JP2016213456A - 背面ガス供給管を備えた基板ペデスタルモジュールおよびその製造方法 - Google Patents

背面ガス供給管を備えた基板ペデスタルモジュールおよびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】化学蒸着装置またはプラズマ強化化学蒸着装置などの半導体基板処理装置内で半導体基板を処理するための装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】基板ペデスタルモジュール320は、処理中に半導体基板を上に支持するよう構成された上面206を有するセラミック材料製のプラテン205と、プラテンを支持する上側ステムフランジ215を有するセラミック材料製のステム210と、ステムの内部213に配置されたセラミック材料製の背面ガス管250と、を備える。背面ガス管は、プラテンの下面208と上側ステムフランジの上面との間に配置された上側ガス管フランジ253を備え、プラテンの少なくとも1つの背面ガス通路207と流体連通しており、処理中にプラテンの上面に支持される半導体基板の下面の下方の領域に背面ガスを供給するよう構成されている。【選択図】図2

Description

本発明は、半導体基板を処理するための半導体基板処理装置に関し、薄膜を蒸着するよう動作可能なプラズマ強化化学蒸着処理装置で特に利用されうる。
エッチング、物理蒸着(PVD)、化学蒸着(CVD)、プラズマ強化化学蒸着(PECVD)、原子層蒸着(ALD)、プラズマ強化原子層蒸着(PEALD)、パルス蒸着層(PDL)、プラズマ強化パルス蒸着層(PEPDL)、および、レジスト除去などの技術によって半導体基板を処理するために、半導体基板処理装置が利用される。半導体基板処理装置の1つのタイプは、上側電極および下側電極を含む反応チャンバを備えたプラズマ処理装置であり、高周波(RF)電力が電極間に印加されて、反応チャンバ内で半導体基板を処理するために処理ガスをプラズマに励起する。
本明細書には、半導体基板を処理するための半導体基板処理装置が開示されている。半導体基板処理装置は、半導体基板が処理されうる処理領域を備えた真空チャンバと、処理ガスを真空チャンバ内に供給するために真空チャンバと流体連通する処理ガス源と、処理ガス源から真空チャンバの処理領域に供給される処理ガスが通るシャワーヘッドモジュールと、基板ペデスタルモジュールと、を備える。基板ペデスタルモジュールは、処理中に半導体基板を上に支持するよう構成された上面を有するセラミック材料製のプラテンと、プラテンを支持する上側ステムフランジを有するセラミック材料製のステムと、ステムの内部に配置されたセラミック材料製の背面ガス管と、を備える。背面ガス管は、プラテンの下面と上側ステムフランジの上面との間に配置された上側ガス管フランジを備え、プラテンの少なくとも1つの背面ガス通路と流体連通しており、処理中にプラテンの上面に支持される半導体基板の下面の下方の領域に背面ガスを供給するよう構成されている。
また、本明細書には、半導体基板処理装置の基板ペデスタルモジュールが開示されている。基板ペデスタルモジュールは、処理中に半導体基板を上に支持するよう構成された上面を有するプラテンと、プラテンを支持する上側ステムフランジを有するステムと、ステムの内部に配置された背面ガス管と、を備える。背面ガス管は、プラテンの下面と上側ステムフランジの上面との間に配置された上側ガス管フランジを備え、プラテンの少なくとも1つの背面ガス通路と流体連通しており、処理中にプラテンの上面に支持される半導体基板の下面の下方の領域に背面ガスを供給するよう構成されている。
さらに、本明細書には、半導体基板処理装置の基板ペデスタルモジュールを製造する方法が開示されている。基板ペデスタルモジュールを製造する方法は、上側ガス管フランジの上側セラミック面をプラテンの下側セラミック面に対して位置決めする工程と、上側ガス管フランジの上側セラミック面をプラテンの下側セラミック面に拡散結合させて、真空シールを形成する工程と、を備える。
本明細書に開示の実施形態に従って化学蒸着装置の概観を示す概略図。
本明細書に開示の実施形態に従って基板ペデスタルモジュールを示す断面図。
本明細書に開示の実施形態に従って基板ペデスタルモジュールを示す断面図。
以下の詳細な説明では、本明細書に開示された装置および方法の完全な理解を促すために、多くの具体的な実施形態について説明する。ただし、当業者にとって明らかなように、実施形態は、これらの具体的な詳細事項なしに実施されてもよいし、別の要素または処理を用いて実施されてもよい。また、本明細書に開示した実施形態の態様を不必要に不明瞭にしないように、周知の処理、手順、および/または、構成要素については、詳細に説明していない。本明細書で用いられているように「約」という用語は、±10%を意味する。
上述のように、本実施形態は、化学蒸着装置またはプラズマ強化化学蒸着装置などの半導体基板処理装置内で半導体基板を処理するための装置および関連方法を提供する。装置および方法は、特に、処理される半導体基板が約550℃以上(例えば、約550℃から約650℃以上)の温度に加熱される半導体基板の高温処理(高温蒸着処理など)との併用に特に適している。
本明細書に開示された実施形態は、プラズマ強化化学蒸着装置(すなわち、PECVD装置、PEALD装置、または、PEPDL装置)で実施されることが好ましいが、これらに限定されない。図1は、本明細書に開示した実施形態を実施するために構成された様々な半導体基板プラズマ処理装置の構成要素を示す概略ブロック図である。図に示すように、半導体基板プラズマ処理装置300が、処理領域内にプラズマを含むよう機能する真空チャンバ324を備えており、プラズマは、下側RF電極(図示せず)を中に有する基板ペデスタルモジュール320と連動する上側RF電極(図示せず)を中に有するシャワーヘッドモジュール314を備えた容量タイプのシステムによって生成される。プラズマ蒸着処理が真空チャンバ324内で実行されうるように、真空チャンバ324の処理領域に供給された処理ガスをプラズマに励起するために、少なくとも1つのRF発生器が、真空チャンバ324内で半導体基板316の上面の上方の処理領域にRFエネルギを供給するよう動作可能である。例えば、高周波RF発生器302および低周波RF発生器304が各々、整合回路網306に接続されてよく、整合回路網は、RFエネルギが真空チャンバ324内で半導体基板316の上方の処理領域に供給されうるように、シャワーヘッドモジュール314の上側RF電極に接続される。
整合回路網306によって真空チャンバ324の内部に供給されるRFエネルギの電力および周波数は、処理ガスからプラズマを生成するのに十分である。一実施形態では、高周波RF発生器302および低周波RF発生器304の両方が利用され、別の実施形態では、高周波RF発生器302だけが利用される。処理中、高周波RF発生器302は、約2〜100MHzの周波数で動作されてよく;好ましい実施形態では、13.56MHzまたは27MHzで動作されてよい。低周波RF発生器304は、約50kHz〜2MHzで動作されてよく;好ましい実施形態では、350〜600kHzで動作されてよい。プロセスパラメータは、チャンバ体積、基板サイズ、および、その他の要素に基づいて増減されてよい。同様に、処理ガスの流量は、真空チャンバまたは処理領域の空容量に依存しうる。
基板ペデスタルモジュール320の上面が、真空チャンバ324内での処理中に半導体基板316を支持する。基板ペデスタルモジュール320は、半導体基板を保持するチャック、ならびに/もしくは、蒸着および/またはプラズマ処理の前、間、および/または、後に半導体基板を上下させるためのリフトピンを備えてよい。別の実施形態において、基板ペデスタルモジュール320は、蒸着および/またはプラズマ処理の前、間、および/または、後に半導体基板を上下させるキャリヤリングを備えてもよい。チャックは、制電チャック、機械式チャック、または、工業および/または研究に利用できる様々な他のタイプのチャックであってよい。静電チャックを備えた基板ペデスタルモジュールのためのリフトピンアセンブリの詳細については、同一出願人による米国特許第8,840,754号に記載されており、その特許は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。基板ペデスタルモジュールのためのキャリヤリングの詳細については、同一出願人による米国特許第6,860,965号に記載されており、その特許は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。背面ガス供給部341が、処理中に基板ペデスタルモジュール320を通して熱伝導ガスまたはパージガスを半導体基板の下面の下方の領域に供給するよう動作可能である。基板ペデスタルモジュール320は、その中に下側RF電極を備えており、下側RF電極は、処理中に接地されていることが好ましいが、別の実施形態において、下側RF電極は、処理中にRFエネルギを供給されてもよい。
半導体基板プラズマ処理装置300の真空チャンバ324内で半導体基板を処理するために、処理ガスが、処理ガス源362から流入口312およびシャワーヘッド314を介して真空チャンバ324に導入され、処理ガスは、半導体基板の上面上に膜が蒸着されうるようにRFエネルギでプラズマに形成される。一実施形態において、複数のソースガスライン310が、加熱されたマニホルド308に接続されてよい。ガスは、予混合されてもよいし、別個にチャンバへ供給されてもよい。正しいガスが半導体基板処理中にシャワーヘッドモジュール314を通して供給されることを保証するために、適切なバルブ操作およびマスフロー制御メカニズムが利用される。処理中に、背面熱伝導ガスまたはパージガスが、基板ペデスタルモジュール320上に支持された半導体基板の下面の下方の領域に供給される。処理は、化学蒸着処理、プラズマ強化化学蒸着、原子層蒸着処理、プラズマ強化原子層蒸着処理、パルス蒸着層処理、または、プラズマ強化パルス蒸着層処理の内の少なくとも1つであることが好ましい。
特定の実施形態において、システムコントローラ162が、蒸着、蒸着後処理、および/または、その他の処理動作中の処理条件を制御するために用いられる。コントローラ162は、通例、1または複数のメモリデバイスと、1または複数のプロセッサとを備える。プロセッサは、CPUまたはコンピュータ、アナログおよび/またはデジタル入力/出力接続、ステッパモータコントローラボードなどを備えてよい。
特定の実施形態において、コントローラ162は、装置の動作すべてを制御する。システムコントローラ162は、処理動作のタイミング、低周波RF発生器304および高周波RF発生器302の動作の周波数および電力、前駆体および不活性ガスの流量および温度、それらに関連する混合、基板ペデスタルモジュール320の上面上に支持された半導体基板316およびシャワーヘッドモジュール314のプラズマ暴露面の温度、真空チャンバ324の圧力、ならびに、特定の処理のその他のパラメータ、を制御するための命令セットを含むシステム制御ソフトウェアを実行する。コントローラに関連するメモリデバイスに格納された他のコンピュータプログラムが、いくつかの実施形態において用いられてもよい。
通例は、コントローラ162に関連するユーザインターフェースがある。ユーザインターフェースは、表示スクリーン(装置および/または処理条件のグラフィカルソフトウェアディスプレイ)と、ポインティングデバイス、キーボード、タッチスクリーン、マイクなどのユーザ入力デバイスと、を含みうる。
非一時的なコンピュータマシン読み取り可能媒体が、装置の制御のためのプログラム命令を備えうる。処理動作を制御するためのコンピュータプログラムコードは、例えば、アセンブリ言語、C、C++、パスカル、フォートランなど、任意の従来のコンピュータ読み取り可能なプログラミング言語で書かれうる。コンパイルされたオブジェクトコードまたはスクリプトが、プラグラム内に特定されたタスクを実行するために、プロセッサによって実行される。
コントローラパラメータは、例えば、処理工程のタイミング、前駆体および不活性ガスの流量および温度、半導体基板の温度、チャンバの圧力、ならびに、特定の処理のその他のパラメータなどの処理条件に関する。これらのパラメータは、レシピの形態でユーザに提供され、ユーザインターフェースを用いて入力されうる。
処理を監視するための信号が、システムコントローラのアナログおよび/またはデジタル入力接続によって提供されてよい。処理を制御するための信号が、装置のアナログおよびデジタル出力接続で出力される。
システムソフトウェアは、多くの異なる方法で設計または構成されうる。例えば、蒸着処理を実行するのに必要なチャンバ構成要素の動作を制御するために、様々なチャンバ構成要素サブルーチンまたは制御オブジェクトが書かれてよい。この目的のためのプログラムまたはプログラムセクションの例は、処理工程の基板のタイミングのためのコード、前駆体および不活性ガスの流量および温度のためのコード、ならびに、真空チャンバ324の圧力のためのコードを含む。
図2および図3は、本明細書に開示した実施形態に従って、基板ペデスタルモジュール320を示す断面図である。図2および図3に示すように、基板ペデスタルモジュール320は、半導体基板の処理中に半導体基板を支持する上面206を有するセラミック材料製のプラテン205を備える。セラミック材料製のステム210が、プラテン205の下面208から下向きに伸びており、ここで、ステム210は、プラテン205を支持する上側ステムフランジ215と、基板ペデスタルモジュール320が半導体基板処理装置の真空チャンバ内に支持されうるようにベースまたはアダプタ(図示せず)に取り付けられうる下側ステムフランジ220と、を備える。基板ペデスタルモジュール320をアルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属材料ではなくセラミック材料から作ることにより、基板ペデスタルモジュール320は、高温基板処理中に到達する高温(約550℃を超える温度または約650℃を超える温度など)に耐えることができる。
基板ペデスタルモジュール320は、ステム210の内部213に配置されたセラミック製の背面ガス管250を備える。一実施形態において、背面ガス管250は、ステム210の内部213の中で中心に配置されている。別の実施形態において、背面ガス管250は、ステム210の内部213の中で中心を外れて配置されている。背面ガス管250は、プラテン205の下面208と上側ステムフランジ215の上面との間に配置された上側ガス管フランジ253を備える。背面ガス管250は、背面ガスが処理中に背面ガス管250および背面ガス通路207を通ってプラテン205の上面206上に支持された半導体基板の下面の下方の領域に供給されうるように、プラテン205の少なくとも1つの背面ガス通路207と流体連通している。一実施形態において、上側ステムフランジ215の外径および上側ガス管フランジ253の外径は、プラテン205の外径に等しいか、または、ほぼ等しくてよい。上側ステムフランジ215の外径および上側ガス管フランジ253の外径は、プラテン205の外径よりも小さいことが好ましい。上側ステムフランジ215の外径、上側ガス管フランジ253の外径、および、ステム210の外径、ならびに、ステム210壁の厚さは、処理中に大気圧に維持されるステム210の内部213が、内部213に配置された電気接続を収容すると共に、ステム210の周りの真空圧とステム210の内部213の大気圧との間の圧力差に耐えうるように選択される。上側ガス管フランジ253の外周は、プラテン205の外径の1/4以下の半径上に位置することが好ましい。
プラテン205内には、少なくとも1つの静電クランプ電極209が埋め込まれてよく、少なくとも1つの静電クランプ電極209は、処理中にプラテン205の上面206上に半導体基板を静電的にクランプするよう動作可能である。図2に示すように、プラテン205は、さらに、半導体基板の処理中に接地されてもRF電力を供給されてもよい下側RF電極265を備えてもよい。図3に示すように、プラテン205は、静電クランプ電極およびRF電極の両方として機能する単一電極209aのみを埋め込まれていることが好ましい。図2および図3に戻ると、プラテン205には、プラテン205の上面206全体の温度を制御することにより処理中に半導体基板全体の温度を制御するよう動作可能な少なくとも1つのヒータ260を埋め込まれてもよい。少なくとも1つのヒータ260は、電気抵抗ヒータ膜ならびに/もしくは1または複数の熱電モジュールを含みうる。少なくとも1つの静電クランプ電極209、少なくとも1つのヒータ260、単一電極209a、および/または、下側RF電極265への電気接続は、ステム210の内部213に配置されており、それぞれの少なくとも1つの静電クランプ電極209、少なくとも1つのヒータ260、単一電極209a、および/または、下側RF電極265と電気接続するプラテン205に形成された電気接点(図示せず)にそれぞれ接続されうるように、上側ガス管フランジ253にあるそれぞれの開口部251を通して伸びる。このように、少なくとも1つの静電クランプ電極209、少なくとも1つのヒータ260、単一電極209a、および/または、下側RF電極265は、半導体基板の処理中に電力供給されうる。
一実施形態において、プラテン205は、互いに拡散結合された異なる複数の層を備えてよく、ここで、少なくとも1つの静電クランプ電極209、下側RF電極265(または単一電極209a)、および、少なくとも1つのヒータ260は、プラテン205の異なる層の間に挟まれうる。プラテン205の上面206は、中に形成されたメサパターン206aを備えることが好ましく、ここで、半導体基板の下面は、メサパターン206a上に支持され、背面パージガスまたは背面熱伝導ガスが、メサパターン206aのメサの間の半導体基板の下方の領域に供給されうる。メサパターンおよびメサパターン形成方法の実施形態の例は、同一出願人による米国特許第7,869,184号に記載されており、その特許は、これによりその全体が本明細書に組み込まれる。
プラテン205、ステム210、および、背面ガス管250の露出面は、プラテン205、ステム210、および/または、背面ガス管250が処理条件にさらされた時に、処理中に基板汚染につながらないことが好ましいセラミック材料で製造される。プラテン205、ステム210、および/または、背面ガス管250の露出面は、窒化アルミニウムで形成されることが好ましい。ステム210の内部213と、基板ペデスタルモジュール320が配置された真空チャンバとの間に真空シールを形成するために、上側ガス管フランジ253の上面は、プラテン205の下面208に拡散結合されていることが好ましく、上側ガス管フランジ253の下面は、上側ステムフランジ215の上面に拡散結合されていることが好ましい。上側ガス管フランジ253の上面とプラテン205の下面208との間の接触面積は、上側ガス管フランジ253の下面と上側ステムフランジ215の上面との間の接触面積とほぼ等しいことが好ましい。上側ガス管フランジ253の上面とプラテン205の下面208との間の接触面積は、上側ガス管フランジ253の下面と上側ステムフランジ215の上面との間の接触面積と等しいことがより好ましい。図2は、基板ペデスタルモジュール320の一実施形態を示しており、上側ガス管フランジ253の上面とプラテン205の下面208との間の接触面積は、上側ガス管フランジ253の下面と上側ステムフランジ215の上面との間の接触面積と等しい。この実施形態では、ギャップ230が、上側ガス管フランジ253の一部とプラテン205の下面208との間に形成されている。別の実施形態では、図3に示すように、基板ペデスタルモジュール320は、上側ガス管フランジ253の上面とプラテン205の下面208との間にギャップがないように形成されてもよい。
さらに、本明細書では、基板ペデスタルモジュール320を製造する方法が開示されている。基板ペデスタルモジュール320を製造する方法は、プラテン205の下側セラミック面208に対して上側ガス管フランジ253の上側セラミック面を位置決めする工程を含む。上側ガス管フランジ253の上側セラミック面は、プラテン205の下側セラミック面208に拡散結合される。一実施形態では、上側ステムフランジ215の上側セラミック面が、同時に、上側ガス管フランジ253の下側セラミック面に対して位置決めされ、ここで、上側ガス管フランジ253の上側セラミック面は、プラテン205の下側セラミック面に同時に拡散結合され、上側ステムフランジ215の上側セラミック面は、上側ガス管フランジ253の下側セラミック面に拡散結合される。上側ステムフランジ215の上側セラミック面を上側ガス管フランジ253の下側セラミック面に、そして、上側ガス管フランジ253の上側セラミック面をプラテン205の下側セラミック面に、同時に拡散結合するために、上側ステムフランジ215の上側セラミック面と上側ガス管フランジ253の下側セラミック面との間の接触面積、および、上側ガス管フランジ253の上側セラミック面とプラテン205の下側セラミック面208との間の接触面積は、互いに拡散結合されるセラミック面が真空シールを形成するように、等しいかまたはほぼ等しい。このように、プラテン205、ステム210、および、背面ガス管250は、一回の拡散結合処理で一体的に結合されうる。
別の実施形態において、上側ガス管フランジ253の上側セラミック面とプラテン205の下側セラミック面208との間の接触面積が、上側ガス管フランジ253の下側セラミック面と上側ステムフランジ215の上側セラミック面との間の接触面積と等しくない場合には、最初に、上側ガス管フランジ253の上側セラミック面がプラテン205の下側セラミック面208に拡散結合され、続いて、上側ステムフランジ215の上側セラミック面が上側ガス管フランジ253の下側セラミック面に結合される。
具体的な実施形態を参照しつつ、半導体基板処理装置の基板ペデスタルモジュールについて詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく、様々な変更および変形を行い、等価物を用いることが可能であることは、当業者にとって明らかである。

Claims (20)

  1. 半導体基板を処理するための半導体基板処理装置であって、
    半導体基板が処理されうる処理領域を備えた真空チャンバと、
    処理ガスを前記真空チャンバ内に供給するために前記真空チャンバと流体連通する処理ガス源と、
    前記処理ガス源から前記真空チャンバの前記処理領域に供給される処理ガスが通るシャワーヘッドモジュールと、
    処理中に半導体基板を上に支持するよう構成された上面を有するセラミック材料製のプラテン、前記プラテンを支持する上側ステムフランジを有するセラミック材料製のステム、および、前記ステムの内部に配置されたセラミック材料製の背面ガス管、を備えた基板ペデスタルモジュールであって、前記背面ガス管は、前記プラテンの下面と前記上側ステムフランジの上面との間に配置された上側ガス管フランジを備え、前記プラテンの少なくとも1つの背面ガス通路と流体連通しており、処理中に前記プラテンの前記上面に支持される半導体基板の下面の下方の領域に背面ガスを供給するよう構成されている、基板ペデスタルモジュールと、
    を備える、半導体基板処理装置。
  2. 請求項1に記載の半導体基板処理装置であって、前記半導体基板処理装置は、
    (a)前記処理領域内で前記処理ガスをプラズマ状態に励起するよう適合されたRFエネルギ源、
    (b)前記半導体基板処理装置によって実行される処理を制御するよう構成された制御システム、および/または、
    (c)前記半導体基板処理装置の制御のためのプログラム命令を備えた非一時的なコンピュータマシン読み取り可能媒体、を備える、半導体基板処理装置。
  3. 請求項1に記載の半導体基板処理装置であって、前記ステムの前記内部と前記真空チャンバとの間に真空シールを形成するために、前記上側ガス管フランジの上面が前記プラテンの下面に拡散結合され、前記上側ガス管フランジの下面が前記上側ステムフランジの上面に拡散結合されている、半導体基板処理装置。
  4. 請求項1に記載の半導体基板処理装置であって、前記上側ガス管フランジの前記上面と前記プラテンの前記下面との間の接触面積は、前記上側ガス管フランジの前記下面と前記上側ステムフランジの前記上面との間の接触面積とほぼ等しい、半導体基板処理装置。
  5. 請求項1に記載の半導体基板処理装置であって、前記ガス管フランジの一部と前記プラテンの前記下面との間にギャップが形成されている、または、前記上側ガス管フランジの前記上面と前記プラテンの前記下面との間にギャップがない、半導体基板処理装置。
  6. 請求項1に記載の半導体基板処理装置であって、
    (a)前記背面ガス管、前記プラテン、および/または、前記ステムは、窒化アルミニウムで形成されている、
    (b)前記背面ガス管は、少なくとも1つのそれぞれの電気接続が前記上側ガス管フランジを通して伸びることができるように、前記上側ガス管フランジに少なくとも1つの開口部を備えている、
    (c)前記背面ガス管は、前記ステムの前記内部の中で中心に配置されるか、または、前記背面ガス管は、前記ステムの前記内部の中で中心を外れて配置されている、および/または、
    (d)前記半導体基板処理装置は、化学蒸着装置、プラズマ強化化学蒸着装置、原子層蒸着装置、プラズマ強化原子層蒸着装置、パルス蒸着層装置、または、プラズマ強化パルス蒸着層装置である、半導体基板処理装置。
  7. 請求項1に記載の半導体基板処理装置であって、前記基板ペデスタルモジュールは、さらに、
    (a)前記プラテンに埋め込まれた少なくとも1つの静電ランプ電極、
    (b)前記プラテンに埋め込まれた下側RF電極、
    (c)前記プラテンに埋め込まれた少なくとも1つのヒータ、
    (d)前記プラテンの前記上面に対して半導体基板を上下させるよう構成された複数のリフトピン、
    (e)前記プラテンの前記上面に形成されたメサパターン、
    (f)前記プラテンの前記上面に対して半導体基板を上下させるよう構成されたキャリヤリング、または、
    (g)静電クランプ電極およびRF電極として機能するよう動作可能な埋め込みの単一電極、を備える、半導体基板処理装置。
  8. 請求項1に記載の半導体基板処理装置であって、さらに、背面ガスが、処理中に前記プラテンの前記上面に支持される半導体基板の下面の下方の前記領域に供給されうるように、前記プラテンの前記少なくとも1つの背面ガス通路と流体連通する前記背面ガス管を通して背面ガスを供給するよう動作可能な背面ガス供給部を備える、半導体基板処理装置。
  9. 請求項1に記載の半導体基板処理装置であって、前記上側ガス管フランジの外周は、前記プラテンの外径の1/4以下の半径上に位置する、半導体基板処理装置。
  10. 半導体基板処理装置の基板ペデスタルモジュールであって、前記基板ペデスタルモジュールは、
    処理中に半導体基板を上に支持するよう構成された上面を有するセラミック材料製のプラテンと、
    前記プラテンを支持する上側ステムフランジを有するセラミック材料製のステムと、
    前記ステムの内部に配置されたセラミック材料製の背面ガス管であって、前記背面ガス管は、前記プラテンの下面と前記上側ステムフランジの上面との間に配置された上側ガス管フランジを備え、前記プラテンの少なくとも1つの背面ガス通路と流体連通しており、処理中に前記プラテンの前記上面上に支持される半導体基板の下面の下方の領域に背面ガスを供給するよう構成されている、背面ガス管と、
    を備える、基板ペデスタルモジュール。
  11. 請求項10に記載の半導体基板処理装置であって、真空シールを形成するために、前記上側ガス管フランジの上面が前記プラテンの下面に拡散結合され、前記上側ガス管フランジの下面が前記上側ステムフランジの上面に拡散結合されている、半導体基板処理装置。
  12. 請求項11に記載の半導体基板処理装置であって、前記上側ガス管フランジの前記上面と前記プラテンの前記下面との間の接触面積は、前記上側ガス管フランジの前記下面と前記上側ステムフランジの前記上面との間の接触面積とほぼ等しい、半導体基板処理装置。
  13. 請求項10に記載の半導体基板処理装置であって、前記上側ガス管フランジの一部と前記プラテンの前記下面との間にギャップが形成されている、または、前記上側ガス管フランジの前記上面と前記プラテンの前記下面との間にギャップがない、半導体基板処理装置。
  14. 請求項10に記載の半導体基板処理装置であって、
    (a)前記背面ガス管、前記プラテン、および/または、前記ステムは、窒化アルミニウムで形成されている、
    (b)前記背面ガス管は、少なくとも1つのそれぞれの電気接続が前記上側ガス管フランジを通して伸びることができるように、前記上側ガス管フランジに少なくとも1つの開口部を備えている、および/または、
    (c)前記背面ガス管は、前記ステムの前記内部の中で中心に配置されるか、または、前記背面ガス管は、前記ステムの前記内部の中で中心を外れて配置されている、半導体基板処理装置。
  15. 請求項10に記載の半導体基板処理装置であって、前記基板ペデスタルモジュールは、さらに、
    (a)前記プラテンに埋め込まれた少なくとも1つの静電ランプ電極、
    (b)前記プラテンに埋め込まれた下側RF電極、
    (c)前記プラテンに埋め込まれた少なくとも1つのヒータ、
    (d)前記プラテンの前記上面に対して半導体基板を上下させるよう構成された複数のリフトピン、
    (e)前記プラテンの前記上面に形成されたメサパターン、
    (f)前記プラテンの前記上面に対して半導体基板を上下させるよう構成されたキャリヤリング、または、
    (g)静電クランプ電極およびRF電極として機能するよう動作可能な埋め込みの単一電極、を備える、半導体基板処理装置。
  16. 半導体基板処理装置の基板ペデスタルモジュールを製造する方法であって、
    上側ガス管フランジの上側セラミック面をプラテンの下側セラミック面に対して位置決めする工程と、
    前記上側ガス管フランジの前記上側セラミック面を前記プラテンの前記下側セラミック面に拡散結合させて、真空シールを形成する工程と、
    を備える、方法。
  17. 請求項16に記載の方法であって、さらに、
    上側ステムフランジの上側セラミック面を前記上側ガス管フランジの下側セラミック面に対して位置決めする工程と、
    前記上側ガス管フランジの前記上側セラミック面を前記プラテンの前記下側セラミック面に、かつ、前記上側ステムフランジの前記上側セラミック面を前記上側ガス管フランジの前記下側セラミック面に、同時に拡散接合させて、真空シールを形成する工程、または、前記上側ガス管フランジの前記上側セラミック面が前記プラテンの前記下側セラミック面に拡散接合された後に、前記上側ステムフランジの前記上側セラミック面を前記上側ガス管フランジの前記下側セラミック面に拡散接合させて、真空シールを形成する工程と、
    を備える、方法。
  18. 請求項1に記載の半導体基板処理装置で半導体基板を処理する方法であって、
    前記処理ガス源から前記処理領域に前記処理ガスを供給する工程と、
    前記プラテンの前記上面に支持された半導体基板を処理する工程と、
    を備える、方法。
  19. 請求項18に記載の方法であって、さらに、処理集中に、前記背面ガス管を通して、前記プラテンの前記上面に支持された半導体基板の下面の下方の領域に、背面熱伝導ガスまたはパージガスを供給する工程を備える、方法。
  20. 請求項18に記載の方法であって、前記処理は、化学蒸着、プラズマ強化化学蒸着、原子層蒸着、プラズマ強化原子層蒸着、パルス蒸着層、および/または、プラズマ強化パルス蒸着層の内の少なくとも1つである、方法。
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