(57)【要約】  本開示の実施形態は、回転可能なＲＦ結合装置およびこれを組み込む静電チャックに関する。一部の実施形態では、回転可能なＲＦ結合装置は、導電性プレートと、静電チャックの誘電体ディスクに結合され、誘電体ディスク内部に配置された１つまたは複数のＲＦバイアス電極にＲＦ電力を提供するように構成された回転可能な分割シリンダと、導電性プレートにＲＦ電力を結合するように導電性プレートに結合された複数のＲＦ入力タップと、導電性プレートに結合され、回転可能な分割シリンダを取り囲む静止リングと、導電性プレート、静止リング、および回転可能な分割シリンダを取り囲む接地されたシールドと、を含む。【選択図】図３Ｃ
2019503066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性プレートと、
静電チャックの誘電体ディスクに結合され、前記誘電体ディスク内部に配置された１つまたは複数のＲＦバイアス電極にＲＦ電力を提供するように構成された回転可能な分割シリンダと、
前記導電性プレートにＲＦ電力を結合するように前記導電性プレートに結合された複数のＲＦ入力タップと、
前記導電性プレートに結合され、前記回転可能な分割シリンダを取り囲む静止リングと、
前記導電性プレート、前記静止リング、および前記回転可能な分割シリンダを取り囲む接地されたシールドと、
を備える、回転可能な高周波（ＲＦ）結合装置。
【請求項２】
前記接地されたシールドと、前記導電性プレートおよび前記静止リングとの間に配置された１つまたは複数の絶縁体
をさらに備える、請求項１に記載の回転可能なＲＦ結合装置。
【請求項３】
前記静止リングから前記回転可能な分割シリンダへのＲＦ電力の容量性結合を容易にするために前記静止リングと前記回転可能な分割シリンダとの間に配置された間隙
をさらに備える、請求項１または２のいずれか１項に記載の回転可能なＲＦ結合装置。
【請求項４】
前記回転可能な分割シリンダを貫いて延在し、少なくとも１つのチャック電極に結合されるように構成された複数の電気タップ、
をさらに備える、請求項３に記載の回転可能なＲＦ結合装置。
【請求項５】
前記複数の電気タップが３つの電気タップを含み、第１の電気タップが正電圧を伝え、第２の電気タップが負電圧を伝え、第３の電気タップが電気的に浮遊している、請求項４に記載の回転可能なＲＦ結合装置。
【請求項６】
基板を支持するための支持表面、および反対側の第２の表面を有する誘電体ディスクであって、少なくとも１つのチャック電極が前記誘電体ディスク内部に配置されている、誘電体ディスクと、
前記誘電体ディスクの下方に配置され、前記誘電体ディスクを加熱するための複数のランプを有するランプハウジングと、
前記複数のランプによって生成された熱を吸収するように前記ランプハウジングの下方に配置された金属プレートと、
前記ランプハウジングおよび前記金属プレートを貫いて延在し、前記誘電体ディスクを前記ランプハウジングに対して離間した関係で支持するように、前記回転可能なＲＦ結合装置の第１の端部で前記誘電体ディスクに結合された回転可能な高周波（ＲＦ）結合装置と、
シャフトの第１の端部で前記回転可能なＲＦ結合装置の第２の端部に結合されたシャフトと、
前記ランプハウジングおよび前記金属プレートに対して、前記シャフト、前記ＲＦ結合装置の一部、および前記誘電体ディスクを回転させるように前記シャフトに結合された回転組立体と、
を備える、静電チャック。
【請求項７】
前記回転可能なＲＦ結合装置が、
導電性プレートと、
前記誘電体ディスク内部に配置された１つまたは複数のＲＦバイアス電極にＲＦ電力を提供するように前記誘電体ディスクに結合された回転可能な分割シリンダと、
前記導電性プレートにＲＦ電力を結合するように前記導電性プレートに結合された複数のＲＦ入力タップと、
前記導電性プレートに結合され、前記回転可能な分割シリンダを取り囲む静止リングと、
前記導電性プレート、前記静止リング、および前記回転可能な分割シリンダを取り囲む接地されたシールドと、
を備える、請求項６に記載の静電チャック。
【請求項８】
前記回転可能なＲＦ結合装置が、
前記接地されたシールドと、前記導電性プレートおよび前記静止リングとの間に配置された１つまたは複数の絶縁体、
をさらに備える、請求項７に記載の静電チャック。
【請求項９】
前記回転可能なＲＦ結合装置が、
前記静止リングから前記回転可能な分割シリンダへのＲＦ電力の容量性結合を容易にするために前記静止リングと前記回転可能な分割シリンダとの間に配置された間隙
をさらに備える、請求項７に記載の静電チャック。
【請求項１０】
前記回転可能なＲＦ結合装置が、
前記回転可能な分割シリンダを貫いて延在し、前記少なくとも１つのチャック電極に結合された複数の電気タップ、
をさらに備える、請求項９に記載の静電チャック。
【請求項１１】
前記静電チャックが双極静電チャックであり、前記複数の電気タップが３つの電気タップを含み、第１の電気タップが正電圧を伝え、第２の電気タップが負電圧を伝え、第３の電気タップが電気的に浮遊している、請求項１０に記載の静電チャック。
【請求項１２】
前記回転組立体が磁気回転組立体である、請求項６から１１のいずれか１項に記載の静電チャック。
【請求項１３】
前記複数のランプがランプの内側アレイおよび独立して制御可能なランプの外側アレイを含む、請求項６から１１のいずれか１項に記載の静電チャック。
【請求項１４】
前記シャフトの周りに配置されたベアリング組立体であって、前記少なくとも１つのチャック電極に電力を提供するために前記ベアリング組立体を介して電力を供給することができるように、前記少なくとも１つのチャック電極に電気的に結合されている、ベアリング組立体、
をさらに備える、請求項６から１１のいずれか１項に記載の静電チャック。
【請求項１５】
前記回転可能なＲＦ結合装置を前記静電チャックと位置合わせするために前記回転可能なＲＦ結合装置の真下に配置されたトーションばね、
をさらに備える、請求項６から１１のいずれか１項に記載の静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、一般にマイクロ電子デバイス製造プロセスにおいて基板を保持するために使用される静電チャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上にいくつかのデバイスを形成するには、物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバなどの堆積チャンバ内で堆積させる複数の薄膜層が必要である。一部の実施形態では、良好な膜均一性を得るために堆積プロセス中に基板を回転させる必要がある。また、一部の層の堆積には、基板を加熱することが必要な場合がある。さらに、堆積プロセスは、高真空圧を必要とする。堆積プロセス中に基板を基板支持体上に静電的に保持するために静電チャックがしばしば使用される。従来、静電チャックは、内部に１つまたは複数の電極が配置されたセラミック体を含む。典型的な静電チャックは、基板の移送を容易にするために垂直に上下するだけである。しかしながら、本発明者らは、そのような移動制限が、基板上の不均一な堆積のために、これらの従来の静電チャックを軸外堆積に使用することを妨げていることに気づいた。
したがって、本発明者らは、改善された回転可能な加熱された静電チャックの実施形態を提供した。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示の実施形態は、回転可能なＲＦ結合装置およびこれを組み込む静電チャックに関する。一部の実施形態では、回転可能なＲＦ結合装置は、導電性プレートと、静電チャックの誘電体ディスクに結合され、誘電体ディスク内部に配置された１つまたは複数のＲＦバイアス電極にＲＦ電力を提供するように構成された回転可能な分割シリンダと、導電性プレートにＲＦ電力を結合するように導電性プレートに結合された複数のＲＦ入力タップと、導電性プレートに結合され、回転可能な分割シリンダを取り囲む静止リングと、導電性プレート、静止リング、および回転可能な分割シリンダを取り囲む接地されたシールドと、を含む。
【０００４】
一部の実施形態では、静電チャックは、基板を支持するための支持表面、および反対側の第２の表面を有する誘電体ディスクであって、少なくとも１つのチャック電極が誘電体ディスク内部に配置されている、誘電体ディスクと、誘電体ディスクの下方に配置され、誘電体ディスクを加熱するための複数のランプを有するランプハウジングと、複数のランプによって生成された熱を吸収するようにランプハウジングの下方に配置された金属プレートと、ランプハウジングおよび金属プレートを貫いて延在し、誘電体ディスクをランプハウジングに対して離間した関係で支持するように、回転可能なＲＦ結合装置の第１の端部で誘電体ディスクに結合された回転可能な高周波（ＲＦ）結合装置と、シャフトの第１の端部で回転可能なＲＦ結合装置の第２の端部に結合されたシャフトと、ランプハウジングおよび金属プレートに対して、シャフト、ＲＦ結合装置の一部、および誘電体ディスクを回転させるようにシャフトに結合された回転組立体と、を含む。
【０００５】
一部の実施形態では、静電チャックは、基板を支持するための支持表面、および反対側の第２の表面を有する誘電体ディスクであって、少なくとも１つのチャック電極および１つまたは複数の高周波（ＲＦ）バイアス電極が誘電体ディスク内部に配置されている、誘電体ディスクと、誘電体ディスクの下方に配置され、誘電体ディスクを加熱するための複数のランプを有するランプハウジングと、複数のランプによって生成された熱を吸収するようにランプハウジングの下方に配置された金属プレートと、ランプハウジングおよび金属プレートを貫いて延在し、誘電体ディスクをランプハウジングに対して離間した関係で支持するように、回転可能なＲＦ結合装置の第１の端部で誘電体ディスクに結合された回転可能な高周波（ＲＦ）結合装置と、シャフトの第１の端部で回転可能なＲＦ結合装置の第２の端部に結合されたシャフトと、ランプハウジングおよび金属プレートを取り囲むハウジングと、金属プレートの外径とハウジングの内側表面との間に配置された間隙であって、金属プレートが複数のランプから熱を吸収すると、金属プレートの熱膨張によって金属プレートの外径がハウジングの内側表面にコンタクトするようにサイズが調整されている、間隙と、ランプハウジングおよび金属プレートに対して、シャフト、ＲＦ結合装置の一部、および誘電体ディスクを回転させるようにシャフトに結合された磁気駆動組立体と、を含む。回転可能なＲＦ結合装置は、導電性プレートと、誘電体ディスク内部に配置された１つまたは複数のＲＦバイアス電極にＲＦ電力を提供するように誘電体ディスクに結合された回転可能な分割シリンダと、導電性プレートにＲＦ電力を結合するように導電性プレートに結合された複数のＲＦ入力タップと、導電性プレートに結合され、回転可能な分割シリンダを取り囲む静止リングと、導電性プレート、静止リング、および回転可能な分割シリンダを取り囲む接地されたシールドと、を含む。
本開示の他のおよびさらなる実施形態が以下でより詳細に記載される。
【０００６】
上で簡単に要約され、以下でより詳細に論じられる本開示の実施形態は、添付図面に表される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され得る。しかしながら、添付図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示し、したがって、範囲を限定していると考えられるべきではなく、その理由は本開示が他の等しく効果的な実施形態を受け入れることができるためである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の少なくとも一部の実施形態による静電チャックを有する適切なプロセスチャンバの概略側面図である。
【図２】本開示の少なくとも一部の実施形態による静電チャックの概略側断面図である。
【図３Ａ】本開示の少なくとも一部の実施形態による回転可能なＲＦ結合装置の断面図である。
【図３Ｂ】本開示の少なくとも一部の実施形態による回転可能なＲＦ結合装置の上面図である。
【図３Ｃ】本開示の少なくとも一部の実施形態による回転可能なＲＦ結合装置を有する静電チャックの上方部分の断面図である。
【図４】本開示の少なくとも一部の実施形態による基板加熱装置のランプケージの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
理解を容易にするために、各図に共通の同一の要素を指定するために、可能な場合は、同一の参照数字が使用された。図は、縮尺通りには描かれておらず、明瞭にするために簡略化されることがある。一実施形態の要素および特徴は、さらに詳説することなく他の実施形態において有益に組み込まれてもよい。
回転可能なＲＦ結合装置の実施形態が本明細書で提供される。本発明の可搬式ＲＦ結合装置は、有利には、回転する静電チャック（ＥＳＣ）にＲＦ電力を容量結合することができ、したがって、処理される基板上の堆積均一性を改善する。
【０００９】
図１は、本開示の一部の実施形態によるプラズマ処理チャンバの概略断面図である。一部の実施形態では、プラズマ処理チャンバは、物理的気相堆積（ＰＶＤ）処理チャンバである。しかしながら、異なるプロセスのために構成された他のタイプの処理チャンバも、本明細書に記載された本発明の静電チャックの実施形態と共に使用するために使用されてもよく、または変更されてもよい。
チャンバ１００は、基板処理中にチャンバ内部容積１２０内の準大気圧を維持するように適切に適合させた真空チャンバである。チャンバ１００は、チャンバ内部容積１２０の上半分に位置する処理容積１１９を囲むリッド１０４によってカバーされたチャンバ本体１０６を含む。また、チャンバ１００は、そのような構成要素とイオン化されたプロセス材料との間の望ましくない反応を防止するために、様々なチャンバ部品の周囲を囲む１つまたは複数のシールド１０５を含むことができる。チャンバ本体１０６およびリッド１０４は、アルミニウムなどの金属で作られてもよい。チャンバ本体１０６は、結合を介してグランド１１５に接地されてもよい。
【００１０】
基板支持体１２４は、静電的に保持することができるような、例えば、半導体ウエハなどの基板Ｓ、または他のそのような基板を支持および保持するために、チャンバ内部容積１２０内に配置されている。基板支持体１２４は、一般に、静電チャック１５０（図２〜図４に関して以下でより詳細に記載される）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。中空支持シャフト１１２は、例えば、プロセスガス、流体、冷却剤、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。
【００１１】
一部の実施形態では、中空支持シャフト１１２は、（図１に示すような）上方処理位置と下方移送位置（図示せず）との間で静電チャック１５０の垂直移動を提供するアクチュエータまたはモータなどのリフト機構１１３に結合されている。ベローズ組立体１１０は、中空支持シャフト１１２の周りに配置され、チャンバ１００内部からの真空の損失を防止しながら静電チャック１５０の上下動を可能にする可撓性のシールを提供するために静電チャック１５０とチャンバ１００の底面１２６との間に結合されている。また、ベローズ組立体１１０は、チャンバ真空の損失を防止するのを支援するために、ｏ−リング１６５とコンタクトする下方のベローズフランジ１６４、または底面１２６とコンタクトする他の適切なシーリング要素を含む。
中空支持シャフト１１２は、流体源１４２、ガス供給源１４１、チャッキング電源１４０、およびＲＦ源（例えば、ＲＦプラズマ電源１７０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。一部の実施形態では、ＲＦプラズマ電源１７０およびＲＦバイアス電源１１７は、それぞれのＲＦ整合回路網（ＲＦ整合回路網１１６のみを図示）を介して静電チャックに結合されている。
【００１２】
基板リフト１３０は、基板「Ｓ」を静電チャック１５０上に配置し、または静電チャックから除去することができるように、基板リフト１３０を昇降させるための第２のリフト機構１３２に結合されたシャフト１１１に接続されたプラットフォーム１０８上に取り付けられたリフトピン１０９を含むことができる。静電チャック１５０は、リフトピン１０９を受け入れるための（以下に記載する）スルーホールを含む。ベローズ組立体１３１は、基板リフト１３０と底面１２６との間に結合され、基板リフト１３０の上下動中にチャンバの真空を維持する可撓性のシールを提供する。
チャンバ１００は、チャンバ１００を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）を含む真空システム１１４に結合され、真空システム１１４と流体連結する。チャンバ１００内部の圧力は、スロットルバルブおよび／または真空ポンプを調節することによって調整されてもよい。また、チャンバ１００は、内部に配置された基板を処理するためにチャンバ１００に１つまたは複数のプロセスガスを供給することができるプロセスガス供給源１１８に結合され、プロセスガス供給源１１８と流体連結する。
【００１３】
動作において、１つまたは複数のプロセスを行うために、例えば、プラズマ１０２がチャンバ内部容積１２０内で生成されることがある。プラズマ１０２は、プロセスガスに点火して、プラズマ１０２を生成するために、チャンバ内部容積１２０の近傍または内部の１つまたは複数の電極を介して、プラズマ電源（例えば、ＲＦプラズマ電源１７０）からの電力をプロセスガスに結合することによって生成されてもよい。一部の実施形態では、プラズマからのイオンを基板Ｓに向かって引き付けるために、（以下に記載する）容量結合されたバイアスプレートを介してバイアス電源（例えば、ＲＦバイアス電源１１７）から、静電チャック１５０内部に配置された（以下に記載する）１つまたは複数の電極にバイアス電力を提供することもできる。
【００１４】
一部の実施形態では、例えば、チャンバ１００がＰＶＤチャンバである場合、基板Ｓに堆積させるソース材料を含むターゲット１６６は、基板の上方で、チャンバ内部容積１２０内に配置されてもよい。ターゲット１６６は、チャンバ１００の接地された導電性部分、例えば、誘導体アイソレータを介したアルミニウムアダプタによって支持されてもよい。他の実施形態では、チャンバ１００は、同一のチャンバを使用して異なる材料の層を堆積させるためのマルチカソード装置に複数のターゲットを含んでもよい。
【００１５】
ターゲット１６６に負電圧、またはバイアスを印加するために、制御可能なＤＣ電源１６８がチャンバ１００に結合されてもよい。基板Ｓ上に負のＤＣバイアスを誘起するためにＲＦバイアス電源１１７が基板支持体１２４に結合されてもよい。加えて、一部の実施形態では、処理中に基板Ｓ上に負のＤＣ自己バイアスが形成されてもよい。一部の実施形態では、ＲＦ電力をターゲット１６６に印加して、基板Ｓ上の堆積速度の半径方向分布の制御を容易にするために、ＲＦプラズマ電源１７０もチャンバ１００に結合されてもよい。動作において、チャンバ１００で生成されたプラズマ１０２中のイオンは、ターゲット１６６からのソース材料と反応する。この反応は、ターゲット１６６にソース材料の原子を放出させ、次いで、基板Ｓに向けて誘導し、したがって材料を堆積させる。
図２は、本開示の実施形態による静電チャック（チャック２００）の断面図を表す。チャック２００は、ディスク２０２と、ディスク２０２の底部から延出するシャフト２０４と、ディスク２０２、シャフト２０４、およびチャック２００の（以下に記載する）他の構成要素を囲むハウジング２０６と、を含む。
【００１６】
ディスク２０２は、セラミック材料、例えば、アルミニウム窒化物、アルミニウム酸化物、ボロン窒化物、チタン酸化物がドープされたアルミナなどの誘電体材料から形成される。ディスク２０２は、ディスク２０２の上面の近くに配置された１つまたは複数のチャック電極２０８を含む。ディスク２０２は、基板（図示せず）を支持するための支持表面、および反対側の第２の表面を含む。１つまたは複数のチャック電極２０８は、モリブデン、チタンなどの適切な導電性材料から製造される。１つまたは複数のチャック電極２０８は、処理中にディスクの上面に基板を十分に固定する任意の構成で配置されてもよい。例えば、１つまたは複数のチャック電極２０８は、単電極静電チャック、双極静電チャックなどを提供するように配置されてもよい。
上記したように、ディスク２０２は、１つまたは複数のＲＦバイアス電極２１０を含むこともできる。１つまたは複数のＲＦバイアス電極２１０は、イオンをプラズマからディスク２０２上に配置された基板に向かって引き付けるようにＲＦ電力に容量結合されている。電力は、外部のＲＦ電源（例えば、ＲＦバイアス電源１１７）から電力を受け取る（以下に記載する）回転可能なＲＦ結合装置３００を介してＲＦバイアス電極２１０に送出される。回転可能なＲＦ結合装置３００は、ＲＦバイアス電極２１０に容量結合されており、したがって導体を横切るいかなる直接的な電気的結合も除去する。したがって、ディスク２０２を回転させながら、ＲＦバイアス電極２１０に電力を送出することができる。
【００１７】
ディスク２０２およびその上に配置された場合に基板の加熱を容易にするために、チャック２００は、複数のランプ２１４を含む。複数のランプ２１４は、複数のランプ２１４と、ＲＦエネルギーからランプをシールドするために複数のランプ２１４の上方に配置されたＲＦシールド２１２（例えば、ファラデーケージ）と、を収納するランプハウジング２１６を含むランプケージ２１１内に配置されてもよい。ランプハウジング２１６は、複数のランプ２１４の熱に耐えることができる材料から形成される。例えば、ランプハウジング２１６は、セラミック材料から形成されてもよい。複数のランプ２１４は、輻射を介してディスク２０２を加熱するのに十分な熱を放出することができる任意のタイプのランプを含む。例えば、複数のランプ２１４は、ハロゲンランプを含んでもよい。
【００１８】
ＲＦシールド２１２は、複数のランプ２１４によって生成された熱がＲＦシールド２１２を通ってディスク２０２に達することができるように設計されている。例えば、一部の実施形態では、ＲＦシールドは、各ランプ２１４の上に配置された開口部２１３を含むことができる。代わりに、一部の実施形態では、ＲＦシールドは、ＲＦエネルギーからランプ２１４をシールドしながら、熱がメッシュを通過することを可能にするメッシュであってもよい。したがって、ＲＦシールド２１２は、複数のランプ２１４からの熱エネルギーがディスク２０２に達することを可能にしながら、複数のランプ２１４へのＲＦエネルギーの結合を有利には防止または制限する。一部の実施形態では、ＲＦシールド２１２は、例えば、約７５０℃までの温度で使用するためのモリブデン、または、例えば、約２５０℃までの温度で使用するための研磨されたアルミニウムから形成される。ＲＦシールド２１２は、留め金２３６によって適所に保持されてもよい。例えば、留め金２３６は、ＲＦシールド２１２を適所にクランプまたは保持しながら、それぞれがランプハウジング２１６にボルトで固定され、または他の方法で固定されてもよい外側取付けリング２３２および内側取付けリング２３４を含むことができる。
【００１９】
チャック２００は、回転中にチャック２００に対する剛性を向上させるために、ディスク２０２に近接して（例えば、ディスク２０２の約３インチ以内に）位置するベアリング２１８を含んでもよい。ベアリング２１８は、例えば、クロスローラベアリングなどを含んでもよい。ベアリング２１８から熱を放出するために、金属プレート２２０がランプハウジング２１６の真下に配置されており、そうでない場合はベアリングが膨張して最終的に動かなくなる可能性がある。金属プレート２２０は、任意のプロセス両立性のある、例えば、アルミニウムなどの金属または金属合金から形成されてもよい。金属プレート２２０は、金属プレート２２０の外側エッジとハウジング２０６の内側表面との間に間隙が配置されるように、サイズが調整されている。チャック２００の動作中に、複数のランプ２１４によって生成された熱は、金属プレート２２０を加熱して、金属プレート２２０の外径またはエッジがハウジング２０６の内側表面とコンタクトするように金属プレート２２０を熱的に膨張させる。ハウジング２０６の内側表面とコンタクトすると、金属プレート２２０は、伝導によってハウジング２０６に熱を容易に伝える。熱伝達流体（例えば、冷却剤）を流してハウジング２０６を冷却するために、（以下に記載する）流体チャンネルがハウジング２０６内に配置されてもよい。
【００２０】
チャック２００は、ディスク２０２を回転させるための回転組立体（すなわち、磁気駆動組立体２２２）をさらに含む。磁気駆動組立体２２２は、内側磁石２２２Ａおよび外側磁石２２２Ｂを含む。内側磁石２２２Ａは、シャフト２０４に取り付けられ、または固定されている。一部の実施形態では、内側磁石２２２Ａは、ディスク２０２と反対の位置にあるシャフト２０４の端部に近接するシャフト２０４の下方部分に取り付けられている。外側磁石２２２Ｂは、内側磁石２２２Ａに近接するハウジング２０６の外部に配置されている。外側磁石２２２Ｂは、適切な機構によって、例えば、ベルト駆動またはモータによって駆動され、内側磁石２２２Ａならびにシャフト２０４およびディスク２０２を駆動することができる。内側磁石２２２Ａは、ハウジング２０６内部に配置されているため、内側磁石２２２Ａは、真空圧にあり、外側磁石２２２Ｂは、ハウジング２０６の外部に配置されているため、外側磁石２２２Ｂは、大気圧にある。しかしながら、内側磁石２２２Ａおよび外側磁石２２２Ｂは両方とも、代わりに、ハウジング２０６内部に配置されてもよい。したがって、磁気駆動組立体２２２は、プロセスチャンバ、および静止したままのチャック２００の残りの構成要素（例えば、ハウジング２０６、ランプケージ２１１、金属プレート２２０など）に対してディスク２０２およびシャフト２０４を回転させる。代わりに、磁気駆動組立体２２２は、他の構成を使用してディスク２０２およびシャフト２０４を回転させることができる。例えば、一部の実施形態では、内側磁石２２２Ａおよび外側磁石２２２Ｂは、回転子および導体が固定子の周りに巻かれた固定子としてそれぞれ機能し、回転子を電磁的に駆動することができる。
【００２１】
また、チャック２００は、ディスク２０２と反対の位置にあるシャフト２０４の端部に位置するベアリング組立体２２４を含む。ベアリング組立体２２４は、シャフト２０４を支持し、シャフト２０４の回転を容易にする。加えて、本発明者らは、チャック２００を回転させながらチャック電極２０８に電力を提供するのを容易にするために、ベアリング組立体２２４を通してチャック電極２０８に電力を送る改善されたやり方を提供した。電力は、ハウジング２０６の接続部を通してＤＣ電源２２６から引き抜かれ、ベアリング組立体２２４に送られる。電流は、ベアリング組立体２２４を通って流れ、続いてシャフト２０４の内部に配置されたチャッキング電力線２２８を介してチャック電極２０８に送られる。チャッキング電源（例えば、ＤＣ電源２２６）とのいかなる干渉も回避するために、ベアリング組立体は、ハウジング２０６の内部に結合された絶縁体２３０に結合されてもよい。
【００２２】
図３Ａは、本開示の一部の実施形態による回転可能なＲＦ結合装置３００（以降「結合装置３００」）の断面図を表す。図３Ｂは、結合装置３００の上面図を表す。結合装置３００は、導電性プレート３２５に結合された複数のＲＦ入力タップ３２４（２つが示されている）と、導電性プレート３２５に結合された導電性の静止リング３２８と、第１の半分３３０ａおよび第２の半分３３０ｂを有する導電性の回転可能な分割シリンダ３３０と、が内部に配置された接地されたシールド３２２を含む。複数のＲＦ入力タップ３２４は、例えば、ＲＦ入力タップ３２４からチャンバの外に、さらにＲＦ整合回路網１１６に、またはＲＦ整合回路網１１６に電気的に結合されたその他の構成要素に配線された１つまたは複数のＲＦケーブルによって、ＲＦバイアス電源１１７およびＲＦ整合回路網１１６に電気的に結合されている。アーキングを防止するために、１つまたは複数の誘電絶縁体３２６、３２７が、シールド３２２と導電性プレート３２５および静止リング３２８との間に配置されている。
回転可能なＲＦ結合装置３００は、ＲＦ入力タップ３２４を介してＲＦバイアス電源１１７または別の電源（図示せず）から電力を受け取る。回転可能な分割シリンダ３３０の真下に配置されたセラミックシリンダ３３２は、有利にはＲＦ波によるチャッキング電源との干渉を防止する。
【００２３】
静止リング３２８と回転可能な分割シリンダ３３０との間に間隙３３４が形成されている。一部の実施形態では、間隙３３４の幅は、約０．００３インチ〜約０．０１インチである。使用中に、ＲＦ電力が複数のＲＦ入力タップ３２４を通って、導電性プレート３２５を通って、静止リング３２８を通って、および間隙３３４を横切って流れ、１つまたは複数のチャック電極２０８およびＲＦバイアス電極２１０を含むディスク２０２に結合された回転可能な分割シリンダ３３０にＲＦエネルギーを結合することができる。本発明者らは、間隙３３４を横切るＲＦエネルギーの容量性結合が、アーキングまたは放電を防止するように接地電位によって分離され取り囲まれたＲＦ結合を有利には可能にすることを見出した。本発明者らは、容量性損失が複数のＲＦ入力タップ３２４に供給されるＲＦ電力の約１０〜１５％であることも見出した。
【００２４】
結合装置３００は、電力をディスク２０２のチャック電極に結合する複数の電気タップを含むことができる。例えば、図３Ｂに表すように、３つの電気タップ、すなわち、第１、第２、第３の電気タップ３３８ａ、３３８ｂ、および３３８ｃが回転可能な分割シリンダ３３０を貫いて延在する。第１の半分３３０ａに配置された第１の電気タップ３３８ａは、正または負の電圧を伝えることができ、第２の半分３３０ｂに配置された第２の電気タップ３３８ｂは、電気タップ３３８ａの極性とは反対の極性を有する電圧を伝える。第３の電気タップ３３８ｃは、浮遊電位として働き、電源には結合されていない。分割シリンダ３３０は、チャッキング電源に結合され、チャック電極３０８のためのＤＣ電力を電気タップに供給する。シールド３２２は、回転可能なＲＦ結合装置３００をベアリング２１８に結合するために、固定要素（ネジ、ボルトなど）が貫いて延在することができる複数のスルーホール３３６を含むことができる。
【００２５】
図３Ｃは、回転可能なＲＦ結合装置３００を含むチャック２００の断面図を表す。複数のランプ２１４は、セラミックプレートなどの誘電体プレート３０２に配置された複数の導体３０４から電力を受け取る。導体３０４は、ＤＣ電源２２６から電力を受け取ることができる。一部の実施形態では、導体３０４を保護し、導体３０４とチャック２００のその他の導電性要素との間の不注意によるコンタクトを防止するために、誘電体プレート３０２の上に誘電体層３０６が配置されてもよい。導体３０４をそれぞれのランプ２１４に結合することを容易にするために誘電体層３０６に開口部が設けられている。回転可能なＲＦ結合装置３００は、ランプハウジング２１６および金属プレート２２０を貫いて延在し、ランプハウジング２１６に対して離間した関係でディスク２０２を支持するように、回転可能なＲＦ結合装置３００の第１の端部でディスク２０２に結合されている。一部の実施形態では、複数のランプは、複数のゾーン、例えば、図４に示すように、ランプの内側アレイおよび独立して制御可能なランプの外側アレイに分割されてもよい。
【００２６】
上で説明したように、複数のランプ２１４を作動させると、熱が発生し、ディスク２０２が加熱される。熱は、ディスク２０２の方だけでなくあらゆる方向に放出されるため、熱を吸収するためにランプハウジング２１６の下方に金属プレート２２０が配置されている。吸収プロセス中に、金属プレート２２０は、膨張し、金属プレート２２０の外側エッジとハウジング２０６との間の間隙３１６へと延出し始める。ハウジング２０６にコンタクトすると、金属プレート２２０は、ハウジング２０６に熱を伝える。ハウジング２０６を冷却しておくために、複数の流体チャンネルがハウジング２０６内に形成されてもよい。ハウジング２０６を冷却するために、任意の適切な冷却剤（例えば、水、プロピレングリコールなど）を流体チャンネルに流すことができる。
【００２７】
一部の実施形態では、チャック２００は、結合装置３００とチャック２００の残りの部分との適切な位置合わせを保証するためにトーションばね３４０を含むことができる。ディスク２０２上の基板の配置および除去を容易にするために、チャック２００は、基板をディスク２０２から持ち上げる、またはディスク２０２上に下ろすための複数のリフトピン３１４を含むリフトピン組立体を含むこともできる。一部の実施形態では、複数のリフトピン３１４の少なくとも１つは、ディスク２０２の温度を測定するための高温計を含んでもよい。リフトピン３１４と反対の位置に配置されたディスク２０２の領域は、高温計によるディスク２０２の温度をモニタすることを容易にするために、非常に高い放射率を有するように処理されてもよい。
【００２８】
図４は、本開示の一部の実施形態によるランプケージの上面図を表す。上で説明したように、ランプケージのＲＦシールド（図２に示すＲＦシールド２１２）によって、複数のランプ２１４によって生成された熱がディスク２０２を加熱することが可能になる。ＲＦシールドの性質のために、特にＲＦシールドがメッシュである実施形態では、ＲＦシールドは、残りの詳細を不明瞭にしないように図４の上面図には示されていない。一部の実施形態では、ＲＦシールド、すなわちメッシュは、内側取付けリング４０４および外側取付けリング４０７によって適所に保持されてもよい。また、ＲＦシールド２１２およびランプハウジング２１６は、シャフト２０４が中心孔４０２を通過できるようにする中心孔４０２、および複数のリフトピン３１４が複数の孔４０６を通過できるようにする複数の孔４０６を含む。特定の構成で配置されたスロットとして示されているが、開口部の形状および数、ならびにランプの形状および数は、ディスク２０２上の所望の熱プロファイルを提供するように変えられてもよい。
前述の事項は、本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他のおよびさらなる実施形態が本開示の基本的な範囲から逸脱せずに考案されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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