。 - 下部シールドであって、
頂部リングと、ボディ部分と、底部リングと、を備えてなる円筒状部材を具備し、
前記頂部リングが、内表面と、頂部表面と、外表面と、を備え、
前記ボディ部分が、前記頂部リングの前記内表面および前記底部リングの内表面に対して連結された頂部表面と、前記頂部リングの前記外表面および前記底部リングの外表面に対して連結された外表面と、を備え、
前記底部リングが、前記底部リングの前記内表面および前記底部リングの前記外表面に対して連結された底部表面を備えていることを特徴とする下部シールド。 - 請求項52記載の下部シールドにおいて、
前記ボディ部分が、前記頂部表面から前記底部表面にまで延在する少なくとも1つの貫通穴を備え、
前記貫通穴が、12.0mmという直径を有しているとともに、241.5mmという半径を有した円上に配置されていることを特徴とする下部シールド。 - 請求項52記載の下部シールドにおいて、
前記頂部リングが、複数の穴を備え、
この穴が、少なくとも301.3mmという半径を有した円上に配置されているとともに、少なくとも6.5mmという直径を有していることを特徴とする下部シールド。 - 請求項52記載の下部シールドにおいて、
前記頂部リングが、複数の貫通穴を備え、
これら貫通穴が、301.3mmという半径を有した円に配置されているとともに、4.3mmという直径を有し、さらに、20.0mmという距離だけ互いに離間していることを特徴とする下部シールド。 - 請求項52記載の下部シールドにおいて、
前記頂部リングが、592.7mmという内径と、612.7mmという外径と、を有していることを特徴とする下部シールド。 - 請求項52記載の下部シールドにおいて、
前記底部リングが、355.0mmという内径と、6.3mmという厚さと、を有していることを特徴とする下部シールド。 - 請求項52記載の下部シールドにおいて、
前記頂部リングが、28.6mmという高さを有していることを特徴とする下部シールド。 - 請求項52記載の下部シールドにおいて、
前記底部リングが、6.3mmという厚さと、15.8mmという高さと、を有していることを特徴とする下部シールド。 - 請求項52記載の下部シールドにおいて、
前記円筒状部材が、単一ブロックをなす材料から形成されていることを特徴とする下部シールド。 - 請求項52記載の下部シールドにおいて、
前記材料が、アルミニウム(6061−T6)であることを特徴とする下部シールド。 - 請求項52記載の下部シールドにおいて、
前記頂部リングの前記内表面と、前記頂部リングの前記頂部表面と、前記ボディ部分の前記頂部表面と、前記ボディ部分の前記底部表面の少なくとも一部と、前記穴の内表面と、前記底部リングの前記内表面と、前記底部リングの前記底部表面とが、グリットブラスト仕上げ表面とされていることを特徴とする下部シールド。
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