JP2016178284A - プラズマ処理用のデュアルゾーンヒータ - Google Patents

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Abstract

【課題】半導体処理プラズマプロセスで用いられる処理チャンバにおいて、複数のゾーンにおいて温度制御されるセラミックペデスタル（基板支持台）を提供する。【解決手段】半導体処理チャンバで用いられるセラミックペデスタル（基板支持台）２００は、フランジ１３３を有するセラミック材料を含む本体２０５、本体に埋め込まれた一つ以上の加熱エレメント２１０、フランジに連結された第一の材料で作られた第一のシャフト２１５及び第一のシャフトに連結された第一の材料と異なる第二の材料で作られた第二のシャフト２２０を含む。第二のシャフトは、第二のシャフトの中で終わる、その中に形成された、冷却材２３０が流される導管２３５からなる複数の冷却材チャネルを含む。これにより、マルチゾーン加熱及び／又は処理中のペデスタルと基板の正確な温度制御を得る。【選択図】図２

Description

本書に開示される実施形態は、広くは、半導体処理チャンバに関し、詳細には、マルチゾーン温度制御を有する半導体処理チャンバ用の加熱された支持ペデスタルに関する。
半導体処理は、微細な集積回路が基板上に作製されることを可能にする多くの異なる化学的及び物理的プロセスを含む。集積回路を構成する材料の層は、化学気相堆積、物理的気相堆積、エピタキシャル成長などによって作製される。材料の層の幾つかは、フォトレジストマスク及びウェット又はドライエッチング技術を用いて、パターン形成される。集積回路を形成するために用いられる基板は、シリコン、ガリウムヒ素、リン化インジウム、ガラス、又は他の適当な材料であってよい。
集積回路の製造において、プラズマ処理が、様々な材料層の堆積又はエッチングのために、しばしば用いられる。プラズマ処理は、熱処理を上回る多くの利点を提供する。例えば、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）は、類似の熱処理で達成可能であるよりも低い温度で、かつ高い堆積速度で堆積処理が実行されることを可能にする。このように、ＰＥＣＶＤは、大規模集積回路又は超大規模集積回路（ＶＬＳＩ又はＵＬＳＩ）などの、厳しい熱収支の集積回路製造にとって有利である。
これらのプロセスで用いられる処理チャンバは、処理中に基板を支持するためにその中に配置される基板支持体又はペデスタルを通常含む。幾つかのプロセスにおいて、ペデスタルは、基板の温度を制御するように、及び／又はそのプロセスで用いられ得る高い温度を提供するように適合された埋め込まれたヒータを含んでよい。従来、ペデスタルは、望ましいデバイス製造結果を通常もたらすセラミック材料で作られ得る。
しかしながら、セラミックペデスタルは、多くの課題を生む。これらの課題の一つは、マルチゾーン加熱及び／又は処理中のペデスタルと基板の正確な温度制御である。
従って、必要とされるものは、複数のゾーンにおいて温度制御されるペデスタルである。
ペデスタルの加熱のための方法と装置が、提供される。一つの実施形態において、ペデスタルは、フランジを有するセラミック材料を含む本体、本体に埋め込まれた一つ以上の加熱エレメント、フランジに連結された第一のシャフト、及び第一のシャフトに連結された第二のシャフトを含み、第二のシャフトは、第二のシャフトの中で終わる、その中に形成された複数の流体チャネルを含む。
別の実施形態において、半導体処理チャンバ用のペデスタルが提供される。ペデスタルは、セラミック材料を含む本体、本体の中に封入された複数の加熱エレメント、本体に連結された第一のシャフト、及び第一のシャフトに連結された第二のシャフトを含み、第二のシャフトは、その中に形成された複数の流体チャネルを含み、流体チャネルの少なくとも一部が、第二のシャフトの中で終わる。
別の実施形態において、半導体処理チャンバ用のペデスタルが提供される。ペデスタルは、セラミック材料を含む本体、本体の中に封入された複数の加熱エレメント、本体に連結された第一のシャフト、及び第一のシャフトに連結された第二のシャフトを含み、第二のシャフトは、その中に形成された複数の流体チャネルを含み、流体チャネルの少なくとも一部が、第二のシャフトの中で終わり、第一のシャフトは第一の材料で作られ、第二のシャフトは、第一の材料と異なる第二の材料で作られる。
本開示の上述の特徴が詳細に理解できるように、上記で簡単に要約したもののより詳細な説明が、実施形態を参照して得られ得、その幾つかが、添付の図面に示される。しかしながら、添付の図面は、代表的な実施形態のみを示しており、従って、その範囲を限定すると見なすべきではなく、本書に開示された実施形態は、他の等しく有効な実施形態を許容しうることに留意されたい。
プラズマシステムの一実施形態の部分断面図である。 図１のプラズマシステムの中で利用され得るペデスタルの一実施形態の概略断面図である。 図３Ａは、図１のプラズマシステムの中で利用され得るペデスタルの別の実施形態の概略断面図である。図３Ｂ〜図３Ｄは、図３Ａのペデスタルの第一のシャフトの代替的実施形態の断面図である。 図４Ａは、図１のプラズマシステムの中で利用され得るペデスタルの別の実施形態の概略断面図である。図４Ｂは、図４Ａに示されたペデスタルの部分側面断面図である。図４Ｃは、冷却剤チャネルの一実施形態の平面図である。 図１のプラズマシステムの中で利用され得るペデスタルの別の実施形態の概略断面図である。 図１のプラズマシステムの中で利用され得るペデスタルの別の実施形態の概略断面図である。 図１のプラズマシステムの中で利用され得るペデスタルの一部分の一実施形態の概略断面図である。 図８Ａは、図１のプラズマシステムの中で利用され得るペデスタルの一部分の別の実施形態の概略断面図である。図８Ｂは、図１のプラズマシステムの中で利用され得るペデスタルの一部分の別の実施形態の概略断面図である。
理解を容易にするため、可能な場合には、図に共通する同一の要素を示すのに、同一の参照番号を使用した。一つの実施形態に開示される要素は、明確な詳述がなくても、他の実施形態で有益に利用され得ることが意図される。
本開示の実施形態が、プラズマチャンバを参照して以下に例示的に記載されるが、本書に開示される実施形態は、他のチャンバタイプで及び多くのプロセスで利用され得る。一実施形態において、プラズマチャンバが、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）システムで利用される。本開示から利益を受けるように適合され得るＰＥＣＶＤシステムの例は、ＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）ＳＥ ＣＶＤシステム、ＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）ＧＴ（商標）ＣＶＤシステム又はＤＸＺ（登録商標）ＣＶＤシステムを含み、それらの全てが、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．，Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａから商業的に入手可能である。ＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）ＳＥ ＣＶＤシステムチャンバ（例えば、２００ｍｍ又は３００ｍｍ）は、導電膜、酸化ケイ素膜などの酸化物膜、炭素がドープされた酸化ケイ素及び他の材料などの薄膜を基板上に堆積させるために使用され得る２つの分離された処理領域を有する。例示的な実施形態は、２つの処理領域を含むけれども、本書に開示される実施形態は、単一の処理領域又は２つより多い処理領域を有するシステムにおいて有利に用いられ得ることが、意図される。本書に開示される実施形態は、エッチングチャンバ、イオン注入チャンバ、プラズマ処理チャンバ、及びレジスト除去チャンバなどを含む他のプラズマチャンバにおいて有利に利用され得ることもまた意図される。本書に開示される実施形態は、他の製造業者から入手可能なプラズマ処理チャンバにおいて有利に利用され得ることが、更に意図される。
図１は、プラズマシステム１００の部分断面図である。プラズマシステム１００は、側壁１１２、底部壁１１６及び１対の処理領域１２０Ａと１２０Ｂを画定する共同の内部側壁１０１を有する処理チャンバ本体１０２を通常含む。処理領域１２０Ａ、１２０Ｂの各々が同様に構成されており、簡潔さのために、処理領域１２０Ｂの構成要素のみを記載する。
ペデスタル１２８が、システム１００の底部壁１１６に形成された通路１２２を通って処理領域１２０Ｂの中に配置される。ペデスタル１２８は、それの上面上の基板（図示せず）を支持するように適合されるヒータを提供する。ペデスタル１２８は、所望のプロセス温度に基板温度を加熱及び制御するための加熱エレメント、例えば抵抗加熱エレメント、を含んでよい。代替的に、ペデスタル１２８は、ランプアセンブリなどの、遠隔加熱エレメントによって加熱されてもよい。
ペデスタル１２８は、フランジ１３３によってステム１２６に連結される。ステム１２６は、ペデスタル１２８を電源出力又は電力ボックス１０３に連結する。電力ボックス１０３は、処理領域１２０Ｂの内部でのペデスタル１２８の上昇と運動を制御する駆動システムを含んでよい。ステム１２６はまた、電力をペデスタル１２８に供給するための電力インターフェースを含む。電力ボックス１０３はまた、電力用インターフェース、及び熱電対インターフェースなどの温度表示器を含む。ステム１２６はまた、一つ以上の冷却剤チャネル１５１を含む。ステム１２６はまた、電力ボックス１０３をそれに取外し可能に連結するように適合されるベースアセンブリ１２９を含む。冷却剤チャネル１５１は、ペデスタル１２８へ伸びてもよいし、ステム１２６の中で終わってもよいし、その組合せでもよい。周囲リング１３５が、電力ボックス１０３の上方に示される。一実施形態において、周囲リング１３５は、ベースアセンブリ１２９と電力ボックス１０３の上面との間の機械的インターフェースを提供するように構成された機械的ストップ又はランドとして適合されたショルダーである。
ロッド１３０が、処理領域１２０Ｂの底部壁１１６に形成された通路１２４を通って配置され、ペデスタル１２８を通って配置される基板リフトピン１６１を位置決めするために利用される。ロッド１３０が、リフトピン１６１と接触するリフトプレート１３１に連結される。基板リフトピン１６１は、基板をペデスタルから選択的に間隔を置いて配置し、基板移送ポート１６０を通って基板を処理領域１２０Ｂの中へ及び処理領域１２０Ｂの外へ移送するために利用されるロボット（図示せず）での基板の交換を容易にする。
チャンバリッド１０４が、チャンバ本体１０２の最上部に連結される。リッド１０４は、それに連結された一つ以上のガス分配システム１０８を収容する。ガス分配システム１０８は、シャワーヘッドアセンブリ１４２を通って処理領域１２０Ｂの中に反応ガスと洗浄ガスを供給するガス吸入通路１４０を含む。シャワーヘッドアセンブリ１４２は、面板１４６との間に配置されるブロッカプレート１４４を有する環状ベースプレート１４８を含む。高周波（ＲＦ）源１６５が、シャワーヘッドアセンブリ１４２に連結される。ＲＦ源１６５が、シャワーヘッドアセンブリ１４２に電力供給し、シャワーヘッドアセンブリ１４２の面板１４６と加熱されたペデスタル１２８との間でのプラズマの発生を促進する。一実施形態において、ＲＦ源１６５は、１３．５６ＭＨｚ ＲＦ発生器などの、高周波無線周波数（ＨＦＲＦ）電源であってよい。他の実施形態において、ＲＦ源１６５は、ＨＦＲＦ電源及び３００ｋＨｚ ＲＦ発生器などの、低周波無線周波数（ＬＦＲＦ）電源を含んでよい。代替的に、ＲＦ源は、プラズマ発生を促進するために、ペデスタル１２８などの、処理チャンバ本体１０２の他の部分に連結されてもよい。誘電体アイソレータ１５８が、リッド１０４とシャワーヘッドアセンブリ１４２の間に配置され、ＲＦ電力がリッド１０４に伝わるのを防止する。ペデスタル１２８の所望の高さに基板を固定するシャドウリング１０６が、ペデスタル１２８の周辺に配置されてもよい。
任意選択で、冷却チャネル１４７が、ガス分配システム１０８の環状ベースプレートの中に形成され、動作中に環状ベースプレート１４８を冷却する。ベースプレート１４８が、既定の温度に維持されるように、水、エチレングリコール、ガスなどの熱伝達流体が、冷却チャネル１４７を通って循環してもよい。
チャンバライナアセンブリ１２７が、チャンバ本体１０２の側壁１０１、１１２に非常に近接して処理領域１２０Ｂの中に配置され、処理領域１２０Ｂの中の処理環境への側壁１０１、１１２の曝露を防止する。ライナアセンブリ１２７は、処理領域１２０Ｂからガス及び副生成物を排出し、処理領域１２０Ｂ内の圧力を制御するように構成されたポンピングシステム１６４に連結される周囲ポンピング空洞１２５を含む。複数の排気口１３１が、チャンバライナアセンブリ１２７上に形成され得る。排気口１３１は、システム１００内での処理を促進する仕方での処理領域１２０Ｂから周囲ポンピング空洞１２５へのガスの流れを可能にするように構成される。
本開示の実施形態は、温度制御されたゾーンセラミックヒータ（すなわち、本書に記載されるようなペデスタル１２８）及びそれの制御を設計して、ＲＦプラズマ環境中で最高の温度均一性及びリアルタイム温度調節能力を達成する方法と装置を提供する。以下でより詳細に記載される冷却剤チャネル１５１の構成が、ペデスタル１２８の温度制御を可能にする。ペデスタル１２８は、ＣＶＤ／ＰＥＣＶＤ処理チャンバの中での使用に限定されず、ＰＶＤ及びエッチング半導体処理チャンバの中で使用されてもよい。
従来のヒータは、冷却能力が限られており、高いＲＦ電力条件でヒータ温度を制御できない。従来のヒータからの熱損失は、ヒータ温度を摂氏約２６０度以上に制御するときに、ＲＦプラズマによって供給される熱を相殺するのに十分でない。一方、従来のデュアルゾーンヒータでは、一つの熱電対のみが、セラミックヒータの中心に囲まれている。外側ゾーンのヒータ温度は、外側ゾーンの加熱エレメントを測定することによって計算される。必要とされる特定の電力が、加熱エレメント抵抗を得て、適切な温度分解能を達成するために、ヒータに供給される。この電力は、ヒータの温度を上昇させるであろうが、ヒータは、プラズマ処理の間、冷たいままであることが必要とされる。更に、ヒータの中で接地プレート又はプレート電極として働く、ＲＦメッシュの構成が、基板のＲＦカップリングに影響を及ぼす。従来のヒータにおけるＲＦカップリングは、特に、リフトピンの穴が配置されるメッシュの領域において、制限される。
図２は、図１のプラズマシステム１００の中のペデスタル１２８として利用され得るペデスタル２００の一実施形態の概略断面図である。ペデスタル２００は、ステム１２６に連結されたヒータ本体２０５を含む。ヒータ本体２０５は、ヒータ本体２０５の内側に埋め込まれた加熱エレメント２１０を含む。ヒータ本体２０５は、窒化アルミニウム材料、又は他のセラミック材料などの、セラミック材料を含んでよい。本実施形態におけるステム１２６は、ツーピースのアセンブリであり、フランジ１３３に連結された第一のシャフト２１５、及び第一のシャフト２１５に連結された第二のシャフト２２０を含む。第一のシャフト２１５及び第二のシャフト２２０は、ヒータ本体２０５から熱を逃がす異なる材料で作られ得る。例えば、第一のシャフト２１５は、第二のシャフト２２０の材料の第二の熱伝導特性とは異なる第一の熱伝導特性を有する材料で作られ得る。第一のシャフト２１５は、窒化アルミニウムで作られてもよく、第二のシャフトは、アルミニウムで作られてもよい。第一のシャフト２１５は、ヒータ本体２０５に拡散接合されてもよく、例えば、フランジ１３３に拡散接合されてもよい。
図１のプラズマシステム１００で実行される幾つかのプラズマプロセスにおいて、プラズマ処理中のペデスタル２００の温度は、摂氏約２６０度である。ペデスタル２００は、ヒータ本体２０５の内側に埋め込まれた加熱エレメント２１０に供給される電力と、図１の処理領域１２０Ａ及び１２０Ｂの中での処理中にプラズマから得られる熱との組合せによって加熱され得る。多くの場合において、ヒータ本体２０５の温度を維持することはできず、摂氏約２６０度より高い温度に上昇し得る。
図２に示されるように、水と混合したエチレングリコール、ＧＡＬＤＥＮ（登録商標）流体、又はガスなどの冷却剤２３０が、ヒータ本体２０５の温度を下げるために、第二のシャフト２２０を通って流される。代替的に又は追加的に、第一のシャフト２１５の長さを短くして、第二のシャフト２２０をヒータ本体２０５のより近くに配置してもよく、これにより冷却能力が改善され得る。冷却剤は、図１に示され記載された冷却剤チャネル１５１の一つであってもよい、第二のシャフト２２０の導管２３５などの、中空の部分を流れ得る。
図３Ａは、図１のプラズマシステム１００の中のペデスタル１２８として利用され得るペデスタル３００の他の実施形態の概略断面図である。ペデスタル３００は、図２に示されるペデスタル２００に対する代替的又は追加的態様であり得る。本実施形態によれば、第一のシャフト２１５の設計は、熱伝導を増加させるように適合され得る。例えば、第一のシャフト２１５の壁３０５の厚さＴは、図２の第一のシャフト２１５と比べて、約０．１インチ〜約０．４インチ増加され得る。壁３０５の厚さＴを増加させることは、ヒータ本体２０５から第二のシャフト２２０への熱流束を増加させるために用いられ得る。代替的又は追加的に、第一のシャフト２１５と第二のシャフト２２０が連結されるインターフェース３１０は、ステム１２６の熱伝導を更に増加させるために、表面積を増加（例えば、厚さ及び／又は断面積の増加）するように構成されてもよい。第一のシャフト２１５とフランジ１３３が連結されるインターフェース３１５もまた、ヒータ本体２０５から逃げる熱伝導を最大化するために、表面積を増加（例えば、厚さ及び／又は断面積の増加）するように構成されてもよい。表面積の増加は、第一のシャフト２１５と第二のシャフト２２０の両方の断面積を増加させることを含んでよく、また、シャフト設計を単純化し、インターフェース３１０及び／又はインターフェース３１５での機械的接続を改善し得る。導管２３５などの冷却剤チャネルもまた、第二のシャフト２２０の中に示される。導管２３５は、熱交換器と流体連通してよい。熱交換器は、導管２３５の中に流れる流体からの熱除去を改善するために、冷却されてもよい。
図３Ｂ〜図３Ｄは、第一のシャフト２１５の代替的実施形態の断面図であり、高さＨが、単独で変えられてもよいし、壁３０５の厚さＴと組み合わせて変えられてもよい。第一のシャフト２１５の高さＨの変化は、ヒータ本体２０５から第二のシャフト２２０への熱流束を増加させるために用いられ得る。追加的又は代替的に、インターフェース３１５の形状が、熱伝導を増加させるように、及び／又はヒータ本体２０５から第二のシャフト２２０への熱流束を増加させるように、変えられてもよい。
図４Ａは、図１のプラズマシステム１００の中のペデスタル１２８として利用され得るペデスタル４００の他の実施形態の概略断面図である。本実施形態において、ペデスタル４００は、冷却剤２３０として液体又は気体を用いる、能動的な冷却剤供給装置を含む。図４Ａ〜図４Ｃに記載され示されるペデスタル４００は、ヒータ本体２０５から及び／又は基板（図示せず）上で熱を除去する閉ループの能動的な水冷却又はガス供給装置を特徴とする。ペデスタル４００の冷却は、ヒータ本体２０５の下方部４０２の中に冷却剤２３０を直接に流すことによって劇的に改善することができる。一つ以上のフローチャネル４２０が、第一のシャフト２１５及び第二のシャフト２２０の側壁の中に形成され、ヒータ本体２０５の中に形成された、図１に示され記載された冷却剤チャネル１５１の一つであってもよい、冷却剤チャネル４２５に流されてもよい。幾つかの実施形態において、ヒータ本体２０５は、接合されている第一のプレート４０５及び第二のプレート４１０を含んでよい。冷却剤チャネル４２５が、第一のプレート４０５及び第二のプレート４１０の一つ又は両方に形成され得る。プレート４０５、４１０は、拡散接合によって接合されてもよい。第一のシャフト２１５がヒータ本体２０５と連結するペデスタル４００のフランジ１３３は、ショルダー４１５を含んでもよい。ショルダー４１５は、第一のシャフト２１５の寸法４３５（例えば、直径）より大きい寸法４３０（例えば、直径）を含む。ショルダー４１５は、ヒータ本体２０５からの熱の伝導を増加させ、ヒータ本体２０５の中のコールドスポットを減少させるために用いられ得る。
図４Ｂは、図４Ａに示されるペデスタル４００の部分的側面断面図であり、ヒータ本体２０５の中に埋め込まれている冷却剤チャネル４２５の交互の配置を示す。本実施形態による冷却剤チャネル４２５は、第一のプレート４０５と第二のプレート４１０のインターフェース４４０に配置される。
図４Ｃは、ヒータ本体２０５に埋め込まれている冷却剤チャネル４２５の一実施形態の平面図である。冷却剤チャネル４２５は、入口４４５と出口４５０を有する実質的に円形の流体路を含む。第一のシャフト２１５（図４Ａに示される）の側壁４５５が、冷却剤チャネル４２５の中心近くに想像線で示される。入口４４５と出口４５０が、側壁４５５と実質的に位置合わせされて、一つ以上のフローチャネル４２０に連通している（図４Ａ参照）。
図５は、図１のプラズマシステム１００の中のペデスタル１２８として利用され得るペデスタル５００の他の実施形態の概略断面図である。本実施形態において、ペデスタル５００は、裏側冷却及びチャック能力を含む。ペデスタル５００は、冷却剤２３０と連通する内側ガスチャネル５２０及び外側ガスチャネル５２５の一つ又は両方を含む。内側ガスチャネル５２０及び外側ガスチャネル５２５は、図１に示され記載される冷却剤チャネル１５１を含んでよい。他のガスチャネルが含まれてもよい。内側ガスチャネル５２０は、冷却ガスをヒータ本体２０５の中心領域に供給して、基板５０１を冷却するために、用いられ得る。外側ガスチャネル５２５は、冷却ガスをヒータ本体２０５のエッジに供給して、基板５０１のエッジを冷却するために、用いられ得る。冷却剤２３０を含む冷却ガスは、とりわけ、ヘリウム、アルゴン又は窒素、又はそれらの組合せであってよい。内側ガスチャネル５２０及び外側ガスチャネル５２５は、第一のシャフト２１５及び第二のシャフト２２０の側壁の中に形成され得、各々が閉ループ流体ラインを形成し得る。内側ガスチャネル５２０及び外側ガスチャネル５２５は、ガスが、基板５０１のエッジを回って真空チャンバ（例えば、図１の処理領域１２０Ａと１２０Ｂ）にリークするのを可能にするように、形成されてもよい。一つ以上のチャネル５０５が、ヒータ本体２０５の第一のプレート４０５と第二のプレート４１０の一つ又は両方の中又は上に形成されてもよい。ペデスタル５００は、シングル又はデュアルのガス供給装置を用いて、基板温度を能動的に制御するために、処理中の基板５０１の非常に柔軟な温度調整力を提供する。内側ガスチャネル５２０及び外側ガスチャネル５２５によって提供されるデュアルゾーン裏側ガス構成は、基板５０１の中心からエッジまでの温度調整力のための効率的なノードを提供する。
ペデスタル５００は、チャック電極に役立つＲＦメッシュ５１０も含んでよい。第一のプレート４０５の中に形成された小さな穴は、ヒータ本体２０５の上面５１５へのガスリークを可能にするために、用いられ得る。静電チャックは、ガスが、基板５０１と上面５１５の間を通って、基板５０１のエッジを回ってリークすることを可能にする。
図６は、図１のプラズマシステム１００の中のペデスタル１２８として利用され得るペデスタル６００の他の実施形態の概略断面図である。本実施形態において、リフトピン１６１（一つのみが示されている）は、従来のリフトピンと比べたときに最小の直径Ｄのシャフト６０２を有する。リフトピン１６１のシャフト６０２の最小化された直径は、ヒータ本体２０５の中のより小さい（直径がより小さい）リフトピンガイド６０５を与える。リフトピンガイド６０５の最小化されたサイズは、ＲＦメッシュ５１０の中に形成される開口６１０を、従来のペデスタルのＲＦメッシュの中の開口よりも小さくする。最小化された開口６１０は、特にリフトピンの領域において、ＲＦカップリングの向上をもたらす。一実施形態において、直径Ｄは、約０．０１インチより小さい。
図７は、図１のプラズマシステム１００の中のペデスタル１２８として利用され得るペデスタル７００の一部分の一実施形態の概略断面図である。ペデスタル７００は、ベースアセンブリ１２９に連結された第二のシャフト２２０の一部分を含む。ベースアセンブリ１２９は、インサート７１５として構成される、第二のシャフト２２０の少なくとも一部分を受け入れる開口７１０を有する管状の係合部材７０５を含む。管状の係合部材７０５は、第二のシャフト２２０を少なくとも部分的に囲むスリーブであってもよい。幾つかの実施形態において、管状の係合部材７０５は、第二のシャフト２２０の周囲表面を完全に囲む。管状の係合部材７０５は、アルミニウムで作られてもよい。
一実施形態において、インサート７１５は、アルミニウムで作られてもよい。第二のシャフト２２０は、インサート７１５と管状の係合部材７０５の間の接触を提供するように、開口７１０よりわずかに小さい大きさに作られる。本実施形態によれば、第二のシャフト２２０の冷却剤入口は、冷却ベース（例えば、ベースアセンブリ１２９）との面コンタクトを有する。Ｏリング７２０が、ベースアセンブリ１２９と第二のシャフト２２０の間の密閉を提供するために、用いられてもよい。流体供給装置のコネクタ７２５が、ベースアセンブリ１２９の横に配置され、端子及びフィルタ（図示せず）のような他の特徴のための余地が取ってある。インサート７１５は、図１に示され記載される冷却剤チャネル１５１の一つであり得る流体チャネル７３０を含んでもよい。
図８Ａと図８Ｂは、図１のプラズマシステムの中で利用され得るペデスタル８００の一部分の別の実施形態の概略断面図である。第二のシャフト２２０は、第二のシャフト２２０の側壁に隣接する冷却ベース８０５と面コンタクトを有する。加えて、ペデスタル８００は、インサート７１５を含み、インサート７１５は、その中に形成された流体チャネル８１５を含む。幾つかの実施形態において、管状の係合部材７０５は、図７の実施形態と同様な、その側壁の中に形成された流体チャネル７３０を含む。流体チャネル８１５及び流体チャネル７３０は、図１に示され記載された冷却剤チャネル１５１であってもよい。流体チャネル７３０及び流体チャネル８１５の両方が、（例えば、別々の冷却剤源（図示せず）に連結された）閉ループ流体路であってもよい。あるいは、流体チャネル７３０及び流体チャネル８１５の両方が、共通の冷却剤源（図示せず）に連結されてもよい。
図８Ｂは、図８Ａのペデスタル８００の代替的実施形態である。本実施形態において、インサート７１５の中に形成された流体チャネル８１５は、ベースアセンブリ１２９に隣接するインサート７１５の中に形成された流体チャネル８２０と流体連結されている。
本書に記載されたペデスタルの実施形態は、より効率的な熱制御及びより広い範囲の温度調整力を提供するマルチゾーンヒータを提供する。低温膜形成プロセスへのペデスタルの適用可能性を増大させる、低温維持もまた強化され得る。
上記は本開示の実施形態を対象とするが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の及び更なる実施形態を考え出すこともでき、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
１００ プラズマシステム
１０１ 側壁
１０２ チャンバ本体
１０３ 電力ボックス
１０４ チャンバリッド
１０６ シャドウリング
１０８ ガス分配システム
１１２ 側壁
１１６ 底部壁
１２０Ａ 処理領域
１２０Ｂ 処理領域
１２２ 通路
１２４ 通路
１２５ 周囲ポンピング空洞
１２６ ステム
１２７ ライナアセンブリ
１２８ 加熱されたペデスタル
１２９ ベースアセンブリ
１３０ ロッド
１３１ リフトプレート
１３２ 排気口
１３３ フランジ
１３５ 周囲リング
１４０ ガス吸入通路
１４２ シャワーヘッドアセンブリ
１４４ ブロッカプレート
１４６ 面板
１４７ 冷却チャネル
１４８ ベースプレート
１５１ 冷却剤チャネル
１５８ 誘電体アイソレータ
１６０ ポート
１６１ リフトピン
１６４ ポンピングシステム
１６５ ＲＦ源
２００ ペデスタル
２０５ ヒータ本体
２１０ 加熱エレメント
２１５ 第一のシャフト
２２０ 第二のシャフト
２３０ 冷却剤
２３５ 導管
３００ ペデスタル
３０５ 壁
３１０ インターフェース
３１５ インターフェース
４００ ペデスタル
４０２ 下方部
４０５ 第一のプレート
４１０ 第二のプレート
４１５ ショルダー
４２０ フローチャネル
４２５ 冷却剤チャネル
４３０ 寸法
４３５ 寸法
４４０ インターフェース
４４５ 入口
４５０ 出口
４５５ 側壁
５００ ペデスタル
５０１ 基板
５０５ チャネル
５１０ ＲＦメッシュ
５１５ 上面
５２０ 内側ガスチャネル
５２５ 外側ガスチャネル
６００ ペデスタル
６０２ シャフト
６０５ リフトピンガイド
６１０ 開口
７００ ペデスタル
７０５ 管状の係合部材
７１０ 開口
７１５ インサート
７２０ Ｏリング
７２５ コネクタ
７３０ 流体チャネル
８００ ペデスタル
８０５ 冷却ベース
８１５ 流体チャネル
８２０ 流体チャネル

Claims (15)

  1. 半導体処理チャンバ用のペデスタルであって、
    フランジを有するセラミック材料を含む本体と、
    前記本体に埋め込まれた一つ以上の加熱エレメントと、
    前記フランジに連結された第一のシャフトと、
    前記第一のシャフトに連結された第二のシャフトであって、第二のシャフトの中で終わる、その中に形成された複数の流体チャネルを含む、第二のシャフトと、
    を含むペデスタル。
  2. 前記第一のシャフトが、第一の材料で作られ、前記第二のシャフトが、前記第一の材料と異なる第二の材料で作られる、請求項１に記載のペデスタル。
  3. 前記流体チャネルの一部が、前記本体の中に伸びて、閉ループの冷却経路を形成する、請求項１に記載のペデスタル。
  4. 前記第二のシャフトが、前記ペデスタルの前記本体の前記材料と異なる材料で作られるインサートを含む、請求項１に記載のペデスタル。
  5. 前記インサートが、その中に形成された流体チャネルを含む、請求項４に記載のペデスタル。
  6. 前記インサートの中に形成された前記流体チャネルが、前記インサートの外側の第二の流体チャネルと流体連通する第一の流体チャネルを含む、請求項５に記載のペデスタル。
  7. 前記複数の流体チャネルが、第一の組の流体チャネルを含み、前記ペデスタルが、前記第一のシャフトと前記第二のシャフトの中に形成された第二の組の流体チャネルを含む、請求項６に記載のペデスタル。
  8. 前記第二の組の流体チャネルのうちの一つ以上が、前記本体の中で終わる、請求項１に記載のペデスタル。
  9. 前記第二の組の流体チャネルのうちの一つ以上が、前記本体の表面で終わる、請求項８に記載のペデスタル。
  10. 半導体処理チャンバ用のペデスタルであって、
    セラミック材料を含む本体と、
    前記本体の内部に封入された複数の加熱エレメントと、
    前記本体に連結された第一のシャフトと、
    前記第一のシャフトに連結された第二のシャフトであって、その中に形成された複数の流体チャネルを含み、前記流体チャネルの少なくとも一部が、第二のシャフトの中で終わる、第二のシャフトと、
    を含むペデスタル。
  11. 前記第二のシャフトが、スリーブによって少なくとも部分的に囲まれる、請求項１０に記載のペデスタル。
  12. 前記複数の流体チャネルが、第一の組の流体チャネルを含み、前記ペデスタルが、前記第一のシャフトと前記第二のシャフトの中に形成された第二の組の流体チャネルを含む、請求項１０に記載のペデスタル。
  13. 前記第二の組の流体チャネルのうちの一つ以上が、前記本体の中で終わる、請求項１２に記載のペデスタル。
  14. インサートが、前記第二のシャフトの内部に配置される、請求項１０に記載のペデスタル。
  15. 前記第一のシャフトが、第一の材料で作られ、前記第二のシャフトが、前記第一の材料と異なる第二の材料で作られる、請求項１０に記載のペデスタル。
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