(57)【要約】【課題】  改良された電極板に対する方法および装置を提供することである。【解決手段】  プラズマ処理システム内で電極（２８）に結合されるように構成された電極板（２６）は、ガス注入デバイス（１１０）を受けるように構成された複数のガス注入穴（１００）を有している。電極板は、３つ以上の取付け穴（１４０）を有し、この電極板は、電極に取り付けられた３本以上の取付ねじで３つ以上の取付け穴を位置合わせし、および結合することによってプラズマ処理システム内で電極と結合されるように構成される。【選択図】
2007511088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理システム内の基板より上の処理空間にプロセスガスを導入する電極板アセンブリであって、
前記プラズマ処理システムに組み合わされるように構成された電極と、
この電極に組み合わされた３つ以上の取付けねじと、
複数のガス注入穴と、前記電極に結合させるために、前記取付けねじで位置合わせされ、前記取付けねじに組み合わされるように構成された３つ以上の取付け穴とを有する電極板と、
前記複数のガス注入穴に組み合わされる複数のガス注入デバイスとを具備し、
前記プロセスガスは、前記処理空間に前記複数のガス注入デバイスを介して通じる電極板アセンブリ。
【請求項２】
前記ガス注入デバイスの各々は、ガス注入オリフィスを有している請求項１の電極板アセンブリ。
【請求項３】
前記ガス注入オリフィスの各々は、直径と、形状と、長さとによって特徴づけられる請求項２の電極板アセンブリ。
【請求項４】
前記直径と、前記形状と、前記長さとのうちの少なくとも１つは、少なくとも１つのガス注入オリフィスに対して別の前記ガス注入オリフィスと比較して、変更されている請求項３の電極板アセンブリ。
【請求項５】
前記変更は、前記基板より上の前記処理空間の中心への前記プロセスガスの流量を、前記処理空間のエッジへのプロセスガスの流量に対して、増加することを促進する請求項４の電極板アセンブリ。
【請求項６】
前記変更は、前記基板より上の前記処理空間の中心への前記プロセスガスの流量を、前記処理空間のエッジへのプロセスガスの流量に対して、減少することを促進する請求項４の電極板アセンブリ。
【請求項７】
前記電極板は、アルミニウム、コーティングされたアルミニウム、シリコン、石英、炭化珪素、窒化シリコン、カーボン、アルミナ、サファイヤ、ポリイミド、およびテフロン（登録商標）の少なくとも１つからできている請求項１の電極板アセンブリ。
【請求項８】
前記複数のガス注入デバイスは、アルミニウム、コーティングされたアルミニウム、シリコン、石英、炭化珪素、窒化シリコン、カーボン、アルミナ、サファイヤ、ポリイミド、およびテフロンの少なくとも１つからできている請求項１の電極板アセンブリ。
【請求項９】
前記電極は、アルミニウム、コーティングされたアルミニウム、シリコン、石英、炭化珪素、窒化シリコン、カーボン、アルミナ、サファイヤ、ポリイミド、およびテフロンの少なくとも１つからできている請求項１の電極板アセンブリ。
【請求項１０】
前記３つ以上の取付けねじの各々は、ヘッド領域を有し、
前記３つ以上の取付け穴の各々は、
前記電極と前記電極板を位置合わせするときに、前記ヘッド領域を通過するように構成された挿入開口を有するスロット凹部と、
前記電極板を前記電極に結合させるときに、前記ヘッド領域を取り込むように構成された凹部リップとを有する請求項１の電極板アセンブリ。
【請求項１１】
前記電極板は、前記コーティングされたアルミニウムからできており、
前記コーティングは、表面陽極酸化と、プラズマ電解酸化を使用して形成されたコーティングと、スプレーコーティングとのうちの少なくとも１つである請求項７の電極板アセンブリ。
【請求項１２】
前記複数のガス注入デバイスは、前記コーティングされたアルミニウムからできており、
前記コーティングは、表面陽極酸化と、プラズマ電解酸化を使用して形成されたコーティングと、スプレーコーティングとのうちの少なくとも１つである請求項８の電極板アセンブリ。
【請求項１３】
前記電極は、前記コーティングされたアルミニウムからできており、
前記コーティングは、表面陽極酸化と、プラズマ電解酸化を使用して形成されたコーティングと、スプレーコーティングとのうちの少なくとも１つである請求項９の電極板アセンブリ。
【請求項１４】
前記電極板は、前記コーティングされたアルミニウムからできており、
前記コーティングは、ＩＩＩ族元素と、ランタニド系元素とのうちの少なくとも一方を含んでいる請求項７の電極板アセンブリ。
【請求項１５】
前記複数のガス注入デバイスは、前記コーティングされたアルミニウムからできており、
前記コーティングは、ＩＩＩ族元素と、ランタニド系元素とのうちの少なくとも一方を含んでいる請求項８の電極板アセンブリ。
【請求項１６】
前記電極は、前記コーティングされたアルミニウムからできており、
前記コーティングは、ＩＩＩ族元素と、ランタニド系元素とのうちの少なくとも一方を含んでいる請求項９の電極板アセンブリ。
【請求項１７】
前記電極板は、前記コーティングされたアルミニウムからできており、
前記コーティングは、Ａｌ２Ｏ３、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、Ｓｃ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｆ３、ＹＦ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｅｕ２Ｏ３、およびＤｙＯ３の少なくとも１つを含んでいる請求項７の電極板アセンブリ。
【請求項１８】
前記複数のガス注入デバイスは、前記コーティングされたアルミニウムからできており、
前記コーティングは、Ａｌ２Ｏ３、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、Ｓｃ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｆ３、ＹＦ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｅｕ２Ｏ３、およびＤｙＯ３の少なくとも１つを含んでいる請求項８の電極板アセンブリ。
【請求項１９】
前記電極は、前記コーティングされたアルミニウムからできており、
前記コーティングは、Ａｌ２Ｏ３、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、Ｓｃ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｆ３、ＹＦ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｅｕ２Ｏ３、およびＤｙＯ３の少なくとも１つを含んでいる請求項９の電極板アセンブリ。
【請求項２０】
プラズマ処理システムの基板より上の処理空間にプロセスガスを導入する使い捨て可能な電極板であって、
複数のガス注入穴と、３つ以上の取付け穴とを具備し、
前記３つ以上の取付け穴を電極に取り付けられた３つ以上の取付けねじで位置合わせし、組み合わせることによって、前記電極に結合させるように構成されており、
前記複数のガス注入穴に組み合わされた複数のガス注入デバイスを介して、前記プロセスガスが前記処理空間に通される電極板。
【請求項２１】
プラズマ処理システムの基板より上の処理空間にプロセスガスを導入する電極板を交換する方法であって、
第１の電極板を前記プラズマ処理システムから取り外すことと、
第２の電極板を前記プラズマ処理システムにインストールすることとを具備し、
前記第１の電極板と、前記第２の電極板とは、各々、ガス注入デバイスを受けるように構成された複数のガス注入穴と、３つ以上の取付け穴とを有し、
前記第１の電極板と、前記第２の電極板とは、各々、前記３つ以上の取付け穴を電極に取り付けられた３つ以上の取付けねじで位置合わせし、組み合わせることによって、前記プラズマ処理システムの前記電極に結合するように構成されている方法。
【請求項２２】
前記第２の電極板を作成するために、前記第１の電極板の前記ガス注入穴の前記ガス注入デバイスを交換することを更に具備する請求項２１の方法。
【請求項２３】
前記３つ以上の取付けねじの各々は、ヘッド領域を有し、
前記３つ以上の取付け穴の各々は、
前記電極と前記電極板を位置合わせするときに、前記ヘッド領域を通過するように構成された挿入開口を有するスロット凹部と、
前記電極板を前記電極に結合させるときに、前記ヘッド領域を取り込むように構成された凹部リップとを有し、
前記インストールすることは、前記電極に対して前記第２の電極板を回転させることを含んでいる請求項２１の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
このＰＣＴ出願は、２００３年１１月１２日に出願の米国非仮特許出願番号第１０／７０５、２２５号に基づくものであり、および優先権によるものであり、その全体の内容は、参照によって本願明細書に引用したものとする。
【０００２】
本発明は、プラズマ処理システム内で電極板を利用する方法および装置に関するものであり、より詳しくは、本発明は、プラズマ処理システムの改良されたメンテナンスを容易にする電極板アセンブリに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
半導体産業の集積回路（ＩＣ）の製造は、一般的に、基板から材料を取り除くのに、および基板に材料を堆積させるのに必要な真空処理システム内で表面化学反応を生成し、およびアシストするようにプラズマを使用する。一般に、プラズマは、供給されたプロセスガスとのイオン化衝突を維持するための十分なエネルギを有するように電子を加熱することによって、真空条件下の処理システム内で形成される。さらに、加熱された電子は、解離性衝突を維持するための十分なエネルギを有することができ、そして従って、所定の条件下（例えば、チャンバ圧力、ガス流量など）でのガスの特定のセットは、システム内で実行される特定のプロセス（例えば、材料が基板から取り除かれるエッチングプロセス、または材料が基板に加えられる堆積プロセス）に適した荷電種および化学的反応種の集団を生成するように選ばれる。
【０００４】
荷電種（イオンなど）および化学的反応種の集団の形成が基板表面でのプラズマ処理システム（すなわち材料エッチング、材料堆積など）の機能を実行するために必要であるが、処理チャンバの内部上の他の部品表面は、物理的に、および化学的に活性プラズマに曝され、そして、やがて、腐食し得る。処理システム内で曝された部品の腐食は、プラズマ処理性能の段階的な低下に、そして、結局、システムの完全故障につながることとなり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、処理プラズマに曝されることによって受けたダメージを最小化するために、シリコン、石英、アルミナ、カーボンまたは炭化珪素から作られるような消耗品または交換可能な部品は、頻繁な交換におけるよりコストがかかる高価な部品の表面を保護し、および／またはプロセスの変化に影響を及ぼすように、処理チャンバ内に挿入されることができる。さらに、不必要な汚染物質、不純物等を、処理プラズマに、そしてどうにかして基板上に形成されるデバイスに取り込むのを最小限に抑える表面材料を選ぶことは、望ましい。多くの場合、これらの消耗品または交換可能な部品は、システムクリーニングの間に頻繁にメンテナンスされるプロセスキットの一部であると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
プラズマ処理システムの電極板を利用する方法および装置は、記載される。
【０００７】
一方の態様に係る、プラズマ処理システム内の基板より上の処理空間にプロセスガスを導入する電極板アセンブリは、プラズマ処理システムに組み合わせられるように構成された電極を含み、この電極は、固定的に組み合わせられる３つ以上の取付けねじを有している。電極板は、複数のガス注入穴と、電極に電極板を結合させるために取付けねじで位置合わせされ、結合されるように構成された３つ以上の取付け穴とを有する。複数のガス注入デバイスは、複数のガス注入穴に組み合わせられ、そこでプロセスガスは、処理空間内に複数のガス注入デバイスを介して通される。
【０００８】
他方の態様に係る、プラズマ処理システム内の基板より上の処理空間にプロセスガスを導入する使い捨て可能な電極板は、複数のガス注入穴と、３つ以上の取付け穴とを含んでいる電極板であり、そこで、この電極板は、固定的に電極に取り付ける３本以上の取付けねじで３つ以上の取付け穴に位置合わせし、および組み合わせることによって電極と組み合わせられるように構成されている。複数のガス注入デバイスは、複数のガス注入穴に組み合わせられ、そこで、プロセスガスは、処理空間内に複数のガス注入デバイスを介して通される。
【０００９】
加えて、プラズマ処理システム内の基板より上の処理空間にプロセスガスを導入する電極板を交換する方法は、プラズマ処理システムから第１の電極板を取り外すことと、プラズマ処理システムに第２の電極板をインストールすることとを具備する。第１の電極板と、第２の電極板とは、各々、ガス注入デバイスを受けるように構成された複数のガス注入穴と、３つ以上の取付け穴とを有し、そこにおいて、第１の電極板と、第２の電極板との各々は、固定的に電極に取り付けられた３本以上の取付けねじで３つ以上の取付け穴に位置合わせし、組み合わせることによってプラズマ処理システムの電極と結合させられるように構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
プラズマ処理において、電極板は、例えば、処理チャンバの上面に取り付けられ、処理チャンバ内の処理空間にプロセスガスを分散させるために使用されるように構成されることができる。従来のプラズマ処理システムに対しては、電極板は、電気的にグラウンド電位に接続され、基板より上のプロセスガスの均一分布のための複数のガス注入オリフィスを有するシャワーヘッドの構成の中で設計される。
【００１１】
本発明の実施形態に係る、プラズマ処理システム１は、図１において記載され、プラズマ処理チャンバ１０と、上部アセンブリ２０と、電極板アセンブリ２４と、基板３５を支持する基板ホルダ３０と、プラズマ処理チャンバ１０内に減圧雰囲気１１を提供するための真空ポンプ（図示せず）に組み合わせられた排気ダクト４０とを含んでいる。プラズマ処理チャンバ１０は、基板３５に隣接する処理空間１２に処理プラズマを形成するのを容易にすることができる。プラズマ処理システム１は、どのようなサイズの基板、例えば２００ｍｍ基板、３００ｍｍ基板、またはより大きい基板でも処理するように構成されることができる。
【００１２】
図示の実施形態において、電極板アセンブリ２４は、電極板２６と、ガス注入アセンブリに組み合わせられるように構成された電極２８と、および／または、上部電極インピーダンスマッチングネットワークとを具備する。電極板アセンブリ２４は、ＲＦ電源に結合されることができる。別の代わりの実施形態において、電極板アセンブリ２４は、プラズマ処理チャンバ１０の電位と等しい電位に維持される。例えば、プラズマ処理チャンバ１０と、上部のアセンブリ２０と、電極板アセンブリ２４とは、電気的にグラウンド電位に接続されることができる。
【００１３】
プラズマ処理チャンバ１０は、堆積シールド１４に組み合わせられた光学的ビューポート１６を更に備えることができる。光学的ビューポート１６は、光学ウィンドウ堆積シールド１８の裏面に組み合わされた光学ウィンドウ１７を含むことができ、光学ウィンドウフランジ１９は、光学ウィンドウ堆積シールド１８に光学ウィンドウ１７を組み合わせるように構成されることができる。Ｏリングのようなシール部材は、光学ウィンドウフランジ１９と、光学ウィンドウ１７との間に、光学ウィンドウ１７と、光学ウィンドウ堆積シールド１８との間に、および、光学ウィンドウ堆積シールド１８と、プラズマ処理チャンバ１０との間に供給されることができる。光学的ビューポート１６は、処理空間１２内の処理プラズマから、光学的発光のモニタリングを可能にすることができる。
【００１４】
基板ホルダ３０は、基板ホルダ３０と、プラズマ処理チャンバ１０とに結合され、プラズマ処理チャンバ１０の減圧雰囲気１１から垂直並進デバイス５０をシールするように構成されたベローズ５２によって囲まれたこの垂直並進デバイス５０を更に備えることができる。加えて、ベローズシールド５４は、基板ホルダ３０に組み合わせられることができ、ベローズ５２を処理プラズマから保護するように構成されることができる。基板ホルダ１０は、フォーカスリング６０と、シールドリング６２とのうちの少なくとも１つと更に組み合わせられることができる。さらにまた、バッフル板６４（ｂａｆｆｌｅ  ｐｌａｔｅ  ６４）は、基板ホルダ３０の円周のまわりに延びることができる。
【００１５】
基板３５は、ロボット基板移送システムを介して、スロットバルブ（図示せず）およびチャンバフィードスルー（図示せず）を通してプラズマ処理チャンバ１０との間で移送されることができ、ここで基板３５は、基板ホルダ３０内に収容された基板リフトピン（図示せず）によって受けられ、その内部に収容されたデバイスによって機械的に移動される。一旦、基板３５が基板移送システムから受けとられると、それは、基板ホルダ３０の上面まで降ろされる。
【００１６】
基板３５は、静電クランピングシステムを介して基板ホルダ３０に固定されることができる。さらにまた、基板ホルダ３０は、基板ホルダ３０から熱を受け、熱交換器システム（図示せず）へ熱を移送し、または、加熱するときには、熱交換器システムから熱を移送する再循環クーラント流れを包含している冷却システムを更に具備することができる。さらに、ガスは、基板３５と、基板ホルダ３０との間のガスギャップ熱伝導を改良するように裏面ガスシステムを介して基板３５の裏面に供給されることができる。基板の温度制御が上昇したか低下した温度で必要なときに、このようなシステムは利用されることができる。他の実施の形態において、抵抗加熱部材のような加熱部材、または熱電式ヒータ／冷却器は、包含されることができる。
【００１７】
図１に示された実施形態において、基板ホルダ３０は、ＲＦ電力を通して処理空間１２の処理プラズマに結合させる電極を含むことができる。例えば、基板ホルダ３０は、ＲＦ発振器（図示せず）からインピーダンスマッチングネットワーク（図示せず）を通して基板ホルダ３０へのＲＦ電力の伝達を介して、ＲＦ電圧で電気的にバイアスをかけられることができる。ＲＦバイアスは、プラズマを形成し、維持するために電子を加熱するのに役に立つことができる。この構成において、システムは、チャンバと、上部のガス注入電極とが接地面として働く反応性イオンエッチング（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｉｏｎ  ｅｔｃｈ：ＲＩＥ）リアクタとして動作することができる。ＲＦバイアスのための典型的な周波数は、約１ＭＨｚから約１００ＭＨｚまでの範囲であり得て、または、約１３．５６ＭＨｚであり得る。プラズマ処理のためのＲＦシステムは、当業者にとって周知である。
【００１８】
代わりとして、処理空間１２の処理プラズマは、平行平板型、容量結合型プラズマ（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ：ＣＣＰ）ソース、誘導結合型プラズマ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ：ＩＣＰ）ソース、それらのいかなる組合せでも、およびマグネットシステムを有する場合と、無い場合とでも使用して形成されることができる。代わりとして、処理空間１２の処理プラズマは、電子サイクロトロン共鳴（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：ＥＣＲ）を使用して形成されることができる。さらに別の実施形態では、処理空間１２の処理プラズマは、ヘリコン波のラウンチング（ｌａｕｎｃｈｉｎｇ  ｏｆ  ａ  Ｈｅｌｉｃｏｎ  ｗａｖｅ）から形成される。さらに別の実施形態では、処理空間１２の処理プラズマは、表面波（ｓｕｒｆａｃｅ  ｗａｖｅ）の伝搬から形成される。
【００１９】
本発明の示された実施形態を参照して、電極板アセンブリ２４は、図６（平面図）および図７（断面図）に記載された電極２８に組み合わせられるように構成された、図２（平面図）および図３（断面図）に記載された電極板２６を含む。電極板２６は、電極２８に電極板２６を結合させるための結合面８３を有する第１の表面８２と、プラズマ処理チャンバ１０（図１を参照）の処理プラズマに対向するように構成されたプラズマ面８５を有する第２の表面８４と、周囲エッジ８８を有している。図３に示すように、周囲エッジ８８は、例えば、丸みをつけられたエッジ８９を更に有することができる。
【００２０】
引き続き図２および図３を参照し、そして図１０および図１１で示されるように、電極板２６は、第１の面８２と、第２の面８４との間に延びている１つ以上のガス穴１００を更に含み、そこにおいて、各々のガス注入穴１００（図４を参照）は、図１０および図１１に記載された交換可能なガス注入デバイス１１０を受けるように構成されている。各々のガス注入穴１００は、プラグ受け領域１０２と、このプラグ受け領域１０２に組み合わされた肩部キャプチャー領域１０４と、この肩部キャプチャー領域１０４に組み合わされた先端受け領域１０６とを有している。ここで図１０および図１１を参照すると、各々の交換可能なガス注入デバイス１１０は、プラグ領域１１２と、このプラグ領域１１２に組み合わされた肩部領域１１４と、この肩部領域１１４に組み合わされた先端領域１１６とを有し、そこにおいて、プラグ受け領域１０２がプラグ領域１１２を受け、先端受け領域１０６が先端領域１１６を受け、肩部キャプチャー領域１０４がガス注入デバイス１１０の肩部領域１１４を取り込む（キャプチャーする）ように、各々のガス注入デバイス１１０は、各々のガス注入穴１００に挿入されるように構成されている。
【００２１】
依然として図１０および図１１を参照すると、各々のガス注入デバイス１１０は、プロセスガスを受けるためのエントラント（ｅｎｔｒａｎｔ）領域１２２と、プロセスガスをプラズマ処理チャンバ１０に結ぶための、プラズマ面８５に隣接する注入面１２６を含む出口領域１２４とを有するガス注入オリフィス１２０を有している。プロセスガスは、例えば、アルゴン、ＣＦ４、およびＯ２、または、アルゴン、Ｃ４Ｆ８、および酸化物エッチングアプリケーションに対するＯ２のようなガスの混合物、または例えばＯ２／ＣＯ／Ａｒ／Ｃ４Ｆ８、Ｏ２／Ａｒ／Ｃ４Ｆ８、Ｏ２／ＣＯ／Ａｒ／Ｃ５Ｆ８、Ｏ２／ＣＯ／Ａｒ／Ｃ４Ｆ６、Ｏ２／Ａｒ／Ｃ４Ｆ６、Ｎ２／Ｈ２、Ｎ２／Ｏ２のような他の化学物質を含むことができる。
【００２２】
電極板２６内に形成されたガス注入穴１００の数は、約１個から約１０、０００個までの範囲であり得る。別の形態として、ガス注入オリフィス１００の数は、約５０個から約５００個までの範囲であり得る；または、ガス注入オリフィス１００の数は、少なくとも約１００であり得る。さらに、ガス注入オリフィス１２０の直径は、約０．１から約２０ｍｍまでの範囲であり得る。別の形態として、直径は、約０．５から約５ｍｍまでの範囲であり得て、または約０．５から約２ｍｍまでの範囲であり得る。加えて、ガス注入オリフィスの長さは、約０．５から約２０ｍｍまでの範囲であり得る。別の形態として、長さは、約２から約１５ｍｍまでの範囲とすることができ、または約３から約１２ｍｍの範囲とすることができる。
【００２３】
上述の通り、ガス注入オリフィスの直径および長さは、様々であり得る。例えば、図１２Ａは、図１０に示されるものと比べて、より短い長さのガス注入オリフィスを有したガス注入デバイスの記載を示するものであり、図１２Ｂは、図１０に示されるものに比べて、より大きな直径のガス注入オリフィスを有するガス注入デバイスの記載を示すものである。別の形態として、ガス注入オリフィスは、図１２Ｃにて図示したような円錐ダイバージェントノズルのようなダイバージェントノズル、または図１２Ｄにて図示したような最小長の、すなわちパーフェクトノズルを含むことができる；後者は、圧縮可能な気体力学のノズル設計の当業者に理解される。別の形態として、ガス注入オリフィスは、円錐先細ノズルのような先細ノズルを含むことができる。
【００２４】
加えて、電極板２６のガス注入穴１００へのガス注入デバイス１１０の挿入は、電極板２６のプラズマ面８５全体にわたって、オリフィス径、オリフィス長、およびオリフィス形状の少なくとも１つの分布を容易にするような方法で実行されることができる。例えば、増加された直径または短くされた長さの少なくとも一方を有するガス注入デバイス１１０は、処理空間１１のエッジへのプロセスガスの流量に対して処理空間１１の中心へのプロセスガスの流量を増加させるために、電極板２６の中心に対する分布を有することができる。別の形態として、縮小された直径または長くされた長さの少なくとも一方を有するガス注入デバイス１１０は、処理空間１１のエッジへのプロセスガスの流量に対して処理空間１１の中心へのプロセスガスの流量を減少させるために、電極板２６の中心に対する分布を有することができる。
【００２５】
依然として図２および図３を参照すると、電極板２６は、電極板２６を電極２８に結合させることを容易にすることができる３つ以上のアタッチメントデバイス１４０を更に備えている。図５に示すように、各々のアタッチメントデバイス１４０は、凹部スロット１４２（ｒｅｃｅｓｓ  ｓｌｏｔ  １４２）と、電極板２６の回転に応じてアタッチメントねじを保持するために、各々の凹部スロット１４２の上部の部分を覆って延びている凹部リップ１４４を含む。凹部リップ１４４が凹部スロット１４２の部分を覆って延びるので、挿入開口１４６は、アタッチメントねじを凹部スロット１４２に結合させるために、提供される。
【００２６】
電極板２６は、アルミニウム、コーティングされたアルミニウム、シリコン、石英、炭化珪素、窒化シリコン、カーボン、アルミナ、サファイヤ、テフロン（登録商標）、およびポリイミドの少なくとも１つから製作されることができる。電極板２６は、例えば、機械加工、レーザカット、研削（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）、および研磨（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）の少なくとも１つを使用して製造されることができる。
【００２７】
コーティングされたアルミニウムに対して、電極板２６がプラズマのような苛酷な処理環境に曝されるときに、このコーティングは、腐食耐性表面の提供するのを容易にすることができる。製造中に、コーティングを提供することは、１つ以上の表面上に表面陽極酸化を提供することと、１つ以上の表面上にスプレーコーティングを提供することと、または１つ以上の表面をプラズマ電解酸化に当てることとのうちの少なくとも１つを含むことができる。コーティングは、ＩＩＩ族元素（ＩＩＩ−ｃｏｌｕｍｎ  ｅｌｅｍｅｎｔ）およびランタニド系元素（Ｌａｎｔｈａｎｏｎ  ｅｌｅｍｅｎｔ）の少なくとも一方を含むことができる。コーティングは、Ａｌ２Ｏ３、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、Ｓｃ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｆ３、ＹＦ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｅｕ２Ｏ３、およびＤｙＯ３の少なくとも１つを含むことができる。アルミニウム部品の陽極酸化およびスプレーコーティングを適用する方法は、表面材料処理の当業者にとって周知である。
【００２８】
電極板２６上の全ての表面は、上で記載された技術のいずれかを使用して、コーティングされ得る。別の実施例において、図２で示した第２の面８４上の接触領域８３（領域に陰影線をつけた）を除いた電極板２６の全ての表面は、上で記載された技術のいずれかを使用して、コーティングされ得る。電極板２６の表面へのコーティング適用の前に、接触領域８３は、その上へのコーティング形成を防ぐためにマスキングされることができる。別の形態として、電極板２６の表面へのコーティングの適用に続いて、接触領域８３は、その上に形成されたコーティングを取り除くために機械加工されることができる。
【００２９】
加えて、各々のガス注入デバイス１１０は、アルミニウム、コーティングされたアルミニウム、シリコン、石英、炭化珪素、窒化シリコン、カーボン、アルミナ、サファイヤ、テフロン、およびポリイミドの少なくとも１つから製造されることができる。コーティングされたアルミニウムに対して、電極板２６が苛酷な処理環境（例えばプラズマ）に曝されるときに、このコーティングは、腐食耐性表面の提供を容易にすることができる。製造中に、コーティングを提供することは、１つ以上の表面上に表面陽極酸化を提供することと、１つ以上の表面上にスプレーコーティングを提供することと、または１つ以上の表面をプラズマ電解酸化に当てることとの少なくとも１つを含むことができる。コーティングは、ＩＩＩ族元素およびランタニド系元素の少なくとも一方を含むことができる。コーティングは、Ａｌ２Ｏ３、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、Ｓｃ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｆ３、ＹＦ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｅｕ２Ｏ３、およびＤｙＯ３の少なくとも１つを含むことができる。アルミニウム部品の陽極酸化およびスプレーコーティングを適用する方法は、表面材料処理の当業者にとって周知である。各々のガス注入デバイス１１０は、例えば、機械加工、レーザカット、研削、および研磨の少なくとも１つを使用して製造されることができる。
【００３０】
ここで図６と、図７とを参照し、電極２８の平面図と、電極２８の断面図とが、それぞれ示される。電極２８は、電極２８を上部のアセンブリ２０に結合させるための結合面１８２Ａを有する裏面１８２と、電極板２６と結合させるように構成された第１の嵌合表面１８５および電極２８を処理チャンバ１０に結合させるように構成された第２の嵌合表面１９５を有する表面１８４と、外側の半径方向のエッジ１９０とを有している。引き続き図６および図７を参照して、電極２８は、プレナム面１８２Ｂと、前表面１８４との間に延びる１つ以上のガス注入嵌合穴２００を更に含み、そこにおいて、電極板２６が電極２８に結合されるときに、各々のガス注入嵌合穴２００は、各々のガス注入穴１００によって位置合わせするように構成されている。プレナム面１８２Ｂは、プレナムを形成するために、接触面１８２Ａからはめ込まれることができる。
【００３１】
加えて、図１３、図１４、および、図６に参照し、電極２８は、電極板２６を電極２８に結合させることを容易にする３つ以上のアタッチメント形態を含む。図１２（側面図）および図１３（上面図）に示すように、各々のアタッチメント形態は、取付けねじ２４０であり、電極２８上の取付け穴２４２に結合するように構成されている。各々の取付けねじ２４０は、取付け穴２４２の取付けねじ２４０を調整するためのツール嵌合形態２５０を有するヘッド領域２４４と、このヘッド領域２４４に結合された軸領域２４６と、この軸領域２４６に結合されたねじ付き端部２４８とを含むことができる。各々の取付け穴２４２は、取付けねじ２４０のねじ付き端部２４８を受けるために、タップ立てされた領域を有することができる。各々の取付け穴２４２は、各々の取付けねじ２４０を固定するために、ロッキングヘリコイル（ｈｅｌｉｃｏｉｌ）をオプションとして含み、電極２８の前表面１８４に対して、ヘッド領域２４４の位置を維持することができる。各々の取付け穴２４２の各々の取付けねじ２４０の初期調整は、電極板２６が電極２８に結合する範囲を決定することができる。一旦、３つ以上の取付けねじ２４０が電極２８に結合されると、電極２８は、電極板２６上の各々の凹部スロット１４２の挿入開口１４６で各々の取付けねじ２４０の各々のヘッド領域２４４を位置合わせし、電極板２６を、各々の凹部スロット１４２の凹部リップ１４４が各々の取付けねじ２４０のヘッド領域２４４を取り込むまで、図２に示すように、逆時計回りで（またはあるいは、時計回りで）回転することによって、電極板２６を受けるように構成されている。
【００３２】
電極２８は、アルミニウム、コーティングされたアルミニウム、シリコン、石英、炭化珪素、窒化シリコン、カーボン、アルミナ、サファイヤ、テフロン、およびポリイミドの少なくとも１つで製作されることができる。電極２８は、機械加工、レーザカット、研削、および研磨の少なくとも１つを使用して製作されることができる。
【００３３】
コーティングされたアルミニウムに対して、電極２８が苛酷な処理環境（例えばプラズマ）に曝されるときに、このコーティングは、腐食耐性表面の提供を容易にすることができる。製造中に、コーティングを提供することは、１つ以上の表面上に表面陽極酸化を提供することと、１つ以上の表面上にスプレーコーティングを提供することと、または１つ以上の表面をプラズマ電解酸化に当てることとのうちの少なくとも１つを含むことができる。スプレーコーティングは、Ａｌ２Ｏ３、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、Ｓｃ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｆ３、ＹＦ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｅｕ２Ｏ３、およびＤｙＯ３の少なくとも１つを含むことができる。コーティングは、ＩＩＩ族元素およびランタニド系元素の少なくとも一方を含むことができる。アルミニウム部品を陽極酸化およびスプレーコーティングを適用する方法は、表面材料処理の当業者にとって周知である。
【００３４】
電極２８上の全ての表面は、上で記載された技術のいずれかを使用してコーティングされることができる。別の実施例において、図６で示した裏面１８２上の接触領域１８３（領域に陰影線をつけた）を除いた電極２８に全ての表面は、上で記載された技術のいずれかを使用して、コーティングされ得る。電極２８の表面に対するコーティングの適用の前に、接触領域１８３は、その上へのコーティング形成を防ぐためにマスキングされることができる。別の形態として、電極２８の表面へのコーティングの適用に続いて、接触領域１８３は、その上に形成されたコーティングを取り除くために機械加工されることができる。
【００３５】
電極２８と、上部のアセンブリ２０と間の真空シールを提供するために、裏面１８２に、図８Ａに示すような、エラストマＯリングを受けるために構成されたばち形横断面または矩形の横断面を有する第１のシーリング溝２１０を更に有することができる。加えて、電極板２６と、電極２８との間の真空シールを提供するために、電極２８は、前表面１８４に、図８Ｂに示すような、エラストマＯリングを受けるために構成されたばち形横断面または矩形の横断面を有する第２のシーリング溝２１２を更に有することができる。電極２８がコーティングされたアルミニウムで製作されるときに、第１のシーリング溝２１０および第２のシーリング溝２１２の内部からコーティングが取り除かれるか、あるいは、その内部にコーティングが形成されることが防がれる。
【００３６】
加えて、電極２８は、電気的な接点形態を更に備えることができ、そこにおいて、電気的な接点形態は、例えば、図９に示すような、Ｓｐｉｒａｓｈｉｅｌｄ（登録商標）のような変形可能な電気的なコンタクトデバイスを受けるように構成された電気的な接点溝２２０を含む。電極板２６が電極２８に機械的に固定されるときに、Ｓｐｉｒａｓｈｉｅｌｄ（登録商標）（螺旋形のメタルシールドによって囲まれる内側エラストメリックコアを有する）が電気的な接点溝２２０の中で圧縮され、それ故、例えば、電極板２６上の接触領域８３と、電極２８との間の電気的な接点を改良することとなる。電極２８がコーティングされたアルミニウムで製作されるときに、電気的な接点溝２２０の内部からコーティングは取り除かれるか、あるいは、その内部にコーティングが形成されることが防がれる。
【００３７】
さらにまた、電極２８は、診断ポート２３０と、電極２８の結合面１８２Ａに結合し、上部アセンブリ２０と診断ポート２３０をシールするように構成された第３のシーリング形態２３２とを更に有することができる。図７にれ図示するように、診断ポート２３０は、エントラントキャビティ２３４と、内部面２３８を含む出口スルーホール２３６とを包含することができる。同様に、第３のシーリング形態２３２は、例えば、エラストマＯリングを受けるために構成されたばち形横断面または矩形の横断面を有することができる。診断ポート２３０は、診断システム（図示せず）をプラズマ処理チャンバ１０の処理空間１１と組み合わせるように使用されることができる。例えば、診断システムは、圧力マノメータを含むことができる。加えて、一旦、電極板２６が電極２８に結合されると、電極板２６上の第２の出口スルーホール２６０は、電極２８上の出口スルーホール２３６によって、位置合わせするように構成される。
【００３８】
ここで図１５を参照すると、プラズマ処理システムの基板より上の処理空間に隣接して取り付けられた電極から電極板を交換する方法は、記載されている。この方法は、プラズマ処理システムから第１の電極板を取り外すことで３１０において開始するフローチャート３００を備え、そこにおいて、電極板は、プロセスガスがプラズマ処理システムの処理空間に導入される複数のガス注入デバイスを受けるための複数のガス注入穴を備えている。第１の電極板を取り外すことは、例えば、大気条件にプラズマ処理システムをベント（ｖｅｎｔ）することと、内部にアクセスするためにプラズマ処理チャンバを開けることと、続いて電極板を電極から分離することとを具備することができる。電極板を電極から分離することは、例えば、電極板上の凹部スロットから取付けねじを分離するために、電極に対して電極板を回転することを含むことができる。
【００３９】
３２０において、第２の電極板は、第２の電極板を基板ホルダに結合させることによって、プラズマ処理システムにインストールされる。第２の電極板は、再生（ｒｅｆｕｒｂｉｓｈｉｎｇ）後の第１の電極板であり得て、または、それは複数のガス注入デバイスを受けるための複数のガス注入穴を有する新しく製造された電極板であり得る。再生することは、第１の電極板のガス注入穴のガス注入デバイスを交換することを包含することができる。第２の電極板は、第２の電極板上の各々の凹部スロットの挿入開口によって、各々の取付けねじの各々のヘッド領域を位置合わせすることと、各々の凹部スロットの凹部リップが各々の取付けねじのヘッド領域を取り込むまで、第２の電極板を逆時計回り（またはあるいは、時計回りの）に回転することとによって電極に結合される。
【００４０】
本発明の特定の典型的な実施形態だけが上で詳述され、当業者は、本発明の新規進歩の事項から逸脱することなく、典型的な実施形態において非常に多くの変更態様が可能であることを容易に理解する。したがって、全てのこのような変更態様は、本発明の範囲内に包含されることを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係るプラズマ処理システムの概略ブロック図を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電極板の平面図を示す図である。
【図３】図２において記載された電極板の断面図を示す図である。
【図４】図２に記載された電極板のガス注入穴の拡大された断面図を示す図である。
【図５】図２に記載された電極板に組み合わせられる取付け穴の拡大図を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る電極の平面図を示す図である。
【図７】図６に記載された電極の断面図を示す図である。
【図８Ａ】図６に記載された電極に組み合わせられる第１のシーリングデバイスの断面図を示す図である。
【図８Ｂ】図６に記載された電極に組み合わせられる第２のシーリングデバイスの断面図を示す図である。
【図９】図６において記載された電極に組み合わせられる電気的なコンタクトデバイスの断面図を示す図である。
【図１０】図２に記載された電極板に組み合わせられるように構成されたガス注入デバイスの上面図を示す図である。
【図１１】図２に記載された電極板に組み合わせられるように構成されたガス注入デバイスの断面図を示す図である。
【図１２Ａ】図２に記載された電極板に組み合わせられるように構成された他のガス注入デバイスを示す図である。
【図１２Ｂ】図２に記載された電極板に組み合わせられるように構成された他のガス注入デバイスを示す図である。
【図１２Ｃ】図２に記載された電極板に組み合わせられるように構成された他のガス注入デバイスを示す図である。
【図１２Ｄ】図２に記載された電極板に組み合わせられるように構成された他のガス注入デバイスを示す図である。
【図１３】図６に記載された電極に組み合わせられるように構成された取付けねじの側面図を示す図である。
【図１４】図１３に記載された取付けねじの上面図を示す図である。
【図１５】プラズマ処理システムの基板より上の処理空間にプロセスガスを導入するための電極板を交換する方法を示す図である。
【図１】
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【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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