JP2023512448A - 熱酸化物スプレーコートとの熱膨張整合を改善するための混合金属ベースプレート - Google Patents

熱酸化物スプレーコートとの熱膨張整合を改善するための混合金属ベースプレート Download PDF

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Abstract

【解決手段】処理チャンバ内で半導体基板を支持するための基板支持アセンブリのベースプレートは、金属および非金属を含む第１の材料で作製された第１の構成要素を備える。第１の材料は、第１の熱膨張係数を有する。第１の構成要素をコーティングする層は、第２の材料で作製される。第２の材料は、第２の熱膨張係数を有する。第１および第２の熱膨張係数は、異なるものである。【選択図】図６

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年１月１３日に出願された米国仮出願第６２／９６０，４１７号の利益を主張する。上記で参照された出願の全体の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、一般に、基板処理システムに関し、より詳細には、ベースプレート上に塗布されたスプレーコートとの熱膨張整合を改善するために処理チャンバ内で混合金属ベースプレートを使用することに関する。
ここで提供される背景の説明は、本開示の内容を概ね提示することを目的とする。この背景技術のセクションで説明されている範囲内における、現時点で名前を挙げられている発明者らによる研究、ならびに出願の時点で先行技術として別途みなされ得ない説明の態様は、明示または暗示を問わず、本開示に対抗する先行技術として認められない。
基板処理システムは、典型的には、半導体ウエハなどの基板の堆積、エッチング、および他の処理を実施する複数の処理チャンバ（プロセスモジュールとも呼ばれる）を含む。基板上で実施することができるプロセスの例には、限定はしないが、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセス、化学強化プラズマ気相堆積（ＣＥＰＶＤ）プロセス、およびスパッタリング物理気相堆積（ＰＶＤ）プロセスが挙げられる。基板上で実施することができるプロセスの追加の例には、限定はしないが、エッチング（例えば、化学エッチング、プラズマエッチング、反応性イオンエッチングなど）および洗浄プロセスが挙げられる。
処理中、基板は、基板処理システムの処理チャンバ内の台座、静電チャック（ＥＳＣ）などの基板支持体上に配置される。堆積中、１つまたは複数の前駆体を含むガス混合物が処理チャンバに導入され、プラズマが打たれて化学反応を活性化する。エッチング中、エッチングガスを含むガス混合物が処理チャンバに導入され、プラズマが打たれて化学反応を活性化する。コンピュータ制御型ロボットが、典型的には、基板が処理される順序で、ある処理チャンバから別の処理チャンバに基板を移送する。
処理チャンバ内で半導体基板を支持するための基板支持アセンブリのベースプレートは、金属および非金属を含む第１の材料で作製された第１の構成要素を備える。第１の材料は、第１の熱膨張係数を有する。第１の構成要素をコーティングする層は、第２の材料で作製される。第２の材料は、第２の熱膨張係数を有する。第１および第２の熱膨張係数は、異なるものである。
別の特徴において、第１および第２の熱膨張係数は、所定の範囲内にある。
別の特徴において、第１の熱膨張係数は、第２の熱膨張係数よりも大きい。
別の特徴において、第１の熱膨張係数は、金属の熱膨張係数よりも小さい。
他の特徴において、所定の範囲は、第１の値と第２の値との間である。第２の値は、第１の値よりも大きい。第１の熱膨張係数は、第１の値よりも第２の値に近い。第２の熱膨張係数は、第２の値よりも第１の値に近い。
別の特徴において、所定の範囲は、６～１２である。
別の特徴において、第２の材料の層の厚さは、３０μｍ～２ｍｍである。
他の特徴において、第１の熱膨張係数は、約１１である。第２の熱膨張係数は、約８である。
他の特徴において、金属は、アルミニウムである。非金属は、炭化ケイ素である。
別の特徴において、第２の材料は、セラミック材料である。
別の特徴において、第２の材料は、アルミナまたはイットリアである。
他の特徴において、ベースプレートは、第１の構成要素をコーティングする層上に配置された第３の材料で作製された第２の層と、第２の層上に配置された第２の材料で作製された第３の構成要素とをさらに備える。
別の特徴において、第２の層は、第３の構成要素を第１の構成要素に接合する。
他の特徴において、第２の層は、第３の構成要素と第１の構成要素との間で熱を伝導し、所定の期間にわたって所定の温度範囲におけるせん断応力を吸収する。
さらに他の特徴において、処理チャンバ内で半導体基板を支持するための基板支持アセンブリのベースプレートを製造するための方法は、金属および非金属を含む第１の材料を使用してベースプレートの第１の構成要素を製造することを含む。第１の材料は、第１の熱膨張係数を有する。方法は、第２の熱膨張係数を有する第２の材料の層でベースプレートの第１の構成要素をコーティングすることを含む。第１および第２の熱膨張係数は、異なるものである。
別の特徴において、第１および第２の熱膨張係数は、所定の範囲内にある。
別の特徴において、第１の熱膨張係数は、第２の熱膨張係数よりも大きい。
別の特徴において、第１の熱膨張係数は、金属の熱膨張係数よりも小さい。
他の特徴において、所定の範囲は、第１の値と第２の値との間である。第２の値は、第１の値よりも大きい。第１の熱膨張係数は、第１の値よりも第２の値に近い。第２の熱膨張係数は、第２の値よりも第１の値に近い。
別の特徴において、所定の範囲は、６～１２である。
別の特徴において、第２の材料の層の厚さは、３０μｍ～２ｍｍである。
他の特徴において、第１の熱膨張係数は、約１１である。第２の熱膨張係数は、約８である。
別の特徴において、方法は、金属としてアルミニウムを選択することと、非金属として炭化ケイ素を選択することとをさらに含む。
別の特徴において、方法は、第２の材料としてセラミック材料を選択することをさらに含む。
別の特徴において、方法は、第２の材料としてアルミナまたはイットリアを選択することをさらに含む。
本開示を適用可能な他の分野は、詳細な説明、特許請求の範囲および図面から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
本開示は、詳細な説明および添付の図面からより完全に理解されるであろう。
図１は、処理チャンバを備える基板処理システムの第１の例を示す図である。
図２は、処理チャンバを備える基板処理システムの第２の例を示す図である。
図３は、処理チャンバを備える基板処理システムの第３の例を示す図である。
図４は、基板処理システムの処理チャンバで使用することができる本開示によるベースプレートの一例を概略的に示す図である。 図５は、基板処理システムの処理チャンバで使用することができる本開示によるベースプレートの一例を概略的に示す図である。
図６は、本開示による基板処理システムの基板支持アセンブリ用の図４および図５に示すベースプレートを製造する方法を示す図である。
図７は、本開示による図４および図５に示すベースプレートの基板を製造するための方法を示す図である。
これらの図面において、参照番号は、類似の要素および／または同一の要素を指すために再度利用されることがある。
ベースプレートは、処理中にウエハが配置される処理チャンバの基本構成要素である。ベースプレートは、典型的には、金属基板の外側を覆う酸化物材料のスプレーコートを有する金属基板で作製される。スプレーコートは、ベースプレート（すなわち、金属基板）を処理チャンバの極端な環境から保護するために（例えば、ベースプレートをプラズマ侵食およびアーク放電から保護するために）使用される。
プロセスに応じて、ベースプレートは、例えば、摂氏約１００度を超える広い温度範囲にわたって利用することができる。金属基板へのスプレーコートの適切な接着を確実にし、かつスプレーコートの亀裂の低減を確実にするために全動作レジームにわたってスプレーコートに対する応力を管理することは、スプレーコートと比較した金属基板の熱膨張における不整合により困難であり得る。本開示によれば、熱膨張がスプレーコートによりよく適合する混合金属基板を利用することによって、スプレーコートに対する応力は、完全な動作範囲にわたって比較的緩和することができる。
ベースプレートは、典型的には、酸化アルミニウム被覆層のスプレーコートを有するアルミニウムで作製される。アルミニウムの熱膨張係数は、２０μｍ／℃ｍよりも大きい。これは、約８μｍ／℃ｍである酸化アルミニウムの熱膨張係数よりも著しく大きい。酸化物層が高温で塗布されると、コートは極低温で大きな引張応力を受け、アルミニウム基板は酸化物スプレーコートよりもはるかに収縮する。
本開示は、下にある基板の熱膨張性質を基板の上に塗布されたスプレーコートの熱膨張性質によりよく整合させる混合金属基板を備えるベースプレートを提供する。具体的には、本開示によれば、ベースプレートにおけるアルミニウム金属基板は、スプレーコート（例えば、酸化アルミニウム層）とよりよく整合する熱膨張係数を有する混合金属基板に置き換えられる。例えば、金属マトリックス複合材（以下で説明する）と呼ばれる材料が、セラミック材料がスプレーコーティングされるベースプレート基板として使用される。混合金属基板とスプレーコートとの間の熱膨張係数をよりよく整合させることによって、スプレーコートに対する応力は、ほとんどまたはすべての動作温度にわたってゼロ応力条件近くに維持することができる。これにより、ベースプレートの寸法設計を変更してスプレーコートに対する応力を最小限に抑える必要性が軽減される。
本開示の教示は、ベースプレートのみに限定されない。むしろ、本教示は、典型的には酸化物層のスプレーコートで覆われた金属基板を含み、処理チャンバの極端な環境による応力を受ける処理チャンバの様々な他の構成要素に拡張および適用することができる。これらの構成要素は、セラミック層でコーティングされた混合金属基板を使用して製造することもでき、それにより基板とセラミック層との間の熱膨張の整合が改善され、これらの構成要素に対する応力が低減される。そのような構成要素の非限定的な例には、処理チャンバの内壁、処理チャンバで使用される様々な環状リング形状の構成要素、シャワーヘッドなどが挙げられる。
本開示は、以下のように構成される。最初に、処理チャンバ内の過酷な環境および本開示の教示を適用することができる多様な構成要素を理解するために、異なる処理チャンバの例が図１～図３を参照して示され説明される。続いて、金属マトリックス複合材（ＭＭＣ）材料について詳細に説明する。その後、本開示によるベースプレートの例示的な設計が、図４～図５を参照して示され説明される。続いて、本開示によるベースプレートを製造する例示的な方法が、図６～図７を参照して示され説明される。
図１は、処理チャンバ１０２を備える基板処理システム１００の一例を示す。例はプラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）の場面で説明されているが、本開示の教示は、原子層堆積（ＡＬＤ）、プラズマ強化ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）、ＣＶＤ、またはエッチングプロセスを含む他の処理などの他のタイプの基板処理に適用することができる。システム１００は、システム１００の他の構成要素を取り囲み、ＲＦプラズマ（使用される場合）を含む処理チャンバ１０２を備える。処理チャンバ１０２は、上部電極１０４と、静電チャック（ＥＳＣ）１０６または他の基板支持体とを備える。動作中、基板１０８がＥＳＣ１０６上に配置される。
例えば、上部電極１０４は、プロセスガスを導入および分配するシャワーヘッドなどのガス分配デバイス１１０を含み得る。ガス分配デバイス１１０は、処理チャンバ１０２の上面に接続された一端を含むステム部分を含むことができる。シャワーヘッドのベース部分は、概して円筒形であり、処理チャンバ１０２の上面から離間された場所で、ステム部分の反対側の端部から半径方向外側に延びる。シャワーヘッドのベース部分の基板に面する表面またはフェースプレートは、気化した前駆体、プロセスガス、またはパージガスが流れる複数の穴を含む。あるいは、上部電極１０４は、導電性プレートを含むことができ、プロセスガスは、別の方式で導入することができる。
ＥＳＣ１０６は、下部電極として作用するベースプレート１１２を備える。ベースプレート１１２は、ベースプレート１１２を通して冷却剤を流すための１つまたは複数のチャネル１１８を含むことができる。ベースプレート１１２は、基板１０８が処理中に配置されるセラミックプレート１１４を支持する。接合層１１６が、ベースプレート１１２とセラミックプレート１１４との間に配置される。いくつかの用途では、セラミックプレート１１４は、１つまたは複数のヒータ（例えば、マルチゾーンヒータ（図示せず））を含んでもよい。
プラズマが使用される場合、ＲＦ生成システム１２０は、ＲＦ電圧を生成し、上部電極１０４および下部電極（例えば、ＥＳＣ１０６のベースプレート１１２）の１つに出力する。上部電極１０４およびベースプレート１１２のもう一方は、ＤＣ接地されるか、ＡＣ接地されるか、または浮動とすることができる。単なる一例として、ＲＦ生成システム１２０は、整合および分配ネットワーク１２４によって上部電極１０４またはベースプレート１１２に供給されるＲＦ電力を生成するＲＦ発生器１２２を含み得る。他の例では、プラズマは、誘導的または遠隔的に生成されてもよい。
ガス送給システム１３０は、１つまたは複数のガス源１３２－１、１３２－２、…、および１３２－Ｎ（総称してガス源１３２）を含み、Ｎは、ゼロよりも大きい整数である。ガス源１３２は、弁１３４－１、１３４－２、…、および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、…、および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に接続される。蒸気送給システム１４２は、気化した前駆体を、処理チャンバ１０２に接続されたマニホールド１４０または別のマニホールド（図示せず）に供給する。マニホールド１４０の出力は、処理チャンバ１０２に供給される。
温度コントローラ１５０が、冷却剤アセンブリ１５４と通信し、チャネル１１８を通る冷却剤の流れを制御することができる。例えば、冷却剤アセンブリ１５４は、冷却剤ポンプ、リザーバ、および１つまたは複数の温度センサ（図示せず）を含み得る。温度コントローラ１５０は、冷却剤アセンブリ１５４を動作させ、チャネル１１８を通して冷却剤を選択的に流してＥＳＣ１０６を冷却する。いくつかの用途では、セラミックプレート１１４がヒータ１５２を含む場合、温度コントローラ１５０は、セラミックプレート１１４に配置された複数の熱制御要素（ＴＣＥ）１５２に接続され得る。温度コントローラ１５０を使用して複数のＴＣＥ１５２を制御し、ＥＳＣ１０６および基板１０８の温度を制御することができる。弁１５６およびポンプ１５８を使用して、処理チャンバ１０２から反応剤を排出することができる。システムコントローラ１６０が、システム１００の構成要素を制御する。
図２は、基板処理システム２００の別の例を示す。基板処理システム２００は、コイル駆動回路２１１を含む。いくつかの例では、コイル駆動回路２１１は、ＲＦ源２１２と、パルス回路２１４と、調節回路（すなわち、整合回路）２１３とを含む。パルス回路２１４は、ＲＦ源２１２によって生成されたＲＦ信号のトランス結合プラズマ（ＴＣＰ）エンベロープを制御し、動作中にＴＣＰエンベロープのデューティサイクルを１％～９９％の間で変化させる。理解され得るように、パルス回路２１４およびＲＦ源２１２は、いくつかの実施態様において組み合わせることができるか、または別々とすることができる。
調節回路２１３は、誘導コイル２１６に直接接続することができる。基板処理システム２１０は単一のコイルを使用するが、いくつかの基板処理システムは、複数のコイル（例えば、内側および外側コイル）を使用することができる。調節回路２１３は、ＲＦ源２１２の出力を所望の周波数および／または所望の位相に調節し、コイル２１６のインピーダンスと一致させる。
誘電体窓２２４は、処理チャンバ２２８の上側に沿って配置される。処理チャンバ２２８は、基板２３４を支持する基板支持体（または台座）２３２を備える。基板支持体２３２は、静電チャック（ＥＳＣ）、または機械的チャックまたは他のタイプのチャックを含み得る。プロセスガスは処理チャンバ２２８に供給され、プラズマ２４０は処理チャンバ２２８の内部で生成される。プラズマ２４０は、基板２３４の露出面をエッチングする。ＲＦ源２５０、パルス回路２５１、およびバイアス整合回路２５２を使用して、動作中に基板支持体２３２にバイアスをかけてイオンエネルギーを制御することができる。
ガス送給システム２５６を使用して、プロセスガス混合物を処理チャンバ２２８に供給することができる。ガス送給システム２５６は、プロセスおよび不活性ガス源２５７と、弁およびマスフローコントローラなどのガス計量システム２５８と、マニホールド２５９とを含み得る。ガスインジェクタ２６３は、誘電体窓２２４の中心に配置することができ、ガス送給システム２５６から処理チャンバ２２８にガス混合物を注入するために使用される。追加的または代替的に、ガス混合物は、処理チャンバ２２８の側面から注入され得る。
ヒータ／クーラ２６４を使用して、基板支持体２３２を所定の温度に加熱／冷却することができる。排気システム２６５が、処理チャンバ内の圧力を制御するため、および／またはパージもしくは排出によって処理チャンバ２２８から反応剤を除去するための弁２６６およびポンプ２６７を含む。
コントローラ２５４を使用して、エッチングプロセスを制御することができる。コントローラ２５４は、システムパラメータを監視し、ガス混合物の送給、プラズマの打撃、維持、および消滅、反応剤の除去、冷却ガスの供給などを制御する。加えて、以下で説明するように、コントローラ２５４は、コイル駆動回路２１０、ＲＦ源２５０、およびバイアス整合回路２５２などの様々な側面を制御することができる。
図３は、基板の層をエッチングするための処理チャンバ３００を示す。処理チャンバ３００は、下部チャンバ領域３０２と、上部チャンバ領域３０４とを含む。下部チャンバ領域３０２は、チャンバ側壁面３０８、チャンバ底面３１０、およびガス分配デバイス３１４の下面によって画定される。上部チャンバ領域３０４は、ガス分配デバイス３１４の上面およびドーム３１８の内面によって画定される。
いくつかの例では、ドーム３１８は、第１の環状支持体３２１上に置かれる。いくつかの例では、第１の環状支持体３２１は、プロセスガスを上部チャンバ領域３０４に送給するための１つまたは複数の間隔を置いた穴３２３を含む。いくつかの例では、プロセスガスは、１つまたは複数の間隔を置いた穴３２３によって、ガス分配デバイス３１４を含む平面に対して鋭角で上向きに送給されるが、他の角度／方向を使用することもできる。いくつかの例では、第１の環状支持体３２１内のガス流チャネル３３４は、ガスを１つまたは複数の間隔を置いた穴３２３に供給する。
第１の環状支持体３２１は、ガス流チャネル３２９から下部チャンバ領域３０２にプロセスガスを送給するための１つまたは複数の間隔を置いた穴３２７を画定する第２の環状支持体３２５上に置くことができる。いくつかの例では、ガス分配デバイス３１４における穴３３１は、穴３２７と位置合わせされる。他の例では、ガス分配デバイス３１４はより小さな直径を有し、穴３３１は必要とされない。いくつかの例では、プロセスガスは、１つまたは複数の間隔を置いた穴３２７によって、ガス分配デバイス３１４を含む平面に対して鋭角で基板３２６に向かって下向きに送給されるが、他の角度／方向を使用することもできる。他の例では、上部チャンバ領域３０４は、平坦な上面を備えた円筒形であり、１つまたは複数の平坦な誘導コイルを使用することができる。いくつかの例では、シャワーヘッドと基板支持体との間に位置するスペーサを備えた単一のチャンバを使用することができる。
基板支持体３２２は、下部チャンバ領域３０４に配置される。いくつかの例では、基板支持体３２２は、静電チャック（ＥＳＣ）を含むが、他のタイプの基板支持体を使用することができる。基板３２６は、エッチング中に基板支持体３２２の上面に配置される。いくつかの例では、基板３２６の温度は、ヒータプレート３３０、流体チャネルを備えた任意選択の冷却プレート、および１つまたは複数のセンサ（図示せず）によって制御され得るが、任意の他の適切な基板支持体温度制御システムが使用されてもよい。
いくつかの例では、ガス分配デバイス３１４は、シャワーヘッド（例えば、複数の間隔を置いた穴３２７を有するプレート３２８）を含む。複数の間隔を置いた穴３２７は、プレート３２８の上面からプレート３２８の下面に延びる。いくつかの例では、間隔を置いた穴３２７は、０．４インチ～０．７５インチの範囲の直径を有し、シャワーヘッドは、アルミニウムなどの導電性材料、または導電性材料で作製された電極が埋め込まれたセラミックなどの非導電性材料で作製される。
１つまたは複数の誘導コイル３４０は、ドーム３１８の外側部分の周りに配置される。励起されると、１つまたは複数の誘導コイル３４０は、ドーム３１８の内部に電磁場を生成する。いくつかの例では、上部コイルおよび下部コイルが使用される。ガスインジェクタ３４２は、ガス送給システム３５０－１から１つまたは複数のガス混合物を注入する。いくつかの例では、ガス送給システム３５０－１は、１つまたは複数のガス源３５２と、１つまたは複数の弁３５４と、１つまたは複数のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３５６と、混合マニホールド１５８とを含むが、他のタイプのガス送給システムが使用されてもよい。ガススプリッタ（図示せず）を使用して、ガス混合物の流量を変えることができる。別のガス送給システム３５０－２を使用して、（ガスインジェクタ３４２からのエッチングガスに加えて、またはその代わりに）エッチングガスまたはエッチングガス混合物をガス流チャネル３２９および／または３３４に供給することができる。
いくつかの例では、ガスインジェクタ３４２は、下向きにガスを誘導する中心注入場所と、下向きに対してある角度でガスを注入する１つまたは複数の側面注入場所とを含む。いくつかの例では、ガス送給システム３５０－１は、ガス混合物の第１の部分を第１の流量でガスインジェクタ３４２の中心注入場所に送給し、ガス混合物の第２の部分を第２の流量でガスインジェクタ３４２の側面注入場所に送給する。他の例では、異なるガス混合物がガスインジェクタ３４２によって送給される。いくつかの例では、ガス送給システム３５０－１は、以下に説明するように、調節ガスをガス流チャネル３２９および３３４に、および／または処理チャンバ内の他の場所に送給する。
プラズマ発生器３７０を使用して、１つまたは複数の誘導コイル３４０に出力されるＲＦ電力を生成することができる。プラズマ３９０は、上部チャンバ領域３０４で生成される。いくつかの例では、プラズマ発生器３７０は、ＲＦ発生器３７２と、整合ネットワーク３７４を含む。整合ネットワーク３７４は、ＲＦ発生器３７２のインピーダンスを１つまたは複数の誘導コイル３４０のインピーダンスに一致させる。いくつかの例では、ガス分配デバイス３１４は、アースなどの基準電位に接続される。弁３７８およびポンプ３８０を使用して、下部および上部チャンバ領域３０２、３０４内の圧力を制御し、冷却剤を排出することができる。
コントローラ３７６は、ガス送給システム３５０－１および３５０－２、弁３７８、ポンプ３８０、およびプラズマ発生器３７０と通信し、プロセスガス、パージガス、ＲＦプラズマ、およびチャンバ圧力の流れを制御する。いくつかの例では、プラズマは、１つまたは複数の誘導コイル３４０によってドーム３１８の内部で維持される。１つまたは複数のガス混合物は、ガスインジェクタ３４２（および／または穴３２３）を使用してチャンバの上部から導入され、プラズマは、ガス分配デバイス３１４を使用してドーム３１８内に閉じ込められる。
ドーム３１８内にプラズマを閉じ込めることにより、プラズマ種の容積再結合が可能になり、ガス分配デバイス３１４を通して所望のエッチャント種を放出することができる。いくつかの例では、基板３２６に適用されるＲＦバイアスはない。結果として、基板３２６上にアクティブなシースはなく、イオンは有限のエネルギーで基板に当たっていない。ある量のイオンは、ガス分配デバイス３１４を通してプラズマ領域から拡散する。しかし、拡散するプラズマの量は、ドーム３１８の内部に位置するプラズマよりも一桁少ない。プラズマ中のほとんどのイオンは、高圧での容積再結合によって失われる。ガス分配デバイス３１４の上面での表面再結合損失はまた、ガス分配デバイス３１４の下のイオン密度を低下させる。
他の例では、ＲＦバイアス発生器３８４が提供され、ＲＦ発生器３８６と、整合ネットワーク３８８とを含む。ＲＦバイアスを使用して、ガス分配デバイス３１４と基板支持体との間にプラズマを生成するか、または基板３２６上に自己バイアスを生成してイオンを引き付けることができる。コントローラ３７６は、ＲＦバイアスを制御するために使用され得る。
ここで、金属マトリックス複合材（ＭＭＣ）材料について詳細に説明する。金属マトリックス複合材（ＭＭＣ）は、少なくとも２つの成分を有する複合材材料であり、一方は金属であり、他方は異なる金属またはセラミックもしくは有機化合物などの別の材料であり得る。少なくとも３つの材料が使用される場合、ＭＭＣは、ハイブリッド複合材と呼ばれる。
ＭＭＣは、補強材料を金属マトリックスに分散させることによって作製される。補強面は、マトリックスとの化学反応を防止するためにコーティングすることができる。例えば、炭素繊維をアルミニウムマトリックスに使用して、低密度を示す複合材と高強度を示す複合材を合成する。しかし、炭素はアルミニウムと反応し、繊維の表面上に脆い水溶性化合物を生成する。反応を防止するために、炭素繊維は、ニッケルまたはホウ化チタンでコーティングされる。
マトリックスは、補強材料が埋め込まれたモノリシック材料であり、連続的である（すなわち、２つの材料が共に挟まれる場合とは異なり、経路がマトリックスを通って材料の任意の点まで存在する）。構造用途では、マトリックスは通常、アルミニウム、マグネシウム、またはチタンなどの軽量の金属であり、補強に対する支持を提供する。高温用途では、コバルトおよびコバルト－ニッケル合金マトリックスを使用することができる。
補強は常に純粋な構造的タスク（例えば、化合物の補強）に役立つわけではなく、耐摩耗性、摩擦係数、および熱伝導性などの物理的性質を変更するためにも使用される。補強は、連続的または不連続的であり得る。不連続ＭＭＣは等方性であることができ、押出、鍛造、または圧延などの標準的な金属加工技法を使用して加工することができる。加えて、それらは従来の技法を使用して機械加工することができるが、多結晶ダイヤモンド工具（ＰＣＤ）などの技法を使用するさらなる工具を必要とする場合がある。
連続補強は、炭素繊維または炭化ケイ素などのモノフィラメントワイヤまたは繊維を使用する。繊維が特定の方向でマトリックスに埋め込まれているため、材料の位置合わせがその強度に影響を及ぼす異方性構造が得られる。不連続補強は、短繊維または粒子を使用する。そのような補強材料の例には、アルミナおよび炭化ケイ素が挙げられる。
ＭＭＣ製造は、一般に、固体、液体、および蒸気の３つのタイプであり得る。ＭＭＣは、繊維／マトリックス界面の拡散接合のために高温で製作される。その後、それらが周囲温度に冷却されると、金属マトリックスおよび繊維の係数の間の不整合により、残留応力が複合材に生成される。製造中の残留応力は、すべての負荷条件でＭＭＣの機械的挙動に大きな影響を与える。場合によっては、熱残留応力は、製造プロセス中にマトリックス内で塑性変形を開始するのに十分なほど高い。
固体状態の製造方法は、粉末ブレンドおよび固化（粉末冶金）を含む。この方法では、粉末金属と不連続補強が混合され、圧縮、脱ガス、および熱機械処理のプロセスを通じて、場合によっては熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）または押出成形を介して接合される。他の固体状態の製造方法には、箔拡散接合が挙げられる。この方法では、金属箔の層を長い繊維で挟み、次にプレスしてマトリックスを形成する。
液体状態の製造方法には、電気めっきおよび電鋳が挙げられる。この方法では、補強粒子が充填された金属イオンを含む溶液が共堆積され、複合材材料を形成する。他の液体状態の製造方法には、攪拌鋳造が挙げられる。この方法では、不連続補強を溶融金属中に攪拌し、凝固させることが可能である。加圧浸透法では、例えば、ガス圧を使用して溶融金属を補強中に浸透させる。スクイズ鋳造法では、溶融金属が、繊維が内部に予め載置された型に注入される。噴霧堆積法では、溶融金属が連続繊維基板上に噴霧される。反応処理法では、マトリックスを形成する反応剤の一方と補強を形成する反応剤の他方とで化学反応が起こる。
さらに他の方法には、粉末混合物を半固体状態まで加熱し、圧力を加えて複合体を形成する半固体粉末処理法が挙げられる。物理気相堆積法では、繊維が気化した金属の厚い雲を通過することでコーティングが行われる。ｉｎ－ｓｉｔｕ製作法では、繊維が気化した金属の厚い雲を通過することでコーティングが行われる。
ＭＭＣは、それらが置き換える従来の材料よりも高価である。結果として、ＭＭＣは、改善された性質および性能が追加のコストを正当化することができる場合に使用される。これらの用途の例には、航空機構成要素、宇宙システム、およびハイエンド機器または高級スポーツ機器が挙げられる。
従来のポリマーマトリックス複合材と比較して、ＭＭＣは耐火性があり、より広い温度範囲で動作することができ、湿気を吸収せず、より優れた電気および熱伝導性を有し、放射線損傷に耐性があり、ガス放出を示さない。一方、ＭＭＣはより高価になる傾向があり、繊維補強材料は製作が困難であり得るため、使用における利用可能な経験が限られている。
図４および図５は、本開示によるベースプレート４００の一例を概略的に示す。ベースプレート４００の組成に関する詳細を強調するために、冷却チャネル、ヒータ、電極などのベースプレート４００の要素は省略されている。図４では、ベースプレート４００は、セラミックコーティング４０４で覆われた混合金属基板４０２（図５に詳細に示す）を備える。例えば、基板４０２は、アルミニウムなどの金属から作製されたＭＭＣ材料、および炭化ケイ素などの補強材料を含むことができる。例えば、セラミックコーティング４０４は、基板４０２上にスプレーコーティングされた酸化アルミニウム（例えば、アルミナまたはＡｌ2Ｏ3）を含むことができる。
図５は、基板４０２の組成の例を示す。例えば、基板４０２は、金属中に異なる密度の補強材料を含むことができる。例えば、アルミニウムなどの金属４１２と組み合わされた炭化ケイ素などの補強材料４１０の密度は、左から右への３つの例に示すように変化し得る。補強材料４１０の密度が左から右に示す例で増加するにつれて、基板４０２の複合材材料（すなわち、金属４１２および補強材料４１０）の熱膨張係数（ＣＴＥ）が減少する。例えば、金属４１２がアルミニウムであり、補強材料４１０が炭化ケイ素である場合、左、中央、および右のボックスに示す複合材材料のＣＴＥは、それぞれ１４、１２、および１１であり得る。したがって、示す例では、複合材材料のＣＴＥは、金属４１２中の補強材料４１０の密度に反比例して減少すると言うことができる。
特に、示す例では、複合材材料のＣＴＥは、約２２であるアルミニウムのＣＴＥよりも大幅に小さく、約８であるアルミナのＣＴＥに近い。好ましくは、６～１２の範囲のＣＴＥを有する複合材材料を、基板４０２上にスプレーコーティングされたアルミナの層と共に、ベースプレート４００に対する基板４０２として使用することができる。したがって、例えば、図５の右のボックスに示す複合材材料は、金属（例えば、アルミニウム）４１２中の補強材料（例えば、炭化ケイ素）４１０の密度が約１１のＣＴＥを有する複合材材料をもたらし、これはベースプレート４００の基板４０２を形成するのに適している。このように形成された基板４０２は、次いで、約８のＣＴＥを有するアルミナの層でスプレーコーティングすることができる。約１１のＣＴＥを有するアルミニウムおよび炭化ケイ素で形成された複合材材料から構成される基板４０２を使用することと、約８のＣＴＥを有するアルミナのスプレーコートを使用することのこの組み合わせは、処理チャンバ内のベースプレート４００に対する応力を最小限に抑える。その結果、アルミナでスプレーコーティングされたアルミニウムと炭化ケイ素の組み合わせは、基板４０２（例えば、アルミニウムおよび炭化ケイ素）とセラミック材料４０４（例えば、アルミナ）のＣＴＥのよりよい整合により、基板４０２上にコーティングされたアルミナ（すなわち、セラミック材料４０４）の層の亀裂を防止する。
図６は、本開示による基板支持アセンブリ用のベースプレート（例えば、図４および図５に示すベースプレート４００）を製造する方法４５０を示す。４５２において、方法４５０は、第１のＣＴＥを有する第１の材料（例えば、図４および図５に示すベースプレート４００の基板４０２）を使用してベースプレートを製造することを含む。４５４において、方法４５０は、第２のＣＴＥを有する第２の材料（例えば、図４および図５に示すベースプレート４００のセラミックコーティング４０４）で第１の材料（例えば、図４および図５に示すベースプレート４００の基板４０２）をコーティングすることを含み、第１および第２のＣＴＥは、所定の範囲内にある。
例えば、所定の範囲（例えば、６～１２）は、第１の値（例えば、６）と、第１の値よりも大きい第２の値（例えば、１２）とを有する。第１のＣＴＥは、所定の範囲（例えば、６～１２）内の値（例えば、１１）を有する。第２のＣＴＥは、所定の範囲（例えば、６～１２）内の値（例えば、８）を有する。例えば、第２のＣＴＥは、第１のＣＴＥ未満である。例えば、第１のＣＴＥ（例えば、１１）は、所定の範囲（例えば、６～１２）の第１の値（例えば、８）よりも所定の範囲（例えば、６～１２）の第２の値（例えば、１２）に近い。例えば、第２のＣＴＥ（例えば、８）は、所定の範囲（例えば、６～１２）の第２の値（例えば、１２）よりも所定の範囲（例えば、６～１２）の第１の値（例えば、６）に近い。４５４において、方法４５０は、処理チャンバ内でコーティングされたベースプレート（例えば、図４および図５に示すベースプレート４００）を使用することを含む。
もちろん、６～１２の範囲のＣＴＥを有する任意の他の材料を使用して、ベースプレートを製造することができる。すなわち、６～１２の範囲のＣＴＥを有する任意の材料を基板およびベースプレートのコーティング材料として使用することができる。さらに、いくつかの実施態様では、ＣＴＥが６～１２の範囲にある限り、コーティング材料の第２のＣＴＥは、基板材料の第１のＣＴＥよりも大きくなり得る。
図７は、本開示によるベースプレートの基板（例えば、図６に記載の第１の材料である、図４および図５に示すベースプレート４００の基板４０２）を製造するための方法４８０を示す。４８２において、方法４８０は、基板（すなわち、第１の材料）を製造するための金属を選択することを含む。例えば、方法４８０は、図５に示す要素４１２を選択することを含む。例えば、方法４８０は、図５に示す要素４１２としてアルミニウムを選択することを含む。４８４において、方法４８０は、補強材料（例えば、図５に示す要素４１０）を金属に追加することを含む。例えば、方法４８０は、図５に示す要素４１０として炭化ケイ素を選択することを含む。４８６において、方法４８０は、金属および補強材料を使用してベースプレート用の基板を製造することを含む。
例えば、アルミニウムと炭化ケイ素の組み合わせを含み、アルミナのコーティングを有するベースプレートを製造することは、単に設計上の選択または日常的な実験の結果ではないことに留意されたい。むしろ、これは様々な組み合わせにおける、また異なる基板処理システムで発生する大きく異なる熱的、化学的、および電気的動作条件の下での様々な材料、それらの性質、およびそれらの挙動に関する徹底的かつ広範な調査の成果である。本開示は、ベースプレート上のコーティングに対する応力を最小限に抑え、コーティングの亀裂を防止する方法である、業界で長年感じられてきた必要性を満たす。本開示は、上述のように狭い範囲内に基板とベースプレートのコーティングの両方のＣＴＥを維持することによって、ベースプレート上のコーティングに対する応力を最小限に抑え、コーティングの亀裂を防止するという予想外の結果を提供する。
ＭＭＣ材料のベースプレートは、鋳造、機械加工、３Ｄ印刷などを含む様々なプロセスを使用して製造することができる。さらに、いくつかの例では、ＭＭＣ材料上のコーティング材料は、例えば、処理チャンバの構成要素のいくつかを製造する際に使用することができるイットリア（すなわち、酸化イットリウムまたはＹ2Ｏ3）などの他の材料を含むこともできる。
ベースプレートに対してＭＭＣ材料を使用する利点の１つは、ベースプレートがアルミニウムなどの金属で作製されている場合よりも厚いスプレーコートをベースプレートに噴霧することができることである。例えば、コーティング材料の厚さは、約３０μｍ～約２ｍｍであり得る。アルミニウムベースプレート上のスプレーコートの厚さの制限は、コーティング膜に蓄積される応力（スプレーコートの亀裂を誘発する）である。応力は、（他の要因の中でも）基板（金属）とコーティングの膜との間の格子不整合および接着性質に関連する。ベースプレートの基板を金属からＭＭＣに変更することによって、コーティングに対する応力を低減してより厚い膜を可能にすることができる。
より厚い膜コーティングは、複数の用途を有することができる。例えば、より厚い膜をより高い電圧スタンドオフに単純に使用して、ＥＳＣに対してより大きなＲＦ電圧を可能にすることができる。さらに、処理チャンバ内で実施されるプロセスにおいて、プラズマ処理中にいくらかの量の膜がわずかにエッチング除去される場合、より厚い膜はベースプレートの寿命を延ばすことができる。さらに、ＥＳＣを洗浄するために膜の一部を除去する必要がある場合、より厚い膜はＥＳＣの寿命を長くすることができる。より薄いスプレーコートもまた、いくつかの性質のために、例えば、コート全体の温度低下を低減するために（すなわち、より低温のウエハを可能にするために）、およびＲＦ性能を改善するためのよりよい静電容量整合のために望ましい場合がある。他の利点もまた、企図される。
ベースプレートに対してＭＭＣ材料を使用するさらなる利点は、ベースプレートとセラミックプレートとの間の改善されたＣＴＥ整合が、ベースプレートとセラミックプレートとの間に配置された接合層の剥離を助けることができ、セラミックプレートの亀裂を防止することもできることである。例えば、図１では、ベースプレート１１２とセラミックプレート１１４との間に配置される接合層１１６は、ベースプレート１１２とセラミックプレート１１４を物理的に接合すること、ベースプレート１１２とセラミックプレート１１４との間の熱伝導を改善すること、および広い温度範囲にわたってせん断応力に耐えるのに十分な弾性を維持することを含む複数の目的を果たす（せん断応力は、基板処理中の温度変化によって引き起こされるベースプレート１１２およびセラミックプレート１１４の熱膨張および熱収縮により生じる）。
これらの目的を果たすために、ベースプレート１１２およびセラミックプレート１１４のＣＴＥが大きく異なる場合、接合層１１６に対する材料の組成および厚さを選択することは困難であり得る。具体的には、上記の熱および弾性要件は、接合層１１６に対する材料の選択に厳しい制約を課し、ＥＳＣのコストを増加させる。例えば、接合層１１６に対する材料は、ベースプレート１１２とセラミックプレート１１４との間で熱を搬送するだけでなく、ベースプレート１１２およびセラミックプレート１１４の熱膨張および熱収縮により生じるせん断応力を吸収するために広い温度範囲にわたって弾性を維持する必要がある。ガラス転移（すなわち、材料が硬質ガラス状材料から軟質材料に変化する場合）などの接合層１１６の障害は、厳しい制約を順守しているにもかかわらず依然として発生する可能性があり、これはダウンタイムを引き起こし、さらにコストを増加させる場合がある。
セラミックプレート１１４のＣＴＥと厳密に整合するＣＴＥを有するベースプレート１１２に対してＭＭＣ材料を使用することは、接合層１１６に使用される材料に対する上述の制約を大幅に軽減する。ベースプレート１１２は、図４および図５に示すベースプレート４００と同様であり、図４および図５に示すようにセラミックコーティング４０４でコーティングすることができる。さらに、セラミックコーティング４０４およびセラミックプレート１１４は、同じ材料を含むことができる。したがって、ベースプレート１１２のＣＴＥは、ベースプレート４００のＣＴＥがベースプレート４００上のセラミックコーティングセラミックコーティング４０４のＣＴＥと整合するのと同じ程度に、セラミックプレート１１４のＣＴＥと整合する。
ベースプレート１１２とセラミックプレート１１４との間のＣＴＥ整合により、接合層１１６に対する材料は、熱的および機械的性質が変化する多種多様な材料から選択することができる。接合層１１６の厚さは、緩和することができる。接合層１１６の好ましくないガラス転移を伴うベースプレート１１２とセラミックプレート１１４との間の接合は、改善されたＣＴＥ整合のために依然として適用可能であり得る（すなわち、必ずしも層間剥離を引き起こすとは限らない）。接合層１１６は、比較的広い温度範囲にわたって剥離しない。接合層１１６は、比較的長い期間（例えば、ＥＳＣの寿命）にわたって比較的広い温度範囲におけるせん断応力を吸収する。セラミックプレート１１４のＣＴＥと厳密に整合するＣＴＥを有するベースプレート１１２に対するＭＭＣ材料を使用することは、セラミックプレート１１４の亀裂のリスクを低減することもできる。その結果、ＥＳＣのコストが削減され、ＥＳＣの寿命および信頼性が向上する。
前述の説明は、本質的に単に例示的であり、本開示、その適用、または使用を決して限定する意図はない。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。したがって、本開示は具体的な例を含むが、図面、明細書、および以下の特許請求の範囲を検討すると他の変更態様が明白となるので、本開示の真の範囲はそのような例に限定されるべきではない。方法における１つまたは複数のステップは、本開示の原理を変更することなく、異なる順序で（または同時に）実行してもよいことを理解されたい。さらに、各実施形態は特定の特徴を有するものとして上に説明されているが、本開示のいずれかの実施形態に関して説明したこれらの特徴のいずれか１つまたは複数を、他の実施形態において実施すること、および／または、他の実施形態のいずれかの特徴と組み合わせることが（たとえそのような組み合わせが明示的に説明されていないとしても）可能である。言い換えれば、説明された実施形態は相互に排他的ではなく、１つまたは複数の実施形態を互いに入れ替えることは本開示の範囲に含まれる。
要素同士（例えば、モジュール同士、回路要素同士、半導体層同士など）の空間的および機能的関係は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接した」、「隣に」、「上に」、「上方に」、「下方に」、および「配置された」などの様々な用語を使用して説明される。また、上記開示において第１の要素と第２の要素との間の関係が説明されるとき、「直接」であると明示的に説明されない限り、その関係は、第１の要素と第２の要素との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が、第１の要素と第２の要素との間に１つまたは複数の介在要素が（空間的または機能的に）存在する間接的な関係の可能性もある。本明細書で使用する場合、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ＯＲを使用した論理（ＡまたはＢまたはＣ）の意味で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」の意味で解釈されるべきではない。
いくつかの実施態様では、コントローラはシステムの一部であり、そのようなシステムは上述した例の一部であってもよい。そのようなシステムは、１つまたは複数の処理ツール、１つまたは複数のチャンバ、１つまたは複数の処理用プラットフォーム、および／または特定の処理構成要素（ウエハ台座、ガス流システムなど）を含む半導体処理機器を備えることができる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および処理後のシステム動作を制御するための電子機器と一体化されてもよい。そのような電子機器は「コントローラ」と呼ばれることがあり、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素または副部品を制御してもよい。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、本明細書に開示されるプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされてもよい。そのようなプロセスとしては、処理ガスの送給、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、電力設定、無線周波数（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送給設定、位置および動作設定、ツールに対するウエハの搬入と搬出、ならびに、特定のシステムに接続または連動する他の搬送ツールおよび／またはロードロックに対するウエハの搬入と搬出が含まれる。
広義には、コントローラは、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどの様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器として定義されてもよい。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形式のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されたチップ、および／または１つまたは複数のマイクロプロセッサ、すなわちプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを含んでもよい。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形式でコントローラに通信される命令であって、特定のプロセスを半導体ウエハ上で、または半導体ウエハ用に、またはシステムに対して実施するための動作パラメータを定義してもよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、ケイ素、二酸化ケイ素、表面、回路、および／またはウエハダイの製作における１つまたは複数の処理ステップを実現するためプロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であってもよい。
コントローラは、いくつかの実施態様では、システムと統合または結合されるか、他の方法でシステムにネットワーク接続されるコンピュータの一部であってもよく、またはそのようなコンピュータに結合されてもよく、またはそれらの組み合わせであってもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよいし、ファブホストコンピュータシステムのすべてもしくは一部であってもよい。これにより、ウエハ処理のリモートアクセスが可能となる。コンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能にして、製作動作の現在の進捗状況を監視し、過去の製作動作の履歴を検討し、複数の製作動作から傾向または性能基準を検討し、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理ステップを設定するか、または新しいプロセスを開始してもよい。
いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ネットワークを通じてプロセスレシピをシステムに提供することができる。そのようなネットワークは、ローカルネットワークまたはインターネットを含んでいてもよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定のエントリまたはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含んでもよく、そのようなパラメータおよび／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通信される。いくつかの例では、コントローラは命令をデータの形式で受信する。そのようなデータは、１つまたは複数の動作中に実施される各処理ステップのためのパラメータを特定するものである。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連動または制御するように構成されるツールのタイプに特有のものであってもよいことを理解されたい。
したがって、上述したように、コントローラは、例えば、互いにネットワーク接続され共通の目的（本明細書で説明されるプロセスおよび制御など）に向けて協働する１つまたは複数の個別のコントローラを備えることによって分散されてもよい。このような目的のための分散型コントローラの例として、チャンバ上の１つまたは複数の集積回路であって、（例えば、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）遠隔配置されておりチャンバにおけるプロセスを制御するよう組み合わせられる１つまたは複数の集積回路と通信するものが挙げられるであろう。
例示的なシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、堆積チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、追跡チャンバまたはモジュール、ならびに半導体ウエハの製作および／または製造に関連するか使用されてもよい任意の他の半導体処理システムを含むことができるが、これらに限定されない。
上述のように、ツールによって実施される１つまたは複数のプロセスステップに応じて、コントローラは、１つまたは複数の他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に位置するツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または半導体製造工場内のツール場所および／もしくはロードポートに対してウエハの容器を搬入および搬出する材料搬送に使用されるツールと通信してもよい。

Claims (25)

  1. 処理チャンバ内で半導体基板を支持するための基板支持アセンブリのベースプレートであって、
    金属および非金属を含む第１の材料で作製された第１の構成要素であって、前記第１の材料は、第１の熱膨張係数を有する第１の構成要素と、
    前記第１の構成要素をコーティングし、第２の材料で作製された層であって、前記第２の材料は、第２の熱膨張係数を有する層と
    を備え、
    前記第１および第２の熱膨張係数は、異なるものである、
    ベースプレート。
  2. 請求項１に記載のベースプレートであって、
    前記第１および第２の熱膨張係数は、所定の範囲内にある、ベースプレート。
  3. 請求項１に記載のベースプレートであって、
    前記第１の熱膨張係数は、前記第２の熱膨張係数よりも大きい、ベースプレート。
  4. 請求項１に記載のベースプレートであって、
    前記第１の熱膨張係数は、前記金属の熱膨張係数よりも小さい、ベースプレート。
  5. 請求項２に記載のベースプレートであって、
    前記所定の範囲は、第１の値と第２の値との間であり、前記第２の値は、前記第１の値よりも大きく、
    前記第１の熱膨張係数は、前記第１の値よりも前記第２の値に近く、
    前記第２の熱膨張係数は、前記第２の値よりも前記第１の値に近い、
    ベースプレート。
  6. 請求項２に記載のベースプレートであって、
    前記所定の範囲は、６～１２である、ベースプレート。
  7. 請求項１に記載のベースプレートであって、
    前記第２の材料の前記層の厚さは、３０μｍ～２ｍｍである、ベースプレート。
  8. 請求項１に記載のベースプレートであって、
    前記第１の熱膨張係数は、約１１であり、
    前記第２の熱膨張係数は、約８である、
    ベースプレート。
  9. 請求項１に記載のベースプレートであって、
    前記金属は、アルミニウムであり、
    前記非金属は、炭化ケイ素である、
    ベースプレート。
  10. 請求項１に記載のベースプレートであって、
    前記第２の材料は、セラミック材料である、ベースプレート。
  11. 請求項１に記載のベースプレートであって、
    前記第２の材料は、アルミナまたはイットリアである、ベースプレート。
  12. 請求項１に記載のベースプレートであって、
    前記第１の構成要素をコーティングする前記層上に配置された第３の材料で作製された第２の層と、
    前記第２の層上に配置された前記第２の材料で作製された第３の構成要素と
    をさらに備える、ベースプレート。
  13. 請求項１２に記載のベースプレートであって、
    前記第２の層は、前記第３の構成要素を前記第１の構成要素に接合する、ベースプレート。
  14. 請求項１２に記載のベースプレートであって、
    前記第２の層は、前記第３の構成要素と前記第１の構成要素との間で熱を伝導し、所定の期間にわたって所定の温度範囲におけるせん断応力を吸収する、ベースプレート。
  15. 処理チャンバ内で半導体基板を支持するための基板支持アセンブリのベースプレートを製造するための方法であって、
    金属および非金属を含む第１の材料を使用して前記ベースプレートの第１の構成要素を製造することであって、前記第１の材料は、第１の熱膨張係数を有することと、
    第２の熱膨張係数を有する第２の材料の層で前記ベースプレートの前記第１の構成要素をコーティングすることと
    を含み、
    前記第１および第２の熱膨張係数は、異なるものである、
    方法。
  16. 請求項１５に記載の方法であって、
    前記第１および第２の熱膨張係数は、所定の範囲内にある、方法。
  17. 請求項１５に記載の方法であって、
    前記第１の熱膨張係数は、前記第２の熱膨張係数よりも大きい、方法。
  18. 請求項１５に記載の方法であって、
    前記第１の熱膨張係数は、前記金属の熱膨張係数よりも小さい、方法。
  19. 請求項１５に記載の方法であって、
    前記所定の範囲は、第１の値と第２の値との間であり、前記第２の値は、前記第１の値よりも大きく、
    前記第１の熱膨張係数は、前記第１の値よりも前記第２の値に近く、
    前記第２の熱膨張係数は、前記第２の値よりも前記第１の値に近い、
    方法。
  20. 請求項１６に記載の方法であって、
    前記所定の範囲は、６～１２である、方法。
  21. 請求項１５に記載の方法であって、
    前記第２の材料の前記層の厚さは、３０μｍ～２ｍｍである、方法。
  22. 請求項１５に記載の方法であって、
    前記第１の熱膨張係数は、約１１であり、
    前記第２の熱膨張係数は、約８である、
    方法。
  23. 請求項１５に記載の方法であって、
    前記金属としてアルミニウムを選択することと、
    前記非金属として炭化ケイ素を選択することと
    をさらに含む、方法。
  24. 請求項１５に記載の方法であって、
    前記第２の材料としてセラミック材料を選択することをさらに含む、方法。
  25. 請求項１５に記載の方法であって、
    前記第２の材料としてアルミナまたはイットリアを選択することをさらに含む、方法。
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