(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置であって、
チャンバであって、前記チャンバの内側である第１の領域と前記チャンバの外側である第２の領域とを隔てる側壁を備えるチャンバと、前記側壁は、前記第１および第２の領域の間に流体連通を提供する開口部を有することと、
第１の端部が前記第１の領域内にあり、第２の端部が前記第２の領域内にあるように、前記開口部を介して水平方向に伸びるアーム部を備える片持梁アセンブリと、前記第１の端部の上側部分の上に基板支持体が配置され、前記第２の端部は移動可能な管路支持プレートに取り付けられていることと、
前記チャンバの外壁に配置され、前記片持梁アセンブリを垂直方向に移動させるよう動作可能である駆動機構であって、前記移動可能な管路支持プレートが取り付けられ、前記移動可能な管路支持プレートを介して前記アーム部の前記第２の端部と結合されている駆動機構と、  
前記移動可能な管路支持プレートと前記側壁と結合され、前記第２の領域内の前記アーム部と前記側壁との間に真空シールを提供するベローズ構成と、
を備える、プラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、
前記基板支持体は、基板を支持するよう適合された上面を有する下側電極アセンブリを備え、
前記プラズマ処理チャンバは、さらに、前記基板支持体の前記上面に対向すると共に離間されて前記上面との間にギャップを形成する下面を有する上側電極アセンブリを備え、
前記下側電極アセンブリは、前記アーム部内に配置されたＲＦ伝送部材を介して高周波（ＲＦ）電源に接続され、
前記駆動機構は、前記基板支持体を前記上側電極アセンブリに対して様々な高さに移動させて、基板のプラズマ処理中に前記ギャップのサイズを調整するよう動作可能である、プラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載のプラズマ処理装置あって、
前記アーム部は、内部空洞を備え、
前記アーム部は、
前記空洞内に配置され、一方の端部がＲＦ電源に接続され、前記ＲＦ電源からＲＦ電力を伝送するよう動作可能であるＲＦ管を備え、
前記下側電極アセンブリは、前記ＲＦ管の他方の端部に接続され、前記ＲＦ電力を集電して前記基板支持体に送るよう動作可能であるＲＦ導電体を備える、プラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載のプラズマ処理装置であって、前記ＲＦ電源は、前記駆動機構によって前記片持梁アセンブリと共に移動されるように、前記アーム部の外側部分に取り付けられる、プラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、さらに、前記開口部を囲む前記側壁上に非接触粒子シールを備え、
前記非接触粒子シールは前記アーム部から垂直に伸びる移動可能なシールドプレートを備え、前記側壁は前記移動可能なシールドプレートを受け入れるスロットを備え、前記移動可能なシールドプレートは前記スロットに接触せず、前記移動可能なシールドプレートの外側部分は前記アーム部のすべての垂直位置において前記スロット内に位置する、プラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、前記ベローズ構成は、移動可能なシールドプレートと固定シールドとを備え、前記移動可能なシールドプレートは、前記アーム部が前記開口部を通過する位置で前記アーム部から伸びており、前記固定シールドは、前記側壁に取り付けられている、プラズマ処理装置。
【請求項７】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、
前記駆動機構は、
垂直リニアベアリングと、
前記アーム部に回転可能に取り付けられ、回転された時に前記アーム部を移動させるよう動作可能であるボールネジと、
前記ボールネジを回転させるためのモータと、
を備える、プラズマ処理装置。
【請求項８】
請求項２に記載のプラズマ処理装置であって、
前記上側電極アセンブリは、処理ガスを前記ギャップ内に供給するための少なくとも１つのバッフルを備え、
前記ＲＦ電源は、前記処理ガスを励起してプラズマを生成するために、ＲＦ電力を前記下側電極アセンブリに供給するよう動作可能である、プラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項２に記載のプラズマ処理装置であって、さらに、前記ギャップを取り囲むことによって前記プラズマを前記ギャップ内に閉じ込めるよう構成された少なくとも１つの閉じ込めリングを備えた閉じ込めリングアセンブリを備える、プラズマ処理装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、前記ベローズは、一端で前記側壁の外側に対してシールされた軸直角変位ベローズであり、前記ベローズの内部は、前記第２の領域を規定する、プラズマ処理装置。
【請求項１１】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、前記第２の領域の外側に位置する前記アームの前記第１の端部上に、ＲＦ源が支持されている、プラズマ処理装置。
【請求項１２】
請求項２に記載のプラズマ処理装置であって、
（ａ）前記基板支持体は、ＲＦ駆動下側電極を備え、前記アーム部は、前記電極にＲＦ整合を提供する回路を収容するハウジングを前記第２の端部に備え、
（ｂ）前記アーム部は、前記基板支持体上に載置された基板に背面冷却を提供するよう動作可能な少なくとも１つのガス管を備え、
（ｃ）前記アーム部は、前記基板支持体の中に配置されたセンサからの信号を伝送するよう動作可能な少なくとも１つの電気接続を備え、
および／または、
（ｄ）前記アーム部は、前記基板支持体の中で熱伝導液を循環させるよう動作可能な流体通路を備える、プラズマ処理装置。
【請求項１３】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、さらに、前記チャンバの外側に配置された移動可能な管路支持プレートを備え、前記移動可能な管路支持プレートは前記アーム部の一端に取り付けられ、前記アーム部のサービス開口部と水平方向に整列した複数のサービス開口部を有し、リニアガイドに沿って前記チャンバの前記側壁の外面に沿って摺動する移動可能な環状プレートに取り付けられ、前記環状プレートは前記ベローズが配置される前記アーム部の周りの環状空間を規定する、プラズマ処理装置。
【請求項１４】
半導体基板を処理する方法であって、
請求項２に記載の前記プラズマ処理装置内の前記基板支持体の上に半導体基板を支持する工程と、
前記上側電極アセンブリおよび前記下側電極アセンブリの間の空間内でプラズマを生成する工程と、
前記駆動機構によって前記片持梁アセンブリを移動させることにより、前記ギャップを調整する工程と、
前記プラズマで前記半導体基板を処理する工程と、
を備える、方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、前記処理する工程は、プラズマエッチングを含む、方法。
【請求項１６】
基板を処理するためのプラズマ処理チャンバの片持梁アセンブリのための軸直角変位ベローズユニットであって、側壁が、前記チャンバの内側である第１の領域と前記チャンバの外側である第２の領域とを隔て、前記第１の領域および前記第２の領域は前記側壁の開口部を介して流体連通し、前記ベローズユニットは、
前記チャンバの前記側壁に取り付けられた固定環状プレートであって、前記環状プレートの開口部が、前記側壁の前記開口部を取り囲む、固定環状プレートと、
前記第１および第２の領域の外側でアーム部の端部に取り付けられた移動可能なプレートであって、前記アーム部は第１の端部が前記第１の領域内にあり、第２の端部がベローズによって規定される前記第２の領域内にあるように、前記側壁の前記開口部を介して水平方向に伸びるよう構成されており、前記第１の端部の上側部分の上に基板支持体が配置される、移動可能なプレートと、
前記固定環状プレートと前記移動可能なプレートとの間に伸び、前記第２の領域内の前記アーム部と前記側壁との間に真空シールを提供するベローズと、
を備える、ベローズユニット。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
次世代デバイス製造におけるフィーチャサイズの縮小および新材料の実装により、プラズマ処理装置に新たな要件が加わった。デバイスの小型化、基板サイズの大型化、および、新たな処理技術（例えば、デュアルダマシンエッチングのための複数工程レシピ）により、デバイス歩留まりの向上のためにウエハにわたる良好な均一性を維持するという困難性が増大している。
【発明の概要】
【０００２】
プラズマ処理装置の一実施形態は、内部領域を取り囲み開口部を有する側壁を備えるチャンバと、側壁の開口部を介して延伸し、内部領域の外側に位置する外側部分を有する片持梁アセンブリであって、内部領域内のアーム部上に基板支持体が配置されている片持梁アセンブリと、アーム部の外側部分に結合され、片持梁アセンブリを垂直方向に移動させるよう動作可能である駆動機構と、アーム部と側壁との間に真空シールを提供するベローズ構成と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１Ａ】軸直角変位ベローズおよび非接触粒子シールを備えるギャップ調整可能な容量結合閉じ込めＲＦプラズマリアクタの一実施形態を示す図。
【図１Ｂ】軸直角変位ベローズおよび非接触粒子シールを備えるギャップ調整可能な容量結合閉じ込めＲＦプラズマリアクタの一実施形態を示す図。
【図１Ｃ】軸直角変位ベローズおよび非接触粒子シールを備えるギャップ調整可能な容量結合閉じ込めＲＦプラズマリアクタの一実施形態を示す図。
【図２】下側電極がギャップ調整可能なプラズマリアクタチャンバに対して垂直に平行移動することを可能にする片持梁取り付けのＲＦバイアスハウジングの一実施形態を示す図。
【図３】図１Ａ〜図１Ｃに示した軸直角変位ベローズの一実施形態の部分切り取り図。
【図４】移動可能なベローズシールドプレートおよび固定ベローズシールドの詳細を示す図３のボックスＱの拡大図。
【図５Ａ】下側電極が中間位置にある（中間ギャップである）時のラビリンスシールの一実施形態を示す部分断面図。
【図５Ｂ】下側電極が中間位置にある（中間ギャップである）時のラビリンスシールの一実施形態を示す端面図。
【図６Ａ】下側電極が低位置にある（大ギャップである）時の図５Ａおよび図５Ｂの実施形態を示す部分断面図。
【図６Ｂ】下側電極が低位置にある（大ギャップである）時の図５Ａおよび図５Ｂの実施形態を示す端面図。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
図１Ａ〜図１Ｃは、ギャップを調整可能な容量結合閉じ込めＲＦプラズマリアクタ６００の一実施形態を示す図である。図に示すように、真空チャンバ６０２は、下側電極６０６を収容する内部空間を取り囲むチャンバハウジング６０４を備える。チャンバ６０２の上側部分には、下側電極６０６から垂直に離間されて、上側電極６０８が設けられている。上側電極６０８および下側電極６０６の平面は、実質的に、平行であり、電極間の垂直方向に直交する。上側電極６０８および下側電極６０６は、円形であり、１つの垂直軸に関して同軸であることが好ましい。上側電極６０８の下面は、下側電極６０６の上面と対向している。離間されて対向している電極の表面は、それらの間に調整可能なギャップ６１０を規定する。稼働時、下側電極６０６には、ＲＦ電源（整合）６２０によってＲＦ電力が供給される。ＲＦ電力は、ＲＦ供給管路６２２、ＲＦストラップ６２４、および、ＲＦ電力部材６２６を介して、下側電極６０６に供給される。より均一なＲＦ場を下側電極６０６に供給するために、接地シールド６３６が、ＲＦ電力部材６２６を囲んでよい。共有されている同時係属の米国特許出願第２００８／０１７１４４４号に記載されているように、ウエハは、ウエハポート６８２を介して挿入され、処理のためにギャップ６１０内において下側電極６０６上に支持され、処理ガスが、ギャップ６１０に供給されて、ＲＦ電力によってプラズマ状態に励起される。なお、上記の出願の内容全体は、引用によって本明細書に組み込まれる。上側電極６０８は、電力の供給を受けてもよいし、接地されてもよい。
【０００５】
図１Ａ〜図１Ｃに示す実施形態では、下側電極６０６は、下側電極支持プレート６１６上に支持されている。下側電極６０６と下側電極支持プレート６１６との間に挿入された絶縁リング６１４は、下側電極６０６を支持プレート６１６から絶縁する。
【０００６】
ＲＦバイアスハウジング６３０は、ＲＦバイアスハウジングボウル６３２上に下側電極６０６を支持する。ボウル６３２は、ＲＦバイアスハウジング６３０のアーム６３４によって、チャンバ壁プレート６１８の開口部を介して管路支持プレート６３８に結合されている。好ましい実施形態では、ＲＦバイアスハウジングボウル６３２およびＲＦバイアスハウジングアーム６３４は、１つの構成要素として一体的に形成されるが、アーム６３４およびボウル６３２は、ボルトなどで結合された２つの別個の構成要素であってもよい。
【０００７】
ＲＦバイアスハウジングアーム６３４は、ＲＦ電力、並びに、気体冷却剤、液体冷却剤、ＲＦエネルギ、リフトピン制御のためのケーブル、電気的な監視および作動の信号などの設備を、真空チャンバ６０２の外側から真空チャンバ６０２の内側の下側電極６０６の背面の空間に通すための１または複数の空洞の通路を備える。ＲＦ供給管路６２２は、ＲＦバイアスハウジングアーム６３４から絶縁されており、ＲＦバイアスハウジングアーム６３４は、ＲＦ電力のＲＦ電源６２０への帰還路を提供する。設備管路６４０は、設備要素のための通路を提供する。設備要素のさらなる詳細は、米国特許第５，９４８，７０４号および共有されている同時係属の米国特許出願第２００８／０１７１４４４号に記載されており、記載を簡単にするため、本明細書では省略する。ギャップ６１０は、閉じ込めリングアセンブリ（図示せず）によって囲まれることが好ましく、その詳細については、共有されている米国特許出願公開第２００７／０２８４０４５号に記載されており、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００８】
管路支持プレート６３８は、駆動機構６４２に取り付けられている。駆動機構の詳細は、共有されている同時係属の米国特許出願公開第２００８／０１７１４４４号に記載されており、参照によって本明細書に組み込まれる。駆動機構６４２（サーボモータ、ステッピングモータなど）は、例えば、ネジ歯車６４６（ボールネジおよびボールネジを回転させるためのモータなど）によって、垂直リニアベアリング６４４に取り付けられる。ギャップ６１０のサイズを調整するための動作の間、駆動機構６４２は、垂直リニアベアリング６４４に沿って移動する。図１Ａは、駆動機構６４２がリニアベアリング６４４の高位置にある結果、小さいギャップ６１０ａが生じる場合の構成を示す。図１Ｂは、駆動機構６４２がリニアベアリング６４４の中間位置にある場合の構成を示す。図に示すように、下側電極６０６、ＲＦバイアスハウジング６３０、管路支持プレート６３８、ＲＦ電源６２０はすべて、チャンバハウジング６０４および上側電極６０８に対して、より低く移動されているため、結果として、中間サイズのギャップ６１０ｂが生じる。
【０００９】
図１Ｃは、駆動機構６４２がリニアベアリングの低位置にある場合の大きいギャップ６１０ｃを示す。上側電極６０８および下側電極６０６は、ギャップ調整の間も同軸を維持し、ギャップの両側にある上側電極および下側電極の対向面は、平行を維持することが好ましい。
【００１０】
この実施形態によれば、複数工程の処理レシピ（ＢＡＲＣ、ＨＡＲＣ、ＳＴＲＩＰなど）中のＣＣＰチャンバ６０２内の下側電極６０６および上側電極６０８の間のギャップ６１０を、例えば、３００ｍｍウエハまたは平面パネルディスプレイなど、大直径の基板にわたって均一なエッチングを維持するために、調整することが可能である。特に、この実施形態は、下側電極６０６および上側電極６０８の間に調整可能なギャップを提供するのに必要な線形の動きを容易にするための機械的な構成に関する。
【００１１】
図１Ａは、近位端で管路支持プレート６３８に対して、そして、遠位端でチャンバ壁プレート６１８の段付きフランジ６２８に対してシールされた軸直角変位ベローズ６５０を示す。段付きフランジの内径は、ＲＦバイアスハウジングアーム６３４を通すチャンバ壁プレート６１８の開口部６１２を規定する。
【００１２】
軸直角変位ベローズ６５０は、真空シールを提供すると共に、ＲＦバイアスハウジング６３０、管路支持プレート６３８、および、駆動機構６４２の垂直移動を許容する。ＲＦバイアスハウジング６３０、管路支持プレート６３８、および、駆動機構６４２は、片持梁アセンブリと呼んでもよい。好ましくは、ＲＦ電源６２０は、片持梁アセンブリと共に移動し、管路支持プレート６３８に取り付けられてよい。図１Ｂは、片持梁アセンブリが中間位置にある時に中立位置にあるベローズ６５０を示す。図１Ｃは、片持梁アセンブリが低位置にある時に軸直角方向に変位したベローズ６５０を示す。
【００１３】
ラビリンスシール６４８は、ベローズ６５０とプラズマ処理チャンバハウジング６０４の内部との間に粒子バリアを提供する。チャンバハウジング６０４の内壁のチャンバ壁プレート６１８に、固定シールド６５６を固定することで、ラビリンス溝６６０（スロット）が提供されており、そのラビリンス溝６６０内で、移動可能なシールドプレート６５８が、片持梁アセンブリの垂直の動きに対応して垂直移動する。移動可能なシールドプレート６５８の外側部は、下側電極６０６がどの垂直位置にあっても、スロット内に残る。
【００１４】
実施形態において、ラビリンスシール６４８は、チャンバ壁プレート６１８の開口部６１２においてチャンバ壁プレート６１８の内面に取り付けられてラビリンス溝６６０を規定する固定シールド６５６を備える。移動可能なシールドプレート６５８は、ＲＦバイアスハウジングのアーム６３４がチャンバ壁プレート６１８の開口部６１２を通過する位置で、アーム６３４から放射状に伸びるように取り付けられる。移動可能なシールドプレート６５８は、ラビリンス溝６６０内に伸びると共に、第１のギャップ（図４の空隙「Ｂ」）だけ固定シールド６５６から離間され、第２のギャップ（図４の空隙「Ｃ」）だけチャンバ壁プレート６１８の内壁から離間されていることにより、片持梁アセンブリが垂直に移動することを許容する。ラビリンスシール６４８は、ベローズ６５０から砕けた粒子が、真空チャンバの内部６０５内に進入することを防ぎ、処理ガスプラズマからのラジカルがベローズ６５０に移動すると堆積物を形成して後に砕ける場合があることから、その移動を防止する。
【００１５】
図１Ａは、片持梁アセンブリが高位置にある（小さいギャップ６１０ａである）時に、移動可能なシールドプレート６５８が、ＲＦバイアスハウジングアーム６３４の上方のラビリンス溝６６０内で高位置にある様子を示す。図１Ｃは、片持梁アセンブリが低位置にある（大きいギャップ６１０ｃである）時に、移動可能なシールドプレート６５８が、ＲＦバイアスハウジングアーム６３４の上方のラビリンス溝６６０内で低位置にある様子を示す。図１Ｂは、片持梁アセンブリが中間位置にある（中間のギャップ６１０ｂである）時に、移動可能なシールドプレート６５８が、ラビリンス溝６６０内で中立すなわち中間位置にある様子を示す。ラビリンスシール６４８は、ＲＦバイアスハウジングアーム６３４に関して対称であることが図示されているが、別の実施形態では、ＲＦバイアスアーム６３４に関して非対称であってもよい。
【００１６】
図２は、ギャップを調整可能な容量結合閉じ込めＲＦプラズマリアクタの構成要素の一実施形態を示す。構成要素は、部分的に切り取った様子が図示されており、説明しやすいように他の構成要素は省略されている。図において、ＲＦバイアスハウジング６３０は、チャンバの外側に位置する管路支持プレート６３８によって真空チャンバ６０２内に支持されている。ＲＦバイアスハウジングアーム６３４の近位端は、管路支持プレート６３８に取り付けられている。管路支持プレート６３８のサービス開口部により、ＲＦバイアスハウジングアーム６３４の内部を軸方向に通って下側電極６０６の裏側の空間に至る設備管路６４０およびＲＦ供給管路６２２にアクセスできるようになっている。ＲＦ供給管路６２２および設備管路６４０は、第１の圧力（大気圧など）であり、真空チャンバ６０２の内部は、真空口６８０を介して真空ポンプに接続されることにより第２の圧力（減圧など）になっている。ベローズ６５０は、真空シールを提供しつつ、片持梁アセンブリの垂直移動を許容する。
【００１７】
管路支持プレート６３８は、リニアベアリング６４４に沿って真空チャンバ６０２に対して垂直に上下動する駆動機構６４２に取り付けられている。リニアベアリング６４４は、真空チャンバ６０２の側壁を提供するチャンバ壁プレート６１８に取り付けられている。チャンバ壁プレート６１８は、駆動機構６４２の動作中に移動しないが、真空チャンバ６０２内のＲＦバイアスハウジング６３０および下側電極アセンブリの取り外しおよび挿入を容易にするために、取り外し可能に真空チャンバ６０２に取り付けられてよい。駆動機構６４２が真空チャンバ６０２に対して垂直に移動する時に、管路支持プレート６３８およびＲＦバイアスハウジング６３０も、図２の矢印Ａ−Ａ’で示す方向に垂直移動する。
【００１８】
チャンバ壁プレート６１８は、チャンバハウジング６０４内への開口部を形成する段付きフランジ６２８を有する。ＲＦバイアスハウジングアーム６３４は、段付きフランジ６２８の内径によって規定される開口部６１２を介してチャンバハウジング６０４の内部に至る。開口部６１２を規定する段付きフランジ６２８の内径は、アーム６３４が垂直方向Ａ−Ａ’に移動できるように、ＲＦバイアスハウジングアーム６３４の外側の横断寸法よりも大きい。ＲＦバイアスハウジングアーム６３４の近位端は、ＲＦバイアスハウジングアーム６３４がチャンバ壁プレート６１８に対して移動できるように、管路支持プレート６３８に結合してシールしている。ベローズ６５０は、図３を参照して以下で説明するように、ＲＦバイアスハウジングアーム６３４の近位端をチャンバ壁プレート６１８に対してシールするための真空シールを形成する。
【００１９】
図３は、ＲＦバイアスハウジングアーム６３４の近位端とチャンバ壁プレート６１８との間に、横方向に移動可能な真空シールを形成するベローズ６５０を示す。この図では、ベローズ６５０のアコーディオン状の外観は図示されていない。ベローズ６５０の詳細については、共有されている同時係属の米国特許出願第２００８／０１７１４４４に記載されている。ベローズ６５０の近位端６５０ａは、近位端６５０ａの小直径端をＲＦバイアスハウジングアーム６３４のクランプ端６５４と管路支持プレート６３８との間に挟むように、クランプ端６５４の下にＯ−リングと共にクランプ固定される。ベローズ６５０の大直径の遠位端６５０ｂは、段付きフランジ６２８の内径に隣接する開口部６１２の周囲にわたってチャンバ壁プレート６１８の外壁に対するシールを形成するように、クランプリング６５２の下にクランプ固定される。クランプリング６５２は、チャンバ壁プレート６１８にボルト固定されることが好ましい。
【００２０】
ベローズ６５０は、ラビリンスシール６４８（図３および図４のボックスＱを参照）によって真空チャンバ６０２の内部から実質的に隔離される。移動可能なシールドプレート６５８は、ＲＦバイアスハウジングアーム６３４から放射状に伸びており、片持梁アセンブリと共に垂直方向に移動する。チャンバ壁プレート６１８の内面上で段付きフランジ６２８の内径の周囲に設けられた後退部を固定シールド６５６で覆うことにより、チャンバ壁プレート６１８の内壁と固定シールド６５６との間にラビリンス溝６６０が規定される。移動可能なシールドプレート６５８は、ラビリンス溝６６０の壁から離間されてラビリンス溝６６０内に配置されるように、移動可能なシールドプレート６５８の両側にギャップを有してラビリンス溝６６０内に伸びる。それにより、移動可能なシールドプレート６５８は、ラビリンス溝６６０を規定する任意の表面と接触することなく、ラビリンス溝６６０内で垂直方向に移動することができる。図４に示すように、ラビリンス溝６６０のかかる配置により、固定シールドプレート６５６と移動可能なシールドプレート６５８との間の環状の空隙「Ｂ」、および、移動可能なシールドプレート６５８とチャンバ壁プレート６１８の表面との間の第２の空隙「Ｃ」が形成される。
【００２１】
ラビリンスシール６４８は、真空処理条件下で、軸直角変位ベローズの内部６８６と真空チャンバ内部６０５との間の粒子の移動を実質的に防ぐ。ラビリンス溝６６０の空隙「Ｂ」および「Ｃ」の厚さと、移動可能なシールドプレート６５８がラビリンス溝６６０内に挿入される深さの比は、約１：８から約１：５０の範囲であることが好ましい。例えば、「Ｂ」および「Ｃ」の空隙の厚さは、一方の側では、移動可能なシールドプレート６５８とチャンバ壁プレート６１８との間のギャップのサイズであり、他方の側では、移動可能なシールドプレート６５８と固定シールドプレート６５６との間のギャップのサイズである。
【００２２】
図５Ａは、片持梁アセンブリが中間すなわち中立位置にある（中間ギャップ６１０ｂである）時のラビリンスシール６４８の一実施形態を示す縦断面図であり、図５Ｂは、真空チャンバ６０２の内部から見た図である。ＲＦバイアスハウジングアーム６３４は、段付きフランジ６２８の内径によって規定されるチャンバ壁プレートの開口部６１８を通る。移動可能なシールドプレート６５８は、ラビリンス溝６６０よりも狭く、それにより、移動可能なシールドプレート６５８の外縁は、ラビリンス溝６６０内に挿入されて、ベローズ６５０の内部６８６と真空チャンバの内部６０５との間に非接触の粒子シールを形成する。移動可能なシールドプレート６５８は、ボルト６９２によってＲＦバイアスハウジングアーム６３４に固定されてもよいし、除去可能な接着剤などによって取り付けられてもよい。固定シールド６５６は、ボルト６９０によってチャンバ壁プレート６１８の内面に固定されてもよいし、接着剤または他の取り外し可能な結合などによって取り付けられてもよい。
【００２３】
図６Ａは、片持梁アセンブリが低位置にある（大ギャップ６１０ｃである）時の図５Ａおよび図５Ｂに示したラビリンスシール６４８の実施形態を示す縦断面図であり、図６Ｂは、真空チャンバ６０２の内部から見た図である。図に示すように、固定シールド６５６は、固定シールド６５６の着脱と、移動可能なシールドプレート６５８の着脱を可能にするために、いくつかの部分から形成されてよい。例えば、固定シールドプレート６５６は、下側固定シールド部分６５７および上側固定シールド部分６５９を備える。
【００２４】
本発明の具体的な実施形態を参照しつつ本発明について説明したが、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく、様々な変更および変形が可能であり、等価物を用いることが可能であることは、当業者にとって明らかである。
適用例１：プラズマ処理装置であって、内部を第１および第２の領域に隔てる側壁を備えるチャンバと、前記側壁は、前記第１および第２の領域の間に流体連通を提供する開口部を有することと、第１の端部が前記第１の領域内にあり、第２の端部が前記第２の領域内にあるように、前記開口部を介して水平方向に伸びるアーム部を備える片持梁アセンブリと、前記第１の端部の上側部分の上に基板支持体が配置されることと、前記アーム部の前記第２の端部に結合され、前記片持梁アセンブリを垂直方向に移動させるよう動作可能である駆動機構と、前記アーム部と前記側壁との間に真空シールを提供するベローズ構成と、を備える、プラズマ処理装置。
適用例２：適用例１に記載のプラズマ処理装置であって、前記基板支持体は、基板を支持するよう適合された上面を有する下側電極アセンブリを備え、前記プラズマ処理チャンバは、さらに、前記基板支持体の前記上面に対向すると共に離間されて前記上面との間にギャップを形成する下面を有する上側電極アセンブリを備え、前記下側電極アセンブリは、前記アーム部内に配置されたＲＦ伝送部材を介して高周波（ＲＦ）電源に接続され、前記駆動機構は、前記基板支持体を前記上側電極アセンブリに対して様々な高さに移動させて、基板のプラズマ処理中に前記ギャップのサイズを調整するよう動作可能である、プラズマ処理装置。
適用例３：適用例２に記載のプラズマ処理装置であって、前記下側電極アセンブリは、プラズマ処理中に前記基板を所定位置にクランプするよう動作可能な静電チャックを備える、プラズマ処理装置。
適用例４：適用例１に記載のプラズマ処理チャンバであって、前記アーム部は、内部空洞を備え、前記プラズマ処理チャンバは、さらに、前記空洞内に配置され、一方の端部がＲＦ電源に接続され、前記ＲＦ電源からＲＦ電力を伝送するよう動作可能であるＲＦ管と、前記ＲＦ管の他方の端部に接続され、前記ＲＦ電力を集電して前記基板支持体に送るよう動作可能であるＲＦ導電体と、を備える、プラズマ処理チャンバ。
適用例５：適用例４に記載のプラズマ処理装置であって、前記ＲＦ電源は、前記駆動機構によって前記片持梁アセンブリと共に移動されるように、前記アーム部の外側部分に取り付けられる、プラズマ処理装置。
適用例６：適用例１に記載のプラズマ処理装置であって、さらに、前記開口部を囲む前記側壁上に非接触粒子シールを備え、
前記非接触粒子シールは前記アーム部から垂直に伸びる固定プレートを備え、前記側壁は前記固定プレートを受け入れるスロットを備え、前記固定プレートは前記スロットに接触せず、前記固定プレートの外側部分は前記アーム部のすべての垂直位置において前記スロット内に位置する、プラズマ処理装置。
適用例７：適用例１に記載のプラズマ処理装置であって、（ａ）前記アーム部が最上位位置に移動された時に、前記ベローズの上側部分は圧縮され、前記ベローズの下側部分は伸長され、（ｂ）前記アーム部が最下位位置に移動された時に、前記ベローズの上側部分は伸長され、前記ベローズの下側部分は圧縮される、プラズマ処理装置。
適用例８：適用例１に記載のプラズマ処理装置であって、前記ベローズは、移動可能なベローズシールドプレートと固定ベローズシールドとを備え、前記移動可能なベローズシールドプレートは、前記アーム部の前記第２の端部から伸びており、前記固定ベローズシールドは、前記側壁に取り付けられている、プラズマ処理装置。
適用例９：適用例１に記載のプラズマ処理装置であって、前記駆動機構は、垂直リニアベアリングと、前記アーム部に回転可能に取り付けられ、回転された時に前記アーム部を移動させるよう動作可能であるボールネジと、前記ボールネジを回転させるためのモータと、を備える、プラズマ処理装置。
適用例１０：適用例２に記載のプラズマ処理装置であって、前記上側電極アセンブリは、処理ガスを前記ギャップ内に供給するための少なくとも１つのバッフルを備え、前記ＲＦ電源は、前記処理ガスを励起してプラズマを生成するために、ＲＦ電力を前記下側電極アセンブリに供給するよう動作可能である、プラズマ処理装置。
適用例１１：適用例２に記載のプラズマ処理装置であって、さらに、前記ギャップを取り囲むことによって前記プラズマを前記ギャップ内に閉じ込めるよう構成された少なくとも１つの閉じ込めリングを備えた閉じ込めリングアセンブリを備える、プラズマ処理装置。
適用例１２：適用例１に記載のプラズマ処理装置であって、前記ベローズは、一端で前記側壁の外側に対してシールされた軸直角変位ベローズであり、前記ベローズの内部は、前記第２の領域を規定する、プラズマ処理装置。
適用例１３：適用例１に記載のプラズマ処理装置であって、前記第２の領域の外側に位置する前記アームの前記第１の端部上に、ＲＦ源が支持されている、プラズマ処理装置。
適用例１４：適用例２に記載のプラズマ処理装置であって、（ａ）前記基板支持体は、ＲＦ駆動下側電極を備え、前記アーム部は、前記電極にＲＦ整合を提供する回路を収容するハウジングを前記第２の端部に備え、（ｂ）前記アーム部は、前記基板支持体上に載置された基板に背面冷却を提供するよう動作可能な少なくとも１つのガス管を備え、（ｃ）前記支持アームは、前記基板支持体の中に配置されたセンサからの信号を伝送するよう動作可能な少なくとも１つの電気接続を備え、および／または、（ｄ）前記支持アームは、前記基板支持体の中で熱伝導液を循環させるよう動作可能な流体通路を備える、プラズマ処理装置。
適用例１５：適用例１に記載のプラズマ処理装置であって、さらに、前記チャンバの外側に配置された移動可能な支持プレートを備え、前記移動可能な支持プレートは前記支持アームの一端に取り付けられ、前記支持アームのサービス開口部と水平方向に整列した複数のサービス開口部を有し、リニアガイドに沿って前記チャンバの前記側壁の外面に沿って摺動する移動可能な環状プレートに取り付けられ、前記環状プレートは前記ベローズが配置される前記支持アームの周りの環状空間を規定する、プラズマ処理装置。
適用例１６：半導体基板を処理する方法であって、適用例２に記載の前記プラズマ処理装置内の前記基板支持体の上に半導体基板を支持する工程と、前記上側電極アセンブリおよび前記下側電極アセンブリの間の空間内でプラズマを生成する工程と、前記駆動機構によって前記片持梁アセンブリを移動させることにより、前記ギャップを調整する工程と、前記プラズマで前記半導体基板を処理する工程と、を備える、方法。
適用例１７：適用例１６に記載の方法であって、前記処理する工程は、プラズマエッチングを含む、方法。
適用例１８：基板を処理するためのプラズマ処理チャンバの片持梁アセンブリのための軸直角変位ベローズユニットであって、側壁が、前記チャンバの内部を、前記側壁の開口部を介して流体連通する第１および第２の領域に隔てているベローズユニットと、前記ベローズユニットは、前記チャンバの前記側壁に取り付けられた固定環状プレートであって、前記環状プレートの開口部が、前記側壁の前記開口部を取り囲む、固定環状プレートと、前記第１および第２の領域の外側でアーム部の端部に取り付けられた移動可能なプレートであって、前記アーム部は第１の端部が前記第１の領域内にあり、第２の端部がベローズによって規定される前記第２の領域内にあるように、前記側壁の前記開口部を介して水平方向に伸びるよう構成されており、前記第１の端部の上側部分の上に基板支持体が配置される、移動可能なプレートと、前記固定環状プレートと前記移動可能なプレートとの間に伸びるベローズと、を備え、（ａ）前記アーム部が最上位位置に移動された時に、前記ベローズの上側部分は圧縮され、前記ベローズの下側部分は伸長され、（ｂ）前記アーム部が最下位位置に移動された時に、前記ベローズの上側部分は伸長され、前記ベローズの下側部分は圧縮される、ベローズユニット。
適用例１９：適用例１８に記載の軸直角変位ベローズユニットであって、前記ベローズは、テーパ状をなり、前記チャンバの前記側壁に対してシールされた端部における直径が大きい、ベローズユニット。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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