(57)【要約】【課題】【解決手段】様々な実施形態が、既存のプラズマベース処理システムの静電チャック（ＥＳＣ）に組み込む装置を含む。その装置は：プラズマベース処理システムの動作中に、チューブアダプタ内の複数の高電圧電極と、チューブアダプタの本体との間のアーク放電を防止するために、チューブアダプタの内面上に形成された誘電体コーティングを有するチューブアダプタと；高電圧電極が中に収容される複数の絶縁チューブと；アーク放電を防止するための、複数の絶縁チューブの内の外側のチューブに近接したチューブアダプタの拡大ギャップ部分と、を備える。ＥＳＣを形成する他の方法、デバイス、装置、および、システムが開示されている。【選択図】図３Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマベース処理システムの静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリのためのチューブアダプタであって、
前記チューブアダプタ内の複数の絶縁チューブであって、前記複数の絶縁チューブの各々は、その中に収容される複数の高周波（ＲＦ）信号電極の内の１つを受け入れるよう構成され、前記複数の絶縁チューブの各々は、前記プラズマベース処理システムの動作中に、その中に収容された前記ＲＦ信号電極の内のそれぞれの１つと前記チューブアダプタとの間のアーク放電を防止するよう構成されている、複数の絶縁チューブと、
前記チューブアダプタの内面上に形成され、前記プラズマベース処理システムの動作中に、高電圧電極の少なくとも１つと、前記チューブアダプタ内に配置された前記ＲＦ信号電極との間のアーク放電を防止するよう構成された誘電体コーティングであって、前記誘電体コーティングは、前記チューブアダプタを形成する材料と実質的に同等の熱膨張率（ＣＴＥ）を有する、誘電体コーティングと、
を備える、チューブアダプタ。
【請求項２】
請求項１に記載のチューブアダプタであって、前記誘電体コーティングの前記ＣＴＥは、前記チューブアダプタが動作する温度環境の変化による粒子脱落を防止するように選択される、チューブアダプタ。
【請求項３】
請求項１に記載のチューブアダプタであって、前記誘電体コーティングは、硬質陽極酸化コーティングである、チューブアダプタ。
【請求項４】
請求項１に記載のチューブアダプタであって、前記誘電体コーティングは、ポリイミドコーティングである、チューブアダプタ。
【請求項５】
請求項１に記載のチューブアダプタであって、前記ＥＳＣアセンブリは、さらに、前記チューブアダプタに機械的に結合されたペデスタルを備える、チューブアダプタ。
【請求項６】
請求項５に記載のチューブアダプタであって、前記チューブアダプタは、既存のプラズマベース処理システムの前記ペデスタルと共に組み込まれるよう構成される、チューブアダプタ。
【請求項７】
請求項１に記載のチューブアダプタであって、前記チューブアダプタは、前記ＥＳＣアセンブリのための接地板を形成する、チューブアダプタ。
【請求項８】
プラズマベース処理システムの静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリのためのチューブアダプタであって、
前記チューブアダプタ内の複数の絶縁チューブであって、前記複数の絶縁チューブの各々は、その中に収容される複数の高電圧電極の内の１つを受け入れるよう構成され、前記複数の絶縁チューブの各々は、前記プラズマベース処理システムの動作中に、その中に収容された前記高電圧電極の内のそれぞれの電極と前記チューブアダプタの本体との間のアーク放電を防止するよう構成されている、複数の絶縁チューブ
を備える、チューブアダプタ。
【請求項９】
請求項８に記載のチューブアダプタであって、前記複数の高電圧電極は、高周波（ＲＦ）信号電極を含む、チューブアダプタ。
【請求項１０】
請求項８に記載のチューブアダプタであって、前記複数の絶縁チューブは、前記プラズマベース処理システムの動作中に遭遇する高温の存在下で経時的に実質的に一貫した絶縁耐力を有する、チューブアダプタ。
【請求項１１】
請求項８に記載のチューブアダプタであって、さらに、
前記複数の絶縁チューブの各々に第１側で結合されたサーマルチョークと、
前記サーマルチョークの各々のそれぞれの第２側に結合された導電ロッドと、
を備える、チューブアダプタ。
【請求項１２】
請求項８に記載のチューブアダプタであって、前記複数の絶縁チューブの各々は、セパレータスリーブによって、適所に保持され、前記絶縁チューブの残りから分離される、チューブアダプタ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のチューブアダプタであって、前記セパレータスリーブの各々は、前記ＥＳＣの修理動作またはメンテナンス動作中に、前記複数の絶縁チューブの各々を取り外して受け入れるためのサイズを有する、チューブアダプタ。
【請求項１４】
請求項１２に記載のチューブアダプタであって、前記セパレータスリーブの各々は、非導電性セラミック材料を含む、チューブアダプタ。
【請求項１５】
請求項１２に記載のチューブアダプタであって、前記セパレータスリーブの各々は、機械加工できるガラスセラミック材料を含む、チューブアダプタ。
【請求項１６】
請求項８に記載のチューブアダプタであって、前記絶縁チューブは、ポリイミド材料を含む、チューブアダプタ。
【請求項１７】
請求項８に記載のチューブアダプタであって、さらに、前記チューブアダプタの内面上に形成され、前記プラズマベース処理システムの動作中に、前記チューブアダプタ内の前記複数の高電圧電極と、前記チューブアダプタの本体との間のアーク放電を防止するよう構成された誘電体コーティングを備える、チューブアダプタ。
【請求項１８】
プラズマベース処理システムの静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリのためのチューブアダプタであって、
前記チューブアダプタ内の複数の絶縁チューブであって、前記複数の絶縁チューブの各々は、それぞれの導電ロッドに結合されるよう構成され、前記複数の絶縁チューブの各々は、前記複数の絶縁チューブの内のそれぞれのチューブ内の高電圧ラインと、前記チューブアダプタの接地表面との間でのアーク放電が起こりえない位置まで、前記チューブアダプタの遠位に伸びる、複数の絶縁チューブと、
前記導電ロッドの内の外側のロッドに近接した前記チューブアダプタの拡大ギャップ部分であって、前記拡大ギャップ部分の寸法は、前記プラズマベース処理システムの動作中に、前記導電ロッドの内のそれぞれのロッドによって伝達される高電圧信号と、前記チューブアダプタの本体との間のアーク放電を防止するよう構成されている、拡大ギャップ部分と、
を備える、チューブアダプタ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のチューブアダプタであって、前記ＥＳＣアセンブリは、さらに、前記チューブアダプタに機械的に結合されたペデスタルを備える、チューブアダプタ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のチューブアダプタであって、前記チューブアダプタは、既存のプラズマベース処理システムの前記ペデスタルと共に組み込まれるよう構成される、チューブアダプタ。
【請求項２１】
プラズマベース処理システムの静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリに結合するチューブアダプタであって、
前記チューブアダプタ内の複数の絶縁チューブであって、前記複数の絶縁チューブの各々は、複数の高電圧電極の内の１つに結合される、複数の絶縁チューブと、
前記チューブアダプタの内面上に形成された誘電体コーティングであって、前記誘電体コーティングは、前記チューブアダプタを形成する材料と実質的に同等の熱膨張率（ＣＴＥ）を有する、誘電体コーティングと、
を備える、チューブアダプタ。
【請求項２２】
請求項２１に記載のチューブアダプタであって、前記誘電体コーティングは、硬質陽極酸化コーティングである、チューブアダプタ。
【請求項２３】
請求項２１に記載のチューブアダプタであって、前記誘電体コーティングは、ポリイミドコーティングである、チューブアダプタ。
【請求項２４】
請求項２１に記載のチューブアダプタであって、前記ＥＳＣアセンブリは、さらに、前記チューブアダプタに機械的に結合されたペデスタルを備える、チューブアダプタ。
【請求項２５】
請求項２４に記載のチューブアダプタであって、前記チューブアダプタは、既存のプラズマベース処理システムの前記ペデスタルと共に組み込まれるよう構成される、チューブアダプタ。
【請求項２６】
請求項２１に記載のチューブアダプタであって、前記チューブアダプタは、前記ＥＳＣアセンブリのための接地板を備える、チューブアダプタ。
【請求項２７】
プラズマベース処理システムの静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリに結合するチューブアダプタであって、
前記チューブアダプタ内の複数の絶縁チューブであって、前記複数の絶縁チューブの各々は、それぞれの高電圧導電ロッドに結合されるよう構成されている、複数の絶縁チューブと、
前記プラズマベース処理システムの動作中に、前記導電ロッドの内のそれぞれのロッドによって伝達される高電圧信号と、前記チューブアダプタの本体との間のアーク放電を防止するための、前記高電圧導電ロッドの内の外側のロッドに近接した前記チューブアダプタの拡大ギャップ部分と、
を備える、チューブアダプタ。
【請求項２８】
請求項２７に記載のチューブアダプタであって、前記ＥＳＣアセンブリは、さらに、前記チューブアダプタに機械的に結合されたペデスタルを備える、チューブアダプタ。
【請求項２９】
請求項２８に記載のチューブアダプタであって、前記チューブアダプタは、既存のプラズマベース処理システムの前記ペデスタルと共に組み込まれるよう構成される、チューブアダプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本願は、２０１８年１月３１日出願の米国仮特許出願第６２／６２４，６１９号「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｃｈｕｃｋ  （ＥＳＣ）  Ｐｅｄｅｓｔａｌ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ」の優先権の利益を主張し、その仮特許出願は、参照によって本明細書に全体が組み込まれる。
【０００２】
本明細書に開示する主題は、処理ツール内のペデスタル電圧分離を増大させるよう設計された静電チャック（ＥＳＣ）に関する。
【発明の概要】
【０００３】
典型的なプラズマベース処理システムにおいて、ＥＳＣ内で用いられる電流ペデスタルは、物理的分離だけに依存して、接地板からＲＦおよびＡＣ信号を分離する。余分な電極（高電圧を伝える）またはガスライン（例えば、窒素（Ｎ２）ガスパージライン）の任意の追加が、所与の高周波（ＲＦ）、交流（ＡＣ）、および／または、直流（ＤＣ）電圧の仕様未満まで物理的分離距離を短くする。短い物理的分離距離は、ＥＳＣ内でアーク放電およびその他の悪影響を引き起こしうる。
【０００４】
このセクションに記載された情報は、以下で開示される主題の文脈を当業者に提供するためのものであり、自認した先行技術と見なされるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】静電チャック（ＥＳＣ）を備えた基板支持アセンブリを備えうるプラズマベース処理チャンバの簡単な例を示す図。
【０００６】
【図２】図１のプラズマベース処理システムのいくつかの構成要素を示す三次元（３Ｄ）表現の一例を示す図。
【０００７】
【図３Ａ】静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリの一例を示す断面図。
【０００８】
【図３Ｂ】図３ＡのＥＳＣアセンブリのチューブアダプタ部分の一例を示す断面図。
【０００９】
【図３Ｃ】図３Ｂのチューブアダプタ部分の上部の三次元（３Ｄ）表現を示す図。
【００１０】
【図３Ｄ】図３Ｂのチューブアダプタ部分のセパレータスリーブの上側部分の３Ｄ表現を示す図。
【００１１】
【図３Ｅ】図３Ｂのチューブアダプタ部分の上側部分を示す断面図。
【００１２】
【図３Ｆ】図３ＢのシーリングＯ−リングの近くのチューブアダプタ部分の上側部分を示す断面図。
【００１３】
【図３Ｆ】図３Ｂのチューブアダプタ部分の中央部分を示す断面図。
【００１４】
【図３Ｇ】図３Ｂのチューブアダプタ部分の下側部分を示す断面図。
【００１５】
【図４】図３ＡのＥＳＣアセンブリを示す３Ｄ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ここで、開示されている主題について、添付の図面の様々な図に示すいくつかの一般的および具体的な実施形態を参照して詳しく説明する。以下の記載では、開示される主題を十分に理解できるように、多くの具体的な詳細事項について説明する。ただし、当業者にとって明らかなように、開示される主題は、これらの具体的な詳細事項の一部または全部がなくとも実施可能である。また、開示した主題が不明瞭にならないように、周知の処理工程または構造の詳細な説明は省略した。
【００１７】
様々なタイプの基板（例えば、シリコンウエハ）を支持および固定する静電チャック（ＥＳＣ）が、半導体処理動作で用いられる。ＥＳＣを支持するペデスタル（一般に、ＥＳＣ）について、後に図３Ａで、図示および記載する。低周波数（ＬＦ）高周波（ＲＦ）電力、高周波数（ＨＦ）ＲＦ電力、ＡＣ電力、ＤＣ電力、および、ガスパージラインはすべて、ペデスタルの下側部分を通して基板に供給される。ますます多くの数の電力および／またはガスパージラインを、ペデスタル内の限られたスペースに納める必要があるので、利用される高電圧が、接地表面に至るアークを生じるかまたは近隣の電力供給ライン上で望ましくない信号を誘発しうる懸念がある。
【００１８】
例えば、ＲＦ電力が、プラズマベース処理システム内で、例えば、少なくともＥＳＣから伝送されうる。プラズマベース処理システムは、ＥＳＣの第１部分に配置された第１加熱素子と、ＥＳＣの第２部分に配置された第２加熱素子と、を備えうる。プラズマ処理システムは、さらに、加熱素子に電力供給するための電源（交流（ＡＣ）電源など）を備えうる。ＡＣ回路が、ペデスタルを通してＥＳＣのヒータに電力を供給する。当業者にとって理解できるように、ＥＳＣヒータは、最終的には基板上の良好な均一性およびエッチング速度につながる処理の温度プロファイルを維持するために、重要な制御を提供する。
【００１９】
特定の例において、ＥＳＣペデスタルは、ペデスタルのステム内のニッケルロッドを介してＥＳＣのセラミック上部プレートに埋め込まれたグリッドに、ＲＦ、ＡＣ、および、ＤＣ信号を伝送する。これらの信号は、ペデスタルと、ＥＳＣ上に取り付けられた基板を上げ下げするために用いられる移動可能ブラケットとの間のインターフェースとして機能するチューブアダプタ部分を通る。チューブアダプタは、接地板としても機能する。本明細書に開示するように、ペデスタル設計で用いられる開示した主題の様々な実施形態は、絶縁チューブ、誘電体コーティングされた内面を備えたチューブアダプタ、および、様々な形状のギャップを用いて、ＲＦ、ＡＣ、および、ＤＣ信号を接地板から分離することにより、アーク放電を防止する。本明細書に開示される発明の主題は、プラズマベース処理チャンバに言及して説明されている。
【００２０】
図１を参照すると、プラズマベース処理チャンバの簡単な例が示されている。図１は、シャワーヘッド電極１０３および基板支持アセンブリ１０７Ａが配置されたプラズマベース処理チャンバ１０１Ａを備えることが図示されている。典型的には、基板支持アセンブリ１０７Ａは、実質的に等温の表面を提供し、基板１０５のための加熱素子およびヒートシンクの両方として機能しうる。基板支持アセンブリ１０７Ａは、上述のように、基板１０５の処理を支援するために加熱素子が備えられたＥＳＣを備えてよい。当業者に理解されるように、基板１０５は、元素半導体（例えば、シリコンまたはゲルマニウム）を含むウエハ、化合元素（例えば、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）または窒化ガリウム（ＧａＮ））を含むウエハ、もしくは、当業者に周知の様々なその他の基板タイプ（導電性、半導電性、および、非導電性の基板）であってよい。
【００２１】
動作中、基板１０５は、ロードポート１０９を通して基板支持体アセンブリ１０７Ａ上にロードされる。ガスライン１１３が、１以上の処理ガスをシャワーヘッド電極１０３へ供給する。次に、シャワーヘッド電極１０３は、１以上の処理ガスをプラズマベース処理チャンバ１０１Ａに供給する。１以上の処理ガスを供給するためのガス源１１１が、ガスライン１１３に接続されている。ＲＦ電源１１５が、シャワーヘッド電極１０３に接続されている。
【００２２】
動作中、プラズマベース処理チャンバ１０１Ａは、真空ポンプ１１７によって排気される。ＲＦ電力が、シャワーヘッド電極１０３と、基板支持アセンブリ１０７Ａ内または上に収容された下側電極（明示せず）との間に容量結合される。基板支持アセンブリ１０７Ａは、典型的には、２以上のＲＦ周波数を供給される。例えば、様々な実施形態において、ＲＦ周波数は、必要に応じて、約１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、および、その他の周波数など、少なくとも１つの周波数から選択されてよい。ただし、本明細書に提供する開示を読んで理解すると、当業者は、特定のＲＦ周波数を遮断するまたは部分的に遮断する必要のあるコイルが、必要に応じて設計されうることを認識することになる。したがって、ここで論じた特定の周波数は、単に理解を容易にするために提供されている。ＲＦ電力は、基板１０５とシャワーヘッド電極１０３との間の空間で１以上の処理ガスをプラズマに励起するために用いられる。当業者に周知のように、プラズマは、基板１０５上に様々な層（図示せず）を蒸着するのに役立ちうる。他の用途において、プラズマは、基板１０５上の様々な層にデバイスフィーチャをエッチングするために利用されうる。上述のように、基板支持アセンブリ１０７Ａは、その中に組み込まれたヒータ（図示せず）を有してよい。当業者は、プラズマベース処理チャンバ１０１Ａの詳細設計が様々でありうるが、ＲＦ電力が少なくとも基板支持アセンブリ１０７Ａを通して結合されることを認識する。
【００２３】
ここで、図２を参照すると、図１のプラズマベース処理システムのいくつかの構成要素を示す三次元（３Ｄ）表現が図示されている。図１のプラズマベース処理チャンバ１０１Ａのチャンバ部分１０１Ｂが、ＲＦフィルタエンクロージャ２０１、交流（ＡＣ）コネクタ２０３、電力ケーブル２０５、および、ＲＦ電力供給ケーブル２０７を備えることが図示されている。図１の基板支持アセンブリ１０７Ａの最上部分１０７Ｂも示されている。上述のように、基板支持アセンブリ１０７Ａは、ＥＳＣであってよい。
【００２４】
様々な実施形態において、ＥＳＣは、基板支持アセンブリ１０７Ａの最上部分１０７Ｂ上の２つのゾーンで調整可能な温度制御を実現できる調整可能ＥＳＣ（ＴＥＳＣ）であってよい。ＥＳＣの温度調整機能は、  基板１０５に近接して、ＥＳＣの最上部分の下に埋め込まれた２つの電気加熱素子（図１の基板支持アセンブリ１０７Ａ内に破線で示されている）を実装することによって達成されうる。２ゾーンＴＥＳＣの場合、２つのゾーンの各々に対して、１つずつの電気加熱素子が実装される。
【００２５】
電気加熱素子は、ＡＣコネクタ２０３を通してＡＣ電源（図示せず）によって供給された交流（ＡＣ）により、ＲＦフィルタエンクロージャ２０１および電力ケーブル２０５を通して、電力供給されうる。ＲＦフィルタエンクロージャ２０１は、ＲＦ電力が電気加熱素子に供給されるのを防止または低減するために、ＲＦフィルタ（図示しないが当業者に周知）も収容する。電気加熱素子の各々の温度は、当業者に周知の技術によって制御されてよい。
【００２６】
図１および図２を同時に参照すると、プラズマベース処理チャンバ１０１Ａの動作中、ＲＦ電力が、ＲＦ電源１１５から、ＲＦ電力供給ケーブル２０７（図１には図示せず）を通して基板支持アセンブリ１０７Ａ（ＥＳＣ）へ、かつ、シャワーヘッド電極１０３へ、供給される。したがって、ＥＳＣは、下側電極として機能する。等電位場線が、基板１０５の上で、基板１０５とシャワーヘッド電極１０３との間に設定される。プラズマ処理中、陽イオンが、等電位場線を横切って加速して、基板１０５の表面に衝突し、それにより、エッチングの方向性を改善するなど、所望のエッチング効果を提供する（当業者であれば、エッチングと対照的に、膜蒸着に必要とされる任意の適切な変更が分かる）。
【００２７】
ここで、図３Ａを参照すると、静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリの一例３００の断面図が示されている。ＥＳＣアセンブリ３００は、上述のように基板１０５を支持する上部プレート３０１と、ペデスタル３０３と、チューブアダプタ３０７と、を備える。ペデスタル３０３およびチューブアダプタ３０７は、一般に、ボルト締めフランジ３０５によって互いに固定されている。Ｏ−リング３１５（もしくは、当業者に周知の他のタイプのメカニカルガスケットまたはシーリング装置）が、大気圧（ＥＳＣアセンブリ３００の内部）を真空環境（ＥＳＣアセンブリ３００の外部）による圧力で引き下げることを防ぐ。
【００２８】
チューブ部分は、様々なタイプの金属（例えば、アルミニウム（Ａｌ）およびステンレス鋼（例えば、３１６Ｌ合金））またはプラズマベース処理システム内で遭遇する比較的高い温度（例えば、温度は約２５０℃でありうる）に耐えることのできる非金属など、当業者に周知の多くの材料から形成されてよい。特定の例示的実施形態において、チューブ部分は、（後に、図３Ｂに関して図示および説明するように）内側部分の上に絶縁コーティングを有するアルミニウムから形成される。
【００２９】
チューブアダプタ３０７内には、３つの絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃが、図示されており、それらには、例えば、ＲＦ信号電極が、上部プレート３０１まで通っている。当業者であれば、ＥＳＣアセンブリの特定の実装例に基づいて、より多いまたは少ない数の絶縁チューブが利用されてもよいことが分かる。
【００３０】
絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃは、様々なタイプのポリマなど、当業者に周知の多数の絶縁材料で構成されてよい。ただし、材料は、プラズマベース処理システム内で遭遇する比較的高い温度（例えば、温度は約２５０℃でありうる）で構造的な完全性を維持するように選択される。さらに、誘電体材料は、高温と、（後に、表１に関して記載する）電圧との存在下で時間が経過した時に実質的に一貫したままである絶縁耐力を有するように選択されることが好ましい。特定の例示的実施形態において、絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃは、ポリイミド（Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）：イミドモノマのポリマ）で構成される。Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）は、デュポン社（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、１００７  Ｍａｒｋｅｔ  Ｓｔｒｅｅｔ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ，ＵＳＡ、から入手可能である。
【００３１】
絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃは、下側セパレータスリーブ３１３Ｂによって、分離され、適所に保持されている。これらのスリーブは、様々なタイプの非導電性セラミックなど、多数の誘電体材料から形成されてよい。例えば、特定の例示的実施形態において、下側セパレータスリーブ３１３Ｂは、Ｍａｃｏｒ（登録商標）から形成される。Ｍａｃｏｒ（登録商標）は、Ｃｏｒｎｉｎｇ社、Ｏｎｅ  Ｒｉｖｅｒｆｒｏｎｔ  Ｐｌａｚａ，Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，ＵＳＡ、から入手可能な機械加工できるガラスセラミックである。
【００３２】
特定の例示的実施形態において、下側セパレータスリーブ３１３Ｂは、ＥＳＣアセンブリ３００の定期的なメンテナンスまたは修理動作中に絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃを容易に取り外しまたは挿入できるのに十分緩いようなサイズを有する。
【００３３】
また、チューブアダプタ３０７は、ＡＣヒータワイヤ３１１Ａ、３１１Ｂと、サーマルチョーク３２５Ａ、３２５Ｂ、３２５Ｃと、を備えることが図示されている。また、ＥＳＣアセンブリは、例えば高電圧信号を伝達するよう構成された複数の導電ロッド３２３Ａ、３２３Ｂ、３２３Ｃを備えることが図示されている。
【００３４】
特定の例示的実施形態において、サーマルチョーク３２５Ａ、３２５Ｂ、３２５Ｃは、例えば、金メッキされたインコネル（オーステナイト系のニッケル−クロム基合金）を含んでよい。インコネルを含む構成要素は、幅広い温度にわたってそれらの形状および強度を保持するが、他の金属系の構成要素（アルミニウムおよび鋼鉄など）は、高い温度でクリープまたはその他の変形を起こしうる。
【００３５】
また、様々な実施形態において、複数の導電ロッド３２３Ａ、３２３Ｂ、３２３Ｃは、例えば、ニッケルを含んでよい。複数の導電ロッド３２３Ａ、３２３Ｂ、３２３Ｃは、ロッド支持３１３Ａによって支持されており、ロッド支持３１３Ａは、ステムの内部にあるペデスタル３０３の一部を形成する。様々な実施形態において、ロッド支持３１３Ａは、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を含んでよい。
【００３６】
チューブアダプタ３０７は、さらに、少なくとも１つのガスパージラインを備える（絶縁チューブの内の中央のチューブ３０９Ｂに隠れているため、図示されていない）。チューブアダプタ３０７は、さらに、その他の電力供給ラインを含んでもよい。ガスパージラインは、例えば、真ちゅうまたはステンレス鋼であってよい。ただし、これらの材料は、同時期のＥＳＣ装置で現在用いられている材料と同じであるため、開示されている主題に照らして変形または変更する必要はない。真ちゅうは、非鉄材料であるため、近くのＲＦ信号が、パージガスラインに影響を与えることがない。少なくとも１つのガスパージラインは、上述のように、様々なガス（窒素（Ｎ２）またはアルゴン）など）を運びうる。
【００３７】
概して、ＥＳＣアセンブリ内で遭遇しうる様々な電圧の例が、以下の表１に示されている。
【表１】
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【００３８】
表１に示した様々な電圧を組み合わせることにより、以下のように、ＥＳＣ上の総動作電圧を導出することができる：
ＥＳＣ動作電圧＝７０７Ｖ＋１１３１Ｖ＋１０００Ｖ
ＥＳＣ動作電圧＝２８３８Ｖ
【００３９】
したがって、ＥＳＣアセンブリ内でのアーク放電を防止するために、クリアランス仕様が、例えば、所与の相対湿度での空気に基づいて、当業者によって決定されてよい。表１に提供した電圧例に基づいた例において、アーク放電を防止するためのクリアランス仕様は、約３９４Ｖ／ｍｍ（例えば、約１０ボルト／ミル、ここで、１ミル＝０．００１インチ（０．０２５４ｍｍ））、混合周波数、である。したがって、クリアランス仕様を知ることにより、当業者は、以下のように、空隙（後に、図３Ｆに関して図示および説明する）も算出できる：
２８３８Ｖ／（３９４Ｖ／ｍｍ）＝７．２ｍｍ（約２８４ミルすなわち０．２８４インチ（７．２１ｍｍ））
【００４０】
さらに、様々な材料の絶縁耐力を知ることにより、当業者は、材料に必要な最小厚さを決定できる。例えば、ポリイミドは、約１１８Ｖ／ｍｍ（約３０００Ｖ／ミル）の絶縁耐力を有する。比較すると、アルミニウム上の硬質陽極酸化コーティングは、約２５Ｖ／ｍｍ（約６４０Ｖ／ミル）である。動作電圧と、所与の材料またはコーティングの絶縁耐力との各々を知ることにより、当業者は、特定の応用例にための最小厚さを決定できる。
【００４１】
当業者であれば、ＥＳＣアセンブリ内で遭遇する実際の電圧が、所与の設計要件に応じて変わりうることが分かる。したがって、表１は、単に、本明細書に記載の様々な実施形態に照らして、開示された主題のより良い理解を提供するために、遭遇する電圧の例を提供するものであると見なすべきである。
【００４２】
また、当業者に周知のように、すべての薄いコーティングまたは陽極酸化された層が、下層の材料の非常に薄いまたは被覆のない部分（例えば、チューブアダプタ３０７の様々な縁部および角）が生じることを防ぐために、鋭い角および縁部で放射方向につぶれている（丸まっている）ことが好ましい。また、薄いコーティングされた層および陽極酸化された層は、アーク放電が生じうるクラックを防止または低減するように形成されることが好ましい。
【００４３】
ここで、図３Ｂを参照すると、図３ＡのＥＳＣアセンブリのチューブアダプタ部分の一例３１０の断面図が示されている。図３Ａを参照して上述したように、誘電体コーティング３１７が、チューブアダプタ３０７の内側部分に蒸着またはその他の方法で形成されてよい。上述のように、誘電体コーティングは、例えば、硬質陽極酸化コーティングまたはポリイミドコーティングを含みうる。また、当業者であれば、チューブアダプタ３０７が温度環境の変化を経験した時に、任意の薄片状剥離または粒子脱落が生じうるか否かを判定するために、チューブアダプタ３０７と誘電体コーティング３１７との間の熱膨張率（ＣＴＥ）の差を考慮しうる。例えば、誘電体コーティングのＣＴＥおよびチューブアダプタ３０７を形成する材料のＣＴＥは、実質的に同等になるように選択されうる。ＣＴＥの数値および関連する計算は、当業者に周知である。
【００４４】
様々な実施形態において、拡大ギャップ部分３１９が、例えば、拡大された空隙を形成することによって、アーク放電を無くすために、導電ロッド３２３Ａ、３２３Ｂ、３２３Ｃの内の外側のロッドに近接して形成されてよい。拡大ギャップ部分３１９のサイズに対するクリアランス仕様の決定は、図３Ａを参照して上述しており、部分的には、拡大ギャップ部分３１９内にある選択された材料（例えば、空気）の絶縁破壊強度に依存する。
【００４５】
Ｏ−リング３１５は、チューブアダプタ３０７の外側（処理動作中には、或る程度の真空）よりもチューブアダプタ３０７の中の方が圧力が高いために、外向きの力を受けているので、チューブアダプタ３０７の周壁（外壁）に向かって、拡大ギャップ部分３１９から離れる向きに押される。したがって、拡大ギャップ部分３１９のサイズの増大は、Ｏ−リング３１５によって提供されるシールの完全性を低下させることがない。
【００４６】
図３Ｃは、図３Ｂのチューブアダプタ部分３１０の上部３２０の三次元（３Ｄ）表現を示す図である。チューブアダプタ３０７の切り欠き部分が、チューブアダプタ３０７内で標準の直径から増大された拡大ギャップ部分３１９の寸法を示す。上述のように、拡大ギャップ部分３１９は、アーク放電を低減または排除（例えば、制限）するために、導電ロッド３２３Ａ、３２３Ｂ、３２３Ｃの内の外側のロッドに近接して形成される。明示的に図示していないが、拡大ギャップ部分３１９は、空気よりも高い絶縁破壊強度を有する別の材料の挿入によって補完または置換されてもよい。かかる材料は、本明細書に記載されており、そうでなくても当業者に周知である。
【００４７】
図３Ｄは、図３Ｂのチューブアダプタ３０７の下側セパレータスリーブ３１３Ｂの１つの上側部分３３０の３Ｄ表現である。下側セパレータスリーブ３１３Ｂが上述のように処理環境により温度の上昇を経験した時に、ＣＴＥによって、沿面距離の増大を判定する。沿面距離の増大は、線３２１によって示されている。線３２１は、サーマルチョーク３２５Ａ、３２５Ｂ、３２５Ｃと、チューブアダプタ３０７の内壁との間の沿面距離を示す（例えば、図３Ｂを参照）。沿面距離の増大の判定は、構成要素が加熱されても、クリアランス仕様が維持されているか否かのチェックを提供する。所与のＣＴＥ、または、異なる材料の複数のＣＴＥについて、沿面距離の増大を判定するためのかかる計算は、当業者に周知である。
【００４８】
ここで、図３Ｅを参照すると、図３ＢのシーリングＯ−リング３１５の近くのチューブアダプタ部分３１０の上側部分の断面図３４０が示されている。断面図３４０は、拡大ギャップ部分３１９（図３Ｃを参照）によって形成された空隙３３１を示す。この実施形態において、空隙３３１は、空気を誘電体（絶縁体）材料として利用する。ただし、当業者であれば、他の誘電体材料が用いられてもよいことが分かる。例えば、上述のように、チューブアダプタ３０７の内面上に形成された陽極酸化層が、誘電体コーティング３１７のための誘電体層を提供する（図３Ｂを参照）。加えて、または、別の実施形態において、ポリイミドまたはその他の絶縁材料が、チューブアダプタ３０７の内面上に形成されてもよい。加えて、または、別の実施形態において、電圧を運ぶ電極（例えば、導電ロッド３２３Ａ、３２３Ｂ、３２３Ｃの内の外側のロッド内に含まれる電極など）の内のいずれかと、電極およびロッド支持３１３Ａに近接するチューブアダプタ３０７の部分との間のあらゆる潜在的なアーク放電を低減または排除するために、空隙３３１のサイズが増大される。
【００４９】
図３Ｆは、図３Ｂのチューブアダプタ部分３１０の中央部分の断面図３５０を示す。図３Ｂを参照して上述したように、Ｏ−リング３１５は、チューブアダプタ３０７の外側（処理動作中には、或る程度の真空）よりもチューブアダプタ３０７の中の方が圧力が高いために、外向きの力を受けている。その結果、Ｏ−リング３１５は、チューブアダプタ３０７の周壁（外壁）に向かって、拡大ギャップ部分３１９から離れる向き、かつ、ロッド支持３１３ＡとＯ−リング３１５との間の空間３３３から離れる向きに押される。したがって、拡大ギャップ部分３１９のサイズの増大は、処理システムの大気圧部分と真空部分との間にＯ−リング３１５によって提供されるシールの完全性を低下させることがない。
【００５０】
図３Ｇは、図３Ｂのチューブアダプタ部分３１０の下側部分の断面図３６０を示す。ベローズ３３５が、ＥＳＣアセンブリ３００の内側部分（実質的に大気圧）と、ＥＳＣアセンブリ３００の外側部分（処理動作中には、或る程度の真空）との間の圧力差を維持する。断面図３６０は、絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃ、および、ＡＣヒータワイヤ３１１Ａ、３１１Ｂの位置の特定が当業者にとって容易になるように提供されている。さらに、断面図３６０は、ＥＳＣアセンブリ３００（図３Ａ）の内部空間に対して、特に、チューブアダプタ３０７（例えば、図３Ｂを参照）内で、すべての変更がなされているため、すべての外形寸法と、ＥＳＣアセンブリ３００からの接続とが維持されるので、本明細書に開示の様々な実施形態を、既存のプラズマベース処理システムまたはその他の基板処理システムへ容易に組み込むことができることを示すのに役立つ。したがって、既存の処理システムへの変更は必要ない。
【００５１】
本明細書に記載するように、空隙３３１および絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃは、絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃの中および近傍の高電圧ラインを、接地された部分（例えば、チューブアダプタ３０７の接地された部分）から絶縁する。したがって、絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃは、一般に、高電圧ラインと、接地された表面（例えば、チューブアダプタ３０７の下側部分の遠位）との間でのアーク放電がもはや起こりえない位置まで伸びる。この位置は、図３Ａを参照して上で提供した計算に基づいて決定できる。
【００５２】
図４は、図３ＡのＥＳＣアセンブリの３Ｄ断面図を示す。ベローズ３３５は、ＥＳＣアセンブリ３００（図３Ａを参照）を移動できるようにすることにより、ベローズ３３５の下方に配置された稼働ブラケット部分に対して、載置された基板１０５（図１を参照）を移動させる。
【００５３】
概して、本明細書に図示および記載するように、図３ＡのＥＳＣアセンブリ３００に組み込まれた開示の主題は、高電圧電気信号を接地板から絶縁するために、開示の主題によって記載された様々な実施形態を利用しうる。
【００５４】
本明細書に図示および記載した特定の例示的実施形態において、或る高電圧分離技術が、ポリイミドチューブ（例えば、絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃ）を用いて、ＲＦ信号電極を囲むことで、それぞれの絶縁ワイヤへの接続前のそれらの信号の分離を可能にする。ポリイミドの利用は、非常によい絶縁体であり、この位置での高温に耐えうることから、この応用例に適切である。
【００５５】
別の実施形態
別の例示的実施形態は、チューブアダプタ３０７の内面上の硬質陽極酸化表面またはポリイミドコーティング処理を利用した高電圧分離技術を用いる。その表面処理（例えば、図３Ｂの誘電体コーティング３１７）は、全体的な抵抗、および、高電圧電極と接地板（例えば、チューブアダプタ３０７）との間の分離を提供する。
【００５６】
別の例示的実施形態は、上側チューブアダプタ形状（例えば、図３Ｃの拡大ギャップ部分３１９）における１以上の切り欠きを利用した高電圧分離技術を用いており、それは、高電圧電極（例えば、絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃの内の外側のチューブ内のもの）と接地板（例えば、チューブアダプタ３０７）との間のさらなる分離を提供する。
【００５７】
さらに、ＥＳＣアセンブリ３００（図３Ａを参照）の内部空間に対して、特に、チューブアダプタ３０７内で、すべての変更がなされているため、すべての外形寸法と、ＥＳＣアセンブリ３００からの接続とが維持されるので、本明細書に開示の様々な実施形態を、既存のプラズマベース処理システムまたはその他の基板処理システムへ容易に組み込むことができる。したがって、既存の処理システムへの変更は必要ない。
【００５８】
したがって、上記の記載は、開示した主題を具現化する例、装置、システム、および、方法の例示を含む。本記載では、説明の目的で、開示した主題の様々な実施形態の理解を与えるために、数多くの具体的な詳細事項を示した。しかしながら、当業者にとって明らかなように、本主題の様々な実施様形態は、これら具体的な詳細事項がなくとも実施可能である。さらに、様々な図示した実施形態が不明瞭にならないように、周知の構造、材料、および、技術については、詳細に示していない。
【００５９】
本明細書で用いられているように、「または」という用語は、包括的な意味もしくは排他的な意味に解釈されうる。さらに、提供した開示を読んで理解すると、当業者によって、他の実施形態が理解される。さらに、本明細書に提供した開示を読んで理解すると、当業者は、本明細書に提供した技術および例の様々な組み合わせがすべて、様々な組み合わせで適用可能であることを理解する。
【００６０】
様々な実施形態が別個に論じられているが、これらの別個の実施形態は、独立した技術または設計と見なされることを意図されていない。上記のように、様々な部分の各々が、相互に関連付けられてよく、各々が、本明細書で論じた他のＥＳＣ実施形態と別個にまたは組み合わせて用いられてよい。
【００６１】
したがって、本明細書に提供した開示を読んで理解すると、当業者にとって明らかになるように、多くの変形例および変更例が可能である。本明細書に挙げたものに加えて、本開示の範囲内で機能的に等価な方法および装置が、上の記載から当業者にとって明らかになる。いくつかの実施形態の一部および特徴が、他の実施形態に含められてもよく、置換されてもよい。かかる変形例および変更例は、添付の請求項の範囲に含まれるよう意図されている。したがって、本開示は、添付の請求項の記載によってのみ限定され、かかる請求項が権利を与えられた等価物の全範囲を含む。また、本明細書で用いられている用語は、特定の実施形態を説明することをのみを目的にし、限定の意図はないことを理解されたい。
【００６２】
本開示の要約は、読者が技術的開示の本質を速やかに確認できるように提供されたものである。要約は、請求項を解釈または限定するために利用されないという了解の下で提出されている。さらに、以上の詳細な説明において、本開示を簡素化するために、様々な特徴を様々単一の実施形態にまとめて記載する場合があることがわかる。本開示の方法は、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。したがって、以下の請求項は、詳細な説明に組み込まれ、各請求項は、別個の実施形態として独立している。
【図１】
2021512493.tif 000004
【図２】
2021512493.tif 000005
【図３Ａ】
2021512493.tif 000006
【図３Ｂ】
2021512493.tif 000007
【図３Ｃ】
2021512493.tif 000008
【図３Ｄ】
2021512493.tif 000009
【図３Ｅ】
2021512493.tif 000010
【図３Ｆ】
2021512493.tif 000011
【図３Ｇ】
2021512493.tif 000012
【図４】
2021512493.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和2年10月1日(2020.10.1)
【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】
プラズマベース処理システムの静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリで用いるチューブアダプタ部分であって、
前記チューブアダプタ部分の内面上に形成され、前記プラズマベース処理システムの動作中に、前記チューブアダプタ部分内の高電圧電極と、前記チューブアダプタ部分の本体との間のアーク放電を防止するよう構成された誘電体コーティングであって、前記誘電体コーティングは、前記チューブアダプタ部分を形成する材料と実質的に同等の熱膨張率（ＣＴＥ）を有する、誘電体コーティングと、
を備える、チューブアダプタ部分。
【請求項２】
請求項１に記載のチューブアダプタ部分であって、前記誘電体コーティングの前記ＣＴＥは、前記チューブアダプタ部分が動作する温度環境の変化による粒子脱落を防止するように選択される、チューブアダプタ部分。
【請求項３】
請求項１に記載のチューブアダプタ部分であって、前記誘電体コーティングは、硬質陽極酸化コーティングである、チューブアダプタ部分。
【請求項４】
請求項１に記載のチューブアダプタ部分であって、前記誘電体コーティングは、ポリイミドコーティングである、チューブアダプタ部分。
【請求項５】
請求項１に記載のチューブアダプタ部分であって、前記ＥＳＣアセンブリは、さらに、前記チューブアダプタ部分に機械的に結合されたペデスタルを備える、チューブアダプタ部分。
【請求項６】
請求項５に記載のチューブアダプタ部分であって、前記チューブアダプタ部分は、既存のプラズマベース処理システムの前記ペデスタルと共に組み込まれるよう構成される、チューブアダプタ部分。
【請求項７】
請求項１に記載のチューブアダプタ部分であって、さらに、
前記チューブアダプタ部分内の複数の絶縁チューブであって、前記複数の絶縁チューブの各々は、その中に収容される複数の高周波（ＲＦ）信号電極の内の１つを受け入れるよう構成され、前記複数の絶縁チューブの各々は、前記プラズマベース処理システムの動作中に、その中に収容された前記高周波（ＲＦ）信号電極の内のそれぞれの１つと前記チューブアダプタ部分の本体との間のアーク放電を防止するよう構成されている、複数の絶縁チューブ
を備える、チューブアダプタ部分。
【請求項８】
プラズマベース処理システムの静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリで用いるチューブアダプタ部分であって、
前記チューブアダプタ部分内の複数の絶縁チューブであって、前記複数の絶縁チューブの各々は、その中に収容される複数の高電圧電極の内の１つを受け入れるよう構成され、前記複数の絶縁チューブの各々は、前記プラズマベース処理システムの動作中に、その中に収容された前記高電圧電極の内のそれぞれの電極と前記チューブアダプタ部分の本体との間のアーク放電を防止するよう構成されている、複数の絶縁チューブ
を備える、チューブアダプタ部分。
【請求項９】
請求項８に記載のチューブアダプタ部分であって、前記複数の高電圧電極は、高周波（ＲＦ）信号電極を含む、チューブアダプタ部分。
【請求項１０】
請求項８に記載のチューブアダプタ部分であって、前記複数の絶縁チューブは、前記プラズマベース処理システムの動作中に遭遇する高温の存在下で経時的に実質的に一貫した絶縁耐力を有する、チューブアダプタ部分。
【請求項１１】
請求項８に記載のチューブアダプタ部分であって、さらに、
前記複数の絶縁チューブの各々に第１側で結合されたサーマルチョークと、
前記サーマルチョークの各々の第２側に結合された導電ロッドと、
を備える、チューブアダプタ部分。
【請求項１２】
請求項８に記載のチューブアダプタ部分であって、前記複数の絶縁チューブの各々は、セパレータスリーブによって、適所に保持され、前記絶縁チューブの残りから分離される、チューブアダプタ部分。
【請求項１３】
請求項１２に記載のチューブアダプタ部分であって、前記セパレータスリーブの各々は、前記ＥＳＣの修理動作またはメンテナンス動作中に、前記複数の絶縁チューブの各々を取り外して受け入れるためのサイズを有する、チューブアダプタ部分。
【請求項１４】
請求項１２に記載のチューブアダプタ部分であって、前記セパレータスリーブの各々は、非導電性セラミック材料を含む、チューブアダプタ部分。
【請求項１５】
請求項１２に記載のチューブアダプタ部分であって、前記セパレータスリーブの各々は、機械加工できるガラスセラミック材料を含む、チューブアダプタ部分。
【請求項１６】
請求項８に記載のチューブアダプタ部分であって、前記絶縁チューブは、ポリイミド材料を含む、チューブアダプタ部分。
【請求項１７】
請求項８に記載のチューブアダプタ部分であって、さらに、前記チューブアダプタ部分の内面上に形成され、前記プラズマベース処理システムの動作中に、前記チューブアダプタ部分内の高電圧電極と、前記チューブアダプタ部分の本体との間のアーク放電を防止するよう構成された誘電体コーティングを備える、チューブアダプタ部分。
【請求項１８】
プラズマベース処理システムの静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリで用いるチューブアダプタ部分であって、
前記チューブアダプタ部分内の複数の絶縁チューブであって、前記複数の絶縁チューブの各々は、それぞれの導電ロッドに結合されるよう構成され、前記複数の絶縁チューブの各々は、前記複数の絶縁チューブの内のそれぞれのチューブ内の高電圧ラインと、前記チューブアダプタ部分の接地表面との間でのアーク放電が起こりえない位置まで、前記チューブアダプタ部分の遠位に伸びる、複数の絶縁チューブと、
前記導電ロッドの内の外側のロッドに近接した前記チューブアダプタ部分の拡大ギャップ部分であって、前記拡大ギャップ部分の寸法は、前記プラズマベース処理システムの動作中に、前記導電ロッドの内のそれぞれのロッドによって伝達される高電圧信号と、前記チューブアダプタ部分の本体との間のアーク放電を防止するよう構成されている、拡大ギャップ部分と、
を備える、チューブアダプタ部分。
【請求項１９】
請求項１８に記載のチューブアダプタ部分であって、前記ＥＳＣアセンブリは、さらに、前記チューブアダプタ部分に機械的に結合されたペデスタルを備える、チューブアダプタ部分。
【請求項２０】
請求項１９に記載のチューブアダプタ部分であって、前記チューブアダプタ部分は、既存のプラズマベース処理システムの前記ペデスタルと共に組み込まれるよう構成される、チューブアダプタ部分。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本願は、２０１８年１月３１日出願の米国仮特許出願第６２／６２４，６１９号「ＥＬＥＣＴＲＯＳＴＡＴＩＣ  ＣＨＵＣＫ  （ＥＳＣ）  ＰＥＤＥＳＴＡＬ  ＶＯＬＴＡＧＥ  ＩＳＯＬＡＴＩＯＮ」の優先権を主張する２０１９年１月３０日出願のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１９／０１５８６５の優先権の利益を主張し、各出願は、参照によって本明細書に全体が組み込まれる。
【０００２】
本明細書に開示する主題は、処理ツール内のペデスタル電圧分離を増大させるよう設計された静電チャック（ＥＳＣ）に関する。
【発明の概要】
【０００３】
典型的なプラズマベース処理システムにおいて、ＥＳＣ内で用いられる電流ペデスタルは、物理的分離だけに依存して、接地板からＲＦおよびＡＣ信号を分離する。余分な電極（高電圧を伝える）またはガスライン（例えば、窒素（Ｎ２）ガスパージライン）の任意の追加が、所与の高周波（ＲＦ）、交流（ＡＣ）、および／または、直流（ＤＣ）電圧の仕様未満まで物理的分離距離を短くする。
【０００４】
短い物理的分離距離は、ＥＳＣ内でアーク放電およびその他の悪影響を引き起こしうる。
【０００５】
このセクションに記載された情報は、以下で開示される主題の文脈を当業者に提供するためのものであり、自認した先行技術と見なされるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】静電チャック（ＥＳＣ）を備えた基板支持アセンブリを備えうるプラズマベース処理チャンバの簡単な例を示す図。
【０００７】
【図２】図１のプラズマベース処理システムのいくつかの構成要素を示す三次元（３Ｄ）表現の一例を示す図。
【０００８】
【図３Ａ】静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリの一例を示す断面図。
【０００９】
【図３Ｂ】図３ＡのＥＳＣアセンブリのチューブアダプタ部分の一例を示す断面図。
【００１０】
【図３Ｃ】図３Ｂのチューブアダプタ部分の上部の三次元（３Ｄ）表現を示す図。
【００１１】
【図３Ｄ】図３Ｂのチューブアダプタ部分のセパレータスリーブの上側部分の３Ｄ表現を示す図。
【００１２】
【図３Ｅ】図３Ｂのチューブアダプタ部分の上側部分を示す断面図。
【００１３】
【図３Ｆ】図３ＢのシーリングＯ−リングの近くのチューブアダプタ部分の上側部分を示す断面図。
【００１４】
【図３Ｇ】図３Ｂのチューブアダプタ部分の中央部分を示す断面図。
【００１５】
【図４】図３ＡのＥＳＣアセンブリを示す３Ｄ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ここで、開示されている主題について、添付の図面の様々な図に示すいくつかの一般的および具体的な実施形態を参照して詳しく説明する。以下の記載では、開示される主題を十分に理解できるように、多くの具体的な詳細事項について説明する。ただし、当業者にとって明らかなように、開示される主題は、これらの具体的な詳細事項の一部または全部がなくとも実施可能である。また、開示した主題が不明瞭にならないように、周知の処理工程または構造の詳細な説明は省略した。
【００１７】
様々なタイプの基板（例えば、シリコンウエハ）を支持および固定する静電チャック（ＥＳＣ）が、半導体処理動作で用いられる。ＥＳＣを支持するペデスタル（一般に、ＥＳＣ）について、後に図３Ａで、図示および記載する。低周波数（ＬＦ）高周波（ＲＦ）電力、高周波数（ＨＦ）ＲＦ電力、ＡＣ電力、ＤＣ電力、および、ガスパージラインはすべて、ペデスタルの下側部分を通して基板に供給される。ますます多くの数の電力および／またはガスパージラインを、ペデスタル内の限られたスペースに納める必要があるので、利用される高電圧が、接地表面に至るアークを生じるかまたは近隣の電力供給ライン上で望ましくない信号を誘発しうる懸念がある。
【００１８】
例えば、ＲＦ電力が、プラズマベース処理システム内で、例えば、少なくともＥＳＣから伝送されうる。プラズマベース処理システムは、ＥＳＣの第１部分に配置された第１加熱素子と、ＥＳＣの第２部分に配置された第２加熱素子と、を備えうる。プラズマ処理システムは、さらに、加熱素子に電力供給するための電源（交流（ＡＣ）電源など）を備えうる。ＡＣ回路が、ペデスタルを通してＥＳＣのヒータに電力を供給する。当業者にとって理解できるように、ＥＳＣヒータは、最終的には基板上の良好な均一性およびエッチング速度につながる処理の温度プロファイルを維持するために、重要な制御を提供する。
【００１９】
特定の例において、ＥＳＣペデスタルは、ペデスタルのステム内のニッケルロッドを介してＥＳＣのセラミック上部プレートに埋め込まれたグリッドに、ＲＦ、ＡＣ、および、ＤＣ信号を伝送する。これらの信号は、ペデスタルと、ＥＳＣ上に取り付けられた基板を上げ下げするために用いられる移動可能ブラケットとの間のインターフェースとして機能するチューブアダプタ部分を通る。チューブアダプタは、接地板としても機能する。本明細書に開示するように、ペデスタル設計で用いられる開示した主題の様々な実施形態は、絶縁チューブ、誘電体コーティングされた内面を備えたチューブアダプタ、および、様々な形状のギャップを用いて、ＲＦ、ＡＣ、および、ＤＣ信号を接地板から分離することにより、アーク放電を防止する。本明細書に開示される発明の主題は、プラズマベース処理チャンバに言及して説明されている。
【００２０】
図１を参照すると、プラズマベース処理チャンバの簡単な例が示されている。図１は、シャワーヘッド電極１０３および基板支持アセンブリ１０７Ａが配置されたプラズマベース処理チャンバ１０１Ａを備えることが図示されている。典型的には、基板支持アセンブリ１０７Ａは、実質的に等温の表面を提供し、基板１０５のための加熱素子およびヒートシンクの両方として機能しうる。基板支持アセンブリ１０７Ａは、上述のように、基板１０５の処理を支援するために加熱素子が備えられたＥＳＣを備えてよい。当業者に理解されるように、基板１０５は、元素半導体（例えば、シリコンまたはゲルマニウム）を含むウエハ、化合元素（例えば、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）または窒化ガリウム（ＧａＮ））を含むウエハ、もしくは、当業者に周知の様々なその他の基板タイプ（導電性、半導電性、および、非導電性の基板）であってよい。
【００２１】
動作中、基板１０５は、ロードポート１０９を通して基板支持体アセンブリ１０７Ａ上にロードされる。ガスライン１１３が、１以上の処理ガスをシャワーヘッド電極１０３へ供給する。次に、シャワーヘッド電極１０３は、１以上の処理ガスをプラズマベース処理チャンバ１０１Ａに供給する。１以上の処理ガスを供給するためのガス源１１１が、ガスライン１１３に接続されている。ＲＦ電源１１５が、シャワーヘッド電極１０３に接続されている。
【００２２】
動作中、プラズマベース処理チャンバ１０１Ａは、真空ポンプ１１７によって排気される。ＲＦ電力が、シャワーヘッド電極１０３と、基板支持アセンブリ１０７Ａ内または上に収容された下側電極（明示せず）との間に容量結合される。基板支持アセンブリ１０７Ａは、典型的には、２以上のＲＦ周波数を供給される。例えば、様々な実施形態において、ＲＦ周波数は、必要に応じて、約１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、および、その他の周波数など、少なくとも１つの周波数から選択されてよい。ただし、本明細書に提供する開示を読んで理解すると、当業者は、特定のＲＦ周波数を遮断するまたは部分的に遮断する必要のあるコイルが、必要に応じて設計されうることを認識することになる。したがって、ここで論じた特定の周波数は、単に理解を容易にするために提供されている。ＲＦ電力は、基板１０５とシャワーヘッド電極１０３との間の空間で１以上の処理ガスをプラズマに励起するために用いられる。当業者に周知のように、プラズマは、基板１０５上に様々な層（図示せず）を蒸着するのに役立ちうる。他の用途において、プラズマは、基板１０５上の様々な層にデバイスフィーチャをエッチングするために利用されうる。上述のように、基板支持アセンブリ１０７Ａは、その中に組み込まれたヒータ（図示せず）を有してよい。当業者は、プラズマベース処理チャンバ１０１Ａの詳細設計が様々でありうるが、ＲＦ電力が少なくとも基板支持アセンブリ１０７Ａを通して結合されることを認識する。
【００２３】
ここで、図２を参照すると、図１のプラズマベース処理システムのいくつかの構成要素を示す三次元（３Ｄ）表現が図示されている。図１のプラズマベース処理チャンバ１０１Ａのチャンバ部分１０１Ｂが、ＲＦフィルタエンクロージャ２０１、交流（ＡＣ）コネクタ２０３、電力ケーブル２０５、および、ＲＦ電力供給ケーブル２０７を備えることが図示されている。図１の基板支持アセンブリ１０７Ａの最上部分１０７Ｂも示されている。上述のように、基板支持アセンブリ１０７Ａは、ＥＳＣであってよい。
【００２４】
様々な実施形態において、ＥＳＣは、基板支持アセンブリ１０７Ａの最上部分１０７Ｂ上の２つのゾーンで調整可能な温度制御を実現できる調整可能ＥＳＣ（ＴＥＳＣ）であってよい。ＥＳＣの温度調整機能は、  基板１０５に近接して、ＥＳＣの最上部分の下に埋め込まれた２つの電気加熱素子（図１の基板支持アセンブリ１０７Ａ内に破線で示されている）を実装することによって達成されうる。２ゾーンＴＥＳＣの場合、２つのゾーンの各々に対して、１つずつの電気加熱素子が実装される。
【００２５】
電気加熱素子は、ＡＣコネクタ２０３を通してＡＣ電源（図示せず）によって供給された交流（ＡＣ）により、ＲＦフィルタエンクロージャ２０１および電力ケーブル２０５を通して、電力供給されうる。ＲＦフィルタエンクロージャ２０１は、ＲＦ電力が電気加熱素子に供給されるのを防止または低減するために、ＲＦフィルタ（図示しないが当業者に周知）も収容する。電気加熱素子の各々の温度は、当業者に周知の技術によって制御されてよい。
【００２６】
図１および図２を同時に参照すると、プラズマベース処理チャンバ１０１Ａの動作中、ＲＦ電力が、ＲＦ電源１１５から、ＲＦ電力供給ケーブル２０７（図１には図示せず）を通して基板支持アセンブリ１０７Ａ（ＥＳＣ）へ、かつ、シャワーヘッド電極１０３へ、供給される。したがって、ＥＳＣは、下側電極として機能する。等電位場線が、基板１０５の上で、基板１０５とシャワーヘッド電極１０３との間に設定される。プラズマ処理中、陽イオンが、等電位場線を横切って加速して、基板１０５の表面に衝突し、それにより、エッチングの方向性を改善するなど、所望のエッチング効果を提供する（当業者であれば、エッチングと対照的に、膜蒸着に必要とされる任意の適切な変更が分かる）。
【００２７】
ここで、図３Ａを参照すると、静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリの一例３００の断面図が示されている。ＥＳＣアセンブリ３００は、上述のように基板１０５を支持する上部プレート３０１と、ペデスタル３０３と、チューブアダプタ３０７と、を備える。ペデスタル３０３およびチューブアダプタ３０７は、一般に、ボルト締めフランジ３０５によって互いに固定されている。Ｏ−リング３１５（もしくは、当業者に周知の他のタイプのメカニカルガスケットまたはシーリング装置）が、大気圧（ＥＳＣアセンブリ３００の内部）を真空環境（ＥＳＣアセンブリ３００の外部）による圧力で引き下げることを防ぐ。
【００２８】
チューブ部分は、様々なタイプの金属（例えば、アルミニウム（Ａｌ）およびステンレス鋼（例えば、３１６Ｌ合金））またはプラズマベース処理システム内で遭遇する比較的高い温度（例えば、温度は約２５０℃でありうる）に耐えることのできる非金属など、当業者に周知の多くの材料から形成されてよい。特定の例示的実施形態において、チューブ部分は、（後に、図３Ｂに関して図示および説明するように）内側部分の上に絶縁コーティングを有するアルミニウムから形成される。
【００２９】
チューブアダプタ３０７内には、３つの絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃが、図示されており、それらには、例えば、ＲＦ信号電極が、上部プレート３０１まで通っている。当業者であれば、ＥＳＣアセンブリの特定の実装例に基づいて、より多いまたは少ない数の絶縁チューブが利用されてもよいことが分かる。
【００３０】
絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃは、様々なタイプのポリマなど、当業者に周知の多数の絶縁材料で構成されてよい。ただし、材料は、プラズマベース処理システム内で遭遇する比較的高い温度（例えば、温度は約２５０℃でありうる）で構造的な完全性を維持するように選択される。さらに、誘電体材料は、高温と、（後に、表１に関して記載する）電圧との存在下で時間が経過した時に実質的に一貫したままである絶縁耐力を有するように選択されることが好ましい。特定の例示的実施形態において、絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃは、ポリイミド（Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）：イミドモノマのポリマ）で構成される。Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）は、デュポン社（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、１００７  Ｍａｒｋｅｔ  Ｓｔｒｅｅｔ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ，ＵＳＡ、から入手可能である。
【００３１】
絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃは、下側セパレータスリーブ３１３Ｂによって、分離され、適所に保持されている。これらのスリーブは、様々なタイプの非導電性セラミックなど、多数の誘電体材料から形成されてよい。例えば、特定の例示的実施形態において、下側セパレータスリーブ３１３Ｂは、Ｍａｃｏｒ（登録商標）から形成される。Ｍａｃｏｒ（登録商標）は、Ｃｏｒｎｉｎｇ社、Ｏｎｅ  Ｒｉｖｅｒｆｒｏｎｔ  Ｐｌａｚａ，Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，ＵＳＡ、から入手可能な機械加工できるガラスセラミックである。
【００３２】
特定の例示的実施形態において、下側セパレータスリーブ３１３Ｂは、ＥＳＣアセンブリ３００の定期的なメンテナンスまたは修理動作中に絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃを容易に取り外しまたは挿入できるのに十分緩いようなサイズを有する。
【００３３】
また、チューブアダプタ３０７は、ＡＣヒータワイヤ３１１Ａ、３１１Ｂと、サーマルチョーク３２５Ａ、３２５Ｂ、３２５Ｃと、を備えることが図示されている。また、ＥＳＣアセンブリは、例えば高電圧信号を伝達するよう構成された複数の導電ロッド３２３Ａ、３２３Ｂ、３２３Ｃを備えることが図示されている。
【００３４】
特定の例示的実施形態において、サーマルチョーク３２５Ａ、３２５Ｂ、３２５Ｃは、例えば、金メッキされたインコネル（オーステナイト系のニッケル−クロム基合金）を含んでよい。インコネルを含む構成要素は、幅広い温度にわたってそれらの形状および強度を保持するが、他の金属系の構成要素（アルミニウムおよび鋼鉄など）は、高い温度でクリープまたはその他の変形を起こしうる。
【００３５】
また、様々な実施形態において、複数の導電ロッド３２３Ａ、３２３Ｂ、３２３Ｃは、例えば、ニッケルを含んでよい。複数の導電ロッド３２３Ａ、３２３Ｂ、３２３Ｃは、ロッド支持３１３Ａによって支持されており、ロッド支持３１３Ａは、ステムの内部にあるペデスタル３０３の一部を形成する。様々な実施形態において、ロッド支持３１３Ａは、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を含んでよい。
【００３６】
チューブアダプタ３０７は、さらに、少なくとも１つのガスパージラインを備える（絶縁チューブの内の中央のチューブ３０９Ｂに隠れているため、図示されていない）。チューブアダプタ３０７は、さらに、その他の電力供給ラインを含んでもよい。ガスパージラインは、例えば、真ちゅうまたはステンレス鋼であってよい。ただし、これらの材料は、同時期のＥＳＣ装置で現在用いられている材料と同じであるため、開示されている主題に照らして変形または変更する必要はない。真ちゅうは、非鉄材料であるため、近くのＲＦ信号が、パージガスラインに影響を与えることがない。少なくとも１つのガスパージラインは、上述のように、様々なガス（窒素（Ｎ２）またはアルゴン）など）を運びうる。
【００３７】
概して、ＥＳＣアセンブリ内で遭遇しうる様々な電圧の例が、以下の表１に示されている。
【表１】
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【００３８】
表１に示した様々な電圧を組み合わせることにより、以下のように、ＥＳＣ上の総動作電圧を導出することができる：
ＥＳＣ動作電圧＝７０７Ｖ＋１１３１Ｖ＋１０００Ｖ
ＥＳＣ動作電圧＝２８３８Ｖ
【００３９】
したがって、ＥＳＣアセンブリ内でのアーク放電を防止するために、クリアランス仕様が、例えば、所与の相対湿度での空気に基づいて、当業者によって決定されてよい。表１に提供した電圧例に基づいた例において、アーク放電を防止するためのクリアランス仕様は、約３９４Ｖ／ｍｍ（例えば、約１０ボルト／ミル、ここで、１ミル＝０．００１インチ（０．０２５４ｍｍ））、混合周波数、である。したがって、クリアランス仕様を知ることにより、当業者は、以下のように、空隙（後に、図３Ｆに関して図示および説明する）も算出できる：
２８３８Ｖ／（３９４Ｖ／ｍｍ）＝７．２ｍｍ（約２８４ミルすなわち０．２８４インチ（７．２１ｍｍ））
【００４０】
さらに、様々な材料の絶縁耐力を知ることにより、当業者は、材料に必要な最小厚さを決定できる。例えば、ポリイミドは、約１１８Ｖ／ｍｍ（約３０００Ｖ／ミル）の絶縁耐力を有する。比較すると、アルミニウム上の硬質陽極酸化コーティングは、約２５Ｖ／ｍｍ（約６４０Ｖ／ミル）である。動作電圧と、所与の材料またはコーティングの絶縁耐力との各々を知ることにより、当業者は、特定の応用例にための最小厚さを決定できる。
【００４１】
当業者であれば、ＥＳＣアセンブリ内で遭遇する実際の電圧が、所与の設計要件に応じて変わりうることが分かる。したがって、表１は、単に、本明細書に記載の様々な実施形態に照らして、開示された主題のより良い理解を提供するために、遭遇する電圧の例を提供するものであると見なすべきである。
【００４２】
また、当業者に周知のように、すべての薄いコーティングまたは陽極酸化された層が、下層の材料の非常に薄いまたは被覆のない部分（例えば、チューブアダプタ３０７の様々な縁部および角）が生じることを防ぐために、鋭い角および縁部で放射方向につぶれている（丸まっている）ことが好ましい。また、薄いコーティングされた層および陽極酸化された層は、アーク放電が生じうるクラックを防止または低減するように形成されることが好ましい。
【００４３】
ここで、図３Ｂを参照すると、図３ＡのＥＳＣアセンブリのチューブアダプタ部分の一例３１０の断面図が示されている。図３Ａを参照して上述したように、誘電体コーティング３１７が、チューブアダプタ３０７の内側部分に蒸着またはその他の方法で形成されてよい。上述のように、誘電体コーティングは、例えば、硬質陽極酸化コーティングまたはポリイミドコーティングを含みうる。また、当業者であれば、チューブアダプタ３０７が温度環境の変化を経験した時に、任意の薄片状剥離または粒子脱落が生じうるか否かを判定するために、チューブアダプタ３０７と誘電体コーティング３１７との間の熱膨張率（ＣＴＥ）の差を考慮しうる。例えば、誘電体コーティングのＣＴＥおよびチューブアダプタ３０７を形成する材料のＣＴＥは、実質的に同等になるように選択されうる。ＣＴＥの数値および関連する計算は、当業者に周知である。
【００４４】
様々な実施形態において、拡大ギャップ部分３１９が、例えば、拡大された空隙を形成することによって、アーク放電を無くすために、導電ロッド３２３Ａ、３２３Ｂ、３２３Ｃの内の外側のロッドに近接して形成されてよい。拡大ギャップ部分３１９のサイズに対するクリアランス仕様の決定は、図３Ａを参照して上述しており、部分的には、拡大ギャップ部分３１９内にある選択された材料（例えば、空気）の絶縁破壊強度に依存する。
【００４５】
Ｏ−リング３１５は、チューブアダプタ３０７の外側（処理動作中には、或る程度の真空）よりもチューブアダプタ３０７の中の方が圧力が高いために、外向きの力を受けているので、チューブアダプタ３０７の周壁（外壁）に向かって、拡大ギャップ部分３１９から離れる向きに押される。したがって、拡大ギャップ部分３１９のサイズの増大は、Ｏ−リング３１５によって提供されるシールの完全性を低下させることがない。
【００４６】
図３Ｃは、図３Ｂのチューブアダプタ部分の上部３２０の三次元（３Ｄ）表現を示す図である。チューブアダプタ３０７の切り欠き部分が、チューブアダプタ３０７内で標準の直径から増大された拡大ギャップ部分３１９の寸法を示す。上述のように、拡大ギャップ部分３１９は、アーク放電を低減または排除（例えば、制限）するために、導電ロッド３２３Ａ、３２３Ｂ、３２３Ｃの内の外側のロッドに近接して形成される。明示的に図示していないが、拡大ギャップ部分３１９は、空気よりも高い絶縁破壊強度を有する別の材料の挿入によって補完または置換されてもよい。かかる材料は、本明細書に記載されており、そうでなくても当業者に周知である。
【００４７】
図３Ｄは、図３Ｂのチューブアダプタ３０７の下側セパレータスリーブ３１３Ｂの１つの上側部分３３０の３Ｄ表現である。下側セパレータスリーブ３１３Ｂが上述のように処理環境により温度の上昇を経験した時に、ＣＴＥによって、沿面距離の増大を判定する。沿面距離の増大は、線３２１によって示されている。線３２１は、サーマルチョーク３２５Ａ、３２５Ｂ、３２５Ｃと、チューブアダプタ３０７の内壁との間の沿面距離を示す（例えば、図３Ｂを参照）。沿面距離の増大の判定は、構成要素が加熱されても、クリアランス仕様が維持されているか否かのチェックを提供する。所与のＣＴＥ、または、異なる材料の複数のＣＴＥについて、沿面距離の増大を判定するためのかかる計算は、当業者に周知である。
【００４８】
ここで、図３Ｅを参照すると、図３ＢのシーリングＯ−リング３１５の近くのチューブアダプタ部分の上側部分の断面図３４０が示されている。断面図３４０は、拡大ギャップ部分３１９（図３Ｃを参照）によって形成された空隙３３１を示す。この実施形態において、空隙３３１は、空気を誘電体（絶縁体）材料として利用する。ただし、当業者であれば、他の誘電体材料が用いられてもよいことが分かる。例えば、上述のように、チューブアダプタ３０７の内面上に形成された陽極酸化層が、誘電体コーティング３１７のための誘電体層を提供する（図３Ｂを参照）。加えて、または、別の実施形態において、ポリイミドまたはその他の絶縁材料が、チューブアダプタ３０７の内面上に形成されてもよい。加えて、または、別の実施形態において、電圧を運ぶ電極（例えば、導電ロッド３２３Ａ、３２３Ｂ、３２３Ｃの内の外側のロッド内に含まれる電極など）の内のいずれかと、電極およびロッド支持３１３Ａに近接するチューブアダプタ３０７の部分との間のあらゆる潜在的なアーク放電を低減または排除するために、空隙３３１のサイズが増大される。
【００４９】
図３Ｆは、図３Ｂのチューブアダプタ部分の中央部分の断面図３５０を示す。図３Ｂを参照して上述したように、Ｏ−リング３１５は、チューブアダプタ３０７の外側（処理動作中には、或る程度の真空）よりもチューブアダプタ３０７の中の方が圧力が高いために、外向きの力を受けている。その結果、Ｏ−リング３１５は、チューブアダプタ３０７の周壁（外壁）に向かって、拡大ギャップ部分３１９から離れる向き、かつ、ロッド支持３１３ＡとＯ−リング３１５との間の空間３３３から離れる向きに押される。したがって、拡大ギャップ部分３１９のサイズの増大は、処理システムの大気圧部分と真空部分との間にＯ−リング３１５によって提供されるシールの完全性を低下させることがない。
【００５０】
図３Ｇは、図３Ｂのチューブアダプタ部分の下側部分の断面図３６０を示す。ベローズ３３５が、ＥＳＣアセンブリ３００の内側部分（実質的に大気圧）と、ＥＳＣアセンブリ３００の外側部分（処理動作中には、或る程度の真空）との間の圧力差を維持する。断面図３６０は、絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃ、および、ＡＣヒータワイヤ３１１Ａ、３１１Ｂの位置の特定が当業者にとって容易になるように提供されている。さらに、断面図３６０は、ＥＳＣアセンブリ３００（図３Ａ）の内部空間に対して、特に、チューブアダプタ３０７（例えば、図３Ｂを参照）内で、すべての変更がなされているため、すべての外形寸法と、ＥＳＣアセンブリ３００からの接続とが維持されるので、本明細書に開示の様々な実施形態を、既存のプラズマベース処理システムまたはその他の基板処理システムへ容易に組み込むことができることを示すのに役立つ。したがって、既存の処理システムへの変更は必要ない。
【００５１】
本明細書に記載するように、空隙３３１および絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃは、絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃの中および近傍の高電圧ラインを、接地された部分（例えば、チューブアダプタ３０７の接地された部分）から絶縁する。したがって、絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃは、一般に、高電圧ラインと、接地された表面（例えば、チューブアダプタ３０７の下側部分の遠位）との間でのアーク放電がもはや起こりえない位置まで伸びる。この位置は、図３Ａを参照して上で提供した計算に基づいて決定できる。
【００５２】
図４は、図３ＡのＥＳＣアセンブリの３Ｄ断面図を示す。ベローズ３３５は、ＥＳＣアセンブリ３００（図３Ａを参照）を移動できるようにすることにより、ベローズ３３５の下方に配置された稼働ブラケット部分に対して、載置された基板１０５（図１を参照）を移動させる。
【００５３】
概して、本明細書に図示および記載するように、図３ＡのＥＳＣアセンブリ３００に組み込まれた開示の主題は、高電圧電気信号を接地板から絶縁するために、開示の主題によって記載された様々な実施形態を利用しうる。
【００５４】
本明細書に図示および記載した特定の例示的実施形態において、或る高電圧分離技術が、ポリイミドチューブ（例えば、絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃ）を用いて、ＲＦ信号電極を囲むことで、それぞれの絶縁ワイヤへの接続前のそれらの信号の分離を可能にする。ポリイミドの利用は、非常によい絶縁体であり、この位置での高温に耐えうることから、この応用例に適切である。
【００５５】
別の実施形態
別の例示的実施形態は、チューブアダプタ３０７の内面上の硬質陽極酸化表面またはポリイミドコーティング処理を利用した高電圧分離技術を用いる。その表面処理（例えば、図３Ｂの誘電体コーティング３１７）は、全体的な抵抗、および、高電圧電極と接地板（例えば、チューブアダプタ３０７）との間の分離を提供する。
【００５６】
別の例示的実施形態は、上側チューブアダプタ形状（例えば、図３Ｃの拡大ギャップ部分３１９）における１以上の切り欠きを利用した高電圧分離技術を用いており、それは、高電圧電極（例えば、絶縁チューブ３０９Ａ、３０９Ｂ、３０９Ｃの内の外側のチューブ内のもの）と接地板（例えば、チューブアダプタ３０７）との間のさらなる分離を提供する。
【００５７】
さらに、ＥＳＣアセンブリ３００（図３Ａを参照）の内部空間に対して、特に、チューブアダプタ３０７内で、すべての変更がなされているため、すべての外形寸法と、ＥＳＣアセンブリ３００からの接続とが維持されるので、本明細書に開示の様々な実施形態を、既存のプラズマベース処理システムまたはその他の基板処理システムへ容易に組み込むことができる。したがって、既存の処理システムへの変更は必要ない。
【００５８】
したがって、上記の記載は、開示した主題を具現化する例、装置、システム、および、方法の例示を含む。本記載では、説明の目的で、開示した主題の様々な実施形態の理解を与えるために、数多くの具体的な詳細事項を示した。しかしながら、当業者にとって明らかなように、本主題の様々な実施様形態は、これら具体的な詳細事項がなくとも実施可能である。さらに、様々な図示した実施形態が不明瞭にならないように、周知の構造、材料、および、技術については、詳細に示していない。
【００５９】
本明細書で用いられているように、「または」という用語は、包括的な意味もしくは排他的な意味に解釈されうる。さらに、提供した開示を読んで理解すると、当業者によって、他の実施形態が理解される。さらに、本明細書に提供した開示を読んで理解すると、当業者は、本明細書に提供した技術および例の様々な組み合わせがすべて、様々な組み合わせで適用可能であることを理解する。
【００６０】
様々な実施形態が別個に論じられているが、これらの別個の実施形態は、独立した技術または設計と見なされることを意図されていない。上記のように、様々な部分の各々が、相互に関連付けられてよく、各々が、本明細書で論じた他のＥＳＣ実施形態と別個にまたは組み合わせて用いられてよい。
【００６１】
したがって、本明細書に提供した開示を読んで理解すると、当業者にとって明らかになるように、多くの変形例および変更例が可能である。本明細書に挙げたものに加えて、本開示の範囲内で機能的に等価な方法および装置が、上の記載から当業者にとって明らかになる。いくつかの実施形態の一部および特徴が、他の実施形態に含められてもよく、置換されてもよい。かかる変形例および変更例は、添付の請求項の範囲に含まれるよう意図されている。したがって、本開示は、添付の請求項の記載によってのみ限定され、かかる請求項が権利を与えられた等価物の全範囲を含む。また、本明細書で用いられている用語は、特定の実施形態を説明することをのみを目的にし、限定の意図はないことを理解されたい。
【００６２】
本開示の要約は、読者が技術的開示の本質を速やかに確認できるように提供されたものである。要約は、請求項を解釈または限定するために利用されないという了解の下で提出されている。さらに、以上の詳細な説明において、本開示を簡素化するために、様々な特徴を様々単一の実施形態にまとめて記載する場合があることがわかる。本開示の方法は、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。したがって、以下の請求項は、詳細な説明に組み込まれ、各請求項は、別個の実施形態として独立している。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
適用例１
プラズマベース処理システムの静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリのためのチューブアダプタであって、
前記チューブアダプタ内の複数の絶縁チューブであって、前記複数の絶縁チューブの各々は、その中に収容される複数の高周波（ＲＦ）信号電極の内の１つを受け入れるよう構成され、前記複数の絶縁チューブの各々は、前記プラズマベース処理システムの動作中に、その中に収容された前記ＲＦ信号電極の内のそれぞれの１つと前記チューブアダプタとの間のアーク放電を防止するよう構成されている、複数の絶縁チューブと、
前記チューブアダプタの内面上に形成され、前記プラズマベース処理システムの動作中に、高電圧電極の少なくとも１つと、前記チューブアダプタ内に配置された前記ＲＦ信号電極との間のアーク放電を防止するよう構成された誘電体コーティングであって、前記誘電体コーティングは、前記チューブアダプタを形成する材料と実質的に同等の熱膨張率（ＣＴＥ）を有する、誘電体コーティングと、
を備える、チューブアダプタ。
適用例２
適用例１のチューブアダプタであって、前記誘電体コーティングの前記ＣＴＥは、前記チューブアダプタが動作する温度環境の変化による粒子脱落を防止するように選択される、チューブアダプタ。
適用例３
適用例１のチューブアダプタであって、前記誘電体コーティングは、硬質陽極酸化コーティングである、チューブアダプタ。
適用例４
適用例１のチューブアダプタであって、前記誘電体コーティングは、ポリイミドコーティングである、チューブアダプタ。
適用例５
適用例１のチューブアダプタであって、前記ＥＳＣアセンブリは、さらに、前記チューブアダプタに機械的に結合されたペデスタルを備える、チューブアダプタ。
適用例６
適用例５のチューブアダプタであって、前記チューブアダプタは、既存のプラズマベース処理システムの前記ペデスタルと共に組み込まれるよう構成される、チューブアダプタ。
適用例７
適用例１のチューブアダプタであって、前記チューブアダプタは、前記ＥＳＣアセンブリのための接地板を形成する、チューブアダプタ。
適用例８
プラズマベース処理システムの静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリのためのチューブアダプタであって、
前記チューブアダプタ内の複数の絶縁チューブであって、前記複数の絶縁チューブの各々は、その中に収容される複数の高電圧電極の内の１つを受け入れるよう構成され、前記複数の絶縁チューブの各々は、前記プラズマベース処理システムの動作中に、その中に収容された前記高電圧電極の内のそれぞれの電極と前記チューブアダプタの本体との間のアーク放電を防止するよう構成されている、複数の絶縁チューブ
を備える、チューブアダプタ。
適用例９
適用例８のチューブアダプタであって、前記複数の高電圧電極は、高周波（ＲＦ）信号電極を含む、チューブアダプタ。
適用例１０
適用例８のチューブアダプタであって、前記複数の絶縁チューブは、前記プラズマベース処理システムの動作中に遭遇する高温の存在下で経時的に実質的に一貫した絶縁耐力を有する、チューブアダプタ。
適用例１１
適用例８のチューブアダプタであって、さらに、
前記複数の絶縁チューブの各々に第１側で結合されたサーマルチョークと、
前記サーマルチョークの各々のそれぞれの第２側に結合された導電ロッドと、
を備える、チューブアダプタ。
適用例１２
適用例８のチューブアダプタであって、前記複数の絶縁チューブの各々は、セパレータスリーブによって、適所に保持され、前記絶縁チューブの残りから分離される、チューブアダプタ。
適用例１３
適用例１２のチューブアダプタであって、前記セパレータスリーブの各々は、前記ＥＳＣの修理動作またはメンテナンス動作中に、前記複数の絶縁チューブの各々を取り外して受け入れるためのサイズを有する、チューブアダプタ。
適用例１４
適用例１２のチューブアダプタであって、前記セパレータスリーブの各々は、非導電性セラミック材料を含む、チューブアダプタ。
適用例１５
適用例１２のチューブアダプタであって、前記セパレータスリーブの各々は、機械加工できるガラスセラミック材料を含む、チューブアダプタ。
適用例１６
適用例８のチューブアダプタであって、前記絶縁チューブは、ポリイミド材料を含む、チューブアダプタ。
適用例１７
適用例８のチューブアダプタであって、さらに、前記チューブアダプタの内面上に形成され、前記プラズマベース処理システムの動作中に、前記チューブアダプタ内の前記複数の高電圧電極と、前記チューブアダプタの本体との間のアーク放電を防止するよう構成された誘電体コーティングを備える、チューブアダプタ。
適用例１８
プラズマベース処理システムの静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリのためのチューブアダプタであって、
前記チューブアダプタ内の複数の絶縁チューブであって、前記複数の絶縁チューブの各々は、それぞれの導電ロッドに結合されるよう構成され、前記複数の絶縁チューブの各々は、前記複数の絶縁チューブの内のそれぞれのチューブ内の高電圧ラインと、前記チューブアダプタの接地表面との間でのアーク放電が起こりえない位置まで、前記チューブアダプタの遠位に伸びる、複数の絶縁チューブと、
前記導電ロッドの内の外側のロッドに近接した前記チューブアダプタの拡大ギャップ部分であって、前記拡大ギャップ部分の寸法は、前記プラズマベース処理システムの動作中に、前記導電ロッドの内のそれぞれのロッドによって伝達される高電圧信号と、前記チューブアダプタの本体との間のアーク放電を防止するよう構成されている、拡大ギャップ部分と、
を備える、チューブアダプタ。
適用例１９
適用例１８のチューブアダプタであって、前記ＥＳＣアセンブリは、さらに、前記チューブアダプタに機械的に結合されたペデスタルを備える、チューブアダプタ。
適用例２０
適用例１９のチューブアダプタであって、前記チューブアダプタは、既存のプラズマベース処理システムの前記ペデスタルと共に組み込まれるよう構成される、チューブアダプタ。
適用例２１
プラズマベース処理システムの静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリに結合するチューブアダプタであって、
前記チューブアダプタ内の複数の絶縁チューブであって、前記複数の絶縁チューブの各々は、複数の高電圧電極の内の１つに結合される、複数の絶縁チューブと、
前記チューブアダプタの内面上に形成された誘電体コーティングであって、前記誘電体コーティングは、前記チューブアダプタを形成する材料と実質的に同等の熱膨張率（ＣＴＥ）を有する、誘電体コーティングと、
を備える、チューブアダプタ。
適用例２２
適用例２１のチューブアダプタであって、前記誘電体コーティングは、硬質陽極酸化コーティングである、チューブアダプタ。
適用例２３
適用例２１のチューブアダプタであって、前記誘電体コーティングは、ポリイミドコーティングである、チューブアダプタ。
適用例２４
適用例２１のチューブアダプタであって、前記ＥＳＣアセンブリは、さらに、前記チューブアダプタに機械的に結合されたペデスタルを備える、チューブアダプタ。
適用例２５
適用例２４のチューブアダプタであって、前記チューブアダプタは、既存のプラズマベース処理システムの前記ペデスタルと共に組み込まれるよう構成される、チューブアダプタ。
適用例２６
適用例２１のチューブアダプタであって、前記チューブアダプタは、前記ＥＳＣアセンブリのための接地板を備える、チューブアダプタ。
適用例２７
プラズマベース処理システムの静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリに結合するチューブアダプタであって、
前記チューブアダプタ内の複数の絶縁チューブであって、前記複数の絶縁チューブの各々は、それぞれの高電圧導電ロッドに結合されるよう構成されている、複数の絶縁チューブと、
前記プラズマベース処理システムの動作中に、前記導電ロッドの内のそれぞれのロッドによって伝達される高電圧信号と、前記チューブアダプタの本体との間のアーク放電を防止するための、前記高電圧導電ロッドの内の外側のロッドに近接した前記チューブアダプタの拡大ギャップ部分と、
を備える、チューブアダプタ。
適用例２８
適用例２７のチューブアダプタであって、前記ＥＳＣアセンブリは、さらに、前記チューブアダプタに機械的に結合されたペデスタルを備える、チューブアダプタ。
適用例２９
適用例２８のチューブアダプタであって、前記チューブアダプタは、既存のプラズマベース処理システムの前記ペデスタルと共に組み込まれるよう構成される、チューブアダプタ。
【国際調査報告】
2021512493.tif 000015
2021512493.tif 000016