JP2005524968A - 基板支持体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

基板支持体および当該基板支持体を製造する方法が提供される。一般的に、一つの製造方法は、第１補強部材と加熱素子を備えるサブアセンブリを組み立てるステップと、そのサブアセンブリを型の底部から少なくとも４０ｍｍで支持するステップと、支持されたサブアセンブリを溶けたアルミニウムでカプセル化するステップと、溶けたアルミニウムに圧力を加えるステップと、を含む。また、ある製造方法は、第１補強部材と第２補強部材との間で挟まれた加熱素子を介して配置されたスタッドを備えるサブアセンブリを組み立てるステップと、そのサブアセンブリを型の底部の上方で支持するステップと、その型内に配置されたサブアセンブリを溶けたアルミニウムでカプセル化し、鋳物を形成するステップと、スタッドの少なくとも一部を除去することにより該鋳物に穴を形成するステップと、上記穴の少なくとも一部にプラグを配置するステップと、を含む。

Description

発明の内容

技術分野
本発明の実施形態は、一般的に半導体処理で利用される基板支持体とその製造方法を提供する。

背景技術
液晶ディスプレイ又はフラットパネルは、概して、コンピュータ及びテレビ用モニタのようなアクティブマトリクスディスプレイに使用される。一般的に、フラットパネルは、液晶材料の層を挟まれた２枚のガラス板を備える。ガラス板の少なくとも一枚は、上部に配置された導電膜であり、電源に結合されている。電源から導電膜に供給されるエネルギは、液晶材料の配向を変更し、ディスプレイ上で見られるテキストやグラフィクスのようなパターンを形成する。フラットパネルを生産する為に頻繁に使用される製造処理の一つは、プラズマ増強型化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）である。

プラズマ増強型気相堆積は、一般的に、フラットパネルや半導体ウエハのような基板上に薄膜を堆積する為に使用される。プラズマ増強型化学気相堆積は、一般的に、基板を含む真空チャンバ内に前駆体ガスを導入することにより達成される。前駆体ガスは、通常、チャンバの頂部付近に置かれた分配用プレートを介して導かれる。チャンバ内の前駆体ガスは、チャンバに結合された一以上のＲＦ源からチャンバにＲＦパワーを印加することにより、エネルギが与えられて（例えば、活性化されて）プラズマ化される。活性化されたガスは、反応し、温度制御基板支持体上に位置決めされた基板の表面上の材料層を形成する。基板が低温ポリシリコンの層を受ける応用例において、基板支持体は、４００℃を越えて加熱可能である。反応中に産出される揮発性副産物は、排気システムを通ってチャンバからポンプで送出される。

一般的に、フラットパネルディスプレイを処理する為に利用される基板支持体は、広く、しばしば５５０ｍｍ×６５０ｍｍを越える。高温用基板支持体は、通常、鋳造され、アルミニウム本体内に１以上の加熱素子及び熱電対をカプセル封入する。基板支持体の大きさにより、一以上の補強部材は、一般的に、基板支持体内に配置され、高温動作温度（すなわち、３５０℃を越え、５００℃に近づく温度）における基板支持体の剛性および性能を改善する。この方法により構成された基板支持体は、良好な処理性能を発揮するが、製造上のサポートは、難しいことが分かった。

強力な基板支持体を提供する際の問題は、補強部材が、鋳造処理中に、時折変位し、変形し、時々、壊れる可能性がある点である。補強部材は、通常、基板支持体の鋳造前の状態で支持されていない部分を含む。補強部材、加熱素子、熱電対をサブアセンブリ内に組み立てた後、サブアセンブリは型内で支持され、溶けたアルミニウムでカプセル化される。鋳造処理で使用された従来のプレス機は、通常、一又は２のラムを有し、ラムは、鋳造表面の全領域でなく、基板支持体用の型の中に配置されたサブアセンブリの周りの溶けたアルミニウムを流す局所領域に作用する。この場合、溶けたアルミニウムに作用する圧力の非均一性が常に存在する。時折、鋳造中の型内に流れるアルミニウムの重量及び圧力のこの非均一性により、補強部材の移動、変形、時々、破損を引き起こす。また、この鋳造処理は、アルミニウム鋳造の、望ましくない種々雑多な粒子サイズが生じる。さらに、このような圧力は、基板支持体を約８ＭＰａまで応力を加えるが、これは、望ましい、均一な微小粒子サイズをアルミニウム鋳造内で得るには十分ではない。

この成形処理を用いて形成される基板支持体についての他の問題は、溶けたアルミニウム源から最も遠い基板支持体の側部上に溶けたアルミニウム流が一緒に戻ってくるアルミニウムの整合性の欠如である。かなりのアルミニウム量と時間が加熱素子、熱電対、補強部材をカプセル化する為に必要なので、アルミニウムの流れは冷却し、許容温度未満でサブアセンブリの下方で先端部のアルミニウムの流れが合流する場所で合わせ目が生じる可能性がある。

合わせ目が形成されるときのアルミニウムの温度に依存し、合わせ目は様々な欠陥の原因になる可能性がある。例えば、真空漏れが、チャンバの内側と、チャンバを囲む環境との間で合わせ目を通って周囲間で広がる可能性がある。真空漏れは、プロセス性能を劣化させる可能性があり、早過ぎるヒータ故障につながる貧弱なヒータ性能を導く可能性がある。さらに、基板支持体の熱サイクルは、基板支持体が合わせ目に沿って破損させ、それによって、破損およびチャンバ環境内への考えられる粒子状物質の放出を引き起こす可能性がある。

材料費および基板支持体を製造する費用は高いので、基板支持体の破損は、とても望ましくない。さらに、基板支持体が処理中に故障する場合、上部に支持された基板が損壊する可能性がある。かなりの数の処理ステップが予め形成された後で、これは発生し得るので、基板支持体の高価な損失になる。さらに、処理チャンバ内で破損した支持体を交換することは、基板処理能力の高価な損失の原因となり、一方、基板支持体の交換または修理中、処理チャンバは使われていない状態である。さらに、５００℃に近づく動作温度で１．４４ｍ^２を越える基板を収容する為に次世代の基板支持体の大きさが大きくなると、前述した問題点は、ますます解決することが重要になる。

そのため、改善された基板支持体が必要である。

発明の開示内容
一般的に、基板支持体とその製造方法が提供される。一実施形態において、基板支持体の製造方法は、第１補強部材と加熱素子を備えるサブアセンブリを組み立てるステップと、上記サブアセンブリを型の底部から少なくとも４０ｍｍで支持するステップと、支持されたサブアセンブリを溶けたアルミニウムを用いてカプセル化するステップと、溶けたアルミニウムに圧力を加えるステップと、を含む。

他の実施形態において、基板支持体を製造する方法は、第１補強部材と第２補強部材との間で挟まれた加熱素子を介して配置されたスタッドを備えるサブアセンブリを組み立てるステップと、型の底部の上方に上記サブアセンブリを支持するステップと、鋳物を形成する為に溶けたアルミニウムを用いて型内で配置されたサブアセンブリをカプセル化するステップと、上記スタッドの少なくとも一部を除去することにより上記鋳物内に穴を形成するステップと、上記穴の少なくとも一部内にプラグを配置するステップと、を含む。

本発明の他の態様において、基板支持体が提供される。一実施形態において、基板支持体は、少なくとも、鋳物アルミニウム本体内に配置された加熱素子と第１補強部材とを含む。上記アルミニウム本体には、外側表面と少なくとも加熱素子または補強部材との間に少なくとも一つの穴が形成されている。プラグは、この穴の中で、外側表面と加熱素子又は補強部材との間に配置されている。他の実施形態において、穴は、鋳造中にスタッドを収容し、これが、加熱素子と補強部材と間隔を開けた関係で保持し、プラグが挿入される前に穴から少なくとも一部が除去される。

本発明の教示は、添付図面を参照し、以下の詳細な説明を考慮することにより、容易に理解し得る。

理解を容易にするため、図で共通な同一要素を示すために可能であれば、同一符号が使用されている。

発明を実施する為の最良の形態

この発明は、一般的に、基板支持体と基板支持体の製造方法を提供する。本発明は、プラズマ増強型化学気相堆積システムを参考に、以下に例示的に説明されるが、プラズマ増強型化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）システムは、カリフォルニア州サンタクララ市のアプライドマテリアルズ社の事業部、ＡＫＴから入手可能である。しかし、本発明は、物理的気相堆積システム、イオン注入システム、エッチングシステム、他の化学気相堆積システム、あらゆる他のシステムであって、基板支持体上で基板を処理することが望まれるもののように他のシステム構成で有用性を有する点が理解されるべきである。

図１は、プラズマ増強型化学気相堆積システム１００の一実施形態の横断面図である。当該システム１００は、一般的に、ガス源１０４に結合されたチャンバ１０２を含む。チャンバ１０２は、壁１０６、底部１０８、リッドアセンブリ１１０を有し、処理容積１１２を画成する。処理容積１１２は、通常、壁１０６内のポート（図示せず）を通してアクセスされ、ポートはチャンバ１０２の内外における基板１４０の移動を容易にする。壁１０６と底部１０８は、通常、アルミニウム或いは他の材料であって、処理と適合性を有する単一のブロックから製造される。リッドアセンブリ１１０は、ポンププレナム１１４を含み、ポンププレナム１１４は、処理容量１１２を（図示されていない様々なポンプ構成要素を含む）排気用ポートに結合する。

リッドアセンブリ１１０は、壁１０６により支持され、チャンバ１０２を修理する為に除去可能である。リッドアセンブリ１１０は、一般的にアルミニウムから構成されている。分配用プレート１１８は、リッドアセンブリ１１０の内側１２０に結合されている。分配用プレート１１８は、通常、アルミニウムから製造される。中央区分は、穿孔領域を含み、ここを通して、ガス源１０４から供給された処理ガス及び他のガスが処理容積１１２へと分配される。分配用プレート１１８の穿孔領域は、チャンバ１０２内へと、この分配用プレート１１８を通過するガスの均一な分配を提供するように構成されている。

加熱された基板支持体アセンブリ１３８は、チャンバ１０２内の中央に配置されている。支持体アセンブリ１３８は、処理中、基板１４０を支持する。一実施形態において、基板支持体アセンブリ１３８は、埋め込まれた少なくとも一つの加熱素子１３２と熱電対１９０をカプセル化するアルミニウム製本体１２４を備える。少なくとも一つの第１補強部材１１６は、一般的に本体１２４内で、加熱素子１３２付近に埋め込まれている。第２補強部材１６６は、第１補強部材１１６と反対側で加熱素子１３２の側部で、本体１２４内に配置可能である。補強部材１１６、１６６は、金属、セラミック、他の剛性材料から構成可能である。一実施形態において、補強部材１１６、１６６は、酸化アルミニウム粒子と共に混合された酸化アルミニウム製ファイバ、シリコンカーバイド製ファイバ、酸化シリコン製ファイバ、他の材料から構成可能である。補強部材１１６、１６６は、バラバラの材料でも、プレートのような予め製造された形状でもよい。また、補強部材１１６、１６６は、他の形状や幾何学的形状を備えてもよい。一般的に、補強部材１１６、１６６は、多孔性を有し、これが、以下に説明される鋳造処理中、アルミニウムを部材１１６、１６６に含浸させる。

支持体アセンブリ１３８内に配置された電極のような加熱素子１３２は、電源１３０に結合され、上部に位置決めされた基板１４０と支持体アセンブリ１３８を所定温度まで制御できるように加熱する。通常、加熱素子１３２は、基板１４０を約１５０℃から少なくとも約４６０℃の均一な温度で維持する。

一般的に、支持体アセンブリ１３８は、下側１２６と上側１３４を有し、基板を支持する。下側１２６は、上部に結合されたステムカバー１４４を有する。ステムカバー１４４は、一般的に、支持体アセンブリ１３８に結合されたアルミニウム製リングであり、上部にステム１４２のアタッチメント用取り付け面を提供する。

一般的に、ステム１４２は、ステムカバー１４４から伸び、支持体アセンブリ１３８を上げられた位置（図示）と下げられた位置との間で移動させる昇降システム（図示せず）に支持体アセンブリ１３８を結合させる。ベローズ１４６は、チャンバ容積１１２とチャンバの外側の環境との間に真空密閉を提供すると同時に、支持体アセンブリ１３８の移動を容易にする。ステム１４２は、支持体アセンブリ１３８と、システム１００の他の構成要素との間で、電気的なリード線および熱電対のリード線の為の導管を提供する。

支持体アセンブリ１３８は、一般的に接地され、分配用プレート１１８（又は、チャンバのリッドアセンブリ内または付近に位置決めされた他の電極）に電源１２２により供給されたＲＦパワーは、支持体アセンブリ１３８と分配用プレート１１８との間の処理容積１１２内に配置されたガスを励起することができる。電源１２２からのＲＦパワーは、一般的に、基板の大きさに相応して選択され、化学気相堆積処理を推進する。

支持体アセンブリ１３８は、さらに、外接シャドウフレーム１４８を支持する。一般的に、シャドウフレーム１４８は、支持体アセンブリ１３８と基板１４０のエッジでの堆積を防止するので、基板は支持体アセンブリ１３８にくっつかない。

支持体アセンブリ１３８は、複数の貫通孔を有し、これらが、複数のリフトピン１５０を受け入れる。リフトピン１５０は、通常、セラミック又はメッキ処理されたアルミニウムから構成されている。一般的に、リフトピン１５０は、第１端部１６０を有し、これは、リフトピン１５０が通常の位置にある（すなわち、支持体アセンブリ１３８から後退している）とき、支持体アセンブリ１３８の上側１３４と実質的に同一平面上にあるか、そこから僅かに凹んでいる。第１端部１６０は、一般的にラッパ状に広がっており、リフトピン１５０が孔１２８から落ちることを防止している。さらに、リフトピン１５０は、第２端部１６４を有し、第２端部１６４は支持体アセンブリ１３８の下側１２６の下方に伸びている。リフトピン１５０は、支持体アセンブリ１３８に関し、リフトプレート１５４により作動され、それにより、支持体アセンブリ１３８に関し間隔を開けた関係で基板を置いてもよい。

リフトプレート１５４は、支持面の下側１２６付近に配置される。リフトプレート１５４は、ステム１４２の一部に外接するカラー１５６により、アクチュエータに連結されている。ベローズ１４６は、上部１６８と下部１７０を有し、これらが、ステム１４２とカラー１５６を独立して移動可能にすると同時に、チャンバ１０２の外側にある環境から処理容積１１２を隔離し続ける。一般的に、リフトプレート１５４は、リフトピン１５０を上側１３４から伸びさせるように作動するが、これは、支持体アセンブリ１３８とリフトプレート１５４が互いに密接して移動するからである。図２は、支持体アセンブリ１３８を製造する為の方法の、一実施形態のフローチャートを示す。一般的に、方法２００は、補強部材１１６、１６６、加熱素子１３２、熱電対１９０を含むサブアセンブリを組み立てるステップ２０２で開始する。ステップ２０４、ステップ２０６では、サブアセンブリ３００は、鋳物を形成する為に、型内に支持され、プレス機内に配置され、それぞれアルミニウムを用いてカプセル化される。ステップ２０８では、鋳物は、仕上げ処理前の基板支持体を形成する為に処理される。ステップ２１０では、仕上げ処理前の基板支持体は、例えば、基板支持体アセンブリ１３８にメッキ処理を施し、リード線を加熱素子１３２にハンダ付けする等の適切な電気接続部に加熱素子１３２を結合することにより、仕上げ処理を行う。

図３Ａは、ステップ２０２で組み立てられたサブアセンブリ３００の一実施形態を示す。サブアセンブリ３００は、一般的に第１補強部材１１６、第２補強部材１６６、加熱素子１３２、熱電対１９０を含む。複数のスタッド３０２は（例えば、ファスナー、ピン、ロッド、ボルト、セラミックや金属材料（ステンレス鋼など）で構成された同等物）は、補強部材１１６、１６６、加熱素子１３２と熱電対１９０との間の所定間隙を支持し、維持する為に利用される。スタッド３０２は、数が変わり、異なるパターンで配置されるが、例えば、等間隔で配置されたスタッド３０２（図３Ｂ参照）を備えるグリッドがある。スタッド３０２は、一般的に、第１補強部材１１６の中を通され、スタッド３０２の端部３０４から少なくとも４０ｍｍで、第１補強部材１１６を支持するように構成されている。一実施形態において、第１補強部材１１６のスタッド３０２の端部３０４に関する位置は、上部に第１補強部材１１６が載せられる第１水平棚状突起３０６をスタッド３０２に備えることにより、維持される。オプションとして、スタッド３０２は、他の特徴又はデバイス（スタッド３０２と第１補強部材１１６の相対位置を維持する為の支持棒、ねじ、テーパ等）を組み込んでもよい。

加熱素子１３２と熱電対１９０は、端部３０４の反対側にあるスタッド３０２の側部から、第１補強部材１１６付近のスタッド３０２上に配置されている。加熱素子１３２と熱電対１９０は、一般的に第１補強部材１１６にもたれて配置されているが、第１補強部材１１６に対し間隔を開けた関係で維持されてもよい。一実施形態において、間隔を開けた関係は、加熱素子１３２と熱電対１９０をスタッド３０２の第２水平棚状突起３０８上に載せることにより維持される。あるいは、ねじ、支持棒、スペーサ、加熱素子１３２と熱電対１９０と第１補強部材１１６の一又は両方の中に組み込まれたボスのような幾何形状は、これらの間の相対的な間隔を維持する為に使用可能である。

第２補強部材１６６は、加熱素子１３２付近のスタッド３０２上に配置されている。一般的に、第２補強部材１６６は、加熱素子１３２にもたれた配置されるが、オプションとして、第２補強部材１６６が上部に載る第３水平棚状突起３１０を備えることにより、間隔を開けた関係で維持されてもよい。加熱素子１３２と第２補強部材１６６との間の間隔は、代替え的に、上述したように維持されてもよい。

オプションとして、サブアセンブリ３００は、処理中、第１補強部材１１６、第２補強部材１６６、加熱素子１３２、熱電対１９０の間の運動を防止する為に固定されてもよい。一実施形態において、第１補強部材１１６は、スタッド３０２の少なくとも一部の上に押し付けられた金属のカラー３１２により第１水平棚状突起３０６にもたれて保持される。第２補強部材１６６は、他のカラー３１２により第３水平棚状突起にもたれて保持される一方、加熱素子１３２と熱電対１９０は、各々、カラー３１２により第２水平棚状突起３０８にもたれて保持される。カラー３１２は、好ましくは、ステンレス鋼から製造される。代替え的に、サブアセンブリ３００は、スタッド３０２上に（ねじ付きスタッドを備えた）ナット、接着剤、スタッド上の摩擦（すなわち、圧力又はスナップ嵌合）、ワイヤ、セラミックストリング、撚糸等のような他のデバイスにより固定可能である。オプションとして、第１補強部材１１６，第２補強部材１６６、加熱素子１３２、熱電対１９０は、サブアセンブリに一体的なインターロック幾何形状（組み合うピン、ボス、支持棒、プレス、スナップ嵌合など）を含んでもよい。

オプションとして、スタッド３０２は、これらの端部３０４でベースプレート３１４に結合されてもよい。ベースプレート３１４は、通常、金属材料から構成され、サブアセンブリ３００を型４００内の所定位置に位置決めする為に利用される。一実施形態において、ベースプレート３１４は、スタッド３０２を受け入れる為に複数のねじ付き孔を有する穿孔された鋼板である。ベースプレート３１４の厚さは、鋳造中、変形を防止する為に、少なくとも４０ｍｍになっている。図４は、プレス機４０４内に配置された型４００内に配置されたサブアセンブリ３００の一実施形態の概略を示す。一般的に、サブアセンブリ３００は、ステップ２０４で、少なくとも４０ｍｍだけ型４００の底部から支持されるように、型４００内に位置決めされている。サブアセンブリ３００に結合されるバックプレート３１４は、通常、型４００の所定の底部４０２に載っている。バックプレート３１４は、合くぎピン、幾何形状インタフェーシング等により、所定位置内に、型４００と相対的に位置してもよい。この位置にサブアセンブリ３００を維持することにより、サブアセンブリ３００の全側部の周囲で、十分なカプセル化が確実になる。

また、サブアセンブリ３００は、他の方法で型４００内に支持可能である。例えば、型用ピン（図示せず）が、型４００の底部４０２から突き出し、サブアセンブリ３００を支持してもよい。他の構成において、一以上の部材（図示せず）が型４００の他の部分間で伸びてサブアセンブリ３００を支持してもよい。スタッド３０２は、型の底部４０２の位置決め孔上または中に直接、配置され、その一方で、バックプレート３１４を含まないサブアセンブリ３００上で、第１補強プレート１１６と型の底部４０２の間で少なくとも４０ｍｍを維持してもよい。型４００は、一般的に、アセンブリをカプセル化する為に使用される、溶けたアルミニウムの冷却を最小にする為に加熱される。型４００は、循環される流体、抵抗加熱、バーナーを含む、あらゆる従来手段を介して加熱可能である。一般的に、型４００は、約３００から約３５０℃の温度まで加熱される。

約８００℃から約９００℃で溶けたアルミニウムは、ステップ２０６で、一般的に、一回の投与で型の中に入れられる。一回の投与により、従来処理の利用中に生じるアルミニウム冷却による投与間の界面での合わせ目の形成が最小になる。アルミニウムは、手動的または自動的に、型の頂部の開口部または一以上の通路（図示せず）を入れられる。一般的に、アルミニウム合金６０６１が、利用されるが、他の合金も代替え可能である。いったん、溶けたアルミニウムが型内に存在すると、圧力がアルミニウムに加えられ、サブアセンブリ３００の構成要素の周りや間にアルミニウムが流れるのを助ける。加えられた圧力は、さらに、補強部材１１６、１６６にアルミニウムを含浸させる。一実施形態において、プレス機４０４の単一ラム４０６が圧力を、サブアセンブリ３００の上方にある、溶けたアルミニウム領域４０８に加える。一般的に、領域４０８は、少なくともサブアセンブリ３００と同程度に広く、型４００の全幅を含んでもよい。ラム４０６により加えられた圧力は、一般的に、約３０００トン未満である。支持体アセンブリ１３８と型４００の底部４０２又はベースプレート３１４との間の間隙は、これらの間のアルミニウム流を増やす。オプションとして、型４００は、アルミニウム流を促進する為に、型のベント（図示せず）に加えられる真空を含んでもよい。広い領域４０８にわたる単一ラム４０６の使用により、好ましくは約４０ＭＰａを越える応力の、支持体アセンブリ１３８の全領域に対する均一適用が生じ、補強部材１１６、１６６の移動、変形、破損がなくなる。高い応力は、同様に、アルミニウム鋳造の粒子サイズの均質性を高め、鋳造中に形成可能な合わせ目や流線の整合性を減少させる。

図５は、成型後の鋳物５００という形で、基板支持体アセンブリ１３８の一実施形態を示す。一般的に、鋳物５００は、ステップ２０６で、仕上げ処理前の処理用支持体を形成する為に処理される。一実施形態において、処理ステップ２０８は、鋳物５００内の残留応力を緩和する為に、一般的に、鋳物５００をアニールするステップを含む。一実施形態において、鋳物５００は、約５１０℃から約５２０℃で、約２時間から約３時間の間、アニールされる。

次に、鋳物は、仕上げ処理された基板支持体アセンブリ１３８の大まかな寸法まで機械加工される。スタッド３０２は、少なくとも部分的に底部側から除去され、アルミニウムプラグ５０２に置き換えられるが、アルミニウムプラグ５０２は、基板支持体アセンブリ１３８に溶接される。その後、ステムカバー１４４が基板支持体アセンブリ１３８に溶接される。基板支持体アセンブリ１３８は、基板支持体１３８をその最終的な寸法にする最後の機械加工ステップの前に、もう一度、アニールされる。その後、電気リード線は、加熱素子１３２に取り付けられ、ステム１４２を通して供給されるが、ステム１４２は、その後、ステムカバー１４４に溶接される。

支持体アセンブリ１３８の表面は、その後、機械加工操作により残された工具跡を除去する為に処置される。工具跡を除去するステップは、第２アニールステップの前に、オプションとして、徹底的に又は部分的に実行されてもよい。表面のトリートメントは、グラインダー研削、電解研摩、研削材又はビーズのブラスト処理、化学的エッチングなどを含んでもよい。一実施形態において、基板支持体は、基板支持体を酸化アルミニウム製ボールでブラスト処理し、支持体をアルカリ又は酸のエッチャントに晒すことにより、処理される。ステップ２１０において、基板支持体１３８は、メッキ処理が施され、基板支持体に対し保護する仕上げ処理が提供される。

本発明の教示を組み込む、幾つかの好ましい実施形態が示され、詳細に説明されたが、当業者は、これらの教示を更に組み込む様々な多くの他の実施形態を容易に考案することができる。

図１は、本発明の基板支持体を有する処理チャンバの一実施形態の概略的断面図である。 図２は、基板支持体を製造する方法の一実施形態である。 図３Ａは、サブアセンブリの一実施形態の断面図である。 図３Ｂは、図３Ａのサブアセンブリの平面図である。 図４は、プレス機内に配置された図３Ａのサブアセンブリの概略図である。 図５は、基板支持体の実施形態の断面図である。

符号の説明

１００…システム、１０２…チャンバ、１０４…ガス源、１０６…壁、１０８…底部、１１０…リッドアセンブリ、１１２…処理容積、１１６…第１補強部材、１１８…分配用プレート、１２０…内側、１２４…アルミニウム製本体、１２６…下側、１２８…孔、１３０…電源、１３２…加熱素子、１３４…上側、１３８…基板支持体アセンブリ、１４０…基板、１４２…ステム、１４４…ステムカバー、１４６…ベローズ、１４８…外接シャドウフレーム、１５０…リフトピン、１５４…リフトプレート、１５６…カラー、１６０…第１端部、１６４…第２端部、１６６…補強部材、１６８…上部、１７０…下部、１９０…熱電対、３００…サブアセンブリ、３０２…スタッド、３０４…端部、３０６…第１水平棚状突起、３０８…第２水平棚状突起、３１０…第３水平棚状突起、３１２…金属製カラー、３１４…ベースプレート、４００…型、４０２…底部、４０４…プレス機、４０６…単一ラム、４０８…広い領域、５００…鋳物。

Claims (26)

1. 基板支持体を製造する方法であって：
   サブアセンブリを形成する為に第１補強部材と加熱素子をスタッド上に配置するステップと；
   鋳物を形成する為に前記サブアセンブリを、溶けたアルミニウムを用いて型内でカプセル化するステップと；
   前記スタッドの少なくとも一部を除去することにより前記鋳物に仕上げ処理を行うステップと；
   を備える、前記方法。
2. 前記配置するステップは：
   前記加熱素子を前記第１補強部材と第２補強部材との間に挟むステップと；
   バックプレートを前記第２補強部材に結合し、これらの間に少なくとも４０μｍの間隙を持たせるステップと；
   を更に備える、請求項１記載の方法。
3. 前記配置するステップは、前記加熱素子を前記第１補強部材と前記第２補強部材との間に挟みステップを更に備える、請求項１記載の方法。
4. 前記カプセル化するステップは、前記第１補強部材と前記第２補強部材にアルミニウムを注入するステップを更に備える、請求項１記載の方法。
5. 前記カプセル化するステップは：
   前記サブアセンブリを前記型の底部から、或いは、前記サブアセンブリに結合されたバックプレートから少なくとも４０ｍｍで支持するステップと；
   前記溶けたアルミニウムに圧力を加えるステップと；
   を更に備える、請求項１記載の方法。
6. 前記圧力を加えるステップは、少なくとも、サブアセンブリの直接上方で溶けたアルミニウムの領域に圧力を加えるステップを更に備える、請求項１記載の方法。
7. 前記カプセル化するステップは、前記第１補強部材にアルミニウムを含浸させるステップを更に備える、請求項１記載の方法。
8. 前記カプセル化するステップは、溶けたアルミニウムの全量を一回の投与で前記型内に提供するステップを更に備える、請求項１記載の方法。
9. 前記仕上げ処理を行うステップは：
   前記鋳物をアニールするステップと；
   仕上げ処理前の支持体を形成する前に前記鋳物の少なくとも一部からアルミニウムを除去するステップと；
   前記仕上げ処理前の支持体に電気メッキを施すステップと；
   を更に備える、請求項１記載の方法。
10. 前記仕上げ処理を行うステップは、
    前記スタッドの除去された一部により前記アルミニウム内に残されたボイドをアルミニウムで充填するステップを更に備える、請求項１記載の方法。
11. 前記第１補強部材は金属かセラミックで構成されている、請求項１記載の方法。
12. 前記第１補強部材は、酸化アルミニウム製プレート、酸化アルミニウム製ファイバ、酸化アルミニウム粒子から成る群から選択されたセラミック材であって、酸化シリコン製ファイバ、酸化シリコン粒子、シリコンカーバイド製ファイバ、またはシリコンカーバイド粒子が結合された前記セラミック材から構成されている、請求項１記載の方法。
13. 基板支持体を製造する方法であって：
    第１補強部材と第２補強部材との間に挟まれた加熱素子を介して配置されたスタッドを備えるサブアセンブリを組み立てるステップと；
    前記サブアセンブリを型の底部の上方で支持するステップと；
    鋳物を形成する為に溶けたアルミニウムで前記型内のサブアセンブリをカプセル化するステップと；
    前記スタッドの少なくとも一部を除去することにより、前記鋳物に穴を形成するステップと；
    前記穴の少なくとも一部にプラグを配置するステップと；
    を備える、前記方法。
14. 前記サブアセンブリを組み立てるステップは、少なくとも４０ｍｍの間隔を開けた状態で前記サブアセンブリにバックプレートを結合するステップを更に備える、請求項１３記載の方法。
15. 基板支持体を製造する方法であって：
    複数のスタッドにより、第１補強部材と第２補強部材との間に保持された加熱素子を備えるサブアセンブリを組み立てるステップと；
    少なくとも４０ｍｍの間隔を開けた状態で前記サブアセンブリにバックプレートを結合するステップと、
    型内に支持された前記サブアセンブリを、溶けたアルミニウムを用いて一回の投与で鋳造するステップと；
    前記溶けたアルミニウムに圧力を加えるステップと；
    前記鋳造されたサブアセンブリを囲む前記スタッドの少なくとも一部を除去するステップと；
    を備える、前記方法。
16. 前記サブアセンブリの少なくとも直接上方にある、溶けたアルミニウム領域上方の、溶けたアルミニウムに少なくとも４０ＭＰａの圧力を加えるステップを更に備える、請求項１５記載の方法。
17. 約３５０℃〜約４００℃まで前記型を加熱するステップを更に備える、請求項１５記載の方法。
18. 前記スタッドの除去部分により前記アルミニウム内に残されたボイドを、アルミニウム製プラグで充填するステップを更に備える、請求項１５記載の方法。
19. 前記第１補強部材と前記第２補強部材をアルミニウムで含浸させるステップを更に備える、請求項１５記載の方法。
20. 前記基板支持体に電気メッキを施すステップを更に備える、請求項１５記載の方法。
21. 基板支持体であって：
    外側表面を有する、鋳造されたアルミニウム製本体と；
    前記本体内に埋め込まれた加熱素子と；
    前記本体内に埋め込まれた第１補強部材と；
    前記外側表面と少なくとも前記加熱素子又は前記第１補強部材との間で、前記本体内に形成された少なくとも一つの穴と；
    前記外側表面と少なくとも前記加熱素子又は前記第１補強部材との間の前記穴に配置されたプラグと；
    を備える、前記基板支持体。
22. 前記鋳造されたアルミニウム製本体は、アルミニウムの１回の投与で形成される、請求項２１記載の基板支持体。
23. スタッドは、前記加熱素子と前記第１補強部材を鋳造中に間隔を開けた関係で維持し、前記プラグを挿入する前に前記穴から部分的に除去される、請求項２２記載の基板支持体。
24. 前記プラグは、前記アルミニウム製本体に溶接される、請求項２１記載の基板支持体。
25. 前記本体内に埋め込まれ、前記加熱素子を前記第１補強部材で挟む、第２補強部材を更に備える、請求項２１記載の基板支持体。
26. 以下の方法により製造される基板支持体であって、前記方法は：
    サブアセンブリを形成する為に、第１補強部材と加熱素子をスタッド上に配置するステップと；
    鋳物を形成する為に溶けたアルミニウムを用いて型内で前記サブアセンブリをカプセル化するステップと；
    前記スタッドの少なくとも一部を除去することにより、前記鋳物に仕上げ処理を行うステップと；
    を備える、前記基板支持体。

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