JP2024510567A - 金属シャフトを用いた静電チャック - Google Patents

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Abstract

プラズマ処理チャンバのための静電チャック（ＥＳＣ）、およびＥＳＣを製造する方法が説明される。例では、基板支持アセンブリが、セラミック底部プレートと、セラミック上部プレートと、セラミック上部プレートとセラミック底部プレートとの間の結合層とを含み、セラミック上部プレートが、結合層と直接接触しており、結合層が、セラミック底部プレートと直接接触している。金属シャフトが、結合層の反対側のセラミック底部プレートの側部においてセラミック底部プレートに結合される。【選択図】図１Ａ

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２２年２月１５日に出願された米国特許出願第１７／６７２，５２０号の利益を主張し、米国特許出願第１７／６７２，５２０号は、２０２１年３月３日に出願された米国特許仮出願第６３／１５５，９６４号の利益を主張し、これらの内容全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
本開示の実施形態は、リアクタまたはプラズマ処理チャンバの分野に関し、特に、金属シャフトを用いた静電チャックに関する。
リアクタまたはプラズマリアクタなどの処理システムが、半導体ウエハまたは透明基板など基板上にデバイスを形成するために使用される。しばしば、基板は、処理のために支持体に保持される。基板は、真空、重力、静電力によって、または他の好適な技法によって支持体に保持され得る。処理中に、チャンバ中の前駆体ガスまたはガス混合物が、チャンバ中の電極に、電極に結合された１つまたは複数の電源から高周波（ＲＦ）電力などの電力を印加することによって、プラズマへと付勢（たとえば、励起）される。励起されたガスまたはガス混合物は、反応して、基板の表面上に材料の層を形成する。層は、たとえば、パッシベーション層、ゲート絶縁体、緩衝層、および／またはエッチング停止層であり得る。
半導体および他の産業では、静電チャック（ＥＳＣ）が、基板などのワークピースを基板の処理中に支持体上に保持するために使用される。典型的なＥＳＣは、ベース、ベース上に配設された電気絶縁性層、および電気絶縁性層中に埋め込まれた１つまたは複数の電極を含み得る。ＥＳＣは、埋込み型電気ヒータを提供され、ならびに、処理中に基板温度を制御するための熱伝達ガスの源に流体的に結合され得る。使用中に、ＥＳＣは、プロセスチャンバ中の支持体に固定される。ＥＳＣにおける電極は、電気電圧源によって、ＥＳＣ上に配設された基板に関して電気的にバイアスされる。反対の静電荷が、ＥＳＣの電極中に、および基板の表面上に蓄積し、絶縁層が、それらの間の電荷の流れを妨げる。静電荷の蓄積から生じた静電力が、基板の処理中にＥＳＣに基板を保持する。
本開示の実施形態は、プラズマ処理チャンバのための静電チャック（ＥＳＣ）、およびＥＳＣを製造する方法を含む。
実施形態では、基板支持アセンブリが、セラミック底部プレートと、セラミック上部プレートと、セラミック上部プレートとセラミック底部プレートとの間の結合層とを含み、セラミック上部プレートが、結合層と直接接触しており、結合層が、セラミック底部プレートと直接接触している。金属シャフトは、のセラミック底部プレートの結合層の反対側でセラミック底部プレートに結合される。
本開示の実施形態による、静電チャック（ＥＳＣ）を製造するためのプロセスを図示する図である。 本開示の実施形態による、静電チャック（ＥＳＣ）の部品の拡大図を図示する図である。 本開示の実施形態による、静電チャック（ＥＳＣ）を製造するためのプロセスを図示する図である。 本開示の実施形態による、上部セラミックプレート上のカバーリングリングを含む、静電チャック（ＥＳＣ）の一部分の断面図を図示する図である。 本開示の実施形態による、静電チャック（ＥＳＣ）の断面図を図示する図である。 本開示の実施形態による、基板支持アセンブリを含むプロセスチャンバの概略断面図である。 本開示の実施形態による、基板支持アセンブリを含む処理チャンバの部分的な概略断面図である。 本開示の実施形態による、例示的なコンピュータシステムのブロック図を図示する図である。
プラズマ処理チャンバのための静電チャック（ＥＳＣ）、およびＥＳＣを製造する方法が説明される。以下の説明では、本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、静電チャック部品および材料条件など、多数の具体的な詳細が記載される。本開示の実施形態は、これらの具体的な詳細なしに実践され得ることが当業者には明らかであろう。他の事例では、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）またはプラズマ原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）プロセスなど、よく知られている態様は、本開示の実施形態を不必要に不明瞭にしないために、詳細には説明されない。その上、図に示されている様々な実施形態は、例示的表現であり、必ずしも原寸に比例して描画されているとは限らないことを理解されたい。
１つまたは複数の実施形態は、ボルテッド軸金属ボンデッドエッジパージ静電チャックを対象とする。実施形態は、別個のシャフトを用いるＥＳＣを製造するように実装され得る。
本開示の１つまたは複数の実施形態によれば、インサートが、クランプリングおよびシャフトを保持するために、ＥＳＣのセラミック部分の内部に含まれる。シャフトおよびセラミックプレートは、別個である。実施形態は、セラミックプレートをもつ金属シャフトを提供するように実装され得る。実施形態は、コストおよび／またはエッジパージの必要性に対処するように実装され得る。特定の実施形態は、１つまたは複数のＯリングを用いて分離された金属シャフトの上のＥＳＣとして使用するための（金属酸化物または金属窒化物など）セラミックを含むことができる。ＥＳＣの温度範囲は、上部プレートの性質を変更することによって調節され得る。上部プレートは、上部プレートの上にクランプリングを保持するように構成され得る。
実施形態では、セラミック部分が、２つの部分に分離され、次いで、内部のインサートと金属結合され、次いで、シャフトおよびクランプリングに取り付けられる。一実施形態では、エッジリングは、インサートにボルトで止められる。特定の実施形態では、３本のロケータピンの使用が、ＥＳＣの上の位置を正確に維持するように実装される。セラミックまたは金属のカバーリングが、ＥＳＣの上で使用され得る。一実施形態では、リングは、ガスがＥＳＣのバックエッジにパージされるように間隙を作成し、インサートにボルトで止められ、３つの正確なピンを用いて位置合わせされる。
例示的な製造方式として、図１Ａは、本開示の実施形態による、静電チャック（ＥＳＣ）を製造するためのプロセスを図示する。
図１Ａの部分（ａ）を参照すると、基板支持アセンブリの製造は、結合層１１２を用いて、（溝プレートであり得、ヒータを含むことができる）セラミック底部プレート１０２と、（ヒータを含むことができる）セラミック上部プレート１０８とを結合することを含む。一実施形態では、結合層１１２は、セラミック上部プレート１０８とセラミック底部プレート１０２との間の金属層であり、セラミック上部プレート１０８は結合層１１２と直接接触し、結合層１１２はセラミック底部プレート１０２と直接接触する。インサート１５２および１５４が、セラミック底部プレート１０２、セラミック上部プレート１０８、および結合層１１２内に含まれ得る。セラミック底部プレート１０２は、セラミック底部プレート１０２の底面に結合された設備ライン１５０を含むことができる。
図１Ａの部分（ｂ）を参照すると、金属シャフト１０６が、結合層１１２の反対側のセラミック底部プレート１０２の側部においてセラミック底部プレート１０２によってアセンブリ１６０に結合される。また、セラミック上部プレートは、ガスが、ウエハの後ろに、またはエッジパージのために送達されるように、結合層および上部セラミック中のガスのための通路にわたって一致する、冷却ガス流を収容するための上部溝（またはチャネル）など、他の特徴１６２を含み得ることを諒解されたい。金属シャフト１０６は、Ｏリング１６４、およびボルト１５６を収容するための開口１６６を含むことができる。図１Ａの部分（ｃ）を参照すると、ＥＳＣ１７０が、図１Ａの部分（ｂ）のカップリングから生じる。
例示的な構造として、図１Ｂは、本開示の実施形態による、静電チャック（ＥＳＣ）の部品の拡大図を図示する。
図１Ｂを参照すると、図１Ａの構造が、互いに相対的に示されている。インサート１５２および１５４ならびにボルト１５６の拡大図が、描かれている。インサート１５２は、クランプリングまたはカバーリングを保持するように構成されたヘリコイルであり得る。インサート１５４は、たとえば、ボルト１５６によって底部プレート１０２にシャフト１０６を保持するように構成されたヘリコイルであり得る。
例示的な製造方式として、図２Ａは、本開示の実施形態による、静電チャック（ＥＳＣ）を製造するためのプロセスを図示する。
図２Ａの部分（ａ）を参照すると、クランプリング、カバーリングまたはエッジリング１７２が、図１Ａの構造１７０の上に提供される。ボルト１７４が、構造１７０にクランプリング、カバーリングまたはエッジリング１７２を結合して、ＥＳＣを形成するために使用される。
例示的な製造方式として、図２Ｂは、本開示の実施形態による、上部セラミックプレート上のカバーリングリングを含む、静電チャック（ＥＳＣ）の一部分の断面図を図示する。
図２Ｂを参照すると、クランプリング、カバーリングまたはエッジリング１７２が、クランプリング、カバーリングまたはエッジリング１７２とセラミック上部プレート１０８との間の間隙１８０を提供する。間隙１８０は、静電チャックによって支持された基板のエッジパージを可能にすることができる。
さらに説明すると、一般的に、拡散ボンディングは、コストがかかるプロセスであり、そのような高温への加熱は、セラミックの熱的および／または電気性質に影響を及ぼす。現況技術のＥＳＣは、典型的には、２つの拡散接合、すなわち、上部プレートと底部プレートとの間の１つの拡散接合、および結合されたプレートとシャフトとの間の第２の拡散接合を用いて製造される。高温で形成された多すぎる拡散接合の使用は、セラミック抵抗率に影響を及ぼすことがあることを諒解されたい。本明細書で説明される実施形態は、拡散ボンディングの必要性をなくすように実装され得る。実施形態は、上部プレートが、ＥＳＣの製造中に抵抗率を変更しない（または最小限に変更するのみである）ことを保証するように実装され得る。実施形態は、少なくとも１つの高温動作が製造方式から取り除かれるので、ＥＳＣ製造のコストを有利に低減するように実装され得る。実施形態は、上部セラミック材料の焼結時抵抗率を保つかまたは持ち続けるように実装され得る。
本明細書で説明される１つまたは複数の実施形態を実装することの利点は、高コストセラミックシャフトの代わりに低コスト金属シャフトの使用を含むことができる。実施形態は、抵抗率変化のないＥＳＣの製造を可能にすることができる。利点は、ＥＳＣのための低減された製造コストを含むことができる。利点は、ＥＳＣ中に含まれる部品の電気性質を維持するようにＥＳＣを製造することの可能性を可能にすることを含むことができる。
２つの拡散接合を含むことができる現況技術の手法と比較して、本開示の実施形態によれば、アルミニウム結合が、典型的な拡散接合のうちの１つの代わりに使用される。たとえば、アルミニウム結合は、上部プレートと底部プレートとの間で使用され得る。Ｏリングをもつ金属シャフトは、セラミックシャフトとセラミック底部プレートとの間のセラミック結合を置き換えるために使用され得る。
より一般的に示されると、例示的な製造されたＥＳＣとして、図３は、本開示の実施形態による、静電チャック（ＥＳＣ）の断面図を図示する。
図３を参照すると、ＥＳＣ３００が、その中にヒータコイル３０４を有するセラミック底部プレート３０２を含む。ヒータコイル３０４は、ヒータ接続３０５に結合され得る（別の実施形態では、ヒータ電極が、ＥＳＣ製造のために使用される、テープ鋳造されたＡｌＮまたはＡｌＮプレート材料の場合、スクリーン印刷されることを諒解されたい）。金属シャフト３０６が、セラミック底部プレート３０２の底面に結合される。Ｏリングが、金属シャフト３０６とセラミック底部プレート３０２の底面との間に含まれ得る。ＥＳＣ３００は、セラミック上部プレート３０８をも含む。セラミック上部プレート３０８は、その中にＥＳＣ（クランピング）電極３１０または電極アセンブリを有する。金属層３１２が、セラミック底部プレート３０２の上面にセラミック上部プレート３０８を結合する。熱電対３１４が、セラミック底部プレート３０２中の、および金属層３１２中の開口３１５を通って延びる。高電圧絶縁３１６が、セラミック底部プレート３０２中の、および金属層３１２中の開口３１５を通って延び、ＥＳＣ高電圧接続３１８を収納する。図２Ａ～図２Ｂに関連して説明されたものなど、カバーリング３９９が、セラミック上部プレート３０８に結合され得る。
再び図３を参照すると、本開示の実施形態によれば、基板支持アセンブリ３００は、その中にヒータ要素３０４を有するセラミック底部プレート３０２を含む。基板支持アセンブリ３００は、その中に電極３１０を有するセラミック上部プレート３０８をも含む。金属層３１２が、セラミック上部プレート３０８とセラミック底部プレート３０２との間にある。セラミック上部プレート３０８は、金属層３１２と直接接触し、金属層３１２は、セラミック底部プレート３０２と直接接触する。
実施形態では、金属層３１２は、そうでない場合、拡散接合形成中に上部セラミックの抵抗率を変更し得るセラミック－セラミック拡散接合の代わりに、金属結合の組込みを提供する。一実施形態では、金属層３１２は、アルミニウムフォイルなど、金属フォイルである。１つのそのような実施形態では、金属層３１２は、（たとえば、全フォイル組成の原子％として）約２％～２０％のＳｉを含浸されたアルミニウムフォイルであり、残りは、アルミニウムまたは本質的にすべてアルミニウムである（換言すれば、アルミニウムフォイルは、アルミニウムフォイルの２％～２０％の範囲内の原子濃度を有するシリコンを含む）。実施形態では、金属層３１２は、たとえば、リフトピンなどを収容するための開口３１５および／または追加の開口を含むように予めパターニングされる。一実施形態では、金属層３１２は、５０～５００ミクロンの範囲内の厚さを有するアルミニウムフォイルであり、約２５０ミクロンであり得る。実施形態では、金属層３１２は、アルミニウムフォイルであり、たとえば、ボンディングより前にパッシベーション層を取り除くために、ＥＳＣ製造プロセスにおける封入より前に洗浄される。実施形態では、金属層３１２は、アルミニウムフォイルであり、ＥＳＣが使用中のとき、金属層３１２のエッチまたは劣化なしに、塩素ベースのプロセスなど、腐食性のプロセスに耐えることができる。しかしながら、非塩素ベースのプロセスのために使用される場合、金属層３１２は、たとえば、チタンの追加の有無にかかわらず、銀銅合金から構成され得る。実施形態では、金属層３１２は、摂氏６００度未満、より詳細には、摂氏３００度未満の温度において上部プレート３０８および底部プレート３０２に結合される。金属ボンディングが、摂氏１４００度よりもはるかに低いが、摂氏６５０度の使用温度をはるかに上回る、銀銅または金ニッケル温度など、高温金属結合を用いて実施される場合、摂氏６５０度などのより高いＥＳＣ使用温度が使用され得ることを諒解されたい。
その中にＥＳＣ（クランピング）電極３１０を有するセラミック上部プレート３０８に関して、実施形態では、上部プレートの本体は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または酸化アルミニウム粉末あるいは他の好適な材料など、セラミック材料を焼結することによって形成され得る。ＲＦメッシュが、本体に埋め込まれ得る。ＲＦメッシュは、本体の底面を通って延びる電気接続を有することができる。ＲＦメッシュは、モリブデンまたは別の好適な金属材料のメッシュを含み得る。一実施形態では、メッシュは、約１２５ミクロンの直径のメッシュである。材料は、焼結されて、単体構造を形成することができる。一実施形態では、電極３１０は、本体と同様の熱膨張係数を有し得る金属材料、たとえば、モリブデンから製造される。実施形態では、セラミック上部プレート３０８は、摂氏３５０度を下回る、たとえば、摂氏１５０～３００度の間の温度に耐えることを目標にされ、そのような目標にされた温度範囲の動作を最適化するためのドーパントを含み得る。
クランピング電極３１０は、少なくとも第１の電極および第２の電極を含むことができる。動作中に、静電力を生成するために、負電荷が第１の電極に印加され得、正電荷が第２の電極に印加され得、またはその逆が行われる。チャッキング中に、電極から生成された静電力は、その上に配設された基板を、固定された位置に保持する。電源から供給される電力がオフにされたとき、電極の間のインターフェース中に存在する電荷は、長い時間期間にわたって維持され得る。静電チャック上に保持された基板を解放するために、反対の極性の電力の短いパルスが、インターフェース中に存在する電荷を取り除くために電極に提供され得る。
電極アセンブリが、金属バー、シート、スティック、フォイルによって形成され得、静電チャックの製造中に、予め成形され、予め鋳造され、予め製造され、絶縁性ベースの表面の上に配置され得る。代替的に、金属堆積プロセスが、絶縁性ベースの上面の上に直接的に電極アセンブリを堆積させ、形成するために実施され得る。好適な堆積プロセスは、ＰＶＤ、ＣＶＤ、メッキ、インクジェット印刷、ゴムスタンピング、スクリーン印刷またはエアロゾルプリントプロセスを含み得る。追加として、金属ペースト／金属ラインが、絶縁性ベースの上面上に形成され得る。金属ペースト／金属ラインは、初めは、絶縁性ベースの上面上に異なる構成または寸法をもつ電極フィンガを形成するためのパターンで、物体表面上にパターニングされ得る液体、ペーストまたは金属ゲルであり得る。
セラミック上部プレート３０８またはセラミック底部プレート３０２は、限定はしないが、窒化アルミニウム、ガラス、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、イットリウム含有材料、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、または窒化チタン（ＴｉＮ）を含み得る。セラミック底部プレート３０２に関して、実施形態では、セラミック底部プレート３０８は、最高摂氏６５０度の温度に耐えることを目標にされ、そのような目標にされた温度範囲動作を最適化するためのドーパントを含み得る。一実施形態では、セラミック底部プレート３０２は、セラミック上部プレート３０８の窒化アルミニウム組成物とは異なる窒化アルミニウム組成物を有する。セラミック底部プレート３０２中に含まれる加熱要素３０４は、抵抗性加熱または誘導性加熱など、任意の好適な加熱技法を使用し得る。加熱要素３０４は、抵抗性金属、抵抗性金属合金、またはその２つの組合せから構成され得る。加熱要素のための好適な材料は、タングステン、モリブデン、チタンなど、高い熱抵抗をもつものを含み得る。一実施形態では、加熱要素３０４は、モリブデンワイヤから構成される。加熱要素３０４は、不一致の熱膨張によって引き起こされる応力を低減するために、少なくとも一方または両方の窒化アルミニウム本体に実質的に一致する熱的性質、たとえば、熱膨張係数を有する材料を用いて製造されてもよい。
実施形態では、セラミック上部プレート３０８は、製造され、次いで、（その中にパターニングされた１つまたは複数の開口をすでに含み得る）金属層３１２によってセラミック底部プレートに結合される。実施形態では、金属層３１２は、金属層３１２がセラミック底部プレート３０２に結合されるのと同時に、セラミック上部プレート３０８に結合される。別の実施形態では、最初に、金属層３１２は、セラミック上部プレート３０８に結合され、次いで、セラミック上部プレート／金属層３１２ペアリングが、セラミック底部プレート３０２に結合される。別の実施形態では、最初に、金属層３１２は、セラミック底部プレート３０２に結合され、次いで、セラミック底部プレート／金属層３１２ペアリングが、セラミック上部プレート３０８に結合される。いずれの場合も、特定の一実施形態では、セラミック上部プレートは、焼結された、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末および金属メッシュから形成される。
実施形態では、金属層３１２を用いてセラミック底部プレート３０２にセラミック上部プレート３０８を結合することは、摂氏６００度未満の温度にセラミック底部プレート３０２、金属層３１２、およびセラミック上部プレート３０８を加熱することを含む。実施形態では、金属層３１２は、アルミニウムフォイルであり、方法は、金属層３１２を用いてセラミック底部プレート３０２にセラミック上部プレート３０８を結合するより前に、アルミニウムフォイルのパッシベーション層を取り除くために、アルミニウムフォイルの表面を洗浄することを含む。
別の態様では、図４は、本開示の実施形態による、基板支持アセンブリ４２８を含むプロセスチャンバ４００の概略断面図である。図４の例では、プロセスチャンバ４００は、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバである。図４に示されているように、プロセスチャンバ４００は、１つまたは複数の側壁４０２、底部４０４、ガス分配プレート４１０、およびカバープレート４１２を含む。側壁４０２、底部４０４、およびカバープレート４１２は、あわせて、処理ボリューム４０６を定義する。ガス分配プレート４１０および基板支持アセンブリ４２８は、処理ボリューム４０６中に配設される。処理ボリューム４０６は、側壁４０２を通って形成された密封可能なスリットバルブ開口４０８を通ってアクセスされ、それにより、基板４０５は、プロセスチャンバ４００中に、およびプロセスチャンバ４００外に移送され得る。真空ポンプ４０９が、処理ボリューム４０６内の圧力を制御するために、チャンバ４００に結合される。
ガス分配プレート４１０は、ガス分配プレート４１０の外周においてカバープレート４１２に結合される。ガス源４２０が、カバープレート４１２中に形成された複数のガス通路４１１にカバープレート４１２を通って１つまたは複数のガスを提供するために、カバープレート４１２に結合される。ガスは、ガス通路４１１を通って処理ボリューム４０６の中に基板受け取り表面４３２のほうへ流れる。
ＲＦ電源４２２が、ガス分配プレート４１０にＲＦ電力を提供するために、ＲＦ電力供給４２４によってカバープレート４１２に、および／または直接的にガス分配プレート４１０に結合される。様々なＲＦ周波数が、使用され得る。たとえば、周波数は、約１３．５６ＭＨｚなど、約０．３ＭＨｚと約２００ＭＨｚとの間であり得る。ＲＦリターン経路４２５が、基板支持アセンブリ４２８をＲＦ電源４２２に側壁４０２を通って結合する。ＲＦ電源４２２は、ガス分配プレート４１０と基板支持アセンブリ４２８との間に電界を生成する。電界は、ガス分配プレート４１０と基板支持アセンブリ４２８との間に存在するガスからプラズマを形成する。ＲＦリターン経路４２５は、漂遊プラズマが基板支持アセンブリ４２８と側壁４０２との間の電圧差によりＲＦアーキングを引き起こすのを防止する、ＲＦエネルギーための電気回路を完成する。これにより、ＲＦリターン経路４２５は、プロセスドリフト、粒子汚染およびチャンバ部品の損傷を引き起こすアーキングを緩和する。
基板支持アセンブリ４２８は、基板支持体４３０およびステム４３４を含む。ステム４３４は、基板支持アセンブリ４２８を昇降させるように適応されたリフトシステム４３６に結合される。基板支持体４３０は、処理中に基板４０５を支持するための基板受け取り表面４３２を含む。基板移送を容易にするために基板受け取り表面４３２に、および基板受け取り表面４３２から基板４０５を移動させるために、リフトピン４３８が、基板支持体４３０を通って可動に配設される。アクチュエータ４１４が、リフトピン４３８を伸ばし、引っ込めるために利用される。リングアセンブリ４３３が、処理中に基板４０５の外周にわたって配置され得る。リングアセンブリ４３３は、処理中に基板４０５によってカバーされない、基板支持体４３０の表面上に不要な堆積が発生するのを防止するかまたは低減するように構成される。
基板支持体４３０は、基板支持体４３０およびその上に位置決めされた基板４０５を所望の温度に維持するための加熱および／または冷却要素４３９をも含み得る。一実施形態では、加熱および／または冷却要素４３９は、基板支持体４３０およびその上に配設された基板４０５の温度を処理中に摂氏約８００度未満またはそれ以下に維持するために利用され得る。一実施形態では、加熱および／または冷却要素４３９は、摂氏３００度と摂氏約４００度との間など、摂氏６５０度未満に基板温度を制御するために使用され得る。実施形態では、基板支持体４３０／基板支持アセンブリ４２８は、図１Ａ～図１Ｂ、図２Ａ～図２Ｂおよび図３に関連して上記で説明された通りである。
別の態様では、図５は、本開示の実施形態による、基板支持アセンブリ３００を含む処理チャンバ５００の部分的な概略断面図である。処理チャンバ５００は、本体５０１を有する。本体は、側壁５０２、底部５０４およびシャワーヘッド５１２を有する。側壁５０２、底部５０４およびシャワーヘッド５１２は、内部容積５０６を定義する。実施形態では、図１Ａ～図１Ｂ、図２Ａ～図２Ｂ、図３に関連して説明されたものなど、基板支持アセンブリ３００が、内部容積５０６内に配設される。ＲＦジェネレータ５８０が、シャワーヘッド５１２中の電極５８２に結合され得る。ＲＦジェネレータ５８０は、プラズマが存在するときにＲＦ回路を完成するための関連付けられたＲＦリターン経路５８８を有し得る。有利に、プラズマを維持するためのＲＦ接地経路が、維持され、基板支持アセンブリ３００に長寿命を提供することができる。
実施形態では、基板支持アセンブリ３００によって支持される半導体ウエハまたは基板は、製造プロセスに持ちこたえるのに好適で、その上に半導体処理層が適切に配設され得る、材料から構成される。たとえば、一実施形態では、半導体ウエハまたは基板は、限定はしないが、結晶シリコン、ゲルマニウムまたはシリコン／ゲルマニウムなど、ＩＶ族ベース材料から構成される。特定の実施形態では、半導体ウエハは、単結晶シリコン基板である。特定の実施形態では、単結晶シリコン基板は、不純物原子でドープされる。別の実施形態では、半導体ウエハまたは基板は、ＩＩＩ－Ｖ材料から構成される。
本開示の実施形態は、命令を記憶した機械可読媒体を含み得る、コンピュータプログラム製品またはソフトウェアとして提供され得、これは、本開示の実施形態によるプロセスを実施するようにコンピュータシステム（または他の電子デバイス）をプログラムするために使用され得る。一実施形態では、コンピュータシステムは、図４に関連して上記で説明されたプロセスチャンバ４００および基板支持アセンブリ４２８と、または図５に関連して説明された処理チャンバ５００および基板支持アセンブリ３００と結合される。機械可読媒体は、機械（たとえば、コンピュータ）によって可読な形態で情報を記憶または送信するための任意の機構を含む。たとえば、機械可読（たとえば、コンピュータ可読）媒体は、機械（たとえば、コンピュータ）可読ストレージ媒体（たとえば、読取り専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、磁気ディスクストレージ媒体、光ストレージ媒体、フラッシュメモリデバイスなど）、機械（たとえば、コンピュータ）可読伝送媒体（電気、光、音響、または他の形態の伝搬信号（たとえば、赤外線信号、デジタル信号など））などを含む。
図６は、本明細書で説明される方法論のうちのいずれか１つまたは複数を機械が実施することを引き起こすための命令のセットがその中で実行され得る、例示的な形態のコンピュータシステム６００中の機械の図式表現を図示する。代替実施形態では、機械は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、イントラネット、エクストラネット、またはインターネットにおいて他の機械に接続（たとえば、ネットワーク化）され得る。機械は、クライアントサーバネットワーク環境におけるサーバまたはクライアント機械の能力内で、あるいはピアツーピア（または分散された）ネットワーク環境におけるピア機械として動作し得る。機械は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、セットトップボックス（ＳＴＢ）、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、セルラー電話、ウエブアプライアンス、サーバ、ネットワークルータ、スイッチまたはブリッジ、あるいはその機械によってとられるべきアクションを指定する（連続したまたはそれ以外の）命令のセットを実行することが可能な任意の機械であり得る。さらに、単一の機械のみが図示されているが、「機械」という用語は、本明細書で説明される方法論のうちのいずれか１つまたは複数を実行するために、命令のセット（または複数のセット）を個々にまたは一緒に実行する機械（たとえば、コンピュータ）の任意の集合を含むとも解釈されるべきである。
例示的なコンピュータシステム６００は、バス６３０を介して互いに通信する、プロセッサ６０２、メインメモリ６０４（たとえば、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）またはランバスＤＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）などのダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）など）、スタティックメモリ６０６（たとえば、フラッシュメモリ、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）など）、および２次メモリ６１８（たとえば、データストレージデバイス）を含む。
プロセッサ６０２は、マイクロプロセッサ、中央処理ユニットなど、１つまたは複数の汎用処理デバイスを表す。より詳細には、プロセッサ６０２は、複合命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、他の命令セットを実装するプロセッサ、または命令セットの組合せを実装するプロセッサであり得る。プロセッサ６０２はまた、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサなど、１つまたは複数の専用処理デバイスであり得る。プロセッサ６０２は、本明細書で説明される動作を実施するための処理論理６２６を実行するように構成される。
コンピュータシステム６００は、ネットワークインターフェースデバイス６０８をさらに含み得る。コンピュータシステム６００は、ビデオディスプレイユニット６１０（たとえば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤ）、または陰極線管（ＣＲＴ））、英数字入力デバイス６１２（たとえば、キーボード）、カーソル制御デバイス６１４（たとえば、マウス）、および信号生成デバイス６１６（たとえば、スピーカー）をも含み得る。
２次メモリ６１８は、本明細書で説明される方法論または機能のうちのいずれか１つまたは複数を具現する命令の１つまたは複数のセット（たとえば、ソフトウェア６２２）が記憶される、機械アクセス可能ストレージ媒体（またはより具体的には、コンピュータ可読ストレージ媒体）６３２を含み得る。ソフトウェア６２２はまた、コンピュータシステム６００によるソフトウェア６２２の実行中に、完全にまたは少なくとも部分的にメインメモリ６０４内におよび／またはプロセッサ６０２内に常駐し得、メインメモリ６０４およびプロセッサ６０２は機械可読ストレージ媒体をもなす。ソフトウェア６２２はさらに、ネットワークインターフェースデバイス６０８を介してネットワーク６２０を通じて送信または受信され得る。
機械アクセス可能ストレージ媒体６３２は、単一の媒体であるように例示的な実施形態では示されているが、「機械可読ストレージ媒体」という用語は、命令の１つまたは複数のセットを記憶する、単一の媒体または複数の媒体（たとえば、集中されたまたは分散されたデータベース、ならびに／あるいは関連付けられたキャッシュおよびサーバ）を含むと解釈されるべきである。「機械可読ストレージ媒体」という用語は、機械による実行のための命令のセットを記憶または符号化することが可能であり、機械が本開示の方法論のうちのいずれか１つまたは複数を実施することを引き起こす、任意の媒体を含むとも解釈されるべきである。「機械可読ストレージ媒体」という用語は、したがって、限定されないが、ソリッドステートメモリ、ならびに光および磁気媒体を含むと解釈されるべきである。
以上、プラズマ処理チャンバのための静電チャック（ＥＳＣ）、およびＥＳＣを製造する方法が開示された。

Claims (20)

  1. セラミック底部プレートと、
    セラミック上部プレートと、
    前記セラミック上部プレートと前記セラミック底部プレートとの間の結合層であって、前記セラミック上部プレートが、前記結合層と直接接触しており、前記結合層が、前記セラミック底部プレートと直接接触している、結合層と、
    前記結合層の反対側の前記セラミック底部プレートの側部において前記セラミック底部プレートに結合された金属シャフトと
    を備える、基板支持アセンブリ。
  2. 前記セラミック底部プレートが、その中にヒータ要素を有し、前記セラミック上部プレートが、その中に電極を有する、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
  3. 前記セラミック上部プレートが、その中にヒータ要素と電極とを有する、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
  4. 前記セラミック底部プレートが、前記セラミック底部プレートの上面中にガス溝を含む、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
  5. 前記セラミック上部プレートが、前記セラミック上部プレートの底面中にガス溝を含む、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
  6. 前記金属シャフトと前記セラミック底部プレートとの間のＯリング
    をさらに備える、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
  7. 前記セラミック上部プレート上のカバーリングをさらに備え、前記カバーリングが、金属またはセラミック材料を備える、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
  8. 前記結合層が、アルミニウムフォイルである、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
  9. 前記アルミニウムフォイルが、前記アルミニウムフォイルの２％～２０％の範囲内の原子濃度を有するシリコンを含む、請求項８に記載の基板支持アセンブリ。
  10. 前記アルミニウムフォイルが、５０～５００ミクロンの範囲内の厚さを有する、請求項８に記載の基板支持アセンブリ。
  11. チャンバと、
    前記チャンバ内の、または前記チャンバに結合されたプラズマ源と、
    前記チャンバ内の静電チャックと
    を備え、前記静電チャックが、
    セラミック底部プレートと、
    セラミック上部プレートと、
    前記セラミック上部プレートと前記セラミック底部プレートとの間の結合層であって、前記セラミック上部プレートが、前記結合層と直接接触しており、前記結合層が、前記セラミック底部プレートと直接接触している、結合層と、
    前記結合層の反対側の前記セラミック底部プレートの側部において前記セラミック底部プレートに結合された金属シャフトと
    を備える、システム。
  12. 前記静電チャックの前記セラミック底部プレートが、その中にヒータ要素を有し、前記セラミック上部プレートが、その中に電極を有する、請求項１１に記載のシステム。
  13. 前記静電チャックの前記セラミック上部プレートが、その中にヒータ要素と電極とを有する、請求項１１に記載のシステム。
  14. 前記静電チャックの前記セラミック底部プレートが、前記セラミック底部プレートの上面中にガス溝を含む、請求項１１に記載のシステム。
  15. 前記静電チャックの前記セラミック上部プレートが、前記セラミック上部プレートの底面中にガス溝を含む、請求項１１に記載のシステム。
  16. 前記静電チャックが、
    前記金属シャフトと前記セラミック底部プレートとの間のＯリング
    をさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
  17. 前記静電チャックは、
    前記セラミック上部プレート上のカバーリングをさらに備え、前記カバーリングが、金属またはセラミック材料を備える、請求項１１に記載のシステム。
  18. 前記静電チャックの前記結合層が、アルミニウムフォイルである、請求項１１に記載のシステム。
  19. 前記アルミニウムフォイルが、前記アルミニウムフォイルの２％～２０％の範囲内の原子濃度を有するシリコンを含む、請求項１８に記載のシステム。
  20. 前記アルミニウムフォイルが、５０～５００ミクロンの範囲内の厚さを有する、請求項１８に記載のシステム。
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