JP2014521213A - 静電チャックアセンブリ - Google Patents

Abstract

基板処理のための静電チャックの実施形態が、ここに提供される。いくつかの実施形態では、静電チャックは、基板を支持するためのパックであって、誘電材料から形成され、パック上に配置されるときに基板を静電気的に保持するためにパックの支持表面近傍のパック内に配置されたチャッキング電極を有するパックと、パックを支持するために基部から延在するリングを有する基部と、パックと基部との間に間隙が形成されるように基部の上でパックを支持するために基部とパックとの間に配置されたスペーサであって、パックの周辺エッジ近傍でパックを支持するスペーサとを含んでもよい。
【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、一般に半導体処理装置に関する。

従来の静電チャック構造は通常、冷却板または他の静電チャック構成要素の上に取り付けられたセラミックディスクまたはパックからなる。しかし、本発明者らは、セラミックパックをそのように取り付けることによって、パックから冷却板または他の静電チャック構成要素へ伝達される熱の量は、パックが上昇可能である温度を制限し、したがってパック上に配置された基板が加熱可能である温度を制限し、それによって処理のために利用できるプロセスパラメータの利用可能な窓を制限することに気付いた。

したがって、本発明者らは、改善された静電チャックアセンブリを提供した。

基板処理のための静電チャックの実施形態が、ここに提供される。いくつかの実施形態では、静電チャックは、基板を支持するためのパックであって、誘電材料から形成され、パック上に配置されたときに基板を静電気的に保持するためにパックの支持表面近傍のパック内に配置されたチャッキング電極を有するパックと、基部、およびパックを支持するために基部から延在するリングと、パックと基部との間に間隙が形成されるように基部の上でパックを支持するために基部とパックとの間に配置されたスペーサとを含んでもよい。

いくつかの実施形態では、静電チャックは、基板を支持するためのパックであって、誘電材料から形成され、パック上に配置されたときに基板を静電気的に保持するためにパックの支持表面近傍のパック内に配置されたチャッキング電極を有するパックと、基部と、基部の上に配置され、基部の上でかつリング内に空間を形成するために基部から延在するリングと、パックと基部との間に空間を含む間隙が形成されるように基部の上でパックを支持するためにリングとパックとの間に配置されたスペーサであって、パックの周辺エッジ近傍でパックを支持するスペーサとを含んでもよい。

本発明の他のさらなる実施形態について、以下に説明する。

上記で簡単に要約され、以下でより詳細に論じられる本発明の実施形態は、添付の図面に示される本発明の例示的な実施形態を参照することによって理解されうる。しかし、本発明は他の等しく有効な実施形態を許容してもよいため、添付の図面は本発明の典型的な実施形態のみを示しており、したがって本発明の範囲を限定すると見なされるべきではないことに留意されたい。

本発明のいくつかの実施形態による静電チャックとの使用に適したプロセスチャンバを示す。 本発明の少なくともいくつかの実施形態による静電チャックの断面図を示す。 本発明のいくつかの実施形態による静電チャックとの使用のための基部アセンブリの断面図を示す。

理解を促進するために、可能な場合、複数の図に共通の同一の要素を示すのに同一の参照番号が使用された。これらの図は、縮尺に合わせて描かれておらず、明確にするために簡略化されていてもよい。一つの実施形態の要素および特徴は、他の実施形態と不適合でない限り、または逆の内容が明示されない限り、さらなる記述がなくても、他の実施形態に有益に組み込みこまれてもよい。

基板処理のための静電チャックの実施形態が、ここに提供される。本発明の静電チャックの実施形態は、有利には、プロセスチャンバの内部温度を上昇させる必要なしに、基板支持構成要素（たとえば、パック）およびその上に配置された基板をより高い温度まで加熱することが可能であってもよい。本発明の静電チャックが窒化プロセスを行うように構成されたプロセスチャンバ内で利用される実施形態では、プロセスチャンバの内部温度を上昇させることなくパックをより高い温度で維持することによって、本発明者らは、アンモニア（ＮＨ_３）含有プラズマが従来使用される窒素（Ｎ_２）プラズマの代わりに利用され、それによってより高密度のプラズマを提供し、したがってより高密度の窒化フィルムを提供することができることに気付いた。本発明の静電チャックは、有利には、従来の基部アセンブリと比較すると、より少ない部品を備え、製造するのにより安価で、かつより維持しやすい基部アセンブリをさらに提供する。

図１は、本発明のいくつかの実施形態による本発明の静電チャックとの使用に適したプロセスチャンバ１００を示す。プロセスチャンバ１００は、単独で利用してもよく、または、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＣＥＮＴＵＲＡ（登録商標）ＤＰＮ Ｇａｔｅ Ｓｔａｃｋという一体型の半導体ウエハ処理システムなど、一体型の半導体基板処理システムもしくはクラスタツールの処理モジュールとして利用してもよい。プロセスチャンバ１００は、半導体処理に適した任意のタイプのプロセスチャンバであってもよい。本発明との使用に適した例示的なチャンバは、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能な分離プラズマ窒化（ＤＰＮ）のために構成された任意のチャンバである。

プロセスチャンバ１００は通常、壁１３０および誘電体リッド１２０（ともに処理体積を画定する）を有するチャンバ本体１０４と、処理体積内に配置された基板支持体１１６と、コントローラ１４０とを含む。いくつかの実施形態では、壁１３０は導電性であってもよい。そのような実施形態では、壁１３０は、電気接地１３４に結合されてもよい。

いくつかの実施形態では、誘電体リッド１２０を実質的に平坦であってもよい。プロセスチャンバ１００の他の修正形態は、たとえばドーム形状のリッドまたは他の形状など、他のタイプのリッドを有してもよい。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のＲＦコイル（図示された２つのＲＦコイル１１０、１１２）は、誘電体リッド１２０近傍に同軸状に配置され、チャンバ本体１０４内へＲＦ電力を誘導的に結合して、たとえばガスパネル１３８を介してプロセスチャンバ１００へ提供される１つまたは複数のプロセスガスからプラズマ１５５を形成するように構成されてもよい。相対的な位置、各コイルの直径の比、および／または各コイル内の巻き数は、たとえば形成されているプラズマのプロファイルまたは密度を制御するためにそれぞれ望みに応じて調整することができる。

１つまたは複数のＲＦ電源（図示された１つのＲＦ電源１０８）が、整合ネットワーク１１５およびＲＦ供給構造１０６を介してＲＦコイル１１０、１１２にＲＦ電力を提供する。ＲＦ電源１０８は、例示的に、５０ｋＨｚから１３．５６ＭＨｚまでの範囲内の調整可能な周波数で、最大４０００Ｗまで生成する能力があってもよいが、他の周波数および電力が特定の適用分野にとって望まれるように提供されてもよい。

いくつかの実施形態では、整合ネットワーク１１５は、各アンテナコイルに提供されるＲＦ電力の量を制御する（それによって、内側および外側コイルに対応するゾーン内のプラズマ特性の制御を促進する）ために、電力分割器を含んでもよい。２重コイルアンテナ構成は、有利には、各ゾーン内の窒素適用量の改善された制御を提供してもよい。いくつかの実施形態では、電力分割器は、整合ネットワーク１１５の一部ではなく、別個の構成要素であってもよい。

いくつかの実施形態では、ＲＦ電流がＲＦコイルの中心軸に対して幾何学的な対称の構成で各コイルに結合されるように、ＲＦ供給構造１０６は、ＲＦ電流をＲＦコイルに対称的な方法で提供するように構成される。

いくつかの実施形態では、ヒータ要素１２１は、プロセスチャンバ１００の内部の加熱を促進するために誘電体リッド１２０の上に配置されてもよい。ヒータ要素１２１は、誘電体リッド１２０と第１のＲＦコイル１１０および第２のＲＦコイル１１２との間に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、ヒータ要素１２１は、抵抗性加熱要素を含んでもよく、ヒータ要素１２１の温度を制御するのに十分なエネルギーを提供するように構成されたＡＣ電源などの電源１２３に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、ヒータ要素１２１はオープンブレーク（ｏｐｅｎ ｂｒｅａｋ）ヒータであってもよい。いくつかの実施形態では、ヒータ要素１２１は、環状要素などのノーブレーク（ｎｏ ｂｒｅａｋ）ヒータを備えてもよく、それによってプロセスチャンバ１００内で均一のプラズマ形成を促進する。

動作中に、基板１１４（半導体ウエハまたはプラズマ処理に適した他の基板など）が基板支持体１１６上に置かれてもよく、チャンバ本体１０４内にガス状混合物１５０を形成するために、プロセスガスがガスパネル１３８から入り口ポート１２６を通って供給されてもよい。プラズマ源１０８から第１のＲＦコイル１１０および第２のＲＦコイル１１２、ならびに任意選択で１つまたは複数の電極（図示せず）に電力を印加することによって、ガス状混合物１５０はプラズマ１５５内で発火されてもよい。いくつかの実施形態では、バイアス源１２２からの電力が基板支持体１１６に提供されてもよい。チャンバ本体１０４の内部の圧力は、スロットルバルブ１２７および真空ポンプ１３６を使用して制御されてもよい。チャンバ壁１３０の温度は、壁１３０を通る液体を含んだ導管（図示せず）を使用して制御されてもよい。

基板１１４の温度は、基板支持体１１６の温度を安定化させることによって制御されてもよい。いくつかの実施形態では、たとえばヘリウムなどの熱制御ガスが、ガス源１４８から基板１１４の裏側と基板支持表面内に配置された溝（図示せず）との間に画定されたチャネルへガス導管１４９を介して提供されてもよい。熱制御ガスは、基板支持体１１６と基板１１４との間の熱伝達を促進するために使用される。処理中に、基板支持体１１６は、抵抗性ヒータ（図示せず）によって定常状態の温度まで加熱されてもよく、ヘリウムガスが、基板１１４の均一の加熱を促進してもよい。そのような熱の制御を使用して、基板１１４は、摂氏約０度から摂氏約５５０度の温度で維持されてもよい。

コントローラ１４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）１４４と、メモリ１４２と、ＣＰＵ１４４のための支持回路１４６とを備え、プロセスチャンバ１００の構成要素の制御を促進する。コントローラ１４０は、様々なチャンバおよびサブプロセッサを制御するための産業用の設定で使用されることができる汎用コンピュータプロセッサの任意の形態の１つであってもよい。ＣＰＵ１４４のメモリまたはコンピュータ可読媒体１４２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、または任意の他の形態のローカルもしくは遠隔デジタルストレージなど、容易に入手可能なメモリの１つまたは複数であってもよい。支持回路１４６は、従来の方法でプロセッサを支持するためにＣＰＵ１４４に結合される。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入出力回路、およびサブシステムなどを含む。プロセスチャンバ１００の構成要素またはプロセスチャンバ１００内で行われるプロセスを制御するためのアルゴリズムは、上で述べられた方法でプロセスチャンバ１００の動作を制御するために実行または起動されるソフトウェアルーチンとして、メモリ１４２内に記憶されてもよい。ソフトウェアルーチンはまた、ＣＰＵ１４４によって制御されているハードウェアから離れて位置づけられる第２のＣＰＵ（図示せず）によって記憶および／または実行されてもよい。

基板支持体１１６は通常、チャンバ本体１０４の壁（たとえば、底部１２５）近傍に配置され、静電チャック１１７を支持するように構成された基部１１９を備える。いくつかの実施形態では、基板支持体１１６は、電源に結合するための電極１１８を備えてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、電極１１８は、基板１１４を基板支持体１１６に静電気的に保持するときに電極１１８にチャッキング電圧を提供するために、ＤＣ電源１０２に結合されてもよい。その代わりに、または組合せて、電極１１８は、整合ネットワーク１２４を通じてＲＦバイアス電源１２２に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、ＤＣ電源１０２およびＲＦバイアス電源１２２は、基板支持体１１６内に配置された異なる電極に結合されてもよい。

図２を参照すると、いくつかの実施形態では、静電チャック１１７は通常、パック２０２の底面２４４と支持体２１４の上面２４６との間に間隙２４２を提供するために、パック２０２と、支持体２１４とパック２０２との間に配置されたスペーサ２４０とを支持するように構成された支持体２１４を備えてもよい。

支持体２１４は通常、基部２５２を支持する中空シャフトまたは管２５５を備えてもよい。リング２５４は、基部２５２の上に配置されてもよく、基部２５２上に延在し基部２５２上かつリング２５４内に空間２５０を形成する。支持体２１４は、任意の適した材料、たとえばアルミニウム、ステンレス鋼などの金属から製造されてもよい。いくつかの実施形態では、リング２５４の上部部分は、パック２０２と支持体２１４との間の所望の間隙２４２を維持しながら、パック２０２の支持体２１４への結合を促進するために、輪郭加工またはノッチング（たとえば、ノッチ２６１、２５６）を備えてもよい。別個の構成要素（すなわち、管２５５、基部２５２、およびリング２５４）として説明されるが、これらの構成要素のうちの任意の２つ以上は、単一の材料片から製造されてもよく、それによってより少ない構成要素または単一設計を有する支持体２１４を提供する。いくつかの実施形態では、静電チャック１１７への基板１１４の配送及び静電チャック１１７からの基板１１４の除去を促進するために、支持体２１４は、リフトピン（後述）を支持体２１４およびパック２０２に貫通させるための１つまたは複数のリフトピン孔（図示された１つのリフトピン孔２３０）を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、静電チャック１１７の温度についての制御の維持を促進するために、支持体２１４は、支持体２１４を通る冷却剤の流れを可能にするために支持体２１４内に配置された１つまたは複数の導管２４８を含んでもよい。導管２４８は、前述の温度制御を提供するのに適した任意の方法で構成されてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、導管２４８は、図２に示されるように、基部２５２内に配置されてもよい。その代わりに、または組合せとして、いくつかの実施形態では、リング２５４の温度制御を促進するために、これらの導管は、リング２５４内に配置されてもよく、またはリング２５４を貫通して延在してもよい。

いくつかの実施形態では、パック２０２の支持体２１４への固定を促進するために、支持体２１４は、締め具２１９が支持体２１４を貫通して配置されることを可能にするために１つまたは複数の貫通孔（図示された２つの貫通孔２１８）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、支持体２１４は、締め具２１９が締められたときに、締め具２１９の部分がほとんどまたはまったく支持体２１４の表面を越えて延在することがないように、締め具２１９を収容するように構成された空洞２２０を含んでもよい。

締め具２１９は、静電チャック内での使用に適した任意のタイプの締め具、たとえばボルトであってもよい。いくつかの実施形態では、締め具は、ツールと相互作用するためのヘッド２３６を有する第１の端部２３７と、ねじ部分２１７を有する第２の端部２３９とを備えてもよい。いくつかの実施形態では、締め具２１９は、たとえば図２に示されるように、支持体２１４の構成要素のいずれも損傷することなく、パック２０２を支持体２１４に（たとえば、後述のように、支持体２１４の上に配置されたクランプリング２１６を介して）固定するのに十分な力を提供することを促進するために装着されるばねであってもよい。

いくつかの実施形態では、ねじ部分２１７は、クランプリング２１６内に形成されたねじ貫通孔２２１と相互作用して、パック２０２を支持体２１４に固定するように構成されてもよい。そのような実施形態では、締め具２１９は、クランプリング２１６および／またはパック２０２間の熱伝達を最小にするために、クランプリング２１６と支持体２１４との間に間隙２５９を維持するように構成された肩部２２４を含んでもよく、それによって、処理中にプロセスチャンバの内部温度を上昇させることなく、パック２０２はより効率的に加熱され、より高い温度を維持することが可能になる。

クランプリング２１６は、処理中にプロセスチャンバ（たとえば、上記のプロセスチャンバ１００）内の環境のための劣化に耐えながら、パック２０２を固定するのに適した任意の材料から製造してもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、クランプリング２１６は、チタン（Ｔｉ）から製造してもよい。本発明者らは、チタンのクランプリング２１６がプロセスチャンバ１００内の処理からの劣化に耐え、処理に起因する基板および／またはプロセスチャンバ構成要素の金属汚染を実際に低減または除去することを発見した。

いくつかの実施形態では、基板１１４がパック２０２に十分にチャッキングされているかどうかの監視を促進するために、支持体２１４は、パック２０２内に形成された貫通孔２２５と相互作用して基板１１４の裏面２３４へガスを流すことを可能にする導管２２２を備えてもよい。いくつかの実施形態では、流れプラグ２２７は、導管２２２に結合されてもよく、貫通孔２２５と相互作用して導管２２２と貫通孔２２５との確実な結合を促進するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、気密嵌合を提供するために、シール２２３が、導管２２３及び流れプラグ２２７の一部分と、パック２２５との間に配置されてもよい。シール２２３は、任意の適した材料から製造してもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、シール２２３は、ニッケルクロム合金などの合金を含む金属のイーシール（ｅ−ｓｅａｌ）であってもよい。１つの導管２２３のみが示されるが、支持体２１４は、たとえば２つ以上などの任意の数の導管２２３を含んでもよい。しかし、本発明者らは、１つまたは複数より多い（たとえば、１０個以上）導管２２２を利用する従来の静電チャックと比較すると、１つの導管２２３を提供することによって、静電チャック１１７のコストおよび複雑さを低減させながら、基板１１４のチャッキングの十分な監視が行われてもよいことに気付いた。

パック２０２は通常、処理中に基板１１４を支持および保持するための上面２０３と、支持体２１４に面する反対側の底面２４４とを有する、円筒形の板状部材である。パック２０２は、上記のように、クランプリング２１６と相互作用してパック２０２の支持体２１４への固定を促進するために上面２０３の周辺エッジの周りに配置された円周ノッチ２５７を有してもよい。パック２０２は、たとえば高い誘電率を有する材料など、任意の適したプロセス適合型の、電気絶縁材料から製造してもよい。いくつかの実施形態では、パック２０２は、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）などのセラミックから製造してもよい。パック２０２は、内部に埋め込まれた導電メッシュなどのチャッキング電極（たとえば、電極１１８）を含む。基板１１４とパック２０２との間に静電界を生成しパック２０２の上面２０３上に基板１１４を保持するために、電極１１８は、ＤＣ電圧（たとえば、ＤＣ電源１０２から）でエネルギーが与えられてもよい。いくつかの実施形態では、電極１１８をＲＦバイアス電極としても使用してもよく、バイアス電源１２２などのＲＦエネルギー源に結合してもよい。いくつかの実施形態では、パック２０２は、パック２０２内に埋め込まれたヒータ２０４をさらに備えてもよい。いくつかの実施形態では、ヒータ２０４を、複数の独立して制御可能な加熱ゾーン内に配列してもよい。ヒータ２０４が存在するときには、ヒータ２０４は、１つまたは複数のヒータ要素（たとえば、抵抗性加熱要素）を備えてもよく、パック２０２に、そして最終的には基板１１４に熱を提供し、基板１１４の温度の制御を（他の構成要素と組み合わせて）促進するために利用されてもよい。

いくつかの実施形態では、パック２０２は、基板１１４の取扱いおよび／または処理を促進するために、１つまたは複数の特徴を含んでもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、１つまたは複数のリフトピン孔２３２（１つのリフトピン孔２３２を図示）が、パック２０２からの基板１１４の上昇または下降を促進するため、リフトピンがパック２０２を貫通することを可能にするため、パック２０２を貫通するように提供されてもよい。たとえばパック２０２の周りに互いから約１２０度で配置された３つのリフトピン孔など、任意の適した数のリフトピン孔が利用されてもよい。

スペーサ２４０は、通常はリングとして成型され、パック２０２の底面２４４と支持体２１４の上面２４６との間に間隙２４２を提供するように、支持体２１４の上でパック２０２を支持する。いくつかの実施形態では、スペーサ２４０は、パック２０２の周辺エッジ２６０の周囲でパック２０２を支持する。いくつかの実施形態では、スペーサ２４０は、スペーサ２４０が支持体２１４上に確実に位置することを可能にするため、リング２５４の表面内に形成されたノッチ２５６内に配置されてもよい。

パック２０２の底面２４４と支持体２１４の上面２４６との間に間隙２４２を提供することによって、本発明者らは、パック２０２から支持体２１４への熱伝達が低減されてもよく、それによって、プロセスチャンバの内部温度を上昇させることなく、パック２０２をより高い温度で維持することが可能であることに気付いた。したがって、間隙２４２は、パック２０２から支持体２１４へ伝達される所望の量の熱を制限するのに適した任意の寸法をしてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、間隙２４２は、約１．２５〜約１．５０ｃｍの高さを有してもよい。

本発明者らはまた、窒化プロセスを行うように構成されたプロセスチャンバ内で静電チャック１１７が利用される実施形態で、プロセスチャンバの内部温度を上昇させることなくパック２０２をより高い温度で（たとえば、摂氏約３５０度を超えて、またはいくつかの実施形態では摂氏約４５０度を超えて）維持することによって、従来使用される窒素（Ｎ_２）プラズマの代わりにアンモニア（ＮＨ_３）含有プラズマが利用されてもよく、それによってより高密度のプラズマを提供し、したがって有利には、より高密度の窒化フィルムが得られることに気付いた。

スペーサ２４０は、たとえばチタン（Ｔｉ）など、パック２０２を支持するのに適した任意のプロセス適合型材料から製造してもよい。チタンのスペーサ２４０を提供することによって、本発明者らは、金属汚染が処理中に低減または除去されることに気付いた。スペーサ２４０は、パック２０２を支持するのに適した任意の寸法を有してもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、スペーサ２４０は、約０．１０〜約０．１１ｍｍの幅を有するパック支持表面を有してもよい。本発明者らは、従来のスペーサに満たない幅のパック支持表面を有するスペーサ２４０を提供することによって、パック２０２と支持体２１４との間の熱伝達がさらに低減されることに気付いた。

いくつかの実施形態では、１つまたは複数の資源導管（図示された３つの資源導管２０６、２０８、２１０）を収納し、パック２０２への様々な処理資源の配送を促進するために、導管２６２が管２５５内に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、導管２６２は、間隙２７８が導管２６２と管２２５との間に維持されるように十分な大きさにされてもよく、パック２０２から離れた間隙２４２の通気を促進し、パック２０２の底面２４４へのプラズマ露出を低減する。いくつかの実施形態では、ガス（たとえば、ヘリウム）を提供して基板１１４の裏面２３４の冷却を促進するために、第１の資源導管（たとえば、資源導管２０６）が導管２６２内に配置されてもよく、パック２０２内に形成された貫通孔２６４に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、パック２０２内に熱電対を位置決めしてパック２０２の温度を監視するために、第２の資源導管（たとえば、資源導管２０８）が、導管２６２内に配置されてもよく、パック２０２内に形成された凹み２６６に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、電源（たとえば、上記のＤＣ電源１０２またはバイアス電源１２２）から電極１１８への結合を提供するために、第３の資源導管（たとえば、資源導管２１０）が導管２６２内に配置されてもよく、パック２０２内に形成された凹み２６８に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、ヒータ２０４に電力を結合するために、第３の資源導管も利用されてもよい。その代わりに、異なる資源導管（たとえば、第４の資源導管）が使用されてもよい。

いくつかの実施形態では、１つまたは複数の処理資源供給（図示せず）を導管２６２内に配置された導管（すなわち、資源導管２０６、２０８、２１０）へ結合することを促進するために、絶縁体ブロック２１２が、導管２６２の第１の端部２８０近傍で、かつ、導管２６２内の少なくとも一部分に配置されてもよい。絶縁体ブロックを、たとえばセラミックなどの任意の適した電気絶縁材料から製造してもよい。いくつかの実施形態では、絶縁体ブロック２１２は、リング２１３と相互作用して絶縁体ブロック２１２の導管２６２への結合を促進するように構成されたフランジ２７０を備えてもよい。絶縁体ブロック２１２は、フランジから導管２６２内に配置された絶縁体ブロック２１２の第１の端部２８２までの長さに適した任意の寸法を有してもよい。いくつかの実施形態では、この長さは、約２．０〜約２．１ｃｍであってもよい。本発明者らは、従来使用される絶縁体ブロックより大きい寸法（すなわち、前述の長さ）を有する絶縁体ブロック２１２を提供することによって、絶縁体ブロック２１２が導管２６２から絶縁体ブロック２１２への熱伝達の増加された量を提供することができ、したがって導管２６２の増加された冷却、およびプロセス資源供給と資源導管（資源導管２０６、２０８、２１０）との間の改善された接続性を提供することに気付いた。

図３を参照すると、基部１１９は通常、外壁３０２と、リフトピンガイド３０４と、支持体２１４（上記）の管２５５と相互作用するように構成された凹み３０９とを備える。基部１１９を、任意の材料、たとえばステンレス鋼、アルミニウムなどの金属から製造してもよい。

外壁３０２は、プロセスチャンバ（たとえば、上記のプロセスチャンバ１００）の壁（たとえば、底部１２５）に結合されてもよく、静電チャック１１７（上記）を支持するように構成される。いくつかの実施形態では、外壁３０２の上部エッジ３０３が、基部１１９を支持体２１４（上記）に結合するように構成される。外壁３０２は、静電チャック１１７への支持を提供するのに適した任意の厚さを含むことができる。たとえば、いくつかの実施形態では、外壁は、約０．８６〜約０．９６ｃｍの厚さを有してもよい。本発明者らは、そのような厚さを有する外壁３０２を提供することによって、基部アセンブリの従来使用される他の構成要素（たとえば、ライナー、追加のスカートなど）が基部１１９から除かれてもよく、それによってより少ない部品を有し、ゆえに製造することがより高価ではない基部１１９のアセンブリを提供することに気付いた。

リフトピンガイド３０４は、静電チャックへの基板（たとえば、上記の静電チャック１１７への基板１１４）の除去および配送中にリフトピン３０８への案内を提供する。いくつかの実施形態では、使用中にリフトピン３０８に安定性を提供するために、１つまたは複数のカラー（図示されたリフトピン３０８ごとに１つのカラー３０６）がリフトピンガイド３０４に結合されてもよい。リフトピンガイド３０４に結合されたカラー３０６を提供することによって、本発明者らは、リフトピンを安定化させるための機構（たとえば、カラー）を基板支持体に提供する従来の基部アセンブリと比較すると、リフトピン３０８に安定性を提供するために必要な部品は少なくなることに気付いた。

凹み３０９は、壁３１０および底部３１１を含み、支持体２１４（上記）の管２５５と相互作用する。底部３１１は、１つまたは複数の貫通孔（図示された３つの貫通孔３１２）を含み、各々が、貫通孔３１２のそれぞれを絶縁体ブロック２１２のそれぞれの導管（すなわち、資源導管２０６、２０８、２１０）に結合するように構成されたカップリング３１３を有する。

いくつかの実施形態では、取り外し可能なスカート３２２が、底部１２５に取り外し可能に結合され、リフトピン板３１６およびシャフト３１８を取り囲む。取り外し可能なスカート３２２を提供することは、保守および／または補修のためにリフトピン板３１６およびシャフト３１８にアクセスすることを可能にする。アクチュエータ３２０がシャフト３１８に結合され、シャフト３１８、リフトピン板３１６、およびリフトピン３０８の垂直運動を制御する。アクチュエータ３２０は、そのような運動を提供することが可能な任意のタイプのアクチュエータであってもよい。いくつかの実施形態では、アクチュエータ３２０は、モータ付きのアクチュエータである。運動を制御するためにモータ付きのアクチュエータを提供することによって、本発明者らは、従来使用される（たとえば、空気圧式）アクチュエータとは対照的に、シャフト３１８、リフトピン板３１６、およびリフトピン３０８の改善された制御性に気付いた。

したがって、静電チャックの実施形態が、ここに提供される。本発明の静電チャックの実施形態は、有利には、プロセスチャンバの内部温度を上昇させる必要なしに、基板支持構成要素（たとえば、パック）およびその上に配置された基板をより高い温度まで加熱させることが可能である。窒化プロセスを実行するように構成されたプロセスチャンバ内で本発明の静電チャックが利用される実施形態では、プロセスチャンバの内部温度を上昇させることなくパックをより高い温度で維持することによって、本発明者らは、従来使用される窒素（Ｎ_２）プラズマの代わりにアンモニア（ＮＨ_３）含有プラズマが利用されてもよく、それによってより高密度のプラズマを提供し、したがってより高密度の窒化フィルムを提供することに気付いた。本発明の静電チャックは、有利には、従来使用される基部アセンブリと比較すると、より少ない部品を備え、製造することがより高価でなく、かつ維持することがより容易である基部アセンブリをさらに提供する。

上記は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他のさらなる実施形態を考案してもよい。

Claims (15)

1. 基板を支持するためのパックであって、誘電材料から形成され、パック上に配置されるときに前記基板を静電気的に保持するためにパックの支持表面近傍のパック内に配置されたチャッキング電極を有するパックと、
   前記パックを支持するために基部から延在するリングを有する基部と、
   前記パックと前記基部との間に間隙が形成されるように前記基部の上に前記パックを支持するために前記基部と前記パックとの間に配置されたスペーサであって、前記パックの周辺エッジ近傍で前記パックを支持するスペーサと、
   を備える静電チャック。
2. 前記スペーサがチタンから製造される、請求項１に記載の静電チャック。
3. 前記スペーサが、約０．１０〜約０．１１ｍｍの幅を有するパック支持表面を有する、請求項１に記載の静電チャック。
4. 前記間隙が約１．２５〜約１．５０ｃｍの高さを有する、請求項１に記載の静電チャック。
5. 前記パック内に埋め込まれたヒータ
   をさらに備える、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の静電チャック。
6. 前記ヒータが、複数の独立して制御可能な加熱ゾーンを備える、請求項５に記載の静電チャック。
7. 前記パックの外周エッジの上に配置され、前記パックを前記基部に固定するために前記基部の前記リングに結合されたクランプリング
   をさらに備える、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の静電チャック。
8. 前記クランプリングがチタンから製造される、請求項７に記載の静電チャック。
9. 前記クランプリングを前記基部に結合するための締め具をさらに備え、前記締め具は、前記クランプリングが前記基部から離間された状態を維持する、
   請求項７に記載の静電チャック。
10. 前記基部および前記リングが、アルミニウムまたはステンレス鋼から製造される、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の静電チャック。
11. 前記基部および前記リングが、単一のアルミニウムまたはステンレス鋼片から製造される、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の静電チャック。
12. 前記基部を支持するために前記基部に結合された管と、
    前記パックへ処理資源を送るために前記管内に配置された導管と
    をさらに備える、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の静電チャック。
13. 前記基部を通る冷却剤の流れを可能にするために前記基部内に配置された１つまたは複数の導管
    をさらに備える、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の静電チャック。
14. 前記スペーサが、前記パックと前記リングとの間に配置される、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の静電チャック。
15. 前記パックが前記リングに直接接触しないように、前記スペーサが、前記パックと前記リングとの間に配置される、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の静電チャック。

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