JP2022518518A - シールド冷却アセンブリ、反応チャンバ、および半導体処理装置 - Google Patents

Abstract

本開示の実施形態は、シールド冷却アセンブリ、反応チャンバ、および半導体処理装置を開示する。シールド冷却アセンブリは、アダプタを含む。アダプタは、チャンバにおいてシールドを固定するように構成され、アダプタは、シールドの外側面およびシールドの底壁の底面にそれぞれ面する第１の表面および第２の表面を含む。第１の表面とシールドの外側面との間には、予め定められた間隙があり、第２の表面は、シールドの底壁の底面に接している。加えて、アダプタには、シールドを冷却するために冷媒を送るための冷却通路が設けられる。本発明によって提供されるシールド冷却アセンブリは、熱伝達効率およびプロセス品質を向上させるだけでなく、処理ステップおよび困難性、清掃の困難性、ならびに、冷却管路の追加によって生じる分解および組立ての困難性を減少させることもできる。

Description

この開示は半導体作製の技術分野に関し、特に、シールド冷却アセンブリ、反応チャンバ、および半導体処理装置に関する。

技術背景
物理的気相成長（Physical Vapor Deposition：ＰＶＤ）技術は、半導体の分野で広く使用されている。ＰＶＤは、スパッタリング蒸着技術を採用して、ウェハとターゲットとの間に不活性ガス、たとえばアルゴンを通す。高電圧が不活性ガスをイオン化してプラズマを生成する。磁場は、生成されたプラズマがターゲット材料に衝突するように電子を閉じ込める能力を強化し、ターゲット材料の原子またはイオンをウェハ上に蒸着させて薄膜を形成する。既存のマグネトロンスパッタリング装置を図１に示す。装置は、反応チャンバ１と、反応チャンバ１に設けられたターゲット２と、ウェハ６を担持するためにターゲット２の下方に設けられたサセプタ５と、ターゲット２の上方に設けられた断熱材製の冷却チャンバ本体３とを含む。ターゲット２を冷却するための冷却水が、冷却チャンバ本体３とターゲット２とによって形成された密閉空間に追加される。回転可能なマグネトロン４も、密閉空間に設けられる。スパッタリングプロセス中、電源がターゲット２にバイアス電圧を印加し、それを、反応チャンバ１の接地されたチャンバ本体３に対して負バイアスにする。負バイアスは、反応チャンバ１に流れ込む不活性ガスをイオン化してプラズマを形成することができ、同時に、正電荷を帯びたプラズマをターゲット２に引きつけることができる。プラズマエネルギが十分に高く、回転するマグネトロン４によって形成された磁場の作用下でターゲット２に衝突する場合、金属原子または金属イオンがターゲットの表面から逃れ、拡散によってウェハ６上に蒸着されるであろう。

しかしながら、金属原子に対するマグネトロン４の閉じ込め効果があっても、大量の金属原子および金属イオンが依然として反応チャンバ１の内壁上に蒸着され、また、剥がれ落ちた後にウェハおよび反応チャンバ１を汚染するであろう。よって、金属原子および金属イオンが反応チャンバ１を汚染するのを防ぐために、シールド９、カバーリング８、および蒸着リング７も、反応チャンバ１に設けられる。マグネトロンスパッタリングプロセス中、ターゲット２から逃れる金属イオンおよび原子は大量の熱を運び、それはシールド９の温度を増加させるであろう。それは、シールド９の温度がプロセス反応の温度範囲を上回る場合、プロセスの進行の助けにならないであろう。そして、基準未満の膜応力およびウィスカ欠陥などの一連の問題が生じるかもしれない。

現在、シールド９のための冷却および他の処理を行なうためにさまざまな方法が使用されているが、これらの方法は、限られた冷却能力、遅い熱伝導速度、低効率、高コスト、および高い処理困難性などといった問題を有する。

概要
これに鑑み、本開示の実施形態は、限られた冷却能力、遅い熱伝導速度、低効率、高コスト、および高い処理困難性などといった問題を解決できるシールド冷却アセンブリおよび半導体処理装置を提供する。

本開示の実施形態の一局面によれば、アダプタを含むシールド冷却アセンブリが提供され、アダプタは、チャンバにおいてシールドを固定するように構成され、アダプタは、シールドの外側面およびシールドの底壁の底面にそれぞれ面する第１の表面および第２の表面を有する。第１の表面とシールドの外側面との間には、予め定められた間隙があり、第２の表面は、シールドの底壁の底面に接する。加えて、アダプタには、シールドを冷却するために冷媒を送るための冷却通路が設けられる。

オプションで、アダプタは、シールドを包囲する筒状主体と、シールドの底壁を支持するために筒状主体に接続された支持部とを含み、筒状主体の内側面は第１の表面として使用され、シールドの底壁の底面に接している支持部の表面は第２の表面として使用される。

冷却通路は、筒状主体の内部、または、筒状主体および支持部の内部に設けられる。
オプションで、冷却通路は、筒状主体の内部に配置された第１の通路を含む。第１の通路は、予め定められた分布態様で筒状主体を周方向に包囲する。

オプションで、第１の通路は、筒状主体を周方向に包囲して、環状形状を有している。筒状主体の軸方向に沿った第１の通路の一端は、支持部に近い位置まで延在する。

オプションで、支持部に近い第１の通路の一端は筒状主体の底を貫通し、筒状主体の底には環状閉塞部材がさらに設けられる。環状閉塞部材は、第１の通路を封止するために筒状主体に密閉接続される。

オプションで、冷却通路はさらに、支持部の内部に配置され、予め定められた配置態様で支持部を周方向に包囲する第２の通路を含む。第２の通路は第１の通路と連通する。

オプションで、支持部の内径は、シールドの内径以上である。
オプションで、アダプタはさらに、支持部から遠い筒状主体の端に接続された固定部を含む。固定部は、チャンバに固定接続されるように構成される。冷却通路はさらに、固定部の内部に配置された、冷媒が入るための入口通路と、冷媒が出るための出口通路とを含む。入口通路および出口通路の各々の一方の端は第１の通路と連通し、入口通路および出口通路の各々の他方の端は、チャンバの外部に位置する固定部の表面に位置する。

オプションで、入口通路および出口通路は、筒状主体の軸方向に対して斜めに配置され、または、入口通路および出口通路は双方とも、筒状主体の軸方向に直交している。

オプションで、冷却通路はさらに、筒状主体に配置された２つの接続通路を含み、２つの接続通路は、入口通路および出口通路をそれぞれ第１の通路と連通させるために使用される。

オプションで、入口通路および出口通路の各々の他方の端には、それぞれ入口管路および戻り管路と接続するために、継手が設けられる。

オプションで、固定部は、チャンバの側壁と側壁の上方に位置する断熱部材との間に配置される。封止リングが、固定部とチャンバの側壁との間に配置され、別の封止リングが、固定部と断熱部材との間に配置される。

本開示の実施形態の別の局面によれば、チャンバ本体と、チャンバ本体内に配置されたシールドとを含み、さらに、上述のようなシールド冷却アセンブリを含む、反応チャンバが提供される。

オプションで、反応チャンバは、マグネトロンスパッタリング反応チャンバを含む。
本開示の実施形態の別の局面によれば、上述のようなシールド冷却アセンブリを含む、半導体処理装置が提供される。

本開示によって提供されるシールド冷却アセンブリでは、アダプタに冷却通路が設けられる。アダプタは、シールドの外側面およびシールドの底壁の底面にそれぞれ面する第１の表面および第２の表面を有しており、表面の双方はシールドからの熱を同時に伝導することができ、それは、熱伝達効率を向上させるだけでなく、シールドの均一な冷却を達成して、シールドの局所的温度が高くなり過ぎるのを回避することもでき、それにより、シールドが高温のために不純物を放出するのを効果的に防止し、ひいては、製品品質を向上させる。また、第２の表面をシールドの底壁の底面と接触させることによって、アダプタとシールドとの間の熱接触面積を増加させることができ、熱伝達効率、特にシールドの熱伝達効率をさらに向上させることができる。そのため、マグネトロンスパッタリングによるシールドの底の近くのウェハの温度上昇を改善することができ、反応エリアでの温度上昇によって生じるウェハおよび膜に対する影響を回避することができる。加えて、アダプタに冷却通路を設けることによって、処理ステップおよび処理困難性、清掃の困難性、ならびに、冷却管路の追加によって生じる分解および組立ての困難性を減少させることが可能である。同時に、アダプタは単純な構造と高い冷却効率とを有しており、冷却管路を封止するための封止リングを必要とせず、それにより、漏れのリスクを減少させる。

本開示によって提供される反応チャンバは、本開示によって提供される上述のシールド冷却アセンブリを使用することによって熱伝達効率およびプロセス品質を向上させるだけでなく、処理ステップおよび処理困難性、清掃の困難性、ならびに、冷却管路の追加によって生じる分解および組立ての困難性を減少させることもできる。

本開示によって提供される半導体処理装置は、本開示によって提供される上述の反応チャンバを使用することにより、熱伝達効率およびプロセス品質を向上させるだけでなく、処理ステップおよび処理困難性、清掃の困難性、ならびに、冷却管路の追加によって生じる分解および組立ての困難性を減少させることもできる。

本開示の実施形態の追加の局面および利点が、以下の説明において部分的に与えられるであろう。それらは、以下の説明から明らかになり、または、本開示の実践を通して理解されるであろう。

図面の説明
本開示の実施形態または従来技術における技術的解決策をより明確に説明するために、以下に、実施形態または先行技術の説明で使用される必要がある図面を簡単に紹介する。明らかに、以下の説明における図面は、本開示のいくつかの実施形態に過ぎない。当業者であれば、これらの図面に基づいて、創造力を働かせることなく他の図面を得ることができる。

従来技術におけるマグネトロンスパッタリング装置の概略図である。 本開示の一実施形態に従った、設置後のシールド冷却アセンブリの断面図である。 本開示の一実施形態に従ったシールド冷却アセンブリの断面図である。 本開示の一実施形態に従ったシールド冷却アセンブリの別の断面図である。 本開示の一実施形態に従ったシールド冷却アセンブリの冷却通路の断面図である。 本開示の一実施形態に従って設けられたシールド冷却アセンブリの別の冷却通路の断面図である。

詳細な開示の説明
以下に、本開示を、本開示の例示的な実施形態が図示される添付図面を参照して、より十分に説明する。本開示の実施形態における技術的解決策を、本開示の実施形態における添付図面とともに、以下に明確にかつ完全に説明する。明らかに、説明される実施形態は、本開示のすべての実施形態ではなく、実施形態の一部に過ぎない。本開示の実施形態に基づいて、創造力を働かせることなく当業者によって得られるすべての他の実施形態が、本発明の保護範囲内に入るものとする。以下のさまざまな局面において、本開示の技術的解決策を、図面および実施形態とともに説明する。

以下の説明の便宜のために、以下に言及される「左」、「右」、「上」、および「下」は、図面自体の左方向、右方向、上方向、および下方向と一致している。以下の「第１の」、「第２の」などは、単に説明を区別するために使用され、他の特別の意味を何ら有さない。

図２を参照して、本開示の一実施形態は、アダプタ２０を含むシールド冷却アセンブリを提供する。アダプタ２０は、アダプタ２０によって形成された空間にシールド１２を収容し、チャンバ本体１０によって形成されたチャンバにおいてシールド１２を固定することができるように構成される。具体的には、アダプタ２０は固定接続によってシールド１２に接続され、固定接続はねじ込み接続などを含む。たとえば、シールド１２は、ねじによってアダプタ２０に固定される。アダプタ２０およびシールド１２は双方とも金属製である。

アダプタ２０は、さまざまな構造を有していてもよい。この実施形態では、アダプタ２０は、シールド１２の外側面およびシールド１２の底壁の底面にそれぞれ面する第１の表面２０１１および第２の表面２０１２を有する。第１の表面２０１１とシールド１２の外側面との間には、予め定められた間隙２０４があり、第２の表面２０１２は、シールド１２の底壁の底面に接している。加えて、アダプタ２０は、シールドを冷却するために冷媒を送るための冷却通路３０を含む。

一実施形態では、アダプタ２０は、シールド１２を包囲する筒状主体２０１と、シールド１２の底壁を支持するために筒状主体２０１に接続された支持部２０２とを含む。筒状主体２０１の内側面は、前述の第１の表面２０１１として使用され、シールド１２の底壁の底面に接している支持部２０２の表面は、前述の第２の表面２０１２として使用される。

一実施形態では、図３に示すように、冷却通路３０は筒状主体２０１の内部に設けられる。

別の実施形態では、図４に示すように、冷却通路３０はまた、筒状主体２０１および支持部２０２の内部に設けられてもよい。

オプションで、筒状主体２０１および支持部２０２は、たとえば一体成形によって製造された一体構造であってもよく、または、たとえば溶接によって製造された別々の構造であってもよい。

一実施形態では、アダプタ２０はさらに、支持部２０２から遠い筒状主体２０１の端に接続された固定部２０３を含み、固定部２０３は、チャンバとの固定接続のために使用される。具体的には、固定部２０３は、チャンバ本体１０の側壁と側壁の上方に位置する断熱部材１１との間に設けられ、すなわち、固定部２０３は、チャンバ本体１０によって形成されたチャンバの外部に位置する。筒状主体２０１および支持部２０２は双方とも、チャンバの内部に位置する。加えて、チャンバ内部の真空を保証するために、封止リング１５が固定部２０３とチャンバ本体１０の側壁との間に設けられ、封止リング１４が固定部２０３と断熱部材１１との間に設けられる。

オプションで、チャンバ本体１０の径方向断面上の固定部２０３の正投影の形状は正方形であり、正方形の４つの角は面取りされている。

オプションで、固定部２０３および筒状主体２０１は、たとえば一体成形によって製造された一体構造であってもよく、または、たとえば溶接によって製造された別々の構造であってもよい。

本開示の実施形態によって提供されるシールド冷却アセンブリでは、アダプタ２０に冷却通路３０が設けられる。アダプタ２０の第１の表面２０１１および第２の表面２０１２はそれぞれ、シールド１２の側面および底面からの熱を同時に伝導することができる。熱伝達効率は向上し、シールド１２の均一な冷却が実現され得る。シールド１２の局所的温度が高くなり過ぎることが防止され、それにより、シールド１２が高温のために不純物を放出するのを効果的に防止し、それにより、製品品質を向上させる。また、第２の表面２０１２をシールド１２の底壁の底面と接触させることによって、アダプタ２０とシールド１２との間の熱接触面積を増加させることができ、熱伝達効率、特にシールド１２の底の熱伝達効率をさらに向上させることができる。したがって、マグネトロンスパッタリングによるシールド１２の底の近くに位置するウェハの温度上昇という現象を改善することができ、反応エリアの温度上昇によって生じるウェハおよび膜に対する影響を回避することができる。加えて、アダプタ２０に冷却通路３０を設けることによって、処理ステップおよび処理困難性、清掃の困難性、ならびに、冷却管路の追加によって生じる分解および組立ての困難性を減少させることが可能である。同時に、アダプタ２０は単純な構造と高い冷却効率とを有しており、冷却管路を封止するための封止リングを必要とせず、それにより、漏れのリスクを減少させる。

また、第１の表面２０１１とシールド１２の側壁との間には、予め定められた間隙２０４がある。間隙２０４のサイズは、高温でのシールド１２の熱膨張および変形といった問題を解決するために、アダプタ２０がシールド１２と熱伝達を行なうことができるという要件を満たし、同時に、設置条件を満たしながらアダプタ２０とシールド１２との間に十分な空間を確保する。たとえば、間隙２０４の幅は０．０５～０．２ｍｍであってもよく、この範囲内で、熱伝導についての要件と空間を確保するための要件とを同時に満たすことができる。

一実施形態では、支持部２０２はリング形状を有する。熱伝達を容易にするために、支持部２０２の厚さは、いくら大きくても大き過ぎることはない。加えて、ウェハの持ち上げを容易にするために、支持部２０２の内径は、シールド１２の内径以上である。アダプタ２０に設置された後で、シールド１２は、支持部２０２によって垂直方向に支持される。シールド１２を支持するために支持部２０２を使用することによって、シールド１２の底壁の底面を重力の作用によって第２の表面２０１２に密着させることができ、そのため、熱伝達効率を向上させることができる。

オプションで、固定部２０３の内壁とシールド１２の外壁とは、それらが同軸上に配置されることを保証するように位置付けられる。

一実施形態では、図３に示すように、冷却通路３０は、筒状主体２０１の内部に設けられた第１の通路３０１を含み、第１の通路３０１は、予め定められた分布態様で筒状主体２０１を包囲する。冷却通路３０は、さまざまな態様で配置され得る。この実施形態では、第１の通路３０１は、筒状主体２０１を周方向に包囲して、環状形状を有している。第１の通路３０１は、シールド１２の底壁との熱伝達の効率を向上させるという目的を達成するために、軸方向における筒状主体２０１の一方の端（図３で下向きに面する端）に沿って支持部２０２に近い位置まで延在する。

第１の通路３０１は、さまざまな処理方法を有し得る。一実施形態では、支持部２０２に近い環状通路の端は、筒状主体２０１の底を貫通する。すなわち、筒状主体２０１は、下向きに面し、凹形状を有する開口部を有する環状通路を含むように処理され得る。筒状主体２０１の底には環状閉塞部材２０５がさらに設けられ、環状閉塞部材２０５は、環状通路を封止するために筒状主体２０１に密閉接続される。環状閉塞部材２０５は、たとえば溶接によって、封止された態様で筒状主体２０１に接続され、それは漏れがなく、安定しており、信頼できる。

別の実施形態では、図４に示すように、冷却通路３０はさらに、第２の通路３０４を含む。第２の通路３０４は、支持部２０２の内部に配置され、予め定められた配置態様で支持部２０２を周方向に包囲する。加えて、第２の通路３０４は、第１の通路３０１と連通する。第２の通路３０４の助けにより、内部基板部分の冷却効率をさらに向上させることができる。

第１の通路３０１は、チャンバ外部の冷却源にさまざまな態様で接続されてもよい。一実施形態では、図３および図５に示すように、冷却通路３０はさらに、冷媒が入るために固定部２０３に設けられた入口通路３０２と、冷媒が出るための出口通路３０２’とを含む。入口通路３０２および出口通路３０２’の各々の一方の端は第１の通路３０１と連通し、入口通路３０２および出口通路３０２’の各々の他方の端は、チャンバ外部の固定部２０３の表面、たとえば、固定部２０３の外側面に位置する。具体的には、入口通路３０２および出口通路３０２’は双方とも、筒状主体２０１の軸方向に直交している。

オプションで、冷却通路３０はさらに、筒状主体２０１に配置された２つの接続通路３０３を含み、２つの接続通路３０３は、入口通路３０２および出口通路３０２’をそれぞれ第１の通路３０１と接続するために使用される。オプションで、２つの接続通路３０３は、筒状主体２０１の軸方向と平行である。もちろん、実際の適用では、２つの接続通路３０３はまた、筒状主体２０１の軸方向に対して斜めであってもよい。加えて、実際の適用では、２つの接続通路３０３は設けられなくてもよく、入口通路３０２および出口通路３０２’は、第１の通路３０１と直接連通してもよい。

冷却プロセス中、冷却源によって提供された冷媒（冷却水など）は、入口通路３０２と、入口通路３０２に接続された接続通路３０３とを順に通って、第１の通路３０１に入り、次に、冷媒は、別の接続通路３０３と出口通路３０２’とを順に通って、冷却源に戻る。一実施形態では、入口通路３０２および出口通路３０２’は、並んで配置される。もちろん、実際の適用では、入口通路３０２および出口通路３０２’はまた、それぞれ、シールド１２の２つの側に対向して配置され得る。

一実施形態では、入口通路３０２および出口通路３０２’の各々の他方の端に、それぞれ入口管路および戻り管路と接続するための継手１６が設けられる。実際の適用では、継手１６を接続して封止するために、溶接、封止リングなどの接続方法を使用することができる。

別の実施形態では、図６に示すように、入口通路３０２および出口通路３０２’は、筒状主体２０１の軸方向に対して斜めに配置される。入口通路３０２および出口通路３０２’の下向きに傾斜した端は双方とも、第１の通路３０１と連通し、一方、上向きに傾斜した端は、冷却源との接続のために、チャンバの外部に位置する固定部２０３の表面に位置する。加えて、傾斜した入口通路３０２および出口通路３０２’のために、上述の２つの接続通路３０３を提供するかしないかを選択することも可能である。

実際の適用では、冷却通路３０の配置は、上述の実施形態に限定されず、ここでは繰り返されない冷却部の必要性に従って異なる態様であってもよい。

要約すると、本開示の実施形態によって提供されるシールド冷却アセンブリでは、アダプタに冷却通路が設けられる。アダプタは、シールドの外側面およびシールドの底壁の底面にそれぞれ面する第１の表面および第２の表面を有しており、それらの双方はシールドからの熱を同時に伝導することができ、それは、熱伝達効率を向上させるだけでなく、シールドの均一な冷却を達成して、シールドの局所的温度が高くなり過ぎるのを回避することもでき、それにより、シールドが高温のために不純物を放出するのを効果的に防止し、ひいては、製品品質を向上させる。また、第２の表面をシールドの底壁の底面と接触させることによって、アダプタとシールドとの間の熱接触面積を増加させることができ、熱伝達効率、特にシールドの熱伝達効率をさらに向上させることができる。そのため、マグネトロンスパッタリングによるシールドの底の近くのウェハの温度上昇を改善することができ、反応エリアでの温度上昇によって生じるウェハおよび膜に対する影響を回避することができる。加えて、アダプタに冷却通路を設けることによって、処理ステップおよび処理困難性、清掃の困難性、ならびに、冷却管路の追加によって生じる分解および組立ての困難性を減少させることが可能である。同時に、アダプタは単純な構造と高い冷却効率とを有しており、冷却管路を封止するための封止リングを必要とせず、それにより、漏れのリスクを減少させる。

一実施形態では、図２に示すように、本開示の一実施形態はまた、チャンバ本体１０と、チャンバ本体１０に設けられたシールド１２と、上述されたような実施形態のうちのいずれかにおけるシールド冷却アセンブリとを含む、反応チャンバを提供する。

一実施形態では、反応チャンバは、マグネトロンスパッタリング反応チャンバを含む。もちろん、実際の適用では、反応チャンバはまた、シールドを設置する必要のある任意の他のチャンバであってもよい。

加えて、反応チャンバはさらにカバーリング１３を含み、カバーリング１３を支持するための支持構造がシールド１２の下端に設けられ、カバーリング１３およびシールド１２は、密閉された反応空間を形成する。

本開示によって提供される反応チャンバは、上述のシールド冷却アセンブリを使用することによって熱伝達効率およびプロセス品質を向上させるだけでなく、処理ステップおよび処理困難性、清掃の困難性、ならびに、冷却管路の追加によって生じる分解および組立ての困難性を減少させることもできる。

一実施形態では、本開示の実施形態はまた、反応チャンバを含む半導体処理装置を提供する。反応チャンバは、上述の実施形態における反応チャンバと同様である。

半導体処理装置は、たとえば、マグネトロンスパッタリング装置などのＰＶＤ装置である。

本開示によって提供される半導体処理装置は、上述の反応チャンバを使用することにより、熱伝達効率およびプロセス品質を向上させるだけでなく、処理ステップおよび処理困難性、清掃の困難性、ならびに、冷却管路の追加によって生じる分解および組立ての困難性を減少させることもできる。

本開示で開示されたあらゆる技術的解決策において特に明記しない限り、本開示が数値範囲を開示する場合、開示された数値範囲は好ましい数値範囲であり、当業者であれば、好ましい数値範囲とは、多くの実現可能な数値の中でも明らかなまたは代表的な技術的効果を有するものだけであるということを理解するはずである。徹底的に列挙することができない多数の数値により、本開示は、本開示の技術的解決策を例示するためにいくつかの数値を開示するに過ぎず、上に列挙された数値は、本開示の保護範囲に対する限定を構成するべきでない。

同時に、上述の開示が、互いに固定接続される部分または構造を開示するかまたは伴う場合、特に明記しない限り、固定接続は、（たとえば、ボルトまたはねじによって接続される）取り外し可能な固定接続として理解されてもよく、または、（リベット打ち、溶接などの）取り外し不能な固定接続として理解されてもよい。もちろん、相互固定接続（一体形成プロセスを使用することが明らかに不可能である場合を除く）はまた、（一体形成のために鋳造プロセスを使用するなどの）一体化構造と置き換えられ得る。

加えて、特に明記しない限り、本開示で開示された技術的解決策のいずれかにおいて位置関係または形状を示すために使用される用語は、特に明記しない限り、それらに近似する、類似する、もしくは近い状態または形状を含む。本開示によって提供されるどの構成要素も、複数の別々の構成要素から組立てられてもよく、または、一体形成プロセスによって製造された単一の構成要素であってもよい。

上述の実施形態は、本開示の技術的解決策を限定するためではなく、例示するために使用されるに過ぎない。本開示を好ましい実施形態を参照して詳細に説明してきたが、当業者であれば、本発明の特定の実現化例が依然として変更可能であること、または、いくつかの技術的特徴が同等に置き換え可能であること、および、それらがすべて、本開示の技術的解決策の精神から逸脱することなく、本開示によって請求される技術的解決策の範囲において網羅されるものであることを理解するはずである。

本開示の説明は例および説明のために与えられており、網羅的ではなく、または本開示を開示された形に限定していない。多くの修正および変更が、当業者には明らかである。実施形態は、本開示の原理および実際の適用をより良好に例示するために、および、当業者が本開示を理解して、特定の目的にとって好適なさまざまな修正を加えてさまざまな実施形態を設計することを可能にするために、選択され、説明されている。

Claims (15)

1. シールド冷却アセンブリであって、前記シールド冷却アセンブリは、
   チャンバにおいてシールドを固定するように構成されたアダプタを含み、前記アダプタは、前記シールドの外側面および前記シールドの底壁の底面にそれぞれ面する第１の表面および第２の表面を含み、予め定められた間隙が、前記第１の表面と前記シールドの前記外側面との間に設けられ、前記第２の表面は、前記シールドの前記底壁の前記底面に接しており、前記アダプタには、前記シールドを冷却するために冷媒を送るための冷却通路が設けられることを特徴とする、シールド冷却アセンブリ。
2. 前記アダプタは、前記シールドを包囲する筒状主体と、前記シールドの前記底壁を支持するために前記筒状主体に接続された支持部とを含み、前記筒状主体の内側面は前記第１の表面として機能し、前記シールドの前記底壁の前記底面に接している前記支持部の表面は前記第２の表面として機能し、
   前記冷却通路は前記筒状主体の内部に設けられ、または、前記冷却通路は前記筒状主体および前記支持部の内部に設けられることを特徴とする、請求項１に記載のシールド冷却アセンブリ。
3. 前記冷却通路は、前記筒状主体の内部に配置された第１の通路を含み、前記第１の通路は、予め定められた分布態様で前記筒状主体を周方向に包囲することを特徴とする、請求項２に記載のシールド冷却アセンブリ。
4. 前記第１の通路は、前記筒状主体を前記周方向に包囲して、環状形状を有しており、前記第１の通路の端は、前記筒状主体の軸方向に沿って前記支持部に近い位置まで延在することを特徴とする、請求項３に記載のシールド冷却アセンブリ。
5. 前記支持部に近い前記第１の通路の前記端は前記筒状主体の底を貫通し、前記筒状主体の前記底には環状閉塞部材が設けられ、前記環状閉塞部材は、前記第１の通路を封止するために前記筒状主体に接続されることを特徴とする、請求項４に記載のシールド冷却アセンブリ。
6. 前記冷却通路はさらに、前記支持部の内部に配置され、予め定められた配置態様で前記支持部を包囲する第２の通路を含み、前記第２の通路は前記第１の通路と連通することを特徴とする、請求項３に記載のシールド冷却アセンブリ。
7. 前記支持部の内径は、前記シールドの内径以上であることを特徴とする、請求項２に記載のシールド冷却アセンブリ。
8. 前記アダプタはさらに、前記支持部から遠い前記筒状主体の端に接続された固定部を含み、前記固定部は、前記チャンバと固定接続されるように構成され、前記冷却通路はさらに、前記冷媒が入るために前記固定部に設けられた入口通路と、前記冷媒が出るための出口通路とを含み、前記入口通路および前記出口通路の各々の一方の端は前記第１の通路と連通し、前記入口通路および前記出口通路の各々の他方の端は、前記チャンバの外部に位置する前記固定部の表面に位置することを特徴とする、請求項３に記載のシールド冷却アセンブリ。
9. 前記入口通路および前記出口通路は、前記筒状主体の軸方向に対して斜めに配置され、または、
   前記入口通路および前記出口通路は双方とも、前記筒状主体の前記軸方向に直交していることを特徴とする、請求項８に記載のシールド冷却アセンブリ。
10. 前記冷却通路はさらに、前記筒状主体に配置された２つの接続通路を含み、前記２つの接続通路は、前記入口通路および前記出口通路をそれぞれ前記第１の通路と連通させるように構成されることを特徴とする、請求項９に記載のシールド冷却アセンブリ。
11. 前記入口通路および前記出口通路の各々の前記他方の端には、それぞれ入口管路および戻り管路と接続するために、継手が設けられることを特徴とする、請求項８に記載のシールド冷却アセンブリ。
12. 前記固定部は、前記チャンバの側壁と前記側壁の上方に位置する断熱部材との間に設けられ、封止リングが、前記固定部と前記チャンバの前記側壁との間、および前記固定部と前記断熱部材との間に設けられることを特徴とする、請求項８に記載のシールド冷却アセンブリ。
13. チャンバ本体と、前記チャンバ本体内に配置されたシールドとを含む、反応チャンバであって、
    前記反応チャンバはさらに、請求項１～１２のいずれか１項に記載のシールド冷却アセンブリを含むことを特徴とする、反応チャンバ。
14. 前記反応チャンバは、マグネトロンスパッタリング反応チャンバを含むことを特徴とする、請求項１３に記載の反応チャンバ。
15. 反応チャンバを含む、半導体処理装置であって、
    前記反応チャンバは、請求項１３～１４のいずれか１項に記載の反応チャンバを採用することを特徴とする、半導体処理装置。

Images