(57)【要約】電極組立体と、半導体基板処理に使用されるプラズマ反応室において電極組立体の周りに外部リングをセンタリングする方法。かかる方法は、電極組立体の補助部材の外部表面に外部リングを配置する工程と、外部リングと補助部材との間に少なくとも１つのセンタリング要素を挿入する工程と、を含む。センタリング要素は、補助部材の外部表面のキャビティに受け入れられる複数のバネ仕掛けセンタリング要素であり、センタリング要素は、外部リングと接するように構成された第１端と、バネを受け入れるように構成された第２端とを有する。外部リングは、補助部材の外部表面を囲み、バネ仕掛けセンタリング要素は、補助部材の外部表面と外部リングの内部表面との間に位置付けられる。【選択図】なし
2010507228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板処理に使用されるプラズマ反応室のための電極組立体であって、
上部電極と、
前記上部電極の上面に取り付けられる補助部材と、
前記補助部材の外部表面を囲む外部リングと、
前記補助部材の前記外部表面と前記外部リングの内部表面との間に配置された少なくとも１つのセンタリング要素と、
を備えることを特徴とする組立体。
【請求項２】
ａ）前記少なくとも１つのセンタリング要素は、前記外部リングと接する第１端と前記補助部材と接するバネを支持する第２端とを有する複数のセンタリング要素を備えること、
ｂ）前記少なくとも１つのセンタリング要素は、前記補助部材の前記外部表面のキャビティに受け入れられる複数のセンタリング要素を備えること、
ｃ）前記外部リングは、石英で構成されていること、
ｄ）前記補助部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されていること、
ｅ）前記上部電極は、内部電極及び外部電極を備えること、
の少なくとも１つを満たすことを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
前記外部電極は、
複数の部分を含み、前記複数の部分は外部電極を形成し、前記複数の部分のそれぞれの接触面において重複表面を有することを特徴とする請求項２に記載の組立体。
【請求項４】
ａ）前記補助部材は、内部補助部材と外部補助部材とを備えること、
ｂ）結合材料は、前記上部電極の上面を前記補助部材に取り付けること、
ｃ）前記上部電極は、シリコンで構成されていること、
ｄ）前記少なくとも１つのセンタリング要素は、回転する球体を一方の端に有し、バネ仕掛けのセンタリング要素である複数のセンタリング要素を備えること、
ｅ）前記少なくとも１つのセンタリング要素は、前記補助部材の前記外部表面の周りに対称的に配置された３つ以上のバネ仕掛け要素を備えること、
の少なくとも１つを満たすことを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項５】
前記少なくとも１つのセンタリング要素は、内部にキャビティを有する円筒体と、内部にキャビティを有する円筒型の挿入部とをそれぞれ備える複数のセンタリング要素を備え、前記円筒体及び前記円筒型の挿入部のキャビティにバネが含まれていることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項６】
前記円筒体は、前記外部リングに接触する円筒型の先端を有することを特徴とする請求項５に記載の組立体。
【請求項７】
前記少なくとも１つのセンタリング要素は、センタリングリングを備えることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項８】
ａ）前記センタリングリングは、中空であること、
ｂ）前記外部リングは、前記センタリングリングと接する下部傾斜表面を含む矩形断面を有すること、
ｃ）前記補助部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されていること、
ｄ）前記外部リングは、石英で構成されていること、
の少なくとも１つを満たすことを特徴とする請求項７に記載の組立体。
【請求項９】
半導体基板処理に使用されるプラズマ反応室のための電極組立体で用いるガードリング組立体であって、前記電極組立体は補助部材に結合されたシャワーヘッド電極を含み、閉じ込めリング組立体は前記電極組立体を囲み、前記ガードリング組立体は、
前記補助部材の外周と前記閉じ込めリング組立体の内周との間にフィットするように構成されたガードリングと、
前記補助部材の周りに前記ガードリングをセンタリングするように構成された少なくとも１つのセンタリング要素と、
を備えることを特徴とする組立体。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのセンタリング要素は、前記ガードリングと接する第１端と、前記補助部材の周りの前記ガードリングをセンタリングするために協力するバネを支持する第２端とを有する複数のセンタリング要素を備えることを特徴とする請求項９に記載の組立体。
【請求項１１】
前記複数のセンタリング要素のそれぞれは、前記補助部材の前記外部表面のキャビティに受け入れられることを特徴とする請求項１０に記載の組立体。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのセンタリング要素は、センタリングリングを備えることを特徴とする請求項９に記載の組立体。
【請求項１３】
前記センタリングリングは、圧縮可能なリングであり、前記ガードリングの内周の一部は、前記圧縮可能なリングを前記補助部材の前記外周及び前記電極の上面に押し付けることを特徴とする請求項１２に記載の組立体。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのセンタリング要素は、複数のセンタリング要素を備え、前記複数のセンタリング要素のそれぞれは、一方の端に前記ガードリングと接するローラと、反対の端に補助部材と接するバネ要素を受け入れるキャビティとを有する中空体を含むことを特徴とする請求項９に記載の組立体。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのセンタリング要素は、複数のセンタリング要素を備え、前記複数のセンタリング要素のそれぞれは、一方の端に先端を含み、前記ガードリングは、複数の凹部を有し、前記凹部のそれぞれは、対応する前記センタリング要素の前記先端を受け入れることを特徴とする請求項９に記載の組立体。
【請求項１６】
前記ガードリングは、石英で構成され、任意的にその内周にコーティングを含むことを特徴とする請求項９に記載の組立体。
【請求項１７】
電極組立体の補助部材の周りにガードリングをセンタリングする方法であって、前記補助部材は半導体基板処理に使用されるプラズマ反応室においてプラズマを生成するために用いられる電極に結合されており、前記方法は、
前記補助部材の外部表面の周りに前記ガードリングを配置する工程と、
前記少なくとも１つのセンタリング要素を前記ガードリングと前記補助部材との間に挿入して、前記補助部材の周りに前記ガードリングをセンタリングする工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのセンタリング要素は、前記補助部材の前記外部表面と前記ガードリングの内部表面との間の距離を最小に維持する複数のバネ仕掛けセンタリング要素を備えることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記１つのセンタリング要素は、前記ガードリングの前記内周、前記補助部材の前記外周及び前記電極の前記上面と接する圧縮可能なリングを備えることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのセンタリング要素は、複数のセンタリング要素を備え、前記複数のセンタリング要素のそれぞれは、一方の端に前記ガードリングと接する先端を有する中空体と、前記中空体のキャビティに受け入れられる挿入部と、前記挿入部を前記補助部材に押し付ける前記キャビティに配置されたバネ要素とを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
１つの実施形態によれば、半導体基板処理に使用されるプラズマ反応室のための電極組立体は、上部電極と、該上部電極の上面に取り付けられる補助部材（ｂａｃｋｉｎｇ  ｍｅｍｂｅｒ）と、該補助部材の外部表面を囲む外部リングと、該補助部材の外部表面と該外部リングの内部表面との間に配置された少なくとも１つのセンタリング要素（ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ）と、を備える。
【０００３】
更なる実施形態によれば、半導体基板処理に使用されるプラズマ反応室のための電極組立体で用いるガードリング組立体であって、該電極組立体は補助部材に結合されたシャワーヘッド電極を含み、閉じ込めリング組立体は該電極組立体を囲み、該ガードリング組立体は、該補助部材の外周と該閉じ込めリング組立体の内周との間にフィットするように構成されたガードリングと、該補助部材の周りに該ガードリングをセンタリングさせるように構成された少なくとも１つのセンタリング要素とを備える。
【０００４】
別の実施形態によれば、電極組立体の補助部材の周りにガードリングをセンタリングする方法であって、該補助部材は半導体基板処理に使用されるプラズマ反応室においてプラズマを生成するために用いられる電極に結合され、該方法は、該補助部材の外部表面の周りに該ガードリングを配置する工程と、該補助部材の周りに該ガードリングをセンタリングするように少なくとも１つのセンタリング要素を該ガードリングと該補助部材との間に挿入する工程とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】基板をエッチングするためのプラズマ反応装置の、ガードリングを有するシャワーヘッド電極組立体の断面図である。
【図２】図１のシャワーヘッド電極組立体の一部の断面図である。
【図３】上部電極と、補助部材と、ガードリングとを備えた図２のシャワーヘッド電極組立体の一部の断面図である。
【図４】ガードリングの上面図である。
【図５】図４のガードリングの線５−５に沿った断面図である。
【図６】１つの実施形態におけるガードリングの断面図である。
【図７】別の実施形態におけるガードリングを有する外部電極の一部の断面図である。
【図８】１つの実施形態におけるセンタリング要素の側面図である。
【図９】図８のセンタリング要素の線９−９に沿った断面図である。
【図１０】図８のセンタリング要素の一部の断面図である。
【図１１】１つの実施形態における外部リングの上面図である。
【図１２】図１１のガードリングの分解図である。
【図１３】別の実施形態におけるセンタリング要素の断面図である。
【図１４】図１３のセンタリング要素の下面図である。
【図１５】図１３のセンタリング要素の線１５−１５に沿った断面図である。
【図１６】更なる実施形態における図１７に示すセンタリング要素の下部に組み合わせられるように構成されたセンタリング要素の上部の側面図である。
【図１７】更なる実施形態におけるセンタリング要素の下部の側面図である。
【図１８】図１６のセンタリング要素の上部の線１８−１８に沿った断面図である。
【図１９】図１７のセンタリング要素の下部の線１９−１９に沿った断面図である。
【図２０】図１６のセンタリング要素の上部の上面図である。
【図２１】図１６及び図１７のバネ要素を有するセンタリング要素の線１８−１８及び線１９−１９のそれぞれに沿った断面図である。
【図２２】別の実施形態におけるガードリングを有する外部電極組立体の一部の断面図である。
【図２３】図２２に示すガードリングの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
集積回路チップの製造は、一般的に、「ウエハー」と呼ばれる薄い、磨かれた高純度の単結晶半導体材料基板（シリコン又はゲルマニウムなど）から始まる。ウエハーには、ウエハー上に様々な回路構造を形成するための複数の物理的及び化学的処理工程が施される。製造工程中、二酸化シリコン膜を作製するための熱酸化技術、シリコン、二酸化シリコン及び窒化シリコン膜を作製するための化学気相堆積技術、その他の金属膜を作製するためのスパッタリング技術又はその他の技術などの様々な技術を用いて様々なタイプの薄膜をウエハー上に堆積することができる。
【０００７】
半導体ウエハーの上に膜を堆積した後、ドーピングと呼ばれる処理を用いて、半導体結晶格子の中に、選択された不純物を置き換えることによって、半導体の固有な電気的性質が生まれる。ドーピングされたシリコンウエハーは、「レジスト」と呼ばれる感光性又は放射線感光性材料の薄層で均一に覆われる。その後、回路において電子経路を規定する小さい幾何学パターンがリソグラフィーとして知られた処理を用いてレジストの上に転写される。リソグラフィー処理中、集積回路パターンが「マスク」と呼ばれるガラス板に描画され、光学的に縮小、投影され、光感性膜の上に転写される。
【０００８】
リソグラフィーによるレジストパターンは、エッチングとして知られた処理を介して、その下にある半導体材料の結晶表面に転写される。エッチング及び基板の上に材料を堆積させる化学気相堆積（ＣＶＤ）は、一般的に、真空処理室を用いて行われ、真空室にエッチングガス又は堆積ガスを供給し、かかるガスに高周波（ＲＦ）界を加えてガスをプラズマに変換することで実行される。
【０００９】
反応性イオン・エッチングシステムは、典型的に、上部電極又は陽極と、下部電極又は陰極とを内部に備えたエッチング室を備える。陽極は、陰極及び容器壁に対して負に帯電される。エッチングされるウエハーは、適切なマスクで覆われ、陰極の上に直接置かれる。ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＣＣｌＦ３、ＨＢｒ、Ｃｌ２及びＳＦ６などの化学反応性ガス又はそれらのガスとＯ２、Ｎ２、Ｈｅ又はＡｒとの混合物をエッチング室に導入し、典型的に、室内をミリトール範囲の圧力に維持する。上部電極にはガス孔が設けられており、かかるガス孔は、電極を介してエッチング室内にガスを均一に分配することを可能にする。陽極と陰極との間の電界は、反応性ガスを分離させ、プラズマを形成する。ウエハーの表面は、活性イオンとの化学的相互作用と、ウエハーの表面に衝突するイオンの運動量移動（ｍｏｍｅｎｔｕｍ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）とによってエッチングされる。電極によって形成される電界は、陰極にイオンを引き付け、イオンをウエハーの表面に対して主に縦方向に衝突させるため、処理工程は縦方向にエッチングされた明確な側壁を形成する。エッチング反応室の電極はその多くが、２つ以上の異なる部材を、少なくとも機械的に柔軟性があり及び／又は熱伝導性がある接着剤で結合することで製造されているため、複数の機能を可能とする。
【００１０】
図１は、基板をエッチングするためのプラズマ処理システムのシャワーヘッド電極組立体１００の一部の断面図である。図１に示されているように、シャワーヘッド電極組立体１００は、上部電極１１０と、補助部材１４０と、ガードリングとしての外部リング１７０を含む。シャワーヘッド電極組立体１００は、上部電極１１０及び補助部材１４０の外周を囲むプラズマ閉じ込め組立体（又はウエハー領域プラズマ（ＷＡＰ）組立体）１８０を更に含む。外部リング又はガードリング１７０は、補助部材１４０を囲み、好ましくは、補助部材１４０を中心として又は補助部材の周りに位置付けられ、ガードリング１７０を使用中、ガードリング１７０と閉じ込め組立体１８０との間の変動又は距離を最小にする。外部リング又はガードリング１７０は、活性イオン・エッチングシッステムと併せて示されているが、ガードリング及びセンタリング機構（ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ  ｆｅａｔｕｒｅｓ）は、例えば、クリーン−エッチングシステム又は乾式エッチングシステムなどの適切なシステムと共に使用できる。
【００１１】
組立体１００は、熱制御部材１０２と、上板１０４とを更に含む。上部電極１１０は、好ましくは、内部電極１２０と、任意的な外部電極１３０とを含む。内部電極１２０は、好ましくは、円筒型の板であり、単結晶シリコンで構成される。補助部材１４０は、好ましくは、エラストマー系（弾性）材料を用いて内部電極１２０及び外部電極１３０に固定される。補助部材１４０は、内部補助部材１５０と、任意的な外部補助部材１６０とを含む。保持部材１４０が単一の円筒型の板で構成される場合は、ガードリング１７０は補助部材１４０を囲む。あるいは、補助部材１４０が内部補助部材１５０及び外部補助部材１６０で構成される場合は、ガードリング１７０は外部補助部材１６０を囲むように構成される。
【００１２】
図１に示すシャワーヘッド電極組立体１００は、典型的に、上部電極１１０から１〜２ｃｍ下に置かれ、その上にウエハーを支持する平らな下部電極を有する静電チャック（不図示）と共に使用される。このようなプラズマ処理システムの例としては、ラムリサーチ（Ｌａｍ  ｒｅｓｅａｒｃｈ，  Ｆｒｅｍｏｎｔ，  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）によって製造されるエクセラン（Ｅｘｅｌａｎ）（登録商標）誘電体エッチングシステムなどの並行板型反応装置がある。このようなチャック構成は、ウエハーの背面にヘリウム（Ｈｅ）による圧力を供給することによって、ウエハーとチャックとの間の熱伝導率を制御するウエハーの温度制御を提供する。
【００１３】
上部電極１１０は、定期的に交換を必要とする消耗品である。好ましい実施形態では、上部電極１１０は、間隔をおいて配置された複数のガス放出通路１０６を備えたシャワーヘッド電極であり、ガス放出通路１０６は、電極によって電圧が加えられ上部電極１１０の下にある反応領域でプラズマを形成する処理ガスを供給するために適切なサイズと分布で形成されている。
【００１４】
シャワーヘッド組立体１００は、上部電極１１０の外周及び補助部材１４０を囲むプラズマ閉じ込め組立体（又はウエハー領域プラズマ（ＷＡＰ）組立体）１８０を更に含む。プラズマ閉じ込め組立体１８０は、好ましくは、積層又は間隔をおいて配置された複数の閉じ込めリング１９０で構成され、閉じ込めリング１９０は、上部電極１１０の外周及び補助部材１４０を囲む。プラズマ閉じ込め組立体１８０は、処理中に反応領域において圧力差をもたらし、プラズマと反応室壁との間の電気抵抗を増加させ、結果として、プラズマを上部電極１１０と下部電極（不図示）との間に閉じ込める。
【００１５】
反応室へのプラズマの閉じ込めは、閉じ込めリング１９０間の間隔、反応室内における閉じ込めリングの外側及びプラズマ内の圧力、ガスの種類と流速及びＲＦ電源のレベル及び周波数などを含む様々な要因によって変化する。効果的にプラズマを閉じ込めるためには、閉じ込めリング１９０の外側の圧力をできるだけ低く、３０ミリトール以下にすることが好ましい。プラズマの閉じ込めは、閉じ込めリング１９０間の間隔が非常に小さければより簡単に可能になる。典型的に、プラズマを閉じ込めるためには、０．１５インチ（約３．８１ｍｍ）以下の間隔が要求される。しかし、閉じ込めリング１９０間の間隔は、プラズマの圧力を決定するものでもあり、プラズマを維持している間、最適な処理性能に要求される圧力を実現するために、調整できることが望ましい。気体供給部からの処理ガスは、上板１０４の１つ以上の通路を介して電極１１０に供給される。そして、ガスは、縦方向に間隔をおいて配置されたバッフル板を通って分配され、反応領域１０２に処理ガスを均一に分配するための電極１１０のガス分配孔１０６を通過する。
【００１６】
内部電極１２０は、好ましくは、中央（不図示）から外周端まで均一の厚さを有する平面ディスク又は平面板である。内部電極１２０は、処理されるウエハーより小さい直径、ウエハーと同じ直径又はウエハーより大きい直径を有し、例えば、板が単結晶シリコンで構成される場合は、現在入手できる単結晶シリコン材料の最大直径である３００ｍｍまでの直径を有する。３００ｍｍのウエハーを処理するためには、外部電極１３０は、上部電極１１０の直径を約１５インチ（約３８ｃｍ）から約１７インチ（約４３ｃｍ）に拡大するように構成される。外部電極１３０は、連続した部材（例えば、リングなどのポリシリコン部材）又は分割された部材（例えば、単結晶シリコンの切片などのリング状に配置された２〜６の分割された部材）である。内部電極１２０は、好ましくは、処理ガスをプラズマ反応室内の上部電極１１０の下の空間に導入するための複数のガス通路１０６を含む。
【００１７】
単結晶シリコンは、内部電極１２０及び外部電極１３０のプラズマに露出される表面の材料として好ましい。高純度の単結晶シリコンは、プラズマ処理中に基板の汚染を最小限に抑えるが、それは単結晶シリコンによって生じる好ましくない成分の量が最小限であることと、及び、なだらかに磨耗するためパーティクルの発生を最小限に抑えることの理由からである。上部電極１１０のプラズマに露出される表面の材料に使用できるその他の材料としては、例えば、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＡｌＮがある。
【００１８】
構成において、シャワーヘッド電極組立体１００は、３００ｍｍの直径を有する半導体ウエハーなどの大きい基板を処理するために十分なサイズを有する。３００ｍｍのウエハーのためには、上部電極１１０は、少なくとも３００ｍｍの直径を有する。しかし、シャワーヘッド電極組立体１００は、異なる大きさのウエハー又は非円形形状を有する基板を処理するためにサイズを決めることができる。
【００１９】
図２は、ガードリング１７０を有する図１のシャワーヘッド電極組立体の一部の断面図である。図２に示されているように、シャワーヘッド電極組立体１００は、内部電極１２０と、内部補助部材１５０と、外部電極１３０と、外部補助部材１６０と、ガードリング１７０と、プラズマ閉じ込め組立体１８０とを含む。このような構成において、内部電極１２０は、好ましくは、内部補助部材１５０と共に伸び（ｃｏ−ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ）、外部補助部材１３０は、本質的に、周囲補助部材１６０と共に伸びる。しかし、内部補助部材１５０は、内部電極１２０を超えて伸びることができ、補助部材１４０（図３）は、内部電極１２０及び外部電極１３０を支持する１つのディスク又は板である。内部補助部材１５０は、内部電極１２０のガス通路１０６と一列に並び、プラズマ処理室へのガスフローを提供するためのガス通路１０８を含む。内部補助部材１５０のガス通路１０８は、典型的に、約０．０４インチ（約１ｍｍ）の直径を有し、内部電極１２０のガス通路１０６は、典型的に、約０．０２５インチ（約０．６４ｍｍ）の直径を有する。
【００２０】
内部補助部材１５０及び外部補助部材１６０を含む補助部材１４０は、好ましくは、プラズマ処理室において半導体基板を処理するために使用される処理ガスと化学的に適合する材料で構成される。また、補助部材１４０の材料は、好ましくは、上部電極１１０と近い電気的及び熱的伝導性、熱膨張係数を有する。内部補助部材１５０及び外部補助部材１６０を含む補助部材１４０の好ましい材料としては、グラファイト、ＳｉＣ、アルミニウム（Ａｌ）又はその他の適切な材料を含むが、これらに限るものではない。
【００２１】
内部電極１２０及び外部電極１３０は、好ましくは、熱的及び電気的伝導性エラストマー系結合材料（不図示）で内部補助部材１５０及び外部補助部材１６０に取り付けられる。エラストマー系結合材料は、熱サイクル（ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｙｃｌｉｎｇ）による熱応力に対して、上部電極１１０と補助部材１４０との間の相対的な移動を可能にする。結合材料は、内部電極１２０と、外部電極１３０と、内部補助部材１５０と、外部補助部材１６０との間で熱的及び電気的エネルギーを伝える。電極組立体１００の複数の表面を結合するためにエラストマー系結合材料を用いることは、例えば、同一出願人の米国特許第６０７３５７７号に記載されており、この参照によってその内容全体を本明細書に組み入れる。
【００２２】
内部補助部材１５０及び外部補助部材１６０は、好ましくは、ネジボルト、スクリューなどの適切な締め付け装置を用いて熱制御部材１０２に取り付けられる。例えば、熱制御部材１０２の孔にボルト（不図示）を挿入し、補助部材１４０のネジ孔に締め付けることができる。熱制御部材１０２は、屈曲部１８４を含み、好ましくは、アルミニウム又はアルミ合金などの金属材料で構成される。上板１０４は、好ましくは、アルミニウム又はアルミ合金で構成される。プラズマ閉じ込め組立体（又はウエハー領域プラズマ組立体（ＷＡＰ））１８０は、シャワーヘッド電極組立体１００より外側に向けて配置されている。適切なプラズマ閉じ込め組立体１８０は、縦方向に調整可能な複数のプラズマ閉じ込めリング１９０を含み、同一出願人の米国特許第５５３４７５１号に記載されており、この参照によってその内容全体を本明細書に組み入れる。
【００２３】
図３は、内部電極１２０及び外部電極１３０を有する上部電極１１０と、単一のディスク又は板で構成された補助部材１４０と、ガードリング１７０とを備えた図２のシャワーヘッド電極組立体の一部の断面図である。図３に示されているように、補助部材１４０は、内部電極１２０の外縁１２１を超えて伸びることができ、単一の補助部材１４０は、図２に示す内部補助部材１５０及び外部補助部材１６０の代わりに使用することができる。内部電極１２０の外縁１２１は、典型的に、図３に示すように垂直である。しかし、内部電極１２０の外縁１２１が垂直でない構成もあり得ることは明らかである。
【００２４】
１つの実施形態によれば、外部電極１３０は、好ましくは、複数の部材で構成されており、かかる複数の部材は、互いにエラストマー系結合材料（不図示）を用いて取り付けられている。複数の部材は、処理領域１０２における半導体基板の処理中に、外部電極１３０が伸びることを可能とする。処理中には、熱は、内部電極１２０及び外部電極１３０から内部補助部材１５０、外部補助部材１６０及びガードリング１７０、そして上板１０４へと、熱伝導によって伝わる。
【００２５】
図４は、１つの実施形態におけるガードリング１７０の上面図である。図４に示されているように、ガードリング１７０は、好ましくは、内部直径１７１及び外部直径１７３を有する円形である（図５）。ガードリング１７０の外部直径１７１及び内部直径１７３は、外部補助部材１６０の外部直径を含む補助部材１４０の外部直径によって変更される。ガードリング１７０は、好ましくは、隣接するウエハー領域プラズマ（ＷＡＰ）閉じ込めリング１９０と同じ材料（例えば、石英）又は類似した熱膨張係数を有する材料で構成され、広い温度範囲にわたって安定した形態を維持する材料で構成される。更に、ガードリング１７０は、好ましくは、電気絶縁性及び／又は誘電体特性を有する材料で構成される。プラズマ室の稼働又は使用中、ガードリング１７０は、好ましくは、複数の閉じ込めリング１９０と同じ比率で膨張及び／収縮する。このように、広い温度範囲にわたってガードリング１７０と複数の閉じ込めリング１９０との間に、安定した半径隙間２４４（図７）が維持され、安定したガスフロー性能を提供する。
【００２６】
図５は、図４のガードリング１７０の線５−５に沿った断面図である。図５に示されているように、ガードリング１７０は、内部直径１７１及び外部直径１７３を有する円形である。
【００２７】
図６は、１つの実施形態におけるガードリング１７０の断面図である。図６に示されているように、ガードリング１７０は、好ましくは、内縁１７２、外縁１７４、下面１７６及び上面１７８で構成された矩形の断面を有する。内縁１７２と、外縁１７４と、下面１７６と、上面１７８との間にある角は、好ましくは、０．０２５〜０．０１０インチ（０．６４〜０．２５ｍｍ）の半径を有して丸くなっている。
【００２８】
１つの実施形態においては、内縁１７２及び外縁１７４は、好ましくは、０．３８０〜０．３９４インチ（９．６５〜１０．０ｍｍ）、更に好ましくは、約０．３８４〜０．３９０インチ（約９．７５〜９．９１ｍｍ）、最も好ましくは、約０．３８７インチ（約９．８３ｍｍ）の高さ１７７を有し、０．１４０〜０．１５０インチ（３．５６〜３．８１ｍｍ）、更に好ましくは、約０．１４２〜０．１４７インチ（３．６１〜３．７３ｍｍ）、最も好ましくは約０．１４５インチ（３．６８ｍｍ）の幅１７９を有する。
【００２９】
図７は、１つの実施形態におけるセンタリング要素２１０を備えたガードリング１７０を有する外部電極１１０の一部の断面図である。図７に示されているように、ガードリング１７０は、外部補助部材１６０を囲み、好ましくは、外部補助部材１６０の外縁１６４と同心になるように又は外縁１６４を中心として配置される。ガードリング１７０のセンタリングによって、上部電極１１０と、内部補助部材１５０及び外部補助部材１６０を含む補助部材１４０と、プラズマ閉じ込めリング１９０を含むプラズマ閉じ込め組立体１８０との間における稼動中及び／又は使用中の熱膨張係数の不整合が補正される。
【００３０】
１つの実施形態によれば、図７に示すように、ガードリング１７０は、バネ仕掛けセンタリング要素２２０を備えた適切なセンタリング要素２１０を用いて、外部補助部材１４０の外縁１６４の上にセンタリングされる。バネ仕掛けセンタリング要素２２０は、好ましくは、バネ又はバネのような要素２２４を収容する中空円筒２５２で構成される（図９）。外部補助部材１６０は、好ましくは、複数の孔又は空洞１２１を含み、複数の孔又は空洞１２１は、センタリング要素２１０を受け入れるように構成され、外部補助部材１６０の外縁１６４とガードリング１７０の内縁１７２との間に内部隙間２００を形成する。孔又は空洞２１２は、センタリング要素２１０の外部直径よりわずかに大きい直径２１４を有する。センタリング要素２１０は、外部補助部材１６０とガードリング１７０の内縁１７２との間に、平衡負荷を与えるように作用し、ガードリング１７０を外部補助部材１６０の外縁１６４の上にセンタリングする。
【００３１】
バネ又はバネのような要素２２４は、片持ち板バネ、二重支持板バネ、オープンエンド半径方向らせんコイル（ｏｐｅｎ  ｅｎｄｅｄ  ｒａｄｉａｌ  ｔｒａｖｅｌ  ｈｅｌｉｃａｌ  ｃｏｉｌｓ）、振動する半径円筒プランジャ（ｒｏｃｋｉｎｇ  ｒａｄｉａｌ  ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ  ｐｌｕｎｇｅｒ）又はその他の適切なバネのような要素である。バネ又はバネのような要素２２４は、ガードリング１７０のたわみ及びストレスを最低限にするために、好ましくは、低いバネ定数（ｓｐｒｉｎｇ  ｒａｔｅ）を有することは明らかである。しかし、バネ又はバネのような要素２２４は、好ましくは、いかなるシステム摩擦を克服するために十分に高いバネ定数を有する。バネ又はバネのような要素２２４は、適切な弾性材料に置換できる。１つの実施形態によれば、バネ又はバネのような要素２２４は、ステンレス鋼、インコネル、その他の適切な金属バネ又は弾性特性を有する適切な材料で構成され、バネ又はバネのような要素２２４は、規定された領域にわたって様々な負荷を支持することができる。
【００３２】
更に、図７に示されているように、上部電極１１０及び補助部材１４０とプラズマ閉じ込め組立体１８０との間には、半径隙間（又は外部隙間）２４０がある。半径隙間又は外部隙間は、下部半径隙間２４２と、上部半径隙間２４４とを含む。下部半径隙間２４２は、外部電極１３０の外縁１３４と閉じ込め組立体１８０の内縁１８２との間にある。上部半径隙間２４４は、ガードリング１７０の外縁１７４と閉じ込め組立体１８０の内縁１８２との間にある。上部半径隙間２４４は、好ましくは、一定の距離に維持され、システム１００は、広い温度範囲にわたって稼動し、均一なガス性能を使用中に提供し、改善された性能のシステム１００を提供する。典型的には、上部電極１１０、閉じ込めリング１９０、及び補助部材１４０に異なる材料を使用するため、下部半径隙間２４２はシステムの稼動中に変化する。
【００３３】
センタリング要素２１０は、上電極１１０、補助部材１４０及びガードリング１７０の熱膨張及び／又は収縮中、外部補助部材１６０の外縁１６４の上にガードリング１７０をセンタリングすることによって、外部補助部材１６０とガードリングの内縁１７２との間に平衡負荷を与えるように作用する。使用中には、センタリング要素２１０は、好ましくは、補助部材１４０の外縁１６４の周りに均等な３つ以上の対称的な角度位置で配置される。
【００３４】
円形ガードリング１７０の補助部材１４０の周りでのセンタリングは、使用中又は処理中のシステムの処理ガスフローの変化を回避することで、システム１００に不変性を提供する。また、外部補助部材１４０とガードリング１７０との間のセンターずれ抵抗（ｏｆｆ−ｃｅｎｔｅｒ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を、複数のセンタリング要素２１０で構成される自己センタリング補正要素（ｓｅｌｆ−ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｅｌｅｍｅｎｔ）を用いて排除することによって、システム１００は、システムの組み立て中における半径衝突負荷（ｒａｄｉａｌ  ｂｕｍｐ  ｌｏａｄｓ）から同心性を維持することができる。更に、システム１００の自然な振動は、ガードリング１７０を上部電極補助部材１４０の周りにセンタリングするために使用できる。
【００３５】
ガードリング１７０は、ガードリング１７０とプラズマ閉じ込め組立体１８０（又はＷＡＰ）又はプラズマ閉じ込めリング１９０との間及びガードリング１７０と上電極補助部材１４０との間における電気アーク又は発火の発生を最小限に又は排除することができる。
【００３６】
更に、センタリング要素２１０は、好ましくは、ガードリング１７０と上部電極補助部材１４０との結合を防止すると共にそれらを同心状に位置付けるために、外部補助部材１６０とガードリング１７０との間に十分な間隔を提供するように構成される。バネ又はバネのような要素２２４は、ガードリング１７０が上部電極１１０の上面１３８（又は外部電極１３０）において軸方向に自己支持できるようにし、ガードリング１７０の下の軸方向の隙間を排除する。軸方向の隙間を排除することによって、ガードリング１７０は上部電極１１０と補助部材１４０との間の結合又は結合材料を、使用中にラジカル及びイオン衝突による腐食から保護することができる。更に、ガードリング１７０を上部電極表面１３８の上に自己支持できるようにすることで、ガードリング１７０は、内部補助部材１５０と、外部表面補助部材の外部表面１６４を含む外部補助部材１６０とを含む補助部材１４０を、フリーラジカル及びプラズマからのイオン衝突に露出されることから保護でき、それによるフッ化アルミニウムの形成を防止する。
【００３７】
また、センタリング要素２１０は、圧縮を最小化又は防止し、金属材料の露出を防止するステンレス鋼バネなどの機械的要素を含むことができる。更に、センタリング要素２１０は、好ましくは、接触する部位又は要素の付着を回避する低摩擦材料で構成される。センタリング要素２１０は、形状的及び温度的な耐性があり、組み立て／分解が人間工学的に容易であり、製造コストを最小にするために幾何学的に単純であり、低コストで化学的に不活性の材料を用いるように設計される。
【００３８】
図８は、１つの実施形態における回転する球体（ｒｅｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ  ｂａｌｌ）又はローラティップ組立体２５０を有するセンタリング要素２１０の側面図である。図８に示されているように、回転する球体又はローラティップ組立体２５０は、第１端２５４及び第２端２５６を有する中空の円筒２５２（図９）で構成されている。第１端２５４は、バネ又はバネのような要素２２４（図７）を受け入れるために開かれている。第２端２５６は、球体２６０を受け入れるための球体受入部２５８を有する。球体２６０は、球体受入部２５８の内部に保有され、ガードリング１７０と接触する際に、球体受入部２５８の中で適切に回転できるように構成されている。
【００３９】
回転する球体又はローラティップ組立体２５０は、好ましくは、テフロン（登録商標）（又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））などのフッ素重合体で構成される。しかし、回転する球体又はローラティップ組立体２５０は、ポリエーテルエーテルケトン又はポリケトン（ＰＥＥＫ）、ベスペル（登録商標）などのポリイミド又は他の適切な重合体材料で構成されてもよい。ＰＴＦＥ材料が他の要因によって使用できない場合は、最も低い摩擦係数の材料が好ましい。
【００４０】
図９は、図８のローラティップ組立体２５０の線９−９に沿った断面図である。図９に示されているように、ローラティップ組立体２５０は、第１端２５４と、第２端２５６と、球体受入部２５８とを有する中空の円筒２５２で構成されている。球体受入部２５８は、回転可能な球体（又は回転する球体）２６０を受け入れ、球体２６０は、ローラティップ組立体２５０の第２端２５６の内部にしっかりと保持される。
【００４１】
図１０は、図８のセンタリング要素２１０の一部を示す断面図である。図１０に示されているように、ローラ球体組立体２５０の球体受入部２５８は、球体２６０を受け入れるように構成されている。球体受入部２５８は、第１直径２６４を有する上部２６２と、球体２６０を受け入れるように構成されたほぼ球状又は半球状のキャビティ２６８を有する下部２６６とを含む。球体２６０は、ほぼ球状であり、ガードリング１７０などの物体に接触すると、球状又は半球状のキャビティ２６８の中で回転する。球状又は半球状のキャビティ２６８の中における球体２６０の回転は、上部電極１１０、補助部材１４０及びプラズマ閉じ込め組立体１８０の熱膨張から生じるシステムの動きによる上部電極１１０、補助部材１４０及びプラズマ閉じ込め組立体１８０の動きの際に、ガードリング１７０を外部補助部材１６０の外周１６４の周りでセンタリングする。
【００４２】
図１１は、別の実施形態における外部リング１７０の上面図である。図１１に示されているように、ガードリング１７０は、ガードリング１７０の内縁１７２に少なくとも３個のソケット又は孔（ｂｏｒｅｓ）２７０を含む。少なくとも３個のソケット又は孔２７０は、丸まった先端２９０を有するセンタリング要素２１０を受け入れるように構成されている（図１３〜１５）。少なくとも３個のソケット又は孔２７０は、好ましくは、ガードリング１７０の内縁１７２上において互いに同じ距離で位置し、その結果、３個のソケット又は孔２７０のそれぞれは、１２０度離れている。ソケット又は孔堀２７０は、３個以上であってもよく、例えば、少なくとも６個、少なくとも１２個又は少なくとも１８個などであってもよい。
【００４３】
図１２は、図１１のガードリングの一部及びソケット又は孔２７０を示している。図１２に示されているように、ソケット又は孔２７０は、丸まった先端２９０を有するセンタリング要素２１０（図１３）を受け入れる溝２７２を含む。溝２７２は、ガードリング１７０の内縁１７２の高さ全体にわたって設けられてもよく、又は、センタリング要素２１０の丸まった先端２９０を受け入れるように構成された球状の溝を内縁１７２に設けてもよく、又は、ガードリング１７０の内縁１７２の全長に及ばないように構成されてもよく、これらを組み合わせてもよい。
【００４４】
図１２に示す別の実施形態において、ガードリング１７０の内縁１７２は、約０．０１８〜０．０２２インチ（０．４５７〜０．５５９ｍｍ）、より好ましくは、約０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ）の幅２７６を有するライナ２７４を含む。ライナ２７４は、好ましくは、ガードリング１７０の内縁１７２の範囲内に配置され、内縁１７２におけるライナ２７４の欠けによって溝２７０を形成する。
【００４５】
図１３は、円筒体２８０及び丸まった先端２９０を有する別の実施形態におけるセンタリング要素２１０の断面図である。図１３に示されているように、センタリング要素２１０は、丸まった先端２９０を備える第１端２８２と、第２端２２４とを有する中空の円筒体２８０（図１５）を含む。第２端２８４は、バネ又はバネのような要素２２４を受け入れるために開かれている（図７）。１つの実施形態において、センタリング要素２１０は、約１．３８〜１．４４インチ（３５．１〜３６．６ｍｍ）、より好ましくは、１．４１インチ（３５．８ｍｍ）の全高（ｏｖｅｒａｌｌ  ｈｅｉｇｈｔ）２８６を有する。
【００４６】
図１４は、図１３のセンタリング要素２１０の第２端２８４の下面図である。図１４に示されているように、第２端２８４は、約０．１９６〜０．２０６インチ（４．９８〜５．２３ｍｍ）、より好ましくは、約０．１９９〜０．２０２インチ（５．０５〜５．１３ｍｍ）、最も好ましくは、約１．９９インチ（５．０５ｍｍ）の内部直径２９２を有する。更に、第２端２８４の外部直径２９４は、好ましくは、約０．２４２〜０．２５４インチ（６．１５〜６．４５ｍｍ）、より好ましくは、０．２４８〜０．２５１インチ（６．３０〜６．３８ｍｍ）、最も好ましくは、約０．２４８インチ（６．３０ｍｍ）である。
【００４７】
図１５は、図１３のセンタリング要素２１０の線１５−１５に沿った断面図である。図１５に示されているように、センタリング要素２１０は、中空円筒体２８０と、第１端２８２と、第２端２８４と、丸まった先端２９０とを含む。第２端２８４は、バネ又はバネのような要素２２４を受け入れるために構成され、開かれている。第２端２８４は、面取りされた又は斜めの内縁２９６を含む。丸まった先端２９０は、好ましくは、約０．１２０〜０．１４０インチ（３．０５〜３．５６インチ）、より好ましくは、約０．１３０インチ（３．３０ｍｍ）の直径を有する球面半径を有する。第１端２８２は、好ましくは、約０．２４２〜０．２５４インチ（６．１５〜６．４５ｍｍ）、より好ましくは、約０．２４８〜０．２５１インチ（６．３０〜６．３８ｍｍ）、最も好ましくは、約０．２４８インチ（６．３０ｍｍ）の直径２９４を有する。更に、第１端２８２は、好ましくは、若干丸まった縁を有する。
【００４８】
図１５に示されているように、センタリング要素２１０は、バネ又はバネのような要素２２４を受け入れるように構成されたキャビティ２９８を含む。キャビティ２９８は、センタリング要素２１０の第２端２８４から第１端２８２に向かって伸びている。１つの実施形態において、キャビティ２９８は、好ましくは、約１．０００〜１．１００インチ（２５．４０〜２７．９４ｍｍ）、より好ましくは、約１．０５５インチ（２６．８０ｍｍ）の高さ２８７を有する。センタリング要素２１０の第１端２８２は、好ましくは、０．３３０〜０．３９０インチ（８．３８〜９．９１ｍｍ）、より好ましくは、０．３５５インチ（９．０２ｍｍ）の高さ２８５を有するソリッド又はセミソリッドである。
【００４９】
図１６〜２１は、更なる実施形態におけるセンタリング要素３００の側面図及び断面図である。図１６〜２１に示されているように、センタリング要素３００は、上部３０２（図１６）、下部３０４（図１７）及びバネ又はバネのような要素３５０（図２１）で構成されている。
【００５０】
図１６は、センタリング要素３００の上部３０２の断面図である。図１６に示されているように、上部３０２は、円筒型の先端３２０を備えた第１端３１２を有する円筒体３１０及び第２端３１４で構成されている。第２端３１４は、好ましくは、円筒型の挿入部３３０（図１７）を受け入れるように構成され、円筒型の挿入部３３０を円筒体３１０のキャビティ又は中空部３２６に保持するフランジ又は内部リッジ３２８を含む。バネのような要素又は弾性要素３５０（図２１）は、円筒体３１０のキャビティ又は中空部３２６、３２９及び円筒型の挿入部３３０のそれぞれにフィットする。
【００５１】
上部３０２及び下部３０４で構成されたセンタリング要素３００は、約０．６８〜０．７６インチ（１７〜１９ｍｍ）、より好ましくは、約０．７２インチ（１８ｍｍ）の全高を有する。円筒体３１０は、約０．４９〜０．５７インチ（１２．５〜１４．５ｍｍ）の間、より好ましくは、０．５３インチ（１３．４６２ｍｍ）の高さ３１６を有する。円筒型の先端３２０は、好ましくは、０．００５〜０．０１０インチ（０．１３〜０．２５ｍｍ）の間の半径を有する上部部分３２２と、０．００５〜０．０１５インチ（０．１３〜０．３８ｍｍ）の間の半径を有する下部部分３２４とで構成されている。
【００５２】
図１７は、センタリング要素３００の下部３０４の側面図である。図１７に示されているように、下部３０４は、第１外部直径３３６を有する上部３３２と第２外部直径３３８を有する下部３３４で構成された円筒型の挿入部３３０で構成され、上部３３２の第１外部直径は下部３３４の外部直径より大きく、上部は、上部３０２の円筒体３１０の中空部３２６に保持される。円筒型の挿入部３３０は、好ましくは、約０．３４〜０．３８インチ（８．６４〜９．６５ｍｍ）、より好ましくは、約０．３６インチ（９．１４ｍｍ）の全高を有する。
【００５３】
図１８は、図１６のセンタリング要素３００の上部３０２の線１８−１８に沿った断面図である。図１８に示されているように、センタリング要素３００の上部３０２は、バネ又はバネのような部材３５０を受け入れるように構成されたキャビティ３２６を含む。キャビティ３２６は、上縁３７２と、下縁３７４とを含む。キャビティ３２６の下縁３７４は、センタリング要素３００の第２端３１４上のフランジ又は内部リッジ３２８の上面である。フランジ又は内部リッジ３２８は、円筒型の挿入部３３０及びバネ要素３５０を、使用中のセンタリング要素３００の上部３０２のキャビティ３２６に保持するように構成されている。
【００５４】
図１８に示す実施形態において、円筒体３１０は、第１端３１２から第２端３１４に伸びる約０．５００インチ（１２．７ｍｍ）の全高３６０を有する。円筒体３１０は、ソリッド部を第１端３１２上に、キャビティ部を第２端３１４の近くに有する。キャビティ３２６は、約０．３１インチ（７．８７ｍｍ）の全高を有し、ソリッド部は、約０．１９インチ（４．８３ｍｍ）の高さ３６４を有する。円筒体３１０は、約０．２４８インチ（６．３０ｍｍ）の外部直径３６６を有する。１つの実施形態において、円筒型の先端３２０は、好ましくは、約０．０７０インチ（１．７８ｍｍ）の外部直径３６８を先端に有する。
【００５５】
図１９は、図１７のセンタリング要素３００の下部３０４の線１９−１９に沿った断面図である。図１９に示されているように、下部３０４は、第１外部直径３３６を有する上部３３２及び第２外部直径３３８を有する下部３３４で構成された円筒型の挿入部３３０で構成されている。上部３３２の第１外部直径は、好ましくは、下部３３４の外部直径より大きく、上部は、上部３０２の円筒体３１０の中空部３２６に保持される。上部３３２と下部３３４との交差部は、円筒型の挿入部３３０の外面の周りにリッジ３８２を形成する。１つの実施形態において、円筒型の挿入部３３０は、好ましくは、約０．３４〜０．３８インチ（８．６４〜９．６５ｍｍ）、より好ましくは、約０．３６インチ（９．１４ｍｍ）の全高３４０を有し、上部３３６は、約０．１４０〜０．１５０インチ（３．５６〜３．８１ｍｍ）、より好ましくは、０．１４５インチ（３．６８ｍｍ）の高さ３９２を有する。下部３０４は、その内部にキャビティ３２９を有する円筒型の挿入部３３０で構成される。キャビティ３２９は、約０．０９１インチ（２．３１ｍｍ）〜約０．０９７インチ（２．４６ｍｍ）の内部直径３９０を有する。上部３０２の外部直径３８８は、約０．１９４〜０．２００インチ（４．９３〜５．０８ｍｍ）であり、水平線に対して約８０°の角度で、約０．０３〜０．０５インチ（０．７６２〜１．２７ｍｍ）の高さ３８６を有する傾斜した表面３９４を有する。下部３３８は、約０．１４１インチ（３．５８ｍｍ）〜０．１４４インチ（３．６６ｍｍ）の外部直径４００を有する。キャビティ３２９は、約０．３４０インチ（８．６４ｍｍ）の高さ３８０、約０．０２５インチ（０．６３５ｍｍ）の厚さ３８４、約０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）の内部直径３９６及び０．０２（０．５０８ｍｍ）インチの外部直径３９８を有する。
【００５６】
図２０は、図１６のセンタリング要素の上面図である。１つの実施形態において、図２０に示されているように、第２端３１４は、約０．１９６〜０．２０６インチ（４．９８〜５．２３ｍｍ）、より好ましくは、約０．１９９〜０．２０２インチ（５．０５〜５．１３ｍｍ）、最も好ましくは、約０．１９９インチ（５．０５ｍｍ）の内部直径３７８を有する。また、第２端３１４の外部直径３６６は、好ましくは、約０．２４２〜０．２５４インチ（６．１５〜６．４５ｍｍ）、より好ましくは、約０．２４８〜０．２５１インチ（６．３０〜６．３８ｍｍ）、最も好ましくは、約０．２４８インチ（６．３０ｍｍ）である。
【００５７】
図２１は、図１６及び図１７それぞれのセンタリング要素３００の線１８−１８及び線１９−１９に沿った断面図である。図２１に示されているように、バネ要素３５０は、円筒体３１０及び円筒型の挿入部３３０それぞれの中空部又はキャビティ３２６、３２９に受け入れられている。円筒体３１０の内部直径３７８と円筒型の挿入部３３０の外部直径３８８との間に形成される吸引効果によって、ガードリング１７０を取り除く際に、センタリング要素３００は、補助板孔２１２に保持される。円筒体３１０の容積３２６は、ガードリング１７０を取り除く際に、円筒体３１０と円筒型の挿入部３３０との間の相対的な加速度を許可できる程度までに調整する緩衝器として作用する。許可できる程度の加速度は、ガードリング１７０を取り除く際に、センタリング要素３００が補助板孔２１２から飛び出すことを防ぎ、それらを補助板内に保持する。
【００５８】
図２２は、別の実施形態における補助部材１６０の外上部を囲むガードリング１７０を有する外部電極１３０の一部を示す断面図である。図２２に示されているように、システムは、内縁１７２から下面１７６まで延在する傾斜下縁（又は面取りされた表面）１７５を備えるガードリング１７０を含む。円形リング２３０として構成されたセンタリング要素２１０は、外部電極１６０の外縁１６４とガードリング１７０の傾斜下縁１７５との間に配置され、外部電極１３０の上面１３８の上に位置する。円形リング２３０は、好ましくは、テフロン（登録商標）（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））、フッ素重合体材料、ポリイミド又は他の適切な重合体又は重合体のような材料で構成された中空リングである。他の要因によってＰＴＦＥ材料が使用できない場合は、摩擦係数の最も低い材料を使用することが好ましい。円形リング２３０は、ガードリング１７０の使用中に発生する補助部材とガードリングの熱膨張及び熱収縮に対して、ガードリング１７０の円周全域にわたって、外部補助部材とガードリング１７０との間に均一な隙間２００を維持するために使用される。
【００５９】
円形リング２３０は、ガードリング１７０を、それ自体の重さによって自らセンタリングできるようにする。円形リング２３０は、上部電極ボンド（不図示）及び外部円錐形表面への如何なるガス流路を遮断でき、上部電極ボンドを、プラズマからのフリーラジカル及びイオン衝突による腐食から保護する。また、円形リングは、補助板１６０の外部表面を、プラズマからのフリーラジカル及びイオン衝突に露出されることから保護し、それによるフッ化アルミニウムの形成を防止する。
【００６０】
図２３は、図２２に示されたガードリング１７０の断面図である。図２３に示されているように、ガードリング１７０は、内縁１７２から下面１７６に延在する傾斜下縁（又は面取りされた表面）１７５を有する。内縁１７２及び外縁１７４は、好ましくは、約０．３３２〜０．３７２インチ（８．４３〜９．４５ｍｍ）、より好ましくは、約０．３４２〜０．３６２インチ（８．６９〜９．１９ｍｍ）、最も好ましくは、約０．３５２インチ（８．９４ｍｍ）の高さ１７７を有し、好ましくは、約０．１４０〜０．１５０インチ（３．５６〜３．８１ｍｍ）、より好ましくは、約０．１４２〜０．１４７インチ（３．６１〜３．７３ｍｍ）、最も好ましくは、約０．１４５インチ（３．６８ｍｍ）の幅１７９を有する。傾斜下縁１７５は、内縁１７２から外縁１７４に延在し、その長さは、約０．０９０〜０．１１０インチ（２．２９〜２．８０ｍｍ）、より好ましくは、約０．１００インチであり（２．５４ｍｍ）、内縁１７２と形成する角度は、約５０〜７０°、より好ましくは、約６０°である。内縁１７２、外縁１７４、下面１７６、上面１７８及び傾斜下縁１７５の間のそれぞれの角は、好ましくは、約０．０２５〜０．０１０インチ（０．０２５〜０．０１０ｍｍ）の間の半径を有して丸まっている。内縁１７２と下縁１７５とが形成する角は、最大０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）のエッジブレーク（ｅｄｇｅ  ｂｒｅａｋ）を含む。
【００６１】
本発明は、好ましい実施形態を用いて詳細に説明されている。しかし、発明の意図を逸脱せずに、様々な変更、改良及び同等物の使用が可能であることは当業者にとって明らかであろう。好ましい実施形態は説明のためのものであり、如何なる意味においても本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、上記の説明ではなく、添付される請求項によって定められ、請求項の範囲に含まれる全ての変形物及び同等物は、尊重されるべきである。
【図１】
2010507228.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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