(57)【要約】【課題】電極を有する支持ブロックと、プロセスチャンバ内で支持ブロックを保持しているアームであって、中を貫いている通路を有するアームを備えている基板支持アセンブリを提供する。【解決手段】アームは、支持ブロックに結合されている第１の取付け部と、チャンバコンポーネントに結合されている第２の取付け部とを備えている。固定カバーは、第１の取付け部の真下においてアーム内に着座している円環状板を備えており、通路の中の電気導体を覆って電気導体をチャンバ環境からシールする。【選択図】  図３Ａ
2008199024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスゾーンとチャンバコンポーネントとを有するプロセスチャンバ内で基板を支持する支持アセンブリであって、
（ａ）電極を備えている支持ブロックと、
（ｂ）前記プロセスチャンバ内で前記支持ブロックを保持しているアームであって、中を貫いている通路を有し、前記支持ブロックに結合されている第１の取付け部と、チャンバコンポーネントに結合されている第２の取付け部とを備えている前記アームと、
（ｃ）前記アームの前記通路の中を通っている複数の電気導体と、
（ｄ）前記第１の取付け部の真下において前記アーム内に着座する形状及びサイズを有する円環状板を備えている固定カバーであって、前記アームの前記通路の中の前記電気導体を覆って前記電気導体を前記プロセスゾーンの環境からシールするために設けられている前記固定カバーとを備えている支持アセンブリ。
【請求項２】
前記支持ブロックが誘電体ブロックを備えている請求項１記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記固定カバーがシリコン又は石英から構成されている請求項１記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記固定カバーが、周囲及び中央部を備えており、前記電気導体を前記中央部に通すことができるように、前記周囲から前記中央部まで通路が延びている請求項１記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記固定カバーが、ボルトの頭を着座させるための複数のＵ字形状の切欠部を有する上面を備えている請求項４記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記Ｕ字形状の切欠部が１２０度の角度で隔置されている請求項５記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記固定カバーの前記円環状板が、周辺溝を有する底面を備えており、
前記アセンブリが、前記周辺溝に嵌るセラミック固定リングを更に備えている請求項１記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記セラミック固定リングがＣ字形状のクランプを備えている請求項７記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記セラミック固定リングが酸化アルミニウムを含んでいる請求項７記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記複数の電気導体が、（ｉ）熱電対と、（ｉｉ）電気接地コネクタとを備えている請求項１記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記電気接地コネクタが、前記電極に電気的に接続されている第１の端子と、前記電極を電気的に接地するようにされている第２の端子とを備えている請求項１０記載のアセンブリ。
【請求項１２】
前記固定カバーが、前記第１の取付け部の真下において前記アーム内に着座する形状及びサイズを有するシリコンの円環状板を備えており、
前記固定カバーが、周囲と、中央部と、通路とを備えており、前記電気接地コネクタ及び前記熱電対を前記プロセスゾーンの環境から保護するため、前記アーム内の前記電気接地コネクタ及び前記熱電対が通ることができるように、前記通路が前記固定カバーの前記周囲から前記中央部まで延びている請求項１０記載のアセンブリ。
【請求項１３】
請求項１０記載の前記基板支持アセンブリを修復する方法であって、
（ａ）前記支持ブロック又は前記アームをクリーニング溶液中に浸すことによって、前記支持ブロック及び前記アームのうちの少なくとも一方をクリーニングするステップと、
（ｂ）前記支持アームの前記通路内の前記熱電対及び前記電気接地コネクタのうちの少なくとも一方を交換するステップと、
（ｃ）前記熱電対及び前記電気接地コネクタ付近の、前記支持アーム内の前記シリコン固定カバーを交換するステップとを含む方法。
【請求項１４】
ステップ（ａ）が、前記支持ブロック及び前記アームのうちの少なくとも一方を、酸性種又は塩基性種を含んでいる溶液に浸すステップを含んでいる請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
請求項１０記載の前記支持アセンブリを備えているプロセスチャンバであって、
（ａ）前記支持アセンブリを囲んでいるエンクロージャ壁と、
（ｂ）前記プロセスチャンバ内にプロセスガスを供給するガス分配器と、
（ｃ）前記プロセスガスを励起するガス励起装置と、
（ｄ）前記プロセスガスを排出する排出ポートとを更に備えているプロセスチャンバ。
【請求項１６】
プロセスゾーン及びチャンバコンポーネントを有するプロセスチャンバ内で基板を支持することのできる支持アセンブリの固定カバーであって、前記支持アセンブリが、
（ｉ）電極を備えている支持ブロックと、
（ｉｉ）前記プロセスチャンバ内で前記支持ブロックを保持しているアームであって、前記支持ブロックに結合されている第１の取付け部と、チャンバコンポーネントに結合されている第２の取付け部とを備えており、中を貫いている通路を有する前記アームと、
（ｉｉｉ）前記アームの前記通路の中を通っている複数の電気導体とを備えており、
前記固定カバーが、前記第１の取付け部の真下において前記アーム内に着座する形状及びサイズを有する円環状板であって、周囲と、中央部と、前記電気導体が中を通ることができるように前記周囲から前記中央部まで延びている通路とを備えている前記円環状板を備えており、
前記固定カバーが、前記電気導体を覆って、前記電気導体を前記プロセスゾーンの環境からシールするために設けられている固定カバー。
【請求項１７】
前記円環状板がシリコン又は石英から構成されている請求項１６記載の固定カバー。
【請求項１８】
前記固定カバーが、ボルトの頭を着座させるための複数のＵ字形状の切欠部を有する上面を備えている請求項１６記載の固定カバー。
【請求項１９】
前記円環状板が、周辺溝を有する底面を備えており、前記固定カバーが、前記周辺溝に嵌るセラミック固定リングを更に備えている請求項１６記載の固定カバー。
【請求項２０】
前記セラミック固定リングが、酸化アルミニウムから構成されているＣ字形状のクランプを備えている請求項１９記載の固定カバー。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
本発明の実施形態は、プロセスチャンバ内で基板を支持する基板支持アセンブリに関する。
例えば集積回路やディスプレイなどの電子回路の製造においては、基板をプロセスチャンバ内に配置し、プロセスガスをチャンバ内に導入して基板を処理する。プロセスチャンバは、一般的には、基板の処理ゾーンを囲んでいるエンクロージャ壁を備えている。ガス励起装置（ｇａｓ  ｅｎｅｒｇｉｚｅｒ）を使用することにより、ＲＦエネルギ又はマイクロ波エネルギをガスに加えることによってプロセスガスを励起することができる。プロセスガスが励起され、基板上の層に形状をエッチングする、又は基板上に層を堆積させる。
【０００２】
プロセスチャンバ内では、基板は基板支持体の基板受け面上に保持される。基板支持体は、基板が静電気によって保持されるように帯電させることのできる電極を備えていることができる。電極は、ガス励起装置としての役割を果たすように、支持体の本体内を通っている電気コネクタによって帯電させる、又は接地電位に維持することもできる。基板の温度をより正確に測定できるように、支持体の中に熱電対を通すこともできる。更に、支持体は、処理中に基板を加熱するため、電気コネクタを有する加熱器も備えていることができる。このように、支持体は、一般に、電極、加熱器、及びその他の装置に給電するため、又はセンサー情報を伝えるため、支持体の中に通されている複数の電気導体（例えば電気コネクタ、熱電対、及びその他の導電構造）を備えている。
【０００３】
処理時、励起されたハロゲン含有ガス及び酸素含有ガスを使用して、基板を処理する、又はチャンバ表面をクリーニングする。堆積プロセス及びエッチングプロセスの両方においては、フッ素含有ガス及び塩素含有ガスを使用して、材料を堆積させる、又は基板から材料をエッチングする。更に、フッ素含有ガス（例えばＣＦ４、ＮＦ３）を含んでいる励起されたクリーニングガスを定期的に使用し、蓄積したプロセス残留物をチャンバ表面から取り除く。しかしながら、励起されたガスによって腐食が生じることがよくあり、基板支持アセンブリの損傷の原因となる。例えば、励起されたガスによって支持体の外側部分が腐食することに起因して、支持体における電気導体とプラズマとの間でグロー放電が発生することがある。更に、励起されたガスによって支持体における電気コネクタ間の接合部が腐食して損傷すると、電気アークが発生することもある。また、チャンバ内のガスを励起するために電極に印可されるＲＦ電圧に起因してグロー放電又はマイクロアークが発生することがあり、これによって、コネクタと支持体の隣接部分とが損傷する、或いは「焼ける」。プラズマ環境によっては、基板支持アセンブリ及びその導体コンポーネントが劣化するため、比較的少ない数の基板を処理しただけでこれらを修復又は交換する必要が生じることがあり、これにより基板あたりの製造コストが増す。
【０００４】
従って、腐食性のプラズマ環境に対する耐性を有する基板支持アセンブリを提供することが望まれている。電気アーク或いはグロー放電の発生が低減する基板支持体を提供することが望まれている。更に、頻繁に交換又は修復することなく多数の基板を処理することのできる基板支持体を提供することが望まれている。更には、基板支持体及びそのコンポーネントを容易に修復又はクリーニングできることが望まれている。
【概要】
【０００５】
プロセスゾーンとチャンバコンポーネントとを有するプロセスチャンバ内で基板を支持する支持アセンブリを提供する。この支持アセンブリは、電極を備えている支持ブロックと、プロセスチャンバ内で支持ブロックを保持しているアームと、アームの通路の中を通っている複数の電気導体と、アーム内に着座するサイズを有する固定カバーとを備えている。アームは、中を貫いている通路を有し、支持ブロックに結合されている第１の取付け部と、チャンバコンポーネントに結合されている第２の取付け部とを備えている。固定カバーは、第１の取付け部の真下においてアーム内に着座する形状及びサイズを有する円環状板を備えており、アームの通路の中の電気導体を覆って、電気導体をプロセスゾーンの環境からシールするために設けられている。
【０００６】
プロセスチャンバは、支持アセンブリを備えており、更に、支持アセンブリを囲んでいるエンクロージャ壁と、プロセスチャンバ内にプロセスガスを供給するガス分配器と、プロセスガスを励起するガス励起装置と、プロセスガスを排出する排出ポートとを備えている。
【０００７】
基板支持アセンブリを修復する方法は、支持ブロック又は支持アームの少なくとも一方をクリーニング溶液中に浸すことによって支持ブロック及び支持アームの少なくとも一方をクリーニングするステップと、支持アームの通路の中の熱電対及び電気接地コネクタの少なくとも一方を交換するステップと、熱電対及び電気接地コネクタ付近の、支持アームの中のシリコン固定カバーを交換するステップとを含んでいる。
【０００８】
プロセスゾーン及びチャンバコンポーネントを有するプロセスチャンバ内で基板を支持することのできる支持アセンブリの固定カバーは、支持アセンブリが、（ｉ）電極を備えている支持ブロックと、（ｉｉ）プロセスチャンバ内で支持ブロックを保持しているアームであって、支持ブロックに結合されている第１の取付け部と、チャンバコンポーネントに結合されている第２の取付け部とを備えており、中を貫いている通路を有するアームと、（ｉｉｉ）アームの通路の中を通っている複数の電気導体とを備えている。この固定カバーは、第１の取付け部の真下においてアーム内に着座する形状及びサイズを有する円環状板を備えており、この円環状板は、周囲と、中央部と、電気導体が中を通ることができるように周囲から中央部まで延びている通路とを備えており、固定カバーは、電気導体を覆って、電気導体をプロセスゾーンの環境からシールするために設けられている。
【説明】
【０００９】
基板支持アセンブリ１００は、図１Ａに示したように、プロセスチャンバ１１２内で基板１１０を支持する基板受け面１０６を有する支持ブロック１０４を備えている。図示した形態においては、支持ブロック１０４は、例えば窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、又は酸化ケイ素から形成されている誘電体ブロック１１６を備えている。誘電体ブロック１１６は、（図示したように）誘電体材料のモノリス又は単一構造とする、又は誘電体材料の複数の板の積層から形成することができる。本明細書では基板支持アセンブリ１００の１つの形態を示しているが、この技術分野における通常の技能を有する者に明らかである別の形態も、本発明の範囲内に含まれることを理解されたい。例えば、支持ブロック１０４を、アルミニウム又はステンレス鋼から構成されている金属ブロックとし、基板受け面１０６に耐食被膜（例えば陽極酸化アルミニウム）を施すこともできる。
【００１０】
支持ブロック１０４は電極１１４を備えており、この電極１１４は、基板１１０を処理するためチャンバ１１２内に供給されるプロセスガスを励起するガス励起装置の一部として機能するようにされている。オプションとして、電極は、基板支持アセンブリ１００の基板受け面１０６上に基板１１０が静電気によって保持されるように帯電可能なものとすることもできる。１つの形態においては、電極１１４は、少なくとも一部が誘電体ブロック１１６によって覆われている、又は誘電体ブロック１１６に埋め込まれている。埋め込まれている電極１１４は、基板１１０における望ましい電界特性を提供するのに適する形状を備えている。例えば、埋め込まれている電極１１４は、誘電体ブロック１１６に埋め込まれているメッシュ電極又は電極板を備えていることができる。埋め込まれている電極１１４は、適切な導電性材料（例えばモリブデン）から形成されている。しかしながら、例えば支持ブロックが金属のブロックである場合、電極１１４を支持ブロック１０４自体とすることもできる。
【００１１】
支持ブロック１０４は、基板１１０の温度を制御するようにすることもできる。例えば、上に支持される基板１１０の温度制御を提供するため、支持ブロック１０４に熱伝導流体の導管（図示せず）を形成することができる。更に、基板受け面１０６は、基板１１０の温度を制御するため、基板受け面１０６における熱分布をより均一にする複数の隆起メサ部（ｒａｉｓｅｄ  ｍｅｓａ）（図示せず）を備えていることもできる。
【００１２】
基板支持アセンブリ１００は支持アーム１２４を更に備えており、この支持アーム１２４は、支持ブロック１０４を、チャンバ１１２内のプロセスゾーン１２６の中央、プロセスチャンバ１１２の底壁１５４に位置している排出ポート１５２付近にしっかりと保持するための形状を有する。支持アーム１２４は、第１の端部１３６と第２の端部１４８との間に延びている支持梁１６０を備えている。支持アーム１２４は、支持ブロック１０４に結合されている第１の取付け部１２８と、チャンバ壁１３４の一部に結合されている第２の取付け部１３２とを備えていることによって、支持ブロック１０４を固定している。
【００１３】
図示した形態においては、第１の取付け部１２８は、実質的に円盤形状であり、アーム１２４に一体に結合されている上下逆さまの中空のカップ１７０を備えている。第１の取付け部１２８は、支持ブロック１０４の下面１４４の中央１４０に結合される平たい面を提供する。中空のカップ１７０は、支持アセンブリ１００のボルト、電気コネクタ、電気絶縁体、及びその他の接続コンポーネント又は保護コンポーネントのための保護的なエンクロージャの役割を果たすことができる。
【００１４】
第２の取付け部１３２は、支持アーム１２４の第２の端部１４８に取り付けられており、チャンバのチャンバコンポーネント、例えば、チャンバ１１２内で基板支持アセンブリ１００を上下させるのに用いられる可動ベロー１４５、チャンバ壁１３４、又はその他のチャンバコンポーネントに結合されている。取付け部１２８，１３２は、支持ブロック１０４と、プロセスチャンバ１１２の一部又はチャンバのコンポーネントに、ねじ、ボルト、ろう付け、又はその他の適切な方法によって結合されている。支持梁１６０は、信頼性が高く耐食性の支持構造を提供するため、励起されたガスによる腐食に耐性のある材料から構成されている。例えば、支持梁１６０は、セラミック材料（例えば、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素のうちの少なくとも１つ）を含んでいることができる。
【００１５】
支持梁１６０は、中を貫いている通路１６４を備えており、この通路１６４は、電気コネクタ（例えば、電気接地用帯状コネクタ２３０、１つ以上の熱電対２５０、又はその他の電気コネクタ）を含んでいることができる複数の電気導体を受け入れるためのサイズ及び形状を有する。この通路１６４は、導体１６８を格納するため支持アーム１２４の少なくとも一部に沿って延びており、例えば、通路１６４は、２つの端部１３６，１４８の間の支持梁１６０の実質的に全長にわたり延びていることができる。電気導体１６８は、支持ブロック１０４から、基板支持アセンブリ１００の外側、場合によってはチャンバ１１２の外側にある電源、プロセスモニター、又はその他のチャンバコンポーネントまで導かれるように、通路１６４の中を通されている。中空の支持アーム１２４は、チャンバ１１２内の励起されたプラズマ種から電気導体１６８を遮蔽及び保護する。
【００１６】
ろう付け接合部２００ａ，２００ｂは、電気導体１６８の少なくとも１つを支持ブロック１０４内の他のコンポーネントに電気的に接合するために使用されている。例えば、接地用帯状コネクタ２３０を備えている電気導体１６８を、支持ブロック１０４における電極１１４に接続することができる。ろう付け接合部２００ａ，２００ｂは、最初に、ろう付け化合物又はろう付け箔を、接合領域における電気導体１６８と他のコンポーネントとの間に配置した後、接合領域をろう付け材料の融点以上まで加熱し、最後に、接合領域を冷やして、ろう付け接合部２００ａ，２００ｂを形成することによって、得られる。ろう付け化合物又はろう付け箔は、金合金、銀合金、アルミニウム合金、銅合金、青銅合金、又はニッケル合金のうちの１つ以上を含んでいることができ、より一般には、ニッケル合金材料を含んでいる。電気導体１６８と支持ブロック１０４の電極１１４との間のろう付け接合部２００ａ，２００ｂのウェット表面領域は、電気コネクタ１６８の直径を１つのパラメータとして決定する。電気導体１６８の直径が大きくなるほど、ろう付け接合部２００ａ，２００ｂにおいて多量のろう付け材料を使用する。ろう付け材料を追加することにより、チャンバのプロセスゾーン内のプラズマ及びプロセスガスによる、ろう付け接合部２００ａ，２００ｂの腐食が低減する（防止はされない）。
【００１７】
１つの形態においては、ろう付け接合部２００ａ，２００ｂの腐食の問題を更に低減させるため、固定カバー１８０を使用する。固定カバー１８０は、支持アーム１２４の第１の端部１３６における周囲壁１７４を有する中空のカップ１７０の内側に配置されている。カップ１７０及び固定カバー１８０は、エンクロージャを形成しており、電気導体１６８と電気接合部とをチャンバのプラズマ環境における腐食から保護する。図２Ａ及び図２Ｂに示した実施形態においては、固定カバー１８０は、支持アーム１２４の第１の端部１３６における中空のカップ１７０の中に着座する形状及びサイズを有する円環状板１８２を備えている。固定カバー１８０は、第１の取付け部１２８の真下に配置されており、電気導体１６８とチャンバ環境との間に遮断壁を形成するために設けられている。
【００１８】
固定カバー１８０の円環状板１８２は、周囲１８４と、中央部１８８と、電気導体が中を通ることができるように周囲１８４から半径方向に中央部１８８まで延びているＵ字形状の通路１８８と、を備えている。通路１８８は、湾曲状の基部を有するＵ字形状の細長い絞り１９０を備えており、これにより、電気導体１６８は、固定カバー１８０を経て支持ブロック１０４まで通されるときに、支持アーム１２４の通路１６４の中での水平配置から垂直配置に向きを変えることができる。１つの形態においては、Ｕ字形状の通路１８８は、約２ｍｍ〜約１０ｍｍの幅（例えば約５ｍｍ）を有する。Ｕ字形状の通路１８８の直径は、電気導体１６８が中を通るのに十分なものである。
【００１９】
固定カバー１８０の円環状板１８２の上面１９２は、支持ブロック１０４を支持アーム１２４に保持するボルト１９６の頭の空間を提供する複数のＵ字形状の切欠部１９４を備えている。１つの形態においては、固定カバー１８０の上面１９２におけるＵ字形状の切欠部１９４は、１２０度の角度で隔置されている。更に、第１の端部１３８における中空のカップ１７０は、支持ブロック１０４を支持アーム１２４に保持するためにボルト１９６の軸部を通すための固定具穴を備えている。固定具穴のそれぞれは凹み棚（ｉｎｕｎｄａｔｅｄ  ｌｅｄｇｅ）を有し、これによりボルト１９６の頭用の支持面が提供され、ボルトの頭の一部を皿頭とすることができる。中空のカップ１７０は、電気導体１６８（例えば、一端において支持ブロック１０４内の電極１１４に接続されている電気接地用帯状コネクタ２３０）を通すためと、熱電対２５０を通して支持ブロック１０４の裏側に挿入するための形状の穴も備えている。このような形状の穴は、熱電対２５０を電気接地用帯状コネクタ２３０から隔てるスペーサ１９８を収容することもできる。
【００２０】
１つの形態においては、固定カバー１８０は、導体１６８付近のプラズマ種と反応して、結果としてプラズマ種の濃度を相当に低減させる犠牲材料としての役割を果たすことによって、ろう付け接合部と電気導体１６８とを腐食から保護する。例えば、固定カバー１８０は、シリコンを含んでいることができる。シリコン材料は、ハロゲン含有プラズマ種（例えばフッ素含有種）と反応してフッ化ケイ素ガスを形成する。フッ素含有ガスは、エッチングプロセス又はチャンバのクリーニングプロセスにおいて使用するものである。フッ素及びフッ素ラジカルは、ニッケル含有のろう付け材料によって形成されているろう付け接合部２００ａ，２００ｂと特に反応する。ろう付け材料の腐食は望ましくなく、なぜなら、ろう付け材料が腐食すると、接合部２００ａ，２００ｂによって形成されている電気接続部のインピーダンスが増大し、接合部２００ａ，２００ｂの化学的な腐食が進むと、劣化したろう付け接合部２００ａ，２００ｂにおいてアークが発生することさえあるためである。
【００２１】
固定カバー１８０は、酸化ケイ素の結晶形態である石英から、若しくは純粋な単体シリコン（例えば単結晶シリコン）から構成することができる。単結晶シリコンは最適であり、なぜなら、ケイ素とフッ素とが反応してＳｉＦ４が形成され、これにより、ろう付け接合部２００ａ，２００ｂを構成しているろう付け材料と反応する残余フッ素が相当に低減するためである。
【００２２】
１つの形態においては、固定カバー１８０の円環状板１８２は、周辺溝２０４ａを有する底面２０２を有し、周辺溝２０４ａは、図３Ａに示したようにシールリング２１０を嵌めるために用いられる。固定カバー１８０は、下側保持板２２０によって所定の位置に保持されており、下側保持板２２０は、基板アーム１２４の第１の端部１３６のカップに嵌ってシールリング２１０の裏面を支持する形状を有する。下側保持板２２０は、アーム部分２２４に一体に結合されている円環板部２２２を備えている。支持アームを組み立てたとき、円環板の上面２２２ａは固定カバー１８０及びリング２１０に面している。上面２２２ａは相補的な（ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙ）凹み２０４ｂを有し、この凹み２０４ｂは、シールリングが円環板２２２と接触している状態で水平に摺動することを防止する形状及びサイズを有し、これによりシールリング２１０が円環板２２２の上面２２２ａの範囲内に制限される。１つの形態においては、凹み２０４ｂは、図３Ｂに示したように実質的に円形である。
【００２３】
組み立てるとき、支持アーム１２４を上下逆さまに保持し、様々なコンポーネント（電気導体１６８、ボルト１９６など）をカップ１７０の中に挿入し、支持ブロック１０４に取り付ける。次いで、固定カバー１８０及びリング２１０を挿入し、保持板２２０を支持アーム１２４にすべり込ませ、固定カバー１８０及びリング２１０の裏側を覆う。支持アーム１２４をひっくり返して正しい向きにすると、シールリング２１０が下側保持板２２０の凹み２０４ｂに落下する。これにより固定カバー１８０と保持板２２０とが密着し、使用時又は設置時に保持板２２０が支持アーム１２４からすべってずれることが防止される。１つの形態においては、シールリング２１０は、セラミック材料（酸化アルミニウムなど）から作製されているＣ字形状のクランプ２１４を備えている。Ｃ字形状のクランプ２１４は、円環状板１８２におけるＵ字形状の通路１８８の位置に並ぶ開口２１８を備えている。酸化アルミニウム材料が望ましく、なぜなら、酸化アルミニウム材料は、チャンバ内に存在しうる反応ガス、フッ素ラジカル、及びプラズマ環境に対して不活性であるためである。
【００２４】
支持アーム１２４は、使用時に電気導体１６８（電気接地用帯状コネクタ２３０など）を保持するために用いられており、電気導体１６８が中空の支持アーム１２４の通路の中を通っている。支持ブロック１０４の一部（電極１１４など）が帯状コネクタ２３０によって電気的に接地されており、その一方で、他方の電極２３６（チャンバ１１２の壁など）を電気的バイアスを与えることにより、チャンバ１１２内に供給されるプロセスガスを励起し、励起されたガス（プラズマなど）を形成することができる。更に、処理後に基板受け面１０６から基板１１０を容易に取り除くことができるように、帯状コネクタ２３０によって支持ブロック１０４の一部分から余分な電荷を除去することもできる。帯状コネクタ２３０は、（図示したように）電極１１４に電気的に接続されている第１の端子２４０、或いは支持ブロックが電極として機能するときには支持ブロック１０４自体に電気的に接続されている第１の端子２４０と、電極１１４を「接地する」又は電極１１４をプロセスチャンバ１１２とほぼ同じ電位に維持するためプロセスチャンバ１１２の外側において電気的に接続されている第２の端子２４４とを備えている。第２の端子２４４は、チャンバ１１２の底壁１５４に接続することもできる。電気接地用帯状コネクタ２３０は、導電性材料、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、モリブデン、アルミニウム、ハステロイ、及びこれらの合金、のうちの１つ以上を含んでいることが望ましい。
【００２５】
帯状コネクタ２３０の第１の端子２４０は、例えば電極１１４にろう付け接合することによって、電極１１４に電気的に接続することができる。この電気接続は、中間取付け層（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｒｙ  ｌｕｇ）１２８によって形成することもできる。支持ブロック１０４の底面に電極１１４まで円筒穴１２２を機械加工する。次いで、この円筒穴１２２に取付け層１２８を埋め込み、電極１１４と、円筒穴１２２の内面とに、ろう付け接合部２００ａによってろう付け接合する。図１Ｂに示した形態においては、取付け層１２８はねじ付き取付け層であり、第１の端子２４０はねじ付きコネクタを備えている。第１の端子２４０をねじ付き取付け層１２８にねじ込む。次に、オプションとして、第１の端子２４０をねじ付き取付け層１２８にろう付けして、ろう付け接合部２００ｂを形成する。これに代えて、支持ブロック１０４の底面と電極１１４とに、ねじ穴を直接形成することができる。第１の端子２４０に対する均一な接触面を提供する目的で、電極の露出部分に中間導体をろう付けすることができる。帯状コネクタ２３０又はその他のコネクタの第１の端子２４０を、支持ブロック１０４のねじ穴に直接ねじ込む。次いで、電極１１４と第１の端子２４０との間の電気接続は、直接的な接触によって、又は、ろう付けされた中間導体による接触によって、又は、第１の端子２４０の先端部を電極１１４或いはろう付けされた中間導体のいずれかにろう付けすることによって、形成することができる。
【００２６】
支持アーム１２４は、熱電対２５０を備えている電気導体１６８を保持することもでき、熱電対２５０は、中空の支持アーム１２４の通路１６４の中を通っており、接地用帯状コネクタ２３０の近くに配置されている。図１Ａには、熱電対２５０の少なくとも一部が通路１６４の中を通されている基板支持アセンブリ１００を示してある。熱電対２５０は、基板支持アセンブリ１００付近の温度（例えば、基板１１０と支持ブロック１０４の一部分のうちの少なくとも一方の温度）を検出するようにされている。熱電対２５０は、一般的には、溶接又はその他の方法で両端において接合されている２本以上の異種ワイヤ（例えば金属ワイヤ又は半導体ロッド）を備えている。好適なワイヤの例として、白金及びロジウムの合金、クロム合金、アルミニウム合金が挙げられる。２つの端部又は接合部における温度が異なることにより、接合部の温度差に関係する大きさの起電力が発生する。発生する起電力は、これらのワイヤによって形成される回路に接続されている適切なミリボルト計又はポテンショメーターを備えている温度監視システム（図示せず）によって、測定することができる。熱電対２５０は、支持ブロック１０４の一部分の温度を検出するため、支持ブロック１０４に接続されている、又は支持ブロック１０４に隣接して配置されている第１の端子２５２を備えている。
【００２７】
図４は、中空の支持アーム１２４の概略的な側面図であり、支持アーム１２４の通路１６４の中の帯状コネクタ２３０及び熱電対２５０の配置編成の実施形態を示している。この実施形態においては、帯状コネクタ２３０及び熱電対２５０は、支持梁１６０の長軸線に沿って互いに平行に配置されており、チャンバ１１２内に支持アーム１２４を取り付けるのに必要な空間の大きさが最小になるように、互いに比較的近接して配置されている。例えば、接地用帯状コネクタ２３０と熱電対２５０との間の距離は、約５０ｍｍ未満（例えば、約０．０１０ｍｍ〜０．０５ｍｍ）とすることができる。保持板２２０は、支持アーム１２４の内側の電気導体１６８を支持している。
【００２８】
１つの形態においては、基板支持アセンブリ１００は、支持アーム１２４の通路の中の電気接地用帯状コネクタ２３０と熱電対２５０との間に配置されているセラミック絶縁体２２３を更に備えている。このセラミック絶縁体２２３は、接地用帯状コネクタ２３０と熱電対２５０との間の電気アークの発生を低減させることによって、基板支持アセンブリ１００のコンポーネントの寿命を延ばす目的で設けられている。セラミック絶縁体は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、ムライト、窒化ケイ素のうちの１つ以上を含んでいることができる。更に、セラミック絶縁体２２３は、熱電対２５０と接地用帯状コネクタ２３０とを電気的に遮蔽するのに適する厚さ（例えば約０．５ｃｍの厚さ）を備えていることが望ましい。
【００２９】
接地用帯状コネクタ２３０及び熱電対２５０の互いに近接した配置を容易にするためと、製造コストを低減させるため、通路１６４を、サイズの異なる上側溝２１７及び下側溝２１９を有するように形成することができる。１つの形態においては、接地用帯状コネクタ２３０が、熱電対２５０の上、上側溝２１７の中に配置されており、熱電対２５０が、接地用帯状コネクタ２３０の下、下側溝２１９の中に配置されている。図４に示した形態においては、セラミック絶縁体２２３は、接地用帯状コネクタ２３０と熱電対２５０との間で、上側溝２１７の底面上に置かれるサイズ及び形状を有し、場合によっては、下の熱電対２５０の上面によって一部を支持することもできる。また、セラミック絶縁体２２３は、上の接地用帯状コネクタ２３０の形状に少なくとも一部が一致するような形状とすることもできる。セラミック絶縁体２２３は、通路１６４の長手方向に沿って連続的に延びている単一片のセラミック材料を含んでいることができ、或いは、いくつかの短い絶縁体片２２３の形式とすることができる。
【００３０】
基板支持アセンブリ１００の形状構成として、接地用帯状コネクタ２３０及び熱電対２５０付近に固定カバー１８０を有する上述した形状構成においては、チャンバ１１２内での基板１１０の処理中、電気導体１６８と支持ブロック１０４との間のろう付け接合部２００の腐食速度が低減し、従って接地用帯状コネクタ２３０と支持ブロック１０４の電極１１４との間の電気アークの発生が減少することによって、プロセスチャンバ１１２内における良好な耐腐食性が達成されることが判明した。更に、固定カバー１８０を使用することにより、接地用帯状コネクタ２３０及び熱電対２５０を同じ通路１６４の中に容易に通すことができるため、基板支持アセンブリ１００の組み立ても容易なままである。このように、固定カバー１８０を有する基板支持アセンブリ１００では、プロセスチャンバ１１２内で基板１１０を処理するための支持体のコンポーネントの耐食性が向上している。
【００３１】
基板支持アセンブリ１００では、より長い耐用年数にわたり処理できるように、アセンブリ１００を修復することもできる。修復プロセスでは、支持ブロック１０４や支持アーム１２４などのコンポーネントをクリーニングしてプロセス残留物を取り除くことができ、更に、支持ブロック１０４の一部分など、腐食したアセンブリコンポーネントがあれば交換することができる。固定カバー１８０によって電気アークが抑制され、接地用帯状コネクタ２３０の腐食が低減するため、修復プロセスは接地用帯状コネクタ２３０の交換を必要とせずに行うこともできる。
【００３２】
基板支持アセンブリ１００を修復するには、支持ブロック１０４から熱電対２５０及び金属板の少なくとも一方を取り外す。次にクリーニングプロセスを実行して、支持ブロック１０４及び支持アーム１２４の少なくとも一方からプロセス残留物を除去する。このクリーニングプロセスでは、例えば、支持ブロック１０４及び支持アーム１２４を、酸性種又は塩基性種（例えばＨＦやＫＯＨ）を含んでいるクリーニング溶液に浸すことができる。この手順については、例えば、米国特許出願第１０／０３２，３８７号明細書（代理人整理番号Ｎｏ．６７７０、Ｈｅら、出願日：２００１年１２月２１日、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社に譲渡）と、米国特許出願第１０／３０４，５３５号明細書（代理人整理番号Ｎｏ．８０６１、Ｗａｎｇら、出願日：２００２年１１月２５日、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社に譲渡）とに説明されており、これらの文書全体は、本文書に参考とすることにより組み込まれている。クリーニング溶液により、プロセス残留物が除去され、誘電体ブロック１１６及び支持アーム１２４からの遊離粒子（プロセス中に基板１１０を汚染することがある）を取り除くこともできる。更に、支持ブロック１０４及び支持アーム１２４をクリーニング及び修復する目的で、上に引用した特許出願に記載されているようにグリットブラストを実行することもできる。クリーニングプロセスを実行した後、同一又は新しい熱電対２５０を、例えば熱電対の先端部を支持ブロック１０４の下面１４４にろう付けすることによって、支持ブロック１０４に隣接して配置する。熱電対２５０及び接地用帯状コネクタ２３０を支持アーム１２４の通路の中に再び通し、固定カバー１８０を配置する。
【００３３】
図１Ａに示したように、固定カバー１８０を有する中空の支持アーム１２４を備えている基板支持アセンブリ１００を使用して基板１１０を処理するのに適する装置１０２は、プロセスチャンバ１１２を備えている。この図に示した装置１０２の特定の実施形態は、半導体ウェハなどの基板１０４を処理するのに適しており、通常の技能を有する者であれば、それ以外の基板１０４、例えば、フラットパネルディスプレイ、ポリマーディスプレイ、又はその他の電気回路受け構造などを処理する目的で適合化することができる。この装置１０２は、特に、層（例えば、基板１１０上の耐エッチング層、シリコン含有層、金属含有層、誘電体層、導体層のうちの１つ以上）を処理するうえで有用である。
【００３４】
装置１０２は、装置１０２のための電気系統、配管系統、及びその他のサポート機能を提供するメインフレームユニット（図示せず）に結合することができ、マルチチャンバシステム（図示せず）の一部とすることができる。マルチチャンバシステムでは、真空を維持したまま、且つ基板１１０をマルチチャンバシステムの外側の水分又はその他の汚染物質にさらすことなく、チャンバの間で基板１１０を搬送することができる。マルチチャンバシステムの利点は、プロセス全体における複数の異なる目的にマルチチャンバシステム内の異なるチャンバを使用できることである。例えば、基板１１０をエッチングするのに１つのチャンバを使用し、金属膜を堆積させるのに別のチャンバを使用し、急速な熱処理に別のチャンバを使用し、反射防止層を堆積させるのに更に別のチャンバを使用することができる。マルチチャンバシステム内ではプロセスを中断せずに進行させることができ、これにより、マルチチャンバシステムでなければプロセスの異なる部分に対応する個々のチャンバ間で基板１０４を搬送するときに発生しうる基板１０４の汚染が、防止される。
【００３５】
プロセスチャンバ１１２は、一般的には、壁１０７（例えばエンクロージャ壁１０３）を備えており、この壁１０７は、プロセスゾーン１０８を囲んでいる天壁１１８、側壁１１５、及び底壁１１７を備えていることができる。動作時、プロセスガス源１３８及びガス分配器１３７を含んでいるガス供給器１３０によって、チャンバ１１２の中にプロセスガスを導入する。ガス分配器１３７は１本以上の導管１３９を備えていることができ、この導管１３９は、１つ以上のガス流バルブ１３３と、基板１１０の周辺付近の１つ以上のガス出口１４２とを有する。基板１１０は、プロセスゾーン１０８内において、基板受け面１０６を有する基板支持アセンブリ１００上に保持されている。これに代えて、ガス分配器１３７は、シャワーヘッド型ガス分配器（図示せず）を備えていることができる。消費されたプロセスガス及びエッチャント副生成物は、チャンバ１１２から排出部１４６を通じて排出され、この排出部１４６は、消費されたプロセスガスをプロセスゾーンから排出ポート１５２を介して受け取る排出流路と、チャンバ１１２内のプロセスガスの圧力を制御するためのガス弁１３５と、１つ以上の排出ポンプとを含んでいることができる。
【００３６】
基板１１０を処理するため、チャンバ１１２のプロセスゾーン１０８内のプロセスガスにエネルギを加えるガス励起装置１２０によって、プロセスガスを励起することができる。図１Ａに示した形態においては、ガス励起装置１２０は、プロセス電極１０５，２３６と、プロセスガスを励起するため電極１０５，２３６の少なくとも一方に電力を供給する電源１５９とを備えている。プロセス電極１０５，２３６は、壁（例えばチャンバ１１２の側壁１１５又は天壁１１８）である電極２３６、又はそのような壁の中の電極２３６を含んでいることができ、この電極２３６は、別の電極１１４（基板１１０の下の基板支持アセンブリ１００における電極１１４）に容量結合されている。１つの形態においては、ガス励起装置１２０は、天壁１１８におけるシャワーヘッド型ガス分配器の一部であるガス分配板（図示せず）を備えている電極に給電する。これに代えて、又はこれに加えて、ガス励起装置１２０は、１本以上のインダクタコイル１７８を備えているアンテナ１７５を備えていることができ、インダクタコイル１７８は、チャンバ１１２の中心に対称的な円状とすることができる。更に別の形態においては、ガス励起装置１２０は、チャンバ１１２から上流の遠隔ゾーンにおけるマイクロ波源及び導波管（図示せず）を備えていることができ、マイクロ波エネルギによってプロセスガスを励起する。
【００３７】
基板１１０を処理するには、プロセスチャンバ１１２から空気を抜き、大気圧より低い所定の圧力に維持する。次に、基板搬送器１０１（例えばロボットアームやリフトピンシステム）によって基板支持アセンブリの基板受け面１０６の上に基板１１０を配置する。次に、ガス励起装置１２０によって、ＲＦエネルギ又はマイクロ波エネルギをガスに加えることによりガスを励起し、励起されたガスをプロセスゾーン１０８内に供給して基板１１０を処理する。所望のプラズマ処理特性が得られるように、ベロー構造（図示せず）によって基板支持アセンブリ１００を上下させることができる。
【００３８】
ここまで、本発明の例示的な実施形態を図示及び説明したが、この技術分野における通常の技能を有する者には、本発明が組み込まれた別の実施形態を本発明の範囲内において創作することができる。例えば、具体的に記載したものとは異なる支持アームの構造及び形状を使用することができる。また、この技術分野における通常の技能を有する者に明らかであるように、支持アーム１２４における接地用帯状コネクタ２３０と熱電対２５０の位置を逆にする、或いはこれらを隣り合うように配置することができる。更には、用語「の下」、「の上」、「底部」、「上部」、「上に」、「下に」、「第１の／第２の」、及びその他の相対的な用語或いは位置を表す用語は、図における例示的な実施形態に関連して示したものであり、相互に交換することができる。従って、特許請求の範囲は、本発明を説明する目的で本明細書に記載した好ましい形態、材料又は空間的配置の記述に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
本発明のこれらの構成、側面及び利点は、説明と、特許請求の範囲と、本発明の例を示している添付図面とから、明らかに理解される。しかしながら、これらの構成のそれぞれは、特定の図面の内容においてのみ使用されるのではなく、一般的に使用できると理解すべきである。本発明は、これらの構成の任意の組合せを含む。
【００４０】
【図１Ａ】基板支持アセンブリの実施形態を含んでいる基板処理チャンバの例示的な実施形態の一部の概略的な側断面図である。
【図１Ｂ】ろう付け電気接続部を有する基板支持アセンブリの側断面図である。
【図２Ａ】〜
【図２Ｂ】それぞれ、基板支持アセンブリの固定カバーの上部及び下部の斜視図である。
【図３Ａ】図１Ａの基板支持アセンブリの分解斜視図であり、支持アームに嵌め込まれる固定カバーとセパレータリングとを示している。
【図３Ｂ】図３Ａの固定カバーと、固定リングと、保持板の分解斜視図である。
【図４】支持アームの断面図であり、接地コネクタと熱電対との間のセラミック絶縁体を示している。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【外国語明細書】
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