JP2018519426A - 背高の堆積リングと堆積リングクランプとを有するプロセスキット - Google Patents
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Abstract
【選択図】図3
Description
高堆積プロセスでは、堆積が基板の裏面に形成され得る時点まで、プロセスキットへの堆積蓄積が大きく積み重なる。その時点において、堆積は基板の裏面に付着または固着し得るが、これが、基板取り扱いの問題を引き起こし、基板の破壊をもたらすことがある。
したがって、本発明者等は、本明細書で開示するような改善したプロセスキットの実施形態を提供している。
いくつかの実施形態では、プロセスキットは、所与の幅を有する基板を支持するように設計された基板支持体に配設されるように構成された堆積リングであって、基板支持体の下部レッジに載るように構成された環状バンドと、環状バンドの内側エッジから上方に延びる内側リップであって、内側リップの内面と環状バンドの内面とが、所与の幅よりも小さい幅を有する中央開口を一緒に形成し、環状バンドの上面と内側リップの上面との間の深さが、約24mmと約38mmとの間である、内側リップと、環状バンドの半径方向外側に配設されたチャネルと、チャネルの上方に延び、チャネルの半径方向外側に配設された外側リップとを含む、堆積リングと、クランプアセンブリであって、基板支持体に結合されたベースプレートと、堆積リングの垂直移動を防止するために堆積リングと連結するための、ベースプレートから上方に延びる2つ以上のクランプであって、2つ以上のクランプの各々が、半径方向内側に延びるアームと、アームから堆積リングのチャネル中に延びる下方突出しリップとを含む、クランプアセンブリとを含む。
本開示の他のおよびさらなる実施形態を以下で説明する。
プロセスキットおよびそのようなプロセスキットを組み込んだプロセスチャンバの実施形態を本明細書で提供する。いくつかの実施形態において、一体形プロセスキットシールドと背高の堆積リングとを含むプロセスキットを本明細書で提供する。背高の堆積リングは、有利には、従来の堆積リングと比較して、背高の堆積リングへの堆積材料の蓄積を増加させることができる。その結果、背高の堆積リングは、従来の堆積リングと比較したとき、処理している基板の裏側に堆積物がそれほど速く付着しないので、洗浄に先だってより多くのプロセスサイクルを行うことができる。基板の裏側に付着する堆積物に関連する問題をさらに緩和するために、万一背高の堆積リングへの堆積物が基板の裏側に付着する場合、背高の堆積リングを下げて保持するためにクランプアセンブリを設けることができる。その結果、クランプアセンブリによって背高の堆積リングの持ち上がりが防止されるので、基板の裏側への堆積物付着に起因して基板が持ち上げられるのに伴って背高の堆積リングが持ち上げられることに関連する損傷が、有利に避けられる。
プロセスチャンバ100は、内部容積部108を囲むチャンバ壁106を含む。チャンバ壁106は、側壁116と、底部壁120と、シーリング124とを含む。プロセスチャンバ100は、独立型チャンバ、または様々なチャンバ間に基板104を移送する基板移送機構によって接続された相互接続型チャンバのクラスタを有するマルチチャンバプラットフォーム(図示せず)の一部とすることができる。プロセスチャンバ100は、基板104上に材料をスパッタ堆積させることができるPVDチャンバとすることができる。スパッタ堆積に好適な材料の非限定の例には、アルミニウム、銅、タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、タングステン、窒化タングステンなどのうちの1つまたは複数が含まれる。
いくつかの実施形態では、環状バンド215の第1の上面220と内側リップ250の第2の上面222との間の深さ218は、約10mmの材料堆積物を収容するように構成される。例えば、深さ218は、約24mmから約38mmまでの間とすることができる。実施形態によっては、深さ218は、約28mmと約38mmとの間とすることができる。実施形態によっては、深さ218は、約30mmから約38mmまでの間とすることができる。その結果、基板104のオーバハングエッジ114の裏側への材料堆積物の固着が、実質的に低減されるかまたは完全に排除される。より深い堆積リング118を収容するために、下部レッジ135は、従来の堆積リングを有する従来の基板支持体の下部レッジよりも基板支持体表面138からさらに離して配設される。
いくつかの実施形態では、一体形シールド110は、モノリス(monolith)の材料から製作された単一構造を含む。例えば、一体形シールド110は、ステンレス鋼またはアルミニウムで形成することができる。一体形シールド110の単一構成は、完全なシールドを構成するために多数の構成要素、多くの場合2つまたは3つの別個の部片を含む従来のシールドと比較して有利である。例えば、単一部片シールドは、加熱プロセスと冷却プロセスの両方において多数の構成要素のシールドよりも熱的に均一である。例えば、一体形シールド110は、円筒形本体126と、アダプタセクション136と、カバーリングセクション122との間の熱インターフェースを除去し、これらのセクション間の熱交換に対してより優れた制御を可能にする。いくつかの実施形態では、上述で説明したように、伝熱媒体供給部180は伝熱チャネル152を通して冷却剤を流して、基板104に堆積されたスパッタ材料に対する過熱したシールドの悪影響に対処する。いくつかの実施形態では、伝熱媒体供給部180は伝熱チャネル152を通して加熱した流体を流して、スパッタ材料の熱膨張係数とシールドの熱膨張係数との間の差を緩和する。
スパッタリング板144は金属または金属化合物を含む。例えば、スパッタリング板144は、例えば、アルミニウム、銅、タングステン、チタン、コバルト、ニッケル、またはタンタルなどの金属とすることができる。スパッタリング板144は、例えば、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化チタンなどの金属化合物とすることもできる。
バッキング板150の周囲レッジ202は、プロセスチャンバ100の絶縁体154に載る外側フッティング(outer footing)204を含む(図1および図2)。周囲レッジ202はOリング溝206を含み、Oリング溝206にOリング208を配置して真空シールを形成する。絶縁体154は、プロセスチャンバ100からバッキング板150を電気的に絶縁し分離し、一般に、酸化アルミニウムなどの誘電体または絶縁材料で形成されたリングである。周囲レッジ202は、スパッタリングターゲット140と絶縁体154との間の間隙を通るスパッタ材料およびプラズマ核種の流れまたは移動を阻止して、低角度のスパッタ堆積物の間隙への侵入を妨げるような形状とされる。
プロセスチャンバ100の様々な構成要素は、コントローラ176で制御することができる。コントローラ176は、構成要素を操作して基板104を処理するための命令セットを有するプログラムコードを含む。例えば、コントローラ176は、基板支持体130および基板移送機構を操作するための基板位置決め命令セットと、プロセスチャンバ100へのスパッタリングガスの流れを設定するためにガス流量制御弁を操作するためのガス流量制御命令セットと、プロセスチャンバ100の圧力を維持するために排気スロットルバルブを操作するためのガス圧力制御命令セットと、ガスエネルギー付与電力レベルを設定するためにRF電源148を操作するためのガスエナージャイザ制御命令セットと、伝熱チャネル152への伝熱媒体の流量を制御するために基板支持体130または伝熱媒体供給部180の温度制御システムを制御するための温度制御命令セットと、プロセスチャンバ100におけるプロセスをモニタするためのプロセスモニタ命令セットとを含むプログラムコードを含むことができる。
Claims (15)
- 所与の幅を有する基板を支持するように設計された基板支持体に配設されるように構成された堆積リングを備えるプロセスキットであって、前記堆積リングが、
前記基板支持体の下部レッジに載るように構成された環状バンドと、
前記環状バンドの内側エッジから上方に延びる内側リップであって、前記内側リップの内面と前記環状バンドの内面とが、前記所与の幅よりも小さい幅を有する中央開口を一緒に形成し、前記環状バンドの上面と前記内側リップの上面との間の深さが、約24mmと約38mmとの間である、内側リップと、
前記環状バンドの半径方向外側に配設されたチャネルと、
前記チャネルの上方に延び、前記チャネルの半径方向外側に配設された外側リップと
を含む、プロセスキット。 - 上部部分と下部部分とを有する円筒形本体と、前記下部部分から半径方向内側に延びるカバーリングセクションとを有する一体形プロセスキットシールド
をさらに含み、
前記カバーリングセクションが、前記カバーリングセクションと前記堆積リングとの間に蛇行流路を画定するために、前記堆積リングの前記チャネル中に延びる突起と、前記外側リップがその中まで延びる凹部とを含む、請求項1に記載のプロセスキット。 - 前記深さが、約28mmと約38mmとの間である、請求項1に記載のプロセスキット。
- 前記深さが、約30mmから約38mmの間である、請求項1に記載のプロセスキット。
- 前記基板支持体に結合されたベースプレートと、前記堆積リングの垂直移動を防止するために前記堆積リングと連結するための、前記ベースプレートから上方に延びる2つ以上のクランプとを含むクランプアセンブリ
をさらに含む、請求項1から4までのいずれかに記載のプロセスキット。 - 前記2つ以上のクランプの各々が、半径方向内側に延びるアームと、前記アームから前記堆積リングの前記チャネル中に延びる下方突出しリップとを含む、請求項5に記載のプロセスキット。
- プロセスチャンバであって、
前記プロセスチャンバ内に内部容積部を画定するチャンバ壁と、
前記内部容積部の上部セクションに配設されたスパッタリングターゲットと、
前記内部容積部内に前記スパッタリングターゲットと対向して配設された基板支持体と、
請求項1から4までのいずれかに記載のプロセスキットであって、前記堆積リングが前記基板支持体に配設され、前記一体形プロセスキットシールドの前記アダプタセクションが前記チャンバ壁によって支持される、プロセスキットと
を備える、プロセスチャンバ。 - 前記基板支持体に結合されたベースプレートと、前記堆積リングの垂直移動を防止するために前記堆積リングと連結するための、前記ベースプレートから上方に延びる2つ以上のクランプとを含むクランプアセンブリ
をさらに備える、請求項7に記載のプロセスチャンバ。 - 前記2つ以上のクランプの各々が、半径方向内側に延びるアームと、前記アームから前記堆積リングの前記チャネル中に延びる下方突出しリップとを含む、請求項8に記載のプロセスチャンバ。
- 前記プロセスキットに流体的に結合された伝熱媒体供給部
をさらに備える、請求項7に記載のプロセスチャンバ。 - 前記深さが、約28mmと約38mmとの間であり、
上部部分と下部部分とを有する円筒形本体と、前記下部部分から半径方向内側に延びるカバーリングセクションとを有する一体形プロセスキットシールドであって、前記カバーリングセクションが、前記カバーリングセクションと前記堆積リングとの間に蛇行流路を画定するために、前記堆積リングの前記チャネル中に延びる突起と、前記外側リップがその中まで延びる凹部とを含む、一体形プロセスキットシールドと、
前記基板支持体に結合されたベースプレートと、前記堆積リングの垂直移動を防止するために前記堆積リングと連結するための、前記ベースプレートから上方に延びる2つ以上のクランプとを有するクランプアセンブリと
をさらに含む、請求項1に記載のプロセスキット。 - 前記深さが、約30mmから約38mmの間であり、
上部部分と下部部分とを有する円筒形本体と、前記下部部分から半径方向内側に延びるカバーリングセクションとを有する一体形プロセスキットシールドであって、前記カバーリングセクションが、前記カバーリングセクションと前記堆積リングとの間に蛇行流路を画定するために、前記堆積リングの前記チャネル中に延びる突起と、前記外側リップがその中まで延びる凹部とを含む、一体形プロセスキットシールドと、
前記基板支持体に結合されたベースプレートと、前記堆積リングの垂直移動を防止するために前記堆積リングと連結するための、前記ベースプレートから上方に延びる2つ以上のクランプとを有するクランプアセンブリと
をさらに含む、請求項1に記載のプロセスキット。 - プロセスチャンバであって、
前記プロセスチャンバ内に内部容積部を画定するチャンバ壁と、
前記内部容積部の上部セクションに配設されたスパッタリングターゲットと、
前記内部容積部内に前記スパッタリングターゲットと対向して配設された基板支持体と、
請求項11または12のいずれかに記載のプロセスキットであって、前記堆積リングが前記基板支持体に配設され、前記一体形プロセスキットシールドの前記アダプタセクションが前記チャンバ壁によって支持される、プロセスキットと
を備える、プロセスチャンバ。 - 前記2つ以上のクランプの各々が、半径方向内側に延びるアームと、前記アームから前記堆積リングの前記チャネル中に延びる下方突出しリップとを含む、請求項13に記載のプロセスチャンバ。
- 前記プロセスキットに流体的に結合された伝熱媒体供給部
をさらに備える請求項13に記載のプロセスチャンバ。
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