(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の処理中に温度が過度に増加せず、リングの洗浄中に過度に腐食されず、基板処理中に過度に高い温度勾配の形成を減少させ得る基板リングを提供する。【解決手段】基板リングアセンブリ２０は、周辺エッジ部３０を有する基板支持体２２を備えている。アセンブリ２０は、内部周囲が基板支持体の周辺エッジ部３０を囲み且つ少なくとも部分的に覆っている環状バンド２６を有する。アセンブリ２０は、また、環状バンド２６を基板支持体の周辺エッジ部３０に固定するクランプ３４を有する。【選択図】図３
2006140473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周辺エッジ部を有する基板支持体のための基板リングアセンブリであって、
（ａ）内部周囲が該基板支持体の該周辺エッジ部を囲み且つ少なくとも部分的に覆っている環状バンドと、
（ｂ）該基板支持体の該周辺エッジ部に該環状バンドを固定するクランプと、
を備えている、前記アセンブリ。
【請求項２】
該環状バンドが、以下の少なくとも１つ：
（ａ）該環状バンドから下向きに伸びて該基板支持体に対して押圧する脚部、
（ｂ）該最上面上の少なくとも一部にプロセス堆積物の堆積を低減させる大きさと形をしている少なくとも１つの突出部を有する最上面、
を備えている、請求項１記載のアセンブリ。
【請求項３】
該環状バンドがそれを通る少なくとも１つのほぼ垂直の開口部を備え、該クランプが（ｉ）該バンドにおける該開口部を通過するように適合された少なくとも１つのファスナと、（ｉｉ）該ファスナを受容するとともに該支持体に該環状バンドを固定するように適合されているブラケットを備えている、請求項１記載のアセンブリ。
【請求項４】
該ファスナが、該ブラケットを回転させて該支持体に対して該ブラケットを固定させることができる旋回ファスナを備えている、請求項３記載のアセンブリ。
【請求項５】
該環状バンドの周囲を囲み、該環状バンドの周囲の上に内向きに伸びているレッジを有するカバーリングを更に備え、該レッジが、該最上面上の少なくとも一部にプロセス堆積物の堆積を低減させる大きさと形をしている下向きに伸びている突出部を備えている、請求項４記載のアセンブリ。
【請求項６】
該クランプが、
（ａ）環状バンドの内部と該支持体の該周辺エッジ部との間で圧縮して該支持体に対して該環状バンドを保持するラジアルスプリング、又は
（ｂ）該環状バンドと該基板支持体の一部の間に伸びて該支持体の該周辺エッジ部に対して該環状バンドを保持するように適合されているスプリング、
を備えている、請求項１記載のアセンブリ。
【請求項７】
該支持リングが、ステンレス鋼、チタン及びアルミニウムの少なくとも１つを含んでいる、請求項１記載のアセンブリ。
【請求項８】
基板支持体、ガス分配システム、ガスエナージャイザー、ガス排気口を更に備えている、請求項１記載の該支持リングアセンブリを備えている基板処理チャンバ。
【請求項９】
周辺エッジ部を有する基板支持体のための基板リングアセンブリであって、
（ａ）内部周囲が該基板支持体の該周辺エッジ部を少なくとも部分的に囲み且つ少なくとも部分的に覆っている環状バンドであって、該環状バンドが該環状バンドの最上面上に少なくとも１つの突出部を備え、該突出部が該最上面上の少なくとも一部にプロセス堆積物の堆積を阻止するように適合されている、前記環状バンドと、
（ｂ）該環状バンドから下向きに伸びている脚部であって、該脚部が該基板支持体の表面に対して押圧するように適合されている、前記脚部と、
を備えている、前記アセンブリ。
【請求項１０】
該環状バンドにおける垂直開口部を通過するように適合された少なくとも１つのファスナを備えているクランプを更に備え、該ファスナを受容するとともに該支持体に該環状バンドを固定するブラケットを更に備えている、請求項９記載のアセンブリ。
【請求項１１】
該ファスナが、該ブラケットを回転させて該支持体に対してブラケットを固定することができる旋回ファスナを備えている、請求項１０記載のアセンブリ。
【請求項１２】
該環状バンドの周囲を囲み且つ該環状バンド周囲の上に内向きに伸びているレッジを有するカバーリングを更に備え、該レッジが、環状バンドの該最上面上の少なくとも一部にプロセス堆積物の堆積を低減させる大きさと形をしている下向きに伸びている突出部を備えている、請求項９記載のアセンブリ。
【請求項１３】
該環状バンドが、実質的に該周辺エッジ部に亀裂を誘発せずに該基板支持体の該周辺エッジ部に対して押圧する形と大きさをしている下向きに伸びている脚部と、該周辺エッジ部と実質的に接触しない該下向きに伸びている脚部の周りに埋め込み表面領域を備えている、請求項９記載のアセンブリ。
【請求項１４】
周辺エッジ部を有する基板支持体のための基板リングアセンブリであって、
（ａ）内部周囲が該基板支持体の周辺エッジ部を囲み且つ少なくとも部分的に覆っている環状バンドと、
（ｂ）該環状バンドから下向きに伸びている脚部であって、該脚部が、該バンドが該基板支持体に対して保持された場合に、該バンドが該基板支持体上に実質的に圧縮応力だけを加えることを可能にする形、大きさ、位置をしている、前記脚部と、
を備えている、前記アセンブリ。
【請求項１５】
該環状バンドが、該支持体の該周辺エッジ部と実質的に接触しない該脚部の周りに埋め込み表面領域を備え、少なくとも１つの埋め込み領域が、該支持体の周辺エッジ部の上側の角の周りの形、大きさ、位置にあり、該上側の角が実質的に該環状バンドと接触していない、請求項１４記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
本発明の実施形態は、プロセスチャンバにおいて基板を支持する支持リングアセンブリに関する。
【０００２】
基板半導体ウェハやディスプレイのような基板の処理の際に、基板はプロセスチャンバ内に配置され、活性化ガスに晒されて基板上に物質を堆積又はエッチングする。典型的なプロセスチャンバは、プロセスゾーンを封入する包囲壁と、チャンバ内にガスを供給するガス源と、プロセスガスを活性化して基板を処理するためのガスエナージャイザーと、基板支持体と、ガス排気口とを含むプロセスコンポーネントを備えている。プロセスチャンバコンポーネントは、プロセスキットを備えていることもでき、それには、典型的には、処理中に基板を固定及び保護することを援助し得る１以上のパーツ、例えば、堆積リング、カバーリング、シャドーリングのような基板の周辺に位置するリングである基板リングが含まれている。
【０００３】
物理気相堆積（ＰＶＤ）プロセスにおいては、堆積リングを備えている基板リングは基板の周辺に設けられている。堆積リングは、典型的には、基板を囲み、基板支持体上に置かれるリップ又はレッジ（ledge）を有する。リングは、チャンバ内で活性ガスに晒される基板支持体の側壁面と周辺エッジ部をプロセス残留物の堆積から防ぐ。従って、堆積リングは支持上のプロセス残留物の蓄積を低減させるが、それらは最後には剥がれ落ち、基板を汚染する。堆積リングもまた、活性化ガスによって支持構造の腐食を低減させ得る。堆積リングを設けると、堆積リング自体がチャンバから定期的に取り外され、例えば、ＨＦやＨＮＯ３により洗浄されて、基板プロセスサイクル中にリング上に蓄積するプロセス残留物を除去することができることから、支持アセンブリが洗浄を必要とする頻度が減少する。
【０００４】
しかしながら、例えば、プロセスの間チャンバ内で活性化ガスに晒されるタンタルＰＶＤプロセスのある種のプロセスは、堆積リングを加熱する。典型的には、堆積リング、例えば、酸化アルミニウム堆積リングは、リングの温度を許容しうるレベルに低下させるために真空環境において周囲と十分な量の熱を交換しない。堆積リングとリング上に蓄積したプロセス残留物の間の熱応力が堆積リングからプロセス残留物の剥離又は破砕、結果として基板の汚染を引き起こすことから、堆積リングの過度の加熱は有害である。また、熱い堆積リングは基板の周辺部から広がる温度勾配を生じ得るものであり、プロセスの間基板又は活性化ガスの温度を変化させる。酸化アルミニウム堆積リングのような従来のリングによる更に他の問題は、洗浄プロセスや再研磨プロセス中に腐食し、寿命が短縮することである。このことは、例えば、酸化アルミニウムタンタル堆積物を除去することが化学的に困難である洗浄プロセス残留物がリング上に形成された場合に特に当てはまる。
【０００５】
従って、基板の処理中に温度が過度に増加しない堆積リングのような基板リングを有することが望ましい。更に、リングの洗浄中に過度に腐食されない基板リングを有することが望ましい。更に、基板処理中に過度に高い温度勾配の形成を減少させ得る基板リングを有することが望ましい。
【概要】
【０００６】
一変形例においては、基板リングアセンブリは周辺エッジ部を有する基板支持体を備えている。アセンブリは、内部周囲が基板支持体の周辺エッジ部を囲み且つ少なくとも部分的に覆っている環状バンドを有する。アセンブリは、また、環状バンドを基板支持体の周辺エッジ部に固定するクランプを有する。
【０００７】
他の変形例においては、基板リングアセンブリは内部周囲が基板支持体の周辺エッジ部を少なくとも部分的に囲み且つ少なくとも部分的に覆っている環状バンドを有する。環状バンドは、上面上のプロセスガスフローを阻止するように適合されている環状バンドの上面上に少なくとも１つの突出部を有する。脚部は、環状バンドから下向きに伸び、基板支持体の表面を押圧するように適合されている。
【０００８】
他の変形例においては、基板リングアセンブリは、内部周囲が基板支持体の周辺エッジ部を囲み且つ少なくとも部分的に覆っている環状バンドと、環状バンドから下向きに伸びた脚部を有する。バンドが基板支持体に対して保持されている場合、脚部はバンドが基板支持体上に実質的な圧縮応力を加えることができる形、大きさ、位置をしている。
【０００９】
本発明のこれらの特徴、態様、利点は、本発明の例を示す、以下の説明、添えられた特許請求の範囲、次の図面に関してより良く理解される。しかしながら、特徴の各々は、単に具体的な図面に関連してでなく、一般に本発明に使用することができ、本発明はこれら特徴のあらゆる組合わせを含んでいる。
【説明】
【００１０】
基板処理環境において基板支持体２２の少なくとも一部を被服又は保護するために使用し得る基板リングアセンブリ２０の例示的な変形例を、図１Ａと図１Ｂに示す。基板支持体２２は、例えば、静電チャック２３を備えることができ、処理中に基板１０４を受容し且つ支持する基板受容面２４を有する。基板リングアセンブリ２０は、支持体２２の少なくとも一部を覆うことにより支持体２２の少なくとも一部を保護するように設けられる。基板リングアセンブリ２０は、内部周囲２８が基板１０４と基板受容面２４の周辺を囲むように適合されている環状バンド２６を備えている。内部周囲２８は、また、支持体２２の基板受容面２４を囲み、環状バンド２６は、処理中に基板１０４によって覆われていない支持体２２の領域を保護する。例えば、環状バンド２６は、処理環境に晒される支持体２２の周辺エッジ部３０を囲み且つ少なくとも部分的に覆うことができる。図１Ａに示される変形例においては、基板リングアセンブリ２０は、支持体２２の周辺エッジ部３０上に伸びて周辺エッジ部３０を保護する最上部３２と、周辺エッジ部３０の側面に下向きに隣接して伸びている底部３５を有する環状バンド２６を備えている。環状バンド２６は、例えば、活性化されたプロセスガスによる腐食又はこれら表面上のプロセス残留物の過剰な堆積から支持体の被覆表面を保護し得る。
【００１１】
一変形例においては、基板リングアセンブリ２０は、環状バンドの一部を支持体２２にクランプで留めるクランプ３４を備えている。環状バンド２６を支持体２２にクランプで留めると、より良好な熱交換がクランプで留めたバンド２６と支持体２２間に生じ得ることから、少なくとも部分的に処理結果が改善される。例えば、プロセスガスの活性プラズマに晒される環状バンド２６の最上面３６の、環状バンド２６の一部は、基板処理の間過剰に加熱され得る。最上面３６の過剰な加熱によって、環状バンド２６とバンド２６の最上面３６上に堆積したあらゆるプロセス残留物間の熱膨張が不一致になってしまい、プロセス残留物を最上面３６から剥離させ、基板１０４を潜在的に汚染する。環状バンド２６を支持体２２をクランプで留めると、バンド２６と支持体２２間の良好な熱交換を可能にし、環状バンド２６の温度制御を改善する。例えば、支持体２２は、例えば、図３に示されるように、例えば、支持体２２内に冷却コンジット１２３を備えている温度制御冷却板１２７を設けることにより、温度制御することができ、クランプで留められた環状バンド２６の良好な冷却を可能にする。支持体２２に対して環状バンド２６をクランプで留めると、支持体２２を更に安全なカバレッジと保護が与えられ得る。バンド２６の改善された温度制御もまた、例えばステンレス鋼、チタン又はアルミニウムの腐食耐性のある金属材料からバンドを製造することができる。
【００１２】
クランプ３４を備えている基板リングアセンブリ２０の一実施形態を図１Ａと図１Ｂに示す。この変形例においては、環状バンド２６は、例えば、環状バンド２６の最上面３６からバンドの下面４２に伸びるほぼ垂直の開口部を通って伸びる少なくとも１つの開口部３８を備えている。クランプ３４は、開口部３８を通過して環状バンドを支持体２２に固定する形と大きさをしたファスナ４０を備えている。図１Ａに示される変形例においては、クランプ３４は、ファスナ４０を収容し、環状バンド２６を支持体２２に固定するように適合されているブラケット４４を更に備えている。ブラケット４４は、支持体２２に対して固定されるか或いは支持体２２に接続されて環状バンド２６を基板支持体２２に対してクランプで留める。例えば、ブラケット４４は、図１Ａと図１Ｂに示されるように、周辺エッジ部３０の下面４８のような、支持体２２の表面に対して押圧される締め付け面４６を備えることができ、支持体２２に対して環状バンド２６がクランプで留められる。締め付け面４６は、環状バンド２６の下面２４に対して押圧することもできる。
【００１３】
ファスナ４０は、環状バンド２６における開口部３８を通過し、ブラケット４４に接続するのに適した構造、例えば、ねじ、クリップ、スプリング又は他のコネクタ構造の少なくとも１つを備えている。例えば、一変形例においては、ファスナ４０は、環状バンド２６における開口部３８とブラケット４４における開口部３９を少なくとも部分的に通って取り付けているねじを備えることができ、そこで、ブラケット４４の開口部３９はブラケット４４がねじを回転する際に支持体２２に対して締まることを可能にするねじ切りを備えている。また、望ましい数の開口部３８とファスナ４０は環状バンド２６を支持体２２に固定するように設けることもできる。例えば、支持リングアセンブリ２０は、約８の開口部３８のように、約３から約２４までの開口部３８を備えることができ、それらは環状バンド２６の周りに所望される構造で配置されている。図１Ａと図１Ｂに示される変形例においては、開口部３８は環状バンド２６の周辺部５０に対して配置されている。開口部３８は、環状バンド２６の最上部と底部３２、４２を通って伸び、バンド２６を基板支持体２２にクランプで留める。また、ブラケット４４はバンド２６をより良く固定するためにブラケットを環状バンド２６に“かぎ”をかけることを可能にする特徴部を備えることができる。例えば、ブラケット４４は、クランプで留めた所望の位置に環状バンドを固定するため、環状バンドの周辺の側壁６３に対して押圧するように適合されている隆起した壁５９を備えることができる。
【００１４】
更に他の実施形態においては、クランプ３４は、例えば、図１Ｃに示されるように、所望の位置にブラケット４４を回転させて支持体２２に対して環状バンド２６をクランプで留めるように適合されている旋回ファスナ４１を備えている。例えば、旋回ファスナ４１は、ブラケット４４を支持体２２に対する場所に回転させることができる旋回ナット４３を備えることができる。旋回ファスナ４１は、ブラケットがファスナ４１を単純に回転させることにより、例えば、ファスナ４１の最上部４７を回転することにより、クランプで留めている位置に又はそこから回転させることができるように、旋回ファスナ４１を回転することによりブラケット４４をファスナ４１の軸４５の周りで回転させることができてもよい。従って、旋回ファスナ４１は、例えば、アセンブリの洗浄のために、実質的にブラケット４４からファスナ４１を取り外す必要がなく、更に実質的にリングアセンブリ２０の一部又は支持体２２の周辺エッジ部３０の下の他の要素に接近する必要がなく、基板リングアセンブリ２０を容易に取り外すことができる。
【００１５】
一変形例においては、環状バンドの最上面３６は、支持体２２と支持アセンブリ２０の所望されない領域上にプロセス堆積物の堆積を低減させるように適合されるテクスチャー加工された表面を備えている。最上面３６は、表面３６上の少なくとも一部のプロセス残留物の堆積を低減させる形、大きさ、位置にある特徴部５２を備えていることが望ましい。例えば、最上面３６は、環状バンドの周辺部５０で環状バンドにおける１つ以上の開口部３８に対するプロセス残留物のフロー又は移動を阻止させることができる。最上面３６は、表面３６における窪みにプロセス残留物を集めることができ、基板１０４に対する残留物の移動を阻止して基板１０４の汚染を低減させる。一変形例においては、最上面３６は、基板に対するプロセス残留物のフロー又は移動を阻止する、大きさ、形、最上面３６上の位置にある突出部５１を備える少なくとも１つの特徴部５２を備えている。突出部５１は、例えば、隆起したリング又は他の特徴部５２を備えることができ、表面３６上に形成されてもよい。表面３６上のテクスチャー加工された特徴部５２は、例えば、表面３６に１つ以上のグルーブ５３又は他の窪みを備えることもできる。テクスチャー加工された表面５２は、例えば、最上面３６に特徴部５２を機械加工、ナーリング、又はエッチングの少なくとも１つによる、当業者に既知の方法によって形成することができる。テクスチャー加工された特徴部を有する表面の実施形態は、例えば、アプライドマテリアルズ社に譲渡され、２００４年６月２８日に出願された、Ｔｓａｉらの米国特許出願第１０,８８０,２３５号に記載され、これは本明細書全体で援用されている。
【００１６】
一実施形態においては、リングアセンブリ２０は、環状バンド２６から下向きに伸びて基板支持体２２に対して押圧する脚部５４を含んでいる。脚部５４は、支持体２０にクラッキング又は破壊が実質的に生じることなく基板支持体２０に対して押圧する形と大きさであることが望ましいので、支持体に対してバンド２６を固定するための改善された構造を与える。例えば、図１Ａに示されるように、脚部５４は、環状バンド２６の上部３２から下向きに伸びて周辺エッジ部３０の上面５６に対して押圧するほぼ縦のポストを備えることができる。脚部５４は、実質的に支持体２０の周辺エッジ部３０上に圧縮応力だけを加え、周辺のレッジのクラッキング又は破壊を誘発し得るせん断又は他の水平に向けられた応力は実質的になないことが望ましい。脚部５４は、また、クラッキング又はチッピングの影響を受けることがある周辺エッジ部３０又はエッジ部３０の他の部分の上の上側の角５８ａに対してほとんど押圧しないように位置することが望ましい。一変形例においては、脚部５４は周辺エッジ部３０の上面５６だけと実質的に接触し、周辺エッジ表面５６の約７０％を超えて覆っていない。
【００１７】
環状バンド２６は、また、支持体２２の周辺エッジ部３０上にバンド２６の応力を低減させるために、支持体２２の周辺エッジ部３０とほとんど接触しない下向きに伸びた脚部５４の周りに埋め込み表面領域６０を備えていることが望ましい。例えば、１つ以上の埋め込み領域６０は、上側の角５８ａ上に加えられる応力量を低減させるために、周辺エッジ部３０の上側の角５８ａの周りにあってもよい。基板リングアセンブリ２０の他の部は、支持体２２の周辺エッジ部３０上に加えられる圧力及び/又は応力の量を低減させるように適合させることもできる。例えば、ブラケット４４は、実質的に圧縮応力だけを周辺エッジ部３０に対して押圧する隆起したリップ６２、底側の角５８ｂ上の圧力を低減させる周辺エッジ部の底側の角５８ｂの周りに隣接した溝６４を備えることができる。周辺エッジ部３０に対する一方の締め付け力がもう一方により少なくとも部分的に相殺されるように、ブラケット４４と環状バンド脚部５４が補足的に配置されてもよい。例えば、ブラケット４４は脚部５４が押圧するほぼ真下に周辺エッジ部３０に対して押圧することができるので、周辺エッジ部３０の力は周辺エッジ部３０の上下がほぼ等しい。従って、基板リングアセンブリ２２は、支持体の周辺エッジ部３０上にほぼ垂直だけの圧縮応力を加えることにより、周辺エッジ部３０の角５８ａ、ｂのような、容易にクラッキング又はチッピングする支持体２２の部分に対して実質的に押圧することなく基板のクラッキング又は破壊を低減させるように適合されている。
【００１８】
一変形例においては、基板リングアセンブリ２０は、例えば図１Ａ、ｂ、ｃに示されるように、環状バンド２６の周辺部５０を少なくとも部分的に囲み且つ少なくとも部分的に覆っているカバーリング７０を備えている。カバーリング７０は、環状バンド２６の少なくとも一部を横切って伸び、バンド２６の部分を覆い保護する半径方向に内向きに伸びているレッジ７２を備えている。一変形例においては、カバーリング７０は、環状バンド２６の最上面３６上の少なくとも一部にプロセス堆積物の堆積を阻止するために、例えば、表面３６上のプロセスガス及びプロセス堆積物の少なくとも１つのフローを阻止する大きさと形をした下向きに伸びている突出部７４を備えている。突出部７４は、例えば、カバーリング７０の底７６から約２ｍｍから５ｍｍまで下向きに伸びている、内向きに伸びているレッジ７２の内径７９の環状リップ７８を備えることができる。一変形例においては、突出部７４は、環状バンド２６のテクスチャー加工された最上面３６を補足するような大きさ、形、位置にある。例えば、突出部７４は、突出部７４を離れるプロセス堆積物のフローを阻止するカバーリング７０と環状バンド２６間に回旋状で狭窄した流路７５を形成するために、環状バンド２６の最上面３６から生じる隆起した突出部５１の下向きに隣接して伸長することができる。突出部７４は、更に表面２６全体にプロセス堆積物のフロー又は移動を更に阻止するために、バンド２６の最上面３６におけるグルーブ５３のような窪んだ特徴部に伸びることができる。カバーリング７０は腐食耐性材料から製造されることが好ましく、例えば、ステンレス鋼やチタンの少なくとも１つのような金属材料であってもよい。カバーリング７０は、また、例えば、酸化アルミニウムのようなセラミック材料から製造されてもよい。カバーリング７０は、プロセス残留物が付着することができる型押上面を備えることもできる。
【００１９】
また他の変形例においては、基板リングアセンブリ２０は、例えば、図２Ａと図２Ｂに示されるように、基板支持体２２に対して環状バンド２６を保持するためにスプリング８０を有するクランプ３４を備えている。図２Ａに示される変形例においては、クランプ３４は、環状バンド２６と支持体２２との間に圧縮するように適合されているラジアルスプリング８０ａ、例えば、コイルスプリングを備えている。例えば、ラジアルスプリング８０ａは、環状バンド２６の底部３５の内部表面８２と、支持体２２の周辺エッジ部３０の側壁８４との間で圧縮され得る。図２Ａに示される変形例においては、ラジアルスプリング８０ａは、周辺エッジ部３０を過ぎて伸びている支持体のレッジ８６によって下で支持されている。圧縮されたラジアルスプリング８０ａは、環状バンド２６と支持体２２上に、バンド２６を定位置で固定するために環状バンド２６のすべりや他の運動に抵抗する力を加える。
【００２０】
クランプ３４は、また、圧縮力を加えて環状バンド２６を固定するラジアルスプリング８０ａ、ｂの１つ以上の端部８９ａ、ｂにボール軸受８８を備えることができる。例えば、ボール軸受は、バンド２６と接触するクランプ表面積を増加させるために、環状バンド２６と接触するスプリング８０ａの第一端８９ａにあってもよい。ボール軸受８８は、また、例えば、バンド２６の洗浄プロセスを可能にするために、安定した力がバンド２６上に上向きに加えられる場合にバンドが支持体２２から“回転”することにより、環状バンド２６の取り外しを容易にすることができる。ラジアルスプリング８０ａの第二端８９ｂは、圧縮クランプの表面積が大きくなるために、表面積が支持体２２の周辺エッジ部３０に対して押圧するように適合されている圧縮板９２を備えることができる。環状バンド２６は、環状バンド２６が支持体２２上で固定される場合にラジアルスプリング８０ａの下に位置する内部表面８２上に隆起した段付き部９０又はバンプを備えていてもよい。隆起した段付き部９０は、段付き部９０の上にボール軸受を回転させるために必要であるスプリング収縮距離を増加させることにより、上向きにバンド２６を移動させるために必要とされる力を増加させる。従って、十分なリフトオフ圧力を加えることにより効率的なバンド２６の取り外しを可能にしつつ、隆起した段付き部９０とラジカルスプリングクランプ３４は処理の間、支持体２２に環状バンド２６を固定する。
【００２１】
また他の変形例においては、クランプ３４は、例えば、図２Ｂに示されるように、支持体２２上でバンド２６を保持するために環状バンド２６と支持体２２の一部との間で伸長するように適合されているスプリング８０ｂを備えている。スプリング８０ｂは、所望される支持体構造に従って、垂直に、半径方向に、或いは他の方法で伸長されてもよい。図２Ｂに示される変形例においては、スプリング８０ｂは、環状バンド２６の一部に結合する第一端９４ａ、例えば、環状バンド２６の底部３５における裂け目９６を備えている。例えば、裂け目９６は、スプリング８０ｂの第一端９４ａを固定する環状バンド２６上にフック９８を設ける形と大きさであってもよい。スプリング８０ｂの第一端９４ａは、当業者に既知の他の方法により環状バンド２６に結合することができる。支持体２２は、下から環状バンド２６を支持するために、周辺エッジ部３０を過ぎて伸びている支持体のレッジ８６を備えることができる。スプリング８０ｂの第二端９４ｂは、支持体２２の締め付け部９９に結合するように伸長する。従って、スプリング８０ｂは、環状バンド２６と支持体２２の締め付け部９９との間で伸ばされて支持体２２に対して環状バンド２６を引っ張る。スプリング８０ｂの第二端９４ｂは、支持体２２の締め付け部９９にかぎ形に曲げることにより結合することができる。
【００２２】
一変形例においては、図２Ｂに示されるように、第二端９４ｂを支持体２２に実質的に固定する方法により、例えば、支持体２２上の結合ロッド９７の周りに第二端９４ｂを巻くことによりスプリング８０ｂの第二端９４ｂが結合され、第一端９４ａはバンド２６に取り外し可能に固定される。例えば、支持体２２上に環状バンド２６を固定させるために、スプリング８０ｂの第一端を空間へ回転させるとともに環状バンド２６上のフック９８の上に伸びることができるように第二端９４ｂを支持体２２に固定させることができる。環状バンド２６を取り出すために、第一端９４ａは、フック９８を上に持ち上げ、バンド２６から引き離して支持体２２からバンド２６を解放する。或いは、スプリング８０ｂは環状バンド２６に実質的に固定することができ、基板処理の間、取り外し可能に支持体２２に固定することができる。一変形例においては、環状バンド２６と支持体２２間で伸長するスプリング８０ｂはラッチクリップを備え、それはストリップのひずみ取りに抵抗するのに十分高いばね定数の高い金属のベントストリップを備えることができるので、支持体２２に対してバンド２６上に力を加える。他の変形例においては、スプリング８０ｂはバンド２６と支持体２２との間に伸長するコイルスプリングを備えている。
【００２３】
支持体２２上に環状バンド２６を備えた基板リングアセンブリを有する適切なプロセスチャンバ１０６の例を図３に示す。チャンバ１０６は、相互接続チャンバのクラスタがチャンバ１０６間に基板１０４を搬送するロボットアーム機構により接続されたマルチチャンバプラットフォーム（図示せず）の一部であり得る。図示した変形例においては、プロセスチャンバ１０６は、物理気相堆積又はＰＶＤチャンバとも呼ばれるスパッタ堆積チャンバを備え、タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、銅、タングステン、窒化タングステン及びアルミニウムの１つ以上のような、基板上に物質をスパッタ堆積することができる。チャンバ１０６は、プロセスゾーン１０９を封じる包囲壁１１８を備え、側壁１６４、底面壁１６６、シーリング１６８を含んでいる。支持リング１３０は、シーリング１６８を支持するために側壁１６４とシーリング１６８との間に配置することができる。他のチャンバ壁は、スパッタリング環境から包囲壁１１８を防ぐ１つ以上のシールド１２０を含むことができる。
【００２４】
チャンバ１０６は、スパッタ堆積チャンバ１０６において基板１０４を支持するために基板支持体２２を備えている。基板支持体２２は電気的に浮遊させることができるか又はＲＦ電源のような電源１７２によってバイアスされる電極１７０を備えることができる。基板支持体２２は、また、基板１０４が存在しないときに支持体２２の上面１３４を保護し得る可動式シャッターディスク１３３を備えることができる。動作中、基板１０４は、チャンバ１０６の側壁１６４において基板装填入口（図示せず）を通ってチャンバ１０６へ導入され、支持体２２上に載置される。支持体２２は、支持リフトベローズにより上下されることができ、リフトフィンガアセンブリ（図示せず）は、チャンバ１０６内外への基板１０４の運搬中に、支持体２２に基板を上下するために使用し得る。
【００２５】
チャンバ１０６は、更に、支持体２２の温度のようなチャンバ１０６内の１以上の温度を制御するために温度制御システムを備えることができる。一変形例においては、温度制御システム１１９は、液体源１２１から支持体２２に熱交換液体を供給するために適合された液体源を備えている。１つ以上のコンジット１２３は、液体源１２１から支持体２２に熱交換液体を分配する。支持体２２は、１つ以上のチャネル１２５、例えば、金属冷却板１２７におけるチャネル１２５を備えることができ、それを通って熱交換液体が流されて支持体２２と熱交換するとともに、例えば、支持体２２を加熱又は冷却することにより、支持体２２の温度を制御する。適切な熱交換液体は、例えば、水であってもよい。支持体２２の温度を制御すると、支持体２２と良好な熱接触する要素、例えば、支持体２２の表面１３４上の基板１０４、また、基板リングアセンブリ２０のクランプで留められた部分の良好な温度を得ることもできる。
【００２６】
支持体２２は、また、カバーリング７０や環状バンド２６のような、１つ以上のリングを含む基板リングアセンブリ２０を備えることができ、それは堆積リングと呼ぶことができ、支持体２２の腐食を阻止するために支持体２２の周辺エッジ部３０の一部のような、支持体２２の上面の少なくとも一部を覆っている。環状バンド２６は、基板１０４で覆われていない支持体２２の部分を保護するために基板１０４を少なくとも部分的に囲んでいる。カバーリング７０は、環状バンド２６の少なくとも一部を取り囲んで覆い、環状バンド２６と下に横たわる支持体２２双方へのパーティクルの堆積を低減させる。基板リングアセンブリ２０は、更に、基板支持体２２２に環状バンド２６をクランプで留めるクランプ３４を備えている。
【００２７】
スパッタリングガスのようなプロセスガスは、ガスのセットガス流量を通過させるために、マスフローコントローラのようなガスフロー制御バルブ１７８を有するコンジット１７６にそれぞれ送り込む１つ以上のガス源１７４を備えているプロセスガス源を含むガス分配システム１１２を通ってチャンバ１０６へ導入される。コンジット１７６は混合マニホールド（図示せず）にガスを送り込むことができ、ガスは混合されて所望されるプロセスガス組成物を形成している。混合マニホールドは、チャンバ１０６内に１つ以上のガス出口１８２を有するガス分配器１８０に送り込む。プロセスガスは、アルゴン又はキセノンのような非反応性ガスを含むことができ、それはターゲット上でエネルギー的に衝突し、ターゲットから物質をスパッタすることができる。プロセスガスは酸素含有ガスや窒素含有ガスの１つ以上のような反応性ガスも含むことができ、それらは基板１０４上に層を形成するためにスパッタされた物質と反応することができる。使用済プロセスガスと副生成物は、使用済プロセスガスを収容し、チャンバ１０６内のガスの圧力を制御するためにスロットルバルブ１８８がある排気コンジット１８６に使用済ガスを送る１つ以上の排気ポート１８４を含む排気部１２２を通ってチャンバ１０６から排気される。排気コンジット１８６は、１つ以上の排気ポンプ１９０に送り込む。典型的には、チャンバ１０６内のスパッタリングガスの圧力は、大気圧未満レベルに設定される。
【００２８】
スパッタリングチャンバ１０６は、更に、基板１０４の表面１０５に面し、基板１０４上にスパッタすべき物質、例えば、タンタルや窒化タンタルの少なくとも１つを含む、スパッタリングターゲット１２４を備えている。ターゲット１２４は、環状絶縁リング１３２によってチャンバ１０６から電気的に絶縁され、電源１９２に接続される。スパッタリングチャンバ１０６は、また、スパッタされた物質からチャンバ１０６の壁１１８を保護するためのシールド１２０を有する。シールド１２０は、チャンバ１０６の上下領域を防ぐ上下シールド部分１２０ａ、１２０ｂを有する壁状円筒形を備えることができる。図３に示される変形例においては、シールド１２０は、支持リング１３０に取り付けられた上部分１２０ａとカバーリング６０に取り付けられる下部分１２０ｂを有する。締め付けリングを備えているクランプシールド１４１は、上下シールド部分１２０ａ、ｂを共にクランプで留めるように設けることもできる。内外シールドのような代替的シールド構造も設けることもできる。一変形例においては、電源１９２、ターゲット１２４、シールドの１つ以上が、ターゲット１２４から物質をスパッタするためにスパッタリングガスを活性化させることができるガスエナージャイザー１１６として作動させる。電源１９２は、シールド１２０に関してターゲット１２４にバイアス電圧を印加する。印加電圧からチャンバ１０６内に生成された電場は、スパッタリングガスを活性化させてターゲット１２４上でエネルギー的に衝突し衝撃を加えるプラズマを形成してターゲットから基板１０４に物質をスパッタする。電極１７０と支持電極電源１７２を有する支持体２２は、基板１０４に対してターゲット１２４からスパッタされたイオン化物質を活性化し加速させることによりガスエナージャイザー１１６の一部として作動させることもできる。更に、電源１９２によって電力を供給し、改善された活性化ガス密度のような活性化ガス特性が高められるようにチャンバ１０６内に配置されるガス活性コイル１３５を設けることもできる。ガス活性化コイル１３５は、チャンバ１０６におけるシールド１２０又は他の壁に結合されるコイル支持体１３７によって支持され得る。
【００２９】
チャンバ１０６は、チャンバ１０６のコンポーネントを作動させてチャンバ１０６内の基板１０４を処理する命令セットを有するプログラムコードを含むコントローラ１９４により制御され得る。例えば、コントローラ１９４は、基板支持体２２及び基板運搬体の１つ以上を作動させてチャンバ１０６内に基板１０４を配置するための基板配置命令セットと；フロー制御バルブ１７８を作動させてチャンバ１０６にスパッタリングガスフローを設定するガスフロー制御命令セットと；排気スロットルバルブ１８８を作動させてチャンバ１０６内の圧力を維持するガス圧力制御命令セットと；ガスエナージャイザー１１６を作動させてガス活性化電力レベルに設定するガスエナージャイザー制御命令セットと；温度制御システム１１９を制御してチャンバ１０６内の温度を制御する温度制御命令セットと；チャンバ１０６内のプロセスをモニタするプロセスモニタ命令セットとを含むことができる。
【００３０】
本発明は、そのある種の好適変形例によって記載してきたが、他の変形例も可能である。例えば、クランプ３４と環状バンド２６を備えている基板リングアセンブリ２０は、当業者に明らかであるように、他のタイプの適用、例えば、エッチング、ＣＶＤ、洗浄プロセスに使用し得る。基板リングアセンブリ２０とクランプ３４の他の構造も使用し得る。例えば、環状バンド２６を支持体２２にクランプで留めるための他の方法と構造を設けることもできる。それ故、添えられた特許請求の範囲の精神と範囲は、本明細書に含まれる好適変形例の説明に制限されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】図１Ａは、クランプで留められた環状バンドを有する基板リングアセンブリの実施形態の部分断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａの基板リングアセンブリを有する基板支持体の実施形態の部分平面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、旋回ファスナを有する図１Ａの基板リングアセンブリの実施形態の部分断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、ラジアルスプリングを含むクランプを有する基板リングアセンブリの実施形態の部分断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、伸長したスプリングを含むクランプを有する基板リングアセンブリの実施形態の部分断面図である。
【図３】図３は、基板リングアセンブリを有するプロセスチャンバの実施形態の部分断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
２０…基板リングアセンブリ、２２…基板支持体、２３…静電チャック、２４…受容面、２６…バンド、２８…内部周囲、３０…支持体のエッジ部、３２…最上部、３４…クランプ、３５…底部、３６…バンドの最上面、３６…最上面、３８…バンドの開口部、３９…ブラケットの開口部、４０…ファスナ、４１…旋回ファスナ、４２…バンドの底面、４３…旋回ナット、４４…ブラケット、４５…軸、４６…締め付け面、４７…ファスナの最上部、４８…エッジ部の底面、５０…バンドの周辺、５１…隆起突出部、５２…特徴部、５３…最上面のグルーブ、５４…脚部、５６…エッジ部の最上面、５６…エッジ部の最上面、５８ａ…上側の角、５８ｂ…エッジ部の底側の角、５９…隆起壁、６０…埋め込み領域、６２…隆起リップ、６３…周辺側壁、６４…隣接した溝、７０…カバーリング、７２…伸びているレッジ、７４…伸びている突出部、７５…流路、７６…カバーリングの底面、７８…環状リップ、７９…内径、８０ａ、ｂ…ラジアルスプリング、８０…スプリング、８２…バンドの底部の内部表面、８６…支持体のレッジ、８８…ボール軸受、８９ａ、ｂ…ラジアルスプリングの端部、９０…内部表面の隆起した段付き部、９２…圧縮板、９４ａ、ｂ…スプリングの端部、９６…バンドの底部における裂け目、９７…結合ロッド、９８…フック、９９…支持体の締め付け部分、１０４…基板、１０５…基板の表面、１１８…包囲壁、１１９…温度制御システム、１２０ａ…上部分、１２０…シールド、１２１…液体源、１２３…コンジット、１２４…スパッタリングターゲット、１２５…チャネル、１２７…冷却板、１３０…持リング、１３２…環状絶縁リング、１３３…可動式シャッタディスク、１３４…支持体の表面、１３５…ガス活性化コイル、１３７…コイル支持体、１４１…クランプシールド、１６４…チャンバの側壁、１６６…底壁、１６８…シーリング、１７０…電極、１７２…電極電源、１７４…ガス源、１７６…コンジット、１７８…ガスフロー制御バルブ、１８０…ガス分配器、１８２…ガス出口、１８４…気ポート、１８６…排気コンジット、１８８…排気スロットルバルブ、１９０…排気ポンプ、１９２…電源、１９４…コントローラ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【外国語明細書】
2006140473000001.pdf