JP2022534885A - 基板処理チャンバ - Google Patents

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spacer
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ティモシー ジョセフ フランクリン，
アダム フィッチバック，
エドワード ヘイウッド，
アビジット ビー． マリック，
プラミット マンナ，
カーラトン ウォン，
スティーブン シー． ガーナー，
エスワラナンド ベンカタサブラマニアン，
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Applied Materials Inc
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Abstract

本開示の実施形態は、概して、半導体デバイスの製造に利用される装置及び方法に関する。より詳細には、本開示の実施形態は、半導体デバイスを形成するための基板処理チャンバ、並びにその部品に関する。【選択図】図１

Description

本開示の実施形態は、概して、半導体デバイスの製造に利用される装置及び方法に関する。より詳細には、本開示の実施形態は、半導体デバイスを形成するための基板処理チャンバ、並びにその部品に関する。
集積回路は、単一チップ上に数百万個ものトランジスタ、コンデンサ、及び抵抗を搭載することができる複雑なデバイスへと進化を遂げている。チップ設計の進化には、より高速な回路及びより高い回路密度が継続的に包含される。より高い回路密度を有するより高速な回路に対する要求は、このような集積回路の製造に用いられる材料についても同様の要求を課している。特に、集積回路部品の寸法がサブミクロンスケールにまで縮小されるにつれて、そのような部品から適切な電気的性能を得るために、低抵抗率の導電性材料、並びに低誘電率の絶縁材料を使用する傾向がある。
より高い集積回路密度に対する要求はまた、集積回路部品の製造に用いられるプロセスシーケンスに対しても要求を課している。例えば、従来のフォトリソグラフィ技術を使用するプロセスシーケンスでは、エネルギーに敏感なレジストの層が、基板上に配置された材料層のスタック上に形成される。このエネルギーに敏感なレジスト層は、パターンの画像へと露光されて、フォトレジストマスクを形成する。その後、マスクパターンは、エッチングプロセスを使用して、スタックの１つ以上の材料層に転写される。エッチングプロセスに用いられる化学エッチング液は、エネルギー感受性のレジストのマスクよりもスタックの材料層に対してより高いエッチング選択性を有するように選択される。すなわち、化学エッチング液は、エネルギー感受性のレジストよりもはるかに速い速度で、材料スタックの１つ以上の層をエッチングする。レジスト上のスタックの１つ以上の材料層に対するエッチング選択性は、パターン転写が完了する前にエネルギー感受性のレジストが消費されることを防止する。
パターンの寸法が縮小されると、それに応じて、パターンの解像度を制御するために、エネルギーに敏感なレジストの厚さが薄くなる。このような薄いレジスト層は、化学エッチング液による攻撃に起因して、パターン転写プロセス中に下地材料層をマスクするには不十分である可能性がある。ハードマスクと呼ばれる中間層（例えば、酸窒化ケイ素、炭化ケイ素（silicon carbine）、又は炭素膜）は、化学エッチング液に対する耐性が高いことから、パターン転写を促進するために、エネルギー感受性のレジスト層と下地材料層との間によく用いられる。高いエッチング選択性及び高い堆積速度の両方を有するハードマスク材料がしばしば利用される。限界寸法（ＣＤ）が減少するにつれて、現在のハードマスク材料は、下地材料（例えば、酸化物及び窒化物）と比較して所望のエッチング選択性を欠き、堆積が困難であることが多い。したがって、半導体デバイスを製造するための改良された方法及び装置が、当技術分野で必要とされている。
本開示の実施形態は、概して、半導体デバイスの製造に利用される装置及び方法に関する。より詳細には、本開示の実施形態は、半導体デバイスを形成するための基板処理チャンバ、並びにその部品に関する。
一実施形態では、リッドアセンブリと、スペーサによって該リッドアセンブリに結合されたチャンバ本体とを含む処理チャンバが開示される。スペーサ及びチャンバ本体は、共振キャビティを画成する。処理チャンバは、共振キャビティの外側のスペーサに結合された回転可能な磁気アセンブリ、並びに共振キャビティ内に配置され、移動可能な基板支持体も含み、この基板支持体は、該基板支持体に結合されたアクチュエータの動作に基づいて屈折する設備ケーブルに結合される。
別の実施形態では、シャワーヘッドを含むリッドアセンブリと、スペーサによってリッドアセンブリに結合されたチャンバ本体とを含む処理チャンバが開示される。スペーサ及びチャンバ本体は共振キャビティを画成する。処理チャンバは、共振キャビティの外側のスペーサに結合された磁気アセンブリ、並びに共振キャビティ内に配置された基板支持体も含み、該基板支持体は、設備ケーブルに結合され、複数の電極を含むパックを有する静電チャックを含む。
別の実施形態では、シャワーヘッドを含むリッドアセンブリと、スペーサによってリッドアセンブリに結合されたチャンバ本体とを含む処理チャンバが開示される。スペーサ及びチャンバ本体は共振キャビティを画成する。処理チャンバは、共振キャビティの外側のスペーサに結合された磁気アセンブリ、並びに共振キャビティ内に移動可能に配置された基板支持体も含み、該基板支持体は、屈曲部を含む単一片の導体を含む設備ケーブルに結合されており、該基板支持体は複数の電極を含むパックを有する静電チャックを含む。
本開示の上記の特徴を詳細に理解できるように、その一部が添付の図面に示されている実施形態を参照することにより、上に簡単に要約されている本開示のより詳細な説明を得ることができる。しかしながら、本開示は、他の同等に有効な実施形態も許容しうることから、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、そ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。
一実施形態による、例示的な処理チャンバの概略的な側面断面図 一実施形態による、約９０度回転した図１の処理チャンバの概略的な側面図 一実施形態による、約９０度回転した図１の処理チャンバの概略的な側面図 一実施形態による、処理チャンバの概略的な断面図 一実施形態による、処理チャンバの概略的な断面図 一実施形態による、基板支持体の概略的な断面図 一実施形態による、図４Ａに示された基板支持体の一部の拡大断面図 一実施形態による、基板支持体の支持構造及びカソードアセンブリの一部のさまざまな図 一実施形態による、設備ケーブルのさまざまな断面図 一実施形態による、リッドアセンブリの概略的な断面図
理解を容易にするため、可能な場合には、図面に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号が用いられる。一実施形態の要素及び特徴は、さらなる記載がなくとも、他の実施形態に有益に組み込むことができることが想定されている。
本開示の実施形態は、電子デバイスの製造における基板処理に利用される基板処理チャンバに関する。基板処理には、堆積プロセス、エッチングプロセス、並びに基板上に電子デバイスを製造するために用いられる他の低圧プロセス、プラズマプロセス、熱プロセスが含まれる。本開示の例示的な態様から利益を得るように適合させることができる処理チャンバ及び／又はシステムの例は、米国カリフォルニア州サンタクララ所在のＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．から市販されるＰｒｏｄｕｃｅｒ（登録商標）ＡＰＦ（商標）ＰＥＣＶＤシステムである。他の処理チャンバ及び／又は処理プラットフォーム（他の製造業者からのものを含む）もまた、本開示の態様から利益を得るように適合することができることが想定されている。
本明細書に開示される堆積チャンバの実施形態は、メモリデバイスの製造のため、特に、メモリデバイスの製造中に利用されるハードマスクの堆積のために利用することができる。現在のメモリデバイスは、電圧を印加することなく非常に長期間保存されたデータを保持することができ、このようなメモリデバイスの読み取り速度は比較的高い。保存されたデータを消去すること、及びメモリデバイスにデータを再書き込みすることは比較的容易である。したがって、メモリデバイスは、マイクロコンピュータ及び自動制御システムなどに幅広く使用されている。メモリデバイスのビット密度を高め、ビットあたりのコストを削減するために、３Ｄ ＮＡＮＤ（ＡＮＤではなく３次元）メモリデバイスが開発されている。ＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセスメモリ）、ＥＭ（拡張メモリ）、及びＲｅＲＡＭ（抵抗変化型メモリ）などの他のメモリデバイス、並びにそれらを形成するための高度なハードマスク材料もまた、半導体産業の進歩をさらに促進するために開発されている。
垂直ゲート３Ｄメモリセルは、メモリセル層の数が増加するにつれて、コストを削減するために、３Ｄ ＮＡＮＤ技術で検討されている。酸化物／ケイ素及び酸化物／窒化物層のスタックは、材料集積化の利点の理由から有用であるが、メモリセル層の数が増加すると、層の厚さが制限要因となる。したがって、メモリセル層の厚さの低減に関心が集まっているが、酸化物の品質（すなわち破壊電圧）、ケイ素の抵抗、及び高アスペクト比エッチングの問題は層の厚さが低減されても持続する。
図１は、堆積プロセスの実施に適した例示的な処理チャンバ１００の概略的な側面断面図である。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、処理チャンバ１００は、例えばアモルファスカーボンのハードマスクフィルムなど、高度なパターニングフィルムを基板上に堆積するように構成することができる。
処理チャンバ１００は、リッドアセンブリ１０５、チャンバ本体１９２上に配置されたスペーサ１１０、基板支持体１１５、及び可変圧力システム１２０を含む。リッドアセンブリ１０５は、リッドプレート１２５及び熱交換器１３０を含む。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる、示される実施形態では、リッドアセンブリ１０５はシャワーヘッド１３５も含む。しかしながら、本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる他の実施形態では、リッドアセンブリ１０５は、凹状又はドーム型のガス導入プレートを含む（図７に示されている）。
リッドアセンブリ１０５は、第１の処理ガス源１４０に結合される。第１の処理ガス源１４０は、基板支持体１１５上に支持された基板１４５上に膜を形成するための前駆体ガスを含む。一例として、第１の処理ガス源１４０は、前駆体ガス、とりわけ、炭素含有ガス、水素含有ガス、ヘリウムなどを含む。特定の例では、炭素含有ガスはアセチレン（Ｃ２Ｈ２）を含む。第１の処理ガス源１４０は、リッドアセンブリ１０５に配置されたプレナム１９０に前駆体ガスを提供する。リッドアセンブリは、第１の処理ガス源１４０からプレナム１９０内に前駆体ガスを導くための１つ以上のチャネルを含む。プレナムから、前駆体ガスは、シャワーヘッド１３５を通って処理容積１６０へと流れる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態では、第２の処理ガス源１４２は、スペーサ１１０を貫通して配置された入り口１４４を介して処理容積１６０に流体的に結合される。一例として、第２の処理ガス源１４２は、前駆体ガス、とりわけ、炭素含有ガス、水素含有ガス、ヘリウムなど、例えばＣ２Ｈ２を含む。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる１つの幾つかの実施形態では、処理容積１６０への前駆体ガスの総流量は、約１００ｓｃｃｍから約２ｓｌｍである。第２の処理ガス源１４２を介した処理容積１６０内の前駆体ガスの流れは、前駆体ガスが処理容積１６０内に均一に分配されるように、シャワーヘッド１３５を通って流れる前駆体ガスの流れを調節する。一例では、複数の入り口１４４をスペーサ１１０の周りに放射状に分布することができる。このような例では、入り口１４４の各々へのガスの流れは、処理容積１６０内のガスの均一性をさらに促進するように別々に制御することができる。
リッドアセンブリ１０５は、任意選択的な遠隔プラズマ源１５０にも結合される。遠隔プラズマ源１５０は、リッドアセンブリ１０５と基板１４５との間のスペーサ１１０の内部に形成された処理容積１６０に洗浄ガスを提供するための洗浄ガス源１５５に結合される。一例では、洗浄ガスは、リッドアセンブリ１０５を通って軸方向に形成された中心導管１９１を通じて提供される。別の例では、洗浄ガスは、前駆体ガスを導く同じチャネルを通じて提供される。洗浄ガスの例には、酸素及び／又はオゾンなどの酸素含有ガス、並びにＮＦ３などのフッ素含有ガス、若しくはそれらの組合せが含まれる。
遠隔プラズマ源１５０に加えて又はその代替として、リッドアセンブリ１０５はまた、第１の又は上方の高周波（ＲＦ）電源１６５にも結合される。第１のＲＦ電源１６５は、洗浄ガスから生成されたプラズマなど、プラズマの維持又は生成を容易にする。一例では、遠隔プラズマ源１５０は省略され、洗浄ガスは、第１のＲＦ電源１６５を介してインシトゥでプラズマへとイオン化される。基板支持体１１５は、第２の又は下方のＲＦ電源１７０に結合される。第１のＲＦ電源１６５は高周波ＲＦ電源（例えば、約１３．５６ＭＨｚから約１２０ＭＨｚ）であってよく、第２のＲＦ電源１７０は低周波ＲＦ電源（例えば、約２ＭＨｚから約１３．５６ＭＨｚ）でありうる。他の周波数も想定されていることに留意されたい。幾つかの実装形態では、第２のＲＦ電源１７０は、混合周波数ＲＦ電源であり、高周波電力及び低周波電力の両方を提供する。二重周波数ＲＦ電源の利用は、特に第２のＲＦ電源１７０では、膜堆積を改善する。一例では、第２のＲＦ電源１７０の利用は、二重周波数電力を提供する。約２ＭＨｚから約１３．５６ＭＨｚの第１の周波数は、堆積された膜への核種の注入を改善し、一方、約１３．５６ＭＨｚから約１２０ＭＨｚの第２の周波数は、膜のイオン化及び堆積速度を増加させる。
第１のＲＦ電源１６５及び第２のＲＦ電源１７０の一方又は両方が、処理容積１６０内でのプラズマの生成又は維持に利用される。例えば、第２のＲＦ電源１７０は堆積プロセス中に利用することができ、第１のＲＦ電源１６５は、洗浄プロセス中に（単独で又は遠隔プラズマ源１５０と組み合わせて）利用することができる。幾つかの堆積プロセスでは、第１のＲＦ電源１６５は、第２のＲＦ電源１７０と併せて用いられる。堆積又はエッチングプロセス中に、第１のＲＦ電源１６５及び第２のＲＦ電源１７０の一方又は両方は、前駆体ガスのイオン化を促進するために、処理容積１６０内に約１００ワット（Ｗ）から約２０，０００Ｗの電力を提供する。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第１のＲＦ電源１６５及び第２のＲＦ電源１７０の少なくとも一方がパルス化される。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、前駆体ガスは、ヘリウム及びＣ２Ｈ２を含む。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、Ｃ２Ｈ２は約１０ｓｃｃｍから約１，０００ｓｃｃｍの流量で提供され、Ｈｅは約５０ｓｃｃｍから約１０，０００ｓｃｃｍの流量で提供される。
基板支持体１１５は、そのＺ方向への移動をもたらすアクチュエータ１７５（すなわち、リフトアクチュエータ）に結合される。基板支持体１１５はまた、第２のＲＦ電源１７０並びに他の電力及び流体接続との通信を維持しつつ、基板支持体１１５の垂直移動を可能にする、可撓性の設備ケーブル１７８に結合される。スペーサ１１０はチャンバ本体１９２上に配置される。スペーサ１１０の高さは、処理容積１６０内で基板支持体１１５の垂直方向の移動を可能にする。スペーサ１１０の高さは、約０．５インチから約２０インチである。一例では、基板支持体１１５は、リッドアセンブリ１０５に対して（例えば、シャワーヘッド１３５の下面に対して）第１の距離１８０Ａから第２の距離１８０Ｂまで移動可能である。一実施形態では、第２の距離１８０Ｂは、第１の距離１８０Ａの約２／３である。例えば、第１の距離１８０Ａと第２の距離との間の差は、約５インチから約６インチである。したがって、図１に示される位置から、基板支持体１１５は、シャワーヘッド１３５の下面に対して約５インチから約６インチ移動可能である。別の例では、基板支持体１１５は、第１の距離１８０Ａ及び第２の距離１８０Ｂの一方に固定されている。従来のプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセスとは対照的に、スペーサ１１０は、基板支持体１１５とリッドアセンブリ１０５との間の距離（したがって、その間の容積）を大幅に増加させる。基板支持体１１５とリッドアセンブリ１０５との間の距離が増加すると、容積処理容積１６０内でのイオン化された核種の衝突が減少し、２．５ギガパスカル（ＧＰａ）未満など、中立応力が少ない膜の堆積をもたらす。より少ない中立応力で堆積された膜は、膜が形成される基板の平坦性の改善（例えば、より少ない反り）を促進する。基板の反りが低減されると、下流のパターニング動作の精度の向上をもたらす。
可変圧力システム１２０は、第１のポンプ１８２及び第２のポンプ１８４を含む。第１のポンプ１８２は、洗浄プロセス及び／又は基板移送プロセス中に利用することができる粗引きポンプである。粗引きポンプは、概して、より高い体積流量を移動させるため、及び／又は比較的高い（が、まだ大気圧未満である）圧力を動作させるために構成される。一例では、第１のポンプ１８２は、洗浄プロセスの間、処理チャンバ内の圧力を５０ｍｔｏｒｒ未満に維持する。別の例では、第１のポンプ１８２は、処理チャンバ内の圧力を約０．５ｍＴｏｒｒから約１０Ｔｏｒｒに維持する。洗浄動作中の粗引きポンプの利用は、（堆積動作と比較して）洗浄ガスの比較的高い圧力及び／又は体積流量を容易にする。洗浄動作中の比較的高い圧力及び／又は体積流量は、チャンバ表面の洗浄を改善する。
第２のポンプ１８４は、ターボポンプ及びクライオゼニックポンプのうちの１つでありうる。第２のポンプ１８４は堆積プロセス中に利用される。第２のポンプ１８４は、概して、比較的低い体積流量及び／又は圧力を動作させるように構成される。例えば、第２のポンプ１８４は、処理チャンバの処理領域１６０を約５０ｍｔｏｒｒ未満の圧力に維持するように構成される。別の例では、第２のポンプ１８４は、処理チャンバ内の圧力を約０．５ｍｔｏｒｒから約１０Ｔｏｒｒに維持する。堆積中に維持される処理領域１６０の減圧は、炭素ベースのハードマスクを堆積するときに、中立応力が低減した、及び／又はｓｐ２－ｓｐ３変換が増加した膜の堆積を促進する。したがって、処理チャンバ１００は、堆積を改善するための比較的低い圧力と、洗浄を改善するための比較的高い圧力の両方を利用するように構成される。
本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態では、第１のポンプ１８２及び第２のポンプ１８４の両方が堆積プロセス中に利用されて、処理チャンバの処理領域１６０を約５０ｍｔｏｒｒ未満の圧力に維持する。他の実施形態では、第１のポンプ１８２及び第２のポンプ１８４は、処理領域１６０を約０．５ｍＴｏｒｒから約１０Ｔｏｒｒの圧力に維持する。バルブ１８６は、第１のポンプ１８２及び第２のポンプ１８４の一方又は両方へのコンダクタンス経路を制御するために利用される。バルブ１８６はまた、処理容積１６０からの対称的なポンピングを提供する。
処理チャンバ１００は基板移送ポート１８５も含む。基板移送ポート１８５は、内部ドア１８６Ａ及び外部ドア１８６Ｂによって選択的に密封される。ドア１８６Ａ及び１８６Ｂの各々はアクチュエータ１８８（すなわち、ドアアクチュエータ）に結合される。ドア１８６Ａ及び１８６Ｂは、処理容積１６０の減圧シールを促進する。ドア１８６Ａ及び１８６Ｂはまた、処理容積１６０内に対称的なＲＦ適用及び／又はプラズマ対称性を提供する。一例では、少なくともドア１８６Ａは、ステンレス鋼、アルミニウム、又はそれらの合金など、ＲＦ電力のコンダクタンスを促進する材料で形成される。スペーサ１１０とチャンバ本体１９２とのインターフェースに配置されたＯリングなどのシール１１６は、処理容積１６０をさらに密封することができる。処理チャンバ１００に結合されたコントローラ１９４は、処理中に処理チャンバ１００の態様を制御するように構成される。
図２Ａ及び２Ｂは、約９０度回転した図１の処理チャンバの概略的な側面図である。図２Ａ及び２Ｂでは、スペーサ１１０の詳細が示されている。スペーサ１１０は、処理容積１６０を取り囲むライナ２００を含む。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、スペーサ１１０及びライナ２００は単一の部材からなる。ライナ２００は、スペーサ１１０に結合（例えば、拡散結合）されうる。
スペーサ１１０はまた、該スペーサ１１０の本体に埋め込まれた、又はスペーサ１１０の本体と熱的に連結している複数のヒータ素子２０５も含む。ヒータ素子２０５は、スペーサ１１０の温度を摂氏約８０度以上に維持するために利用される。ヒータ素子２０５の各々は、カートリッジヒータでありうる。
ライナ２００は、上方又は第１の部分２１０及び下方又は第２の部分２１５を含む。ライナ２００の厚さ、例えば、部分２１０の厚さ及び第２の部分２１５の厚さは、変えることができる。ライナ２００のさまざまな厚さは、処理容積１６０の下部におけるフローコンダクタンスを制御する能力を提供する。処理容積１６０の下部におけるフローコンダクタンスの制御は、基板１８５を実質的に均一な分配前駆体ガスに曝露する能力、並びに処理容積１６０の洗浄ガスに均一に曝露する能力を提供し、基板のより均一な処理をもたらす。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第１の部分２１０は、第２の部分２１５の厚さより厚い厚さを有する。第２の部分２１５の厚さが低減することの１つの利点は、基板支持体１１５とスペーサ１１０の内壁との間の空間が増加し、したがって減圧コンダクタンスが増加することである。第２の部分２１５の厚さが低減することの別の利点は、ライナ２００の熱質量の変化である。したがって、第１の部分２１０に隣接するか又は第１の部分２１０内にあるライナ２００の部分は、第２の部分２１５に隣接するか又は第２の部分２１５内にあるライナ２００の部分の温度よりも高い温度で維持される。
ライナ２００は、処理容積１６０に露出される内面２０２を含む。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、内面２０２は、アルミニウム、チタン、又はそれらの合金を含む１つ以上の材料を含みうる。ライナ２００の内面２０２は、アルミニウム、チタン、又はそれらの合金のうちの１つ以上でコーティングすることができる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、内面２０２は、１つ以上のセラミック含有材料を含むことができる。一例では、ライナ２００は、リッドアセンブリ１０５から基板支持体１１５を通過し、処理チャンバ１００の底部に隣接して延びる。このような例では、ライナ２００は、チャンバ１００の底部には接触せず、代わりに、そこから離間されている。加えて、図２Ａ及び２Ｂは、ライナ２００が単一の部材であるものとして示しているが、複数のライナを利用して、処理チャンバの内面を裏打ちすることができることが想定されている。例えば、第１の（又は上方の）ライナを利用してスペーサ１１０を裏打ちすることができ、一方、第２の（又は下方の）ライナを使用してチャンバ本体（図１に示される）の内面を裏打ちすることができる。
本明細書に記載される実施形態では、処理容積１６０に露出される内面２０２の少なくとも１つによって制御されるライナ２００の導電率、及びライナ２００の厚さは、基板支持体１１５の静電チャック３３０（図３に示される）に提供される電流の流れ（例えば、直流（ＤＣ）、ＲＦ電流、及び他の適切な電流）を変化させる。ライナ２００の導電率を増加させると、処理容積１６０内で生成されるプラズマシースのＲＦエネルギーが側壁から地面に伝播するための短く対称的な経路が提供される。ＲＦエネルギーが側壁から地面に伝播するための経路は、電流の流れを改善し、効率の向上を通じて静電チャック３３０が必要とする電流の量を低減する。静電チャック３３０が必要とする電流の量を低減することにより、効率の増加を通じて、増加した電圧（例えば、Ｖｄｃ）を静電チャック３３０に供給することを可能にする。電圧の増加は、基板１０５のイオン衝撃又はラジカル衝撃を増加させるためのプラズマシースのより大きいイオン化をもたらす。基板１０５のイオン衝撃又はラジカル衝撃の増加は、堆積又はエッチングされる膜の応力を低減する。
スペーサ１１０は磁気アセンブリ２２０も含む。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、図２Ａに示されるように、磁気アセンブリ２２０は、スペーサ１１０を取り囲む複数の磁石２２５を含む。磁石２２５の各々は、アクチュエータ２３０（すなわち、磁気アクチュエータ）に結合される。アクチュエータ２３０は、処理チャンバ１００の長手方向軸２３５を中心に、ライナ２００の外側のスペーサ１１０の周りで磁石２２５を回転させる。アクチュエータ２３０はまた、磁石２２５を長手方向軸２３５に沿って垂直に（Ｚ方向に）移動させるように適合される。磁石２２５の各々は、永久磁石、又は電磁石、若しくはそれらの組合せでありうる。磁石２２５の各々は、スペーサ１１０の側壁２４２に形成されたキャビティ２４０内に位置決めされる。一例では、磁石はヒータ素子２０５の下に位置決めされる。外側側壁２４２の材料及び厚さは、外側側壁２４２の透磁率を制御することによって、処理容積１６０への磁場の閉じ込めをもたらす。処理容積１６０への磁場の閉じ込めは、隣接する処理チャンバの近くの処理容積に対する磁場の影響を軽減し、したがって、プロセスの均一性を改善する。処理チャンバ１００及び磁気アセンブリ２２０に結合されたコントローラ１９４は、処理中に処理チャンバ１００及び磁気アセンブリ２２０の態様を制御するように構成される。
本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、図２Ｂに示されるように、磁気アセンブリ２２０は、スペーサ１１０の周りに１回以上巻かれて（又はその中に埋め込まれて）、スペーサ１１０に外接する単一の電磁石を形成することができる導電性ワイヤ２０４を含む。電源２０６は、導電性ワイヤ２０４に結合されて、処理容積１６０の周りの円形経路に電流を流す。導電性ワイヤ２０４は、スペーサ１００及びライナ２００のうちの一方に配置されうる。外側シールド２０８の材料及び厚さは、外側シールド２０８の透磁率を制御することによって、処理容積１６０への磁場の閉じ込めを提供する。処理容積１６０への磁場の閉じ込めは、隣接する処理チャンバの近くの処理容積に対する磁場の影響を軽減し、したがって、プロセスの均一性を改善する。
本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態では、複数の磁石２２５の約半分は、Ｎ極が基板支持体１１５に面するように（長手方向軸２３５に実質的に平行に）配向される。複数の磁石２２５の他の部分は、Ｓ極が基板支持体１１５に面するように（長手方向軸２３５に実質的に平行に）配向される。一例では、複数の磁石２２５は、スペーサ１１０の周りに円形に配置されている（平面図で）。複数の磁石２２５は、第１の部分又は第１の半円と第２の部分又は第２の半円とに分離されている。第１の半円内の磁石２２５の各々は、Ｎ極が基板支持体１１５に面するように（長手方向軸２３５に実質的に平行に）配向される。第２の半円内の磁石２２５の各々は、Ｓ極が基板支持体１１５に面するように（長手方向軸２３５に実質的に平行に）配向される。このような例では、複数の磁石２２５は、堆積中に回転させることができ、あるいは複数の磁石は静止したままであってもよい。
本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態では、導電性ワイヤ２０４は、該導電性ワイヤ２０４のコア材料内の空隙、コア材料の変化する断面積、及び導電性ワイヤ２０４の各ターン間の変化する距離のうちの少なくとも１つを含む。導電性ワイヤ２０４の第１の半分（例えば、約１８０度を包含する）のコア材料は、導電性ワイヤ２０４の第２の半分（例えば、約１８０度を包含する）より多くの空隙を有することができる。導電性ワイヤ２０４の第１の半分のコア材料は、導電性ワイヤ２０４の第２の半分の断面積より大きい断面積を有することができる。第１の半分の導電性ワイヤ２０４の各ターン間の距離は、第２の半分の導電性ワイヤ２０４の各ターン間の距離よりも短くなりうる。
本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる他の実施形態では、磁気アセンブリ２２０は、２つ以上の導電性ワイヤ２０４を含む。導電性ワイヤ２０４の各々は、スペーサ１１０の一部のそれぞれの部分に配置される。電気的に動作可能な電源２０６は、コントローラ１９４に接続可能である。コントローラ１９４は、電源２０６の各々を順次オン又はオフにすると同時に、電源２０６の各々をオン又はオフにして、導電性ワイヤ２０４の各々への電力の供給を制御するように動作可能である。電源２０６の各々を同時にオフにすることにより、電磁石によって生成される磁場の分路を可能にする。一例では、第１の導電性ワイヤは、半円状に１回以上巻かれ、処理容積１６０の第１の半分に対応するスペーサ１１０の第１の半分に配置されて、第１の電磁石を形成する。第２の導電性ワイヤは、半円状に１回以上巻かれ、処理容積１６０の第２の半分に対応するスペーサ１１０の第２の半分に配置されて、第２の電磁石を形成する。第１及び第２の電磁石は、反対の極性を有しうる。
別の例では、第１の導電性ワイヤは、９０度以下の角度アークを有する半円状に１回以上巻かれ、処理容積１６０の第１象限に対応するスペーサ１１０の第１象限に配置されて、第１の電磁石を形成する。第２の導電性ワイヤは、９０度以下の角度アークを有する半円状に１回以上巻かれ、処理容積１６０の第２象限に対応するスペーサ１１０の第２象限に配置されて、第２の電磁石を形成する。第３の導電性ワイヤは、９０度以下の角度アークを有する半円状に１回以上巻かれ、処理容積１６０の第３象限に対応するスペーサ１１０の第３象限に配置されて、第３の電磁石を形成する。第４の導電性ワイヤは、９０度以下の角度アークを有する半円状に１回以上巻かれ、処理容積１６０の第４象限に対応するスペーサ１１０の第４象限に配置されて、第４の電磁石を形成する。第１、第２、第３、及び第４の電磁石は、交互の極性を有しうる。
磁気アセンブリ２２０は、処理容積１６０内でのプラズマの閉じ込め及び／又は調整を支援する。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、磁気アセンブリ２２０はまた、堆積プロセス中に処理容積１６０内に共振キャビティ２４５を形成する。共振キャビティ２４５は、プラズマシースを基板に向かって垂直下向き（Ｚ方向）に延ばす磁束を提供する（図２Ａ及び２Ｂには示されていない）。磁石２２５の１つ及び導電性ワイヤ２０４のコア材料の強度は、処理容積１６０内のプラズマを圧縮し、プラズマのシースを半径方向外向きにスペーサ１１０まで延ばす。前述のように、プラズマのシースをスペーサ１１０（例えば、スペーサ１１０のライナ２００）まで延ばすことにより、ＲＦエネルギーが側壁から地面に伝播するための短く対称的な経路を提供する。
磁気アセンブリ２２０は、Ｘ／Ｙ面並びにＺ方向にＢ場を提供する。磁気アセンブリ２２０はまた、処理容積１６０及び／又は共振キャビティ２４５内のプラズマの調整を可能にする。プラズマ中の渦電流を監視して、磁石２２５の位置及び磁石２２５の回転速度の一方又は両方を調整するための測定基準を提供することができる。加えて又は代替的に、基板上に以前に堆積された膜の計測を実行することができ、その結果を利用して、磁石２２５の位置及び／又は回転速度を変化させることができる。したがって、共振キャビティ２４５及び磁気アセンブリ２２０は、基板上に、より良好な膜均一性を提供する。磁石２２５を含む実施形態では、磁石２２５の反対の極性は、磁石２２５を介して生成されたＢ場を歪曲する。電磁石を含む幾つかの実施形態では、空隙、断面積、及び導電性ワイヤ２０４の各ターン間の距離のうちの少なくとも１つを調整することにより、導電性ワイヤ２０４を通る流れ電流によって生成されたＢ場を歪曲する。反対の又は交互の極性を有する２つ以上の電磁石を含む幾つかの実施形態では、導電性ワイヤ２０４の各々に電力を順次供給することにより、導電性ワイヤ２０４を通る流れ電流によって生成されるＢ場が歪曲する。Ｂ場の歪曲はプラズマシースのピークをシフトさせる。磁石の回転及び処理容積１６０の周りの円形経路における導電性ワイヤ２０４を通る流れ電流は、歪曲したプラズマシースのイオン及びラジカルへの基板１５０のより均一な曝露を促進する。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、金属バンド（図示せず）がライナ２００内に配置される。金属バンドはＢ場をさらにシフトさせうる。
スペーサ１１０は、従来のチャンバよりもはるかに大きい処理容積１６０及び／又は共振キャビティ２４５の容積をもたらす高さ２５０を含む。本明細書で前述した幾つかの実施形態では、高さ２５０は、約０．５インチから約２０インチ、例えば、約０．５インチから約３インチ、例えば約１５インチから約２０インチである。高さ２５０によってもたらされる共振キャビティ２４５の高さは、多くの利点を提供する。１つの利点は、その中で処理されている基板に応力によって誘発される反りを低減する、膜応力の低減を含む。
図３Ａ及び３Ｂは、処理チャンバ１００の概略的な断面図である。基板支持体１１５を含むカソードアセンブリ３００が図３Ａ及び３Ｂに示されている。カソードアセンブリ３００は、Ｚ方向に垂直にカソードアセンブリ３００を移動させるアクチュエータ３０５（図１に示されるアクチュエータ１７５と同様）に結合される。
図３Ａは、リッドアセンブリ１０５に対して最も低い位置（例えば、第１の距離１８０Ａ）にあるカソードアセンブリ３００を示しており、図３Ｂは、リッドアセンブリ１０５に対して最も高い位置（例えば、第２の距離１８０Ｂ）にあるカソードアセンブリ３００を示している。堆積プロセスのためにカソードアセンブリ３００の位置を調整する能力は、最適な膜品質の実現を可能にする。
カソードアセンブリ３００は設備インターフェース３１０も含む。設備インターフェース３１０は、ＲＦ電力並びに他の電気的及び流体的接続のための接続を提供する。設備インターフェース３１０は、設備ケーブル１７８を介して基板支持体１１５に結合される。他の接続は、電源３１５、クーラント源３２０、及びガス供給３２５を含む。
電源３１５は、基板支持体１１５の一部である静電チャック３３０に電力供給するために利用される。電源３１５はＤＣ電源でありうる。デチャックは、静電チャック３３０を流出させるコントローラ（図示せず）によって促進される。加えて、設備ケーブル１７８は、任意選択的にマッチング・ネットワークを介して電源１７０に結合されて、処理チャンバ１００内の動作を促進する。一例では、設備ケーブル１７８は、ＰＥＣＶＤプロセス中のＲＦ電力の転送を促進する。スペーサ１１０によって生成される比較的大きい容積、及びＰＥＣＶＤプロセス中に処理チャンバ１００が動作する圧力に起因して、プラズマを確立し、維持するために、より高い電力レベル（従来のＰＥＣＶＤプロセスと比較して）が用いられる。例えば、設備ケーブルは、ＰＥＣＶＤプロセス中に、１１０アンペアで約４ｋＷから約９ｋＷの電力を伝送することができる。アンペア数は、調整された構成で磁石２２５を利用する場合に、膜品質を低下させることなく、約７８アンペアから約８０アンペアの範囲に低減することができると考えられる。
クーラント源３２０は、基板支持体１１５を冷却するクーラントを含む。例えば、クーラント源３２０からのクーラントは、基板支持体１１５へと流されて、静電チャック３３０（及び／又はその上に位置決めされた基板）の温度を摂氏約２５度以下に維持する。静電チャック３３０（及び／又はその上に位置決めされた基板）は、摂氏約－４０度以下の極低温に維持されてもよい。極低温は、イオンを、基板１４５の上方に面した表面及び／又は基板１４５上に配置された材料に衝突することができるようにし、自発的な堆積又はエッチングを減少させ、堆積又はエッチングされた膜の均一性及び特性の改善をもたらす。クーラントは、極低温を維持するための流体、例えばパーフルオロポリエーテルフッ素化流体を含む。
ガス供給３２５は、凝縮を防止するために、静電チャック３３０の下の空間に流体を提供する。流体は、クリーンな乾燥した空気、窒素（Ｎ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、又は他の適切なガスでありうる。静電チャックの下の空間に供給される流体は、その下面を含めた静電上への凝縮を低減する。
基板支持体１１５の冷却、加熱されたスペーサ１１０（図２Ａ及び２Ｂに示されるヒータ素子２０５を使用する）、及び本明細書に記載される共振キャビティ２４５の組合せの１つ又は幾つかは、多くの利点を提供する。基板の温度が低いと、堆積速度が増加し、基板の反りが減少する。スペーサ１１０及び／又はライナ２００の温度を摂氏約１００度未満に維持することは、より効率的な洗浄を促進し、及び／又はライナ２０への粒子の付着を最小限に抑える。ライナ２００の冷却を促進するために、１つ以上の冷却チャネルをスペーサ１１０に形成することができる。
図３Ａ及び３Ｂには支持構造３３５も示されている。１つのみが示されているが、支持構造３３５は、その中に形成された３つの減圧チャネル３４０を有する。減圧チャネル３４０は可変圧力システム１２０に結合される。減圧チャネル３４０は、処理容積１６０からの対称的なポンピングを促進する。
カソードアセンブリ３００は、ベースリング３４０及び任意選択的な取り付けプレート３４５に結合される。ファスナ３５５は、ベースリング３４０から延在して、その上に基板支持体１１５を固定する。
図４Ａは、基板支持体１１５の一実施形態の概略的な断面図である。図４Ｂは、図４Ａに示される基板支持体１１５の一部の拡大断面図である。
上述したように、基板支持体１１５は静電チャック３３０を含む。静電チャック３３０はパック４００を含む。パック４００は、その中に埋め込まれた１つ以上の電極４０５を含む（第１の電極４０５Ａ及び第２の電極４０５Ｂが図４Ｂに示されている）。第１の電極４０５Ａはチャッキング電極として利用され、第２の電極４０５ＢはＲＦバイアス電極として利用される。基板支持体１１５は、第２の電極４０５Ｂに約３００ｋＨｚから約６０ＭＨｚの周波数でＲＦ電力を提供することによってバイアスすることができる。第２の電極４０５Ｂに提供される周波数は、パルス化されてもよい。パック４００は、セラミック材料、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの誘電体材料から形成される。
パックは、誘電体プレート４１０及びベースプレート４１５によって支持される。誘電体プレート４１０は、石英などの電気絶縁性材料、又はＲＥＸＯＬＩＴＥ（登録商標）という商品名で販売されている高性能プラスチックなどの熱可塑性材料から形成することができる。ベースプレート４１５は、アルミニウムなどの金属材料から作ることができる。動作中、ベースプレート４１５は、地面に結合されるか、又はパック４００がＲＦホットである間、電気的に浮遊している。少なくともパック４００及び誘電体プレート４１０は、絶縁体リング４２０に取り囲まれている。絶縁体リング４２０は、石英、ケイ素、又はセラミック材料などの誘電体材料から作ることができる。ベースプレート４１５及び絶縁体リング４２０の一部は、アルミニウムでできた接地リング４２５に取り囲まれている。絶縁体リング４２０は、動作中、パック４００とベースプレート４１５との間のアーク放電を防止するか、又は最小限に抑える。設備ケーブル１７８の端部は、パック４００、誘電体プレート４１０、及びベースプレート４１５に形成された開口部に示されている。パック４００の電極、並びにガス供給３２５（図３Ａ及び３Ｂに示されている）から基板支持体１１５への流体のための電力は、設備ケーブル１７８によって提供される。
エッジリング４２２は、絶縁体リング４２０の内周に隣接して配置される。エッジリング４２２は、とりわけ、石英、ケイ素、架橋ポリスチレン、及びジビニルベンゼン（例えば、ＲＥＸＯＬＩＴＥ（登録商標））、ＰＥＥＫ、Ａｌ２Ｏ３、ＡＩＮなどの誘電体材料を含みうる。このような誘電体材料を含むエッジリング４２２を利用することは、プラズマ電力を変更する必要なしに、プラズマ結合を変調し、基板支持体における電圧（Ｖｄｃ）などのプラズマ特性を変調するのに役立ち、したがって、基板上に堆積されるハードマスク膜の特性を改善する。エッジリング４２２の材料によってウエハ又は基板へのＲＦ結合を変調することにより、膜の弾性率を膜の応力から分離することができる。
パック４４０、誘電体プレート４１０、及びベースプレート４１５の各々は、設備ケーブル１７８を収容するために、その中に又はそれを通して形成されたそれぞれ軸方向に位置合わせされた開口部を含む。パック４４０は、設備ケーブル１７８と係合するように形作られた開口部４９５を含む。例えば、開口部４９５は、設備ケーブル１７８を受け入れるための雌型レセプタクルとして構成することができる。誘電体プレート４１０は、開口部４９５と軸方向に位置合わせされた開口部４９６を含む。開口部４９６は、開口部４９５の直径にほぼ等しい直径を有する上部４９６ａ、上部の直径より大きい直径の直径を有する中間部４９６ｂ、及び中間部４９６ｂの直径よりも大きい直径を有する下部４９６ｃを含む。ベースプレート４１５は、第１の直径を有する上部４９７ａ、及び第１の直径より小さい第２の直径を有する下部４９７ｂを有する開口部４９７を含む。開口部４９６、４９６、及び４９７の複数の直径は、その中の設備ケーブル１７８の固定を容易にする。
パック４００は、その中に形成された複数の流体チャネル４３０を含む。流体チャネル４３０の各々は、入り口チャネル４３２と流体連結している。入り口チャネル４３２は、入り口導管４３４に流体的に結合される。入り口導管４３４はクーラント源３２０に結合される。流体チャネル４３０及び入り口チャネル４３２の各々は、キャッププレート４３６によって密封される。キャッププレート４３６は、パック４００と同じ材料、又はアルミニウムから作られてよく、流体チャネル４３０及び入り口導管４３４を密封するために、パック４００に溶接又は他の方法で結合することができる。図示されていないが、入り口導管４３４と同様の出口導管が、冷却流体がその中で再循環することができるように、基板支持体１１５に提供される。
入り口導管４３４の一部は、管状部材４３８によって形成される。管状部材４３８は、セラミック材料などの誘電体材料から形成される。シール４４０は、キャッププレート４３６及びベースプレート４１５に隣接する管状部材４３８の端部に設けられる。管状部材４３８は、そこを通って流れる冷却流体によって生じうるアーク放電を防止する。管状部材４３８はまた、誘電体プレート４１０の亀裂を防止するために、誘電体プレート４１０を、その中に流れる比較的冷たい冷却流体から熱的に絶縁することができる。
基板支持体１１５は、複数のリフトピン４４２も含む（図４Ａには１つのみ示されている）。リフトピン４４２の各々は、誘電体ブッシング４４４内に移動可能に配置される。リフトピン４４２の各々は、ＡｌＮ、サファイア、石英などのセラミック材料から形成することができる。誘電体ブッシング４４４は、パック４００、誘電体プレート４１０、及びベースプレート４１５の各々に、又はそれらを通して提供される。誘電体ブッシング４４４は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）材料などのポリマー材料でできている。誘電体ブッシング４４４は、リフトピン４４２が案内される、その長さ方向に沿った開口部４４６を含む。開口部４４６は、誘電体ブッシング４４４にコンダクタンス経路が形成されるように、リフトピン４４２の寸法（直径）よりもわずかに大きいサイズである。例えば、開口部４４６は、減圧コンダクタンスが処理容積１６０と、誘電体ブッシング４４４を通して可変圧力システム１２０内との間に提供されるように、可変圧力システム１２０に結合される。開口部４４６によって提供されるコンダクタンス経路は、リフトピンのアーク放電を防止する。誘電体ブッシング４４４は、変化する直径のセクションである複数の段状部４４８を含む。段状部４４８は、電気が移動しうる経路の長さを増加させることによって、並びに経路に沿って曲がり角を導入することによって、パック４００とベースプレート４１５との間のアーク放電を低減する。
基板支持体１１５はまた、複数のファスナデバイス４５０も含む（１つのみが示されている）。ファスナデバイス４５０は、パック４００を誘電体プレート４１０に取り付けるために利用される。各ファスナデバイス４５０は、ファスナ４５２、金属ワッシャ４５４、及びファスナキャップ４５６を含む（ワッシャ４５４及びファスナキャップ４５６は図４Ｂに示されている）。ファスナ４５２が締められると、ワッシャ４５４は、誘電体プレート４１０に形成された開口４６０の表面４５８に対して付勢される。ワッシャ４５４及びファスナ４５２は、ステンレス鋼などの金属材料から作られる。ワッシャ４５４は、丸みを帯びた上部隅部４６２を含む。丸みを帯びた上部隅部４６２は、ファスナ４５２が締められたときに誘電体プレート４１０の材料の亀裂を防止する。
ファスナキャップ４５６は、誘電体プレート４１０の開口部４６０の残りを満たすために利用される。ファスナキャップ４５６は、ファスナ４５２のヘッドを受け入れるようなサイズのポケット４６４を含む。ファスナキャップ４５６は、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの誘電体材料から形成される。ファスナキャップ４５６の外面は、段状部４６６を含む。段状部４６６は、電気が移動しうる経路の長さを増加させることによって、パック４００とベースプレート４１５との間のアーク放電を低減する。
基板支持体１１５は、それらの層間に複数の間隙も含む。第１の間隙４７０は、パック４００と誘電体プレート４１０との間に提供される。第２の間隙４７２は、誘電体プレート４１０とベースプレート４１５との間に提供される。第１の間隙４７０及び第２の間隙４７２は、図３Ａ及び３Ｂに示され、説明されるガス供給３２５と流体連結している。ガス供給３２５からの流体は、隣接する層間の凝縮を防止するために、第１の間隙４７０及び第２の間隙４７２に流される。第１の間隙４７０及び第２の間隙４７２内の流体は、エッジリング４２０によって基板支持体１１５の端部で密封される。エッジリング４２０は、第１の間隙４７０及び第２の間隙４７２からの流体の制御された漏れを提供するようなサイズにすることができる。
図５Ａ～５Ｄは、支持構造３３５及びカソードアセンブリ３００の一部のさまざまな図である。図５Ａは、支持構造３３５の上のベースリング３４０を示す斜視図である。図５Ｂは、ベースリング３４０及び支持構造３３５とインターフェースする、リフトピンスパイダ５００を示している。図５Ｃは、リフトピンスパイダ５００がその中にアセンブリされている、カソードアセンブリ３００の拡大部分断面図である。図５Ｄは、リフトピンスパイダ５００がその中にアセンブリされている、カソードアセンブリ３００の別の拡大部分断面図である。
図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、リフトピンスパイダ５００は、それに結合されたピングリップ装置５１０を有するリング本体５０５（図５Ｂに示される）を含む。各ピングリップ装置５１０は、リフトピン４４２（図５Ｂに示される）を支持する。リフトピンスパイダ５００は、リフトシャフト５２０を収容するベローズ５１５も含む（両方とも図５Ｂ～５Ｄに示される）。リング本体５０５は、円形又はほぼ円形の外側エッジ５６０、及び内側エッジ５６１を含む。内側エッジ５６１は円形であり、１つ以上のローブを含む（２つの副ローブ５６２と、該副ローブ５６２よりサイズが大きい１つの主ローブ５６３とが示されている）。ローブ５６２、５６３は、互いにほぼ等しい角度距離（例えば、約１２０度）で離間されており、それに取り付けられたリフトピンを含む。加えて、リフトシャフト５２０は、それぞれのリフトピン４４２の反対側において、主ローブ５６３に結合されている。このような例では、リフトシャフト５２０及びそれぞれのリフトピンは軸方向に位置合わせされているが、他の構成も想定されている。
リング本体５０５は、減圧チャネル５２５（図５Ａ、５Ｃ及び５Ｄに示されている）に適合し、かつ垂直に（Ｚ方向に）移動するように適合されている。リング本体５０５の垂直方向の移動は、アクチュエータ５３０（図５Ｃに示されている）によって提供され、ピングリップ装置５１０に結合されたリフトピン４４２を昇降させる。減圧チャネル５２５は、１つ以上の減圧導管５３５（図５Ａ及び５Ｄに示されている）を介して可変圧力システム１２０と流体連結している。このように、コンダクタンス経路は、誘電体ブッシング４４４の開口部４４６を介してリフトピン４４２の周りに形成される。
図５Ｃを参照すると、リフトピン４４２は、ベースリング３４０に形成された開口部５４０を通って、ピングリップ装置５１０から誘電体ブッシング４４４まで延びる。
各ピングリップ装置５１０は、グリッパ５４６、グリッパステム５４８及びグリッパ筐体５５０を含む。グリッパ筐体５５０は、該グリッパ筐体５５０をスタンドオフ５５４に結合する第１のファスナ５５２Ａに結合される。第２のファスナ５５２Ｂがスタンドオフ５５４をリング本体５０５に結合する。ファスナプレート５５６が第２のファスナ５５２Ｂをリング本体５０５に固定する。ファスナプレート５５６及び第２のファスナ５５２Ｂは、リング本体５０５の下面に形成された凹部５５８内に位置決めされている。
グリッパ筐体５５０、第１のファスナ５５２Ａ、第２のファスナ５５２Ｂ、ファスナプレート５５６、及びベローズ５１５は、ステンレス鋼などの金属材料から製造される。グリッパ５４６、グリッパステム５４８、スタンドオフ５５４、及びリング本体５０５は、ポリマー又はセラミック材料などの誘電体材料から製造することができる。特定の例では、グリッパ５４６及びグリッパステム５４８は、ポリイミドプラスチック材料などのプラスチック材料から作ることができる。スタンドオフ５５４は、ＰＥＥＫ材料から作ることができる。リング本体５０５は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）から作ることができる。リング本体５０５及びピングリップ装置５１０の中又は上にある金属材料は、カソードアセンブリ３００の動作中に接地されるか、又は電気的に浮遊している。
図６Ａ～６Ｃは、設備ケーブル１７８のさまざまな断面図である。設備ケーブル１７８は、第１の端部６００及び第２の端部６０５を含む。第１の端部６００は基板支持体１１５とインターフェースし、第２の端部６０５は設備インターフェース３１０とインターフェースする（図３Ａ及び３Ｂに示されている）。
設備ケーブル１７８は、単一片の導体（すなわち、単一のユニット又はモノリス）である。この実施形態による設備ケーブル１７８は、従来のケーブルに対する改良である。例えば、設備ケーブル１７８は、従来の導体が２つの導体のＬ字型又は９０度の接続を有するであろう曲げ部６１０（例えば、湾曲した又は弧状のセクション）を含む。曲げ部６１０は、従来の９０度の接続でのアーク放電を排除し、導体に沿った電流の流れを改善する。単一片の設計はまた、従来の導体と比較して、より小さい外径を有しつつ、より堅牢な絶縁を提供する。幾つかの例では、設備ケーブル１７８は、直線状の設備ケーブル１７８を形成し、その後曲げるのとは対照的に、設備ケーブル１７８の複合層間での接触を最大化する曲げ形状で製造される。設備ケーブル１７８を予め曲げた形状に製造することにより、直線的に形成されたケーブルを湾曲させるときに曲げ部の周りに生じうる材料のしわを回避する。このようなしわは、不注意に抵抗を増加させるか、又はアーク放電を誘発する可能性がある。上記のように、設備ケーブル１７８は、アクチュエータ１７５（図１に示される）の作動に基づいて、屈曲し、これが基板支持体１１５の垂直方向の移動を提供する。
図６Ｂは、設備ケーブル１７８の第１の端部６００の断面図である。第１の端部６００は、誘電体シース６２５から延びるコネクタ６２０を含む。図６Ｂは、設備ケーブル１７８の第２の端部６０５の断面図である。第２の端部６０５もまた、誘電体シース６２５から延びるコネクタ６３０を含む。
コネクタ６２０及びコネクタ６３０は、誘電体シース６２５内の中央に位置する第１の導体６３５を含む。誘電体シース６２５は、基板支持体１１５との結合を可能にするために、設備ケーブル１７８の端部６２０の終端までは延在しない。コネクタ６２０及びコネクタ６３０はまた、第１の導体６３５を実質的に取り囲む第２の導体６４０も含む。
コネクタ６２０を参照すると、第１の導体６３５は、導電性筐体６５０によって第１の導体６３５に結合されるソケット６４５に接続されている。ソケット６４５及び導電性筐体６５０は、ねじ接続部６５５を含む。コネクタ６３０を参照すると、第１の導体６３５は、オス型インサート６６０に結合される。
第１の導体６３５及び第２の導体６４０は、誘電体材料６６５及び空間又は間隙６７０の一方又は両方によって電気的に分離されている。誘電体材料６６５は、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、又は他のポリマー及び／又は電気絶縁性材料などのポリマー材料でありうる。第１の導体６３５、第２の導体６４０の両方、ソケット６４５、導電性筐体６５０、及びオス型インサート６６０は、銅などの導電性金属でできている。曲げ部６１０では、第２の導体６４０の薄化及び誘電体材料６６５の崩壊（すなわち、設備ケーブル１７８の歪み）は、第２の導体６４０からの誘電体材料６６５の分離を引き起こす可能性がある。この分離は、曲げ部６１０でのアーク放電を生じさせる可能性がある。曲げ部６１０における予め曲げられた設備ケーブル１７８の前処理、例えば応力緩和及び／又はアニーリングは、第２の導体６４０の潜在的な薄化及び誘電体材料６６５の崩壊に起因する設備ケーブル１７８の起こりうる歪みを排除する。
本明細書に記載される設備ケーブル１７８の構造は、従来の導体の長さよりも長い長さ６８０を含む第２の導体６４０の露出したインターフェース表面６７５を提供する。加えて、本明細書に記載される設備ケーブル１７８の構造は、オス型インサート６６０のためのショルダ領域又はストップ６８５を提供する。
図７は、リッドアセンブリ１０５の別の実施形態の概略的な断面図である。この実施形態によるリッドアセンブリ１０５は、熱交換器１３０の一部に形成されたドーム構造７００を含む。ドーム構造７００は、フランジ７０５を通るプラズマの流れを促進するためにそれを通して軸方向に形成された開口部７０６を有するフランジ７０５によって遠隔プラズマ源１５０に結合される。ドーム構造７００はガス分配アセンブリ７１０にも結合される。
ガス分配アセンブリ７１０は、第１の処理ガス源１４０及びパージガス源７１５を含む。第１の処理ガス源１４０及びパージガス源７１５は両方とも、バルブ（図示せず）によってガス分配アセンブリ７１０に結合される。ガス分配アセンブリ７１０はバッフルプレート７２０も含む。バッフルプレート７２０は、遠隔プラズマ源１５０から励起された洗浄ガスを拡散するために利用される。バッフルプレート７２０は、１つ以上のブラケット７０８によってガス分配アセンブリ７１０の内面７０７に結合される。ブラケット７０８は、スポークアンドハブ構成において等角距離で間隔を開けられている（１２０度で間隔を開けて配置された３つのブラケットなど）。バッフルプレート７２０は、中心開口部７２５も含む。中心開口部７２５は、それぞれの供給源から処理ガス及びパージガスの一方又は両方を供給するために利用されうる。
熱交換器１３０は、入り口７３０及び出口７３５を含む。熱交換用流体は、入り口７３０から、ドーム構造７００に形成されたチャネル７４０を通って流れ、出口７３５から出る。
以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく、本開示の他の実施形態及びさらなる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (15)

  1. 処理チャンバであって、
    リッドアセンブリ；
    スペーサによって前記リッドアセンブリに結合されたチャンバ本体であって、前記スペーサ及び前記チャンバ本体が共振キャビティを画成する、チャンバ本体；
    前記共振キャビティの外側の前記スペーサに結合された回転可能な磁気アセンブリ；及び
    前記共振キャビティ内に配置され、移動可能な基板支持体であって、該基板支持体に結合されたアクチュエータの動作に基づいて屈折する設備ケーブルに結合される、基板支持体
    を含む、処理チャンバ。
  2. 前記リッドアセンブリが熱交換器を含む、請求項１に記載の処理チャンバ。
  3. 前記スペーサが複数のヒータ素子も含む、請求項１に記載の処理チャンバ。
  4. 前記スペーサが、前記共振キャビティを取り囲むライナを含む、請求項１に記載の処理チャンバ。
  5. 前記ライナが第１の部分及び第２の部分を含み、前記第２の部分が、前記第１の部分の厚さよりも薄い厚さを含む、請求項４に記載の処理チャンバ。
  6. 前記回転可能な磁気アセンブリが、磁気アクチュエータに結合された複数の磁石を含む、請求項１に記載の処理チャンバ。
  7. 前記チャンバ本体に結合された可変圧力システムをさらに含む、請求項１に記載の処理チャンバ。
  8. 前記可変圧力システムが、第１のポンプ及び第２のポンプを含む、請求項７に記載の処理チャンバ。
  9. 前記設備ケーブルが単一片の導体を含む、請求項１に記載の処理チャンバ。
  10. 処理チャンバであって、
    シャワーヘッドを含むリッドアセンブリ；
    スペーサによって前記リッドアセンブリに結合されたチャンバ本体であって、前記スペーサ及び前記チャンバ本体が共振キャビティを画成する、チャンバ本体；
    前記共振キャビティの外側の前記スペーサに結合された磁気アセンブリ；及び
    前記共振キャビティ内に配置された基板支持体であって、設備ケーブルに結合され、かつ、複数の電極を含むパックを有する静電チャックを含む、基板支持体
    を含む、処理チャンバ。
  11. 前記設備ケーブルが単一片の導体を含む、請求項１０に記載の処理チャンバ。
  12. 前記スペーサが複数のヒータ素子も含む、請求項１０に記載の処理チャンバ。
  13. 前記スペーサが、前記共振キャビティを取り囲むライナを含む、請求項１０に記載の処理チャンバ。
  14. 前記ライナが第１の部分及び第２の部分を含み、前記第２の部分が、前記第１の部分の厚さよりも薄い厚さを含む、請求項１３に記載の処理チャンバ。
  15. 処理チャンバであって、
    シャワーヘッドを含むリッドアセンブリ；
    スペーサによって前記リッドアセンブリに結合されたチャンバ本体であって、前記スペーサ及び前記チャンバ本体が共振キャビティを画成する、チャンバ本体；
    前記共振キャビティの外側の前記スペーサに結合された磁気アセンブリであって、前記共振キャビティの高さに対して垂直方向に磁石の各々を動かすように構成された磁気アクチュエータに結合された複数の磁石を含む、磁気アセンブリ；及び
    前記共振キャビティ内に配置された基板支持体であって、設備ケーブルに結合され、かつ、複数の電極を含むパックを有する静電チャックを含む、基板支持体
    を含む、処理チャンバ。
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