(57)【要約】【課題】【解決手段】プラズマチャンバの部品のための留め具アセンブリ。留め具アセンブリは、ツール係合ソケットを有するボルトと、ボルトの貫通穴に収まるバネ付勢ピンと、を備える。利用される際、バネ付勢ピンは、ソケットの空間を実質的に埋めることにより、ピンおよびボルトの対向面の間の空間に寄生プラズマが形成されることを防止する。六角レンチなどのツールがソケットに挿入されると、バネ付勢ピンが引っ込んで、ツールは、ボルトのねじ山を下側部品のネジ切り穴と係合させることによって上側部品を下側部品に取り付けるためにボルトを回転させる。【選択図】図９
2013520793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理チャンバ内で用いられ、前記プラズマチャンバ内の部品を取り付けるために用いられたときに寄生プラズマ形成を防止する留め具アセンブリであって、前記留め具アセンブリは、
軸方向に伸びる中央貫通穴と、ネジ切り外面と、前記貫通穴の最上部のツール係合ソケットとを備えた管状の本体を有するボルトであって、前記ソケットは、ネジ切り穴に前記ボルトを挿入する際に前記ボルトを回転させるために用いられるツールと係合するよう構成される、ボルトと、
前記貫通穴の長さよりも長く伸びるシャフトを有するピンであって、前記貫通穴の上側部分が埋められていない下位置から、前記ピンの上面が前記ボルトの上面と同一平面になる上位置まで、移動可能であるピンと、
前記上位置で前記ピンを付勢するバネと、
を備える、留め具アセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載の留め具アセンブリであって、前記ボルトはフランジを備え、前記ボルトの前記上面は、前記フランジの外周から内向きに広がる、留め具アセンブリ。
【請求項３】
請求項１に記載の留め具アセンブリであって、前記ピンは、前記ピンが前記上位置にあるときに前記ボルトの軸端と係合するリムを備える、留め具アセンブリ。
【請求項４】
請求項１に記載の留め具アセンブリであって、前記バネは、前記ピンの下側部分を囲むらせんバネであり、前記ピンの前記下側部分の長さよりも長い長さを有し、前記ピンは、前記バネの少なくとも１つの巻きと係合する保持リングと、前記バネが圧縮されたときに前記バネの上端と係合する停止部とを備える、留め具アセンブリ。
【請求項５】
請求項１に記載の留め具アセンブリであって、前記ピンおよびボルトはアルミニウムで形成されており、前記ボルトおよびピンの前記各上面は陽極酸化された面である、留め具アセンブリ。
【請求項６】
請求項１に記載の留め具アセンブリであって、前記ボルトは、０．３８インチの外径および０．０８インチの長さを有する上部フランジと、０．２４インチの直径および０．３５インチの長さを有し前記フランジから伸びる非ネジ切り部分と、Ｍ６×１のＩＳＯネジ山および０．３７インチの長さを有し前記非ネジ切り部分から伸びるネジ切り部分と、０．１９インチの長さを有し前記上面から伸びる六角ソケットを含む前記ツール係合ソケットと、を備える、留め具アセンブリ。
【請求項７】
請求項１に記載の留め具アセンブリであって、前記ピンは、７つの部分を備え、前記７つの部分は、０．１１インチの直径および０．２１インチの長さを有し前記上面から伸びる第１の部分と、０．１４インチの直径および０．５６インチの長さを有し前記第１の部分から伸びる第２の部分と、０．１２インチの直径および０．０３インチの長さを有し前記第２の部分から伸びる第３の部分と、０．１９インチの直径および０．１インチの長さを有し前記第３の部分から伸びる第４の部分と、０．１３インチの直径および０．０５インチの長さを有し前記第４の部分から伸びる第５の部分と、０．１５インチの直径および０．０２５インチの長さを有し前記第５の部分から伸びる第６の部分と、０．１３インチの直径および０．６８インチの長さを有し前記第６の部分から伸びる第７の部分と、を含む、留め具アセンブリ。
【請求項８】
請求項１に記載の留め具アセンブリによって共に取り付けられたプラズマチャンバのボルト留めアセンブリであって、
段付き穴を有する上側部品と、
上側ネジ切り部分および下側非ネジ切り部分を備えた止まり穴を有する下側部品と、
前記段付き穴の上側部分に収容されたフランジ、前記段付き穴の下側部分に収容された非ネジ切り部分、および、前記止まり穴のネジ切り上側部分と係合されたネジ切り部分を有する前記ボルトと、
前記ピンの下側部分を囲み、前記止まり穴の前記下側部分に収容され、前記ピンの停止部に当たって圧縮され、前記ピンが前記上位置にあるときに前記ボルトの軸端に向かって前記ピンのリムを押しつける前記バネと、
を備える、ボルト留めアセンブリ。
【請求項９】
請求項８に記載のボルト留めアセンブリであって、前記ソケットは六角ソケットであり、前記上側および下側部品は、基板のプラズマ処理中に前記基板を支持する下側電極アセンブリのアルミニウムプレートである、ボルト留めアセンブリ。
【請求項１０】
請求項８に記載のボルト留めアセンブリであって、前記上側部品は、複数の段付き穴を有する被覆リングを含み、各段付き穴の上側部分は、前記ボルトの前記上面および前記ピンの前記上面が前記被覆リングの上面と同一平面になるように、前記ボルトのフランジを収容する、ボルト留めアセンブリ。
【請求項１１】
請求項８に記載のボルト留めアセンブリの組み立て方法であって、
前記ピンの下端に前記バネを配置する工程と、
前記ボルトの前記貫通穴に前記ピンの上端を挿入する工程と、
前記ボルトを挿入する工程であって、前記ボルトの中にはめた前記ピンと共に前記上側部品の前記段付き穴に、そして、前記ピンの前記下端の前記バネと共に前記下側部品の前記止まり穴に、前記ボルトを挿入する工程と、
前記ボルトの前記ソケットと係合するツールで前記ピンを押し下げ、前記ボルトの前記上面が前記上側部品の上面と同一平面になるまで前記ボルトを回転させる工程と、
前記ツールを除去し、前記バネが前記ピンを前記上位置に押して、前記ピンの前記上面が前記ボルトの前記上面と同一平面になるようにする工程と、
を備える、方法。
【請求項１２】
請求項８に記載のボルト留めアセンブリの分解方法であって、
前記ボルトの前記ソケットと係合するツールで前記ピンを押し下げ、前記ボルトのねじ山が前記止まり穴のねじ山から外れるまで前記ツールで前記ボルトを回転させる工程を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下、２０１０年２月２２日出願の米国仮特許出願第６１／３０６，６６７号「ＦＬＵＳＨ  ＭＯＵＮＴＥＤ  ＦＡＳＴＥＮＥＲ  ＦＯＲ  ＰＬＡＳＭＡ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」の優先権を主張し、その仮特許出願の内容全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
半導体技術の世代が代わるごとに、ウエハ直径が大きくなりトランジスタサイズが減少する傾向にあり、その結果、ウエハ処理においてかつてない高さの精度および再現性が求められている。シリコンウエハなどの半導体基板材料は、真空チャンバの利用を含む技術によって処理される。これらの技術は、電子ビーム蒸着などの非プラズマ応用と、スパッタ蒸着、プラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、レジスト剥離、および、プラズマエッチングなどのプラズマ応用とを含む。
【０００３】
典型的なプラズマエッチング処理では、基板のエッジ付近でのプラズマ密度が低いため、基板ベベルエッジの上面および下面への副生成物層（ポリシリコン、窒化物、金属など）の蓄積につながりうる。副生成物層は、搬送およびその後の処理工程中に、しばしば基板の重要な領域上に剥離または剥がれ落ちる場合があり、それによって基板からのデバイス歩留まりが低くなる。したがって、基板が次の処理工程を施される前に、基板ベベルエッジから副生成物を除去するのが非常に望ましい。非常に効果的な処理の１つは、プラズマを用いて、ベベルエッジ上に堆積した副生成物をエッチング除去することである。この処理は、プラズマベベルエッチングと呼ばれる。この処理を実行する装置は、プラズマベベルエッチング装置である。
【０００４】
寄生プラズマは、基板のプラズマ処理中には望ましくなく、粒子による汚染を引き起こしたり、不均一な処理につながるプラズマの不安定性を引き起こしたりする場合がある。寄生プラズマは、くぼみ（六角ソケットネジの六角ソケットなど）内に形成されうるため、プラズマベベルエッチング装置を含むプラズマ処理システムで六角ソケットネジが広く用いられていることから、寄生プラズマの排除は困難な場合がある。プラズマ処理システムにおける六角ソケットネジの六角ソケットはプラグで塞ぐことができるが、このように塞ぐことにより、これらのネジの取り付けおよび除去が、より困難で時間のかかるものになる。
【発明の概要】
【０００５】
本明細書には、ツール係合ソケット（六角ソケットなど）を有するボルトと、バネ付勢ピンとを備えた留め具アセンブリが記載されている。利用時には、バネ付勢ピンが、基本的に、六角ソケット内の空間を満たすことにより、その中での寄生プラズマの形成を防止する。六角レンチなどのツールが六角ソケット内に挿入されると、バネ付勢ピンは押し下げられ、ツールを六角ソケットに入れて、ネジ切り穴から取り除かれるようにボルトを回転させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】典型的なプラズマベベルエッチング装置の概略断面図。
【０００７】
【図２】ボルトの斜視図。
【０００８】
【図３】ボルトの上面図。
【０００９】
【図４】ボルトの側面図。
【００１０】
【図５】陽極酸化を施していない表面を点線で示したボルトの断面図。
【００１１】
【図６】ピンの斜視図。
【００１２】
【図７】陽極酸化を施していない表面を点線で示したピンの側面図。
【００１３】
【図８】陽極酸化を施していない表面を点線で示した図７の部分Ａの拡大図。
【００１４】
【図９】物体をベースに固定するために用いたボルトおよびピンのアセンブリを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、典型的なプラズマベベルエッチング装置の概略断面図である。下側電極１１は、電極支持体２０に固定されている。高周波（ＲＦ）源１５が、下側電極１１に電気的に接続されている。下側プラズマ排除区域（ＰＥＺ）リング１７が、下側電極１１を囲んでいる。下側延長電極１９（下側ＲＦ戻り電極）が、下側ＰＥＺリング１７を囲んでいる。基板１３は、下側電極１１上に支持される。上側ＰＥＺリング１６が、上側誘電体板１２を囲んでいる。上側延長電極１８（上側ＲＦ戻り電極）が、上側ＰＥＺリング１６を囲んでいる。上側延長電極１８および上側ＰＥＺリング１６の間のギャップ１４は、ガス源（図示せず）に流体連通しており、基板１３のベベルエッジの近くに処理ガスを供給するよう構成されている。ベベルエッチング処理の際、上側誘電体板１２、上側ＰＥＺリング１６、および、上側延長電極１８は、上側誘電体板１２と基板１３との間にプラズマが形成されることを防止するのに十分にそれらが近づくまで下げられる。処理ガスは、基板１３のベベルエッジの近くにギャップ１４を通して供給される。下側電極１１のＲＦ電力が延長電極１８および１９に結合され、プラズマがそれらの電極の間に生成されて、基板１３のベベルエッジをエッチングする。基板１３のベベルエッジのみがエッチングされる必要があるため、プラズマは、基板１３上方の中央領域では望ましくない。しかしながら、下側電極１１は、通例、六角ソケットネジ２１によって電極支持体２０に固定されている。寄生プラズマが、これらのネジ２１の六角ソケットの空間内で形成されて、基板１３に悪影響を及ぼす場合がある。
【００１６】
本明細書には、ツール係合ソケットを備えたボルト１００と、バネ付勢ピン２００とを含む留め具アセンブリが記載されている。留め具アセンブリのソケットは、基本的に、プラズマ処理中にはバネ付勢ピン２００によって塞がれる。この留め具アセンブリは、電極支持体２０に下側電極１１を固定するため、または、プラズマ反応チャンバ１０内のその他の適切な構成要素（下側電極１１の被覆リングなど）を固定するために利用可能である。
【００１７】
図２〜図５は、ボルト１００の一実施形態を示す。ボルト１００は、中央貫通穴１１０および側壁１２０を備える。側壁１２０は、上側部分１２２および下側部分１２４を備える。上側部分１２２は、円筒体１２２ｂから外側に放射状に広がる上部フランジ１２２ａを備える。上側部分１２２は、非ネジ切り外面を備えてよい。下側部分１２４は、ネジ切り外面を備えてよい。穴１１０は、上側部分１１０ａおよび下側部分１１０ｂを備える。上側部分１１０ａは、嵌合ツール（六角レンチ、トルクスドライバなどのネジ回し）を嵌めるためのソケットとして用いられる非円筒形の空間である。下側部分１１０ｂは、円筒形の空間であってよい。
【００１８】
例示的な実施形態では、電極支持体２０に下側電極１１を固定するために複数のボルト１００が用いられ、上部フランジ１２２ａは、約０．３８インチ（本明細書では「約」とは±１０％を意味する）の外径および約０．０８インチの長さを有してよく、円筒体１２２ｂは、約０．２４インチの外径および約０．３５インチの長さを有してよい。上部フランジ１２２ａの縁部は、約０．０２インチの半径に丸められてよい。下側部分１２４は、約０．３７インチの長さを有してよく、下側部分１２４の外面は、Ｍ６×１のメートル法ＩＳＯネジ山を形成されてよい。穴１１０の上側部分１１０ａは、約０．１９インチの長さを有する六角柱の空間であってよい。六角柱の空間の底面は、約０．１４インチの直径（１つの頂点から向かいの頂点までの対角線の幅）を有する正六角形であってよい。上側部分１１０ａは、嵌合六角レンチを嵌めるためのソケットとして用いられる。下側部分１１０ｂは、約０．６インチの長さおよび約０．１４インチの直径を有する円筒形の空間であってよい。穴１１０は、側壁１２０と同心である。
【００１９】
好ましい実施形態において、ボルト１００は、アルミニウムから形成されてよい。穴１１０の底部から上方に約０．５７インチ伸びる内面１１４ｂ、ボルト１００の底面１００ｂ、側壁１２０の下側部分１２４の外面、円筒体１２２ｂの外面、および、上部フランジ１２２ａの底面は、陽極酸化されていない（裸アルミニウム）。ボルト１００のすべての他の面は、約０．００２インチの厚さに陽極酸化されてよい。
【００２０】
図６〜図８は、ピン２００の一実施形態を示す。ピンがボルト１００に取り付けられ、ボルトが或る部品を別の部品に取り付けるために用いられるとき、ピン２００は、基本的に上側部分１１０ａを埋める。ピン２００は、ツールが上側部分１１０ａに挿入されたときにピン２００が引っ込む（押し下げられる）ようにバネ付勢されてよい。
【００２１】
好ましい実施形態において、ピン２００は、７つの同心円筒部分２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、および、２７０を備え、２１０は最上部であり２７０は最下部である。第１の部分２１０は、約０．２１インチの長さ、約０．１１インチの直径を有してよく、その上縁部に約０．０１インチ幅の４５°の面取り面を備える。第２の部分２２０は、約０．５６インチの長さ、約０．１４インチの直径を有してよく、その上縁部に約０．０１インチ幅の４５°の面取り面を備える。第３の部分２３０は、約０．０３インチの長さおよび約０．１２インチの直径を有してよい。第４の部分２４０は、約０．１インチの長さおよび約０．１９インチの直径を有してよく、ボルト１００の底面１００ｂと係合するリムを形成する。第５の部分２５０は、約０．０５インチの長さおよび約０．１３インチの直径を有してよい。第６の部分２６０は、部分２７０を囲むバネの上側の巻きを保持するための保持リングであり、約０．０２５インチの長さおよび約０．１５インチの直径を有してよい。部分２６０の上縁部および下縁部は両方とも、約０．０１４インチ幅の４５°の面取り面を有してよい。第７の部分２７０は、約０．６８インチの長さ、約０．１３インチの直径を有してよく、その下縁部に約０．０２インチ幅の４５°の面取り面を備える。部分２４０、２５０、２６０、および、２７０の表面は、裸アルミニウム（陽極酸化していない）であってよい。第１および第２の部分２１０および２２０の表面など、ピン２００のすべてのその他の表面は、約０．００２インチの厚さに陽極酸化されてよい。
【００２２】
図９は、第１の部材８１０（下側電極１１または被覆リングなど）を第２の部材８２０（電極支持体２０など）に固定するよう構成された留め具アセンブリの好ましい実施形態を示す。第１の部材８１０は、フランジ１２２ａとボルト１００の上側部分１２２の少なくとも一部とを収容するために段付きの貫通穴８１５を有する。段の高さは、基本的に、上部フランジ１２２ａの厚さに等しい。穴８１５の上側部分の外径は、上部フランジ１２２ａの直径よりも若干大きい（例えば、約０．００１から０．００２インチ大きい）。ベース８２０は、止まり穴８３０を有する。止まり穴８３０は、下側部分１２４のネジ切り外面と係合するようにネジ切りされた上側部分８３０ａを有する。止まり穴８３０の長さおよび貫通穴８１５の長さの合計は、ピン２００の全長よりも長く、それにより、ピン２００が穴８３０内に引っ込められる余地が確保される。止まり穴８３０の長さおよび貫通穴８１５の長さの合計は、１．８インチよりも長いことが好ましい。穴８１５の段の水平面８１０ａが導電性である場合、ボルト１００は、少なくとも上部フランジ１２２ａの底面および部材８１０の対向面の間の接触を通して第１の部材８１０と電気的に接続されることができる；ピン２００は、少なくともピンの部分２４０の対向面に接触するボルト１００の環状の底面１００ｂを通してボルト１００と電気的に接続される。ボルトが穴８３０に螺入されると、ピン２００は、穴１１０を実質的に塞ぐ。
【００２３】
留め具アセンブリの取り付けは、２つの工程を含む：（ａ）バネ４００（約１．２５インチの自由長、約０．１８インチの外径、部分２６０の直径よりも若干小さい少なくとも約０．１３インチの内径（ロッド径）、および、約５．８ポンド／インチのバネ定数を有することが好ましい）が、部分２５０、２６０、および、２７０上に以下のように配置される。ピン２００の部分２５０、２６０、および、２７０がバネ４００の中央開口部内に同心的に収容され、ピン２００の部分２４０がバネ４００の上端の停止部として機能し、ピンが穴８３０から除去されるときにピン２００上にバネ４００が残るようにバネ４００の上側の巻きが部分２６０に弾性的にはめ合わされる。（ｂ）ピン２００が、六角レンチなどのツールによって押し下げられ、ボルト１００が、ツールと共に回転されて、ピン２００を押し下げ、下側部分１２４のねじ山を止まり穴８３０のねじ山と係合させる。ボルト１００が穴８１５に完全に螺入されると、ボルト１００の上面１００ａは、第１の部材８１０の上面８１０ｂと同一平面になり、六角レンチの除去後、ピンの面２１０ａは、上面１００ａと同一平面になる。ボルトを取り除く際には、ツールが穴部分１１０ａに挿入され、それにより、ピン２００が下方に押され、バネ４００が圧縮される。ツールがソケット１１０ａから除去されると、バネ４００がピン２００を押し上げるため、ピン２００の部分２４０の上面によって形成されたリムは、ボルト１００の下面１００ｂとの接触を保ち、ピン２００の上面２１０ａは、ボルト１００の上面１００ａと同一平面になる。
【００２４】
上側部分１１０ａは六角形またはその他の非円形の断面を有してよく、ピンは円筒形断面を有してよいが、上側部分１１０ａおよびピン２００の対向面の間の公差は、ボルト１００の穴１１０の上側部分（ソケット）１１０ａがピン２００の部分２１０によって実質的に満たされるような公差である。したがって、基板のプラズマ処理中、穴１１０の上側部分１１０ａ内での寄生プラズマの形成が防止される。
【００２５】
留め具アセンブリ、ならびに、ボルトおよびピンを含むその構成要素について、本発明の具体的な実施形態を参照しつつ詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく、様々な変更および変形を行い、等価物を用いることが可能であることは、当業者にとって明らかである。
【図１】
2013520793.tif 000003
【図２】
2013520793.tif 000004
【図３】
2013520793.tif 000005
【図４】
2013520793.tif 000006
【図５】
2013520793.tif 000007
【図６】
2013520793.tif 000008
【図７】
2013520793.tif 000009
【図８】
2013520793.tif 000010
【図９】
2013520793.tif 000011
【国際調査報告】
2013520793.tif 000012
2013520793.tif 000013