JP2023517796A - 物理的気相堆積チャンバのための加熱シールド - Google Patents

Abstract

ＰＶＤチャンバで使用するためのプロセスシールドの実施形態が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、プロセスチャンバで使用するためのプロセスシールドは、円筒形状を有する本体を含み、本体は、上部部分および下部部分を含み、上部部分は外側リップを有し、下部部分は、上部部分から下向きおよび半径方向内向きに延び、外側リップは、締め具を収容するための複数の開口と、外側リップの外面から半径方向内向きに延びる複数の位置合わせスロットと、切り込み付き下部周辺エッジとを含み、外側リップの下面は複数の溝を含む。

Description

本開示の実施形態は、一般に、基板処理機器に関する。

物理的気相堆積（ＰＶＤ）は、基板上に薄膜を堆積させるために使用することができるプロセスである。ＰＶＤプロセスは、一般に、源材料を含むターゲットにプラズマからのイオンを衝突させ、それにより、ターゲットから源材料をスパッタさせることを含む。次いで、放出された源材料は、処理される基板に向かって加速され、それにより、他の反応物との反応を伴ってまたは伴わずに源材料の堆積がもたらされる。ＰＶＤチャンバ内での源材料の堆積は、ＰＶＤチャンバの内面も被覆されることを伴う。

ＰＶＤチャンバの内面への望ましくない堆積を低減または防止するために、多数の構成要素を含み得るプロセスキットを設けることができる。しかしながら、プロセスキットへの堆積物の蓄積は、洗浄または交換を必要とする場合がある。プロセスキットの保守は、一般に、プロセスキットをＰＶＤチャンバから取り外すことと、プロセスキットを化学エッチングすることと、プロセスキットをＰＶＤチャンバに再設置することとを含む。発明者らは、化学エッチングプロセスをｉｎ－ｓｉｔｕで実行することを提案する。しかしながら、特定のｉｎ－ｓｉｔｕ洗浄プロセスでは、高いチャンバ温度を必要とする場合がある。

したがって、発明者らは、高いチャンバ温度プロセスのための改善されたプロセスキットを本明細書で提供している。

ＰＶＤチャンバで使用するためのプロセスシールドの実施形態が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、プロセスチャンバで使用するためのプロセスシールドは、円筒形状を有する本体を含み、本体は、上部部分および下部部分を含み、上部部分は外側リップを有し、下部部分は、上部部分から下向きおよび半径方向内向きに延び、外側リップは、締め具を収容するための複数の開口と、外側リップの外面から半径方向内向きに延びる複数の位置合わせスロットと、切り込み付き下部周辺エッジとを含み、外側リップの下面は複数の溝を含む。

いくつかの実施形態では、プロセスチャンバで使用するためのプロセスキットは、上部部分および下部部分をもつ円筒状本体を有するプロセスシールドであって、上部部分は外側リップを有し、下部部分は、上部部分から下向きおよび半径方向内向きに延び、複数の位置合わせスロットが、外側リップの外面から半径方向内向きに延びる、プロセスシールドと、外側リップの複数の開口を介してプロセスシールドの上部部分に結合されたヒータリングであって、ヒータリングが、その中に埋め込まれた抵抗加熱要素を含み、ヒータリングが、プロセスシールドの複数の位置合わせスロットの場所に対応する複数のピンスロットを含む、ヒータリングとを含む。

いくつかの実施形態では、プロセスチャンバは、チャンバ本体であって、その中に内部容積部を画定する、チャンバ本体と、チャンバ本体の上部に隣接して内部容積部に配置されたターゲットと、ターゲットと向き合って内部容積部に配置された基板支持体と、ターゲットから基板支持体まで延びる円筒状本体を有するシールドであって、外側リップを有する、シールドと、シールドを囲むアダプタであって、アダプタが、その中に配置された冷却チャネルを有する、アダプタと、ヒータリングであって、外側リップとヒータリングとの間にアダプタをクランプするために、外側リップの複数の開口を介してシールドの外側リップに固定される、ヒータリングとを含む。

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。

上述で簡潔に要約し、以下でより詳細に論じる本開示の実施形態は、添付の図面に示す本開示の例示の実施形態を参照することによって理解することができる。しかしながら、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、それゆえに、本開示が他の等しく有効な実施形態を認めることができるので、範囲を限定するものと考えられるべきではない。

本開示のいくつかの実施形態によるプロセスチャンバの概略側面図である。 本開示のいくつかの実施形態によるプロセスチャンバの部分断面等角図である。 本開示のいくつかの実施形態によるプロセスチャンバの部分断面等角図である。 本開示のいくつかの実施形態によるプロセスチャンバの部分断面等角図である。 本開示のいくつかの実施形態によるヒータリングの上部等角上面図である。 本開示のいくつかの実施形態によるプロセスシールドの部分上面図である。 本開示のいくつかの実施形態によるプロセスシールドの部分上面図である。 本開示のいくつかの実施形態によるプロセスシールドの部分底面図である。 本開示のいくつかの実施形態によるプロセスシールドの断面側面図である。

理解を容易にするために、可能な場合、同一の参照番号が、図に共通する同一の要素を指定するために使用されている。図は、縮尺通りに描かれておらず、明確にするために簡単化されている場合がある。ある実施形態の要素および特徴は、さらなる詳述なしに、他の実施形態に有益に組み込むことができる。

ＰＶＤチャンバで使用するためのプロセスキットの実施形態が本明細書で提供される。プロセスキットは、本明細書に記載されるように、プロセスシールドを含む多数の構成要素を含み得る。いくつかの実施形態では、プロセスシールドは、有利には、プロセスチャンバの水冷アダプタまたは水冷側壁などのプロセスチャンバの隣接する冷却構成要素から熱的に分離され、その結果、プロセスシールドは、高温（例えば、摂氏２５０度以上の温度）に加熱され得る。いくつかの実施形態では、プロセスシールドは、有利には、プロセスシールドを電気的に接地するために、プロセスチャンバの冷却アダプタまたは冷却側壁に電気的に結合される。

図１は、本開示のいくつかの実施形態によるプロセスチャンバ１００の概略側面図を示す。いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ１００は、物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバである。本開示で使用するのに適するＰＶＤチャンバの例は、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｉｎｃ．から市販されているＡＰＰＬＩＥＤ ＥＮＤＵＲＡ ＩＭＰＵＬＳＥ（商標）および他のＰＶＤ処理チャンバを含む。Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｉｎｃ．または他の製造業者からの他の処理チャンバはまた、本明細書に開示される本発明の装置から利益を得ることができる。

プロセスチャンバ１００は、処理容積部１０８および非処理容積部１０９を有する内部容積部を囲むチャンバ壁１０６を含む。チャンバ壁１０６は、側壁１１６、低壁１２６、および天井１２４を含む。天井１２４は、内部容積部を密封するためのチャンバリッドまたは同様のカバーとすることができる。プロセスチャンバ１００は、スタンドアロンチャンバ、または、例えば、様々なチャンバ間で基板１０４を移送する基板移送機構（例えば、基板移送ロボット）によって接続された、相互接続されたチャンバのクラスタを有するプロセスシステムのＥＮＤＵＲＡ（登録商標）、ＣＥＮＴＵＲＡ（登録商標）、またはＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）ラインのうちのいずれかなどの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。スパッタ堆積に適する材料の非限定的な例には、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。

プロセスチャンバ１００は、基板１０４を支持するためのペデスタル１３４を含む基板支持体１３０を含む。ペデスタル１３４は、プロセスチャンバ１００の上部セクションに配置されたターゲット１４０のスパッタリング面１３９と実質的に平行な面を有する基板支持面１３８を有する。ターゲット１４０は、基板１０４上にスパッタされるべき材料と、バッキング板とを含むことができる。ペデスタル１３４の基板支持面１３８は、処理の間基板１０４を受け取り支持するように構成される。ペデスタル１３４は、電極１１８またはヒータ（抵抗加熱ヒータ、熱交換器、または他の適切な加熱デバイスなど）を有する静電チャックを含むことができる。電極１１８は、電極電源１７０ｂに結合され得る。電極電源１７０ｂは、ＤＣ電源またはＲＦ電源とすることができる。操作中に、基板１０４は、プロセスチャンバ１００の側壁１１６のスリットバルブ１４２を通してプロセスチャンバ１００の非処理容積部１０９に導入され、基板１０４のローディング中に非処理位置にある基板支持体１３０上に配置される。支持リフト機構によって基板支持体１３０を上昇または下降させることができ、リフトフィンガアセンブリを使用して、ロボットアームによって基板１０４を基板支持体１３０に配置する間に基板支持体１３０上に基板１０４を上昇または下降させることができる。ペデスタル１３４は、プラズマ動作中、電気的に浮遊電位に維持するか、または接地することができる。

プロセスチャンバ１００は、プロセスキット１５０をさらに含み、プロセスキット１５０は、例えば、構成要素表面からスパッタリング堆積物を洗浄するために、腐食した構成要素を取り替えるかもしくは修理するために、または他のプロセスのためにプロセスチャンバ１００を改造するために、プロセスチャンバ１００から容易に取り外すことができる様々な構成要素を含む。プロセスキット１５０はプロセスシールド１５２を含む。プロセスシールド１５２は、ターゲット１４０のスパッタリング面１３９および基板支持体１３０を囲むように大きさを合わされた直径（例えば、スパッタリング面１３９よりも大きくかつ基板支持体１３０の支持表面よりも大きい直径）を有する。プロセスシールド１５２は、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金、ステンレス鋼、またはセラミックから製作することができる。

ＤＣ電源１９０は、スパッタリングプロセスおよび／または洗浄プロセスの間電気的に浮遊することがあるプロセスキット１５０のプロセスシールド１５２に対してターゲット１４０にバイアス電圧を印加することができる。プロセスキット１５０は、スパッタリングプロセスまたは洗浄プロセスを実行するための適切な温度にプロセスシールド１５２を加熱するために、プロセスシールド１５２に結合されたヒータリング１３２を含むことができる。いくつかの実施形態では、プロセスキット１５０は、プロセスシールド１５２を囲むアダプタ１２０を含む。いくつかの実施形態では、プロセスシールド１５２およびヒータリング１３２は、それらの間にアダプタ１２０または側壁１１６の一部をクランプするように結合される（以下でさらに詳細に説明する）。いくつかの実施形態では、アダプタ１２０は、その中に配置された冷却チャネル２３２を含む。冷却チャネル２３２は、アダプタを冷却するために冷却チャネル２３２を通る冷却剤の流れを容易にするように構成される。いくつかの実施形態では、アダプタは、摂氏約２０度～摂氏約５０度の温度に冷却される。

いくつかの実施形態では、プロセスシールド１５２は、プロセスシールド１５２とアダプタ１２０との間に配置されるＲＦガスケットなどのばね部材１７６を収容するための複数の溝（図８を参照）を含む。ばね部材１７６は、プロセスシールド１５２とアダプタ１２０とを電気的に結合させるように構成される。いくつかの実施形態では、プロセスシールド１５２は、プロセスシールド１５２とアイソレータリング１１４との間に配置されるＲＦガスケットなどのばね部材１７４を収容するための複数の溝６０２（図６および図７を参照）を含む。アイソレータリング１１４は、ターゲット１４０をプロセスシールド１５２から電気的に分離するように構成される。ばね部材１７４は、有利には、プロセスシールド１５２とターゲット１４０との間の均一の間隙を維持する。

いくつかの実施形態では、ヒータリング１３２は、銅または銅合金を含む。ヒータ１３６は、ヒータリング１３２内に埋め込まれるか、またはそうでなければヒータリング１３２に結合される抵抗加熱要素などの加熱要素を含むことができる。いくつかの実施形態では、洗浄プロセスを実行するための適切な温度は、摂氏約２５０度～摂氏約３５０度である。ＤＣ電源１９０または第２のＤＣ電源１９０ａは、さらに、ヒータリング１３２のヒータ１３６にバイアス電圧を印加するために使用することができる（例えば、プロセスシールド１５２の洗浄プロセスを実行するとき）。

いくつかの実施形態では、プロセスキット１５０は、ペデスタル１３４上に、およびプロセスシールド１５２と基板支持体１３０との間に配置された堆積リング１５４をさらに含む。堆積リング１５４およびプロセスシールド１５２は、それらの間に蛇行したガス流経路を画定し、基板支持体１３０の外周壁および基板１０４のオーバハングエッジ１５３へのスパッタ堆積物の形成を低減するように互いに協同する。

いくつかの実施形態では、プロセスキット１５０は、望ましくないスパッタリング堆積物からプロセスチャンバ１００の内面を保護し、ヒータリング１３２からの熱をプロセスシールド１５２に反射して戻すことによって熱損失を低減するために反射ライナ１４８を含む。いくつかの実施形態では、反射ライナ１４８は、ヒータリング１３２およびアダプタ１２０のうちの少なくとも１つに結合される。いくつかの実施形態では、反射ライナ１４８は、「Ｌ」形状の断面または「Ｃ」形状の断面を有する。

いくつかの実施形態では、プロセスキット１５０は、基板支持体１３０に結合された接地ブラケット１４６を含む。いくつかの実施形態では、接地ブラケットは、接地ループ１５６に結合される。接地ループ１５６は、基板支持体１３０が上昇位置にあるとき、プロセスシールド１５２の底面と接触し、プロセスシールド１５２を電気的に接地し、基板支持体１３０が下降位置にあるとき、プロセスシールド１５２から離間するように構成される。

プロセスチャンバ１００は、プロセスガスを処理容積部１０８に供給するように構成されたガス源１６１を有するガス供給システム１６０に結合される。いくつかの実施形態では、ガス源１６１からのプロセスガスは、導管１６３を介してプロセスキット１５０に流され、プロセスキット１５０を通って処理容積部１０８に流される（図２に関して以下でより詳細に説明する）。いくつかの実施形態では、プロセスキット１５０は、少なくとも１つのガス供給チャネル１２８を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのガス供給チャネル１２８は、より均一なガス供給を行うために直径方向で対向した２つのガス供給チャネルを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのガス供給チャネル１２８は、アダプタ１２０の外面からアダプタ１２０の内面まで延びる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのガス供給チャネル１２８は、アダプタ１２０の外面からアダプタ１２０の内面まで下向きおよび半径方向内向きに延びる。ガス供給部をプロセスキット１５０に組み込むことによって、処理容積部１０８がプロセスガスを受け取り、それにより、プロセスガスを処理容積部１０８に供給するのに要する時間を減少させるので、スループットを有利に向上させることができることを発明者らは発見した。いくつかの実施形態では、ガス源１６１からのプロセスガスは、導管１６５を介して側壁１１６を通って流れ、次いで、非処理容積部１０９に流れ、次いで、処理容積部１０８に流れる。導管１６３および導管１６５は、設定した流量のプロセスガスを通すために、マスフローコントローラなどのガス流量制御バルブ（図示せず）を含むことができる。

プロセスガスは、アルゴンまたはキセノンなどの非反応性ガスを含むことができ、非反応性ガスは、ターゲット１４０に勢いよく衝突し、ターゲット１４０から基板１０４上に材料をスパッタすることができる。プロセスガスは、スパッタされた材料と反応して基板１０４上に層を形成することができる酸素含有ガスおよび窒素含有ガスのうちの１つまたは複数などの反応性ガスを含むことができる。次いで、ガスは、ＲＦ電源１７０によってエネルギーを与えられて、ターゲット１４０をスパッタするためのプラズマを形成するかまたは作り出す。例えば、プロセスガスは、高エネルギー電子によってイオン化され、イオン化されたガスは、負電圧でバイアスされたスパッタリング材料に引き寄せられる。いくつかの実施形態では、反応性ガスは、ターゲット１４０と直接反応して化合物を作り出し、次いで、その後、ターゲット１４０からスパッタされ得る。そのような実施形態では、ターゲット１４０は、ＤＣ電源１９０とＲＦ電源１７０の両方によってエネルギーを与えられ得る。いくつかの実施形態では、ＤＣ電源１９０は、パルスＤＣを供給してターゲット１４０に電力を供給するように構成することができる。

プロセスキット１５０のまわりの洗浄プロセスでは、プロセスガスは、酸素、または例えば、オゾン、水酸化物、もしくは過酸化物を含む他の酸素含有ガスを含むことができる。いくつかの実施形態では、プロセスガスは、塩素、二原子塩素、または塩素含有ガスを含むことができる。使用されるガスのタイプは、例えば、ターゲット材料のタイプ、チャンバのタイプ（例えば、ＰＶＤ、ＣＶＤなど）、製造業者の選好などに依存し得る。

いくつかの実施形態では、ＲＦ電源１７０によって供給されるＲＦエネルギーは、約２ＭＨｚ～約６０ＭＨｚの周波数に及ぶことができ、または、例えば、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、もしくは６０ＭＨｚなどの非限定的な周波数が使用されてもよい。いくつかの実施形態では、複数のＲＦ電源（すなわち、２つ以上）を備えて、上述の複数の周波数でＲＦエネルギーを供給してもよい。追加のＲＦ電源が、さらに、ペデスタル１３４および／またはプロセスシールド１５２にバイアス電圧を供給するために使用されてもよい（例えば、プロセスキット１５０のまわりの区域の洗浄プロセスを実行するとき）。例えば、いくつかの実施形態では、追加のＲＦ電源１７０ａは、電極１１８にエネルギーを与えるために使用することができる。電極１１８は、プロセスシールド１５２および／またはペデスタル１３４に電力を供給するために使用することができる。その上、いくつかの実施形態では、ＲＦ電源１７０は、電極１１８にエネルギーを与えるように構成することができる。１つまたは複数の追加の構成要素（例えば、スイッチング回路）が、電気経路をカバーまたは天井１２４から電極１１８に切り替えるために設けられてもよい。

使用済みプロセスガスおよび副生成物は、排気ポンプ１６２によりプロセスチャンバ１００から排気される。排気ポンプ１６２は、プロセスチャンバ１００内のガスの圧力を制御するために、スロットルバルブ（図示せず）を有する排気導管１６８を介して使用済みプロセスガスを受け取る。排気導管１６８は、１つまたは複数のポンプ（１つが示されている）を含む排気ポンプ１６２に接続される。

いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ１００は、ターゲット１４０のスパッタリングを改善するようにターゲット１４０のまわりに磁界を形成するためにターゲット１４０の上に配置された磁界発生器１６４を含むことができる。容量的に生成されたプラズマは、磁界発生器１６４によって強化することができ、磁界発生器１６４は、例えば、永久磁石または電磁石コイルが、基板１０４の平面に対して垂直な回転軸を有する回転磁界を有する磁界をプロセスチャンバ１００内に提供することができる。プロセスチャンバ１００は、追加としてまたは代替として、磁界発生器１６４を含み、磁界発生器１６４は、プロセスチャンバ１００のターゲット１４０の近くに磁界を生成して、ターゲット１４０に隣接する高密度プラズマ領域のイオン密度を増加させ、それによって、ターゲット材料のスパッタリングを改善する。

プロセスチャンバ１００の様々な構成要素は、コントローラ１８０によって制御することができる。コントローラ１８０は、基板１０４を処理するために構成要素を操作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１８０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づけ命令セット、プロセスキット１５０のまわりの区域を洗浄する必要があるときにプロセスチャンバ１００の処理容積部１０８内にプラズマを作り出すように構成されたマイクロ波電源１８１の電力制御、プロセスチャンバ１００へのスパッタガスの流量を設定するためにガス流量制御バルブを操作するためのガス流量制御命令セット、プロセスチャンバ１００内の圧力を操作および維持するためのガス圧力制御命令セット、ヒータ１３６の１つまたは複数の加熱構成要素の温度制御、プロセスキット１５０のまわりの区域への洗浄プロセス命令セット、ガスにエネルギーを与える電力レベルを設定するためにＲＦ電源１７０を操作するためのガスエナジャイザ制御命令セット、１つまたは複数の環状熱移送チャネルへの熱移送媒体の流量を制御するために基板支持体１３０または熱移送媒体供給部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、およびプロセスチャンバ１００内のプロセスをモニタするためのプロセスモニタリング命令セットを含むプログラムコードを含むことができる。プロセスチャンバ１００の様々な構成要素は、コントローラ１８０によって制御され得る。

図２は、本開示のいくつかの実施形態によるプロセスチャンバの部分断面等角図である。いくつかの実施形態では、プロセスシールド１５２は、円筒形状を有する本体２０２を含む。本体は、上部部分２０６および下部部分２０４を含む。いくつかの実施形態では、プロセスシールド１５２は、プロセスシールド１５２による流れコンダクタンスを増加させるために複数のベント２５２を含む。いくつかの実施形態では、複数のベント２５２は、プロセスシールド１５２のまわりに配列される。いくつかの実施形態では、複数のベント２５２は、プロセスシールド１５２のまわりに一定間隔で配列される。いくつかの実施形態では、複数のベント２５２は、プロセスシールド１５２の中央開口に沿って延びる中心軸に対して、プロセスシールド１５２のまわりに軸対称パターンで配列される。いくつかの実施形態では、複数のベント２５２の各ベントは、円形、楕円形、または他の形状の開口である。下部部分２０４は、上部部分２０６から下向きおよび半径方向内向きに延びる。上部部分２０６の処理容積部に面する面は、下部部分２０４の処理容積部に面する面と連続している。いくつかの実施形態では、上部部分２０６の底部からプロセスシールド１５２の底部までの下部部分２０４の外面２４０は、実質的に垂直である。いくつかの実施形態では、外面２４０は、全体が、上部部分２０６の処理容積部に面する面の半径方向外向きに配置される。

いくつかの実施形態では、下部部分２０４の上面２０８は実質的に水平である。いくつかの実施形態では、上面２０８は、堆積リング１５４の上面２１２の隣接部分と実質的に共平面である。いくつかの実施形態では、下部部分２０４は、下部部分２０４の本体から半径方向内向きに延びる内側リップ２３０を含む。いくつかの実施形態では、第１の脚部２３６が、内側リップ２３０の最内部分から下向きに延びる。いくつかの実施形態では、第１の脚部２３６は、上面２０８と、下部部分２０４の下面との間の場所に延びる。第１の脚部２３６の内面は、下部部分２０４の最内面を画定する。

いくつかの実施形態では、堆積リング１５４は、ペデスタル１３４に載る内側部分２１８を含む。いくつかの実施形態では、内側部分２１８の上面は、堆積リング１５４の上面２１２を画定する。いくつかの実施形態では、堆積リング１５４の第１の脚部２２２が、内側部分２１８から下向きに延びる。いくつかの実施形態では、堆積リング１５４は、第１の脚部２２２から半径方向内向きに延びる外側部分２２４を含む。いくつかの実施形態では、堆積リング１５４の第２の脚部２２６が、外側部分２２４から上向きに延びる。いくつかの実施形態では、第１の脚部２２２、外側部分２２４、および第２の脚部２２６は、プロセスシールド１５２の第１の脚部２３６の近くに配置されて、それらの間に蛇行したガス流経路が画定される。

いくつかの実施形態では、上部部分２０６は外側リップ２１４を含む。外側リップ２１４は、ヒータリング１３２をプロセスシールド１５２に固定するための締め具２２０を収容する複数の開口２１６を含む。図６および図７は、本開示のいくつかの実施形態によるプロセスシールド１５２の部分上面図である。いくつかの実施形態では、複数の開口２１６の各々は、締め具２２０のうちの１つを収容するために座ぐり６０６を含む。いくつかの実施形態では、図６に示されるように、座ぐり６０６は実質的に円形を有する。いくつかの実施形態では、複数の開口２１６の各々は、締め具２２０のうちの１つを収容するために座ぐり６０８を含む。いくつかの実施形態では、図７に示されるように、座ぐり６０８は、実質的に楕円形または引き伸ばされた円形を有する。いくつかの実施形態では、プロセスシールド１５２の外側リップ２１４は、複数の開口２１６から外側リップ２１４の外面６１０まで延びる複数の半径方向ガス分配チャネル６０４を含む。

いくつかの実施形態では、外側リップ２１４の上面６１２は、ばね部材１７４を収容するための複数の溝６０２を含む。いくつかの実施形態では、複数の溝６０２は、プロセスシールド１５２のまわりに一定間隔で配置される。ばね部材１７４は、複数の溝６０２に配置されるとき、プロセスシールド１５２とターゲット１４０との間の所望の間隙を維持するために、外側リップ２１４の上面６１２を越えて延びる。いくつかの実施形態では、複数の溝６０２の各々は、複数の開口２１６の隣接する開口の間を延びる。いくつかの実施形態では、複数の溝６０２の各々は、隣接する座ぐり６０６、６０８の側壁から延びる。

図８は、本開示のいくつかの実施形態によるプロセスシールドの部分底面図である。いくつかの実施形態では、外側リップ２１４の下面８０２は、ばね部材１７６を収容するための複数の溝８０４を含む。いくつかの実施形態では、複数の溝８０４は、プロセスシールド１５２のまわりに一定間隔で配列される。いくつかの実施形態では、外側リップ２１４の下面８０２の複数の溝８０４は、外側リップ２１４の上面６１２の複数の溝６０２よりも短い長さを延びる。例えば、ばね部材１７４は、約１．５インチ～約３．５インチの長さを有することができる。例えば、ばね部材１７６は、約０．５インチ～約１．５インチの長さを有することができる。複数の溝８０４は、プロセスシールド１５２と、別のチャンバ部品、例えば、アダプタ１２０または側壁１１６との間の電気的結合を維持するために、ばね部材１７６を格納するように構成される。

図２に戻ると、いくつかの実施形態では、インサート２３８が、プロセスシールドと締め具２２０との間の接触面積を増加させるために、締め具２２０の各々とプロセスシールド１５２との間の複数の開口２１６の各々に（例えば、座ぐり６０６または座ぐり７０８に）配置される。接触面積の増加により、有利には、プロセスシールド１５２の変形が減少し、締め具２２０の緩みが減少する。そのため、座ぐり７０８は、座ぐり６０６よりもプロセスシールド１５２との接触面積が大きいインサート２３８を収容することができる。いくつかの実施形態では、インサート２３８は、円錐形ワッシャおよび平ワッシャのうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態では、インサート２３８は、座ぐり７０８と同様の形状である。

いくつかの実施形態では、外側リップ２１４は、アダプタ１２０を収容するために切り込み付き下部周辺エッジを含む。いくつかの実施形態では、アダプタ１２０の内側リップ２４６は、有利には、締め具２２０を介して外側リップ２１４とヒータリング１３２との間にクランプされる。いくつかの実施形態では、外側リップ２１４は、アイソレータリング１１４を収容するために切り込み付き上部周辺エッジを含む。

プロセスキット１５０は、それを通るガス流経路を画定する。いくつかの実施形態では、ガス流経路は、アダプタ１２０とプロセスシールド１５２との間の領域から、複数の半径方向ガス分配チャネル６０４を通り、アイソレータリング１１４とプロセスシールド１５２との間の第１の間隙２５４を通り、ターゲット１４０とプロセスシールド１５２との間の第２の間隙２５０を通り、プロセスシールド１５２の円筒状本体内の領域まで延びる。第１の間隙２５４および第２の間隙２５０は、プロセスシールド１５２が加熱されたとき、ターゲット１４０またはアイソレータリング１１４と接触することなく、プロセスシールド１５２の熱膨張に適応するように大きさを合わされる。

図３は、本開示のいくつかの実施形態によるプロセスチャンバの部分断面等角図である。いくつかの実施形態では、アダプタ１２０の内側リップ２４６は、プロセスシールド１５２をアダプタ１２０に位置合わせするための複数の位置合わせピン３０２を含む。複数の位置合わせピン３０２の各々は、プロセスシールド１５２をアダプタ１２０に位置合わせするために、プロセスシールド１５２の位置合わせスロット３０４内に延びる。いくつかの実施形態では、プロセスシールド１５２は、位置合わせピン３０２の各々の肩部３０８に載る。位置合わせピン３０２は、アダプタ１２０とプロセスシールド１５２と間の熱的結合を低減または防止するために、アダプタ１２０の内側リップ２４６とプロセスシールド１５２の外側リップ２１４との間に間隙を設けるように構成される。アダプタ１２０およびプロセスシールド１５２の熱分離は、有利には、アダプタ１２０の温度が摂氏約２０度～摂氏約５０度の温度でありながら、プロセスシールド１５２を摂氏２５０度を超える温度に加熱することを容易にする。いくつかの実施形態では、位置合わせピン３０２は、互いに約１２０度間隔をあけた３つのピンを含む。いくつかの実施形態では、位置合わせピン３０２は、アダプタ１２０の内側リップ２４６の上面とプロセスシールド１５２の外側リップ２１４の下面との間に約０．００５インチ～約０．０２インチの間隙を設ける。

いくつかの実施形態では、ヒータリング１３２は、ヒータリング１３２およびプロセスシールド１５２の温度制御を向上させるために、ヒータリング１３２を通して冷却剤を循環させるための冷却チャネル３１４を含む。いくつかの実施形態では、側壁１１６の上面は、アダプタ１２０と側壁１１６の間に真空シールを形成するために、Ｏリング３１２を受け取るためのＯリング溝３１０を含む。いくつかの実施形態では、アダプタ１２０は、アイソレータリング１１４を収容するための切り込み付き上部内部エッジを含む。いくつかの実施形態では、切り込み付き上部内部エッジによって画定された表面は、アダプタ１２０とアイソレータリング１１４との間に真空シールを形成するために、Ｏリング３２０を受け取るためのＯリング溝３１６を含む。

図４は、本開示のいくつかの実施形態によるプロセスチャンバの部分断面等角図である。いくつかの実施形態では、反射ライナ１４８は、アダプタ１２０に結合される。いくつかの実施形態では、反射ライナ１４８は、複数のスタンドオフ４０２を介してアダプタ１２０に結合される。いくつかの実施形態では、複数のスタンドオフ４０２は、ヒータリング１３２の複数の切欠き４０８内に延びる。いくつかの実施形態では、複数の切欠き４０８は、ヒータリング１３２の外面から半径方向内向きに延びる。いくつかの実施形態では、複数のスタンドオフ４０２は、中央開口４１２を含む。複数の第１の締め具４０６が、アダプタ１２０を複数のスタンドオフ４０２に結合させるために、アダプタ１２０の開口４２０を通って、複数のスタンドオフ４０２の各々のそれぞれのスタンドオフの第１の端部の中央開口４１２内に延び得る。複数の第２の締め具４０４が、反射ライナ１４８を複数のスタンドオフ４０２に、ひいてはアダプタ１２０に結合させるために、反射ライナ１４８の開口４１０を通って、複数のスタンドオフ４０２の各々のそれぞれのスタンドオフの第２の端部の中央開口４１２内に延び得る。

図５は、本開示のいくつかの実施形態によるヒータリング１３２の上部等角上面図である。ヒータリング１３２は、プロセスシールド１５２をヒータリング１３２に結合させやすくするために、プロセスシールド１５２の複数の開口２１６に対応する複数の開口５０４を含む。いくつかの実施形態では、ヒータリング１３２は、位置合わせピン３０２の場所に対応する複数のピンスロット５０８を含む。いくつかの実施形態では、複数のピンスロット５０８は３つのスロットを含む。いくつかの実施形態では、複数の切欠き４０８は８つの切欠きを含む。

いくつかの実施形態では、ヒータリング１３２は、ヒータリング１３２の本体５１０から半径方向外向きに延びる複数の位置タブ５０６を含む。複数の位置タブ５０６は、ヒータリング１３２がプロセスチャンバ１００に配置されるとき、ヒータリング１３２を位置合わせするためにチャンバ部品に載ることができる。例えば、いくつかの実施形態では、複数の位置タブ５０６が側壁１１６に載る。

図９は、本開示のいくつかの実施形態によるプロセスシールドの断面側面図である。いくつかの実施形態では、下部部分２０４の外面２４０は、外側リップ２１４から下向きおよび半径方向内向きに延びる第１の部分９０４を含む。いくつかの実施形態では、外面２４０は、第１の部分９０４からプロセスシールド１５２の下面９１０に下降して延びる第２の部分９０６を含む。いくつかの実施形態では、第２の部分９０６は実質的に垂直下向きに延びる。いくつかの実施形態では、第２の部分９０６は、第１の部分９０４の半径方向内側に配置される。

前述は本開示の実施形態に関するが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他のおよびさらなる実施形態を考案することができる。

Claims (20)

1. プロセスチャンバで使用するためのプロセスシールドであって、
   円筒形状を有する本体であって、前記本体が、上部部分および下部部分を含み、前記上部部分が外側リップを有し、前記下部部分が、前記上部部分から下向きおよび半径方向内向きに延び、前記外側リップが、締め具を収容するための複数の開口と、前記外側リップの外面から半径方向内向きに延びる複数の位置合わせスロットと、切り込み付き下部周辺エッジとを含み、前記外側リップの下面が複数の溝を含む、本体
   を含む、プロセスシールド。
2. 前記プロセスシールドの前記外側リップが、前記外側リップの前記複数の開口から前記外側リップの前記外面まで延びる半径方向ガス分配チャネルを含む、請求項１に記載のプロセスシールド。
3. 前記外側リップの上面が、ばね部材を収容するための複数の溝を含む、請求項１に記載のプロセスシールド。
4. 前記複数の開口が座ぐりを含む、請求項１に記載のプロセスシールド。
5. 前記下部部分の外面が、垂直下向きに延びる部分を含む、請求項１に記載のプロセスシールド。
6. 前記外側リップが、切り込み付き上部周辺エッジを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載のプロセスシールド。
7. 前記下部部分が、半径方向内向きに延びる内側リップと、前記内側リップの最内部分から垂直下向きに延びる脚部とを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載のプロセスシールド。
8. プロセスチャンバで使用するためのプロセスキットであって、
   請求項１～５のいずれかに記載の前記プロセスシールドと、
   前記外側リップの複数の開口を介して前記プロセスシールドの前記上部部分に結合されたヒータリングであって、前記ヒータリングが、その中に埋め込まれた抵抗加熱要素を含み、前記ヒータリングが、前記プロセスシールドの前記複数の位置合わせスロットの場所に対応する複数のピンスロットを含む、ヒータリングと
   を含む、プロセスキット。
9. 前記プロセスシールドと基板支持体との間に配置された堆積リングをさらに含む、請求項８に記載のプロセスキット。
10. 前記ヒータリングが、その中に埋め込まれた加熱要素を含む、請求項８に記載のプロセスキット。
11. 前記プロセスシールドを囲むアダプタをさらに含み、前記アダプタが、その中に配置された冷却チャネルを有し、前記アダプタが、前記プロセスシールドと前記ヒータリングとの間にクランプされる、請求項８に記載のプロセスキット。
12. 前記アダプタが、前記アダプタの外面から前記アダプタの内面まで延びるガス供給チャネルを含む、請求項１１に記載のプロセスキット。
13. １つまたは複数のばね部材が、前記プロセスシールドを前記アダプタに電気的に結合させるために、前記プロセスシールドと前記アダプタとの間に配置される、請求項１１に記載のプロセスキット。
14. 前記アダプタが、内側リップを含み、前記内側リップが、前記プロセスシールドを前記アダプタに位置合わせするための複数の位置合わせピンを含み、前記位置合わせピンが、前記アダプタの前記内側リップと前記プロセスシールドの前記外側リップとの間に間隙を設けるように構成される、請求項１１に記載のプロセスキット。
15. 前記ヒータリングの切欠きを通るスタンドオフを介して前記アダプタに結合された反射ライナをさらに含む、請求項１１に記載のプロセスキット。
16. チャンバ本体であって、その中に内部容積部を画定する、チャンバ本体と、
    前記チャンバ本体の上部に隣接して前記内部容積部に配置されたターゲットと、
    前記ターゲットと向き合って前記内部容積部に配置された基板支持体と、
    請求項１～５のいずれか１項に記載の前記プロセスシールドであって、前記プロセスシールドが前記ターゲットから前記基板支持体まで延び、前記プロセスシールドが外側リップを有する、前記プロセスシールドと、
    前記プロセスシールドを囲むアダプタであって、前記アダプタが、その中に配置された冷却チャネルを有する、アダプタと、
    ヒータリングであって、前記外側リップと前記ヒータリングとの間に前記アダプタをクランプするために、前記外側リップの複数の開口を介して前記プロセスシールドの前記外側リップに結合された、ヒータリングと
    を含むプロセスチャンバ。
17. 前記アダプタが内側リップを含み、前記内側リップが複数の位置合わせピンを含み、前記複数の位置合わせピンの各々が、前記アダプタの前記内側リップと前記プロセスシールドの前記外側リップとの間に間隙を設けながら前記プロセスシールドを前記アダプタに位置合わせするために、前記プロセスシールドの位置合わせスロット内に延びる、請求項１６に記載のプロセスチャンバ。
18. 前記プロセスシールドと前記基板支持体との間に配置された堆積リングをさらに含み、前記堆積リングが、前記プロセスシールドの下部部分の上面と実質的に共平面の上面を含む、請求項１６または１７に記載のプロセスチャンバ。
19. 前記基板支持体に結合された接地ブラケットであって、前記基板支持体が上昇位置にあるときに前記プロセスシールドを接地するために前記プロセスシールドに電気的に結合され、前記基板支持体が下降位置にあるときに前記プロセスシールドから離間されるように構成された接地ブラケットをさらに含む、請求項１６または１７に記載のプロセスチャンバ。
20. アイソレータリングをさらに含み、ガス流経路が、前記アイソレータリングと前記プロセスシールドとの間の第１の間隙を通り、前記ターゲットと前記プロセスシールドとの間の第２の間隙を通り、前記プロセスシールドの前記円筒状本体内の領域まで延びる、請求項１６または１７に記載のプロセスチャンバ。

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