JP3098286U

JP3098286U - 基板支持用アセンブリ

Info

Publication number: JP3098286U
Application number: JP2003003204U
Authority: JP
Inventors: クリストファー　リチャード　マホーン; アブヒジット　デサイ
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2009-06-03
Also published as: US20040226514A1; CN2768200Y; KR200335335Y1; US7045014B2; TWM250506U

Abstract

【課題】プラズマ環境内で、減じられた電気アークやグロー放電の減少を示す基板支持用アセンブリ、および頻繁な交換または修理なしで多数の支持体の加工度を許す支持体支持体組立を提供する。
【解決手段】基板支持用アセンブリ１００は、処理用チャンバ内で基板１０４を支持する。基板支持用アセンブリは、支持用ブロック１１５を有し、これが、電極１０５と、それを通じてチャネル２０７を有するアーム９０を有し、処理用チャンバ内で支持用ブロックを保持する。アームは、支持用ブロックに取り付ける為の第１クランプ２０６と、処理用チャンバに取り付ける為の第２クランプ２０８を有する。複数の電気導体２０９は、アームのチャネルを通過し、セラミック絶縁体は、導体間にある。
【選択図】　　図１Ａ

Description

【０００１】
背景
本考案の実施形態は、処理用チャンバ内で基板を支持する為の基板支持用アセンブリに関する。
【０００２】
集積回路やディスプレイのような電子回路の製造において、基板は、処理用チャンバ内に置かれ、基板を処理する為に処理ガスが当該チャンバ内に導入される。処理用チャンバは、一般的に基板処理領域を囲む包囲壁を備える。ガス・エナジャイザは、例えば、当該チャンバ付近に配置されたマイクロウェーブ・アプリケータ、誘導コイル又は電極を介して、処理ガスに高周波またはマイクロウェーブエネルギを印加することにより、チャンバ内に導入された処理ガスを活性化する。処理ガスは、基板内の特徴物をエッチングするエッチング処理や、基板上の材料層を堆積する為の堆積処理のような処理を実行する為に活性化される。
【０００３】
処理用チャンバ内で基板を処理する間、基板は、基板支持用アセンブリ上に保持される。基板支持用アセンブリは、基板受容面を持つ支持体を備える。アセンブリは、処理ガスを活性化する為に、ガス・エナジャイザの一部として機能する電極を持ってもよい。支持電極は、支持アセンブリ上で基板を電気的に保持する為に任意に電気的にバイアスされてもよい。アセンブリは、ワイヤやリードのような導電構造と電気コネクタを持ってもよい。電気コネクタは、支持アセンブリの一部を他のチャンバ構成要素や外部回路に接続する。例えば、支持体電極は、支持体電極に対し電気的な接地（接地用コネクタ）を与え、支持体電極に電力（パワーコネクタ）を提供する電気コネクタを持ってもよい。接地用コネクタは、電気的接地電位で支持体電極を維持する一方、チャンバ内の壁電極は、チャンバ内のガスを活性化し、基板を処理する為に電気的にバイアスされる。接地用コネクタは、支持用アセンブリからの不要な電荷を放散し、基板を支持体から取り外すことを容易にする。電導ワイヤの他の例は、熱電対であるが、これは、基板処理中の温度をモニタする為に使用される。他のコネクタは、処理用モニタに接続された電気ワイヤを含めてもよい。
【０００４】
チャンバ内のプラズマと支持体内のコネクタ及びワイヤとの間で電気アークやグロー放電が生じるとき、従来の基板支持用アセンブリに伴う問題が起こる。例えば、活性化された処理用ガスがコネクタや熱電対上の絶縁体コーティングを腐食するとき、電気アークが生じる可能性がある。チャンバ内のガスを活性化する為に印加される電位も同様に、グロー放電やマイクロ・アークの原因になり得る。その上、導電性ワイヤが電荷運搬用ワイヤの近くを通るとき、当該ワイヤ内に誘導される逆電磁界は、アークや信号のクロストークの原因になり得る。そのような電気的アークやグロー放電は、これらがコネクタやワイヤ及び基板支持体の隣接部を損傷したり、「燃やす」ことから、好ましくない。若干のプラズマ環境において、基板支持用アセンブリとその構成部品の品質低下は、比較的に少数基板だけを処理した後、これらの一新や交換を必要とする可能性があり、これは、基板当たりの製造費を高める。
【０００５】
チャンバ内で活性化された処理ガスも同様に、基板支持用アセンブリの一部を腐食し、これは、最終的には、処理されている基板の汚染や基板アセンブリの故障に至る。例えば、活性化された処理ガス（例えば、ハロゲンガス）は、これらの部品の頻繁な洗浄や交換を必要とする支持用アセンブリの金属部（例えば、そのアルミニウム部分）を侵食する可能性がある。
【０００６】
このように、プラズマ環境内で、減じられた電気アークやグロー放電の減少を示す基板支持用アセンブリを持つのは望ましい。また、基板支持用アセンブリ頻繁な交換または修理なしで多数の支持体の加工度を許す支持体支持体組立を持つことは、望ましい。基板支持用アセンブリ構成要素を簡単に一新するか洗浄することができることが更に望ましい。
【０００７】
概要
処理用チャンバ内で基板を支持する為の支持用アセンブリは、電極を有する支持用ブロックを有する。アームは、処理用チャンバ内で支持用ブロックを保持する。当該アームは、それを貫通するチャネルを持ち、支持用ブロックに付属する為の第１クランプ、処理用チャンバに付属する為の第２クランプを有する。複数の電気導体は、当該アームのチャネルを通り抜け、導体間にはセラミック絶縁体がある。
【０００８】
もう一つの変形例において、基板支持用アセンブリは、内部に埋め込まれた誘電体ブロックを有する。アームは、処理加工した部屋で誘電ブロックをつかむ。当該アームは、それを貫通するチャネルを持ち、誘電体ブロックに付属する為の第１クランプ、当該チャンバの一部に付属する為の第２クランプを有する。電気的接地用コネクタは、当該アームのチャネルを通り抜け、コネクタは、電極に電気的に接続する為の第１端子と、当該電極に電気的に接地するようになっている第２端子とを有する。熱電対は、電気的接地用コネクタの付近にある当該アームのチャネルを通り抜けている。セラミック絶縁体は、当該アームのチャネル内の熱電対と電気的接地用コネクタとの間にある。
【０００９】
もう一つの変形例において、基板支持用アセンブリは、上部に陽極処理された金属板を有する金属製ブロックを有する。アームは、当該処理用チャンバ内で金属製ブロックを保持し、当該アームは、金属製ブロックに付属する為の第１クランプと、当該チャンバの一部に付属する為の第２クランプとを有し、当該アームは貫通チャネルを有する。電気的接地用コネクタは、当該アームのチャネルを通り抜け、当該金属製ブロックに電気的に接続する為の第１端子と、当該金属製ブロックと電気的接地する為の第２端子とを有する。熱電対は、電気的接地用コネクタ付近の当該アームのチャネルを通り抜ける。セラミック絶縁体は、当該アームのチャネル内の熱電対と電気的接地用コネクタとの間にある。
【００１０】
本考案のこれらの特徴、態様、利点は、以下の説明、請求項、当該考案の例を示す添付図面に関し、良好に理解されよう。しかし、一般的に当該考案で使用し得る特徴の各々は、単に特定図面の内容だけでなく、全体的に本考案で使用可能であり、当該考案は、これらの特徴のいかなる組み合わせも含む、と理解されるべきである。
【００１１】
説明
図１Ａ、図１Ｂ、図３に示すように、基板支持用アセンブリ２００は、支持用部材１００を備え、支持用部材１００は、基板受容面１４０を持って基板１０４を処理用チャンバ１０６内で支持する。支持用部材１００は、支持用ブロック１１５を基板受容面１４０の下方に備える。図１Ａに示されるように、ある変形例において、支持用ブロック１１５は、誘電体ブロック１１５ａを備え、誘電体ブロック１１５ａは、例えば、一以上の窒化アルミニウム、アルミナ、シリコン酸化物のような誘電体で形成されている。例えば、誘電体ブロック１１５ａは、誘電体材料のモノリスでもよく、これは、単体構造か、或いは、積層板又は誘電体材料の被覆で形成することができる。図１ｂに示されるように、もう一つの変形例において支持用ブロック１１５は、金属製ブロック１１５ｂを備え、金属製ブロック１１５ｂは、例えば、一以上のアルミニウム、チタン、ニッケル、これらの合金のような適切な金属材料で形成されている。金属製ブロック１１５ｂの腐食を抑制する為に、陽極処理されたアルミニウム材料のような耐腐食性材料が基板受容面１４０に提供される。例えば、上部に陽極処理された材料の層１７７を有する陽極処理金属板は、その下部金属製ブロック１１５ｂに接合されるか別の方法で取り付けられてもよい。
【００１２】
支持用部材１００は、電極１０５を備え、この電極１０５は、ガス・エナジャイザ１５４の一部として作用するようになっており、チャンバ１０６内に提供される処理ガスを活性化し、基板１０４を処理する。電極１０５は、基板１０４を支持用アセンブリ２００上に電気的に保持する為に、選択的に帯電可能でもよい。図１Ａと図３で示すように、一変形例において、支持用部材１００は、電極１０５を備え、電極１０５は、少なくとも部分的に、誘電体ブロック１１５ａで被覆されるか絶縁体ブロック１１５ａ内に埋め込まれる。埋め込まれた電極１０５は、支持用部材１００を横切り、所望の電磁特性を提供するのに適した形状を有する。例えば、埋め込まれた電極１０５は、メッシュ型電極又は電極板を備えてもよく、これは、誘電体ブロック内に埋め込まれる。埋め込まれた電極１０５は、適した導電材（例えば、モリブデン）で形成されている。図１Ｂで示されるように、もう一つの変形例において、金属ブロック１１５ｂの一部は、処理ガスを活性化する為に電極として機能する。
【００１３】
支持用部材１００は、基板１０４の温度を制御するようになっていてもよい。例えば、支持用ブロック１１５は、内部に形成された熱伝達流体用導管（図示せず）を持ち、上部で支持される基板１０４の温度制御を与えてもよい。基板受容面１４０は、複数の***したメサ部（図示せず）を持ってもよく、これらは、基板１０４の温度を制御する為に、基板受容面１４０を横切る熱の、より均一な分布を提供する。
【００１４】
基板支持用アセンブリ２００は、処理用チャンバ１０６内で支持用部材１００を保持するようになっている支持用アーム９０を更に備える。支持用アーム９０は、チャンバ壁の一部や基板支持体の他部のように、第１クランプ２０６と第２クランプ２０８を備えることにより支持用部材１００を固定するが、第１クランプ２０６は支持用ブロック１１５に連結し、第２クランプ２０８は処理用チャンバ１０６の一部に連結する。図１で示される変形例において、支持用アーム９０の第１端部２０１は、第１クランプ２０６を備え、第１クランプ２０６は、支持用ブロック１１５の下面２０４の中央部で支持用部材１００に取り付けられている。支持用アーム９０の第２端部２０３は、第２クランプ２０８を備え、第２クランプ２０８は、チャンバ１０６の一部（例えば、チャンバ壁１０７又は他の支持用コンポーネント）に取り付けることにより、支持用部材１００をチャンバ１０６に固定する。例えば、図３で示されるように、支持用アーム９０の第２端部２０３は、ベローズ構造体３００に固定可能であり、ベローズ構造体３００は、チャンバ１０６内で基板支持用アセンブリ２００を上下動するようになっており、所望のプラズマ処理特性を提供する。この図で示されるように、支持用アーム９０は、基板支持用アセンブリ２００の下にあるチャンバ１０６の底壁１１６に配置された排気用出口１４３の上方で、支持用部材１００と基板１０４を支持する。支持用アーム９０の支持用ビームセクション２０５は、第１端部２０１と第２端部２０３の間に伸び、その間で支持用部材１００の一部を支持する。支持用アーム９０の端部２０１，２０３上の第１クランプ２０６と第２クランプ２０８は、支持用部材１００と処理用チャンバ１０６の一部に、釘付け、ネジ止め、接着、ろう付け、他の適したクランプ法により、連結されている。支持用アーム９０は、活性化ガスによる腐食に対し抵抗性を有する材料を備え、静電部材１００を保持する為に確実な腐食耐性構造を提供するのが望ましい。例えば、支持用アーム９０は、少なくとも、窒化アルミニウム、アルミナ、シリコン酸化物の一つのようなセラミック材料を備えてもよい。
【００１５】
支持用アーム９０は、チャネル２０７が通された中空支持用アーム部を備え、チャネル２０７は、電気コネクタ、導電性ワイヤ及びリードのような複数の電気導体２０９を受容するような大きさと形状になっている。チャネル２０７は、少なくとも支持用アーム９０の少なくとも一部に沿って伸び、導体２０９の為に、包囲されたハウジング２１０を提供し、例えば、チャネル２０７は、連結用支持アーム端部２０２，２０３の間で支持用ビームセクション２０５の実質的な全長に沿って伸びてもよい。電気コネクタのような電気導体２０９は、中空支持用アーム内のチャネル２０７を迂回するか貫通し、導体２０９を支持用部材１００から、例えば、電源、処理モニタ、基板支持用アセンブリ２００に対し外付けのチャンバコンポーネントへと導く。中空支持用アーム９０は、電気導体を腐食性活性化プラズマ種から保護し、腐食と電気アークを減少させる。
【００１６】
一つの変形例において、基板支持用アセンブリ２００は、電気コネクタ２０９は、電気的接地用コネクタ２１１を備え、電気的接地用コネクタ２１１は、中空支持用アーム９０のチャネル２０７を貫通している。電気的接地用コネクタ２１１は、電極１０５のような支持用部材１００の一部を電気的に接地するが、チャンバ１０６内の他の電極１４１は、チャンバ１０６内の処理用ガスが活性化され、基板１０４を処理するように電気的にバイアスされている。電気的接地用コネクタ２１１は、過剰電荷を支持用部材１００から除去することもでき、処理後に基板受容面１４０から基板１０４の取り外しを容易にする。電気的接地用コネクタ２１１は、支持用部材１００の一部（例えば、電極１０５、支持用ブロック１１５）に電気的に接続された第１端子２１２と、静電部材を接地する為に処理用チャンバ１０６と電気的に接続するか、静電部材１００を処理用チャンバ１０６とほぼ同電位に維持するように適合されている第２端子２１３とを備える。図１Ａ及び図３は、電気的接地用コネクタ２１１を示すが、電気的接地用コネクタ２１１は、誘電体ブロック１１５内に埋め込まれ、例えば、電気的接地用コネクタ２１１を電極１０５にろう付けすることにより電極１０５と電気的に接続されている第１端子２１２と、チャンバ１０６に取り付けられ、電気的にチャンバ１０６に接続されている第２端子２１３とを備える。図１Ｂにおいて、電気的接地用コネクタ２１１の第１端子２１２は、例えば、接地用コネクタ２１１を金属ブロック１１５ｂにろう付けすることにより、電極１０５を備える金属ブロック１１５ｂに電気的に接続されている。例えば図３で示されるように、第２端子２１３は、バッフル３００の底部でチャンバ１０６の底壁１１６に接続可能である。電気的接地用コネクタ２１１は、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、その合金の中の、１以上の導電材を備えるのが望ましい。
【００１７】
基板支持用アセンブリ２００は、熱電対２１５を備える電気導体も備えてもよく、熱電対２１５は、接地用コネクタ２１１付近の中空支持用アーム９０のチャネル２０７を通されている。図１Ａ、図１Ｂ、図２は、基板支持用アセンブリ２００を示し、チャネル２０７を経由された熱電対２１５の少なくとも一部を有する。熱電対２１５は、基板支持用アセンブリ付近の温度（一以上の基板１０４、支持用部材１００の一部の温度）を検知する為に適合されている。熱電対２１５は、２以上の比類似ワイヤ（金属ワイヤ又は半導体ロッド）を一般的に備え、これらは、これらの端部で溶接されるか、他の方法で一緒に接合されている。適したワイヤ例は、白金及びロジウム又は、クロム合金とアルミニウム合金を含む。２つの端部または接合部間の温度差は、接合部間の温度差に関連する大きさを有する電磁界を生成する。生成された電磁界は、温度モニタシステム２７５により測定可能であり、温度モニタシステム２７５は、ワイヤで形成された回路に接続された適当な電位差計またはミリボルト計を備える。図１で示される変形例において、熱電対２１５は第１先端部２１６と第２先端部２１４とを備え、第１先端部２１６は、支持用ブロック１１５に隣接して置かれるか接続され、例えば熱電対２１６を支持用ブロック１１５の底面２０４にろう付けすることにより支持用ブロック１１５の一部の温度を検知し、第２先端部２１４は、温度モニタシステム２７５に電気的に結合されている。
【００１８】
図２は、中空支持用アーム９０の概略側面図を示し、電気的接地用コネクタ２１１と支持用アームのチャネル２０７内の、熱電対２１５のアレンジメントの実施形態を例示する。この実施形態において、接地用コネクタ２１１と熱電対２１５は、中空支持用アーム・ビームセクション２０５の長軸に沿って、互いに実質的に平行に配置されている。接地用コネクタ２１１と熱電対２１５は、互いに比較的に接近して配置され、処理用チャンバ１０６内で支持用アーム９０を適合させ、支持用アーム９０を製造するコストを減じる為に必要なスペース量を最小にする。例えば、接地用コネクタ２１１と熱電対２１５間の距離は、約２インチ未満でもよいが、例えば、約０．０００５インチ（約０．０１３ｍｍ）から約２インチ（約５１ｍｍ）、更には約０．００１インチ（約０．０２５ｍｍ）未満になっている。
【００１９】
基板支持用アセンブリ２００は、図１Ａ、図１Ｂ、図２で示されるように、支持用アーム９０内の熱電対２１５と電気的に接地されたコネクタ２１１との間に置かれたセラミック絶縁体２２２を更に備える。ぴったりと間隔を開けて配置された接地用コネクタ２１１と熱電対２１５との間にセラミック絶縁体２２２を挿入することは、接地用コネクタ２１１と熱電対２１５との間の電気アークの発生を減少させることができ、それにより、基板支持用アセンブリ２００の部品寿命を増加させることが発見されている。セラミック絶縁体２２２は、接地用コネクタ２１１と熱電対２１５間の十分な電気的絶縁を提供するセラミック材を備える。例えば、セラミック絶縁体２２２は、一つ以上の窒化アルミニウム、アルミナ、酸化ジルコニウム、シリコン酸化物、炭化ケイ素、ムライト、窒化ケイ素を備えてもよい。セラミック絶縁体２２２も同様に、熱電対２１５および接地用コネクタ２１１を電気的にシールドする為に適した厚さを備えることが望ましく、例えば、少なくとも約０．０００５インチ（約０．０１３ｍｍ）で、更には少なくとも約０．００１インチ（約０．０２５ｍｍ）、例えば、約０．００１インチ（約０．０２５ｍｍ）から約２インチ（約５１ｍｍ）である。
【００２０】
セラミック絶縁体２２２は、支持用アーム９０のチャネル２０７内に配置され、接地用コネクタ２１１と熱電対２１５との間に良好な電気シールドを提供する。セラミック絶縁体２２２は、支持用アーム９０における所望の距離に沿って（例えば、支持用アーム９０の支持用ビームセクション２０５の長さを横切って）延びている。例えば、セラミック絶縁体２２２は、支持用ビームセクション２０５の少なくとも約５０％に沿って、更には実質的に全体の支持用ビームセクション２０５を横切って、延びてもよい。セラミック絶縁体２２２は、チャネル２０７内に置くことができ、一以上の接地用コネクタ２１１と熱電対２１５に接するか、更には支えている。図１Ａ、図１Ｂ、図２に示された変形例において、セラミック絶縁体２２２は、接地用コネクタ２１１の下に置かれ、チャネル２０７内で接地用コネクタ２１１を支持する上部支持面２２３を有する。
【００２１】
接地用コネクタ２１１と熱電対２１５の他とのアレンジメントを容易にする為、製造コストを減少する為、チャネル２０７は、異なる大きさの上部及び下部溝２１７，２１９を持って形成可能である。接地用コネクタ２１１は、チャネル２０７の上部を形成する上部溝２１７内で熱電対２１５の上方に置かれ、熱電対２１５は、チャネル２０７の下部を形成する下部溝２１９内で、接地用コネクタ２１１の下方に置かれている。上部溝２１７は、下部溝２１９より幅が広く、より広い幅の接地用コネクタ２１１を収容する。例えば、上部溝２１７は、約０．００５インチ（約０．１３ｍｍ）から約０．５インチ（約１３ｍｍ）の幅を有する。下部溝２１９は、より狭い幅を有し、例えば約０．００１インチ（約０．０２５ｍｍ）から約０．１インチ（約２．５ｍｍ）の幅の、より小さな熱電対２１５を収容する。製造を容易にする為、より小さい下部溝２１９の開口部２２０は、熱電対２１５が開口部２２０に適合できるように十分に広い大きさになっており、基板支持用アセンブリ２００の組立中に下部溝２１９に嵌合される。このように、異なる幅を備えた上部溝２１７及び下部溝２１９を有するチャネル２０７は、熱電対２１５と接地用コネクタ２１１に対し別個のチャネルを穿孔するという時間浪費と潜在的に困難なステップを要することなく、支持用アーム９０内で熱電対２１５付近に接地用コネクタ２１１を配置することを考慮に入れている。
【００２２】
セラミック絶縁体２２２は、接地用コネクタ２１１と熱電対２１５との間の溝付きチャネル２０７にはめ込むような大きさと形状になっている。図２で示される変形例において、セラミック絶縁体２２２は、接地用コネクタ２１１と熱電対２１５との間の上部溝２１７の底面に載せる大きさと形状になっており、更には、下に横たわる熱電対２１５の上面により部分的に支持されている。セラミック絶縁体２２２は、同様に、上にある接地用コネクタ２１１の形状に部分的に適合するような形状になっていてもよい。図２で示される変形例において、セラミック絶縁体２１１は、凹部支持面２２３を有する半円筒形状を備え、凹部支持面２２３は、絶縁体２２２上に載せてある接地用電極２１１の円筒形状に適合する。半円筒セラミック絶縁体２２２の底面２２７も同様に湾曲されており、さもなければ、上部溝２１７の形状に適合するように成型されている。他のアレンジメントとして、セラミック絶縁体２２２は、一以上の接地用コネクタ２１１と熱電対２１５（図示せず）から離れて置くことができる。セラミック絶縁体２２２も、下部溝２１９（図示せず）に（例えば下部溝２１９の開口部２２０内で、或いは、接地用コネクタ２１１と熱電対２１５との間にセラミック絶縁体２２２を適切に置いて電気シールドを提供する他のアレンジメント内で）嵌合されてもよい。
【００２３】
例えば図３に示されるように、一つの変形例において、セラミック絶縁体２２２は、単体のセラミック材で構成され、これは、連続的にチャネル２０７の長さに沿って伸びている。セラミック材料の一片は、セラミック絶縁体２２２の長さに沿って、接地用コネクタ２１１と熱電対２１５の間で連続した電気シールドを提供する。例えば、図１Ａ、図１Ｂに示されるように、もう一つの変形例において、セラミック絶縁体２２２は、セラミック材の幾つかのストリップ２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃを備え、これらは、接地用コネクタ２１１と熱電対２１５の間の、チャネル２０７の長さに沿って離れて置かれている。より小さい絶縁体ストリップ２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃという形式で提供することは、単一の長いセラミック絶縁体片の製造にわたり、コストを減少させ、セラミック絶縁体２２２の製造の容易さを改善する。各セラミック絶縁体ストリップ２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃの間隔は、接地用コネクタ２１１と熱電対２１５との間で所望の電気シールドを維持するのに十分に小さくなるように選択されている。例えば、各ストリップの間隔は、約４．５インチ（約１１４ｍｍ）未満であってもよく、例えば、約０．００１インチ（約０．０２５ｍｍ）から約４．５インチ（約１１４ｍｍ、更には、約０．００５インチ（約０．１３ｍｍ）である。適切なセラミック絶縁体２２２の一変形例は、約３つの絶縁体ストリップ２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃを備える。
【００２４】
接地用コネクタ２１１と熱電対２１５との間にセラミック絶縁体２２２を有する基板支持アセンブリ２００の上述した構成は、チャンバ１０６内で基板１０４の処理中、接地用コネクタ２１１と熱電対２１５との間の電気アークの発生を減少することにより、処理用チャンバ１０６内の腐食に対する良好な抵抗性を提供することが発見された。セラミック絶縁体２２２の使用は、基板支持用アセンブリ２００の組立容易性をも保つが、これは、接地用コネクタと熱電対は、各々に対し別個のチャネルの穿設を要することなく、同一チャネル２０７を簡単に経由してもよい。このように、セラミック絶縁体を有する基板支持用アセンブリ２００は、処理用チャンバ１０６内で基板１０４の処理の為に、腐食抵抗性支持用コンポーネントを提供する。
【００２５】
より長期の処理寿命を提供する為に、基板支持用アセンブリ２００は、アセンブリの一新をも考慮に入れている。一新する方法は、あらゆる腐食されたアセンブリ部品（例えば、金属板１７４）の交換と同様、処理残留物を除去する為に部品（例えば、支持用ブロック１１５と支持用アーム９０）の洗浄を考慮に入れてもよい。セラミック絶縁体２２２は、電気アークを抑制し、接地用コネクタ２１１の腐食を減少させるので、一新する処理は、接地用コネクタ２１１の交換を要することなく、実行されてもよい。基板支持用アセンブリ２００を一新する為に、一以上の熱電対２１５や金属板が支持ブロック１１５から除去される。洗浄処理は、その後、一以上の支持用ブロック１１５と支持用アーム９０から処理残留物を洗浄する為に実行される。例えば洗浄処理は、例えばＨＦまたはＫＯＨのような酸性か基本種を備える洗浄液内に支持用ブロック１１５と支持用アーム９０を浸すステップを備えてもよく、これは、例えば弁護士ドケット番号第６７７０号、Ｈｅ等に対する２００１年１２月２１日に提出されアプライドマテリアルズ社に譲渡された米国出願番号第１０／０３２３８７と、アトーニードケット番号第８０６１号、Ｗａｎｇ等に対する２００２年１１月２５日に提出されアプライドマテリアルズ社に譲渡された米国出願番号第１０／３０４５３５とに説明されており、これらの全部が参照の為に本願に組み込まれている。洗浄溶液は、あらゆる処理残留物を除去し、誘電体ブロック１１５と支持用アーム９０から、あらゆる遊離粒子を除去することができ、遊離粒子は、さもなければ、処理中、基板１０４を汚染する。グリットブラスト処理も同様に、前に参照した出願で記載されているように、支持用ブロック１１５と支持用アーム９０を洗浄し、一新する為に実行可能である。洗浄処理が実行された後、例えば、熱電対の先端を支持用ブロック１１５の下面にろう付けすることにより、同一または新たな熱電対２１５が支持用ブロック１１５に隣接して配置される。金属板１７４を含む基板支持用アセンブリにおいて、新しい金属板１７４は、金属ブロック１１５の上面に当てられている。熱電対２１５と接地用コネクタ２１１は、支持用アーム９０のチャネルを再経由され、セラミック絶縁体２２２は、それらの間に置かれている。
【００２６】
図３で示されるように、セラミック絶縁体を持つ中空支持用アーム９０を備える基板支持用アセンブリ２００を持つ基板１０４を処理するのに適した装置１０２は、処理用チャンバ１０６を備える。ここで示される装置１０２の特定実施形態は、基板１０４（例えば、半導体ウェハ）を処理するのに適しており、他の基板１０４（例えば、フラットパネルディスプレイ、ポリマーパネル、他の電気回路レシービング構造）を処理する為に、当業者により適合されてもよい。装置１０２は、エッチレジスタント、シリコン含有、金属含有の誘電体、及び／又は導体層のような層を基板１０４上で処理する為に特に有用である。
【００２７】
装置１０２は、メインフレームユニット（図示せず）に取り付けられてもよく、メインフレームユニットは、装置１０２に対する電気的、測深の、他の支持機能を提供し、マルチチャンバシステム（図示せず）の一部であってもよい。マルチチャンバシステムは、真空状態を壊すことなく、基板１０４をマルチチャンバシステム外部の湿気や他の汚染に晒すことなく、基板１０４をチャンバ間で移送する能力を有する。マルチチャンバシステムの利点は、マルチチャンバシステム内の異なるチャンバが全処理において異なる目的で使用可能である点である。例えば、一つのチャンバは、基板１０４をエッチング、他のチャンバは金属膜を堆積する為に使用され、別のチャンバは、高速熱処理の為に使用され、また更に別のチャンバは、逆反射層を堆積する為に使用されてもよい。当該処理は、マルチチャンバシステムの内部で中断せずに進行してもよく、それにより、基板１０４の汚染を防止することができるが、さもないと、処理の異なる部品の為に基板１０４を様々な分離された別個のチャンバ間で移送するとき、基板汚染が生じる。
【００２８】
一般的に、処理用チャンバ１０６は、包囲壁１０３のような壁１０７を備え、これは、天井１１８、側壁１１４、底壁１１６を備えてもよく、これらは、処理領域１０８を包囲する。操作中に、処理ガスは、ガス供給部１３０を通してチャンバ１０６内に導入され、ガス供給部１３０は、処理ガス源１３８とガス分配器１３７を含む。ガス分配器１３７は、一以上の導管を備えてもよく、導管１３６は、一以上のガス流バルブ１３４と一以上のガス出口１４２を基板１０４の周辺付近に有し、基板１０４は、処理領域１０８内で基板支持用アセンブリ２００上に保持され、基板支持用アセンブリ２００は、基板受容面１４０を有する。あるいは、ガス分配器１３０は、シャワーヘッドガス分配器（図示せず）を備えてもよい。浪費された処理ガスやエッチャント副産物は、チャンバ１０６から排気部１４４を通して排気され、排気部１４４は、ポンプ用チャネルを含んでもよく、ポンプ用チャネルは、浪費された処理ガスを処理領域から排気出口１４３、スロットルバルブ１３５を介して受容し、一以上の排気ポンプ１５２と、チャンバ１０６内の処理ガスの圧力とを制御する。
【００２９】
処理ガスは、ガス・エナジャイザ１５４により基板１０４を処理する為に活性化されてもよく、ガス・エナジャイザ１５４は、チャンバ１０６の処理領域１０８内の処理ガスにエネルギを結合する。図３で示された変形例において、ガス・エナジャイザ１５４は、処理用電極１０５，１４１と、電源１５９とを備え、電源１５９は、電力を一以上の電極１０５，１４１に供給し、処理ガスを活性化する。処理用電極１０５，１４１は電極１４１を含んでもよく、電極１４１は壁であるか壁の中にあり、壁は例えばチャンバ１０６の天井１１８又は側壁１１４であり、チャンバ１０６は、他の電極１０５（例えば、基板１０４の下方にある基板支持用アセンブリ２００内の電極１０５）と容量的に結合される。一変形例において、ガス・エナジャイザ１５４は、電極１４１にパワーを与え、電極１４１は、ガス分配用プレートを備え、ガス分配用プレートは、図示しない天井１１８におけるシャワーヘッドガス分配器の一部になっている。代替え的または更に、ガス・エナジャイザ１５４は、アンテナ１７５を備えてもよく、アンテナ１７５は、一以上の誘導コイル１７８を備え、これは、チャンバ１０６の中心周りに円対称性を有する。また他の変形例において、ガス・エナジャイザ１５４は、マイクロウェーブ源とウェーブガイドを備えてもよく、チャンバ１０６（図示せず）から上流側の遠隔領域でマイクロウェーブエネルギにより処理ガスを活性化する。
【００３０】
基板１０４を処理する為に、処理用チャンバ１０６は、所定の大気圧未満の圧力で排気され、維持される。支持体１０４は、その後、基板移送部１０１（ロボットアームやリフトピン・システム）により基板支持用アセンブリの基板受容面１４０上に提供される。ガス・エナジャイザ１５４は、その後、ガスを活性化し、処理領域１０８内で活性化されたガスを提供し、ＲＦ又はマイクロウェーブエネルギをガスに結合することにより、基板１０４を処理する。ベローズ構造体３００は、基板１０４を上下動させ、所望のプラズマ処理特性を提供することができる。
【００３１】
本考案の典型的な実施形態が示され、説明されてきたが、当該技術の通常の知識を有する者は、本考案を組み入れ、また本考案の範囲内にある他の実施形態を考案することが可能である。例えば、特別に言及されたもの以外の他の支持用アーム構造が使用されてもよい。また、支持用アーム９０における熱電対２１５と接地用コネクタ２１１の位置は、当該技術の通常の知識を有する者にとって明らかなように、逆にしてもよく、これらを並べて置いてもよい。さらに、下方、上方、底部、頂部、上、下、第１、第２という用語、他の関連または位置的な用語は、図の例示的実施形態に関し示されており、取り替えられる。したがって、添付の請求項は、本考案を例示する為に本願で説明された好ましい変形例、材料、空間的配列に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】図１Ａは、支持アーム内の熱電対と接地用コネクタとの間に、セラミック絶縁体を備える、基板支持用アセンブリの実施形態の側部断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、支持アーム内の熱電対と接地用コネクタとの間に、セラミック絶縁体を備える、基板支持用アセンブリの、他の実施形態の側部断面図である。
【図２】図２は、セラミック絶縁体を持つ支持アームの横断面図である。
【図３】図３は、本考案の実施形態による基板支持用アセンブリを有するチャンバの一変形例の、部分的断面の概略側面図である。
【符号の説明】
９０…支持用アーム、１００…支持用アセンブリ、支持用部材、１０３…包囲壁、１０４…基板、１０５…電極、１０６…処理用チャンバ、１０７…チャンバ壁、１０８…処理領域、１１４…側壁、１１５…支持用ブロック、誘電体ブロック、１１６…底壁、１１８…天井、１３０…ガス供給部、１３４…ガス流バルブ、１３５…スロットルバルブ、１３６…導管、１３７…ガス分配器、１３８…処理ガス源、１４０…基板受容面、１４１…電極、１４２…ガス出口、１４３…排気出口、１４４…排気部、１５２…排気ポンプ、１５４…ガス・エナジャイザ、１５９…電源、１７４…金属板、１７５…アンテナ、１７７…層、１７８…誘導コイル、２００…基板支持用アセンブリ、２０１…第１端部、２０３…第２端部、２０４…下面、２０５…支持用ビームセクション、２０６…第１クランプ、２０７…チャネル、２０８…第２クランプ、２０９…電気導体、２１０…ハウジング、２１１…電気接地用コネクタ、２１２…第１端子、２１３…第２端子、２１４…第２先端部、２１５…熱電対、２１６…第１先端部、２１７、２１９…下部溝、２２０…開口部、２２２…セラミック絶縁体、２２３…凹部支持面、２２７…底面、２７５…温度モニタシステム、３００…ベローズ構造体、バッフル。

Claims

処理用チャンバ内で基板を支持する為の支持用アセンブリであって：
（ａ）　電極を備える支持用ブロックと；
（ｂ）　前記処理用チャンバ内で前記支持用ブロックを保持するアームであって、前記支持用ブロックに取り付ける為の第１クランプと、前記処理用チャンバに取り付ける為の第２クランプとを備え、それを通してチャネルを有する、前記アームと；
（ｃ）　前記アームのチャネルを通過する複数の電気導体と；
（ｄ）　前記導体間にあるセラミック絶縁体と；を備える、支持用アセンブリ。
前記複数の電気導体は、（ｉ）熱電対、（ｉｉ）電気的接地用コネクタを備える、請求項１記載の支持用アセンブリ。
前記セラミック絶縁体は、一以上のアルミナ、酸化ジルコニウム、シリコン酸化物、炭化ケイ素、ムライトと窒化ケイ素から構成される、請求項１記載のアセンブリ。
前記セラミック絶縁体は、複数の電気導体の間で全長に沿って間隔を離して置かれたストリップを備える、請求項１記載のアセンブリ。
前記セラミック絶縁体は、半円筒形状を備える、請求項１記載のアセンブリ。
前記セラミック絶縁体は、凹部支持面を備え、一以上の電気コネクタを支持する、請求項５記載のアセンブリ。
請求項１記載のアセンブリを備える、処理用チャンバ。
処理用チャンバ内で基板を支持する為の基板支持用アセンブリであって：
電極が内部に埋め込まれた誘電体ブロックと；
前記処理用チャンバ内で前記誘電体ブロックを保持する為のアームであって、前記誘電体ブロックに取り付ける為の第１クランプと、前記チャンバの一部に取り付ける為の第２クランプとを備え、それを通じてチャネルを備える、前記アームと；
前記アームのチャネルを通過する電気的接地用コネクタであって、電気的に前記電極に接続する為の第１端子と、前記電極を電気的に接地するように適合された第２端子と；
前記電気的接地用コネクタの近くの、前記アームのチャネルを通過する熱電対と；
前記アームのチャネル内の前記熱電対と前記電気的接地用コネクタとの間のセラミック絶縁体と；を備える、基板支持用アセンブリ。
前記セラミック絶縁体は、一以上のアルミナ、酸化ジルコニウム、シリコン酸化物、炭化ケイ素、ムライト、窒化ケイ素を備える、請求項８記載のアセンブリ。
前記セラミック絶縁体は、半円筒形状を備える、請求項８記載のアセンブリ。
処理用チャンバ内で基板を支持する為の基板支持用アセンブリであって：
上部で陽極処理された金属板を有する、金属製ブロックと；
前記処理用チャンバ内で金属ブロックを保持する為のアームであって、前記金属ブロックに取り付けられる第１クランプと、前記チャンバの一部に取り付けられる第２クランプとを有し、それを通じてチャネルを備える、前記アームと；
前記アームのチャネルを通過する電気的接地用コネクタであって、前記金属ブロックに電気的に接続する為の第１端子と、前記金属ブロックに電気的に接地するように適合された第２端子とを備える、前記電気的接地用コネクタと；
電気的接地用コネクタ近くで前記アームのチャネルを通過する熱電対と；
前記アームのチャネル内の前記熱電対と前記電気的接地用コネクタとの間のセラミック絶縁体と；を備える、前記アセンブリ。
前記セラミック絶縁体は、一以上のアルミナ、酸化ジルコニウム、シリコン酸化物、炭化ケイ素、ムライト、窒化ケイ素を備える、請求項１１記載のアセンブリ。
前記セラミック絶縁体は、半円筒形状を備える、請求項１１記載のアセンブリ。