(57)【要約】      （修正有）【課題】耐プラズマ性シールを有する半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリを提供する。【解決手段】第１の半導体処理チャンバコンポーネント３０２と、第２の半導体処理チャンバコンポーネント３０４と、シール部材１５０とを含む。シール部材は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成された本体２００を有し、第１及び第２の半導体処理チャンバコンポーネント間にシールを提供する。本体は、第１面２０２と、第２面２０４と、第１シール面２０６と、第２シール面とを含む。第１面は、プラズマ処理領域に曝露される。第２面は、第１面の反対側にある。第１シール面と第２シール面は、第１面と第２面との間に延在する。第１シール面は第１の半導体処理チャンバコンポーネントと接触し、第２シール面は第２の半導体処理チャンバコンポーネントと接触する。【選択図】図３
0003210423.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
第１の半導体処理チャンバコンポーネントと、
第２の半導体処理チャンバコンポーネントと、
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成された本体を有し、第１及び第２の半導体処理チャンバコンポーネント間にシールを提供するシール部材であって、本体は、
プラズマ処理領域に曝露されるように構成された第１面と、
第１面の反対側にある第２面と、
第１面と第２面との間に延在し、第１の半導体処理チャンバコンポーネントと接触する第１シール面と、
第１面と第２面との間に延在し、第２の半導体処理チャンバコンポーネントと接触する第２シール面とを含むシール部材とを含む半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ。
【請求項２】
本体は、第１部分及び第２部分を含み、第１部分は、ＰＴＦＥから形成され、第２部分は、ＦＫＭ又はＦＦＫＭポリマーから形成される、請求項１記載の半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ。
【請求項３】
シール面は、第１部分及び第２部分から構成される、請求項２記載の半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ。
【請求項４】
本体は中空内側コアを含む、請求項１記載の半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ。
【請求項５】
中空内側コアは弾性材料で充填されている、請求項４記載の半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ。
【請求項６】
静電チャックと、
冷却ベースと、
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成された本体を有し、静電チャックと冷却ベースとの間にシールを提供するシール部材であって、本体は、
プラズマ処理領域に曝露されるように構成された第１面と、
第１面の反対側にある第２面と、
第１面と第２面との間に延在し、静電チャックと接触する第１シール面と、
第１面と第２面との間に延在し、冷却ベースと接触する第２シール面とを含むシール部材とを含む半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ。
【請求項７】
本体は、第１部分及び第２部分を含み、第１部分は、ＰＴＦＥから形成され、第２部分は、ＦＫＭ又はＦＦＫＭポリマーから形成される、請求項６記載の半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ。
【請求項８】
第２部分は、ＳｉＣ、ＴｉＯ２、Ｂａ２ＳＯ４、ＭｇＯのうちの１つから形成される、請求項７記載の半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ。
【請求項９】
シール面は、第１部分及び第２部分から構成される、請求項７記載の半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ。
【請求項１０】
本体は中空内側コアを含む、請求項６記載の半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ。
【請求項１１】
本体は２．５４ｍｍ縮む、請求項１０記載の半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ。
【請求項１２】
中空内側コアは弾性材料で充填されている、請求項１０記載の半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ。
【請求項１３】
ＰＴＦＥから形成された本体はポリマー添加剤を含む、請求項１又は６記載の半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ。
【請求項１４】
本体は四辺形である、請求項１又は６記載の半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ。
【請求項１５】
本体は、０．０２〜０．８μｍの範囲内の表面仕上げを含む、請求項１又は６記載の半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ。
【考案の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
（分野）
本明細書に記載の実施形態は、概して、耐プラズマ性シールを有する基板処理チャンバコンポーネントアセンブリに関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
半導体産業において、デバイスは、絶えず減少するサイズで構造を生成する多くの製造プロセスによって製造される。いくつかの製造プロセスは、処理中の基板を頻繁に汚染し、デバイスの欠陥に寄与する粒子を生成する可能性がある。デバイスの幾何学的形状が縮小するにつれて、欠陥に対する感受性が高まり、粒子汚染物質の要求がより厳しくなる。したがって、デバイスの幾何学的形状が縮小するにつれて、粒子汚染の許容可能なレベルは、低減される可能性がある。
【０００３】
また、半導体処理システム内の真空レベルを維持するために、様々な場所でシールが使用されている。従来のシール材料は、典型的には、浸食に対する耐性が高くはなく、したがって、十分なエネルギーを有する直接（ダイレクト）プラズマ又はリモートプラズマに曝露された場合に急速に浸食する傾向を有する。これは、粒子の生成を引き起こし、その結果、欠陥及び高レベルの汚染が生じ、最終的には破損した真空シールをもたらす。
【０００４】
より敏感な半導体用途（例えば、エッチング）では、腐食性ガス及び高エネルギープラズマの存在のために、浸食条件がチャンバの内部に存在する。このような環境は、処理チャンバと共に使用されるシールの寿命を更に制限する。
【０００５】
したがって、基板処理システム内で使用するための改善されたシールが必要とされている。
【概要】
【０００６】
本明細書に開示される実施形態は、概して、耐プラズマ性シールを有する基板処理チャンバコンポーネントアセンブリに関する。一実施形態では、半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリは、第１の半導体処理チャンバコンポーネントと、第２の半導体処理チャンバコンポーネントと、シール部材とを含む。シール部材は、実質的にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成された本体を有する。シール部材は、第１及び第２の半導体処理チャンバコンポーネント間にシールを提供する。本体は、第１面と、第２面と、第１シール面と、第２シール面とを含む。第１面は、プラズマ処理領域に曝露されるように構成される。第２面は、第１面の反対側にある。第１シール面は、第１面と第２面との間に延在する。第１シール面は、第１の半導体処理チャンバコンポーネントと接触する。第２シール面は、第１面と第２面との間に延在する。第２シール面は、第２の半導体処理チャンバコンポーネントと接触する。
【０００７】
別の一実施形態では、半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリが本明細書で開示される。半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリは、静電チャックと、冷却ベースと、シール部材とを含む。シール部材は、実質的にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成された本体を有する。シール部材は、静電チャックと冷却ベースとの間にシールを提供する。本体は、第１面と、第２面と、第１シール面と、第２シール面とを含む。第１面は、プラズマ処理領域に曝露されるように構成される。第２面は、第１面の反対側にある。第１シール面は、第１面と第２面との間に延在する。第１シール面は、静電チャックと接触する。第２シール面は、第１面と第２面との間に延在する。第２シール面は、冷却ベースと接触する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本開示のより具体的な説明を、実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本開示の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限していると解釈されるべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
【図１】一実施形態に係る、１以上のシール部材を有する処理チャンバを示す断面側面図である。
【図２】一実施形態に係る、図１のシール部材の拡大図である。
【図３】一実施形態に係る、第１の処理チャンバコンポーネントと第２の処理チャンバコンポーネントとの間に配置された図２のシール部材の拡大図である。
【図４】一実施形態に係る、図１のシール部材の拡大図である。
【図５】一実施形態に係る、図１のシール部材の拡大図である。
【０００９】
分かりやすくするために、適用可能な限り、図面間で共通する同一の要素を示す際には同一の参照番号を使用している。更に、一実施形態の要素は、本明細書に記載された他の実施形態での利用に有利に使用させることができる。
【詳細な説明】
【００１０】
図１は、一実施形態に係るシール部材１５０を有する処理チャンバ１００を示す断面側面図である。図示のように、処理チャンバ１００は、基板をエッチングすることができるエッチングチャンバである。本開示の恩恵を受けるように適合可能な処理チャンバの例は、カリフォルニア州サンタクララに位置するアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｉｎｃ．）から市販されているＳｙｍ３（商標名）処理チャンバ、Ｃ３（商標名）処理チャンバ、及びＭｅｓａ（商標名）処理チャンバである。他の製造業者からのものを含む他の処理チャンバが、本開示の恩恵を受けるように適合可能であることが理解される。
【００１１】
処理チャンバ１００は、様々なプラズマ処理のために使用することができる。一実施形態では、処理チャンバ１００を使用して、１以上のエッチング剤でドライエッチングを行うことができる。例えば、処理チャンバは、前駆体ＣｘＦｙ（ここで、ｘ及びｙは、許容される異なる組合せ）、Ｏ２、ＮＦ３、又はそれらの組み合わせからのプラズマの点火のために使用することができる。本開示の実施形態はまた、基板１０１上に配置された酸化物層及び金属層を有するシリコン基板内に、プロファイル（例えば、ディープトレンチ及びスルーシリコンビア（ＴＳＶ））をエッチングするフォトマスク用途のためにクロムをエッチングする際に使用することができる。
【００１２】
処理チャンバ１００は、側壁１０４、底部１０６、及びチャンバ蓋１０８を有するチャンバ本体１０２を含む。側壁１０４、底部１０６、及びチャンバ蓋１０８は、内部容積１１０を画定する。処理チャンバ１００は、内部容積１１０に配置されたライナ１１２を更に含む。ライナ１１２は、側壁１０４が処理化学物質及び／又は処理副産物からの損傷及び汚染を防止するように構成される。スリットバルブドア開口部１１４は、側壁１０４を貫通して形成される。スリットバルブドア開口部１１４は、基板及び基板搬送機構の通過を可能にするように構成される。スリットバルブドア１１６は、スリットバルブドア開口部１１４を選択的に開閉する。
【００１３】
処理チャンバ１００は、内部容積１１０に配置された静電チャック１１８を更に含む。静電チャック１１８は、処理チャンバ１００内に移動可能に又は固定して配置される。静電チャック１１８は、処理中に基板１０１を支持するように構成される。静電チャック１１８は、チャック本体１２０及びチャックベース１２２を含む。チャック本体１２０及びチャックベース１２２は、半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ１７０を画定することができる。チャック本体１２０は、接着材料１２４によってチャックベースに固定される。静電チャック１１８は、１以上のシール部材１５０を更に含む。１以上のシール部材１５０は、接着材料１２４を処理環境から保護するために、接着材料１２４の周囲に配置することができる。１以上のシール部材１５０は、図２〜図５に関連して、以下でより詳細に説明される。
【００１４】
チャック本体１２０は、貫通して形成された１以上の貫通孔（図示せず）を含むことができる。貫通孔は、基板１０１を静電チャック１１８の表面から離間させるために、リフトピン１２８を貫通可能となるように構成される。リフト１３０は、処理中にリフトピン１２８を静電チャック１１８に対して昇降させる、及び／又は基板１０１をロード／アンロードするように構成される。静電チャック１１８は、基板１０１を静電チャック上に固定するチャッキング力を生成するためのバイアス電源１３２に結合することができる。
【００１５】
１以上の処理ガスを、ガス源１３６から入口１３８を介してプラズマ処理領域１３４に供給することができる。処理チャンバ１００は、プラズマ処理領域１３４と流体連通する真空ポンプ１４０を更に含むことができる。真空ポンプ１４０は、プラズマ処理領域１３４をポンピングし、低圧環境を維持するように構成される。
【００１６】
処理チャンバ１００は、チャンバ蓋１０８の外側に配置されたアンテナアセンブリ１４２を更に含むことができる。アンテナアセンブリ１４２は、整合ネットワーク１４６を介して高周波（ＲＦ）電源１４４に結合させることができる。処理中、アンテナアセンブリ１４２は、プラズマ処理領域１３４内で処理ガスのプラズマに点火し、基板１０１の処理中にプラズマを維持するために、電源１４４によって供給されるＲＦ電力によって励起される。
【００１７】
図２及び図３は、一実施形態に係るシール部材１５０の拡大図である。シール部材１５０は、一般的に、本体２００を含む。本体２００は、第１面２０２、第２面２０４、及びシール面２０６を含む。第１面２０２は、処理チャンバ１００のプラズマ処理領域に曝露される。第２面２０４は、第１面の反対側にある。一実施形態では、第２面２０４は、基板処理チャンバ１００のコンポーネントに露出される。シール面２０６は、第１面２０２と第２面２０４との間に延在する。シール面２０６は、処理チャンバ１００の第１コンポーネントに接触するように構成される。例えば、シール面２０６は、チャック本体１２０とチャックベース１２２との間にシールが形成されるように、チャック本体１２０と、処理チャンバ１００内でチャックベース１２２に接触する反対側とに接触するように構成される。シール部材１５０は、静電チャック１１８のチャック本体１２０とチャックベース１２２との間に使用されることに加えて、処理チャンバ１００内の他のいくつかの場所で使用されてもよい。例えば、シール部材１５０は、チャンバ蓋１０８、ライナ１１２、シャワーヘッド、ノズル、カソード、又は処理チャンバ１００内の他の適切な場所で使用されてもよい。図３に示されるように、一般的に、シール部材１５０は、第１の処理チャンバコンポーネント３０２と第２の処理チャンバコンポーネント３０２との間に配置することができる。シール部材１５０、第１の処理チャンバコンポーネント３０２、及び第２の処理チャンバコンポーネント３０４は、まとめて、半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ３００を画定することができる。
【００１８】
一般的に、本体２００は、少なくとも部分的にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成することができる。例えば、本体２００は、第１部分２０８及び第２部分２１０を含むことができる。第１部分２０８は、少なくとも第１面２０２を含む。第１部分２０８は、ＰＴＦＥから形成されてもよい。第１部分２０８のＰＴＦＥは、シール部材１５０を形成するために使用される従来のＦＫＭポリマー及びＦＦＫＭポリマーと比較して、より高い耐浸食性を有する。したがって、プラズマ処理領域１３４に曝露される第１面２０２は、従来のＦＫＭ及びＦＦＫＭポリマーよりも良好にプラズマへの曝露に耐える。
【００１９】
更に、ＦＫＭポリマー及びＦＦＫＭポリマーから形成された従来のシール部材は、典型的には、大きさが約１５％〜２０％、又は約０．９インチ〜１インチ圧縮する。ＰＴＦＥから形成された第１部分２０８は、大きさが約１％、又は約０．１インチ〜０．２インチ圧縮するだけである。ＰＴＦＥの圧縮は、処理チャンバ１００の真空圧縮力によるものである。高い圧縮力は、ＰＴＦＥシール部材１５０のための強化されたシールをもたらす。例えば、最大２０〜３０ｋＮの圧縮力が、いくつかの処理チャンバ１００内で達成可能である。第２部分２１０は、ＦＫＭポリマー又はＦＦＫＭポリマーから形成することができる。例えば、第２部分２１０は、ＳｉＣ、ＴｉＯ２、Ｂａ２ＳＯ４、ＭｇＯ、又は他の適切な材料から形成することができる。シール面２０６は、第１部分２０８及び第２部分２１０から部分的に構成することができる。したがって、第１部分２０８は、処理チャンバの第１コンポーネントと接触するとき、第２部分２１０よりも少なく圧縮する。したがって、本体２００を有するシール部材１５０が、第１の処理チャンバコンポーネントと第２の処理チャンバコンポーネントとの間に配置されるとき、第１の処理チャンバコンポーネントは、本体２００の第２部分２１０と接触する第１の処理チャンバコンポーネントの側と比べて、本体２００の第１部分２０８と接触する側でわずかに高く持ち上がるだろう。例えば、本体２００は、本体２００の第１部分２０８と接触する側で約１０〜２０ｍｍ圧縮することができ、本体２００は、本体２００の第２部分２１０と接触する側で約１５〜２５ｍｍ圧縮することができる。
【００２０】
一実施形態では、本体２００は、処理チャンバ１００のコンポーネントと接触する表面積を増加させるために四辺形に成形されてもよい。例えば、本体２００は、処理チャンバ１００の第１のコンポーネントに接触するシール面２０６の表面積を増加させる矩形形状を有してもよい。シール面２０６が接触する第１コンポーネントの表面積を増加させることによって、シール部材１５０と第１コンポーネントとの間に強化されたシールが形成される。また、本体２００は、表面仕上げ２２０を更に含むことができる。表面仕上げ２２０は、１〜３０マイクロインチの範囲内とすることができる。表面仕上げ２２０は、本体２００に対してより滑らかな表面をもたらし、これは、処理チャンバコンポーネントによる強化されたシールを達成するのを助ける。
【００２１】
図４は、別の一実施形態に係るシール部材１５０の拡大図である。シール部材１５０は、一般的に、本体４００を含む。本体４００は、少なくともシール面４０２を含む。本体４００は、実質的にＰＴＦＥから形成することができる。一実施形態では、本体４００は、純粋にＰＴＦＥから形成される。別の一実施形態では、本体４００は、実質的にＰＴＦＥから形成され、添加剤と組み合わされる。例えば、適切な添加剤としては、ＳｉＣ及びポリアミドが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２２】
図５は、別の一実施形態に係るシール部材１５０の拡大図である。シール部材１５０は、一般的に、実質的にＰＴＦＥから形成された本体５００を含む。本体５００は、実質的に中空とすることができる。例えば、本体５００は、図２〜図４の本体２００及び本体４００より約５０％中空であってもよい。中空体５００は、ＰＴＦＥ材料の弾性特性を高めるように構成される。いくつかの実施形態では、シール部材１５０は、本体５００の中空コア５０２に注入される弾性材料を含むことができる。例えば、弾性材料は、ＦＫＭ又はＦＦＫＭポリマーとすることができる。中空コア５０２に注入される弾性材料は、本体５００の弾性特性を高めるように構成される。
【００２３】
上記は特定の実施形態を対象としているが、他の及び更なる実施形態は本考案の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の実用新案登録請求の範囲に基づいて定められる。
【図１】
0003210423.tif 000003
【図２】
0003210423.tif 000004
【図３】
0003210423.tif 000005
【図４】
0003210423.tif 000006
【図５】
0003210423.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月7日(2017.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
処理チャンバの真空圧縮力により、本体は２．５４ｍｍ縮む、請求項１０記載の半導体処理チャンバコンポーネントアセンブリ。