(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ強化化学気相成長装置であって、
ガス分配プレートアセンブリと、
チャンバ側壁を貫通する基板搬送ポートを有するチャンバ本体と、
前記チャンバ側壁のうち、前記基板搬送ポートと前記ガス分配プレートアセンブリとの間にある側壁部分に結合された高周波接地アセンブリと
前記チャンバ本体内部に配置される基板支持体と、
を備え、
前記基板支持体は、前記高周波接地アセンブリから離隔する第１の位置と、前記高周波接地アセンブリに接触する第２の位置との間を移動可能であり、
前記基板支持体が前記第２の位置にあるとき、前記基板支持体から前記高周波接地アセンブリを介して前記側壁部分へ至る高周波リターンパスが形成され、
前記基板支持体が前記第１の位置にあるときの位置である、前記基板支持体から離隔した第３の位置と、前記基板支持体が前記第２の位置にあるときの位置である、前記基板支持体に接触する第４の位置との間を移動可能なシャドウフレームを備える、
プラズマ強化化学気相成長装置。
【請求項２】
前記基板支持体が、少なくとも１つのピックアップ棚状突起部を備える、請求項１に記載のプラズマ強化化学気相成長装置。
【請求項３】
前記基板支持体の底部と前記チャンバ本体の底部とに結合された１つ以上の高周波接地パスを更に備える、請求項２に記載のプラズマ強化化学気相成長装置。
【請求項４】
前記シャドウフレームは、前記第３の位置にあるときに前記高周波接地アセンブリに結合される、請求項１に記載のプラズマ強化化学気相成長装置。
【請求項５】
前記高周波接地アセンブリはアルミニウム製である、請求項１に記載のプラズマ強化化学気相成長装置。
【請求項６】
前記高周波接地アセンブリは、幅が約１／４〜約３／４インチで、長さが約４インチ〜約６インチの可撓性ストラップを備える、請求項１に記載のプラズマ強化化学気相成長装置。
【請求項７】
前記高周波接地アセンブリは伝導性金属がコーティングされた材料で構成される、請求項１に記載のプラズマ強化化学気相成長装置。
【請求項８】
プラズマ強化化学気相成長装置であって、
チャンバ側壁を貫通する基板搬送ポートを有するチャンバ本体と、
前記チャンバ側壁のうち、前記基板搬送ポートの上方にある側壁部分に結合された高周波接地アセンブリ
と、
前記チャンバ本体内に配置された基板支持体と、
を備え、
前記基板支持体は、前記高周波接地アセンブリから離隔する第１の位置と前記高周波接地アセンブリに接触する第２の位置との間を移動可能であり、
前記基板支持体が前記第２の位置にあるとき、前記基板支持体から前記高周波接地アセンブリを介して前記側壁部分へ至る高周波リターンパスが形成され、
前記基板支持体が前記第１の位置にあるときの位置である前記基板支持体から離隔した第３の位置と、前記基板支持体が前記第２の位置にあるときの位置である前記基板支持体に接触する第４の位置との間を移動可能なシャドウフレームを備える、
プラズマ強化化学気相成長装置。
【請求項９】
前記基板支持体が、少なくとも１つのピックアップ棚状突起部を備える、請求項８に記載のプラズマ強化化学気相成長装置。
【請求項１０】
前記基板支持体の底部と前記チャンバ本体の底部とに結合された１つ以上の高周波接地パスを更に備える、請求項９に記載のプラズマ強化化学気相成長装置。
【請求項１１】
前記シャドウフレームは、前記第３の位置にあるときに前記高周波接地アセンブリに結合される、請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
[0001]本発明の実施形態は、一般的に、大面積基板の処理時に使用されるプラズマ処理機器に関し、更に詳しく言えば、このような機器の高周波電流リターンパスに関する。
【発明の背景】
【０００２】
[0002]コンピュータモニタ、テレビモニタ、パーソナルディジタルアシスタント（ＰＤＡ：ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｄｉｇｉｔａｌ  ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、携帯電話などのアクティブマトリックスディスプレイには、フラットパネルディスプレイが広く使用されている。フラットパネルディスプレイの１つのタイプである液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙｓ）は、一般的に、ガラスまたはプラスチックであってもよい２枚のプレートを備え、プレート間には液晶材料の層が挟まれている。プレートのうち少なくとも１枚の上部には、電源に結合された少なくとも１つの導電膜が配置されている。電源から導電材料膜に供給された電力が、液晶材料の配向を変化させ、ディスプレイ上で見られるテキストやグラフィックなどのパターンを作り出す。フラットパネルを生産するためによく使用される１つの作製プロセスは、プラズマ強化化学気相成長（ＰＥＣＶＤ：ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）である。
【０００３】
[0003]プラズマ強化化学気相成長は、一般的に、フラットパネルの作製に利用されるもののような基板上に薄膜を堆積するために用いられる。プラズマ強化化学気相成長は、一般的に、基板を包含する真空チャンバに前駆体ガスを導入することによって達成される。前駆体ガスは、典型的に、チャンバの上部付近に位置付ける分配プレートを介して方向付けされる。チャンバにある前駆体ガスは、チャンバに結合された１つ以上の高周波源からチャンバに高周波電力を適用することによってプラズマに付勢（例えば、励起）される。励起されたガスは、温度制御された基板支持体上の位置にある基板の表面上に材料層を形成するように反応する。
【０００４】
[0004]堆積中、基板支持体は、基板支持体にわたって電圧降下が生じて堆積の均一性に影響を与えることがないように、適切に高周波接地される必要がある。高周波接地が効果的でないと、プラズマは基板支持体の片側および下方に進み、それらの領域に望ましくない堆積を生じることで、チャンバの洗浄がより困難になり、時間がかかる。基板支持体を高周波接地しやすいように、基板支持体をチャンバ本体に結合するために、低インピーダンスストラップを用いるシステムもある。
【０００５】
[0005]図１（先行技術）は、基板支持体１４０をチャンバ１００の底部１３４に電気的に結合するための複数の高周波ストラップ１２０を有する例となる従来の処理チャンバ１００の簡易切欠斜視図である。基板移送ポート１３６は、プロセスチャンバへの基板の移送およびプロセスチャンバからの基板の移送の際に通る開口である。図１に、８本のストラップが示されており、２本のストラップ１２０は、基板支持体１４０の各縁部に結合されている。基板支持体１４０は、典型的に、複数のリフトピン１５２を含み、そのうちのいくつかが、移送中、基板の縁部を持ち上げるように、基板支持体１４０の縁部に沿って配置される。ストラップ１２０の各々は、ベンド１２６によって接合された第１および第２の湾曲部１２２、１２４を含む。ストラップ１２０は、一般的に、基板支持体１４０の周囲と整合し、リフトピン１５２が基板支持体１４０の下方に延伸できる場所を与えるように間隔を置いて設けられる。基板支持体１４０は、搬送ポート１３６の下端部１３８付近にある基板装填位置と、典型的に、搬送ポート１３６の上端部１３９の上方または付近にある基板堆積位置との間を移動できる。Ｖ字状のストラップ１２０は、基板支持位置に従って屈曲する。
【０００６】
[0006]この構成は、応用によって、効果的であり信頼性があることが分かっているが、基板支持体が基板装填位置と基板堆積位置との間でより長い距離を進行する必要があるシステムにとってはあまり効果的ではない。進行距離が長いほど、高周波接地ストラップ１２０を長くする必要があるため、高周波接地ストラップのインピーダンスが高くなるとともに、ストラップの高周波接地能力が下がる。
【０００７】
[0007]したがって、より短い電流リターンパスを有する高信頼性の低インピーダンス高周波接地が必要とされている。
【発明の概要】
【０００８】
[0008]一般的に、本発明の実施形態により、大面積基板処理の高周波電流リターンパスが与えられる。一実施形態において、プロセスチャンバ壁と、プロセスチャンバ壁によって囲まれた基板支持体との間に高周波電流リターンパスを与えるための装置が、基板搬送ポートを有するプロセスチャンバ壁と、プロセスチャンバ壁によって囲まれ、処理位置と非処理位置との間を移動するように適合された基板支持体と、プロセスチャンバ壁に据え付けられ、基板移送ポートの上方の位置にある高周波接地アセンブリとを備え、高周波接地アセンブリは、基板支持体が処理位置にあるとき、基板支持体に接触する。
【０００９】
[0009]高周波接地アセンブリは、基板処理中、基板支持体に接触する１つ以上の低インピーダンスブロックと、プロセスチャンバ壁に電気的に接続された第１の端部と、１つ以上の低インピーダンスブロックに接続された第２の端部とを有する、１つ以上の低インピーダンス可撓性カーテンまたはストラップとを更に備える。
【００１０】
[0010]別の実施形態において、プロセスチャンバ壁と、プロセスチャンバ壁によって囲まれた基板支持体との間に高周波電流リターンパスを与えるための装置が、基板搬送ポートを有するプロセスチャンバ壁と、プロセスチャンバ壁によって囲まれ、処理位置と非処理位置との間を移動するように適合された基板支持体と、チャンバ壁に据え付けられ、基板移送ポートの上方の位置にある高周波接地アセンブリとを備え、高周波接地アセンブリは、基板支持体が処理位置にあるとき、基板支持体に接触するように作動され得る。
【００１１】
[0011]高周波接地アセンブリは、基板支持体が処理位置に移動するときに基板支持体に接触する位置と、基板支持体が非処理位置に移動するときに基板支持体に接触しない位置との間を移動可能な複数の高周波接地されたプローブと、プローブに結合され、プローブの動きを制御するように適合された複数のアクチュエータとを更に備える。
【００１２】
[0012]本発明の上述した実施形態が獲得され詳細に理解されるように、上記に簡単に要約した本発明の更に詳細な記載が、添付の図面に例示されている本発明の実施形態を参照しながら与えられてもよい。しかしながら、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態しか例示しておらず、したがって、本発明の範囲を限定するものと見なされるべきではなく、本発明は、他の同等の効果的な実施形態を許容してもよいことに留意されたい。
【００１３】
[0029]理解しやすいように、図面に共通する同一の要素を示すために、可能な限り、同一の参照番号を使用する。図面は、すべて略図であって、一定の縮尺のものではない。
【詳細な記載】
【００１４】
[0030]本発明は、一般的に、大面積基板を支持するシステムに高周波電流リターンパスを与える。本発明は、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．の子会社であるＡＫＴから市販されているもののような、プラズマ強化化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）システムを参照して、以下に例示的に記載される。しかしながら、本発明は、物理気相成長システム、エッチシステム、および基板支持体と基板支持体を収容するチャンバとの間に低インピーダンスの高周波電流リターンパスが望まれる他の処理システムなどの他のシステム構成において有用性を有していることを理解されたい。
【００１５】
[0031]本発明の実施形態により、高周波プラズマチャンバにおいてサセプタを一様に高周波接地するための良好な方法が生み出される。典型的に、プロセスチャンバは、構造の点から完全に対称的ではない。例えば、チャンバの片側は、プロセスチャンバへの基板の移送およびプロセスチャンバからの基板の移送のためのポートをチャンバ壁に有してもよい。チャンバ壁は、高周波プラズマチャンバの高周波回路の一部である。チャンバの片側にある移送ポート（または孔）は、プロセスチャンバに非対称性を生じる。このように非対称性であることにより、高周波接地の均一性が低減され、プラズマの均一性が損なわれてしまい、プロセス性能が低下する。
【００１６】
[0032]図１の構成は、応用によっては、効果的で信頼性のあるものであることが分かっているが、基板支持体が基板装填位置と基板堆積位置との間でより長い距離を進行する必要があるシステムでは、あまり効果的ではない。進行距離が長いほど、高周波接地ストラップは長くなるため、高周波接地ストラップのインピーダンスが高くなり、ストラップの高周波接地能力が低下する。インピーダンスＺは、抵抗ＲとリアクタンスＸとからなる。数式１は、インピーダンス、抵抗、およびリアクタンスの関係を示し、数式１の「ｊ」は虚数である。
（数１）
Ｚ＝Ｒ＋ｊＸ
高周波接地ストラップの長さとともに、抵抗ＲとリアクタンスＸの両方が増大するため（数式２および数式３を参照されたい）、高周波接地ストラップが長くなると、インピーダンスは高くなる。
（数２）
Ｒ＝ｐｌ／Ａ
ρは高周波接地ストラップの抵抗率である。数式２の変数「ｌ」は高周波接地ストラップの長さであり、Ａは高周波接地ストラップの断面積である。
（数３）
Ｘ＝２□ｆＬ
ｆは周波数であり（この例では高周波）、Ｌは高周波接地ストラップのインダクタンスである。
【００１７】
[0033]高周波接地ストラップが効果的に働くためには、そのインピーダンスが低くなければならない。インピーダンスが高くなれば、基板支持体の両端に電位差が存在して、堆積の均一性に悪影響を及ぼすことがある。更に、高周波接地が効果的でないと、プラズマは基板支持体の片側および下方に進み、それらの領域に望ましくない堆積を生じることで、洗浄がより困難になり、時間が更にかかる。図１に示すような高周波接地ストラップのインピーダンスを高くすると、高周波接地ストラップは、高周波接地ストラップの長さが長いため、より大きな基板を処理するために使用されるシステムの場合、高周波接地の際に効果的ではなくなることがある。
【００１８】
[0034]本発明の実施形態は、プロセスチャンバの構造的な非対称性が、プラズマおよびプロセスの均一性に影響を及ぼさないように、サセプタ（または基板支持体）の高周波接地を高めるための装置および方法について記載する。
【００１９】
[0035]図２（先行技術）は、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．の子会社であるＡＫＴから市販されているプラズマ強化化学気相成長システム２００の一実施形態の略図的断面図である。システム２００は、一般的に、ガス源２０４に結合された処理チャンバ２０２を含む。処理チャンバ２０２は、プロセス容積２１２を部分的に画成する壁２０６および底部２０８を有する。プロセス容積２１２は、典型的に、基板２４０が処理チャンバ２０２へ移動およびそこから移動しやすくする壁２０６のポート２３０を介してアクセスされる。図２において、入口ポート２３０は、上端部２３１と下端部２３３との間にある。壁２０６および底部２０８は、典型的に、アルミニウムや処理に適合した他の材料からなる一体ブロックから作製される。壁２０６は、蓋アセンブリ２１０を支持する。
【００２０】
[0036]温度制御された基板支持アセンブリ２３８は、処理チャンバ２０２内の中心に配置される。支持アセンブリ２３８は、処理中、基板２４０を支持する。一実施形態において、基板支持アセンブリ２３８は、アルミニウムなどの伝導性材料から作られた基板支持本体２２４を備え、この基板支持本体２２４は、少なくとも１つの埋込型の加熱器２３２を封入している。支持アセンブリ２３８に配置された抵抗要素などの加熱器２３２は、支持アセンブリ２３８と、その上の位置にある基板２４０とを、所定の温度まで制御可能に加熱する。典型的に、ＣＶＤプロセスにおいて、加熱器２３２は、堆積される材料の堆積処理パラメータに応じて、約１５０℃〜少なくとも約４６０℃の均一な温度で基板２４０を維持する。
【００２１】
[0037]一般的に、支持アセンブリ２３８は、下側２２６および上側２３４を有する。上側２３４は、基板２４０を支持する。下側２２６は、下側に結合されたステム２４２を有する。ステム２４２は、支持アセンブリ２３８をリストシステム（図示せず）に結合し、このリフトシステムは、上昇した処理位置（図示）と、処理チャンバ２０２への基板の移送およびそこからの基板の移送を行いやすい下降した位置との間で、支持アセンブリ２３８を移動させる。ステム２４２は、支持アセンブリ２３８とシステム２００の他の構成部品との間の導線および熱電対線用の導管を更に与える。
【００２２】
[0038]支持アセンブリ２３８（またはステム２４２）と処理チャンバ２０２の底部２０８との間に、ベローズ２４６が結合される。ベローズ２４６は、支持アセンブリ２３８を垂直運動しやすくさせながら、チャンバ容積２１２と処理チャンバ２０２の外側の大気との間に真空密封を与える。
【００２３】
[0039]支持アセンブリ２３８は、一般的に、支持本体２２４と接地との間に低インピーダンスの高周波リターンパスを与える高周波接地パス２４４によって接続される。高周波接地リターンパス２４４は、例えば、チャンバ本体２０２を介して接地に直接的または間接的に結合されてもよく、チャンバ本体は、接地２５５を介して接地される。蓋アセンブリ２１０と基板支持アセンブリ２３８との間の位置にあるガス分配プレートアセンブリ２１８（またはチャンバの蓋アセンブリ内または付近の位置にある他の電極）に電源２２２によって供給される高周波電力が、支持アセンブリ２３８と分配プレートアセンブリ２１８との間のプロセス容積２１２に存在するガスを励起してもよいように、支持アセンブリ２３８は、一般的に、処理中、高周波接地される。電源２２２からの高周波電力は、一般的に、化学気相成長プロセスを駆動するために、基板のサイズに相応させて選択される。
【００２４】
[0040]支持アセンブリ２３８は、周囲シャドウフレーム２４８を更に支持する。一般的に、シャドウフレーム２４８は、基板が支持アセンブリ２３８に張り付かないように、基板２４０および支持アセンブリ２３８の縁部での堆積を防止する。支持アセンブリ２３８には、複数のリフトピン２５０を受ける複数の孔２２８が貫通して配置されている。リフトピン２５０は、典型的に、セラミックまたは陽極処理されたアルミニウムから構成される。リフトピン２５０は、支持表面２３４から突出するように、任意のリフトプレート２５４によって支持アセンブリ２３８に対して作動されることで、支持アセンブリ２３８に対して間隔を設けて基板を置いてもよい。
【００２５】
[0041]蓋アセンブリ２１０は、プロセス容積２１２に上方境界を与える。蓋アセンブリ２１０は、典型的に、処理チャンバ２０２を整備するために取り外したり開けたりすることができる。一実施形態において、蓋アセンブリ２１０は、アルミニウム（Ａｌ）から作製される。蓋アセンブリ２１０は、典型的に、ガス源２０４によって与えられるプロセスガスが、処理チャンバ２０２内に導入される際に通る入口ポート２０５を含む。入口ポート２０５は、洗浄源２０７にも結合される。洗浄源２０７は、典型的に、解離したフッ素などの洗浄剤を与え、この洗浄剤を処理チャンバ２０２内に導入して、ガス分配プレートアセンブリ２１８を含む処理チャンバのハードウェアから、堆積副生成物および膜を除去する。
【００２６】
[0042]ガス分配プレートアセンブリ２１８は、蓋アセンブリ２１０のトッププレート２２１の内側２２０に結合される。蓋アセンブリ２１０のトッププレート２２１および側壁２１１は、アークの発生を防止するために、絶縁体２１３によって分離される。ガス分配プレートアセンブリ２１８は、典型的に、例えば、大面積フラットパネル基板の場合は多角形、ウェハの場合は円形など、基板２４０のプロファイルに実質的に従うように構成される。ガス分配プレートアセンブリ２１８は、ガス源２０４から供給されるプロセスおよび他のガスが、プロセス容積２１２に送り出される際に通る穿孔領域２１６を含む。ガス分配プレートアセンブリ２１８の穿孔領域２１６は、ガス分配プレートアセンブリ２１８を介して処理チャンバ２０２内に通過するガスを均一に分配するように構成される。
【００２７】
[0043]ガス分配プレートアセンブリ２１８は、典型的に、ハンガプレート２６０から懸架された拡散プレート（または分配プレート）２５８を含む。拡散プレート２５８およびハンガプレート２６０は、あるいは、単一の一体部材を備えてもよい。ガス分配プレートアセンブリ２１８を通ってプロセス容積２１２内に所定の分布でガスが流れるように、拡散プレート２５８を介して複数のガス通路２６２が形成される。ハンガプレート２６０は、拡散プレート２５８および蓋アセンブリ２１０の内面２２０を間隔を置いて維持することで、それらの間にプレナム２６４を画成する。プレナム２６４により、蓋アセンブリ２１０を通って流れるガスは、拡散プレート２５８の幅にわたって均一に分布できるため、ガスは、中心の穿孔領域２１６の上方に均一に与えられ、ガス通路２６２を通って均一の分布で流れる。拡散プレート２５８は、半導体ウェハ製造の場合は円形、またはフラットパネルディスプレイの製造の場合、矩形などの多角形であってもよい。
【００２８】
[0044]図３Ａは、非基板処理期間中、基板支持アセンブリ２３８の基板支持本体２２４と、例となる高周波接地アセンブリ２８０との相対位置を例示する。基板支持アセンブリ２３８は、非基板処理位置にあり、高周波接地アセンブリ２８０に接触した状態にない。高周波接地アセンブリ２８０は、１つ以上の接地静止部２３５上に着座し、非基板処理期間中、静止部２３５によって支持される。基板支持本体２２４は、最上部に基板２４０を有し、基板支持本体２２４の最上面の外周の周りに１つ以上のピックアップ棚状突起部２９０を有する。ピックアップ棚状突起部２９０は、基板支持アセンブリ２３８が基板処理位置にあるとき、１つ以上の接地静止部２３５から外すように高周波接地アセンブリ２８０を持ち上げる。高周波接地アセンブリ２８０は、搬送ポート開口２３０の上方に置かれ、チャンバ壁２０６に取り付けられ、基板支持体の全縁部に及ぶシャドウフレーム２４８を支持する。一実施形態において、シャドウフレームは、約３インチ〜約５インチの幅であり、約１／２〜約１インチの厚みである。シャドウフレーム２４８と拡散プレート２５８との間には空間がある。
【００２９】
[0045]図３Ｂは、図３Ａの円Ａの要素を拡大した図を示す。高周波接地アセンブリ２８０は、溶接、はんだ付け、ろう付けなどの適用可能な手段によって、または取り付けデバイス２８６によって、チャンバ壁２０６に取り付けられる。また、高周波アセンブリ２８０は、チャンバ壁２０６に取り付けられた１つ以上の低インピーダンス可撓性カーテン２８４と、１つ以上の被ピックアップブロック２８２とからなる。１つ以上の可撓性カーテン２８４は、溶接、はんだ付け、ろう付けなどの適用可能な手段によって、または取り付けデバイス２８８によって、１つ以上の被ピックアップブロック２８２に取り付けられる。
【００３０】
[0046]低インピーダンス可撓性カーテン２８４は、アルミニウムシートなどの高伝導率の可撓性材料から作られなければならない。１つ以上の被ピックアップブロック２８２は、アルミニウムブロックなどの低インピーダンス（または高伝導率）ブロックから作られなければならない。１つ以上の被ピックアップブロック２８２は、シャドウフレーム２４８を支持し、堆積などの基板処理中に、基板支持本体２２４に接触するようにピックアップ棚状突起部２９０によって持ち上げられ、高周波リターンパスを与える（以下、図３Ｃおよび図３Ｄを参照されたい）。各ピックアップブロック２８２は、少なくとも１つのピックアップ棚状突起部によって持ち上げられる。
【００３１】
[0047]図３Ｃは、堆積などの基板処理中の基板支持アセンブリ２３８の基板支持本体２２４と、高周波接地アセンブリ２８０との相対位置を例示する。基板支持アセンブリは、堆積などの基板処理の位置にある。処理中、基板支持アセンブリ２３８の一部である基板支持本体２２４は、拡散プレート２５８の付近へ上向きに移動する。ピックアップ棚状突起部２９０は、１つ以上の接地静止部２３５から高周波接地アセンブリ２８０を外すように、１つ以上の被ピックアップブロック２８２を持ち上げ、基板支持本体２２４と高周波接地アセンブリ２８０との間を接触させる。
【００３２】
[0048]図３Ｄは、図３Ｃの円Ｂの要素を拡大した図を示す。カーテン２８４は、被ピックアップブロック２８２がピックアップ棚状突起部２９０によってわずかに上向きに動かされるため、チャンバ壁２０６の方へ押し動かされる。典型的に、陽極処理されたシャドウフレーム２４８は、シャドウフレーム２４８のレセス２２５で基板２４０の縁部を部分的に覆う。シャドウフレームは、基板２４０の縁部、アーク発生防止のために置かれたセラミックボタン２２３、および基板支持本体２２４上にある被ピックアップブロック２８２によって支持される。
【００３３】
[0049]図３Ａ〜図３Ｄのカーテン２８４は、基板支持本体２２４全体または本体２２４の周囲の一部分の周りを連続して延伸してもよい。一実施形態において、単一のカーテン２８４が、本体２２４の実質的に全周囲の周りを連続して延伸し（例えば、高周波接地アセンブリ２８０が、基板処理位置にあるとき、多角形の本体２２４の縁部に接触してもよいように）、１つ以上の被ピックアップブロック２８２に接続される。あるいは、複数のカーテン２８４が、本体２２４の実質的に全周囲の周りを延伸するように、互いに隣接する位置にあってもよく、少なくとも１つのカーテンは、処理位置にあるとき、多角形の支持アセンブリ２３８の各縁部に結合されてもよい。複数のカーテン２８４は、１つ以上の被ピックアップブロック２８２に接続される。
【００３４】
[0050]図３Ｅは、例となる伝導性カーテン２８４を平坦に置いた場合を示す。カーテン２８４は、幅２７１および長さ２７３を有する。伝導性カーテン２８４は、ねじなどの取り付けデバイス２８６および２８８が、チャンバ壁突出部２８６および被ピックアップブロック２８２に取り付けられるように貫通できる孔２８６Ｈおよび２８８Ｈを有する。伝導性カーテンは、処理前、処理中、および処理後、反応種が通過できる開口２７５を有する。開口２７５は、任意の形状であってもよく、カーテン上の任意の場所にあってもよい。図３Ｅに示す形状は、一例として使用されているにすぎない。伝導性（または低インピーダンス）のカーテン２８４は、任意に、反応種が通過しやすいように、更なる孔２８１を有してもよい。更なる孔２８１は、任意の形状であってもよい。一実施形態において、各々が約３インチ〜約５インチの幅および約５インチ〜約７インチの長さを有するいくつかのカーテン２８４が、多角形の本体２２４の周りに等間隔に設けられ、チャンバ壁２０６および１つ以上の被ピックアップブロック２８２に接続される。
【００３５】
[0051]更に、処理中、チャンバ２０２の温度は、チャンバ底部２０８付近の５０〜１３０℃から、処理中、基板２４０に接触した状態にある支持アセンブリ２３８の表面上の４００℃以上までの範囲であってもよい。チャンバ壁２０６での温度は、基板支持体２２４より低い５０〜３５０度であってもよい。したがって、基板支持アセンブリ２２４に接触した状態にあり、被ピックアップブロックに結合されたカーテン２８４の端部は、通常、チャンバ壁２０６に結合されたカーテン２８４の端部よりかなり程度が高い熱膨張にさらされることになる。このような膨張のばらつきにより、カーテン２８４が変形することで、カーテン２８４の機能性および耐用年数に望ましくない影響を与える。熱的な差をなくすために、カーテン２８４の熱膨張を許容するために被ピックアップブロックに結合された端部に近接したカーテン２８４に、少なくとも１つの穿孔（または開口）２７５が形成される。一実施形態において、各々が約０．５インチ〜約１インチの幅を有する複数の穿孔２７５が、被ピックアップブロックに結合されたカーテン２８４の端部に沿って、約２インチ毎〜約４インチ毎の間隔に設けられる。
【００３６】
[0052]カーテン２８４は、処理および洗浄用の化学物質に対して耐性のある可撓性低インピーダンス伝導性金属から構成される。一実施形態において、カーテン２８４は、アルミニウムシートから構成され、約０．００８インチ〜約０．０１６インチの厚みである。あるいは、カーテン２８４は、チタン、ステンレス鋼、または伝導性金属コーティングでコーティングされた可撓性材料を備えてもよい。
【００３７】
[0053]プラズマから、支持アセンブリ２３８の伝導性本体２２４と電気的に接触した状態にある基板２４０に電流が流れる。電流は、本体２２４から高周波接地カーテン２８４およびチャンバ壁突出部２１３を介して、接地２５５に接地されたチャンバ壁２０６およびチャンバ底部２０８へ流れる。カーテン２８４により、従来の高周波接地技術と比較すると、処理中の接地までの高周波電流のリターンパスが著しく短くなる。基板支持体２２４の底部とチャンバ底部２０８との間にある従来の高周波接地ストラップは、約２０インチ以上の長さであってもよいのに対して、被ピックアップブロックとチャンバ壁２０６との間の高周波接地カーテン２８４の距離は、約３インチから約５インチ以下であってもよい。
【００３８】
[0054]更に、カーテン２８４は、より大きな電流保持領域を与え、大面積処理応用において使用するのに適した理想的なものとなる。距離が短くなり、カーテン２８４の電流保持能力が大きくなるほど、支持アセンブリ２３８の表面および接地されたチャンバ２０２にわたった電圧差がかなり小さくなることによって、基板支持体２２４の側部および下方の領域での非均一なプラズマ堆積および望ましくない堆積の可能性が実質的に低くなる。
【００３９】
[0055]１つ以上の被ピックアップブロック２８２は、シャドウフレーム２４８を支持する。各被ピックアップブロック２８２は、基板支持本体２２４全体または本体２２４の周辺の一部分の周りを連続的に延伸してもよい。一実施形態において、単一の被ピックアップブロック２８２が、本体２２４の実質的に全周囲の周りを連続して延伸し（例えば、被ピックアップブロック２８２が、処理位置にあるとき、多角形の本体２２４の縁部に接触してもよいように）。あるいは、複数のブロック２８２が、本体２２４の実質的に全周囲の周りを延伸するように、互いに隣接する位置にあってもよく、少なくとも１つのブロックは、支持アセンブリが堆積などの基板処理位置にあるとき、多角形の支持アセンブリ２３８の各縁部に接触してもよい。
【００４０】
[0056]ブロック２８２は、処理および洗浄用の化学物質に対して耐性のある可撓性低インピーダンス伝導性金属から構成される。一実施形態において、ブロック２８２は、アルミニウムから構成され、約１／４インチ〜約３／４インチ×約１／４〜約３／４インチの断面を有する。あるいは、ブロック２８２は、チタン、ステンレス鋼、または伝導性金属コーティングでコーティングされた可撓性材料を備える。
【００４１】
[0057]基板２４０が基板支持本体２２４に張り付かないように、基板２４０および基板支持本体２２４の縁部での堆積を防止するため、シャドウフレーム２４８を必要とする堆積チャンバもある。シャドウフレームが不要なプロセスチャンバもある。シャドウフレームがないプロセスチャンバの場合、高周波接地アセンブリ２８０は、シャドウフレーム２４８がない単独型のものであってもよい。図３Ｆは、シャドウフレームがない場合の図３Ａの実施形態を示す。
【００４２】
[0058]ピックアップ棚状突起部２９０は、基板支持体２２４が、堆積などの基板処理位置に達するように上方に移動すると、１つ以上の被ピックアップブロック２８２を持ち上げる。基板処理中、ピックアップ棚状突起部２９０の表面は、電気的接触を与えるように、被ピックアップブロックに接触した状態にある。ピックアップ棚状突起部２９０は、基板支持体の全周囲の周りにある１つの連続的な棚状突起部であってもよく、または棚状突起部がない周囲領域によって分離された幾つかの棚状突起部に分割されてもよい。棚状突起部の幅は、被ピックアップブロック２８２を持ち上げる機能を果たすために、少なくとも０．０１インチであり、好ましくは、少なくとも０．１インチである。被ピックアップブロック２８２の最上面が基板２４０の表面と同じレベルになるように、ピックアップ棚状突起部２９０の高さは、被ピックアップブロック２８２の高さおよび基板２４０の厚みに適応させるようにデザインされなければならない。ピックアップ棚状突起部２９０は、高周波接地アセンブリ２８０の被ピックアップブロック２８２のデザインに応じて、基板支持体２２４全体の周りにあってもよく、または基板支持本体２２４の一部の周りにのみあってもよい。
【００４３】
[0059]図４Ａは、非基板処理期間中、基板支持アセンブリ２３８の基板支持本体２２４と、別の例となる高周波アセンブリ２８０ａとの相対位置を例示する。基板支持本体２２４は、非基板処理位置にあり、高周波接地アセンブリ２８０ａから離れている。高周波接地アセンブリ２８０ａは、１つ以上の接地静止部２３５上に着座し、非処理期間中、静止部２３５によって支持される。基板支持本体２２４は、最上部に基板２４０を有し、基板支持本体２２４の最上面の外周囲の周りにピックアップ棚状突起部２９０を有する。ピックアップ棚状突起部２９０は、基板支持アセンブリ２３８が、堆積などの基板処理位置に移動すると、接地静止部２３５から外れるように、高周波接地アセンブリ２８０ａを持ち上げる。高周波接地アセンブリ２８０ａは、搬送ポート開口２３０の上方に置かれ、シャドウフレーム２４８を支持する。高周波接地アセンブリ２８０ａは、チャンバ壁２０６への結合を可能にする１つ以上の取り付けブロック２８９を含んでもよい。また、高周波接地アセンブリ２８０ａは、取り付けブロック２８９なしに、チャンバ壁２０６に直接結合されてもよい。シャドウフレーム２４８と拡散プレート２５８との間には空間がある。
【００４４】
[0060]図４Ｂは、図４Ａの円Ｃの要素を拡大した図を示す。高周波接地アセンブリ２８０ａは、溶接、はんだ付け、ろう付けなどの適用可能な手段によって、または取り付けデバイス２８７によって、チャンバ壁２０６上の１つ以上の取り付けブロック２８９に取り付けられる。また、高周波アセンブリ２８０ａは、取り付けブロック２８９に取り付けられた複数の低インピーダンス可撓性ストラップ２８５と、１つ以上の被ピックアップブロック２８２とからなる。ストラップ２８５は、溶接、はんだ付け、ろう付けなどの適用可能な手段によって、または取り付けデバイス２８３によって、１つ以上の被ピックアップブロック２８２に取り付けられる。
【００４５】
[0061]低インピーダンスのストラップ２８５は、アルミニウムストリップなどの高伝導率の可撓性材料から作られなければならない。一実施形態において、各ストラップ２８５は、被ピックアップブロック２８２が、堆積などの基板処理位置に上向きに移動でき、非基板処理位置に下向きに移動できるように、屈曲したＶ字状のストラップが圧縮したり応力が解放されたりできるようにする少なくとも１つのベンド２９１を包含する。ベンド２９１は、ベンドの信頼性を高めたり、金属破損の発生を低減させたりするために丸み付けされてもよい。１つ以上の被ピックアップブロック２８２は、アルミニウムブロックなどの低インピーダンス（または高伝導率）ブロックから作られなければならない。ブロック２８２は、チタン、ステンレス鋼、または伝導性金属コーティングでコーティングされた固体材料を備えてもよい。１つ以上の被ピックアップブロック２８２は、シャドウフレーム２４８を支持し、基板処理中に、基板支持本体２２４に接触するようにピックアップ棚状突起部２９０によって持ち上げられ、高周波リターンパスを与える（以下、図４Ｃおよび図４Ｄを参照されたい）。
【００４６】
[0062]図４Ｃは、基板処理中の基板支持アセンブリ２３８の基板支持本体２２４と、図４Ａの高周波接地アセンブリ２８０ａとの相対位置を例示する。基板支持本体２２４は、堆積などの基板処理の位置にある。基板支持本体２２４および高周波接地アセンブリ２８０ａは、被ピックアップブロック２８２と基板支持本体２２４との間の接触による接触状態にある。処理中、基板支持アセンブリ２３８の一部である基板支持本体２２４は、拡散プレート２５８の付近へ上向きに移動する。ピックアップ棚状突起部２９０は、被ピックアップブロック２８２を持ち上げ、基板支持本体２２４と高周波接地アセンブリ２８０ａとの間を接触させる。図４Ｄは、図４Ｃの円Ｄの要素を拡大した図を示す。
【００４７】
[0063]複数のストラップ２８５は、本体２２４の実質的に全周囲の周りを延伸するように、互いに隣接する位置にあってもよく、少なくとも１つのカーテンは、基板支持体２４０が基板処理位置にあるとき、多角形の支持アセンブリ２３８の各縁部に結合される。複数のストラップ２８５は、１つ以上の被ピックアップブロック２８２に接続される。一実施形態において、約１／４インチ〜約３／４インチの幅２７１と、約０．００８インチ〜約０．０１６インチの厚みで、約４インチ〜約６インチの長さ２７３とを各々が有するいくつかのストラップ２８５が、多角形の本体２２４の各縁部の位置に１つずつある。一実施形態において、ベンド２９１は、ストラップ２８５のほぼ中央にある。ストラップ２８５は、処理および洗浄用の化学物質に対して耐性のある可撓性低インピーダンス伝導性金属から作られる。一実施形態において、ストラップ２８５は、アルミニウムから作られる。あるいは、ストラップ２８５は、チタン、ステンレス鋼、伝導性金属コーティングでコーティングされた可撓性材料を備えてもよい。
【００４８】
[0064]図４Ｅは、伝導性ストラップ２８５を平坦に置いた場合の実施形態を示す。伝導性ストラップ２８５は、ねじなどの取り付けデバイス２８７および２８３が、取り付けブロック２８９および被ピックアップブロック２８２に取り付けられるように貫通できる孔２８７Ｈおよび２８３Ｈを有する。一実施形態において、ストラップ２８５は、取り付けブロック２８９に取り付けられた端部と、被ピックアップブロック２８２に取り付けられた端部との間の位置にある少なくとも１つのベンド２９１を包含する。１つのベンド２９１を有するストラップ２８５は、側部から見た場合、Ｖ字状である。ベンド２９１は、取り付けブロック２８９および被ピックアップブロックの縁部に実質的に平行に向けられる。ベンド２９１は、ストラップ２８５の耐用年数を長くするために、ストラップ２８５に予め形成され、そうしなければ、支持アセンブリ２３８の垂直方向の移動によって、ストラップ２８５に繰り返し応力がかかることで、ベンド２９１に亀裂が生じ、ストラップ２８５を取り替える必要が生じることがある。
【００４９】
[0065]図４Ｆは、互いに隣接した位置にあり、取り付けブロック２８９および被ピックアップブロック２８２に取り付けられた複数のストラップ２８５を示す。伝導性ストラップ２８５間の空間により、反応種の貫通が可能になる。
【００５０】
[0066]ストラップ２８５は、従来の高周波接地技術と比較すると、処理中の接地までの高周波電流のリターンパスを著しく短くする。基板支持体２２４の底部とチャンバ底部２０８との間の従来の高周波接地ストラップは、２０インチ以上であってもよいのに対して、被ピックアップブロック２８２と取り付けブロック２８９との間の高周波接地ストラップ２８５の距離は、約４インチ〜約６インチ以下であってもよい。プラズマから、支持アセンブリ２３８の伝導性本体２２４と電気的に接触した状態にある基板２４０へ電流が流れる。電流は、本体２２４から高周波接地ストラップ２８５および取り付けブロック２８９を介して、接地２５５を介して接地されたチャンバ壁２０６へ流れる。
【００５１】
[0067]更に、ストラップ２８５は、大きな電流保持能力を与えてもよく、大面積処理応用において使用するのに適した理想的なものとなる。距離が短くなり（低インピーダンス）、ストラップ２８５の電流保持能力が大きくなるほど、支持アセンブリ２３８の表面と接地されたチャンバ２０２との間の電圧差がかなり小さくなることによって、基板支持体２２４の側部および下方の領域での非均一なプラズマ堆積および望ましくない堆積の可能性が実質的に低くなる。
【００５２】
[0068]図４Ａ〜図４Ｆの被ピックアップブロック２８２およびピックアップ棚状突起部２９０のデザインは、図３Ａ〜図３Ｅの高周波接地アセンブリ２８０に記載したものに類似している。更に、図３Ａ〜図３Ｅに記載した高周波接地アセンブリデザインと同様に、シャドウフレームがないプロセスチャンバの場合、図４Ａ〜図４Ｆに記載した高周波接地アセンブリ２８０ａは、シャドウフレーム２５８がない独立型のものであってもよい。
【００５３】
[0069]図３Ａ〜図３Ｆに示す高周波接地カーテン２８４および図４Ａ〜図４Ｆに示す高周波接地ストラップ２８５は、図１に示す従来の高周波接地ストラップより小さな屈曲に耐える。
【００５４】
[0070]図５は、本発明の別の実施形態の断面図を描写する。基板支持アセンブリ２３８の基板支持本体２２４は、高周波接地プローブ２９３を含有する１つ以上の高周波接地アセンブリ２９５によって高周波接地される。高周波接地プローブ２９３は、図５に示すように、堆積などの基板処理中に基板支持本体２２４に接触する位置と、非基板処理期間中に基板支持本体２２４に接触しない位置（図６を参照されたい）との間で移動可能である。高周波接地プローブ２９３は、図５のベアリング付き真空密封２９７や図６の密封ベローズ２９６などの真空密封デバイスでチャンバ壁２０６を介して挿入される。図５のベアリング付き真空密封２９７や図６の密封ベローズ２９６は、伝導性であってもよく、プローブ２９３をチャンバ壁２０６へ高周波接地してもよい。図５のベアリング付き真空密封２９７および図６の密封ベローズ２９６が伝導性でなければ、プローブ２９３は、接地２５７を介して高周波接地されてもよい。高周波接地プローブ２９３は、基板処理中にプローブが基板支持体２２４に接触することができ、基板搬送によって影響されないように、基板移送ポート２３０の上方に置かれる。高周波接地プローブ２９３の変位を制御するために、アクチュエータ２９４が高周波接地プローブ２９３と相互作用する。アクチュエータ２９４は、高周波接地プローブ２９３が基板支持本体２２４に接触した状態および非接触の状態になるように移動させるのに適したソレノイドリニアアクチュエータ、空圧または油圧シリンダ、または他のデバイスであってもよい。アクチュエータ２９４は、基板処理中、プローブ２９３が基板支持体２４０に接触した状態になるように移動させるために、コントローラ（図示せず）に接続されてもよい。
【００５５】
[0071]複数のプローブ２９３が、本体２２４の実質的に全周囲の周りを延伸するように、互いに隣接する位置にあってもよく、少なくとも１つのプローブは、基板支持体２４０が基板処理位置にあるとき、多角形の支持アセンブリ２３８の各縁部に接触することになる。好ましくは、多角形の基板支持体２４０の縁部に沿って、少なくとも約４インチ毎〜約８インチ毎に１つのプローブがある。一実施形態において、プローブの直径は、約３／８インチ〜約１／２インチである。
【００５６】
[0072]プローブ２９３は、処理および洗浄用の化学物質に対して耐性のある低インピーダンス伝導性金属から作られる。一実施形態において、プローブ２９３は、アルミニウムから作られる。あるいは、プローブ２９３は、チタン、ステンレス鋼、または伝導性金属コーティングでコーティングされる材料を備えてもよい。
【００５７】
[0073]プローブ２９３は、従来の高周波接地技術と比較すると、処理中の接地までの高周波電流のリターンパスを著しく短くする。基板支持体２２４の底部とチャンバ底部２０８との間の従来の高周波接地ストラップは、２０インチ以上であってもよいのに対して、基板支持体２２４と接地されたチャンバ壁２０６との間の、基板支持体２２４に接触する高周波接地プローブ２９３の長さは、約２インチ〜約３インチ以下であってもよい。好ましくは、基板支持体２２４と接地されたチャンバ壁２０６との間の、基板支持体２２４に接触する高周波接地プローブ２９３の長さは、１０インチ以下である。プラズマから、支持アセンブリ２３８の伝導性本体２２４と電気的に接触した状態にある基板２４０へ電流が流れる。電流は、本体２２４から高周波接地プローブ２９３を介して、接地２５５を介して接地されたチャンバ壁２０６へ流れる。
【００５８】
[0074]更に、プローブ２９３は、大きな電流保持能力を与えてもよく、大面積処理応用において使用するのに適した理想的なものとなる。距離が短くなり（低インピーダンス）、カーテン２８４の電流保持能力が大きくなるほど、支持アセンブリ２３８の表面と接地されたチャンバ２０２との間の電圧差がかなり小さくなることによって、基板支持体２２４の側部および下方の領域での非均一なプラズマ堆積および望ましくない堆積の可能性が実質的に低くなる。
【００５９】
[0075]このように、本発明の実施形態は、より短い高周波リターンパスにより大面積基板処理の分野において著しい進化を遂げる。本発明の実施形態は、任意のプラズマ処理システムに適用されてもよい。本発明の実施形態により、高周波電流リターンパスの電圧降下を著しく制限し、フラットパネルおよび液晶ディスプレイの作製に使用されるものなどの大規模処理システムにおける使用に適した装置が提供される。本発明の実施形態は、基板支持体が長距離を進行する必要がある場合、従来の高周波接地技術より利点を有する。本発明の実施形態は、基板支持体が長距離を進行する必要がないプラズマ処理システムの従来の高周波接地技術にも同様に作用する。
【００６０】
[0076]本発明の実施形態に関して上述してきたが、本発明の他の更なる実施形態は、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく考え出されてよく、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】高周波電流リターンパスを有する先行技術の処理システムの部分略図である（先行技術）。
【図２】例示的な処理チャンバの略図的断面図である（先行技術）。
【図３Ａ】非基板処理期間中の図２の処理チャンバにおける本発明の高周波接地アセンブリの一実施形態の略図的断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの円Ａの拡大部分側面断面図である。
【図３Ｃ】基板処理中の図２の処理チャンバにおける本発明の高周波接地アセンブリの一実施形態の略図的断面図である。
【図３Ｄ】図３Ｃの円Ｂの拡大部分側面断面図である。
【図３Ｅ】高周波接地カーテンの一実施形態の平面図である。
【図３Ｆ】図２のプロセスチャンバにおける本発明の高周波接地アセンブリの一実施形態の略図的断面図である。
【図４Ａ】非基板処理期間中の図２の処理チャンバにおける本発明の高周波接地アセンブリの別の実施形態の略図的断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの円Ｃの拡大部分側面断面図である。
【図４Ｃ】基板処理中の図２の処理チャンバにおける本発明の高周波接地アセンブリの別の実施形態の略図的断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｃの円Ｄの拡大部分側面断面図である。
【図４Ｅ】高周波接地ストラップの一実施形態の平面図である。
【図４Ｆ】ピックアップブロックおよび取り付けブロックに結合された２つの高周波接地ストラップの略図的側面図である。
【図５】基板処理中の図２の処理チャンバにおける本発明の高周波接地アセンブリの別の実施形態の略図的断面図である。
【図６】非基板処理期間中の図２の処理チャンバにおける本発明の高周波接地アセンブリの別の実施形態の略図的断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
２０６…チャンバ壁、２２４…基板支持本体、２３０…搬送ポート開口、２３５…接地静止部、２３８…基板支持アセンブリ、２４０…基板、２４８…シャドウフレーム、２５８…拡散プレート、２８０…高周波接地アセンブリ、２８２…被ピックアップブロック、２８４…カーテン、２８５…ストラップ、２８６，２８８…取り付けデバイス、２８９…取り付けブロック、２９０…ピックアップ棚状突起部。
【図１】
0005033319.tif 000002
【図２】
0005033319.tif 000003
【図３Ａ】
0005033319.tif 000004
【図３Ｂ】
0005033319.tif 000005
【図３Ｃ】
0005033319.tif 000006
【図３Ｄ】
0005033319.tif 000007
【図３Ｅ】
0005033319.tif 000008
【図３Ｆ】
0005033319.tif 000009
【図４Ａ】
0005033319.tif 000010
【図４Ｂ】
0005033319.tif 000011
【図４Ｃ】
0005033319.tif 000012
【図４Ｄ】
0005033319.tif 000013
【図４Ｅ】
0005033319.tif 000014
【図４Ｆ】
0005033319.tif 000015
【図５】
0005033319.tif 000016
【図６】
0005033319.tif 000017