(57)【要約】      （修正有）【課題】アーク発生のないＲＦ印加のできる回転可能な基板支持体を提供する。【解決手段】処理チャンバで用いられる基板支持体アセンブリ７００は、シャフトアセンブリ１２６、シャフトアセンブリの一部分に連結されたペデスタル及びシャフトアセンブリに連結された第一のロータリコネクタ１３４を含む第一のロータリコネクタは、回転可能なシャフト部材を囲み、シャフトアセンブリと電気的に結合され、回転可能なシャフトとともに回転可能である第一のコイル２１５及び第一のコイルを囲み、第一のコイルに対して静止している第二のコイル２２０を含む。回転高周波アプリケータがエネルギーを与えられ、シャフトアセンブリを通って高周波信号／電力をペデスタルに供給するとき、第一のコイル部材は、第二のコイル部材と電気的に結合する。【選択図】図７
2018113452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトアセンブリと、
前記シャフトアセンブリの一部分に連結されたペデスタルと、
前記シャフトアセンブリに連結された第一のロータリコネクタと、
を含む、基板支持体アセンブリであって、前記第一のロータリコネクタは、回転可能な高周波アプリケータを含み、前記回転可能な高周波アプリケータは、
作動中に前記シャフトアセンブリと電磁結合される、回転可能なシャフトを囲む第一のコイル部材であって、作動中に前記回転可能なシャフトとともに回転可能である第一のコイル部材と、
前記第一のコイル部材を囲み、前記第一のコイル部材に対して静止している第二のコイル部材とを含み、前記回転可能な高周波アプリケータが、エネルギーを与えられ、前記シャフトアセンブリを通って前記ペデスタルに高周波電力を供給するとき、前記第一のコイル部材は、前記第二のコイル部材と電磁結合する、
基板支持体アセンブリ。
【請求項２】
作動中、２つの分離されたＲＦリターン経路が、統一されたＤＣグランド基準を生成するように形成される、請求項１に記載の基板支持体アセンブリ。
【請求項３】
前記回転可能なシャフト部材が、誘電体材料を含む、請求項１に記載の基板支持体アセンブリ。
【請求項４】
前記回転可能なシャフトが、フェライト構造を含む、請求項３に記載の基板支持体アセンブリ。
【請求項５】
前記ペデスタルに冷却剤を供給するための第二のロータリコネクタを更に含む、請求項１に記載の基板支持体アセンブリ。
【請求項６】
前記ペデスタルに及び前記ペデスタルから電気信号／電力を伝送するための第三のロータリコネクタを更に含む、請求項５に記載の基板支持体アセンブリ。
【請求項７】
前記シャフトアセンブリが、
前記第一のコイル部材と電磁結合された導電性中央シャフトを更に含み、前記導電性中央シャフトは、前記ペデスタルの中に配置された、前記導電性中央シャフトの端部に配置された円形の導電性プレートを含む、請求項１に記載の基板支持体アセンブリ。
【請求項８】
シャフトアセンブリと、
前記シャフトアセンブリの一部分に連結されたペデスタルと、
前記シャフトアセンブリに連結された第一のロータリコネクタと、
を含む、基板支持体アセンブリであって、前記第一のロータリコネクタは、
作動中に前記シャフトアセンブリと電磁結合される、回転可能な誘電体シャフトを囲む回転可能コイル部材と、
前記回転可能コイル部材を囲む静止コイル部材と、
前記静止コイル部材の周囲に配置された導電性ハウジングと、
を含み、回転可能な高周波アプリケータが、エネルギーを与えられ、前記シャフトアセンブリを通って前記ペデスタルに高周波電力を供給するとき、前記回転可能コイル部材は、前記静止コイル部材と電磁結合する、
基板支持体アセンブリ。
【請求項９】
前記導電性ハウジングは、前記静止コイル部材と、前記回転可能な誘電体シャフトを囲む一つ以上の導電性プレートと、を囲む円形ハウジングを含む、請求項８に記載の基板支持体アセンブリ。
【請求項１０】
作動中、２つの分離されたＲＦリターン経路が、統一されたＤＣグランド基準を生成するように形成される、請求項８に記載の基板支持体アセンブリ。
【請求項１１】
シャフトアセンブリと、
前記シャフトアセンブリの一部分に連結されたペデスタルと、
前記シャフトアセンブリに連結された第一のロータリコネクタと、
を含む、基板支持体アセンブリであって、前記第一のロータリコネクタは、回転可能な高周波アプリケータを含み、前記回転可能な高周波アプリケータは、
作動中に前記シャフトアセンブリと電磁結合される、回転可能なシャフト部材を囲む回転する導電性部材と、
前記回転する導電性部材を少なくとも部分的に囲む静止導電性部材と、
前記回転可能な高周波アプリケータを囲む導電性ハウジングと、
を含み、前記回転可能な高周波アプリケータが、エネルギーを与えられ、前記シャフトアセンブリを通って前記ペデスタルに高周波電力を供給するとき、前記回転する導電性部材は、前記静止導電性部材と電磁結合する、
基板支持体アセンブリ。
【請求項１２】
作動中、２つの分離されたＲＦリターン経路が、統一されたＤＣグランド基準を生成するように形成される、請求項１１に記載の基板支持体アセンブリ。
【請求項１３】
前記回転可能なシャフト部材が、誘電体材料を含む、請求項１１に記載の基板支持体アセンブリ。
【請求項１４】
前記回転可能なシャフト部材が、フェライト構造を含む、請求項１３に記載の基板支持体アセンブリ。
【請求項１５】
前記シャフトアセンブリが、前記ペデスタルの中に配置された円形の導電性プレートを含む導電性中央シャフトを更に含む、請求項１１に記載の基板支持体アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、広くは、半導体デバイスの製造において利用される装置及び方法に関する。より詳細には、本発明の実施形態は、半導体デバイスの製造で利用される高周波電力を印加するために利用される回転可能な基板支持体のための装置及び方法に、概して関する。
【背景技術】
【０００２】
サブハーフミクロン以下の特徴を信頼性良く生産することは、半導体デバイスの次世代の超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）及び極超大規模集積回路（ＵＬＳＩ）にとっての主要な技術的課題の一つである。しかしながら、回路技術の限界が押し広げられるにつれ、ＶＬＳＩ及びＵＬＳＩの相互配線技術の寸法の縮小は、処理能力に追加の要求をもたらした。基板上のゲート構造の信頼度の高い形成は、ＶＬＳＩ及びＵＬＳＩの成功にとって並びに個々の基板及びダイの回路密度及び品質を上げるための継続的努力にとって重要である。
【０００３】
これらの構造を形成するために利用される一つのプロセスは、プラズマ処理を含む。これらのプラズマプロセスの一つにおいて、基板がチャンバ内の基板支持体上に置かれ、プロセスガスにエネルギーが与えられ、プロセスガスのプラズマを形成する。これらの構造を形成するために、プラズマが、材料の堆積、又は材料のエッチングのために利用され得る。プラズマ形成は、チャンバ内のシャワーヘッドからのガスへの高周波（ＲＦ）印加、チャンバに連結された誘導結合ＲＦ装置、基板支持体によって又は基板支持体を通して印加されるＲＦ、及びそれらの組合せによって促進され得る。
【０００４】
ＲＦ印加（すなわち、ＲＦ「ホット」又はバイアス電力）のできる回転可能な基板支持体は、深刻な欠点を持つ。従来、任意の回転部品間の電気的接続は、例えば、回転するＲＦリング、ＲＦブラシ、ＲＦパンタグラフ及び容量性構造によって得られて来た。しかしながら、これらの接続がＲＦマッチ後になされる場合、高電圧／電流のために、アークが生成される。このアークは、通常、チャンバに損害をもたらす。従って、改良された回転基板支持体に対する必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００５】
基板支持体アセンブリは、シャフトアセンブリ、シャフトアセンブリの一部分に連結されたペデスタル、及びシャフトアセンブリに連結された一つ以上のロータリコネクタを含み、一つ以上のロータリコネクタのうちの一つは、回転高周波アプリケータを含む。回転高周波アプリケータは、シャフトアセンブリと電気的に結合され、回転可能なシャフトを囲み、回転可能なシャフトとともに回転可能である第一のコイル部材、及び第一のコイル部材を囲み、第一のコイル部材に対して静止している第二のコイル部材を含み、回転高周波アプリケータがエネルギーを与えられ、シャフトアセンブリを通って高周波信号をペデスタルに供給するとき、第一のコイル部材は第二のコイル部材と電気的に結合する。
【０００６】
他の実施形態において、基板支持体アセンブリは、シャフトアセンブリ、シャフトアセンブリの一部分に連結されたペデスタル、及びシャフトアセンブリに連結された第一のロータリコネクタを含む。第一のロータリコネクタは、作動中にシャフトアセンブリと電磁結合される、回転可能な誘電体シャフトを囲む回転可能コイル部材、回転可能コイル部材を囲む静止コイル部材であって、回転可能な高周波アプリケータがエネルギーを与えられ、シャフトアセンブリを通って高周波電力をペデスタルに供給するとき、回転可能コイル部材は静止コイル部材と電磁結合する、静止コイル部材、及び静止コイル部材の周りに配置された導電性ハウジングを含む。
【０００７】
他の実施形態において、基板支持体アセンブリは、シャフトアセンブリ、シャフトアセンブリの一部分に連結されたペデスタル、及びシャフトアセンブリに連結された一つ以上のロータリコネクタを含み、一つ以上のロータリコネクタのうちの一つは、回転高周波アプリケータを含む。回転高周波アプリケータは、作動中にシャフトアセンブリと電磁結合される、回転可能なシャフト部材を囲む回転する導電性部材、及び回転する導電性部材を少なくとも部分的に囲む静止導電性部材、及び回転可能な高周波アプリケータを囲む導電性ハウジングを含み、回転可能な高周波アプリケータがエネルギーを与えられ、シャフトアセンブリを通って高周波電力をペデスタルに供給するとき、回転する導電性部材は静止導電性部材と電磁結合する。
【０００８】
本発明の上述の特徴が詳細に理解できるように、上記で簡単に要約した本発明のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、実施形態の幾つかは添付の図面に示される。しかしながら、添付の図面は本発明の典型的な実施形態のみを示しており、従って、発明の範囲を限定すると見なすべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を許容しうることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態が実施され得る、例示的な処理チャンバの断面図である。
【図２】図１の基板支持体アセンブリの部分側面断面図である。
【図３】取外し機構の一実施形態を示すシャフトアセンブリの一部分の側面断面図である。
【図４】図１のチャンバの中で用いられ得る基板支持体アセンブリの別の実施形態の一部分の側面断面図である。
【図５Ａ】図１のチャンバの中で用いられ得る基板支持体アセンブリの別の実施形態の一部分の側面断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの基板支持体アセンブリの上面断面図である。
【図６】図２の基板支持体アセンブリとともに利用され得るハウジングの一実施形態の上面断面図である。
【図７】図１の処理チャンバの中で用いられ得る基板支持体アセンブリの別の実施形態の一部分の概略断面図である。
【図８】図８Ａ及び図８Ｂは、図７の基板支持体アセンブリの中で用いられ得る内部導電性シールドの実施形態を描く上面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
理解を容易にするため、可能な場合には、図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照番号を使用した。一つの実施形態の要素および特徴は、さらなる記述がなくても、他の実施形態に有益に組み込まれうることが企図される。
【００１１】
本発明の実施形態は、高周波（ＲＦ）バイアスをかけることができる回転可能な基板支持体を有する処理チャンバに関する。処理チャンバ及び／又は基板支持体は、電子デバイスの製造における基板処理で用いられ得る。基板処理は、堆積プロセス、エッチングプロセス、及び基板上に電子デバイスを製造するために用いられる他の低圧プロセス又は熱プロセスを含む。本書に記載の処理チャンバ及び／又は基板支持体は、カリフォルニア州、サンタクララのアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．，Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）によって販売されるシステム、及び他の製造業者から入手可能な他のシステムにおいて利用され得る。
【００１２】
図１は、エッチング又は堆積プロセスを行うのに適切な例示的な処理チャンバ１００の側面断面図である。一実施形態において、処理チャンバ１００は、基板表面上に配置された材料層から材料を除去するように構成され得る。処理チャンバ１００は、プラズマアシストドライエッチングプロセスを実行するのに特に有用であり得る。本発明から利益を得るように適合され得る一つの処理チャンバは、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａから入手可能であるＳｉｃｏｎｉ（商標）チャンバである。他の製造業者から入手可能な他の真空処理チャンバもまた、本発明から利益を得るように適合され得るということが、留意される。
【００１３】
処理チャンバ１００は、真空を破壊することなく、基板表面の加熱及び冷却の両方を行う。一実施形態において、処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０２、リッドアセンブリ１０４、及び基板支持体アセンブリ１０６を含む。リッドアセンブリ１０４が、チャンバ本体１０２の上端に配置され、基板支持体アセンブリ１０６が、チャンバ本体１０２の内部に少なくとも部分的に配置される。
【００１４】
チャンバ本体１０２は、処理チャンバ１００の内部への接近手段を与えるための、その側壁に形成されたスリットバルブ開口部１０８を含む。スリットバルブ開口部１０８は、ウエハハンドリングロボット（図示せず）によるチャンバ本体１０２の内部への接近を可能にするため、選択的に開放及び閉鎖される。
【００１５】
一つ以上の実施形態において、チャンバ本体１０２は、中を通って熱伝達流体を流すための、その中に形成されたチャネル１１０を含む。熱伝達流体は、加熱流体であってもよいし、冷却剤であってもよく、処理中及び基板搬送中にチャンバ本体１０２の温度を制御するために用いられる。チャンバ本体１０２の温度の制御は、チャンバ壁上のガス又は副生成物の不要な凝結を防止するために重要である。例示的な熱伝達流体は、水、エチレングリコール、又はそれらの混合物を含む。例示的な熱伝達流体は、窒素ガスも含み得る。
【００１６】
チャンバ本体１０２は、基板支持体アセンブリ１０６を囲むライナ１１２を更に含むことができる。ライナ１１２は、修理及び洗浄のために取外し可能である。ライナ１１２は、アルミニウムなどの金属、セラミック材料、又は任意の他のプロセス適合性材料で作られることができる。ライナ１１２は、表面粗さ及び／又は表面積を増加させ、その上に堆積された任意の材料の付着を増加させ、それによって、処理チャンバ１００の汚染物質になる材料の剥離を防止するために、ビードブラストされることができる。一つ以上の実施形態において、ライナ１１２は、一つ以上の開孔１１４、及び真空システムと流体連結している、中に形成されたポンピングチャネル１１６を含む。開孔１１４は、ポンピングチャネル１１６の中へのガスの流路を提供し、ポンピングチャネル１１６は、処理チャンバ１００の中のガスの出口を提供する。
【００１７】
真空システムは、真空ポンプ１１８、及び処理チャンバ１００を通るガスの流量を調節するためのスロットルバルブ１２０を含み得る。真空ポンプ１１８は、チャンバ本体１０２の中に配置された真空ポート１２２に連結され、従って、ライナ１１２の中に形成されたポンピングチャネル１１６と流体連結する。「ガス」及び「ガス（複数）」という用語は、注意書きがない限り、交換可能に用いられ、一つ以上の前駆体、反応物、触媒、キャリア、パージ、洗浄、それらの組合せ、及びチャンバ本体１０２の中に導入される任意の他の流体を指す。
【００１８】
基板支持体アセンブリ１０６は、シャフトアセンブリ１２６に連結されているペデスタル１２４を含む。ペデスタル１２４は、基板（図示せず）を支持するように適合された上面を有する。ペデスタル１２４は、基板を固定するための静電チャックとして構成され得、ＲＦ電力を印加するように適合される。シールド部材１２５が、ペデスタル１２４の周囲の周りに配置され得る。シールド部材１２５は、アルミニウムなどの導電性材料を含み得、チャンバ本体１０２内部のプラズマを制御するために利用される。シールド部材１２５はまた、処理チャンバ１００の動作中にＲＦ電流伝送部材としても利用され得る。
【００１９】
シャフトアセンブリ１２６は、チャンバ本体１０２内部で垂直運動し回転する少なくとも３つの管状部材を含み得る。例えば、シールド部材１２５は、チャンバ本体１０２の開口部に配置されるシャフト部１２７に連結され得る。中央シャフト１２８が、シャフトアセンブリ１２６の中に配置され、中空の部分又はコア１２９を含む。中央シャフト１２８は、アルミニウムなどの導電性材料で作られ、ＲＦ電流伝送部材として利用される。中央シャフト１２８及びシールド部材１２５のシャフト部１２７は、その間に配置される絶縁シャフト１３０によって電気的に分離される。
【００２０】
ＲＦストッププレート１３１が、ペデスタル１２４の中に配置され得る。ＲＦストッププレート１３１の周囲が、中央シャフト１２８に接続される。ＲＦストッププレート１３１は、シャフトアセンブリ１２６からペデスタル１２４の中に配置された部品へ配線された、電線などの信号部材のための孔（図示せず）を含み得る。電線のシールドされた金属が、孔に接続され得る。一実施形態において、ＲＦ構造は、回転ＲＦ側がＤＣショートした折り重ねられた同軸構造の一形態を、外見上有する。絶縁シャフト１３０の材料は、セラミックス、熱及びプロセス化学作用に対して抵抗力のあるポリマー材料、並びに他の誘電性のプロセス抵抗性材料を含み得る。絶縁シャフト１３０の材料は、セラミックス、熱及びプロセス化学作用に対して抵抗力のあるポリマー材料、並びに他の誘電性のプロセス抵抗性材料を含み得る。絶縁シャフト１３０の材料の例は、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）材料、ＵＬＴＥＭ（登録商標）材料、等を含む。シャフトアセンブリ１２６は、シャフトアセンブリ１２６及びペデスタル１２４及びシールド部材１２５の回転を促進するアクチュエータ１３２に連結される。第一のロータリコネクタ１３４が、冷却剤源１３６からペデスタル１２４に冷却剤を供給するために、基板支持体アセンブリ１０６に連結される。第一のロータリコネクタ１３４は、液体冷却剤を流すように適合されたロータリユニオンであってもよい。基板支持体アセンブリ１０６及び第一のロータリコネクタ１３４の垂直運動が、アクチュエータアセンブリ１３８によって提供される。アクチュエータアセンブリ１３８は、チャンバ本体１０２に連結された支持部材１４０及びアクチュエータ１４２を含み得る。
【００２１】
ペデスタル１２４は、ヒータ、一つ以上のチャック電極、一つ以上の温度センサ及び冷却剤通路を含み得る。一つ以上の実施形態において、基板（図示せず）が、静電チャックを用いてペデスタル１２４に固定され得る。静電チャックは、ペデスタル１２４に埋め込まれた電極（図示せず）を囲む少なくとも一つの誘電体材料を通常含む。チャックの誘電体部分は、基板から及び基板支持体アセンブリ１０６の残りからチャック電極を電気的に絶縁する。
【００２２】
冷却剤が、第一のロータリコネクタ１３４によって冷却剤通路に供給され得る。ペデスタル１２４は、ペデスタル１２４の上に載せられた基板の裏側にガスを供給するためにその中に形成された通路を含んでもよい。ペデスタル１２４は、第四のロータリコネクタ１５０によってＲＦ電源１４８に接続されてもよい。第四のロータリコネクタ１５０は、動作中に一つ以上の静止導電性部材と電磁結合する一つ以上の回転可能な導電性部材を含み得る。
【００２３】
一実施形態において、ＲＦ電源１４８が、一体型の整合回路を含まない場合、整合回路１５２が、第四のロータリコネクタ１５０とＲＦ電源１４８の間に連結され得る。通常、ＲＦ電源１４８は、約５０ｋＨｚ〜約２００ＭＨｚの周波数及び約０ワット〜約５０００ワットの電力を有するＲＦ信号を生成する能力がある。一実施形態において、ＲＦ電源１４８は、ペデスタル１２４の中の導電性プレートと連結される。ＲＦ電源１４８からのＲＦバイアス電力が、チャンバ本体１０２の処理領域の中に配置されたガスから形成されるプラズマ放電を励起及び持続させるために、用いられてもよい。他の実施形態において、ペデスタル１２４内部のチャック電極用の電力が、電源１４３から第二のロータリコネクタ１４４を経由して供給されてもよい。電源１４３は、直流（ＤＣ）電源であってもよく、第二のロータリコネクタ１４４は、スリップリング又はロールリングコネクタであってもよい。この構成において、ＲＦ電源１４８からのＲＦバイアスが、チャンバ本体１０２の中で処理ガスのプラズマを励起及び持続させるために用いられる。ガスが、ガス源１４５から第三のロータリコネクタ１４６によってペデスタル１２４に供給されてもよい。第三のロータリコネクタ１４６は、ロータリガスユニオンであってもよい。
【００２４】
ペデスタル１２４は、パックの中に配置された電極を有する双極性チャックを含み得る。ペデスタル１２４は、セラミック材料によってパックから分離され得る導電性材料で作られた、カソードとして構成されるＲＦ電極を含んでもよい。カソードは、パックの下に配置されるアルミニウムプレートを含み得る。アルミニウムプレートは、ＲＦエネルギーを第四のロータリコネクタ１５０からカソードに供給する中央シャフト１２８に直接に連結されてもよい。
【００２５】
一実施形態において、リッドアセンブリ１０４は、間にプラズマ容量又はキャビティを形成するように構成された少なくとも２つの積層された部品を含む。リッドアセンブリ１０４は、第二の電極１５６（「下方電極」）の垂直上方に配置された第一の電極１５４（「上方電極」）を含み、その間にプラズマ容量又はキャビティ１６０を閉じ込める。第一の電極１５４が、ＲＦ電源などの電源１５８に接続され、第二の電極１５６がグランドに接続され、２つの電極１５４、１５６の間にキャパシタンスを形成する。
【００２６】
幾つかの実施形態において、リッドアセンブリ１０４は、第一の電極１５４の中に少なくとも部分的に形成される一つ以上のガス入口１６２（一つのみが示される）を含む。プロセスガス源からの一つ以上のプロセスガスが、一つ以上のガス入口１６２を経由してリッドアセンブリ１０４に入る。一つ以上のガス入口１６２は、その第一の端でプラズマキャビティ１６０と流体連結し、その第二の端で、一つ以上の上流ガス源及び／又はガスミキサなどの他のガス供給部品に連結される。
【００２７】
幾つかの実施形態において、第一の電極１５４は、プラズマキャビティ１６０を収納する拡張部１６４を有する。一つ以上の実施形態において、拡張部１６４は、その上部からその下部へ徐々に増加する内側表面又は内径を有する環状部材である。拡張部１６４は、上記のように、ガス入口１６２と流体連結している。一つ以上のガス入口１６２の第一の端が、拡張部１６４の内径の最も高い点でプラズマキャビティ１６０の中へ開くことができる。同様に、一つ以上のガス入口１６２の第一の端が、拡張部１６４の内径に沿った任意の高さ間隔でプラズマキャビティ１６０の中へ開いてもよい。図示されていないけれども、２つのガス入口１６２が、拡張部１６４の両側に配置され、拡張部１６４の中への渦巻流パターン又は「渦」流を作ることができ、これは、プラズマキャビティ１６０の中のガスを混合させるのに役立つ。
【００２８】
リッドアセンブリ１０４は、第一の電極１５４を第二の電極１５６から電気的に絶縁する絶縁リング１６６を更に含むことができる。絶縁リング１６６は、酸化アルミニウム又は任意の他の絶縁性のプロセス適合材料から作られることができる。絶縁リング１６６は、少なくとも拡張部１６４を囲む又は実質的に囲む。
【００２９】
リッドアセンブリ１０４は、第二の電極１５６に隣接する分配プレート１６８及びブロッカプレート１７０を更に含むことができる。第二の電極１５６、分配プレート１６８及びブロッカプレート１７０が、チャンバ本体１０２に接続されているリッド支持プレート１７２の上に、積層され、配置されることができる。ヒンジアセンブリ（図示せず）が、リッド支持プレート１７２をチャンバ本体１０２に連結するために、用いられることができる。リッド支持プレート１７２は、熱伝達媒体を収容するための埋め込まれたチャネル又は通路１７４を含むことができる。熱伝達媒体は、プロセスの要求に応じて、加熱、冷却、又は両方に使用することができる。
【００３０】
一つ以上の実施形態において、第二の電極１５６は、プラズマキャビティ１６０の下に形成された複数のガス通路又は開孔１７６を含むことができ、プラズマキャビティ１６０からのガスがその中を通って流れるようにすることができる。分配プレート１６８は、実質的にディスク形状であり得、複数の開孔１７８又は通路を含み、その中を通ってガス流を分配する。開孔１７８は、処理されるべき基板が置かれるチャンバ本体１０２への制御された且つ一様な流れの分布を提供するように、大きさが決められ、分配プレート１６８のあちこちに配置されることができる。更に、開孔１７８は、流れるガスの速度プロファイルを遅くし、方向を変えることによって、ガス（複数可）が基板表面に直接衝突するのを防止し、加えて、基板の表面にわたってガスの一様な分布を提供するために、ガス流を一様に分配する。
【００３１】
幾つかの実施形態において、分配プレート１６８は、リッドアセンブリ１０４の温度制御を提供するためのヒータ又は加熱流体を収容するための一つ以上の埋め込まれたチャネル又は通路１８０を含む。抵抗性加熱エレメント（図示せず）が、分配プレート１６８を加熱するために、通路１８０の中に挿入されることができる。熱電対が、分配プレート１６８に接続され、その温度を調節することができる。熱電対は、上記のように、加熱エレメントに印加される電流を制御するためのフィードバックループの中で用いられることができる。
【００３２】
代替的に、熱伝達媒体を通路１８０の中に通すことができる。一つ以上の通路１８０が、チャンバ本体１０２内部のプロセス要求に応じて、分配プレート１６８の温度をより良く制御するために、必要であれば、冷却媒体を含むことができる。例えば、窒素、水、エチレングリコール、又はそれらの混合物などの、任意の適当な熱伝達媒体が用いられ得る。
【００３３】
一つ以上の実施形態において、リッドアセンブリ１０４は、一つ以上の熱ランプ（図示せず）を用いて、加熱されることができる。通常、熱ランプは、分配プレート１６８を含むリッドアセンブリ１０４の構成要素を放射によって加熱するために、分配プレート１６８の上面の周りに配列される。
【００３４】
ブロッカプレート１７０が、存在する場合には、第二の電極１５６と分配プレート１６８の間に任意選択で配置され得る。ブロッカプレート１７０は、第二の電極１５６の下面に取外し可能に取付けられる。ブロッカプレート１７０は、第二の電極１５６と良好な熱的及び電気的接触を有し得る。一つ以上の実施形態において、ブロッカプレート１７０は、ボルト又は類似の締め具を用いて、第二の電極１５６と連結されることができる。ブロッカプレート１７０は、ねじ山をつけることもできるし、第二の電極１５６の外径上にねじで取付けることもできる。
【００３５】
ブロッカプレート１７０は、第二の電極１５６から分配プレート１６８への複数のガス通路を設けるために、複数の開孔１８２を含む。開孔１８２は、分配プレート１６８への制御された且つ一様なガス流分布を提供するように、大きさが決められ、ブロッカプレート１７０のあちこちに配置されることができる。
【００３６】
一実施形態において、ＲＦ電源１４８が、整合回路１５２を通って、ペデスタル１２４の中に配置された導電性プレートに連結される。ＲＦ電源１４８によって生成された信号が、整合回路１５２を通ってペデスタル１２４へ第四のロータリコネクタ１５０を通って送られ、処理チャンバ１００の中に供給された混合ガスをイオン化し、それにより、堆積、エッチング、又は他のプラズマプロセスを実行するのに必要なイオンエネルギーを供給する。追加のバイアス電源が、必要な場合、第四のロータリコネクタ１５０に連結され、処理チャンバ１００の中のプラズマの特性を制御してもよい。
【００３７】
一実施形態において、ＲＦ電源１４８は、ペデスタル１２４にバイアス電力を供給して、それにより、処理チャンバ１００の中に形成されたプラズマ中のイオンに衝撃を与える。例えば、プラズマシースが、処理チャンバ１００の中に形成され得、プラズマシース内の陽イオンが、ＲＦ及びプラズマ自己ＤＣバイアスによって加速され得、一方、陰イオンは、通常、プレシース領域の中で停止される。従って、バイアス電力は、非常に方向性のあるエッチングを可能にすることによって、強化エッチングを提供する。例えば、プラズマ本体からの正に帯電したイオンは、真っ直ぐ下に（すなわち、垂直に）エッチングし、基板上にトレンチ及びビアなどの微細構造を形成することを可能にする。ペデスタル１２４はまた、処理中に回転されて、処理チャンバ１００内の処理条件の不均一性を軽減し得る。例えば、温度の不均一性、圧力の不均一性などのプロセス条件の不均一性、プラズマ密度、及び処理チャンバ１００における他の条件が、ペデスタル１２４を回転させることによって、事実上、平均され得る。従って、ペデスタル上に支持された基板は、回転されたときに、実質的に均一な処理条件を経験するであろう。
【００３８】
図２は、図１の基板支持アセンブリ１０６の部分側面断面図であり、第一のロータリコネクタ１３４、第二のロータリコネクタ１４４、第三のロータリコネクタ１４６、及び第四のロータリコネクタ１５０の実施形態をより詳細に示す。加えて、基板支持アセンブリ１０６の回転可能な部分及び静止部分が、明確にするために識別されるであろう。
【００３９】
基板支持アセンブリ１０６の回転可能部分は、シャフトアセンブリ１２６、特にシールド部材１２５（図１に示される）のシャフト部１２７、中央シャフト１２８、及び絶縁シャフト１３０を含む。中央シャフト１２８は、第四のロータリコネクタ１５０の一部である誘電体シャフト２００に連結する。第四のロータリコネクタ１５０は、良導体（例えば、アルミニウム、銅）である材料で作られたハウジング２４０の中に配置され得る。誘電体シャフト２００は、第三のロータリコネクタ１４６の一部であるベースシャフト２０５に連結する。一実施形態において、ベースシャフト２０５は、ステンレス鋼材料から製造され、誘電体シャフト２００は、セラミック材料から製造される。一実施形態において、誘電体シャフト２００は、中空である。
【００４０】
第四のロータリコネクタ１５０は、（エネルギーを与えられると、静止コイル２２０と電磁結合する）回転可能コイル２１５を含む。良導体（例えば、Ａｌ、Ｃｕ）である材料から製造されるロータリプレート２１０が、誘電体シャフト２００とベースシャフト２０５の間に配置され得る。加えて、シャフトアセンブリ１２６は、良導体（例えば、Ａｌ、Ｃｕ）である材料で作られた金属プレート２４４を含み得る。ハウジング２４０、ロータリプレート２１０及び金属プレート２４４の各々が、第四のロータリコネクタ１５０の外部でのＲＦ磁場の発生を防止することによって、ＲＦ漏れを最小化するために利用される。
【００４１】
例えば、ハウジング２４０、ロータリプレート２１０及び金属プレート２４４の各々が、ロータリプレート２１０上に渦電流として現れる反対のＲＦ磁場によって生成される、第四のロータリコネクタ１５０の外部のＲＦ磁場の発生を防止する。言い換えると、ＲＦ磁場が、ハウジング２４０の内部に閉じ込められる。次に、渦電流によって引き起こされる、ハウジング２４０の壁上でのＲＦ磁場の散逸が、第四のロータリコネクタ１５０に隣接した面に、銅及びアルミニウムなどの非常に導電性の金属を用いることによって、低減される。効率を更に向上させるために、誘電体ブレーク（図６で誘電体スリット６１０として示される）が、ハウジング２４０の内側表面上の円形渦電流の形成を防止する又は最小化するために、外壁２４０に配置され得る。示されていないけれども、ロータリプレート２１０及び金属プレート２４４は、その表面上の渦電流の発生を防止または最小化するために、その中に又はその上に形成される一つ以上の誘電体ブレークを含んでよい。
【００４２】
他の回転可能部分は、シールド部材１２５のシャフト部１２７の端部２３０に電気的に結合する、第二のロータリコネクタ１４４の回転可能な第一の部分２２５を含む。端部２３０は、図１に示されるペデスタル１２４に対して遠位である。導電性スペーサ２３５が、端部２３０及び回転可能な第一の部分２２５の間に配置され得る。導管２０７が、第一のロータリコネクタ１３４からペデスタル１２４（図１に示される）へ冷却剤を供給するために、ベースシャフト２０５、ロータリプレート２１０、誘電体シャフト２００、及び中央シャフト１２８などの、シャフトアセンブリ１２６の回転可能部分の各々を通って形成され得る。
【００４３】
ＲＦエネルギーが、ＲＦ電源１４８及び／又は整合回路１５２（図１に示される）から静止コイル２２０に供給される。回転可能コイル２１５及び静止コイル２２０のうちの一つ又は両方が、導電性コアを囲む絶縁部材を含み得る。ＲＦエネルギーは、回転可能コイル２１５と磁気結合し、ＲＦエネルギーは、コネクタ２４２を経由して中央シャフト１２８上で又は中央シャフト１２８を通ってペデスタル１２４（図１に示される）に効率的に供給される。シールド部材１２５（図１に示される）のシャフト部１２７のみならず、中央シャフト１２８が、アルミニウム材料から製造され得、この２つのエレメントが、絶縁シャフト１３０によって互いから絶縁される。回転可能コイル２１５及び静止コイル２２０のためのグランドコネクタが、それぞれ、ストリップ２４３Ａ及び２４３Ｂとして示される。ストリップ２４３Ａ及び２４３Ｂと同様に、金属プレート２４４及びコネクタ２４２は、銅又はアルミニウムなどの高導電性材料であり得る。静止コイル２２０は、回転可能コイル２１５との間に漏れ磁場を発生させ、これらの領域に近接する面上に強い渦電流を発生させるので、ストリップ２４３Ａ及び２４３Ｂと同様に、コネクタ２４２は、静止コイル２２０と回転可能コイル２１５の間に置かれるべきではない。この実施形態において、ストリップ２４３Ｂは、回転可能コイル２１５の内側（すなわち、誘電体シャフト２００と回転可能コイル２１５の間）にあり、そこでは、一次負荷電流及び二次負荷電流から生じる磁場が、実質的に互いに打ち消す。
【００４４】
回転部分でのＲＦリターンは、回転可能コイル２１５のストリップ２４３Ｂから始まり、第二のロータリコネクタ１４４の第一の部分２２５の内側部に進み、導電性スペーサ２３５に進み、最後に、シールド部材１２５のシャフト部１２７に進む。静止部分でのＲＦリターンは、ストリップ２４３Ａから始まり、ハウジング２４０の壁に進み、整合回路１５２（図１に示される）のグランドに進む。ＲＦリターン経路は、印加されたＤＣ電圧のグランド基準として働かなければならないので、動作中、２つの分離されたＲＦリターン経路は、静電チャックシステムに関する問題を生じ得る。このために、導電性のロールリング／ブラシ／スリップリングが、２つのＤＣグランドを一つにするために、第二のロータリコネクタ１４４の第一の部分２２５と静止ハウジング２５６の間に用いられる。ロールリング／ブラシ／スリップリングは、ＲＦ電流が小さい地点に置かれるということが、更に留意される。ＲＦ電流が大きい場所に置かれた場合、アークが発生し得る。
【００４５】
ガスが、第三のロータリコネクタ１４６によってガス源１４５からペデスタル１２４（図１に示される）に供給され得る。第三のロータリコネクタ１４６は、複数の環状シール２４８と交互に並ぶ複数の環状ガス通路２４６を含むロータリユニオンであり得る。環状シール２４８の各々が、動的な真空シールであってもよい。ガスが、静止ハウジング２５２に形成された導管２５０によって、ガス源１４５から環状ガス通路２４６の少なくとも一つに供給される。ガス源１４５は、ヘリウムなどの、パージガス、又は裏側冷却用のガスを含んでもよい。ガスは、環状シール２４８によって、ベースシャフト２０５の外側表面と静止ハウジング２５２の内側表面の間の環状ガス通路２４６の中に入れられる。ガスは、その後、ベースシャフト２０５に形成された入口導管２５４に供給される。入口導管２５４は、ロータリプレート２１０、誘電体シャフト２００及び中央シャフト１２８を通ってペデスタル１２４に伸びる。Ｏリング（図示せず）が、入口導管２５４と、ロータリプレート２１０、誘電体シャフト２００及び中央シャフト１２８との各交差部分に用いられてもよく、そこで、入口導管２５４はペデスタル１２４へ伸びる。誘電体シャフト２００へのセラミック材料の使用は、漏れ磁場によって引き起こされる渦電流による、そこを通過する流体（例えば、第一のロータリコネクタ１３４からの水又は他の冷却剤、及び／又は第三のロータリコネクタ１４６からのガス）の加熱を減少させる。加えて、金属材料が誘電体シャフト２００に用いられる場合、渦電流及び／又は加熱は、更に悪化され得る。
【００４６】
ペデスタル１２４（図１に示される）内部のチャック電極用及び／又はヒータ用の電力が、第二のロータリコネクタ１４４によって電源１４３から供給され得る。電線が、電源１４３から第二のロータリコネクタ１４４の静止ハウジング２５６を通って設けられ得る。電線２５８は、ペデスタル１２４の中に取付けられた抵抗温度検出器（ＲＴＤ’ｓ）、熱電対、又はサーミスターからの信号を伝え、静電チャック用の電力（ＤＣ）、及びペデスタル１２４の中のヒータ用の電力（３相若しくは１相ＡＣ、又はＤＣ）を供給する。電線２５８は、シャフトアセンブリ１２６の中に配置される。電線２５８は、中央シャフト１２８の中に形成された開口又は空所（図示せず）の中及び／又は中空コア１２９の内部に配置され得る。電線２５８のみが示されているけれども、一つ以上の電線、ケーブル、光ファイバ、又は電気信号及び電力を送ることができる他の導管であってもよい他の信号部材が、電線２５８と同様にペデスタル１２４に連結され得る。電線２５８は、絶縁カバー又は被覆によってシャフトアセンブリ１２６から絶縁されねばならない。更に、電線２５８は、金属シースによってシールドされねばならない。電線２５８がシールドされなかった場合、電線２５８が配置される開口又は空所に存在するＲＦ電力は、電線２５８の表面上を伝わり得る。詳細には、この場合、電線２５８の表面が、ＲＦの内部導体として働き、他方、中空コア１２９の内壁が、ＲＦの外部導体として働く。これは、結局、不要なＲＦ電力を横電磁波として効率的にペデスタル１２４に運び、エッチングプロセス中に非均一性をもたらすであろう不要なＲＦスポットを生ずる。しかしながら、電線２５８を覆うために金属シースが用いられるにしても、ＲＦ電力は、なお金属シースの表面上を伝わる。しかしながら、ＲＦストッププレート１３１（図１に示される）の使用が、不要なＲＦ電力がペデスタル１２４に影響を与えるのを防止する。ＲＦストッププレート１３１の周囲が、ＲＦホットな中央シャフト１２８に接続され、ＲＦストッププレート１３１の孔（電線２５８を通すための）が、電線２５８のシールドされた金属に接続される。このように、ＲＦ構造は、ＲＦ回転側がＤＣショートした折り重ねられた同軸構造の一形態を有する。その結果、ペデスタル１２４の中の静電チャックのセラミック部分によって、プラズマ自己ＤＣバイアスが受け取られる。
【００４７】
図２に記載された基板支持体アセンブリ１０６の実施形態がテストされ、テストベンチにはＲＦ電力の大きな漏れがあったけれども、ＲＦ透過率の効率が７５％であることを示し、従って、実際の効率は、さらに高いことが期待される。テストベンチ設計を超える、効率における８０％までの上昇が、実際に実現され得ると、発明者は考える。
【００４８】
図３は、シャフトアセンブリ１２６のための取外し機構３００の一実施形態を示す、シャフトアセンブリ１２６の一部分の側面断面図である。取外し機構３００は、２ピースシャフトアセンブリ１２６を提供し、それにより、シャフトアセンブリ１２６の第一の部分３０５Ａが、第二の部分３０５Ｂから容易に取付け又は取外しされ得る。第一の部分３０５Ａは、中央シャフト１２８、絶縁シャフト１３０及びシールド部材１２５のシャフト部１２７、並びにペデスタル１２４（図１に示される）を含み得る。取外し機構３００は、修理及び／又は処理チャンバ１００（図１に示される）の中への取付けのために、シャフトアセンブリ１２６を分岐させるために用いられ得る。
【００４９】
一実施形態において、取外し機構３００は、一つ以上の電気コネクタ３１５が中に配置されたプラグアセンブリ３１０、第一の中央シャフト３２５Ａと第二の中央シャフト３２５Ｂの間のインターフェースにおけるシール面３２０、及びフレキシブルな導電性接続３３０を含む。シール面３２０は、Ｏリング（図示せず）などのシールを含み得る。プラグアセンブリ３１０は、ペデスタル１２４（図１に示される）の中の部品のための電気コネクタを含む。フレキシブルな導電性接続３３０は、処理チャンバ１００の中のＤＣ又はＲＦリターン経路のグランドを容易にするために用いられ得る。フレキシブルな導電性接続３３０は、導電性中間シャフト部材３３６とシールド部材１２５のシャフト部１２７の端部３３８の間に配置された導電性スプリング３３５であってもよい。絶縁スリーブ３４０が、導電性スプリング３３５を中央シャフト１２８から電気的に分離する。加えて、絶縁カバー３４２が、導電性スプリング３３５をハウジング３４４から電気的に絶縁する。取外し機構３００は、動的シール３４８によって密閉されるポンピングチャネル３４６を含んでもよい。ポンピングチャネル３４６は、二次ポンピングのための真空ポンプに連結され得る。セラミック材料を含み得るベアリング３５０もまた、シャフトアセンブリ１２６に連結されているのが示される。
【００５０】
図４は、図１の処理チャンバ１００の中で用いられ得る基板支持体アセンブリ４００の別の実施形態の一部分の側面断面図である。基板支持体アセンブリ４００は、図２に示された基板支持体アセンブリ１０６と類似しているが、第三のロータリコネクタ１４６及び第四のロータリコネクタ１５０において以下の違いがある。基板支持体アセンブリ４００の第三のロータリコネクタ１４６は、真空ポンプと連結された一つ以上のポンピングチャネル４０５を含む。一つ以上のポンピングチャネル４０５の各々が、各ポンピングチャネル４０５を囲む２つの環状シール２４８を含む。加えて、第三のロータリコネクタ１４６は、パージガス又は裏側冷却ガスをペデスタル１２４（図１に示される）に供給するための追加のガス導管４１０を含む。図２に記載されているように、ガスが、ガス源１４５から導管２５０によって環状ガス通路２４６に供給される。追加のガスが、静止ハウジング２５２の中に形成された入口導管４１０によって供給されてもよい。入口導管４１０は、ガスを、環状ガス通路４１５へ、そして入口導管４２０へ供給する。入口導管２５４及び４２０は、ロータリプレート２１０、誘電体シャフト２００及び中央シャフト１２８を通ってペデスタル１２４に伸びる。Ｏリング（図示せず）が、入口導管２５４及び４２０と、ロータリプレート２１０、誘電体シャフト２００及び中央シャフト１２８との各交差部分に用いられてもよく、そこで、入口導管２５４及び４１０はペデスタル１２４へ伸びる。基板支持体アセンブリ４００で用いられ得る第三のロータリコネクタの記載が、２００２年１０月３日に公開された米国特許出願公開第２００２／０１３９３０７号に見出され得る。
【００５１】
第四のロータリコネクタ１５０は、誘電体シャフト２００の中又は上に配置された回転フェライトシェル４２５及び静止コイル２２０を囲む静止フェライトシェル４３０を除いて、図２に記載された第四のロータリコネクタ１５０と類似している。回転フェライトシェル４２５及び／又は静止フェライトシェル４３０は、磁束の漏れを最小化する実質的に閉じた磁気回路を提供する。フェライト材料はまた、第四のロータリコネクタ１５０に隣接する部品の表面上での渦電流の発生を減少させる。渦電流の発生を減少させる際に、フェライト中の磁気ヒステリシスの消失が起こり得る。磁束密度Ｂは、１〜２００ＭＨｚのような高周波において低く維持できるので、選択されたフェライトが磁気飽和に達する心配はほとんどない。従って、回転フェライトシェル４２５及び静止フェライトシェル４３０のフェライトは、処理チャンバ１００の中で用いられるＲＦ電力の範囲で低ヒステリシスフェライト材料であるべきである。概して、図４に示されるフェライト構造が、低いＲＦ周波数（例えば、
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）において好ましい。
【００５２】
図５Ａは、図１の処理チャンバ１００の中で用いられ得る基板支持体アセンブリ５００の別の実施形態の一部分の側面断面図である。図５Ｂは、図５Ａの基板支持体アセンブリ５００の上面断面図である。本実施形態において、第四のロータリコネクタ１５０は、容量結合ＲＦアプリケータとして描かれる。第四のロータリコネクタ１５０は、一つ以上の回転キャパシタ５１５とインターフェース接続する一つ以上の静止キャパシタ５１０を有する静止内部導体５０５を含む。静止内部導体５０５は、ＲＦ源１４８（及び、必要に応じて、整合回路１５２（両方とも図１に示される））と連結され得る。回転キャパシタ５１５は、中央シャフト１２８に直接に連結され得、そこでＲＦエネルギーは、ペデスタル１２４（図１に示される）に供給され得る。
【００５３】
図６は、図２に記載されたハウジング２４０として利用され得るハウジング６００の一実施形態の上面断面図である。ハウジング６００は、銅又はアルミニウムなどの導電性材料を含む円形本体６０５を含む。基板支持体アセンブリ１０６（図１に示される）の動作中、渦電流が、円形本体６０５の内側表面６０７上に形成され得る。渦電流の発生を最小化又は防止するために、円形本体６０５は、誘電体スリット６１０を含む。誘電体スリット６１０は、円形本体６０５の内部に縦軸に沿って形成された、誘電体材料６２０で満たされているスロット部６１５を含む。誘電体材料６２０は、セラミック材料であってもよいし、ポリマー材料であってもよい。誘電体材料６２０は、円形本体６０５の外側表面６２５から半径方向外側に突き出てもよい。一つの実施形態において、誘電体材料６２０の突出面は、導電性キャップ６３０を含んでもよい。導電性キャップ６３０は、円形本体６０５の外側へのＲＦ電流の漏れを減少させるために利用される。誘電体材料６２０が、円形本体６０５の内側表面６０７と同一平面上又は同じ高さになるように、スロット部６１５の中に伸びてもよい。例えば、スロット部６１５は、円形本体６０５を完全に貫通して形成されてもよく、誘電体材料６２０で満たされる。そのようなものとして、誘電体材料６２０は円形本体６０５を分け、円形本体６０５の内側表面６０７に沿って流れるあらゆるＲＦ電流が最小化又は除去され得る。
【００５４】
図７は、図１の処理チャンバ１００の中で用いられ得る基板支持体アセンブリ７００の別の実施形態の一部分の概略断面図である。図７に描かれた実施形態において、第四のロータリコネクタ１５０及び第二のロータリコネクタ１４４の位置が、図２及び図４に示された位置から交換されている。その結果、第二のロータリコネクタ１４４及び第三のロータリコネクタ１４６が、結合され、統合されたガス及び電気ユニット７０３になり、費用を節約しうる。電線２５８へのＲＦエネルギーの曝露を最小化するために、図７に示されるように、内部導電性シールド１０００が配置される。
【００５５】
追加的に、ハウジング６００が、静止部分７０５Ａ及び回転可能部分７０５Ｂに分岐されてもよい。ハウジング６００を分割することによって、回転可能部分７０５Ｂ（回転可能コイル２１５がその中に配置されている）が、エネルギーを与えられたときに、静止コイル２２０（静止部分７０５Ａの中に配置されている）に対して回転することが可能になる。静止部分７０５Ａが、シャフト部１２７の外側に配置される静止シールド７１０に連結されてもよい。一つ以上のベアリングなどの回転装置７１５が、シャフト部１２７と静止シールド７１０の間に配置され得る。追加的に、ロータリプレート２１０は、ロータリプレート２１０の一部がハウジング６００の回転可能部分７０５Ｂとともに回転することを可能にする間隙７２０を含んでもよい。良導体（例えば、Ａｌ、Ｃｕ）である材料から製造されたロータリプレート２１０は、第四のロータリコネクタ１５０の中にＲＦ電力を隔離する。従って、ハウジング６００より下の部分（例えば、統合されたガス及び電気ユニット７０３を構成する第二のロータリコネクタ１４４及び第四のロータリコネクタ１５０）へのＲＦ漏れが最小化される。一実施形態において、回転可能コイル２１５と静止コイル２２０の間の接触を回避するために、壁７１２が、回転可能コイル２１５と静止コイル２２０の間に配置されてもよい。壁７１２は、石英材料などの、ＲＦエネルギーを透過する材料で作られ得る。
【００５６】
本実施形態において、図２に描かれた実施形態と同様に、一次ＲＦ電流が、ＲＦ発生器１４８からＲＦコネクタ７２５を経由して入り、静止コイル２２０に、それからストリップ２４３Ａに流れる。その後、ＲＦエネルギーは、ストリップ２４３Ａから第四のロータリコネクタ１５０の内側に流れ、最後に、ＲＦコネクタ７２５を経由してＲＦ発生器１４８に戻る。二次電流が、回転可能コイル２１５の中に誘導され、コネクタ２４２に流れ出し、中央シャフト１２８の中に伝わり、ペデスタル１２４（図１）の中の導電性プレートに進み、図１の処理チャンバ１００の中にプラズマを生成する。Ｒｆエネルギーがプラズマの中で散逸した後、リターンＲＦエネルギーが、導電性シャフト部１２７の表面上を流れ得る。ＲＦエネルギーは最後にストリップ２４３Ｂを経由して戻り、ループを作る。
【００５７】
図８Ａ及び図８Ｂは、図７の基板支持体アセンブリ７００の中で用いられ得る内部導電性シールド１０００の実施形態を描く上面断面図である。示された断面図は、図７に示された内部導電性シールド１０００のほぼ中心の線に沿って見ている。しかしながら、図７の内部導電性シールド１０００の中に示された電線２５８並びに入口導管２５４及び４２０が、図８Ａ及び図８Ｂでは明瞭さのために省略されている。
【００５８】
図８Ａに示された例は、図６に示されたハウジング６００の例と類似しており、内部導電性シールド１０００の外側表面８００上に誘導されるＲＦ渦電流を妨げるために利用される。しかしながら、図８Ａに描かれた実施形態では、ハウジング６００と異なり、いくらかのＲＦエネルギーが、内部導電性シールド１０００の内側に容易に漏れる。ＲＦ漏れは、任意のコイルの内部が強い磁場を有するという事実に主による。漏れたＲＦエネルギーは、電線２５８と結合し、強い品質の落ちたＲＦ信号をもたらす。例えば、ＲＦ電流が漏れる場合、中央シャフト１２８の内部と電線２５８は、同軸構造を構成し得る。具体的には、中央シャフト１２８の内壁及び電線２５８は、それぞれ、同軸構造の外部導体及び内部導体になり得る。この状況において、ＲＦ伝播は非常に効率がよい。その結果、大きなＲＦフィルタが必要とされ、これは、基板支持体アセンブリ７００に追加の体積を加え、基板支持体アセンブリ７００に追加コストを加える。
【００５９】
図８Ａの内部導電性シールド１０００は、導電性材料で作られた円形本体８０５及び誘電体チャネル又は誘電体スリット８１０を含む。円形本体８０５の内部に縦軸に沿って形成された、スロット部８１５は、誘電体材料８２０で満たされている。誘電体材料８２０は、セラミック材料であってもよいし、ポリマー材料であってもよい。誘電体材料８２０は、円形本体８０５の外側表面８００から半径方向内側に突き出てもよい。一つの実施形態において、誘電体材料８２０の内側への突出部は、導電性キャップ８３０を含んでもよい。導電性キャップ８３０は、円形本体８０５の内側へのＲＦ電流の漏れを減少させるために利用される。誘電体材料８２０が、円形本体８０５の外側表面８００と同一平面上又は同じ高さになるように、スロット部８１５の中に伸びてもよい。例えば、スロット部８１５は、円形本体８０５を完全に貫通して形成されてもよく、誘電体材料８２０で満たされている。円形本体８０５の内側表面８０７に沿って流れるＲＦ電流が、最小化又は除去されるように、誘電体材料８２０は円形本体８０５を分ける。
【００６０】
図８Ｂは、導電性シリンダ８２５であり、外側表面８３０上に大量のＲＦ渦電流を受けることが予期されるであろう。しかしながら、意外にも、回転可能コイル２１５と静止コイル２２０が互いに近接している場合、導電性シリンダ８２５の外側表面８３０上に誘導される渦電流は非常に小さいことが、電磁気シミュレーションにより示される。回転可能コイル２１５と静止コイル２２０が、そのように近接している場合、回転可能コイル２１５と静止コイル２２０の誘導結合は、実質的に理想的（すなわち、結合は、約９０％よりも大きい）である。
【００６１】
上記は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他の更なる実施形態を考え出すこともでき、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
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【図２】
2018113452.tif 000005
【図３】
2018113452.tif 000006
【図４】
2018113452.tif 000007
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2018113452.tif 000009
【図６】
2018113452.tif 000010
【図７】
2018113452.tif 000011
【図８】
2018113452.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月15日(2018.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバを備えるプラズマ処理システムであって、前記処理チャンバは、
前記処理チャンバ内にプラズマキャビティを少なくとも部分的に画定する、前記処理チャンバの第一の電極と、
前記処理チャンバの第二の電極であって、前記第二の電極を通る複数の開孔を画定し、前記処理チャンバ内にプラズマキャビティを少なくとも部分的に画定する、第二の電極と、
基板支持体アセンブリと
を備え、前記基板支持体アセンブリは、
シャフトアセンブリと、
前記シャフトアセンブリの一部分に連結されたペデスタルと、
前記シャフトアセンブリに連結された第一のロータリコネクタと
を備え、前記第一のロータリコネクタは、回転可能な高周波アプリケータを備え、前記回転可能な高周波アプリケータは、
作動中に前記シャフトアセンブリと電磁結合される、回転可能なシャフトを囲む第一のコイル部材であって、作動中に前記回転可能なシャフトとともに回転可能である第一のコイル部材と、
前記第一のコイル部材を囲み、前記第一のコイル部材に対して静止している第二のコイル部材であって、前記回転可能な高周波アプリケータが、エネルギーを与えられ前記シャフトアセンブリを通って前記ペデスタルに高周波電力を供給するとき、前記第一のコイル部材と電磁結合する、前記第二のコイル部材と、
前記シャフトアセンブリの回転可能部分と前記第一のコイル部材を結合する第一のグランド部材と、
前記シャフトアセンブリの静止部分と前記第二のコイル部材を結合する第二のグランド部材と
を備える、プラズマ処理システム。
【請求項２】
作動中、前記第一のグランド部材と前記第二のグランド部材とが、２つの分離されたＲＦリターン経路を提供し、統一されたＤＣグランド基準を生成する、請求項１に記載のプラズマ処理システム。
【請求項３】
前記回転可能な高周波アプリケータにエネルギーが与えられたとき、前記第一のコイル部材が前記第二のコイル部材と誘導結合する、請求項１に記載のプラズマ処理システム。
【請求項４】
前記回転可能なシャフト部材が、誘電体材料を含む、請求項１に記載のプラズマ処理システム。
【請求項５】
前記回転可能なシャフトが、フェライト構造を含む、請求項３に記載のプラズマ処理システム。
【請求項６】
前記ペデスタルに冷却剤を供給するための第二のロータリコネクタを更に備える、請求項１に記載のプラズマ処理システム。
【請求項７】
前記ペデスタルに及び前記ペデスタルから電気信号／電力を伝送するための第三のロータリコネクタを更に備える、請求項６に記載のプラズマ処理システム。
【請求項８】
前記ペデスタルにガスを供給するための第四のロータリコネクタを更に備える、請求項７に記載のプラズマ処理システム。
【請求項９】
前記シャフトアセンブリが、
前記第一のコイル部材と電磁結合された導電性中央シャフトを更に備える、請求項１に記載のプラズマ処理システム。
【請求項１０】
前記導電性中央シャフトは、前記ペデスタルの中に配置された、前記導電性中央シャフトの端部に配置された円形の導電性プレートを含む、請求項９に記載のプラズマ処理システム。
【請求項１１】
前記回転可能な高周波アプリケータの周囲に配置された導電性ハウジングを更に備える、請求項９に記載のプラズマ処理システム。
【請求項１２】
前記導電性ハウジングが、誘電体材料を含むスリットを備える、請求項１１に記載のプラズマ処理システム。
【請求項１３】
前記スリットが、前記導電性ハウジングを通って形成される、請求項１２に記載のプラズマ処理システム。
【請求項１４】
処理チャンバを備える処理システムであって、前記処理チャンバは、
前駆体入口アセンブリと、
前記処理チャンバの処理領域への流体アクセスを提供する複数の開孔を画定する第一の分配プレートと、
前記第一の分配プレートと前記前駆体入口アセンブリとの間に配置された、複数の開孔を画定する第二の分配プレートと、
基板支持体アセンブリと
を備え、前記基板支持体アセンブリは、
シャフトアセンブリと、
前記シャフトアセンブリの中央部分に連結され、前記処理チャンバの前記処理領域内に配置されたペデスタルと、
前記シャフトアセンブリに連結された第一のロータリコネクタと
を備え、前記第一のロータリコネクタは、
作動中に前記シャフトアセンブリと電磁結合される、回転可能な誘電体シャフトを囲む回転可能コイル部材と、
前記回転可能コイル部材を囲む静止コイル部材と、
前記静止コイル部材の周囲に配置された導電性ハウジングと
を備え、前記回転可能コイル部材が、エネルギーを与えられ前記シャフトアセンブリの前記中央部分に連結されたコネクタを介して前記ペデスタルに高周波電力を供給するとき、前記回転可能コイル部材は、前記静止コイル部材と電磁結合する、処理システム。
【請求項１５】
前記導電性ハウジングは、前記静止コイル部材と、前記回転可能な誘電体シャフトを囲む一つ以上の導電性プレートと、を囲む円形ハウジングを含む、請求項１４に記載の処理システム。
【請求項１６】
作動中、２つの分離されたＲＦリターン経路が、統一されたＤＣグランド基準を生成するように形成される、請求項１４に記載の処理システム。
【外国語明細書】
2018113452000001.pdf