JP5611350B2 - Ｒｆ物理気相堆積用のプロセスキット - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、一般に、半導体処理チャンバ用のプロセスキット、およびプロセスキットを有する半導体処理チャンバに関する。より詳しくは、本発明の実施形態は、物理堆積チャンバ内で使用されるカバーリング、堆積リング、シールド、およびアイソレータを含むプロセスキットに関する。

物理気相堆積（ＰＶＤ）またはスパッタリングは、電子デバイスの製造において最も一般的に使用されるプロセスの１つである。ＰＶＤは、負にバイアスしたターゲットを比較的重い原子を有する不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ））またはかかる不活性ガスを包含する混合ガスのプラズマに曝露する真空チャンバ内で実行されるプラズマプロセスである。不活性ガスのイオンによるターゲットの照射は、ターゲット材料の原子を放出させるという結果になる。放出された原子は、チャンバ内部に配置された基板支持ペデスタル上に置かれた基板上に堆積する膜として蓄積する。

基板に対してチャンバ内部の所望の領域内に処理領域を画定することに役立つように、プロセスキットをチャンバ内に配置することができる。プロセスキットは、典型的には、カバーリング、堆積リング、および接地シールドを含む。処理領域にプラズマおよび放出された原子を閉じ込めることは、材料が堆積しないようにチャンバ中の他の構成要素を維持することに役立ち、放出された原子のより大きな割合を基板上に堆積させるので、ターゲット材料のより効率的な使用を促進する。

従来型のリングおよびシールド設計がしっかりとした処理履歴を有するとはいえ、クリティカルディメンションの縮小が、チャンバ内部での汚染源にますます注目を集めさせている。基板支持ペデスタルが搬送位置とプロセス位置との間を上昇し下降するときに、リングおよびシールドが互いに定期的に接触するので、従来型の設計は粒子性汚染の潜在的発生源である。さらに、既存のシールド設計は、複数の接地点を多くの場合には持たず、ＲＦソースプラズマからのアーク放電を防止するために必要な電気的分離を提供することが多くの場合に不可能である。

堆積リングは、さらに、基板支持ペデスタルの周辺部上への堆積を防止する。堆積リングと接地シールドとの間にラビリンス隙間を作り出すために、カバーリングを一般に使用し、これによって、基板の下方への堆積を防止する。基板のエッジにおける堆積または下方の堆積を制御することを支援するために、カバーリングをやはり利用することができる。したがって、本発明者は、迷走プラズマを低減させながら、しかもチャンバ汚染を最少にするプロセスキットを有することが、有利であるはずであることを理解している。

それゆえ、改善したプロセスキットに対する当技術分野における必要性がある。

本発明の実施形態は、一般に、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバ内で使用されるプロセスキットおよび挟み込んだプロセスキットを有するＰＶＤチャンバを提供する。一実施形態では、プロセスキットは、挟み込んだ接地シールド、カバーリング、およびアイソレータリングを含む。

一実施形態では、基板処理チャンバ内で、基板支持体に面しているスパッタリングターゲットのスパッタリング表面の周囲を囲むためのシールドを提供する。シールドは、スパッタリングターゲットのスパッタリング表面の周囲を囲む大きさの第１の直径を有する円柱状外側バンドを備える。円柱状外側バンドは、スパッタリング表面を取り囲む大きさの頂部端および基板支持体を取り囲む大きさの底部端を有する。第１の直径よりも大きな第２の直径を有する傾斜したステップは、円柱状外側バンドの頂部端から半径方向の外側に向かって延びる。マウンティングフランジは、傾斜したステップから半径方向の外側に向かって延びる。ベースプレートは、円柱状外側バンドの底部端から半径方向の内側に向かって延びる。円柱状内側バンドは、ベースプレートに連結され、基板支持体の周辺エッジの周囲を囲む大きさである。

別の一実施形態では、基板処理チャンバ内で、堆積リングの付近に設置するためのカバーリングを提供する。堆積リングは、チャンバ内で、基板支持体と円柱状シールドとの間に設置される。カバーリングは、環状ウエッジを備える。環状ウエッジは、基板支持体の周囲を囲む傾いた上面を備え、傾いた上面が内周部および外周部を有する。フーティングは、傾いた上面から下に向かって延びて堆積リングに載る。突き出したへりが、上面の内周部の付近に延びる。内側円柱状バンドおよび外側円柱状バンドが、環状ウエッジから下に向かって延び、内側バンドが、外側バンドよりも低い高さを有する。

さらに別の一実施形態では、ターゲットと接地シールドとの間に設置するためのアイソレータリングを提供する。アイソレータリングは、ターゲットのスパッタリング表面の付近に延び、ターゲットのスパッタリング表面を取り囲む大きさの環状バンドを備える。環状バンドは、第１の幅を有する頂部壁と、第２の幅を有する底部壁と、第３の幅を有し、頂部壁から半径方向の外側に向かって延びる支持リムとを備える。垂直トレンチが、底部壁の外周部と支持リムの底部接触面との間に形成される。

さらに別の一実施形態では、基板処理チャンバ内で、スパッタリングターゲットおよび基板支持体の付近に設置するためのプロセスキットを提供する。プロセスキットは、スパッタリングターゲットおよび基板支持体の周囲を囲むシールドを備える。シールドは、スパッタリングターゲットのスパッタリング表面の周囲を囲む大きさの第１の直径を有する円柱状外側バンドを備える。円柱状外側バンドは、スパッタリング表面を取り囲む頂部端および基板支持体を取り囲む底部端を有する。第１の直径よりも大きな第２の直径を有する傾斜したステップが、円柱状外側バンドの頂部端から半径方向の外側に向かって延びる。マウンティングフランジが、傾斜したステップから半径方向の外側に向かって延びる。ベースプレートが、円柱状バンドの底部端から半径方向の内側に向かって延びる。ベースプレートと連結された円柱状内側バンドが、基板支持体の周辺エッジを部分的に取り囲む。プロセスキットは、アイソレータリングをさらに備える。アイソレータリングは、ターゲットのスパッタリング表面の付近に延び、ターゲットのスパッタリング表面を取り囲む環状バンドを備える。環状バンドは、第１の幅を有する頂部壁と、第２の幅を有する底部壁と、第３の幅を有し、頂部壁から半径方向の外側に向かって延びる支持リムとを備える。垂直トレンチが、底部壁の外周部と支持リムの底部接触面との間に形成される。

したがって、本発明の上に記述した特徴を詳細に理解することが可能な方式で、上に簡潔に要約されている本発明のより詳しい説明を、その一部が添付した図面に図示されている実施形態を参照することによって知ることができる。しかしながら、添付した図面が本発明の典型的な実施形態だけを図示し、本発明が他の同様に有効な実施形態を許容することができるので、それゆえ、本発明の範囲を限定するようには見なされないことに、留意すべきである。

プロセスキットの一実施形態を有する基板処理システムの単純化した断面図である。 図１のターゲットおよびアダプタと相互に関係するプロセスキットの一実施形態の部分断面図である。 図１のターゲットおよびアダプタと相互に関係するプロセスキットの一実施形態の部分断面図である。 図１の処理システムと相互に関係するプロセスキットの代替実施形態の部分断面図である。 図１の処理システムと相互に関係するプロセスキットの代替実施形態の部分断面図である。 図１の処理システムと相互に関係するプロセスキットの代替実施形態の部分断面図である。 本明細書において説明する実施形態による一体型シールドの上面図である。 図５Ａの一体型シールドの一実施形態の側面図である。 図５Ａの一体型シールドの一実施形態の断面図である。 図５Ａの一体型シールドの一実施形態の底面図である。 本明細書において説明する実施形態による絶縁体リングの上面図である。 図６Ａの絶縁体リングの一実施形態の側面図である。 図６Ａの絶縁体リングの一実施形態の断面図である。 図６Ａの絶縁体リングの一実施形態の底面図である。

理解を容易にするために、可能である場合には、複数の図に共通な同一の要素を示すために、同一の参照番号を使用している。一実施形態において開示した要素を、具体的な記述がなくとも別の実施形態において利益をもたらすように利用することができることが予想される。

本発明の実施形態は、一般に物理堆積（ＰＶＤ）チャンバ内で使用されるプロセスキットを提供する。一実施形態では、プロセスキットは、ＲＦ高調波およびプロセスキャビティの外の迷走プラズマの低減に寄与する短縮したＲＦリターン経路を提供し、これはチャンバ構成要素の長い耐用年数とともに優れたプロセス均一性および再現性に貢献する。一実施形態では、プロセスキットは、チャンバ壁とターゲットとの間の電気的短絡を減少させるように設計されたアイソレータリングを提供する。

図１は、基板１０５を処理することができるプロセスキット１５０の一実施形態を有する例示的な半導体処理チャンバ１００を図示する。プロセスキット１５０は、一体型接地シールド１６０、挟み込まれているカバーリング１７０、およびアイソレータリング１８０を含む。示したバージョンでは、処理チャンバ１００は、基板上にチタンまたは酸化アルミニウムを堆積することが可能なスパッタリングチャンバ（物理気相堆積チャンバすなわちＰＶＤチャンバとも呼ばれる）を備える。処理チャンバ１００を、例えば、アルミニウム、銅、タンタル、窒化タンタル、炭化タンタル、タングステン、窒化タングステン、ランタン、酸化ランタン、およびチタンを堆積することなどの、他の目的のために、やはり使用することができる。本発明から恩恵を受けるように適合することができる処理チャンバの一例が、Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ、ＣａｌｉｆｏｒｎｉａのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＡＬＰＳ（登録商標）ＰｌｕｓおよびＳＩＰ ＥＮＣＯＲＥ（登録商標）ＰＶＤ処理チャンバである。他の製造業者からのものを含む他の処理チャンバを本発明から恩恵を受けるように適合させることができることが、予想される。

処理チャンバ１００は、格納壁１０２および側壁１０４を有するチャンバ本体１０１、底部壁１０６、ならびに内部容積１１０すなわちプラズマゾーンを取り囲むリッドアセンブリ１０８を含む。チャンバ本体１０１は、典型的にはステンレス鋼の溶接した板からまたはアルミニウムの一体成形ブロックから製造される。一実施形態では、側壁がアルミニウムからなり、底部壁がステンレス鋼からなる。側壁１０４は、一般に、処理チャンバ１００から基板１０５の出し入れのために設けられたスリットバルブ（図示せず）を含有する。カバーリング１７０を挟み込む接地シールド１６０と協働して処理チャンバ１００のリッドアセンブリ１０８は、基板の上方の領域に内部容積１１０内に形成されるプラズマを閉じ込める。

ペデスタルアセンブリ１２０を、チャンバ１００の底部壁１０６から支持する。ペデスタルアセンブリ１２０は、処理中に基板１０５とともに堆積リング３０２を支持する。上側位置と下側位置との間でペデスタルアセンブリ１２０を動かすように構成されたリフト機構１２２によって、ペデスタルアセンブリ１２０を、チャンバ１００の底部壁１０６に連結する。さらに、下側位置では、処理チャンバ１００の外部に配置された単一ブレードロボット（図示せず）などのウエハ搬送機構を用いて基板の交換を容易にするために、基板をペデスタルアセンブリ１２０から間を空けるように、ペデスタルアセンブリ１２０を通してリフトピン（図示せず）を動かす。チャンバ本体１０１の内部容積１１０をペデスタルアセンブリ１２０の内部およびチャンバの外部から分離するために、ベローズ１２４をペデスタルアセンブリ１２０とチャンバ底部壁１０６との間に典型的には配置する。

ペデスタルアセンブリ１２０は、プラットフォームハウジング１２８に密封するように連結された基板支持体１２６を一般に含む。プラットフォームハウジング１２８は、典型的にはステンレス鋼またはアルミニウムなどの金属材料から製造される。基板支持体１２６を熱的に調整するために、冷却プレート（図示せず）をプラットフォームハウジング１２８内部に一般に配置する。本明細書において説明する実施形態から恩恵を受けるように適合することができる１つのペデスタルアセンブリ１２０が、Ｄａｖｅｎｐｏｔ他による１９９６年４月１６日に発行された米国特許第５，５０７，４９９号に記載されており、その全体が引用によって本明細書中に組み込まれている。

基板支持体１２６をアルミニウムまたはセラミックから構成することができる。基板支持体１２６は、処理中に基板１０５を受け取り支持する基板受け表面１２７を有し、表面１２７は、ターゲット１３２のスパッタリング表面１３３に実質的に平行な面を有する。基板支持体１２６は、やはり、基板１０５のオーバーハングしているエッジの前で終わる周辺エッジ１２９を有する。基板支持体１２６を、静電チャック、セラミック本体、ヒータ、またはこれらの組み合わせとすることができる。一実施形態では、基板支持体１２６は、その中に埋め込まれた導電性層を有する誘電体本体を含む静電チャックである。誘電体本体は、典型的には、熱分解窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、アルミナ、または同等な材料などの高熱伝導性誘電体材料から製造される。

リッドアセンブリ１０８は、一般には、リッド１３０、ターゲット１３２、およびマグネトロン１３４を含む。図１に示したように、閉じた位置にあるときには、側壁１０４によってリッド１３０を支持する。セラミックリングシール１３６を、アイソレータリング１８０とリッド１３０と側壁１０４との間に配置して、これらの間の真空リークを防止する。

ターゲット１３２を、リッド１３０に連結し、処理チャンバ１００の内部容積１１０に露出させる。ターゲット１３２は、ＰＶＤプロセス中に基板上に堆積する材料を提供する。アイソレータリング１８０を、ターゲット１３２とリッド１３０とチャンバ本体１０１との間に配置して、リッド１３０およびチャンバ本体１０１からターゲット１３２を電気的に分離する。

電源１４０によって、ターゲット１３２を、接地、例えば、チャンバ本体１０１およびアダプタ２２０に対してバイアスする。アルゴンなどのガスを、ガス源１４２から導管１４４を介して内部容積１１０へ供給する。ガス源１４２は、ターゲット１３２上にエネルギー的に衝突し、ターゲット１３２から材料をスパッタリングすることができる、アルゴンまたはキセノンなどの非反応性ガスを包含することができる。ガス源１４２は、また、基板上に層を形成するためにスパッタリング材料と反応することが可能な、酸素含有ガス、窒素含有ガス、メタン含有ガスのうちの１つまたは複数などの反応性ガスを含むことができる。使用済みガスを受け取り、チャンバ１００内のガスの圧力を制御するスロットルバルブを有する排気導管１４８へ使用済みプロセスガスを向ける排気口を通して、使用済みガスおよび副生成物をチャンバ１００から排気する。排気導管１４８を、１つまたは複数の排気ポンプ１４９に接続する。典型的には、チャンバ１００内のスパッタリングガスの圧力を、真空環境などの大気圧より低いレベル、例えば、０．６ｍＴｏｒｒから４００ｍＴｏｒｒのガス圧力に設定する。プラズマを、ガスから基板１０５とターゲット１３２との間に形成する。プラズマ中のイオンは、ターゲット１３２に向かって加速され、ターゲット１３２から材料を取り出すようにする。取り出されたターゲット材料を、基板上に堆積させる。

マグネトロン１３４を、処理チャンバ１００の外部上でリッド１３０に連結する。利用することができる１つのマグネトロンが、Ｏｒ他による１９９９年９月２１日に発行された米国特許第５，９５３，８２７号に記載されており、その全体が引用により本明細書中に組み込まれている。

チャンバ１００内の基板を処理するためにチャンバ１００の構成要素を動作させる命令セットを有するプログラムコードを備えたコントローラ１９０によって、チャンバ１００を制御する。例えば、コントローラ１９０は、ペデスタルアセンブリ１２０を動作させる基板位置決め命令セット、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バルブを動作させるガス流量制御命令セット、チャンバ１００内の圧力を維持するためにスロットルバルブを動作させるガス圧力制御命令セット、それぞれ基板または側壁１０４の温度を設定するためにペデスタルアセンブリ１２０または側壁１０４中の温度制御システム（図示せず）を制御する温度制御命令セット、およびチャンバ１００内のプロセスをモニタするためのプロセスモニタ命令セットを含むプログラムコードを備えることができる。

チャンバ１００は、また、例えば、構成要素表面からスパッタリング堆積物を洗浄して除去するために、腐食した構成要素を交換するもしくは修理するために、または他のプロセス用にチャンバ１００を適合させるために、チャンバ１００から容易に取り除くことができる様々な構成要素を備えるプロセスキット１５０を含有することができる。一実施形態では、プロセスキット１５０は、アイソレータリング１８０、接地シールド１６０、および、図４Ａ〜図４Ｃに見られるような基板１０５のオーバーハングしているエッジの前で終わる基板支持体１２６の周辺エッジ１２９の付近に配置するためのリングアセンブリ１６８を備える。

シールド１６０は、基板支持体１２６および基板支持体１２６の周辺エッジ１２９に面しているスパッタリングターゲット１３２のスパッタリング表面１３３の周囲を囲む。シールド１６０は、チャンバ１００の側壁１０４を覆い、影を作って、シールド１６０の後ろ側の構成要素および表面上へのスパッタリングターゲット１３２のスパッタリング表面１３３から発せられるスパッタリング堆積物の堆積を減少させる。例えば、シールド１６０は、基板支持体１２６の表面、基板１０５のオーバーハングしているエッジ、側壁１０４およびチャンバ１００の底部壁１０６を保護することができる。

図１、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃおよび図５Ｄに示したように、シールド１６０は、一体成形の構造物であり、スパッタリングターゲット１３２のスパッタリング表面１３３および基板支持体１２６の周囲を囲む寸法にした直径を有する円柱状外側バンド２１０を備える。一実施形態では、円柱状外側バンド２１０は、矢印「Ａ」によって表された内径を有する。一実施形態では、円柱状外側バンド２１０の内径「Ａ」は、約１６インチ（４０．６ｃｍ）と約１８インチ（４５．７ｃｍ）との間である。別の一実施形態では、円柱状外側バンド２１０の内径「Ａ」は、約１６．８インチ（４２．７ｃｍ）と約１７インチ（４３．２ｃｍ）との間である。一実施形態では、円柱状外側バンド２１０は、矢印「Ｂ」によって表された外径を有する。一実施形態では、円柱状外側バンド２１０の外径「Ｂ」は、約１７インチ（４３．２ｃｍ）と約１９インチ（４８．３ｃｍ）との間である。別の一実施形態では、円柱状外側バンド２１０の外径「Ｂ」は、約１７．１インチ（４３．４ｃｍ）と約１７．３インチ（４３．９ｃｍ）との間である。

円柱状外側バンド２１０は、スパッタリングターゲット１３２のスパッタリング表面１３３を取り囲む頂部端２１２および基板支持体１２６を取り囲む底部端２１３を有する。傾斜したステップ２１４が、円柱状外側バンド２１０の頂部端２１２から半径方向の外側に向かって延びる。一実施形態では、傾斜したステップ２１４は、垂直に対して角度「α」を形成する。一実施形態では、角度「α」は、垂直から、約１５度から約２５度までの間である。別の一実施形態では、傾斜した角度「α」は、約２０度である。

一実施形態では、シールド１６０は、矢印「Ｃ」によって表された、約１０インチと約１２インチとの間の高さを有する。別の一実施形態では、シールド１６０は、約１１インチ（２７．９ｃｍ）と約１１．５インチ（２９．２ｃｍ）との間の高さ「Ｃ」を有する。さらに別の一実施形態では、シールド１６０は、約７インチ（１７．８ｃｍ）と約８インチ（２０．３ｃｍ）との間の高さ「Ｃ」を有する。さらに別の一実施形態では、シールド１６０は、約７．２インチ（１８．３ｃｍ）と約７．４インチ（１８．８ｃｍ）との間の高さ「Ｃ」を有する。

マウンティングフランジ２１６が、円柱状外側バンド２１０の傾斜したステップ２１４から半径方向の外側に向かって延びる。図２および図５Ｃを参照すると、マウンティングフランジ２１６は、チャンバ１００の側壁１０４を取り囲んでいる環状アダプタ２２０の上に載る下側接触面２１８、および上側接触面２１９を包含する。一実施形態では、マウンティングフランジ２１６の下側接触面２１８は、シールド１６０をアダプタ２２０に取り付けるためのネジを受ける形状とサイズにした複数の穴ぐり（図示せず）を備える。図２に示したように、上側接触面２１９の内周部２１７は、ステップ２２１を形成する。ステップ２２１は、導電性材料がアイソレータリング１８０とシールド１６０との間に表面ブリッジを作り出すことを防止するラビリンス隙間を設け、したがって、電気的に不連続な状態を維持する。

一実施形態では、アダプタ２２０は、シールド１６０を支持し、基板処理チャンバ１００の側壁１０４の付近の熱交換器として働くことができる。アダプタ２２０およびシールド１６０は、シールド１６０からの熱伝達の向上を可能にし、シールド上に堆積した材料についての熱膨張歪を減少させるアセンブリを形成する。シールド１６０の一部が、基板処理チャンバ１００内に形成されたプラズマへの曝露によって過度に加熱されるようになり、シールドの熱膨張を結果としてもたらし、シールド上に形成されたスパッタリング堆積物がシールドから剥がれ落ち、基板１０５上に落ち汚染させることを引き起こす。アダプタ２２０は、シールド１６０の下側接触面２１８と接触し、シールド１６０とアダプタ２２０との間の優れた導電性および熱伝導性を可能にする載置表面２２２を有する。

図１、図４Ａ、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、および図５Ｄを参照すると、円柱状外側バンド２１０はまた、基板支持体１２６を取り囲む底部端２１３を備える。ベースプレート２２４が、円柱状外側バンド２１０の底部端２１３から半径方向の内側に向かって延びる。円柱状内側バンド２２６が、ベースプレート２２４に連結され、基板支持体１２６の周辺エッジ１２９を少なくとも部分的に取り囲んでいる。一実施形態では、円柱状内側バンドは、矢印「Ｄ」によって表される直径を有する。一実施形態では、円柱状内側バンド２２６は、約１４インチ（３５．６ｃｍ）と約１６インチ（４０．６ｃｍ）との間の直径「Ｄ」を有する。別の一実施形態では、円柱状内側バンド２２６は、約１４．５インチ（３６．８ｃｍ）と約１５インチ（３８．１ｃｍ）との間の直径「Ｄ」を有する。円柱状内側バンド２２６は、ベースプレート２２４から上に向かって延び、ベースプレート２２４に垂直である。円柱状内側バンド２２６、ベースプレート２２４、および円柱状外側バンド２１０は、Ｕ字形をしたチャネルを形成する。円柱状内側バンド２２６は、円柱状外側バンド２１０の高さよりも低い高さを備える。一実施形態では、円柱状内側バンド２２６の高さは、円柱状外側バンド２１０の高さの約５分の１である。一実施形態では、円柱状内側バンド２２６は、矢印「Ｅ」によって表される高さを有する。一実施形態では、円柱状内側バンド２２６の高さ「Ｅ」は、約０．８インチ（２ｃｍ）から約１．３インチ（３．３ｃｍ）までである。別の一実施形態では、円柱状内側バンド２２６の高さ「Ｅ」は、約１．１インチ（２．８ｃｍ）から約１．３インチ（３．３ｃｍ）までである。別の一実施形態では、円柱状内側バンド２２６の高さ「Ｅ」は、約０．８インチ（２ｃｍ）から約０．９インチ（２．３ｃｍ）までである。

円柱状外側バンド２１０、傾斜したステップ２１４、マウンティングフランジ２１６、ベースプレート２２４、および円柱状内側バンド２２６は、一体成形の構造を備える。例えば、一実施形態では、全体のシールド１６０を、アルミニウムから、または別の一実施形態では、３００系ステンレス鋼から作ることができる。複数の構成要素、完成したシールドを作り上げるために多くの場合２個または３個の分かれた構成部品を含んだ従前のシールドよりも、一体成形のシールド１６０は有利である。プロセスキャビティの外に迷走プラズマを生じさせるＲＦ高調波の一因となるＲＦリターン経路の延長をもたらす既存の複数部品シールドと比較すると、一体成形のシールドは、ＲＦリターン経路を短縮させ、したがって、内部処理領域内でのプラズマ閉じ込めの改善をもたらす。複数の構成要素を具備するシールド１６０は、洗浄のためにシールドを取り除くことをより困難にし、より多くの時間を要するものにする。単一構成部品シールド１６０は、きれいに洗浄することがより困難である接合部分または角部のない、スパッタリング堆積物に曝される連続した表面を有する。単一構成部品シールド１６０はまた、プロセスサイクル中にスパッタ堆積物からチャンバ側壁１０４をより効果的にシールドする。一実施形態では、伝導性ホールなどの伝導性機構が削除される。伝導性機構の削除は、内部容積１１０の外の迷走プラズマの形成を減少させる。

一実施形態では、シールド１６０の露出した表面を、Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ、ＣａｌｉｆｏｒｎｉａのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓから市販されているＣＬＥＡＮＣＯＡＴ（商標）を用いて処置する。ＣＬＥＡＮＣＯＡＴ（商標）は、シールド１６０上の堆積物の粒子脱落を減少させるために、したがってチャンバ１００中での基板１０５の汚染を防止するためにシールド１６０などの基板処理チャンバ構成要素に付けられるツインワイヤアルミニウムアークスプレイコーティングである。一実施形態では、シールド１６０上のツインワイヤアルミニウムアークスプレイコーティングは、約６００マイクロインチから約２３００マイクロインチまでの表面粗さを有する。

シールド１６０は、チャンバ１００内の内部容積１１０に面している露出した表面を有する。一実施形態では、露出した表面を、１７５±７５マイクロインチの表面粗さを有するように、ビードブラストする。テクスチャを形成したビードブラストした表面は、粒子脱落を減少させ、チャンバ１００内部の汚染を防止するように働く。表面粗さ平均値は、露出した表面に沿った粗さ形状の山および谷の平均線からの変位の絶対値の平均である。粗さ平均値、ひずみ度、または他の特性を、露出した表面全体にわたって針を通過させ、基板上のアスペリティの高さのゆらぎの軌跡を生成するプロフィロメータによって、または表面の画像を生成するために表面から反射した電子ビームを使用する走査型電子顕微鏡によって決定することができる。

図３を参照すると、一実施形態では、アイソレータリング１８０はＬ字形である。アイソレータリング１８０は、ターゲット１３２のスパッタリング表面１３３の付近に延び、スパッタリング表面１３３を取り囲む環状バンドを備える。アイソレータリング１８０は、シールド１６０からターゲット１３２を電気的に分離し、離し、典型的には、酸化アルミニウムなどの誘電体材料または絶縁性材料から形成される。アイソレータリング１８０は、下側水平部分２３２および下側水平部分２３２から上に向かって延びている垂直部分２３４を備える。下側水平部分２３２は、内周部２３５、外周部２３６、底部接触面２３７、および上面２３８を包含し、下側水平部分２３２の底部接触面２３７が、マウンティングフランジ２１６の上側接触面２１９と接触する。一実施形態では、シールド１６０の上側接触面２１９は、ステップ２３３を形成する。ステップ２３３が、導電性材料がアイソレータリング１８０とシールド１６０との間に表面ブリッジを作り出すことを防止するラビリンス隙間を設け、したがって、電気的に不連続な状態を維持する。アイソレータリング１８０の上側垂直部分２３４は、内周部２３９、外周部２４０、および上面２４１を包含する。上側垂直部分２３４の内周部２３９および下側水平部分２３２の内周部２３５が、一体成形の表面を形成する。下側水平部分２３２の上面２３８および上側垂直部分２３４の外周部２４０は、遷移点２４２で交差し、ステップ２４３を形成する。一実施形態では、ステップ２４３は、リングシール１３６およびターゲット１３２とラビリンス隙間を形成する。

一実施形態では、アイソレータリング１８０は、内周部２３５および内周部２３９によって画定され、約１７．５インチ（４４．５ｃｍ）と約１８インチ（４５．７ｃｍ）との間の内径を有する。別の一実施形態では、アイソレータリング１８０は、約１７．５インチ（４４．５ｃｍ）と約１７．７インチ（４５ｃｍ）との間の内径を有する。一実施形態では、アイソレータリング１８０は、下側水平部分２３２の外周部２３６によって画定され、約１８インチ（４５．７ｃｍ）と約１９インチ（４８．３ｃｍ）との間の外径を有する。別の一実施形態では、アイソレータリング１８０は、約１８．７インチ（４７．５ｃｍ）と約１９インチ（４８．３ｃｍ）との間の外径を有する。別の一実施形態では、アイソレータリング１８０は、上側垂直部分２３４の外周部２４０によって画定され、約１８インチ（４５．７ｃｍ）と約１８．５インチ（４７ｃｍ）との間の第２の外径を有する。別の一実施形態では、第２の外径は、約１８．２インチ（４６．２ｃｍ）と約１８．４インチ（４６．７ｃｍ）との間である。一実施形態では、アイソレータリング１８０は、約１インチ（２．５ｃｍ）と約１．５インチ（３．８ｃｍ）との間の高さを有する。別の一実施形態では、アイソレータリング１８０は、約１．４インチ（３．６ｃｍ）と約１．４５インチ（３．７ｃｍ）との間の高さを有する。

一実施形態では、アイソレータリング１８０の垂直部分２３４の上面２４１および内周部、下側水平部分２３２の内周部２３５および底部接触面２３７を含む露出した表面を、１８０±２０Ｒａの表面粗さで、例えば、グリットブラスティングを使用してテクスチャを付け、これが薄い堆積膜および低いひずみ膜用に適したテクスチャを提供する。

別の一実施形態では図２、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、および図６Ｄを参照すると、アイソレータリング２８０は、Ｔ字形である。アイソレータリング２８０が、ターゲット１３２のスパッタリング表面１３３の付近に延び、スパッタリング表面１３３を取り囲む環状バンド２５０を備える。アイソレータリング２８０の環状バンド２５０は、第１の幅を有する頂部壁２５２、第２の幅を有する底部壁２５４、および第３の幅を有し、環状バンド２５０の頂部壁２５２から半径方向の外側に向かって延びる支持リム２５６を備える。一実施形態では、第１の幅は第３の幅よりも小さいが、第２の幅よりも大きい。一実施形態では、アイソレータリング２８０は、約１８．５インチ（４７ｃｍ）と約１９インチ（４８．３ｃｍ）との間の外径「Ｆ」を有する。別の一実施形態では、アイソレータリング２８０は、約１８．８インチ（４７．８ｃｍ）と約１８．９インチ（４８ｃｍ）との間の外径「Ｆ」を有する。

頂部壁２５２は、内周部２５８、ターゲット１３２に近接して位置する上面２６０、およびリングシール１３６に近接して位置する外周部２６２を包含する。支持リム２５６は、底部接触面２６４および上側表面２６６を包含する。支持リム２５６の底部接触面２６４は、アルミニウムリング２６７上に載る。ある種の実施形態では、アルミニウムリング２６７が存在せず、アダプタ２２０が、支持リム２５６を支持するように構成される。底部壁２５４は、内周部２６８、外周部２７０および底部表面２７２を包含する。底部壁２５４の内周部２６８および頂部壁２５２の内周部２５８は、一体成形の表面を形成する。一実施形態では、アイソレータリング２８０は、底部壁２５４の内周部２６８および頂部壁２５２の内周部２５８によって画定され、約１７インチ（４３．２ｃｍ）と約１８インチ（４５．７ｃｍ）との間の内径「Ｇ」を有する。別の一実施形態では、アイソレータリング２８０の内径「Ｇ」は、約１７．５インチ（４４．５ｃｍ）と約１７．８インチ（４５．２ｃｍ）との間である。

垂直トレンチ２７６を、底部壁２５４の外周部２７０と支持リム２５６の底部接触面２６４との間の遷移点２７８のところに形成する。垂直トレンチ２７６と組み合わせてシールド１６０のステップ２２１は、導電性材料がアイソレータリング２８０とシールド１６０との間に表面ブリッジを作り出すことを防止するラビリンス隙間を設け、したがって、チャンバ側壁１０４に対してシールドすることを実現し続けながら、電気的に不連続な状態を維持する。一実施形態では、アイソレータリング２８０は、チャンバ壁に対してシールドすることを実現し続けながら、ターゲット１３２とプロセスキット１５０の接地構成要素との間に隙間を設ける。一実施形態では、ターゲット１３２とシールド１６０との間の隙間は、約１インチ（２．５ｃｍ）と約２インチ（５．１ｃｍ）との間、例えば、約１インチ（２．５ｃｍ）である。別の一実施形態では、ターゲット１３２とシールド１６０との間の隙間は、約１．１インチ（２．８ｃｍ）と約１．２インチ（３ｃｍ）との間である。さらに別の一実施形態では、ターゲット１３２とシールド１６０との間の隙間は、１インチ（２．５ｃｍ）よりも大きい。アイソレータリング２８０のステップ状の設計は、アダプタ２２０に対してシールド１６０が中心に置かれることを可能にし、これはまた、はめ合いシールド用のマウンティング点およびターゲット１３２に関するアライメント機構である。ステップ状の設計は、ターゲット１３２からシールド１６０までの見通しをやはり取り除き、この領域における迷走プラズマの懸念を取り除く。

一実施形態では、アイソレータリング２８０は、１８０±２０Ｒａの表面粗さであり、膜付着性を高めるためのグリットブラストした表面テクスチャを有して、薄い堆積膜および低いひずみ膜用に適したテクスチャを提供する。一実施形態では、アイソレータリング２８０は、厚い堆積厚さおよび大きな膜ひずみ用に＞５００Ｒａの表面粗さであり、膜付着性を高めるためにレーザパルシングを通してもたらされる表面テクスチャを有する。一実施形態では、処理チャンバ１００を金属、金属窒化物、金属酸化物、および金属炭化物を堆積させるために使用する場合に、テクスチャを付けた表面は、アイソレータリング２８０の寿命を長くする。アイソレータリング２８０はまた、チャンバ１００から取り外し可能であり、真空シール応用における再使用を妨げる材料気孔率に影響を与えずに部品をリサイクルする能力を与える。支持リム２５６は、ターゲット１３２から接地シールド１６０までの見通しを取り除き、したがって、迷走プラズマの懸念を取り除きながら、アイソレータリング２８０がアダプタ２２０に対して中心に置かれることを可能にする。一実施形態では、リング２６７は、シールド１６０中の一連のスロット（図示せず）と位置決めする／アライメントする一連のアライメントピン（図示せず）を備える。

図４Ａを参照すると、リングアセンブリ１６８は、堆積リング３０２およびカバーリング１７０を備える。堆積リング３０２は、基板支持体１２６を囲んでいる環状バンド３０４を備える。カバーリング１７０は、堆積リング３０２を少なくとも部分的にカバーする。堆積リング３０２およびカバーリング１７０は、基板支持体１２６の周辺エッジ１２９および基板１０５のオーバーハングしているエッジ上へのスパッタ堆積物の形成を減少させるために互いに協働する。

カバーリング１７０は、堆積リング３０２の周囲を囲んで少なくとも部分的にカバーして、大部分のスパッタリング堆積物を受け、したがって、大部分のスパッタリング堆積物から堆積リング３０２を陰にする。カバーリング１７０は、スパッタリングプラズマの腐食に耐えることができる材料、例えば、ステンレス鋼、チタン、もしくはアルミニウムなどの金属材料、または酸化アルミニウムなどのセラミック材料から製造される。一実施形態では、カバーリング１７０は、少なくとも約９９．９パーセントの純度を有するチタンからなる。一実施形態では、カバーリング１７０の表面から脱落する粒子を減少させるために、カバーリング１７０の表面を、例えば、ＣＬＥＡＮＣＯＡＴ（商標）などのツインワイヤアルミニウムアークスプレイコーティングを用いて処置する。

カバーリング１７０は、半径方向の内側に向かって傾斜し、基板支持体１２６の周囲を囲む傾いた上面３１２を包含する環状ウエッジ３１０を備える。環状ウエッジ３１０の傾いた上面３１２は、内周部３１４および外周部３１６を有する。内周部３１４は、堆積リング３０２の開放した内側チャネルを備えたくぼみの半径方向の内側に向かって重なる突き出したへり３１８を備える。突き出したへり３１８は、堆積リング３０２の開放した内側チャネル上へのスパッタリング堆積物の堆積を減少させる。一実施形態では、突き出したへり３１８は、堆積リング３０２とともに形成される円弧形状の隙間４０２の幅の少なくともほぼ半分に対応する長さ突き出す。基板支持体１２６およびプラットフォームハウジング１２８上へのプロセス堆積物の流れを妨げ、カバーリング１７０と堆積リング３０２との間に複雑で押しつぶされた流路を形成するために、突き出したへり３１８が、円弧形状の隙間４０２と協働し補完するような大きさに合わせて作られ、形状にされ、設置される。隙間４０２の押しつぶされた流路は、堆積リング３０２およびカバーリング１７０のはめ合い表面上の低エネルギースパッタ堆積物の蓄積を制限し、スパッタ堆積物は、そうでなければこれらを互いにくっつけさせるまたは基板１０５の周辺部のオーバーハングしているエッジにくっつけさせるはずである。

傾いた上面３１２を、水平から約１０度と約２０度との間の角度で、例えば、１６度で傾けることができる。カバーリング１７０の傾いた上面３１２の角度を、基板１０５のオーバーハングしているエッジの最も近くでのスパッタ堆積物の蓄積を最少にするように設計することができる、このスパッタ堆積物は、そうでなければ基板１０５全面にわたり得られる粒子発生状態に悪影響を及ぼすはずである。

カバーリング１７０は、環状ウエッジ３１０の傾いた上面３１２から下に向かって延びるフーティング３２０を備え、堆積リング３０２の出っ張り３０６上に載る。フーティング３２０は、堆積リング３０２に実質的にひびを入れずにまたは割らずに堆積リング３０２に抗して押し付けるように、ウエッジ３１０から下に向かって延びる。一実施形態では、２段ステップの表面が、フーティング３２０と突き出したへり３１８の下側表面との間に形成される。

カバーリング１７０は、環状ウエッジ３１０から下に向かって延びる内側円柱状バンド３２４ａおよび外側円柱状バンド３２４ｂをさらに包含し、これらの間に隙間を具備する。一実施形態では、内側円柱状バンド３２４ａおよび外側円柱状バンド３２４ｂは、実質的に垂直である。内側円柱状バンド３２４ａおよび外側円柱状バンド３２４ｂは、環状ウエッジ３１０のフーティング３２０の半径方向の外側に置かれる。内側円柱状バンド３２４ａは、外側円柱状バンド３２４ｂよりも低い高さを有する。典型的には、外側円柱状バンド３２４ｂの高さは、内側円柱状バンド３２４ａの高さの少なくとも約１．２倍である。例えば、約１５４ｍｍの内半径を有するカバーリング１７０について、外側円柱状バンド３２４ｂの高さは、約１５ｍｍから約３５ｍｍまで、例えば、２５ｍｍであり、内側円柱状バンド３２４ａの高さは、約１２ｍｍから約２４ｍｍまで、例えば、約１９ｍｍである。カバーリングは、チタンまたはステンレス鋼などのプロセス化学薬品に対応できる任意の材料を包含することができる。

一実施形態では、内側円柱状バンド３２４ａの表面は、垂直から約１２度と約１８度との間の角度を付けられる。別の一実施形態では、内側円柱状バンド３２４ａの表面は、約１５度と約１７度との間の角度を付けられる。

一実施形態では、カバーリング１７０は、外側円柱状バンド３２４ｂによって画定され、約１５．５インチ（３９．４ｃｍ）と約１６インチ（４０．６ｃｍ）との間の外径を有する。別の一実施形態では、カバーリング１７０は、約１５．６インチ（３９．６ｃｍ）と約１５．８インチ（４０．１ｃｍ）との間の外径を有する。一実施形態では、カバーリング１７０は、約１インチ（２．５ｃｍ）と約１．５インチ（３．８ｃｍ）との間の高さを有する。別の一実施形態では、カバーリング１７０は、約１．２インチ（３ｃｍ）と約１．３インチ（３．３ｃｍ）である。

シールド１６０とカバーリング１７０との間の空間または隙間４０４は、プラズマが進むための入り組んだＳ字形通路または迷路を形成する。例えば、通路の形状がこの領域内へのプラズマ化学種の進入を妨げ邪魔し、スパッタした材料の望ましくない堆積を減少させるという理由で、通路の形状は有利である。

図４Ｂは、堆積リング４１０およびカバーリング４４０を備えたリングアセンブリ１６８の別の一実施形態である。堆積リング４１０およびカバーリング４４０を備えたリングアセンブリ１６８が、図４Ｃを参照して下記に説明する堆積リング４１０およびカバーリング４４０を備えたリングアセンブリ１６８と比較して、高いプロセス圧力で優れたＰＶＤ処理結果をもたらすことを見出した。堆積リング４１０は、シリンダ４１６によって第２の環状バンド４１４に接続された第１の環状バンド４１２を備える。第１の環状バンド４１２は、第１の環状バンド４１２の内エッジ４２２から上に向かって延びるリップ４１８を有する段差を付けた上面４２０を含む。シリンダ４１６は、第２の環状バンド４１４が第１の環状バンド４１２の垂直に下方であり半径方向の外側になるように、第１の環状バンド４１２の外エッジおよび底部表面４３４から第２の環状バンド４１４の内側エッジ４２４および上面４２６へ下に向かって延びる。第１の環状バンド４１２の底部表面４３４は、基板支持体１２６の出っ張り上に載る。

第２の環状バンド４１４の上面４２６は、盛り上がった環状外側パッド４３０とは溝４３２によって分けられた盛り上がった環状内側パッド４２８を含む。盛り上がった環状内側パッド４２８は、盛り上がった環状外側パッド４３０よりも第２の環状バンド４１４の上面４２６のさらに上方に延びるが、第１の環状バンド４１２の底部表面４３４の下方である。盛り上がった環状外側パッド４３０が、カバーリング４４０を支持する。

カバーリング４４０は、堆積リング４１０を少なくとも部分的にカバーする。堆積リング４１０およびカバーリング４４０は、基板支持体１２６の周辺エッジおよび基板１０５のオーバーハングしているエッジ上へのスパッタ堆積物の形成を減少させるために互いに協働する。

カバーリング４４０は、堆積リング４１０の周囲を囲んで少なくとも部分的にカバーし、大部分のスパッタリング堆積物を受ける、したがって、スパッタリング堆積物から堆積リング４１０を陰にする。カバーリング４４０は、スパッタリングプラズマによる腐食に耐えることができる材料、例えば、ステンレス鋼、チタン、もしくはアルミニウムなどの金属材料、または酸化アルミニウムなどのセラミック材料から製造される。一実施形態では、カバーリング４４０は、少なくとも約９９．９パーセントの純度を有するチタンからなる。一実施形態では、カバーリング４４０の表面から脱落する粒子を減少させるために、カバーリング４４０の表面を、例えば、ＣＬＥＡＮＣＯＡＴ（商標）などのツインワイヤアルミニウムアークスプレイコーティングを用いて処置する。

カバーリング４４０は、半径方向の内側に向かって傾斜し、基板支持体１２６の周囲を囲む傾いた上面４４４を包含する環状ウエッジ４４２を含む。環状ウエッジ４４２の傾いた上面４４４は、内周部４４６および外周部４４８を有する。内周部４４６は、盛り上がった環状内側パッド４２８の方へ下に向かって延びる突き出した球状へり４５０を包含する。突き出したへり４５０は、堆積リング４１０の外側上部表面上へのスパッタリング材料の堆積を減少させる。

傾いた上面４４４を、水平から約１０度と約２０度との間の角度で、例えば、１６度で傾けることができる。カバーリング４４０の傾いた上面４４４の角度を、基板１０５のオーバーハングしているエッジの最も近くでのスパッタ堆積物の蓄積を最少にするように設計することができ、このスパッタ堆積物は、そうでなければ基板１０５全面にわたり得られる粒子発生状態に悪影響を及ぼすはずである。一実施形態では、上面４４４はまた、基板１０５および堆積リング４１０の頂部の完全に下方である。

カバーリング４４０は、環状ウエッジ４４４の傾いた上面４４４から下に向かって延びるフーティング４５２を備え、堆積リング４１０の盛り上がった環状外側パッド４３０上に載る。一実施形態では、２段ステップの表面が、フーティング４５２と突き出したへり４５０の下側表面との間に形成される。

カバーリング４４０は、環状ウエッジ４４２から下に向かって延びる内側円柱状バンド４５４および外側円柱状バンド４５６をさらに備え、バンド４５４、４５６がシールド１６０を挟み込むことを可能にする隙間をこれらの間に画定する。一実施形態では、内側円柱状バンド４５４および外側円柱状バンド４５６は、実質的に垂直である。内側円柱状バンド４５４および外側円柱状バンド４５６が、環状ウエッジ４４２のフーティング４５２の半径方向の外側に置かれる。内側円柱状バンド４５４は、外側円柱状バンド４５６よりも低い高さを有する。さらに、両方のバンド４５４、４５６は、フーティング４５２の下方に延びる。カバーリング４４０は、チタンまたはステンレス鋼などのプロセス化学薬品に対応できる任意の材料を包含することができる。

シールド１６０とカバーリング４４０との間の空間または隙間４０４は、プラズマが進むための入り組んだＳ字形通路または迷路を形成する。例えば、通路の形状がこの領域内へのプラズマ化学種の進入を妨げ邪魔し、スパッタした材料の望ましくない堆積を減少させるという理由で、通路の形状は有利である。

図４Ｃは、上に説明したような堆積リング４１０およびカバーリング４６０を備えたリングアセンブリ１６８の別の一実施形態である。堆積リング４１０およびカバーリング４６０を備えたリングアセンブリ１６８は、図４Ｂを参照して上に説明した堆積リング４１０およびカバーリング４４０を備えたリングアセンブリ１６８と比較して低いプロセス圧力で優れたＰＶＤ処理結果をもたらすことを見出した。堆積リング４１０は、基板支持体１２６上に載るが、一方でカバーリング４６０が、堆積リング４１０を少なくとも部分的にカバーする。堆積リング４１０およびカバーリング４６０は、基板支持体１２６の周辺エッジ１２９および基板１０５のオーバーハングしているエッジ上へのスパッタ堆積物の形成を減少させるために互いに協働する。

カバーリング４６０は、堆積リング４１０の周囲を囲んで少なくとも部分的にカバーし、大部分のスパッタリング堆積物を受け、したがって、スパッタリング堆積物から堆積リング４１０を陰にする。カバーリング４６０は、スパッタリングプラズマによる腐食に耐えることができる材料、例えば、ステンレス鋼、チタン、もしくはアルミニウムなどの金属材料、または酸化アルミニウムなどのセラミック材料から製造される。一実施形態では、カバーリング４６０は、少なくとも約９９．９パーセントの純度を有するチタンからなる。一実施形態では、カバーリング４６０の表面から脱落する粒子を減少させるために、カバーリング４６０の表面を、例えば、ＣＬＥＡＮＣＯＡＴ（商標）などのツインワイヤアルミニウムアークスプレイコーティングを用いて処置する。

カバーリング４６０は、半径方向の内側に向かって傾斜し、基板支持体１２６の周囲を囲む傾いた上面４４４を包含する環状ウエッジ４６２を備える。環状ウエッジ４６２の傾いた上面４４４は、内周部４４６および外周部４６４を有する。内周部４４６は、堆積リング４１０の盛り上がった環状内側パッド４２８に重なる突き出した球状へり４６１を包含する。突き出したへり４６１は、堆積リング４１０の上部外側表面上へのスパッタリング堆積物の堆積を減少させる。一実施形態では、突き出したへり４６１は、堆積リング４１０とともに形成された円弧形状の隙間４０２の幅の少なくともほぼ半分に対応する長さ突き出す。突き出したへり４６１を、基板支持体１２６およびプラットフォームハウジング１２８上へのプロセス堆積物の流れを妨げ、カバーリング４６０と堆積リング４１０との間に複雑で押しつぶされた流路を形成するために、円弧形状の隙間４０２と協働し補完するような大きさに合わせて作られ、形状にされ、設置される。隙間４０２の押しつぶされた流路は、堆積リング４１０およびカバーリング４６０のはめ合い表面上の低エネルギースパッタ堆積物の蓄積を制限する、スパッタ堆積物は、そうでなければ、これらを互いにくっつけさせるまたは基板１０５の周辺部のオーバーハングしているエッジにくっつけさせるはずである。一実施形態では、傾いた上面４４４が、堆積リング４１０の頂部の下方にある。

傾いた上面４４４を、水平から約１０度と約２０度との間の角度で、例えば、１６度で傾けることができる。カバーリング４６０の傾いた上面４４４の角度を、基板１０５のオーバーハングしているエッジの最も近くでのスパッタ堆積物の蓄積を最少にするように設計することができ、このスパッタ堆積物は、そうでなければ、基板１０５全面にわたり得られる粒子発生状態に悪影響を及ぼすはずである。

カバーリング４６０は、環状ウエッジ４６２の傾いた上面４４４から下に向かって延びる、カバーリング４４０に類似のフーティング４５２を備え、堆積リング４１０の出っ張り上に載る。フーティング４５２は、リング４１０に実質的にひびを入れずにまたは割らずに堆積リング４１０に抗して押し付けるように、ウエッジ４６２から下に向かって延びる。一実施形態では、２段ステップの表面が、フーティング４５２と突き出したへり４６１の下側表面との間に形成される。

カバーリング４６０は、内側円柱状バンド４７０および外側円柱状バンド４７２をさらに備える。内側円柱状バンド４７０は、内側円柱状バンド４７０の大部分が環状ウエッジ４６２の上方に配置された状態で、環状ウエッジ４６２から下に向かっておよび上に向かって両方に延びる。内側円柱状バンド４７０の上部部分を、ブリッジ４７４によって外側円柱状バンド４７２に連結する。ブリッジ４７４を、ウエッジ４６２のはるか上方で、堆積リング４１０の上方に配置する。外側円柱状バンド４７２は、内側円柱状バンド４７０と実質的に平行にブリッジ４７４から端部４７６へ下に向かって延び、バンド４７０、４７２がシールド１６０の端部を挟み込むことを可能にする隙間をこれらの間に形成する。端部４７６は、へり４６１の底部表面の上方の高さで終わり、一実施形態では、第１の環状バンド４１２の底部表面４３４と整列する。

一実施形態では、内側円柱状バンド４７０および外側円柱状バンド４７２は、実質的に垂直である。内側円柱状バンド４７０および外側円柱状バンド４７２は、環状ウエッジ４６２のフーティング４５２の半径方向の外側に向かって置かれる。内側円柱状バンド４７０は、外側円柱状バンド４７２の端部４７６の下方に延びる。一実施形態では、カバーリング４６０は、約１５．６インチの外径および約２．５インチの高さを有する。カバーリングは、チタンまたはステンレス鋼などのプロセス化学薬品に対応する任意の材料を包含することができる。

一実施形態では、カバーリング４６０は、外側円柱状バンド４７２によって画定され、約１５．５インチ（３９．４ｃｍ）と約１６インチ（４０．６ｃｍ）との間の外径を有する。別の一実施形態では、カバーリング４６０は、約１５．６インチ（３９．６ｃｍ）と約１５．８インチ（４０．１ｃｍ）との間の外径を有する。一実施形態では、カバーリング４６０は、約２インチと約３インチとの間の高さを有する。

シールド１６０とカバーリング４６０との間の空間または隙間４０４は、プラズマが進むための入り組んだＳ字形通路または迷路を形成する。例えば、通路の形状がこの領域内へのプラズマ化学種の進入を妨げ邪魔し、スパッタした材料の望ましくない堆積を減少させるという理由で、通路の形状は有利である。

説明したプロセスキット１５０の構成要素は、単独でまたは組み合わせて、粒子発生および迷走プラズマを著しく減少させるように働く。プロセスキャビティの外に迷走プラズマを生じさせるＲＦ高調波の一因となる長くなったＲＦリターン経路を与える既存の複数部品シールドと比較して、上に説明した一体型シールドは、ＲＦリターン経路を短縮し、したがって、内部処理領域内のプラズマ閉じ込めの改善を提供する。一体型シールドの平坦ベースプレートは、高調波および迷走プラズマをさらに減少させるためならびに既存の接地ハードウェア用の着地を提供するために、ペデスタルを通るＲＦ用のさらに短くしたリターン経路を提供する。一体型シールドは、また、ＲＦリターンにおける不連続性を提供し、プロセスキャビティの外に迷走プラズマをもたらすすべての伝導性機構を取り除く。一体型シールドを、プロセスチャンバ中へのアイソレータリングの挿入を可能にするように変形した。アイソレータリングは、ＲＦ源と接地経路中のプロセスキット部品との間の見通しを遮る。シールド上のマウンティングフランジを、導電性材料がアイソレータリングとシールドとの間に表面ブリッジを作り出すことを防止し、これによって電気的に不連続な状態を維持する迷路を提供するステップおよび大きな半径を提供するように変形した。一体型シールドをまた、通過流成形を製造することを可能にするために、材料厚さを減少させることを通して低価格製造性用に設計する。

上記は本発明の実施形態に向けられているが、本発明の別の実施形態およびさらなる実施形態を、本発明の基本的な範囲から乖離せずに考案することができ、本発明の範囲は、別記の特許請求の範囲によって決められる。

Claims (14)

1. 基板処理チャンバ内で基板支持体に面しているスパッタリングターゲットのスパッタリング表面の周囲を囲むためのシールドであって、
   前記スパッタリングターゲットの前記スパッタリング表面の周囲を囲む大きさの第１の直径を有する円柱状外側バンドであって、前記円柱状外側バンドが、前記スパッタリング表面を取り囲む大きさの頂部端および前記基板支持体を取り囲む大きさの底部端を有する、円柱状外側バンドと、
   前記第１の直径よりも大きな第２の直径を有し、前記円柱状外側バンドの前記頂部端から半径方向の外側に向かって延びる傾斜したステップと、
   前記傾斜したステップから半径方向の外側に向かって延びるマウンティングフランジと、
   前記円柱状外側バンドの前記底部端から半径方向の内側に向かって延びるベースプレートと、
   前記ベースプレートに連結され、前記基板支持体の周辺エッジの周囲を囲む大きさの円柱状内側バンドと、
   基板処理チャンバ内で堆積リングの付近に設置するためのカバーリングであって、前記堆積リングが基板支持体と円柱状外側バンドとの間にあり、前記カバーリングが、
   前記堆積リング上に位置するとき、前記基板支持体の上面の完全に下に位置するように構成される環状ウエッジであって、
   基板支持体の周囲を囲む傾いた上面であって、内周部および外周部を有する前記傾いた上面と、
   前記傾いた上面から下に向かって延びて前記堆積リングに載るフーティングと、
   前記上面の前記内周部の付近の突き出したへりと
   を備えた環状ウエッジと、
   前記環状ウエッジから下に向かって延びる内側円柱状バンドと、
   前記環状ウエッジから下に向かって延びる外側円柱状バンドであって、前記内側円柱状バンドが前記円柱状外側バンドの高さよりも低い高さを有する、外側円柱状バンドと
   を備えたカバーリングと
   を備えた、シールド。
2. 前記円柱状外側バンド、前記傾斜したステップ、前記マウンティングフランジ、前記ベースプレート、および前記円柱状内側バンドが、一体成形のアルミニウム構造を備える、請求項１に記載のシールド。
3. 前記円柱状内側バンドが、前記円柱状外側バンドの高さよりも低い高さを備える、請求項１に記載のシールド。
4. 前記円柱状内側バンドが、前記第１の直径よりも小さな第３の直径を有する、請求項１に記載のシールド。
5. 前記マウンティングフランジが、前記シールドと前記シールドの上方に置かれたアイソレータリングとの間にラビリンス隙間を設けるステップを有する、請求項１に記載のシールド。
6. 前記シールドの表面上にツインワイヤアルミニウムアークスプレイコーティングを備えた、請求項１に記載のシールド。
7. 前記ツインワイヤアルミニウムアークスプレイコーティングが、０．０１５２ｍｍから０．０５８４ｍｍまでの表面粗さを備える、請求項６に記載のシールド。
8. 前記シールドの露出した表面が、０．００４４ｍｍ±０．００１９ｍｍの表面粗さを有するようにビードブラストされる、請求項１に記載のシールド。
9. 請求項１に記載の前記シールドを含有するプロセスキットであって、
   前記ターゲットのスパッタリング表面の付近に延び、前記スパッタリング表面の周囲を囲む大きさの環状バンドを備えたアイソレータリングであって、前記環状バンドが、
   第１の幅を有する頂部壁と、
   第２の幅を有する底部壁と、
   第３の幅を有し、前記頂部壁から半径方向の外側に向かって延びる支持リムであって、垂直トレンチが前記底部壁の外周部と支持リムの底部接触面との間に形成される、支持リムと、
   を備えた、アイソレータリングと、
   基板処理チャンバ内で堆積リングの付近に設置するためのカバーリングであって、前記堆積リングが前記チャンバ内で基板支持体と円柱状シールドとの間にあり、前記カバーリングが、
   前記堆積リング上に位置するとき、前記基板支持体の上面の完全に下に位置するように構成される環状ウエッジであって、
   前記基板支持体の周囲を囲む傾いた上面であって、内周部および外周部を有する、傾いた上面と、
   前記傾いた上面から下に向かって延びて前記堆積リングに載るフーティングと、
   前記上面の前記内周部の付近の突き出したへりと
   を備えた環状ウエッジと、
   前記環状ウエッジから下に向かって延びる内側円柱状バンドと、
   前記環状ウエッジから下に向かって延びる外側円柱状バンドであって、前記内側円柱状バンドが前記円柱状外側バンドの高さよりも低い高さを有する、外側円柱状バンドと
   を備えたカバーリングと
   をさらに備えた、プロセスキット。
10. 基板処理チャンバ内で堆積リングの付近に設置するためのカバーリングであって、前記堆積リングが、前記チャンバ内で、基板支持体と円柱状シールドとの間に設置されるように適合し、前記カバーリングが、
    前記堆積リング上に位置するとき、前記基板支持体の上面の完全に下に位置するように構成される環状ウエッジであって、
    前記基板支持体の周囲を囲む大きさの傾いた上面であって、内周部および外周部を有する、傾いた上面と、
    前記傾いた上面から下に向かって延び、前記堆積リングに載るように構成されたフーティングと、
    前記上面の前記内周部の付近の突き出したへりと
    を備えた環状ウエッジと、
    前記環状ウエッジから下に向かって延びる内側円柱状バンドと、
    前記環状ウエッジから下に向かって延びる外側円柱状バンドであって、前記内側円柱状バンドが前記外側円柱状バンドの高さよりも低い高さを有する、外側円柱状バンドと
    を備えた、カバーリング。
11. 前記カバーリングが、ステンレス鋼を含む、請求項１０に記載のカバーリング。
12. 前記環状ウエッジの前記傾いた上面が、半径方向の内側に向かって傾斜する、請求項１０に記載のカバーリング。
13. 前記内側円柱状バンドおよび前記外側円柱状バンドが、実質的に垂直である、請求項１０に記載のカバーリング。
14. ツインワイヤアルミニウムアークスプレイコーティングを有する露出した表面を備えた、請求項１０に記載のカバーリング。
    

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