JP2002526915A - 半導体ウェーハ処理装置にウェーハを保持する静電チャック内蔵カソード組立体 - Google Patents

半導体ウェーハ処理装置にウェーハを保持する静電チャック内蔵カソード組立体

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Abstract

(57)【要約】 台座及び取り外し可能サセプタを持つカソード組立体が開示される。傾斜バネを含む様々な接触組立体は、台座及び取り外し可能サセプタ間を電気的に接続するために利用される。該傾斜バネは、一方向に傾けられた、ドーナツ形を形成するように端と端とが結合されたコイルを持つ。そのようなバネは、バネの巻回を通じて多くの並列自動装填式電気接続を作り出す。巻回は、電線のように働いてＲＦ電気エネルギの伝達を確実にする。本発明の傾斜バネ接触は、台座及びチャック間の平坦な接触を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、半導体ウェーハ処理に関する。より具体的には、本発明は、半導体
ウェーハ処理装置にウェーハを保持する、取り外し可能な静電チャックを備えた
カソード組立体に関する。
【０００２】 （背景技術） 半導体ウェーハ処理装置において、カソード組立体は、処理中、装置内にウェ
ーハを保持する基板支持具（サセプタとも呼ばれる）としてしばしば使用される
。サセプタは、一般に半導体ウェーハ処理チャンバの中に取り付けられている。
これらのサセプタは、エッチング、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、
及び、前処理適用に使い途を見いだす。これらの適用の多くで、サセプタは、チ
ャンバ内で行われている処理を増進させるために、直流（ＤＣ）又は無線周波数
（ＲＦ）電圧により付勢することができるカソード電極を包含する。付勢電圧は
、一般にケーブル及び適切なフィードスルーを通って外部電源からカソードに供
給される。これらの適用において、ウェーハは、しばしばプラズマからの高エネ
ルギ粒子の照射に曝される。そのような高エネルギ照射は、ウェーハ、サセプタ
、及び、台座を一般に最高１７５℃、及び、時には最高５００℃に加熱する。ウ
ェーハの過度の加熱は、しばしば不必要であり、サセプタ及び台座は、冷却機構
を備えている。一般に、サセプタは、ウェーハとサセプタとの間の熱伝達媒体と
して使用される不活性背面ガスのポート及び表面流路を含む。更に、台座は、水
などの冷却液を循環させる流路及び管を持つ冷却板を包含する。台座内の背面ガ
ス及び冷却板の組合せは、ウェーハ温度を和らげるのにほぼ十分である。
【０００３】 サセプタの特殊な型は、静電チャックである。静電チャックは、ウェーハとチ
ャックとの間の静電引力を作り出すことにより、半導体ウェーハを固定する。チ
ャック内の１つ又はそれ以上の絶縁電極に印加される電圧は、ウェーハと電極と
の間に各々反対の極性帯電を誘発する。反対の帯電は、チャックにウェーハを引
き寄せ、それによってウェーハが保持される。例えば、２極性セラミックチャッ
クにおいて、ウェーハは、反対極性のチャック電圧がチャック本体に埋め込まれ
た２つのチャック電極に印加されるので、セラミックチャック本体の表面に対し
て直に接したままである。セラミック材料の半導体的性質のために、帯電は、セ
ラミック材料を通って移動し、ウェーハとチャック本体との間の最も近い接触点
に蓄積する。従って、ウェーハは、主にジョンセン・ラーベック効果によりチャ
ック上に保持される。そのようなジョンセン・ラーベック・チャックは、１９９
２年５月２６日公布の米国特許第５、１１７、１２１号、及び、１９９５年１０
月３１日公布の米国特許第５、４６３、５２６号に開示されている。
【０００４】 サセプタ設計の改良は、本出願人に譲渡された１９９８年５月１日に出願され
た米国特許出願第０９／０７１、７８４号に記載されている取り外し可能静電チ
ャックである。そのようなチャックは、台座に固定されるが、チャックの修理及
び交換を円滑にするために容易に取り外しができる。そのようなチャックの設計
は、カソード又はチャック電極とそれらの各ケーブルとの間のと取り外し可能な
電気接続を組み込む必要がある。 従来技術の接続は、円筒形の雌コネクタに嵌合する１つ又はそれ以上の弾力性
のある接触部分を持つ雄コネクタを持つバナナプラグを使用していた。不幸な事
に、繰り返し接続及び切断をすることにより雄コネクタが曲がり、ずれていった
。その結果、コネクタがセラミックに応力を加えるので、コネクタは、セラミッ
クの亀裂の原因を含んでいることになる。この問題の１つの解決法は、バネ付き
コネクタを使用することである。例えば、本出願人に譲渡された米国特許出願第
０９／０７１、７８４号には、ＲＦ接続を達成するために静電チャックの底部に
接触するバネ式付勢板が記述されている。この型のコネクタは、ＤＣバイアスに
は良好に作動するが、コイルバネのインピーダンスは、高周波（例えば、１３．
５６メガヘルツ）ＲＦ電圧が印加される時、かなりの電圧低下を生み出す。
【０００５】 また、プラズマ環境において、チャックを台座に固定するために使用される機
材は、プラズマ中の高エネルギ粒子の攻撃に曝される。更に、均一のチャック力
は、半導体ウェーハ背面及びチャック表面の間の接触点の均一な分布に左右され
る。接触点の分布は、ウェーハによって異なるので、類似のウェーハは、同じ方
式でチャックで掴まれることはない。更に、ウェーハの背面材料は変動し得るの
で、その結果、ウェーハからウェーハへと同様、ウェーハを横切るチャック力の
差を引き起こす。従って、チャック力の大きさ及びその均一性は、ウェーハ背面
形態及びウェーハ背面組成に左右される。 従って、ＲＦプラズマ環境における使用に好適で、チャック力のウェーハ背面
形態及び組成に対する依存性を低減する、取り外し可能セラミックサセプタを備
えるカソード組立体に対する必要性が当業技術に存在する。
【０００６】 （発明の開示） 従来技術に付随する欠点は、１対の共面埋め込み電極を包含する取り外し可能
サセプタを持つカソード組立体である本発明により克服され、その場合、ＲＦ及
びＤＣ電圧が両方の電極に印加される。該サセプタは、その表面上に置かれた、
２つの埋め込み電極に印加される正負の電圧を釣り合わせる中央タップ電極とし
て働く相互接続電極を持つ。サセプタ表面に置かれたパッド及び相互接続電極は
、サセプタ表面上方の所定の距離において半導体ウェーハを支持する最小接触面
積（ＭＣＡ）構造を準備する。カソード組立体は、台座、及び、電気的に浮動す
る締付環で固定された取り外し可能サセプタを含む。セラミック製スカートは、
プラズマによる損傷に対して締付環を保護する。 電極は、台座内のバネ付き接触組立体を通ってＲＦケーブルに取り外し自在に
結合される。接触組立体の各々は、サセプタ底部上の接触板と台座内のプランジ
ャ電極との間に多数の自動装填式並列電気接続を準備する弾力性のある接触部材
を持つ。 本発明の教えるところは、添付図面と共に以下の詳細な説明を考究することに
より、容易に理解することができる。 理解を容易にするため、可能な場合には、各図面に共通の同一部材を示すため
に同じ参照番号が使われる。
【０００７】 （発明を実施するための最良の形態） 図１は、本発明のカソード組立体１００を描いている。カソード組立体１００
は、図１及び図２を同時に参照すると最も良く理解される。カソード組立体１０
０は、例えば、エッチング、物理蒸着（ＰＶＤ）、及び、プラズマ洗浄など、半
導体ウェーハ１０１（図２）のプラズマ処理の間に使用される。カソード組立体
１００は、台座１１０及びサセプタ１２０を含む。締付環１３０は、サセプタ１
２０に外接して台座１１０に固定する。 台座１１０は、カソード組立体１００のための基本的な構造的支持物として働
く、犬皿１１１として知られる洗面器状の部品を持つ。犬皿１１１は、一般にス
テンレス鋼板などの丈夫な金属で作られる。犬皿１１１に溶接される柔軟なじゃ
ばら１１５は、台座１１０上方の真空域を台座１１０内の大気から隔離する。じ
ゃばら１１５は、更に、犬皿１１１を電気的に接地する働きをする。洗面器状の
絶縁板１１２は、犬皿１１１の内側に置かれる。絶縁板１１２は、プラスチック
などの高強度、低誘電性の一定の材料から作られることが好ましい。絶縁板１１
２内に配置された円盤状冷却板１１３は、サセプタ１２０を支持する。絶縁板１
１２は、冷却板１１３を犬皿１１１から電気的に隔離する。Ｏリング溝１７１に
配置されたＯリング１７０は、台座１１０の下の大気が犬皿１１１及び絶縁板１
１２の間から漏れるのを防ぐ。
【０００８】 冷却板１１３の詳細は、図２に示されている。冷却板１１３は、銅などの高熱
伝導性材料で製造されることが好ましい。流路１８４に配置された冷却管１８２
は、水又はエチレングリコールなどの冷却流体を運ぶ。サセプタ１２０からの熱
は、冷却板を通って伝導され、冷却流体により運び去られる。Ｏリング溝１７３
に配置されたＯリング１７２は、台座１１０内の大気が絶縁板１１２と冷却板１
１３との間から漏れるのを防ぐ。台座１１０、及び／又は、サセプタ１２０の温
度を測るため、熱電対１８６などの温度検出装置を冷却板に取り付けることがで
きる。
【０００９】 冷却板１１３は、いくつか（例えば、１２個）のボルト１６０で台座１１０に
固定される。ボルト１６０は、絶縁板１１２のクリアランスホール１６２を通っ
て嵌合され、犬皿１１１のねじ穴１６３に螺合される。絶縁カップ１６４は、各
々のボルト１６０と冷却板１１３との電気接触を絶縁する。絶縁カップ１６４は
、ベスペル（登録商標）などのプラスチック材料から作られる。ベスペル（登録
商標）は、米国デラウェア州、ニューアーク所在のヂュポン・コーポレーション
の登録商標である。絶縁カップ１６４は、冷却板１１３の中腔１１８に収容され
る。カップ１６４上の外側の棚１６６は、中腔１１８の内方突出縁１１７に係合
する。絶縁カップ１６４は、各々大小の中央中腔１６７ａ及び１６７ｂを持つ。
ボルト１６０のヘッド１６１は、大きい中央中腔１６７ａに収容され、大小の中
央中腔が交差した場所で内側の棚１６８に落ち着く。各々のボルト１６０が締め
付けられると、ヘッド１６１は、内側の棚を押しつけ、外側の棚が縁１１７にお
いて冷却板に圧力を加えるようになる。冷却板１１３に加えられた圧力は、Ｏリ
ング１７０及び１７２を圧迫する。大きい中央中腔１６７ａに配置された誘電性
カップ１６９は、セラミック製パックからボルトを絶縁するために各々のボルト
１６０を覆う。
【００１０】 サセプタ１２０は、静電チャック、機械的チャック、ヒータ、又は、バイアス
台座など、半導体処理チャンバにおいて一般に使用されるサセプタの任意の型が
可能である。サセプタは、一般に、窒化アルミニウム及び窒化硼素などのセラミ
ック材料から作られるパック状セラミック体１２１を含む。セラミック体１２１
は、支持面１２３及び周辺フランジ１２９を持つ。使用中、半導体ウェーハ１０
１などの基板は、支持面１２３の上に載っている。背面ガス管１２４及びポート
１２５は、ウェーハとサセプタ１２０との間の熱伝導を促進するために、ウェー
ハ１０１及び支持面１２３の間の隙間を満たす背面ガスを供給する。背面ガスは
、支持面１２３の流路１２８を通って流れる。流路１２８は、ガスポート１２５
から半径方向に扇形に広がる。流路１２８は、幅が約１及び２ミリメートルの間
であり、深さは、約１００ミクロンである。冷却板１１３のＯリング溝１７５に
配置されるＯリング１７４は、冷却板１１３及びサセプタ１２０の間から背面ガ
スが漏れるのを防ぐ。
【００１１】 サセプタの更なる詳細は、図３及び図４に描かれている。特に、１つ又はそれ
以上の電極３１５は、サセプタ１２０のセラミック体１２１に埋め込まれる。本
発明の好ましい実施形態において、サセプタ１２０は、共にカソードとしても働
く２つのチャック電極３１５を持つ２極性静電チャックである。具体的には、電
極３１５は、図３のファントムで示す、内側円形電極３１５ａ及び外側環状電極
３１５ｂを含む。 支持面１２３は、ウェーハ１０１（図示しない）を支持するいくつかのパッド
３１０を持ち、ウェーハ背面１０３と最小接触面積（ＭＣＡ）を準備する。ＭＣ
Ａパッド３１０は、支持面１２３上方に約２．５ミクロン立ち上がっている。パ
ッド３１０は、一般に、支持面１２３のそれとは異なる材料で製造される。例示
的材料には、チタン、窒化チタン、ステンレス鋼板などが含まれる。いくつかの
特定のパッド３１２は、支持面１２３上にある相互接続電極３０８により接続さ
れる。相互接続電極３０８の上にあるパッド３１２は、ウェーハに接触する多く
の接触点を準備する。そのようなパッドは、本明細書において参照文献として援
用されている、本出願人に譲渡された１９９７年８月１２日公布の米国特許第５
、６５６、０９３号に記述されている。
【００１２】 相互接続３０８は、一般にチタンで作られ、約０．５ミクロンの厚さを持つ。
相互接続３０８は、一般に、２つのＪ型フックが各々の胴で背中合わせに結合さ
れた形（平面図において）に製造される。そのような形は、接続パッド３１２を
支持面１２３に亘って均等に分布させ、ウェーハ１０１が曲げられた場合、接続
パッド３１２の少なくとも１つが、ウェーハ１０１の裏面１０３と相互接続３０
８との間の電気接触点をもたらすことを確実にする。例えば、ウェーハ１０１が
縁より中央でより大きく曲げられた場合、少なくとも１つの縁に近いＭＣＡパッ
ド３１２がウェーハ１０１の裏面１０３と接触するであろう。ウェーハ１０１が
中央よりも縁で大きく曲げられた場合、中心に近い少なくとも１つのＭＣＡパッ
ド３１２がウェーハ１０１の裏面１０３と接触するであろう。
【００１３】 ＤＣ電源４０２は、外部電極３１５ｂに対して内部電極３１５ａを付勢する。
電源４０２の中央タップ４０４は、ウェーハ１０１に加えられる静電力を平衡さ
せるために相互接続電極３０８と結合される。この型の電力平衡は、本出願人に
譲渡された１９９８年６月９日公布の米国特許第５、７６４、７４１号に開示さ
れている。具体的には、電源４０２は、相互接続３０８に対して、２００から４
００ボルトの間で内部電極３１５ａを正に付勢する。外部電極は、相互接続３０
８に対して負に等量付勢される。ＲＦ電源４０６は、周波数約１３．５６メガヘ
ルツの信号で、埋め込み電極３１５ａ及び３１５ｂを付勢する。ＲＦ電源４０６
は、遮断コンデンサ４２０を介して電極３１５ａ及び３１５ｂに接続される。
【００１４】 電極３１５ａ、３１５ｂ、及び、３０８は、電源４０２及び４０６に、各々、
導電ロッド４１５ａ、４１５ｂ、及び、４０８で結合される。各々の電極は、サ
セプタ１２０の底面４１０に設置された接触板１２６で対応するケーブルに電気
的に結合される。図２に戻って参照すると、接触板１２６は、冷却板１１３の中
腔１１６に配置される電気的接触組立体１５０に結合される。接触組立体は、サ
セプタ１２０の良好な電気接触及び迅速な除去の両方を円滑にするように設計さ
れる。そのような接触組立体は、本明細書において参照文献として援用されてい
る、１９９８年７月３１日出願の本出願人に譲渡された米国特許出願シリアル番
号第０９／１２６、８５９号に開示されている。中腔１１６と半径方向に隣接し
た冷却板１１３のＯリング溝１７７に配置されたＯリング１７６は、冷却板１１
３及びサセプタ１２０の間から台座１１０内の大気が漏れるのを防ぐ。
【００１５】 各々の接触組立体１５０（３つの内の１つだけ示す）は、絶縁外被１５２、絶
縁スリーブ１５４、プランジャ電極１５６、及び、環状傾斜バネ１５８を含む。
外被１５２及びスリーブ１５４は、プランジャ電極１５６に外接し、それを冷却
板１１３から電気的に隔離する。コイルバネ１５７は、プランジャ電極を接触板
１２６の方向に押す。傾斜バネ１５８は、プランジャ電極１５６と接触板１２６
とが互いに押しつけられた時、その間に複数の電気的に並列の自動装填式電気接
触を形成する。プランジャ電極１５６と接触板１２６との間の電気的接続は、低
インピーダンスを持つ。低いインピーダンスは、接続間のＲＦ電圧低下を低減し
、それにより、ＲＦエネルギ伝達の効率を良好にしてアーク放電の可能性を減少
させる。
【００１６】 本発明の電気的接続の更なる詳細は、図５に描かれている。弾力性のあるすり
板１５５は、プランジャ電極１５６の動きを可能にしたままで、各プランジャ電
極１５６を対応する各ＲＦケーブル４１５ａ、４１５ｂ、又は、４０８に結合さ
せる。ＲＦケーブル及び弾力性すり板１５５は、台座１１０の下に配置される接
触外被５０２に固定される。すり板は、ベリリウム銅などの高導電性の弾力性材
料で作られる。すり板１５５の第１の端部５０８は、ねじ１５９でプランジャ電
極に取り付けられる。すり板１５５の第２の端部５１０は、導電ロッド４１５ａ
、４１５ｂ、又は、４０８の１つにはんだ付けされる。カバープレート５０４は
、弾力性すり板１５５を保護する。接触外被及びカバープレートは、一般にプラ
スチックなどの誘電性材料で作られる。ボルト５０６などの通常の手段により、
接触外被５０２にカバープレートが固定される。
【００１７】 冷却板１１３及びサセプタ１２０の間の熱接触は、冷却板１１３の上にあるホ
イル１８０により強められる。該ホイルは、銅などの熱伝導性材料で作られる。
ホイル１８０に圧印加工された複数の突起１８１は、サセプタ１２０と冷却板１
１３との間の熱接触を強める。突起１８１は、複数の熱伝達用接触点をもたらし
、Ｏリング１７４及び１７６により必然的に伴う隙間１７８を閉じる。Ｏリング
１７４及び１７６、ホイル１８０、及び、傾斜バネ１５８は、締付環１３０によ
りサセプタに加えられた力で押しつけられる。作動条件の下で、隙間１７８は排
気されるので、サセプタ１２０と冷却板１１３との間の重要な伝導性熱伝達の唯
一の経路は、ホイル１８０を通る経路である。本発明を明確にし、見やすくする
ために、図２に示す隙間１７８及び突起１８１は、実物より大きく示されている
ことに注意されたい。
【００１８】 図１及び図２を参照すると、締付環１３０は、サセプタ１２０を台座１１０に
固定するために周辺フランジ１２９に係合する。締付環１３０は、犬皿１１１に
物理的に接触することなく絶縁板１１２に固定される。従って、締付環１３０は
、電気的に地面から隔離される。複数のボルト１３２（明確にするために１つだ
け図１に示す）は、締付環の複数の内方突出部分１３３の対応する複数のクリア
ランスホール１３１、及び、絶縁板１１２の対応する複数のクリアランスホール
１３４を通って延びる。フランジ１２９の切り込み１２７は、内方突出部分１３
３を収容する。クリアランスホール１３４は、ナット１３７を収容する図２に示
すような座ぐり１３６を持つ。ボルト１３２は、ナット１３７に螺合する。複数
の弾力性フィンガ１３５は、各クリアランスホール１３１の間で締付環１３０か
ら半径方向内側に延びる。ボルト１３２を締め付けると、弾力性フィンガ１３５
は、フランジ１２９とベンドとを係合し、それにより、フランジ１２９に圧縮力
をかける。フランジ１２９にかかる圧縮力は、サセプタ１２０がホイル１８０を
冷却板１１３に、及び、冷却板１１３を絶縁板１１２に押しつける原因となる。
ホイル１８０の突起１８１は、それにより圧縮され、冷却板１１３とサセプタ１
２０との間の良好な熱接触を確実にする。絶縁板１１２は、ひび割れや永久的な
変形をすることなく圧縮力に適応するために、十分な弾力性と機械的強度とを持
つ材料から作られる必要がある。適切な材料には、ポリエーテルエーテルケトン
（ＰＥＥＫ）、及び、ピーク（登録商標）とも呼ばれるポリアリルエーテルケト
ンなどの高強度プラスチックが含まれる。ピーク（登録商標）は、英国ソーント
ン・クレベリーズ所在のビクトレックス・パブリック・リミテッド・カンパニー
の登録商標である。
【００１９】 プラズマからの活性イオンは、締付環１３０、ボルト１３２、及び、サセプタ
１２０に損害を与えることができる。カソード組立体１００のこれらの部品は、
プラズマの暴露から前記部品を保護するためにスカート１４０で囲まれる。スカ
ート１４０は、アルミナなどのセラミック材料で作られる。スカート１４０は、
水平な頂部１４１を持つ環の形をおり、下方突出側壁１４２に移行する。側壁１
４２は、側面からのプラズマ攻撃に対してサセプタ１２０の締付環１３０及びフ
ランジ１２９を保護する。側壁１４２は、延長部１４３を持ち、特に犬皿１１１
を覆って、それにより、台座１１０及びサセプタ１２０の間のいかなる隙間をも
保護する。頂部１４１は、上方及び側面からのプラズマ攻撃に対して締付環１３
０及びボルト１３２を保護する。いくつか（例えば、４個）の固定ピン１４４は
、スカート１４０の頂部１４１の対応する数の穴１４５に収容される。固定ピン
１４４は、ウェーハ１０１の水平運動を制限する。支持面１２３の水準をスカー
ト１４０の水平頂部１４１と位置合わせすることは非常に重要である。支持面は
、ウェーハ１０１の張り出た部分をプラズマ攻撃から防ぐように位置合わせする
必要がある。位置合わせは、例えば、フランジ１２９に置かれる特別注文のスペ
ーサー、スカート１４０の下のシム、又は、ねじ切り機構により調節することが
できる。支持面１２３とスカート１４０の水平頂部１４１とは、同一平面上にあ
ることが理想的である。
【００２０】 カソード組立体１００は、図６に概略で描かれるような処理チャンバ６００の
中に置かれる。処理チャンバ６００には、例えば、米国カリフォルニア州サンタ
・クララ所在のアプライド・マテリアルズ製のプレクリーンＩＩ／ｅチャンバが
ある。サセプタ１２０は、プラズマ洗浄中、ウェーハ１０１を支持する。処理チ
ャンバ６００は、一般に、１組の壁６０２、床６０４、及び、容積６０７を形成
する半球形のふた６０６を含む。チャンバ壁６０２及び床６０４は、一般にアル
ミニウム製である。ふた６０６は、一般に石英製である。排気系統６０９は、容
積６０７の圧力を制御する。カソード組立体１００は、じゃばら１１５により床
６０４に接続されている。チャンバ壁６０２により支持される誘導コイル６０８
は、ふた６０６を取り囲む。コイル電源６１０は、チャンバ６００内のコイル６
０８にＲＦ電力を供給する。コイル電源６１０は、約４００キロヘルツ（ＫＨｚ
）と５メガヘルツ（ＭＨｚ）との間の周波数で、約１００から６００ワットを供
給する。ＲＦ遮蔽板６０５は、誘導コイルを取り巻き、チャンバ６００の外側の
環境にＲＦ放射が逃げ出すのを防ぐ。
【００２１】 ＤＣ電源４０２からのＤＣ電圧は、チャック電極３１５ａ及び３１５ｂを活性
化し、ウェーハ１０１とサセプタ１２０との間に静電引力を引き起こす。供給装
置６１６からの背面ガスは、管１２４及びポート１２５を通って流れる。背面ガ
スは、ウェーハ背面１０３とチャック表面１２３との間の隙間空間６１８を満た
す。背面ガスは、ウェーハ１０１とチャック１２０との間の熱伝達を促進する。
ホイル１８０は、サセプタ１２０と冷却板１１３との間の熱伝達を促進する。冷
却管１８２を流れる流体は、冷却板１１３とチャンバの外側環境との間で熱を交
換する。
【００２２】 処理ガス供給装置６１１は、アルゴンなどの不活性ガスをチャンバに供給する
。コイル６０８は、活性化され、不活性ガスをイオン化してプラズマ６１２を形
成する。接地された円筒形アルミニウム遮蔽板６１４は、カソード組立体１００
の上方領域にプラズマ６１２を封じ込める。プラズマ６１２からのイオンは、ウ
ェーハ１０１の表面を照射する。カソードＲＦ電源４０６は、サセプタのカソー
ド電極３１５ａ及び３１５ｂに、約１と１００メガヘルツとの間、好ましくは１
３．５６メガヘルツの周波数で約１００から６００ワットの電力を供給する。カ
ソードに加えられた電力は、エッチング速度を制御し、コイルに加えられた電力
は、ウェーハのバイアスを制御する。随意的に、カソード及びコイル電力は、共
にウェーハのバイアスを制御するために使うことができる。 本発明の開示を取り入れた様々な実施形態が本明細書で示され、詳しく説明さ
れたが、当業者は、これらの開示を更に取り入れた他の多くの変更実施形態を容
易に工夫することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のカソード組立体の部分分解図である。
【図２】 本発明のカソード組立体を利用する半導体処理チャンバの部分断面図である。
【図３】 本発明のカソード組立体のセラミックサセプタの平面図である。
【図４】 線４−４に沿って切り取られたセラミックサセプタの断面図である。
【図５】 本発明のカソード組立体の接触組立体を示す部分分解図である。
【図６】 本発明のカソード組立体を用いる半導体ウェーハ処理チャンバの概略図である
。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スブラマーニ アナンサ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95135 サン ホセ リンクフィールド ウェイ 3098 (72)発明者 サッティットプンウェイチャ ピーター アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95051 サンタ クララ グラナダ アベ ニュー 3421−＃36 (72)発明者 グリスティ レイモンド アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95135 サン ホセ ウィンガム プレイ ス 4110 (72)発明者 スティムソン ブラッドレイ オー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95126 サン ホセ ハンチェット アベ ニュー 1257 (72)発明者 ルー チア オウ ビル アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92620 アーヴィン ニュー ダウン 28 (72)発明者 リンガー ローレンス エイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94043 マウンテン ヴィュー ライト アベニュー 1076 (72)発明者 シュガーマン マイケル エヌ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94117 サンフランシスコ ベルヴェデア ストリート 134 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 HA02 HA03 HA08 HA09 HA10 HA17 HA18 HA39 MA28 MA29 MA31 NA04 PA07 5F045 AA08 BB10 DP04 EM05

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 台座と、 前記台座の上方に配置され、上方に基板を支持する複数のパッドを包含する表
    面及び前記表面上に配置された少なくとも１つの電極を持つ、取り外し可能セラ
    ミックサセプタと、 を含むことを特徴とする、カソード組立体。
  2. 【請求項２】 前記少なくとも１つの電極は、フック形に形成されることを
    特徴とする請求項１に記載のカソード組立体。
  3. 【請求項３】 前記サセプタの下に配置される冷却板を更に含むことを特徴
    とする請求項１に記載のカソード組立体。
  4. 【請求項４】 前記冷却板及び前記サセプタの間に配置される熱伝導ホイル
    を更に含むことを特徴とする請求項３に記載のカソード組立体。
  5. 【請求項５】 前記サセプタを前記台座に固定するために前記サセプタに外
    接及び係合する締付環を更に含むことを特徴とする請求項４に記載のカソード組
    立体。
  6. 【請求項６】 前記熱伝導ホイルは、複数の突起を持つことを特徴とする請
    求項４に記載のカソード組立体。
  7. 【請求項７】 前記締付環及び前記サセプタに外接するセラミックスカート
    を更に含むことを特徴とする請求項５に記載のカソード組立体。
  8. 【請求項８】 前記スカートに配置される複数のウェーハ固定ピンを更に含
    むことを特徴とする請求項７に記載のカソード組立体。
  9. 【請求項９】 前記電極は、前記複数のパッドの特定のものを電気的に接続
    する相互接続電極であることを特徴とする請求項１に記載のカソード組立体。
  10. 【請求項１０】 前記台座に配置された、前記サセプタ上の接触板及び電気
    的接触組立体を更に含み、 前記接触組立体は、前記接触板に多くの自動装填式導電接触を準備する、 ことを特徴とする請求項１に記載のカソード組立体。
  11. 【請求項１１】 前記接触組立体は、プランジャ電極と、前記プランジャ電
    極及び前記接触板の間に配置される傾斜バネとを含むことを特徴とする請求項１
    ０に記載のカソード組立体。
  12. 【請求項１２】 台座と、 前記台座の上方に配置されるセラミックサセプタと、 を含み、 前記サセプタは、表面と、前記表面上方の基板を支持するための前記表面上に
    配置された複数のパッドと、前記サセプタを前記台座に固定する前記サセプタに
    外接する締付環とを持つ、 ことを特徴とする、カソード組立体。
  13. 【請求項１３】 前記表面上に配置された、前記パッドの特定のものが配置
    される少なくとも１つの電極を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載のカ
    ソード組立体。
  14. 【請求項１４】 前記セラミックサセプタ内に埋め込まれた少なくとも１つ
    のチャック電極を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載のカソード組立体
    。
  15. 【請求項１５】 前記チャック電極に結合した、前記サセプタ上の接触板と
    、 前記台座に配置された、前記接触板に多くの自動装填式導電接触を準備する電
    気的接触組立体と、 を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載のカソード組立体。
  16. 【請求項１６】 前記サセプタは、周辺フランジを持つセラミック体を含み
    、 前記締付環は、前記フランジに係合する複数の内方突出フィンガを更に含む、
    ことを特徴とする請求項１２に記載のカソード組立体。
  17. 【請求項１７】 床と、 前記床に取り付けられた１組の壁と、 前記壁に装着されたふたと、 前記チャンバ内に置かれた台座と、 前記台座の上方に配置され、表面を持ち、前記表面上に配置された複数のパッ
    ド及び相互接続電極を持ち、前記パッドの特定のものが前記相互接続電極上に配
    置されるセラミックサセプタと、 を含むことを特徴とする、半導体ウェーハ処理チャンバ。
  18. 【請求項１８】 前記サセプタを前記台座に固定する複数の内方突出フィン
    ガを持ち、前記サセプタに外接する締付環を更に含むことを特徴とする請求項１
    ７に記載の半導体ウェーハ処理チャンバ。
  19. 【請求項１９】 前記サセプタは、第１及び第２のチャック電極を持つ静電
    チャックであることを特徴とする請求項１８に記載の半導体ウェーハ処理チャン
    バ。
  20. 【請求項２０】 前記チャック電極及び前記相互接続電極に結合されたＤＣ
    電源と、 前記チャック及び相互接続電極に結合されたＲＦ電源と、 を更に含むことを特徴とする請求項１９に記載の半導体ウェーハ処理チャンバ。
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