JP2017216441A - 静電チャック接合のための永久二次浸食封じ込め - Google Patents

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Abstract

【課題】プラズマに対して、基板支持体の接着層を保護するための基板処理システムおよび方法を提供する。【解決手段】基板処理システムにおける基板支持体２００は、ベースプレート２０８と、セラミック層２０４と、接着層２１２と、を有する。セラミック層２０４は、基板を支持するためにベースプレート２０８上に配置される。セラミック層及びベースプレートの外緑の周りには、エッジリングが配置される。接着層２１２は、セラミック層２０４とベースプレート２０８との間に配置される。セラミック層２０４とベースプレート２０８との間で、接着層２１２の外周縁の周りにシール２２０が配置される。シールは、接着層に隣接して形成された内側層２２４と、内側層２２４に隣接して形成された外側層２２８と、を含む。内側層２２４は可撓性ポリマ材料を含み、外側層２２８は耐プラズマ性の高い材料を含む。【選択図】図２Ａ

Description

本開示は、基板処理システムに関し、より具体的には、基板支持体の接着層を保護するためのシステムおよび方法に関するものである。
ここで提示する背景説明は、本開示の文脈について概説する目的のものである。本項の背景技術で記載している範囲の本願の記名発明者らの成果、ならびに記載がなければ出願時の先行技術と認められないような記載の態様は、明示的にも黙示的にも、本開示の先行技術として認めるものではない。
基板処理システムは、半導体ウェハのような基板を処理するために用いられることがある。基板上で実施され得るプロセスの例として、限定するものではないが、化学気相成長（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、導体エッチング、および／または他のエッチング、堆積、または洗浄プロセスが含まれる。基板は、基板処理システムの処理チェンバ内で、ペデスタル、静電チャック（ＥＳＣ）などのような基板支持体上に配置され得る。エッチングの際には、１種以上の前駆体を含むガス混合物を処理チェンバ内に導入して、化学反応を起こすためにプラズマを用いることがある。
ＥＳＣのような基板支持体は、ウェハを支持するために配置されたセラミック層を有し得る。例えば、ウェハは、処理中はセラミック層にクランプされることがある。セラミック層は、接着材料を用いて基板支持体のベースプレートに接合され得る。ベースプレートは、冷却されるアルミニウムベースプレートを含み得る。例えば、接着材料または接着剤は、フィラー含有シリコーン、エポキシマトリックス材料などを含み得る。フィラーは、金属酸化物粒子を含み得る。接着剤およびフィラーの化学組成は、処理チェンバの不測の汚染を防ぐように選択され得る。さらに、接着剤の総括伝熱係数は、接着剤およびフィラーを介したセラミック層からベースプレートへの熱輸送を最適化するように選択される。総括伝熱係数は、例えば、熱伝導率ｋ、熱伝達率（Ｗ／ｍ−Ｋ）、接着厚さなどに対応し得る。例えば、接着剤の成分、分量などは、熱輸送を最適化するように調整され得る。
基板処理システムにおける基板支持体は、ベースプレートと、セラミック層と、接着層と、を有する。セラミック層は、基板を支持するためにベースプレート上に配置される。接着層は、セラミック層とベースプレートとの間に配置される。セラミック層とベースプレートとの間で、接着層の外周縁の周りにシールが配置される。シールは、接着層に隣接して形成された内側層と、内側層に隣接して形成された外側層と、を含み、内側層は、外側層と接着層との間にある。内側層は第１の材料を含み、外側層は第２の材料を含む。
方法は、基板処理システムにおいて基板支持体のベースプレートの上に、基板を支持するためのセラミック層を配置することと、セラミック層とベースプレートとの間に接着層を配置することと、セラミック層とベースプレートとの間で接着層の外周縁の周りにシールを配置することと、を含む。シールは、接着層に隣接して形成された内側層と、内側層に隣接して形成された外側層と、を含み、内側層は、外側層と接着層との間にある。内側層は第１の材料を含み、外側層は第２の材料を含む。
本開示のさらなる適用可能分野は、詳細な説明、請求項、および図面から明らかになるであろう。詳細な説明および具体例は、単なる例示目的のものにすぎず、本開示の範囲を限定するものではない。
本開示は、詳細な説明および添付の図面から、より良く理解されるであろう。
本開示の原理による、基板支持体を備えた例示的な基板処理システムの機能ブロック図である。
本開示の原理による、基板支持体のための、内側層および外側層を含む例示的な保護シールである。
本開示の原理による、基板支持体のための、内側層および外側層を含む他の例示的な保護シールである。
本開示の原理による、保護シールを提供するための例示的な方法である。
図面では、類似および／または同等の要素を示すために、参照番号を繰り返し用いている場合がある。
基板処理システムの処理チェンバ内の静電チャック（ＥＳＣ）のような基板支持体は、導電性ベースプレートに接合されたセラミック層を有し得る。セラミック層は、接着材料、フィラー、などを含む接着剤を用いてベースプレートに接合され得る。接着剤は、基板支持体の外縁において、チェンバ内のラジカル、イオン、反応種などを含むプラズマに暴露されることがある。プラズマに暴露されることで、接着剤のいくつかの部分が経時的な浸食（すなわち、摩耗）を受けることがある。そのような摩耗によって、化学種および他の物質（例えば、接着剤、フィラーなどの粒子）が処理チェンバの反応空間に入り込むことが可能となる場合があり、基板処理に悪影響を及ぼし得る。
種々の基板支持体で、摩耗を最小限に抑えるように接着剤を選択するため、接着剤などを保護することで摩耗および処理チェンバで発生し得る汚染を防ぐために、１つ以上の技術を実施している場合がある。第１の例では、基板支持体は、セラミック層をベースプレートに装着するために、接着剤の摩耗を防ぐための追加的な技術を実施することなく、接着剤のみを有し得ることで、基板処理中に接着剤が直接的かつ即時的に浸食される可能性がある。
第２の例では、基板支持体は、接着剤を保護するとともにプラズマへの接着剤の暴露を防ぐために配置された超高純度の高弾性率エポキシ層を有し得る。一般的には、そのようなエポキシ層は、現場交換可能ではない。ところが、エポキシ層は、柔軟性が比較的低く、基板支持体の温度変化によって、接着剤に経時的な亀裂および／または剥離が生じることがあり、酸素プラズマおよびフッ素プラズマケミストリで高い浸食速度を受ける。従って、セラミック層とエポキシ層との間、および／またはベースプレートとエポキシ層との間の亀裂によって、エポキシ層の裏側で接着剤が浸食される可能性が生じ得る。
第３の例では、基板支持体は、接着剤を保護するために配置されたパーフルオロエラストマシール（例えば、「Ｅシール」）を有し得る。ところが、Ｅシールは、摩耗が比較的早く進行し、交換が困難かつ高コストであり、それでもプラズマに対して完璧なシールは得られない。従って、Ｅシールでは、Ｅシールの裏側で接着剤が徐々に浸食されることを防げない。
第４の例では、基板支持体は、単なる例として、パーフルオロエラストマコア、シリコーンコアなどのような、低弾性率材料を含むコアを有するテフロン（登録商標、以下同じ）Ｏリングを備え得る。テフロンは、第３の例のＥシールと比較して向上した耐摩耗性が得られるものの、テフロンＯリングによって提供されるシールは、効果が劣る。例えば、より低温では、材料収縮によってテフロンＯリングの圧縮は減少する。従って、テフロンＯリングの裏側で接着剤の摩耗はやはり発生する。
第５の例では、基板支持体（本例では、誘電体ＥＳＣ）は、接着剤を保護するために配置された低弾性率の純シリコーン層を有し得る。シリコーン層は、（例えば、第２の例のエポキシ層と比較して）柔軟性が高く、このため、温度サイクリングによる剥離は生じない。ところが、シリコーン層は、一般的に、ある種のプラズマケミストリに直接暴露されたときの浸食の進行が早く、また、現場交換可能ではない。
従って、上述のような種々の基板支持体では、接着剤の周りで（例えば、テフロンＯリングのみを用いて）劣るシール効果を提供しつつ耐摩耗性を最大にする保護シール、（例えば、純シリコーンシールを用いて）低下した耐摩耗性を提供しつつシール効果を最大にする保護シール、耐摩耗性を犠牲にしてシール効果を向上させた保護シール、またはシール効果を犠牲にして耐摩耗性を向上させた保護シール、を実現し得る。
本開示の原理によるシステムおよび方法では、セラミック層とベースプレートとの間で接着剤を保護するために、異なる特性を有する２つ以上の保護層を含む保護シールを実現する。例えば、保護シールは、外側層および内側層を有し得る。外側層および内側層はそれぞれ環状であってよい。外側層は、取り外し可能かつ交換可能なＯリングまたはシールに相当する。外側層は、内側層よりも高い耐プラズマ性を有するが、処理チェンバと接着剤との間に完璧なハーメチックシールを提供しない場合がある。一方、内側層は、永久的または半永久的な柔軟層に相当する。例えば、内側層は、純シリコーン接着剤のような無充填ポリマを含む。従って、処理チェンバと内側層との間に外側層が配置されていることで、第２の層は、処理チェンバ内の反応種に暴露されることは比較的少ないが、処理チェンバと接着剤との間のハーメチックシールを提供する。このように、外側層は、処理チェンバ内のプラズマへの暴露から内側層を保護し、内側層は、処理チェンバから接着剤を封止する。内側層と外側層のそれぞれの材料は、同じものであっても、または異なるものであってもよい。
一例では、セラミック層は、フィラー含有ポリマのような接着材料を用いてベースプレートに接合される。例えば、シリコーン、エポキシなどのような高純度の可撓性ポリマ材料で構成される内側層を、接着剤の周りに塗布して、その場（in situ）で硬化させる。いくつかの例において、接着剤は、接着材料を完全に硬化させて、または完全には硬化させることなく、塗布される場合がある。内側層の厚さは、基板支持体の半径と比較して著しく小さくてよい。例えば、基板支持体が１５０〜１７５ｍｍの半径を有する場合に、内側層の厚さは、約１ｍｍであり得る。従って、内側層は、比較的低いｋ値を有し、基板支持体を通した熱輸送に大きな影響を及ぼすことはない。例えば、シリコーンの場合、ｋ値は、約０．２Ｗ／ｍ−Ｋであり得る。内側層の厚さおよび形状は、外側層との適切な接触界面が得られるように、アプリケータおよび／または硬化後機械加工によって制御することができる。
いくつかの例では、外側層は、パーフルオロエラストマコア（または他の適切な低弾性率材料で構成されたコア）をオプションとして有するテフロンＯリングを含む。外側層は、セラミック層とベースプレートとの間で圧縮される。例えば、外側層は、接着剤および内側層を完全に硬化および処理した後に、装着してよい。
このように、内側層および外側層を有する保護シールによって、多様な接着材料とフィラーケミストリが許容されるとともに、熱均一性に及ぼす付加的な影響は最小限に抑えられる。外側層は、外部（ex situ）で交換および／または修理調整してよく、１０，０００バイアスＲＦ時間以上の寿命を有し得る。一方、内側層は、接着剤と処理チェンバとの間のシール効果を最大にしつつ、処理チェンバ内のプラズマに暴露されることは比較的少なく、外側層の数回の交換サイクルにわたって顕著な摩耗を受けることはない。従って、接着剤の材料（例えば、シリコーン接着剤の窒化ホウ素フィラー）によって処理チェンバが汚染されるリスクが大幅に低減される。
ここで図１を参照すると、例示的な基板処理システム１００を示している。単なる例として、基板処理システム１００は、ＲＦプラズマを用いたエッチングおよび／または他の適切な基板処理を実施するために使用されることがある。基板処理システム１００は、処理チェンバ１０２を備え、これは、基板処理チェンバ１００の他の構成部材を包囲するとともに、ＲＦプラズマを格納する。基板処理チェンバ１００は、上部電極１０４と、静電チャック（ＥＳＣ）のような基板支持体１０６と、を備える。動作時には、基板１０８が、基板支持体１０６上に配置される。特定の基板処理システム１００およびチェンバ１０２を一例として示しているが、本開示の原理は、その場（in situ）でプラズマを生成する基板処理システム、（例えば、マイクロ波管を用いて）リモートプラズマを生成および供給する基板処理システムなど、他のタイプの基板処理システムおよびチェンバに適用してもよい。
単なる例として、上部電極１０４は、処理ガスを導入および分配するシャワーヘッド１０９を含み得る。シャワーヘッド１０９は、一端で処理チェンバの天面に接続されたステム部を有し得る。ベース部は、略円筒状であって、処理チェンバの天面から離間した位置で、ステム部の反対端から径方向外向きに広がっている。シャワーヘッドのベース部の基板対向面または表板は、処理ガスまたはパージガスが流出する複数の孔を有する。あるいは、上部電極１０４は、導電板を有するものであってよく、処理ガスは、別の手段で導入され得る。
基板支持体１０６は、下部電極として機能する導電性ベースプレート１１０を含む。いくつかの例では、ベースプレート１１０は、マルチゾーンのセラミック加熱プレートに相当し得る加熱プレート１１２（例えば、セラミック層）を支持し得る。加熱プレート１１２とベースプレート１１０との間に、熱抵抗層１１４（例えば、接着層）を配置してよい。ベースプレート１１０は、ベースプレート１１０にクーラントを流すための１つ以上のクーラント流路１１６を有し得る。
ＲＦ発生システム１２０は、ＲＦ電圧を発生させて、上部電極１０４および下部電極（例えば、基板支持体１０６のベースプレート１１０）のうちの一方に出力する。上部電極１０４およびベースプレート１１０のうちの他方は、ＤＣ接地、ＡＣ接地、またはフローティングさせてよい。単なる例として、ＲＦ発生システム１２０は、整合・配電ネットワーク１２４によって上部電極１０４またはベースプレート１１０に供給されるＲＦ電圧を発生させるＲＦ電圧発生器１２２を有し得る。他の例では、プラズマは、誘導生成またはリモート生成されてよい。例示目的で示しているように、ＲＦ発生システム１２０は、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）システムに相当するが、本開示の原理は、単なる例として、トランス結合プラズマ（ＴＣＰ）システム、ＣＣＰ陰極システム、リモートマイクロ波プラズマ発生・供給システムなど、他の適切なシステムで実現してもよい。
ガス供給システム１３０は、１つ以上のガス源１３２−１，１３２−２，．．．，１３２−Ｎ（総称して、ガス源１３２）を有し、ここで、Ｎは、ゼロよりも大きい整数である。ガス源は、１種以上の前駆体およびそれらの混合物を供給する。また、ガス源は、パージガスを供給してもよい。気化させた前駆体を用いてもよい。ガス源１３２は、弁１３４−１，１３４−２，．．．，１３４−Ｎ（総称して、弁１３４）およびマスフローコントローラ１３６−１，１３６−２，．．．，１３６−Ｎ（総称して、マスフローコントローラ１３６）によって、マニホールド１４０に接続されている。マニホールド１４０の出力は、処理チェンバ１０２に供給される。単なる例として、マニホールド１４０の出力は、シャワーヘッド１０９に供給される。
加熱プレート１１２内に配置された熱制御素子（ＴＣＥ）１４４のような複数の加熱素子に、温度コントローラ１４２を接続してよい。例えば、加熱素子１４４は、限定するものではないが、マルチゾーン加熱プレートの個々のゾーンに対応するマクロ加熱素子、および／またはマルチゾーン加熱プレートの複数のゾーンにわたって配置されるマイクロ加熱素子アレイを含み得る。温度コントローラ１４２は、基板支持体１０６および基板１０８の温度を制御するように、複数の加熱素子１４４を制御するために用いてよい。本開示の原理による加熱素子１４４の各々は、より詳細に以下で記載するように、正のＴＣＲを有する第１の材料と、負のＴＣＲを有する第２の材料と、を含む。
温度コントローラ１４２は、流路１１６におけるクーラントの流れを制御するために、クーラントアセンブリ１４６と連携し得る。例えば、クーラントアセンブリ１４６は、クーラントポンプおよび貯留槽を含み得る。温度コントローラ１４２は、基板支持体１０６を冷却するために、クーラントを流路１１６に選択的に流すようにクーラントアセンブリ１４６を操作する。
処理チェンバ１０２から反応物を排出させるために、弁１５０およびポンプ１５２を用いてよい。基板処理システム１００のコンポーネントを制御するために、システムコントローラ１６０を用いてよい。基板支持体１０６上に基板を受け渡し、基板支持体１０６から基板を取り外すために、ロボット１７０を用いてよい。例えば、ロボット１７０は、基板支持体１０６とロードロック１７２との間で基板を移送し得る。温度コントローラ１４２は、別個のコントローラとして示しているが、システムコントローラ１６０内に実装してもよい。
本開示の原理による基板支持体１０６は、（以下で、より詳細に図示および記載する）外側層と内側層とを有する保護シール１７６を備える。保護シール１７６は、接着層１１４と、基板支持体１０６のエッジリング１８０との間に配置され得る。
次に図２Ａおよび２Ｂを参照すると、例示的な基板支持体２００の一部を示している。基板支持体２００は、ベースプレート２０８上に配置されたセラミック層２０４を有する。いくつかの例では、セラミック層２０４は、加熱層として構成されたセラミックプレート（例えば、加熱素子が埋め込まれたセラミックプレート）に相当し得る。セラミック層２０４とベースプレート２０８との間に、接着層２１２が設けられる。セラミック層２０４およびベースプレート２０８の外縁の周りに、エッジリング２１６を配置してよい。
基板支持体２００は、セラミック層２０４とベースプレート２０８との間で接着層２１２の周縁の周りに設けられた保護シール２２０を有する。シール２２０は、内側層２２４および外側層２２８を含む。内側層２２４は、永久的または半永久的な（例えば、容易に取り外すことができない）エポキシなどの可撓性ポリマ材料を含む。単なる例として、内側層２２４は、純シリコーン接着剤のような無充填ポリマを含み得る。例えば、内側層２２４は、接着層２１２の周縁の周りに塗布されて、硬化される。一例では、内側層２２４は、その場（in situ）で（すなわち、処理チェンバ内で）硬化される。内側層２２４は、接着層２１２と処理チェンバとの間の完全なシールを形成するように、セラミック層２０４とベースプレート２０８のそれぞれに接合される。図示のように、内側層２２４は、接着層２１２に直接隣接かつ接触して配置されることで、接着層２１２に付着し得る。他の例では、内側層２２４は、接着層２１２から離間していてもよいが、それでも接着層２１２と処理チェンバとの間の完璧なシールを提供する。
外側層２２８は、取り外し可能かつ交換可能なＯリングまたはシールを含む。いくつかの例では、外側層２２８は、まず最初に外側層２２４へのアクセスを得るためにエッジリング２１６を取り外した後に、その場（in situ）で容易に取り外しおよび交換されるように構成されている。他の例では、外側層２２８の交換は、基板支持体２００を処理チェンバから取り外すことによって、容易となり得る。外側層２２８は、テフロンのような耐プラズマ性の高い材料を含むが、それでも弾性および耐圧縮永久ひずみ性も有する。外側層２２８の材料は、様々なプラズマケミストリに対して耐浸食性を有するように選択してよく、さらに／または特定のプラズマケミストリに対して耐浸食性を有するように選択してよい。他の材料の例として、純シリコーン、純フルオロエラストマ（例えば、フッ素系架橋アルカリ）、低弾性率または可撓性のフッ素化エポキシ、他の可撓性エポキシ、フッ素化シリコーンなどが含まれるが、ただし、これらに限定されない。
外側層２２８は、セラミック層２０４とベースプレート２１２との間で圧縮される。外側層２２８は、内側層が完全に塗布および硬化された後に、内側層２２４から処理チェンバを封止するように、内側層２２４の外周縁の周りに装着される。図２Ａに示すように、外側層２２８は、パーフルオロエラストマコアのような、異なる材料を含むコア２３２を有する。例えば、コア２３２は、Ｏリングよりも高い可撓性を有する材料を含む。単なる例として、コア２３２は、外側層２２８よりも低い弾性率を有する。従って、外側層２２８は、コア２３２によって弾性圧縮性を提供しつつ、プラズマエッチングに対する耐性を提供する。外側層２２８は、円形断面を有するものとして示しているが、外側層２２８は、限定するものではないが、Ｘリング、方形断面などを含む、任意の適切な形状を有することができる。
図２Ｂに示すように、外側層２２８は、コア２３２を有していない。いくつかの例では、内側層２２４の外面は、外側層２２８との界面を提供するように凹状である。例えば、外側層２２８の圧縮を可能にするとともに、接着層２１２と基板支持体２００の外縁との間でシール２２０が占める総面積を減少させるために、内側層２２４の外面は凹状であってよい。内側層２２４と外側層２２８との間に間隙を示しているが、いくつかの例では、（外側層２２８が、内側層２２４に付着して外側層２２８の取り外しおよび交換を阻むことがないような材料を含むことを条件として）外側層２２８を内側層２２４に直接隣接かつ接触させてよい。いくつかの例では、内側層２２４の外面の所望のプロファイル（例えば、凹状、凸状、平坦状など）を得るために、内側層２２４を、オーバフィリング、オーバフィリングおよび機械加工、スピンオンなどしてよい。
従って、処理チェンバと内側層２２４との間に外側層２２８が配置されることで、内側層２２４は、処理チェンバ内の反応種に暴露されることは比較的少ないが、処理チェンバと接着層２１２との間のハーメチックシールを提供する。このように、外側層２２８は、処理チェンバへの暴露から内側層２２４を保護し、内側層２２４は、処理チェンバから接着層２１２を封止する。
次に図３を参照して、本開示の原理による例示的な方法３００は、３０４で開始する。３０８で、接着層を用いて、セラミック層を基板支持体のベースプレートに接合する。３１２で、任意選択的に、接着層を硬化させる。３１６で、セラミック層とベースプレートとの間で接着層の外周縁の周りに保護シールの内側層（例えば、純シリコーンシール）を塗布する。３２０で、任意選択的に、内側層を硬化させる。３２４で、内側層の周りに保護シールの外側層（例えば、テフロンＯリング）を装着する。方法３００は、３２８で終了する。
上記説明は、本質的に、単なる例示的なものにすぎず、本開示、その用途、または使用を限定するものでは決してない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施することができる。従って、本開示では具体的な例の記載があるものの、本開示の真の範囲は、それらに限定されるべきではなく、他の変形例は、図面、明細書、および添付の請求項を精査することで、明らかになるであろう。本開示の原理を変更することなく、ある方法の範囲内で１つ以上のステップを異なる順序で（または並列に）実行してよいことは、理解されるべきである。さらに、各実施形態は、上記では、いくつかの特定の特徴を有するものとして説明しているが、本開示のいずれかの実施形態に関して記載している特徴のいずれか１つ以上を、他のいずれかの実施形態において、かつ／または他のいずれかの実施形態の特徴と組み合わせて、その組み合わせが明記されていなくても実施することができる。つまり、記載の実施形態は相互排他的なものではなく、１つ以上の実施形態で相互に入れ換えても、本開示の範囲から逸脱しない。
要素（例えば、モジュール、回路要素、半導体層など）の間の空間的関係および機能的関係について、「接続された」、「係合させた」、「結合された」、「隣接した」、「〜の隣に」、「〜の上に」、「上方」、「下方」、「配置された」などの多様な用語を用いて記述している。上記の開示において、第１と第２の要素間の関係について記述している場合には、「直接的」であると明記していない限り、その関係は、第１と第２の要素間に他の介在要素が存在しない直接的な関係の可能性があるとともに、第１と第２の要素間に（空間的または機能的に）１つ以上の介在要素が存在する間接的な関係の可能性もある。本明細書で使用される場合の、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つ」という表現は、非排他的論理和「または（ＯＲ）」を用いた論理和「ＡまたはＢまたはＣ」を意味するものと解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、およびＣの少なくとも１つ」を意味するものと解釈されてはならない。
いくつかの実現形態において、コントローラは、上記の例の一部であり得るシステムの一部である。そのようなシステムは、プロセスツールもしくはツール群、チェンバもしくはチェンバ群、処理用プラットフォームもしくはプラットフォーム群、および／または（ウェハペデスタル、ガスフローシステムなどの）特定の処理コンポーネント、などの半導体処理装置を備えることができる。これらのシステムは、半導体ウェハまたは基板の処理前、処理中、処理後のそれらのオペレーションを制御するための電子装置と統合されることがある。電子装置は、「コントローラ」と呼ばれることがあり、これにより、そのシステムまたはシステム群の各種コンポーネントまたはサブパーツを制御してよい。コントローラは、プロセス要件および／またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、パワー設定、高周波（ＲＦ）発生器の設定、ＲＦ整合回路の設定、周波数設定、流量設定、流体供給の設定、位置および動作設定、ツールとの間および他の移送ツールとの間および／または特定のシステムに接続もしくはインタフェースしているロードロックとの間のウェハ移送など、本明細書に開示のプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされ得る。
コントローラは、広義には、種々の集積回路、ロジック、メモリと、さらに／または、命令を受け取り、命令を発行し、オペレーションを制御し、クリーニング動作を実現し、終点測定を実現するなどのソフトウェアと、を有する電子装置と定義され得る。集積回路には、プログラム命令を格納したファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として規定されるチップ、および／またはプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１つ以上のマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラ、が含まれ得る。プログラム命令は、半導体ウェハ上での特定のプロセスまたは半導体ウェハのための特定のプロセスまたはシステムに対する特定のプロセスを実行するための動作パラメータを規定する様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形でコントローラに伝達される命令であり得る。動作パラメータは、一部の実施形態では、ウェハの１つ以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／またはダイの作製において１つ以上の処理工程を実現するために、プロセスエンジニアによって規定されるレシピの一部であり得る。
コントローラは、いくつかの実現形態において、システムに統合もしくは接続されるか、またはその他の方法でシステムにネットワーク接続されたコンピュータの一部であるか、またはそのようなコンピュータに接続されたものであるか、またはそれらの組み合わせであり得る。例えば、コントローラは、「クラウド」にあるか、またはファブホストコンピュータシステムの全体もしくは一部であってよく、それは、ウェハ処理のためのリモートアクセスを可能とするものであり得る。コンピュータによって、製造オペレーションの現在の進行状況を監視し、過去の製造オペレーションの履歴を調査し、複数の製造オペレーションからの傾向またはパフォーマンスメトリックを調査するため、現在の処理のパラメータを変更するため、現在の処理に従って処理工程を設定するため、または、新たなプロセスを開始するための、システムへのリモートアクセスが実現され得る。いくつかの例において、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ローカルネットワークまたはインターネットを含み得るネットワークを介して、システムにプロセスレシピを提供することができる。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能とするユーザインタフェースを有してよく、それらのパラメータおよび／または設定は、その後、リモートコンピュータからシステムに伝達される。一部の例では、コントローラは、１つ以上のオペレーションにおいて実行される各々の処理工程のパラメータを指定するデータの形で命令を受け取る。なお、それらのパラメータは、実施されるプロセスのタイプ、およびコントローラがインタフェースまたは制御するように構成されているツールのタイプ、に固有のものであり得ることは、理解されなければならない。その場合、上述のように、相互にネットワーク接続されているとともに、本明細書に記載のプロセスおよび制御などの共通の目的に向かって協働する１つ以上の別個のコントローラを備えることなどによって、コントローラを分散させてよい。このような目的の分散コントローラの一例は、チェンバに搭載する１つ以上の集積回路であり、これらは、（プラットフォームレベルで、またはリモートコンピュータの一部として、など）遠隔配置された１つ以上の集積回路と通信し、共同でチェンバにおけるプロセスを制御する。
例示的なシステムは、限定するものではないが、プラズマエッチングチェンバまたはモジュール、成膜チェンバまたはモジュール、スピンリンスチェンバまたはモジュール、金属メッキチェンバまたはモジュール、クリーンチェンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチェンバまたはモジュール、物理気相成長（ＰＶＤ）チェンバまたはモジュール、化学気相成長（ＣＶＤ）チェンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チェンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チェンバまたはモジュール、イオン注入チェンバまたはモジュール、トラックチェンバまたはモジュール、ならびに半導体ウェハの製作および／または製造に関連もしくは使用することがある他の任意の半導体処理システム、を含み得る。
上述のように、コントローラは、ツールによって実行される処理工程または工程群に応じて、他のツール回路またはモジュール、他のツール部品、クラスタツール、他のツールインタフェース、隣接するツール、近隣のツール、工場の至るところに配置されたツール、メインコンピュータ、他のコントローラ、または半導体製造工場においてツール場所および／もしくはロードポートとの間でウェハの容器を移動させる材料搬送で使用されるツール、のうちの１つ以上と通信し得る。
一例では、セラミック層は、フィラー含有ポリマのような接着材料を用いてベースプレートに接合される。例えば、シリコーン、エポキシなどのような高純度の可撓性ポリマ材料で構成される内側層を、接着剤の周りに塗布して、その場（in situ）で硬化させる。いくつかの例において、内側層は、接着材料を完全に硬化させて、または完全には硬化させることなく、塗布される場合がある。内側層の厚さは、基板支持体の半径と比較して著しく小さくてよい。例えば、基板支持体が１５０〜１７５ｍｍの半径を有する場合に、内側層の厚さは、約１ｍｍであり得る。従って、内側層は、比較的低いｋ値を有し、基板支持体を通した熱輸送に大きな影響を及ぼすことはない。例えば、シリコーンの場合、ｋ値は、約０．２Ｗ／ｍ−Ｋであり得る。内側層の厚さおよび形状は、外側層との適切な接触界面が得られるように、アプリケータおよび／または硬化後機械加工によって制御することができる。
ここで図１を参照すると、例示的な基板処理システム１００を示している。単なる例として、基板処理システム１００は、ＲＦプラズマを用いたエッチングおよび／または他の適切な基板処理を実施するために使用されることがある。基板処理システム１００は、処理チェンバ１０２を備え、これは、基板処理システム１００の他の構成部材を包囲するとともに、ＲＦプラズマを格納する。基板処理チェンバ１０２は、上部電極１０４と、静電チャック（ＥＳＣ）のような基板支持体１０６と、を備える。動作時には、基板１０８が、基板支持体１０６上に配置される。特定の基板処理システム１００およびチェンバ１０２を一例として示しているが、本開示の原理は、その場（in situ）でプラズマを生成する基板処理システム、（例えば、マイクロ波管を用いて）リモートプラズマを生成および供給する基板処理システムなど、他のタイプの基板処理システムおよびチェンバに適用してもよい。
外側層２２８は、取り外し可能かつ交換可能なＯリングまたはシールを含む。いくつかの例では、外側層２２８は、まず最初に外側層２２８へのアクセスを得るためにエッジリング２１６を取り外した後に、その場（in situ）で容易に取り外しおよび交換されるように構成されている。他の例では、外側層２２８の交換は、基板支持体２００を処理チェンバから取り外すことによって、容易となり得る。外側層２２８は、テフロン（登録商標）のような耐プラズマ性の高い材料を含むが、それでも弾性および耐圧縮永久ひずみ性も有する。外側層２２８の材料は、様々なプラズマケミストリに対して耐浸食性を有するように選択してよく、さらに／または特定のプラズマケミストリに対して耐浸食性を有するように選択してよい。他の材料の例として、純シリコーン、純フルオロエラストマ（例えば、フッ素系架橋アルカリ）、低弾性率または可撓性のフッ素化エポキシ、他の可撓性エポキシ、フッ素化シリコーンなどが含まれるが、ただし、これらに限定されない。
外側層２２８は、セラミック層２０４とベースプレート２０８との間で圧縮される。外側層２２８は、内側層が完全に塗布および硬化された後に、内側層２２４から処理チェンバを封止するように、内側層２２４の外周縁の周りに装着される。図２Ａに示すように、外側層２２８は、パーフルオロエラストマコアのような、異なる材料を含むコア２３２を有する。例えば、コア２３２は、Ｏリングよりも高い可撓性を有する材料を含む。単なる例として、コア２３２は、外側層２２８よりも低い弾性率を有する。従って、外側層２２８は、コア２３２によって弾性圧縮性を提供しつつ、プラズマエッチングに対する耐性を提供する。外側層２２８は、円形断面を有するものとして示しているが、外側層２２８は、限定するものではないが、Ｘリング、方形断面などを含む、任意の適切な形状を有することができる。

Claims (20)

  1. 基板処理システムにおける基板支持体であって、
    ベースプレートと、
    基板を支持するために前記ベースプレート上に配置されたセラミック層と、
    前記セラミック層と前記ベースプレートとの間に配置された接着層と、
    前記セラミック層と前記ベースプレートとの間で、前記接着層の外周縁の周りに配置されたシールであって、
    前記接着層に隣接して形成された内側層であって、第１の材料を含む内側層と、
    前記内側層に隣接して、前記内側層が外側層と前記接着層との間にあるように形成された外側層であって、第２の材料を含む外側層と、
    を有するシールと、
    を備える基板支持体。
  2. 請求項１に記載の基板支持体であって、
    前記第１の材料は、ポリマである、基板支持体。
  3. 請求項１に記載の基板支持体であって、
    前記第１の材料は、シリコーンおよびエポキシのうちの少なくとも１つを含む、基板支持体。
  4. 請求項１に記載の基板支持体であって、
    前記第２の材料は、テフロンである、基板支持体。
  5. 請求項１に記載の基板支持体であって、
    前記外側層は、Ｏリングを含む、基板支持体。
  6. 請求項１に記載の基板支持体であって、
    前記外側層は、前記第２の材料とは異なる第３の材料を含むコアを有する、基板支持体。
  7. 請求項６に記載の基板支持体であって、
    前記第３の材料は、パーフルオロエラストマポリマである、基板支持体。
  8. 請求項６に記載の基板支持体であって、
    前記第３の材料は、前記第２の材料よりも高い弾性を有する、基板支持体。
  9. 請求項１に記載の基板支持体であって、
    前記第２の材料は、前記第１の材料よりも高い耐プラズマ性を有する、基板支持体。
  10. 請求項１に記載の基板支持体であって、
    前記内側層は、前記接着層に直接隣接しており、前記外側層は、前記内側層から離間している、基板支持体。
  11. 請求項１に記載の基板支持体であって、
    前記内側層の外面は、凹状である、基板支持体。
  12. 方法であって、
    基板処理システムにおいて基板支持体のベースプレートの上に、基板を支持するためのセラミック層を配置することと、
    前記セラミック層と前記ベースプレートとの間に接着層を配置することと、
    前記セラミック層と前記ベースプレートとの間で、前記接着層の外周縁の周りにシールを配置することであって、
    前記接着層に隣接して形成される内側層であって、第１の材料を含む内側層と、
    前記内側層に隣接して、前記内側層が外側層と前記接着層との間にあるように形成される外側層であって、第２の材料を含む外側層と、を含むシールを配置することと、
    を含む方法。
  13. 請求項１２に記載の方法であって、
    前記第１の材料は、ポリマである、方法。
  14. 請求項１２に記載の方法であって、
    前記第１の材料は、シリコーンおよびエポキシのうちの少なくとも１つを含む、方法。
  15. 請求項１２に記載の方法であって、
    前記第２の材料は、テフロンである、方法。
  16. 請求項１２に記載の方法であって、
    前記外側層は、Ｏリングを含む、方法。
  17. 請求項１２に記載の方法であって、
    前記外側層は、前記第２の材料とは異なる第３の材料を含むコアを有する、方法。
  18. 請求項１７に記載の方法であって、
    前記第３の材料は、パーフルオロエラストマポリマである、方法。
  19. 請求項１７に記載の方法であって、
    前記第３の材料は、前記第２の材料よりも高い弾性を有する、方法。
  20. 請求項１２に記載の方法であって、
    前記第２の材料は、前記第１の材料よりも高い耐プラズマ性を有する、方法。
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