JP2023533096A - Ｒｆチャンバのアノード－カソード比を改良するための装置 - Google Patents

Abstract

本明細書には、プラズマプロセスチャンバ内で使用するプロセスキットの実施形態が記載されている。いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ内で使用するプロセスキットが、上部ならびに上部から下方および半径方向内側へ延びる下部を有する環状本体を含み、この環状本体は内面を含み、この内面は、下方へ延びる第１のセグメント、第１のセグメントから半径方向外側へ延びる第２のセグメント、第２のセグメントから下方へ延びる第３のセグメント、第３のセグメントから半径方向外側へ延びる第４のセグメント、第４のセグメントから下方へ延びる第５のセグメント、第５のセグメントから半径方向内側へ延びる第６のセグメント、第６のセグメントから下方へ延びる第７のセグメントおよび第７のセグメントから半径方向内側へ延びる第８のセグメントを有する。

Description

本開示の実施形態は一般に基板処理機器に関する。

プラズマプロセスチャンバは通常、基板を支持するための基板支持体、および基板支持体と向かい合わせに配されたターゲットを含む。ターゲットは、処理中に基板上にスパッタリングする材料の供給源となる。プラズマプロセスチャンバにＲＦ電力を供給して、ターゲットと基板支持体の間に配された処理容積内でプラズマを発生させる。プラズマプロセスチャンバは通常、望まれていない堆積からチャンバ壁を保護するためおよびプラズマを閉じ込めるためのプロセスキットを含む。プロセスキットは一般にプロセスシールドを含む。高ＲＦ電力プロセスについては、プロセスシールドのプラズマに面した面が損耗を受けやすく、その結果、プロセスシールドを構成している材料の望まれていない粒子生成、およびプロセスシールド上に配されたターゲット材料の望まれていない再スパッタリングが起こる。ターゲットと基板の間の間隔を短くすると汚染および再スパッタリングの問題が増大することを本発明の発明者は認めた。

したがって、本発明の発明者は、改良されたプロセスキットを提供した。

本明細書には、プラズマプロセスチャンバ内で使用するプロセスキットの実施形態が記載されている。いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ内で使用するプロセスキットが、上部ならびに上部から下方および半径方向内側へ延びる下部を有する環状本体を含み、この環状本体は内面を含み、この内面は、下方へ延びる第１のセグメント、第１のセグメントから半径方向外側へ延びる第２のセグメント、第２のセグメントから下方へ延びる第３のセグメント、第３のセグメントから半径方向外側へ延びる第４のセグメント、第４のセグメントから下方へ延びる第５のセグメント、第５のセグメントから半径方向内側へ延びる第６のセグメント、第６のセグメントから下方へ延びる第７のセグメントおよび第７のセグメントから半径方向内側へ延びる第８のセグメントを有する。

いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ内で使用するプロセスキットが、上部および下部を有するプロセスシールドであり、下部が、上部から下方へ垂直に延びる第１の部分、第１の部分から半径方向内側へ水平に延びる第２の部分、および第２の部分から上方へ延びる第１の内側リップを有し、上部の内面が、プロセスシールドのプロセス量に面した面を大きくするために下部を超えて半径方向外側へ延びる環状溝を含む、プロセスシールドと、プロセスシールドの上部に結合された冷却材リングであり、冷却材リング内で冷却材を流すように構成された冷却材リングとを含む。

いくつかの実施形態では、プロセスチャンバが、内部容積をその中に有するチャンバ本体と、内部容積内に配された基板支持体と、基板支持体との間にプロセス量を少なくとも部分的に画定するために、内部容積内に基板支持体と向かい合わせに配されているターゲットであって、ターゲットのプロセス量に面した面によって画定されたカソード面を含む、ターゲットと、プロセス量の外側境界を画定するために基板支持体およびターゲットの周囲に配されたプロセスシールドであり、このプロセスシールドが、プロセスシールドのプロセス量に面した面によって画定されたアノード面を含み、アノード面の表面積が、カソード面の表面積の２倍よりも大きい、プロセスシールドとを含む。

以下では、本開示の他の実施形態および追加の実施形態を説明する。

以上に概要を簡潔に示し、以下により詳細に論じる本開示の実施形態は、添付図面に示された本開示の例示的な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、添付図面は、本開示の典型的な実施形態だけを示しており、したがって、添付図面を、範囲を限定するものとみなすべきではない。これは、本開示が、等しく有効な他の実施形態を受け入れる可能性があるためである。

本開示の少なくともいくつかの実施形態による、プロセスキットを有するプロセスチャンバを示す概略側面図である。 本開示の少なくともいくつかの実施形態による、プロセスキットを有するプロセスチャンバを示す部分側断面図である。 本開示の少なくともいくつかの実施形態による、プロセスキットを有するプロセスチャンバを示す部分側断面図である。 本開示の少なくともいくつかの実施形態による、プロセスシールドを示す等角上面図である。 本開示の少なくともいくつかの実施形態による、プロセスキットを有するプロセスチャンバを示す部分側断面図である。 本開示の少なくともいくつかの実施形態による、図５のプロセスキットを有するプロセスチャンバを示す部分断面図である。

理解を容易にするため、可能な場合には、図に共通する同一の要素を示すために、同一の参照符号を使用した。図は、一定の倍率では描かれておらず、明瞭にするために簡略化されていることがある。特段の言及がなくとも、１つの実施形態の要素および特徴が、他の実施形態に有益に組み込まれることがある。

本明細書には、プラズマプロセスチャンバ内で使用するプロセスキットの実施形態が記載されている。本明細書に記載されたプロセスキットはプロセスシールドを含む。プロセスシールドのプラズマに面した表面積とプラズマプロセスチャンバ内に配されたターゲットのプラズマに面した表面積の比を大きくする（すなわちアノード／カソード比を大きくする）と、汚染および再スパッタリングの問題が有利に低減することを本発明の発明者は認めた。新規のプロセスシールドは、約２以上、例えば約２～約３のアノード／カソード比を提供する。いくつかの実施形態では、アノードの表面積を増大させるため、プロセスシールドが、内面に、１つまたは複数の環状溝を含む。アノードの表面積を増大させるため、プロセスシールドはさらに、基板支持体の基板を受け取る面よりも下方に延びる。このプロセスシールドは、プロセスシールドの温度を制御するためにプロセスシールドに結合された冷却リングを含むことができる。プロセスキットはさらに、処理位置においてプロセスシールドの上に載るカバーリングを含むことができ、このカバーリングは、プロセスキットを通り抜けてプラズマが漏れることを低減させまたは防ぐためにカバーリングとプロセスシールドの間に蛇行した経路を画定するように構成されている。

図１は、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、プロセスキットを有するプロセスチャンバ１００（例えばプラズマ処理チャンバ）の概略側面図を示している。いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ１００がエッチング処理チャンバである。しかしながら、異なるプロセス向けに構成された他のタイプの処理チャンバが本明細書に記載されたプロセスキットの実施形態を使用することもでき、または異なるプロセス向けに構成された他のタイプの処理チャンバを、本明細書に記載されたプロセスキットの実施形態とともに使用するように変更することもできる。

プロセスチャンバ１００は、内部容積１２０内の大気圧よりも低い圧力を基板処理の間、維持するように適当に適合された真空チャンバである。プロセスチャンバ１００は、内部容積１２０の上半分に位置する処理容積１１９を囲うリッドアセンブリ１０４によってふたがされたチャンバ本体１０６を含む。チャンバ本体１０６およびリッドアセンブリ１０４は、アルミニウムなどの金属でできたものとすることができる。グラウンド１１５への結合によってチャンバ本体１０６を接地することができる。

内部容積１２０内には、例えば半導体ウエハまたは静電的に保持することができる他の基板などの基板１２２を支持および保持するために、基板支持体１２４が配されている。基板支持体１２４は一般に、ペデスタル１３６上に配された静電チャック１５０、ならびにペデスタル１３６および静電チャック１５０を支持するための中空支持シャフト１１２を備えることができる。静電チャック１５０は、１つまたは複数の電極１５４がその中に配された誘電体プレートを備える。ペデスタル１３６は一般にアルミニウムなどの金属でできている。ペデスタル１３６はバイアス可能であり、プラズマ操作の間、ペデスタル１３６を、電気的浮遊電位に維持することまたは接地することができる。中空支持シャフト１１２は、例えば裏側ガス、プロセスガス、流体、冷却材、電力などを静電チャック１５０に供給するための導管を提供する。

いくつかの実施形態では、中空支持シャフト１１２が、アクチュエータまたはモータなどのリフト機構１１３に結合されており、リフト機構１１３は、上位の処理位置（図１に示されている）と下位の移送位置（図示せず）との間の静電チャック１５０の垂直移動を提供する。中空支持シャフト１１２の周囲にはベローズアセンブリ１１０が配されており、ベローズアセンブリ１１０は、フレキシブルシールを提供するために、静電チャック１５０とプロセスチャンバ１００の底面１２６との間に結合されており、このフレキシブルシールは、静電チャック１５０の垂直運動を可能にし、同時に、プロセスチャンバ１００内の真空度の低下を防ぐ。ベローズアセンブリ１１０はさらに下部ベローズフランジ１６４を含み、下部ベローズフランジ１６４は、底面１２６と接触してチャンバ真空度の低下を防ぐのに資するＯリング１６５または他の適当なシーリング要素と接触している。

中空支持シャフト１１２は、チャック電源１４０およびＲＦ源（例えばＲＦ電源１７４およびＲＦバイアス電源１１７）を静電チャック１５０に結合するための導管を提供する。いくつかの実施形態では、ＲＦ電源１７４およびＲＦバイアス電源１１７が、対応するそれぞれのＲＦマッチネットワーク（ＲＦマッチネットワーク１１６だけが示されている）を介して静電チャック１５０に結合されている。いくつかの実施形態では、基板支持体１２４が、ＡＣバイアス電力またはＤＣバイアス電力を二者択一的に含むことができる。

基板リフト１３０は、プラットホーム１０８上に装着されたリフトピン１０９を含むことができ、プラットホーム１０８はシャフト１１１に接続されており、シャフト１１１は、基板リフト１３０を上げ下げして、基板１２２を静電チャック１５０上に置くことまたは基板１２２を静電チャック１５０から取り外すことができるようにするための第２のリフト機構１３２に結合されている。プラットホーム１０８は、フープリフト（ｈｏｏｐ ｌｉｆｔ）の形態をとることができる。静電チャック１５０は、リフトピン１０９を受け取るための貫通穴を含むことができる。基板リフト１３０が垂直運動している間、チャンバ真空を維持するフレキシブルシールを提供するため、基板リフト１３０と底面１２６の間にベローズアセンブリ１３１が結合されている。

処理容積１１９内には、処理の間、カソードとして機能するターゲット１３８が、ターゲット１３８と基板支持体１２４との間にプロセス量を少なくとも部分的に画定するために、基板支持体１２４と向かい合わせに配されている。ターゲット１４０は、ターゲット１３８の処理容積に面した面によって画定されたカソード面を含む。基板支持体１２４は、ターゲット１３８のスパッタリング面に対して実質的に平行な平面を有する支持面を有する。ターゲット１３８は、ＤＣ電源１９０および／またはＲＦ電源１７４の一方または両方に接続されている。ＤＣ電源１９０は、ターゲット１３８に、プロセスシールド１０５に対するバイアス電圧を印加することができる。

ターゲット１３８は、バッキングプレート１４４に装着されたスパッタリングプレート１４２を備える。スパッタリングプレート１４２は、基板１２２上にスパッタリングする材料を含む。バッキングプレート１４４は、例えばステンレス鋼、アルミニウム、銅－クロムまたは銅－亜鉛などの金属から製造されている。バッキングプレート１４４は、ターゲット１３８内で発生した熱を放散させるのに十分な大きさの熱伝導率を有する材料から製造することができ、このような熱は、スパッタリングプレート１４２およびバッキングプレート１４４内に生じた渦電流によって、さらに、発生したプラズマからの高エネルギーイオンのスパッタリングプレート１４２上への衝撃によって生じる。

いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ１００が、ターゲット１３８のスパッタリングを改良するようにターゲット１３８の周囲の磁場を整形するための磁場発生装置１５６を含む。容量的に発生させたプラズマを、磁場発生装置１５６によって強化することができ、磁場発生装置１５６では、例えば複数の磁石１５１（例えば永久磁石または電磁コイル）が、基板１２２の平面に対して直角な回転軸を有する回転磁場を有する磁場をプロセスチャンバ１００内に提供することができる。それに加えてまたはその代わりに、プロセスチャンバ１００は、処理容積１１９内のイオン密度を増大させてターゲット材料のスパッタリングを改良するために、ターゲット１３８の近くに磁場を発生させる磁場発生装置１５６を備えることができる。複数の磁石１５１は、リッドアセンブリ１０４の空洞１５３の中に配することができる。ターゲット１３８を冷却するために、水などの冷却材を空洞１５３の中に配すること、または水などの冷却材を空洞１５３を通して循環させることができる。

さまざまなチャンバ部品とイオン化したプロセス材料との間の望まれていない反応を防ぐため、プロセスチャンバ１００は、このようなチャンバ部品の境界に位置するプロセスキットを含む。処理容積１１９を少なくとも部分的に画定するために、プロセスキット１０２は、基板支持体１２４およびターゲット１３８を取り囲むプロセスシールド１０５を含む。例えば、プロセスシールド１０５は、処理容積１１９の外側境界を画定することができる。プロセスシールド１０５は、プロセスシールド１０５の処理容積に面した面によって画定されたアノード面を含む。いくつかの実施形態では、プロセスシールド１０５がアルミニウムなどの金属でできている。

いくつかの実施形態では、プロセスキット１０２が、静電チャック１５０の外縁の上に載った堆積リング１７０を含む。いくつかの実施形態では、プロセスキット１０２がカバーリング１８０を含み、カバーリング１８０は、カバーリング１８０とプロセスシールド１０５との間に蛇行したガス流経路を形成するためにプロセスシールド１０５上に配されている。いくつかの実施形態では、カバーリング１８０と堆積リング１７０の間を通ってプラズマが漏れることを低減させまたは防ぐために、処理位置において、カバーリング１８０の半径方向内側の部分が堆積リング１７０の上に載っている。

いくつかの実施形態では、基板支持体１２４が処理位置にあるときのターゲット１３８と基板支持体１２４の間の距離が約６０．０ｍｍ～約１６０．０ｍｍである。いくつかの実施形態では、基板支持体１２４が処理位置にあるときのターゲット１３８と基板１２２の間の距離１５８が約９０．０ｍｍ～約１１０．０ｍｍである。ターゲット１３８と基板１２２の間の間隔を短くすると、アノード表面積が縮小するために、汚染および再スパッタリングの問題が増大することを本発明の発明者は認めた。ターゲット１３８と基板１２２の間の間隔を増大させることなくアノードの表面積を増大させると、ターゲット１３８と基板１２２の間の間隔が短いことの利点が有利に提供され、同時に、汚染および再スパッタリングの問題が縮小する。いくつかの実施形態では、汚染および再スパッタリングの問題を低減するために、アノード面の表面積が、カソード面の表面積の約２倍よりも有利に大きい。

いくつかの実施形態では、プロセスシールド１０５とペデスタル１３６の間に複数のグラウンドループ１７２が配されている。グラウンドループ１７２は一般に、基板支持体１２４が処理位置にあるときにプロセスシールド１０５をペデスタル１３６に接地するように構成された、導電性材料のループ、あるいは代わりに、導電性ストラップ、ばね部材などを含むことができる。いくつかの実施形態では、プロセスシールド１０５を接地するために、複数のグラウンドループ１７２がペデスタル１３６の外側リップに、処理位置においてグラウンドループ１７２がプロセスシールド１０５と接触するように結合されている。いくつかの実施形態では、移送位置において、グラウンドループ１７２がプロセスシールド１０５から間隔を置いて配置される。

プロセスチャンバ１００は真空システム１９に結合されており、かつ真空システム１９と流体連結しており、真空システム１９は、プロセスチャンバ１００から排気するために使用されるスロットルバルブ（図示せず）および真空ポンプ（図示せず）を含む。スロットルバルブおよび／または真空ポンプを調整することによって、プロセスチャンバ１００の内側の圧力を調節することができる。プロセスチャンバ１００はさらに、プロセスガス供給１１８に結合されており、かつプロセスガス供給１１８と流体連結しており、プロセスガス供給１１８は、プロセスチャンバ１００の中に配された基板１２２を処理するために１種または数種のプロセスガスをプロセスチャンバ１００に供給することができる。チャンバ本体１０６内およびチャンバ本体１０６外に基板１２２を移送することを容易にするために、チャンバ本体１０６にスリットバルブ１４８を結合し、スリットバルブ１４８をチャンバ本体１０６の側壁の開口と位置合わせすることができる。

使用時、ＤＣ電源１９０が、ターゲット１３８およびＤＣ電源１９０に接続された他のチャンバ部品に電力を供給している間に、ＲＦ電源１７４が、（例えばプロセスガス供給１１８からの）スパッタリングガスに電力を供給して、スパッタリングガスのプラズマを形成する。形成されたプラズマは、ターゲット１３８のスパッタリング面に衝突し、ターゲット１３８のスパッタリング面を衝撃して、材料をターゲット１３８から基板１２２上にスパッタリングする。いくつかの実施形態では、ＲＦ電源１７４によって供給されるＲＦエネルギーの周波数を約２ＭＨｚ～約６０ＭＨｚの範囲とすることができ、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を使用することができる。いくつかの実施形態では、上記の複数の周波数のＲＦエネルギーを供給するために、複数の（すなわち２つ以上の）ＲＦ電源を提供することができる。基板支持体１２４にバイアス電圧を供給してプラズマからのイオンを基板１２２の方へ引きつけるために、追加のＲＦ電源（例えばＲＦバイアス電源１１７）を使用することもできる。

図２は、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、プロセスキットを有するプロセスチャンバの部分側断面図を示している。いくつかの実施形態では、プロセスシールド１０５が、上部２０６および上部２０６から下方および半径方向内側へ延びる下部２０８を有する環状本体２０４を含む。いくつかの実施形態では、下部２０８が、上部２０６から下方へ垂直に延びる第１の部分２１４、および第１の部分２１４から半径方向内側へ水平に延びる第２の部分２１６を有する。環状本体２０４の内面２１２、または環状本体２０４の処理容積に面した面に対応するアノード面が、上部２０６に環状溝２１５を含む。いくつかの実施形態では、内面２１２の表面積を増大させるため、環状溝２１５が下部２０８を超えて半径方向外側へ延びている。いくつかの実施形態では、環状溝２１５が、約０．９インチ～約３．０インチの幅Ｗを有する。いくつかの実施形態では、環状溝２１５が、約０．８インチ～約２．０インチの幅Ｗを有する。いくつかの実施形態では、幅Ｗが、約０．９インチ～約１．１インチである。いくつかの実施形態では、環状溝２１５が、約０．８インチ～約２．０インチの深さＤを有する。いくつかの実施形態では、深さＤが、約１．０インチ～約１．５インチである。

いくつかの実施形態では、内面２１２が、環状本体２０４の最上位面２１８から下方へ延びる第１のセグメント２２０を含む。いくつかの実施形態では、内面２１２が、第１のセグメント２２０から半径方向外側へ延びる第２のセグメント２２２を含む。いくつかの実施形態では、内面２１２が、第２のセグメント２２２から下方へ延びる第３のセグメント２２４を含む。いくつかの実施形態では、内面２１２が、第３のセグメント２２４から半径方向外側へ延びる第４のセグメント２２６を含む。いくつかの実施形態では、内面２１２が、第４のセグメント２２６から下方へ延びる第５のセグメント２２８を含む。いくつかの実施形態では、内面２１２が、第５のセグメント２２８から半径方向内側へ延びる第６のセグメント２３０を含む。いくつかの実施形態では、内面２１２が、第６のセグメント２３０から下方へ延びる第７のセグメント２３２を含む。いくつかの実施形態では、内面２１２が、第７のセグメント２３２から半径方向内側へ延びる第８のセグメント２３４を含む。いくつかの実施形態では、プロセスシールド１０５が、第８のセグメント２３４または下部２０８の第２の部分２１６から上方へ延びる第１の内側リップ２４０を含む。いくつかの実施形態では、内面２１２が、第１のセグメント２２０から最上位面２１８まで延びる第９のセグメント２３６を含む。いくつかの実施形態では、第９のセグメント２３６が、半径方向外側および上方へ延びている。

アノードをカソードから分離するため、ターゲット１３８とプロセスシールド１０５の間には間隙２５２が配されている。例えば、間隙２５２は、第９のセグメント２３６とターゲット１３８の間およびターゲット１３８とプロセスシールド１０５の最上位面２１８の間に延びている。いくつかの実施形態では、ターゲット１３８をプロセスシールド１０５から電気的分離するために、ターゲット１３８とプロセスシールド１０５の間に分離リング２６０が配されている。いくつかの実施形態では、プロセスシールド１０５の上面と分離リング２６０の下面の間に第１のＯリング２６２が配されている。いくつかの実施形態では、分離リング２６０の上面とターゲット１３８の下面の間に第２のＯリング２６４が配されている。

いくつかの実施形態では、環状本体２０４の上部２０６に複数のセラミックプラグ２４２が結合されており、複数のセラミックプラグ２４２は、間隙２５２が実質的に均一であることを保証するためにターゲット２３８を環状本体２０４の中央に置くことを容易にするように構成されている。いくつかの実施形態では、複数のセラミックプラグ２４２が、等間隔に配置された３つのセラミックプラグを含む。いくつかの実施形態では、複数のセラミックプラグ２４２が、プロセスシールド１０５の最上位面２１８を超えて延びている。いくつかの実施形態では、複数のセラミックプラグ２４２を収容するために、分離リング２６０が、複数のセラミックプラグ２４２の位置に対応する複数の凹部２６６を含む。いくつかの実施形態では、複数のセラミックプラグ２４２を収容するために、ターゲット１３８が、複数のセラミックプラグ２４２の位置に対応する複数の凹部２７６を含む。

いくつかの実施形態では、カバーリング１８０が環状本体を有する。いくつかの実施形態では、カバーリング１８０の第１のレッグ２８２が、環状本体の半径方向外側の縁から下方へ延びている。いくつかの実施形態では、第１のレッグ２８２とプロセスシールドの第１の内側リップ２４０の間に蛇行したガス流経路を画定するために、第１のレッグ２８２が、プロセスシールドの第１の内側リップ２４０の半径方向外側に配されている。いくつかの実施形態では、カバーリング１８０が、実質的に平らな上面を有する外側部分２８４、ならびに半径方向内側および下方へ延びる上面を有する内側部分２８６を含む。いくつかの実施形態では、内側部分２８６の下面が、堆積リング１７０の上に載るように構成されている。いくつかの実施形態では、内側部分２８６の下面が、堆積リング１７０の上に載らない凹んだ部分６０６（図６参照）を含む。

いくつかの実施形態では、堆積リング１７０が、静電チャック１５０の周囲ノッチの上に載っている。いくつかの実施形態では、堆積リング１７０が、堆積リング１７０の外側部分２７２よりも一段高い内側部分２７４を含む。いくつかの実施形態では、カバーリング１８０の内側部分２８６が、堆積リング１７０の外側部分２７２の上に載るように構成されている。いくつかの実施形態では、カバーリング１８０と堆積リング１７０の間を通って漏れることがあるプラズマのための蛇行した経路を形成するために、堆積リング１７０の外側部分２７２の上面が、カバーリング１８０の凹んだ部分６０６の中へ延びる隆起部６０８（図６参照）を有する。

図３は、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、プロセスキットを有するプロセスチャンバの部分側断面図を示している。いくつかの実施形態では、環状本体２０４を冷却するために、環状本体２０４の上部２０６に冷却材リング３０２が結合されている。いくつかの実施形態では、冷却材リング３０２が、冷却材リング３０２の中に配されたまたは冷却材リング３０２に埋め込まれた冷却材管３２０を含み、冷却材管３２０は、冷却材管３２０を通して冷却材を循環させるように構成されている。いくつかの実施形態では、冷却材リング３０２が、上部２０６の下面３０４から延びる環状チャネル３０６の中に配されている。いくつかの実施形態では、上部２０６が、環状本体２０４を冷却材リング３０２に（例えばファスナ３３６によって）装着するために頂面３１８から延びる穴３１６を含む。いくつかの実施形態では、穴３１６が、８つ以上の穴、例えば１６個の穴を含む。

いくつかの実施形態では、上部２０６が、環状本体２０４をチャンバ本体１０６に（例えばファスナ３３８によって）装着するために頂面３１８から延びる穴３２６を含む。いくつかの実施形態では、穴３２６が、４つ以上の穴、例えば８つの穴を含む。いくつかの実施形態では、上部２０６が、穴３１６と穴３２６の間に配された壁３１２を有する。いくつかの実施形態では、プロセスシールド１０５をチャンバ本体１０６と位置合わせするために、チャンバ本体１０６と上部２０６の間に１つまたは複数の位置決め特徴を配することができる。例えば、上部２０６に１本または数本の位置決めピンを結合することができ、この１本または数本の位置決めピンは、プロセスシールド１０５をチャンバ本体１０６と位置合わせするために、上部２０６の下面３０４を超えてチャンバ本体の対応する開口の中へ延びることができる

いくつかの実施形態では、外側ハウジング３０８を接地するために、上部２０６とリッドアセンブリ１０４の外側ハウジング３０８の間に導電性ばね部材３１０、例えばＲＦガスケットを配することができる。いくつかの実施形態では、下部２０８とチャンバ本体１０６の間を密封するため、下部２０８とチャンバ本体１０６の間に第３のＯリング３４０が配されている。いくつかの実施形態では、下部２０８とチャンバ本体１０６の間を密封するため、下部２０８とチャンバ本体１０６の間に第４のＯリング３５０が配されている。

図４は、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、プロセスシールドの等角上面図を示している。冷却材管３２０は、冷却材管３２０を通して冷却材を循環させるための入口４１０および出口４２０を含む。いくつかの実施形態では、環状本体２０４の頂面３１８が、第２のＯリング２６４を収容するための第１の環状溝４０２を含む。いくつかの実施形態では、環状本体２０４の頂面３１８が、導電性ばね部材３１０を収容するための第２の環状溝４０６を含む。いくつかの実施形態では、穴３１６が、第２の環状溝４０６から環状チャネル３０６まで延びている。いくつかの実施形態では、穴３２６が、少なくとも部分的に、第２の環状溝４０６からプロセスシールド１０５の上部２０６の下面３０４まで延びている。

いくつかの実施形態では、環状本体２０４の頂面３１８が、リッドアセンブリ１０４の空洞１５３から環状本体２０４上へ漏れる冷却材を集めるように構成された環状トラップ溝４０４を含む。いくつかの実施形態では、環状トラップ溝４０４が、半径方向に第１の環状溝４０２と第２の環状溝４０６の間に配されている。いくつかの実施形態では、複数のセラミックプラグ２４２が、部分的に環状トラップ溝４０４の中に配されている。いくつかの実施形態では、環状トラップ溝４０４が、約０．３５インチ～約０．５０インチの幅を有する。いくつかの実施形態では、環状トラップ溝４０４の外側側壁と複数のそれぞれのセラミックプラグ２４２の間に約０．０５インチ～約０．１０インチの間隙がある。いくつかの実施形態では、環状トラップ溝４０４が、複数のセラミックプラグ２４２の近くに終端を有する複数のトラップ溝弧セグメントを含む。そのような実施形態では、複数のセラミックプラグ２４２が環状トラップ溝４０４の中に配されていない。いくつかの実施形態では、頂面３１８が、プロセスシールド１０５の設置および取り外しを容易にするための複数のリフティング穴４３０を含む。

図５は、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、プロセスキットを有するプロセスチャンバの部分側断面図を示している。いくつかの実施形態では、プロセスシールド１０５の下部２０８が、第８のセグメント２３４から上方へ延び、第１の内側リップ２４０から半径方向内側へ延びる第２の内側リップ５０４を含む。いくつかの実施形態では、第２の内側リップ５０４が、第１の内側リップ２４０に対して実質的に平行に延びている。いくつかの実施形態では、カバーリング１８０が、第１のレッグ２８２と環状本体の半径方向内側の表面５０８との間の位置に、カバーリング１８０の環状本体から下方へ延びる第２のレッグ５０６を含む。カバーリング１８０がプロセスシールド１０５上に配されているとき、第２のレッグ５０６は、第１の内側リップ２４０と第２の内側リップ５０４の間に延びる。いくつかの実施形態では、カバーリング１８０が、カバーリング１８０の環状本体から下方へ延びる、第２のレッグ５０６から半径方向内側に配された第３のレッグ５１０を含む。第２の内側リップ５０４および第２のレッグ５０６は、強化されたプラズマ閉じ込めを有利に提供する。

図６は、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、図５のプロセスキットを有するプロセスチャンバの部分断面図を示している。いくつかの実施形態では、カバーリング１８０の第１のレッグ２８２とプロセスシールド１０５の第２の内側リップ５０４の間に、１つまたは複数のセンタリングブシュ（ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ ｂｕｓｈｉｎｇ）６０２が配されており、１つまたは複数のセンタリングブシュ６０２は、処理位置にあるときにカバーリング１８０をプロセスシールド１０５の中央に置くように構成されている。いくつかの実施形態では、第１の内側リップ２４０が、１つまたは複数のセンタリングブシュ６０２を収容するための１つまたは複数のカットアウト６１０を含む。いくつかの実施形態では、カバーリング１８０の第２のレッグ５０６が、１つまたは複数のセンタリングブシュ６０２を収容するための１つまたは複数のカットアウト６１２を含む。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のセンタリングブシュ６０２が、対応する１つまたは複数のファスナ６０４によってプロセスシールド１０５に結合されている。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のセンタリングブシュ６０２が３つのセンタリングブシュである。

以上の説明は、本開示の実施形態を対象としているが、その基本的範囲を逸脱しない範囲で、本開示の他の実施形態および追加の実施形態が考案される可能性がある。

Claims (20)

1. プロセスチャンバ内で使用するプロセスキットであって、
   上部ならびに前記上部から下方および半径方向内側へ延びる下部を含む環状本体を有するプロセスシールドであり、前記環状本体が内面を含み、前記内面が、下方へ延びる第１のセグメント、前記第１のセグメントから半径方向外側へ延びる第２のセグメント、前記第２のセグメントから下方へ延びる第３のセグメント、前記第３のセグメントから半径方向外側へ延びる第４のセグメント、前記第４のセグメントから下方へ延びる第５のセグメント、前記第５のセグメントから半径方向内側へ延びる第６のセグメント、前記第６のセグメントから下方へ延びる第７のセグメントおよび前記第７のセグメントから半径方向内側へ延びる第８のセグメントを有する、前記プロセスシールド
   を備えるプロセスキット。
2. 前記第８のセグメントから上方へ延びる第１の内側リップをさらに備える、請求項１に記載のプロセスキット。
3. 前記第８のセグメントから上方へ延び、前記第１の内側リップから半径方向内側へ延びる第２の内側リップをさらに備える、請求項２に記載のプロセスキット。
4. 前記内面が、前記第１のセグメントから半径方向外側および上方へ延びる第９のセグメントを含む、請求項１に記載のプロセスキット。
5. 前記環状本体の前記上部に結合された冷却材リングをさらに備える、請求項１に記載のプロセスキット。
6. 前記環状本体の上面に結合された複数のセラミックプラグであり、前記環状本体を前記プロセスチャンバのターゲットの中央に置くことを容易にするように構成された前記複数のセラミックプラグをさらに備える、請求項１～５のいずれかに記載のプロセスキット。
7. 前記上部が、前記環状本体を前記プロセスチャンバのチャンバ壁に装着するための穴を含む、請求項１～５のいずれかに記載のプロセスキット。
8. 前記環状本体の頂面が、第１の環状溝および第２の環状溝を含む、請求項１～５のいずれかに記載のプロセスキット。
9. 前記環状本体の頂部が、前記環状本体上へ漏れる冷却材を集めるように構成された環状トラップ溝を含む、請求項１～５のいずれかに記載のプロセスキット。
10. 前記上部に対応する前記環状本体の前記内面が、前記内面の表面積を増大させるために前記下部を超えて半径方向外側へ延びる環状溝を含む、請求項１～５のいずれかに記載のプロセスキット。
11. 前記環状溝の幅が約０．８インチ～約２．０インチ、深さが約０．８インチ～約２．０インチである、請求項１０に記載のプロセスキット。
12. 環状本体を有するカバーリングをさらに備え、前記カバーリングの第１のレッグが、前記環状本体の半径方向外側の縁から下方へ延びており、前記第１のレッグと前記プロセスシールドの前記第１の内側リップとの間に蛇行したガス流経路を画定するために、前記第１のレッグが、前記プロセスシールドの前記第１の内側リップの半径方向外側に配されている、請求項１～５のいずれかに記載のプロセスキット。
13. 前記プロセスシールドが、前記第１の内側リップに対して実質的に平行な、前記第１の内側リップの半径方向内側にある第２の内側リップを含み、前記カバーリングが、前記第１のレッグと前記環状本体の半径方向内側の表面との間の位置に、前記環状本体から下方へ延びる第２のレッグを含み、前記カバーリングが前記プロセスシールド上に配されているとき、前記第２のレッグが、前記第１の内側リップと前記第２の内側リップの間に延びる、請求項１２に記載のプロセスキット。
14. 前記カバーリングの第１のレッグと前記プロセスシールドの前記第２の内側リップの間に配され、前記カバーリングが前記プロセスシールド上に配されているときに前記カバーリングを前記プロセスシールドの中央に置くための１つまたは複数のセンタリングブシュをさらに備える、請求項１３に記載のプロセスキット。
15. 内部容積をその中に有するチャンバ本体と、
    前記内部容積内に配された基板支持体と、
    前記基板支持体との間にプロセス量を少なくとも部分的に画定するために、前記内部容積内に、前記基板支持体と向かい合わせに配されているターゲットであって、前記ターゲットのプロセス量に面した面によって画定されたカソード面を含む、ターゲットと、
    前記プロセス量の外側境界を画定するために前記基板支持体および前記ターゲットの周囲に配された、請求項１～５のいずれかに記載のプロセスシールドであり、前記プロセスシールドが、前記プロセスシールドのプロセス量に面した面によって画定されたアノード面を含み、前記アノード面の表面積が、前記カソード面の表面積の２倍よりも大きい、前記プロセスシールドと
    を備えるプロセスチャンバ。
16. 処理位置における前記ターゲットと前記基板支持体の間の距離が約６０．０ｍｍ～約１６０．０ｍｍである、請求項１５に記載のプロセスチャンバ。
17. 前記上部の内面が、前記アノード面の表面積を増大させるために前記下部を超えて半径方向外側へ延びる環状溝を含む、請求項１５に記載のプロセスチャンバ。
18. 前記プロセスシールドの頂面に結合された複数のセラミックプラグであり、前記プロセスシールドを前記ターゲットと位置合わせするための前記複数のセラミックプラグをさらに備える、請求項１５に記載のプロセスチャンバ。
19. 環状本体を有するカバーリングをさらに備え、前記カバーリングの第１のレッグが、前記環状本体の半径方向外側の縁から下方へ延びており、前記第１のレッグと前記プロセスシールドの前記第１の内側リップとの間に蛇行したガス流経路を画定するために、前記第１のレッグが、前記第１の内側リップの半径方向外側に配されている、請求項１５に記載のプロセスチャンバ。
20. 前記基板支持体に結合された複数のグラウンドループであり、前記基板支持体が処理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と接触するように構成された前記複数のグラウンドループをさらに備える、請求項１５に記載のプロセスチャンバ。

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