JP2023544237A - 冷却された静電チャックを使用した半導体処理 - Google Patents

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Abstract

本明細書において説明される実施形態は基板支持アセンブリに関する。基板支持アセンブリは、ベースチャネルが中に配置されているＥＳＣベースアセンブリと、設備プレートであって、真空領域を間に挟んでＥＳＣベースアセンブリに結合された設備プレートと、シールアセンブリとを含む。シールアセンブリは、ＥＳＣベースアセンブリのベースチャネルに結合された上部フランジであって、設備プレートの中に配置された上部フランジと、上部フランジに結合された下部フランジであって、設備プレートの中に配置された下部フランジと、上部フランジと下部フランジとの間に配置されたガスケットと、下部フランジに結合された絶縁体管とを含む。通路はベースチャネルに接続され、通路は、上部フランジ、ガスケット、下部フランジ、絶縁体管およびベースアセンブリの接続された開口によって画定される。【選択図】図２Ａ

Description

本開示の実施形態は一般に半導体製造に関し、より詳細には静電チャック（ＥＳＣ）の低温動作を可能にする基板支持アセンブリに関する。
ナノメートルおよびそれより小さい特徴を高い信頼性で製造することは、半導体デバイスの次世代の超大規模集積（ＶＬＳＩ）および極超大規模集積（ＵＬＳＩ）のためのキーとなる技術的課題の１つである。しかしながら回路技術の限界が迫っているため、ＶＬＳＩおよびＵＬＳＩ相互接続技術の寸法縮小は、処理能力に対して追加要求をもたらしている。基板の上にゲート構造を高い信頼性で形成することは、ＶＬＳＩおよびＵＬＳＩが成功するために重要であり、また、回路密度を高くし、かつ、個々の基板およびダイの品質を高くするための努力を継続するために重要である。
製造コストを低減するために、集積チップ（ＩＣ）製造者は、処理されたすべてのシリコン基板に対して、より高いスループットおよびより良好なデバイス歩留りならびに性能を要求している。現在の開発の下で次世代デバイスのために探求されているいくつかの製造技法には、低温、例えば摂氏－２０度未満の温度での処理が必要である。摂氏－２０度未満の温度で一様に維持された基板にドライ反応性イオンエッチングを施すことにより、自然エッチングが減少した状態で、基板の上に配置された材料の上に向いている表面にイオンを浴びせることができ、それにより滑らかな垂直側壁を有するトレンチが形成される。さらに、極低温温度では、別の材料に対する１つの材料のエッチングの選択性を改善することができる。例えばケイ素（Ｓｉ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の間の選択性は温度の低下につれて指数的に高くなる。
したがって温度で使用するために適した改良された基板支持アセンブリが必要である。
一実施形態では、基板支持アセンブリが提供される。基板支持アセンブリは、静電チャック（ＥＳＣ）ベースアセンブリであって、ベースチャネルが中に配置されているＥＳＣベースアセンブリと、設備プレートであって、真空領域を間に挟んでＥＳＣベースアセンブリに結合された設備プレートと、シールアセンブリとを含む。シールアセンブリは、ＥＳＣベースアセンブリのベースチャネルに結合された上部フランジであって、設備プレートの中に配置された上部フランジと、上部フランジに結合された下部フランジであって、設備プレートの中に配置された下部フランジと、上部フランジと下部フランジとの間に配置されたガスケットと、下部フランジに結合された絶縁体管とを含む。通路がベースチャネルに接続され、通路は、上部フランジ、ガスケット、下部フランジ、絶縁体管およびベースアセンブリの接続された開口によって画定される。
別の実施形態では、基板支持アセンブリが提供される。基板支持アセンブリは、静電チャック（ＥＳＣ）ベースアセンブリであって、ベースチャネルが中に配置されているＥＳＣベースアセンブリと、設備プレートであって、真空領域を間に挟んでＥＳＣベースアセンブリに結合された設備プレートと、設備プレートに結合された絶縁体プレートと、絶縁体プレートに結合された接地プレートと、インターフェースアセンブリとを含む。インターフェースアセンブリは、絶縁体プレートを介して配置された絶縁体管に結合されたインターフェースフランジであって、接地プレートの中に配置されたインターフェースフランジと、インターフェースフランジの周りに配置された外部リングと、インターフェースフランジに結合された冷媒フランジと、インターフェースフランジと冷媒フランジとの間に配置されたインターフェースガスケットとを含む。通路が、インターフェースフランジ、冷媒フランジ、インターフェースガスケットおよびベースチャネルの接続された開口によって画定されるＥＳＣベースアセンブリのベースチャネルに接続される。複合フランジが接地プレートに結合され、また、冷媒フランジが複合フランジの中に配置される。真空通路が真空領域に接続される。真空通路は、設備プレートの内部表面、絶縁体プレートの内部表面、接地プレートの内部表面、インターフェースフランジ、外部リング、冷媒フランジ、絶縁体管および複合フランジによって画定される。
さらに別の実施形態では、基板支持アセンブリが提供される。基板支持アセンブリは、静電チャック（ＥＳＣ）ベースアセンブリであって、ベースチャネルが中に配置されているＥＳＣベースアセンブリと、設備プレートであって、真空領域を間に挟んでＥＳＣベースアセンブリに結合された設備プレートと、複合フランジの中に配置された冷媒フランジに結合された冷媒ラインであって、通路と流体連結している冷媒ラインとを含む。通路がＥＳＣベースアセンブリのベースチャネルに接続される。通路は、冷媒フランジおよびベースチャネルの接続された開口によって画定される。真空管が複合フランジに結合され、冷媒ラインが真空管の中に配置され、真空管は真空通路と流体連結する。真空通路は、設備プレートの内部表面、冷媒フランジおよび複合フランジによって画定される。
したがって上で示した本開示の特徴を詳細に理解することができる方法においては、上で簡単に要約した本開示のより特定の説明には場合によっては実施形態が参照されており、それらの実施形態のうちのいくつかは添付の図面に示されている。しかしながら添付の図面は単に例示的実施形態を示したものにすぎず、したがって本開示の範囲を制限するものと見なしてはならず、他の同様に有効な実施形態を許容し得ることに留意されたい。
実施形態によるプラズマ処理チャンバの横断面略図である。 実施形態による基板支持アセンブリの横断面略図である。 実施形態による基板支持アセンブリの横断面略図である。 実施形態によるシールアセンブリの略図である。 実施形態による上部フランジの略横断面図である。 実施形態による複数の結合層の略横断面図である。 実施形態による複数の結合層の略横断面図である。 実施形態によるインターフェースアセンブリの略横断面図である。 実施形態によるインターフェースアセンブリの略横断面図である。 実施形態によるインターフェースアセンブリの略横断面図である。 実施形態による真空入口管および真空出口管の略横断面図である。
理解を容易にするために、可能である場合、図に共通の全く同じ要素を示すために全く同じ参照数表示が使用されている。１つの実施形態の要素および特徴は、さらに詳述することなく他の実施形態に有利に組み込むことができることが企図されている。
本明細書において説明される実施形態は、基板を処理している間、上に配置された基板が摂氏－２０度未満の温度に維持され、その一方で処理チャンバの他の表面が異なる温度に維持されるような静電チャック（ＥＳＣ）の動作を可能にする基板支持アセンブリを提供する。
以下、エッチ処理チャンバの中の基板支持アセンブリが説明されるが、基板支持アセンブリは、とりわけ物理的気相堆積チャンバ、化学気相堆積チャンバ、イオン注入チャンバなどの他のタイプのプラズマ処理チャンバの中、および処理のために基板を摂氏－２０度未満の温度に維持しなければならない他のシステムの中で利用することも可能である。また、本明細書において開示される基板支持アセンブリは、摂氏－２０度より高い温度で利用することも同じく可能である。
図１は例示的プラズマ処理チャンバ１００の横断面略図であり、プラズマ処理チャンバ１００は、基板支持アセンブリ１０１を有するエッチチャンバとして構成されていることが示されている。基板支持アセンブリ１０１は、他のタイプのプラズマ処理チャンバの中で利用することができ、例えばとりわけプラズマトリートメントチャンバ、アニーリングチャンバ、物理的気相堆積チャンバ、化学気相堆積チャンバおよびイオン注入チャンバの中で利用することができ、また、表面またはワークピース、例えば基板１２４などを摂氏－２０度未満の温度で一様に維持する能力が望ましい他のシステムの中で利用することができる。摂氏－２０度未満の温度に維持された基板１２４にドライ反応性イオンエッチングを施すことにより、自然エッチングが減少した状態で、基板１２４の上に配置された材料の上に向いている表面にイオンを浴びせることができ、それにより滑らかな垂直側壁を有するトレンチが形成される。例えば摂氏－２０度未満の温度で一様に維持された基板１２４の上に配置された低－ｋ誘電体材料の多孔度におけるイオンの拡散が減少し、その一方で滑らかな垂直側壁を有するトレンチを形成するための低－ｋ誘電体材料の上に向いている表面にイオンを浴びせ続ける。さらに、摂氏－２０度未満の温度では、別の材料に対する１つの材料のエッチングの選択性を改善することができる。例えばケイ素（Ｓｉ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の間の選択性は温度の低下につれて指数的に高くなる。
プラズマ処理チャンバ１００は、側壁１０４、底部１０６、および処理領域１１０を密閉する蓋１０８を有するチャンバ本体１０２を含む。注入装置１１２はチャンバ本体１０２の側壁１０４および／または蓋１０８に結合されている。ガスパネル１１４は注入装置１１２に結合され、それによりプロセスガスを処理領域１１０に提供することができる。注入装置１１２は、１つまたは複数のノズルまたは入口ポートであってもよく、あるいは別法としてシャワーヘッドであってもよい。プロセスガスは、チャンバ本体１０２の側壁１０４または底部１０６に形成されている排気口１１６を介して、あらゆる処理副産物と共に処理領域１１０から除去される。排気口１１６はポンピングシステム１４０に結合されており、ポンピングシステム１４０は、処理領域１１０内の真空レベルを制御するために利用されるスロットルバルブおよびポンプを含む。
プロセスガスにエネルギーを供給して、処理領域１１０内にプラズマを形成することができる。プロセスガスには、ＲＦ電力をプロセスガスに容量結合または誘導結合することによってエネルギーを供給することができる。本明細書において説明されている他の実施形態と組み合わせることができる、図１に描写されている一実施形態では、複数のコイル１１８がプラズマ処理チャンバ１００の蓋１０８の上方に配置され、整合回路１２０を介してＲＦ電源１２２に結合されている。
基板支持アセンブリ１０１は、処理領域１１０の中の注入装置１１２の下方に配置されている。基板支持アセンブリ１０１は、ＥＳＣ１０３およびＥＳＣベースアセンブリ１０５を含む。ＥＳＣベースアセンブリ１０５はＥＳＣ１０３および設備プレート１０７に結合されている。接地プレート１１１によって支持された設備プレート１０７は、基板支持アセンブリ１０１との電気接続、冷却接続、加熱接続およびガス接続を容易にするように構成されている。接地プレート１１１は処理チャンバの底部１０６によって支持されている。絶縁体プレート１０９は、設備プレート１０７を接地プレート１１１から絶縁している。
ＥＳＣベースアセンブリ１０５は、極低温冷却装置１１７に結合されたベースチャネル１１５を含む。極低温冷却装置１１７は、ＥＳＣベースアセンブリ１０５が摂氏－２０度未満の温度に維持されるよう、ベースチャネル１１５の入口２５４（図２Ａおよび図２Ｂに示されている）に接続されているベース入口コンジット１２３を介して、また、ベースチャネル１１５の出口２５６（図２Ａおよび図２Ｂに示されている）に接続されているベース出口コンジット１２５を介してベースチャネル１１５と流体連結している。極低温冷却装置１１７は、ベース流体の流量を制御するためにインターフェースボックスに結合されている。ベース流体は、摂氏－５０度未満の温度を維持することができる材料を含むことができる。極低温冷却装置１１７は、ＥＳＣベースアセンブリ１０５のベースチャネル１１５を通って循環するベース流体を提供している。ベースチャネル１１５を通って流れるベース流体により、ＥＳＣベースアセンブリ１０５を摂氏－２０度未満の温度に維持することができ、それによりＥＳＣ１０３の横方向の温度プロファイルの制御を促進することができ、したがってＥＳＣ１０３の上に配置された基板１２４が摂氏－２０度未満の温度に一様に維持される。本明細書において説明されている他の実施形態の中で組み合わせることができる一実施形態では、極低温冷却装置１１７は、ベース流体を摂氏約－５０度未満の温度に維持するように動作することができる単段冷却装置である。本明細書において説明されている他の実施形態の中で組み合わせることができる別の実施形態では、極低温冷却装置１１７は、このようなベース流体が摂氏－５０度未満の温度に維持される冷却装置の内部の冷媒を利用する冷却装置である。
設備プレート１０７は、冷却装置１１９に結合された設備チャネル２３４を含む（図２Ａおよび図２Ｂに示されている）。冷却装置１１９は、設備プレート１０７が所定の周囲温度に維持されるよう、設備チャネル２３４の入口２４０（図２Ａおよび図２Ｂに示されている）に接続されている設備入口コンジット１２７を介して、また、設備チャネル２３４の出口２４２（図２Ａおよび図２Ｂに示されている）に接続されている設備出口コンジット１２９を介して設備チャネル２３４と流体連結している。極低温冷却装置１１７は、設備流体の流量を制御するためにインターフェースボックスに結合されている。設備流体は、摂氏約－１０度と摂氏約６０度の間の周囲温度を維持することができる材料を含むことができる。冷却装置１１９は、設備プレート１０７の設備チャネル２３４を通って循環する設備流体を提供している。設備チャネル２３４を通って流れる設備流体により、設備プレート１０７を所定の周囲温度に維持することができ、それにより所定の周囲温度における絶縁体プレート１０９の維持を促進することができる。
ＥＳＣ１０３は、支持表面１３０および該支持表面１３０の反対側の底面１３２を有している。本明細書において説明されてい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、ＥＳＣ１０３は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または他の適切な材料などのセラミック材料から製造される。別法としては、ＥＳＣ１０３は、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリルエーテルケトン、等々などの重合体から製造することも可能である。
ＥＳＣ１０３は、その中に配置されたチャック電極１２６を含む。チャック電極１２６は、単極性電極または双極性電極、あるいは他の適切な構造として構成することができる。チャック電極１２６は、ＲＦフィルタおよび設備プレート１０７を介してチャック電源１３４に結合されており、チャック電源１３４は、ＤＣ電力を提供して基板１２４をＥＳＣ１０３の支持表面１３０に静電的に固着する。ＲＦフィルタは、プラズマ処理チャンバ１００内にプラズマ（図示せず）を形成するために利用されるＲＦ電力が電気機器を損傷し、またはチャンバの外側に電気的障害をもたらすのを防止する。
ＥＳＣ１０３は、中に埋設された１つまたは複数の抵抗加熱器１２８を含む。抵抗加熱器１２８を利用して、支持表面１３０に配置された基板１２４を処理するのに適した温度にＥＳＣ１０３の温度が高められる。抵抗加熱器１２８は、設備プレート１０７およびＲＦフィルタを介してヒータ電源１３６に結合されている。ＲＦフィルタは、プラズマ処理チャンバ１００内にプラズマ（図示せず）を形成するために利用されるＲＦ電力が電気機器を損傷し、またはチャンバの外側に電気的障害をもたらすのを防止する。ヒータ電源１３６は、５００ワット以上の電力を抵抗加熱器１２８に提供することができる。ヒータ電源１３６は、ヒータ電源１３６の動作を制御するために利用されるコントローラ（図示せず）を含み、コントローラは、通常、基板温度を摂氏－２０度未満の所望の温度に維持するために、必要に応じて基板１２４を加熱するように設定される。言い換えると、抵抗加熱器１２８からの熱と、ＥＳＣベースアセンブリ１０５を通って循環するベース流体からの冷却が平衡して、基板１２４を摂氏－２０度未満の所望の温度に維持する。例えば抵抗加熱器１２８と、ＥＳＣベースアセンブリ１０５を通って循環するベース流体が、基板１２４を処理に適した温度に維持し、その温度は、摂氏約－２０度と摂氏約－１５０度の間などの摂氏約－２０度未満である。
抵抗加熱器１２８は横方向に分割された複数の加熱ゾーンを含み、コントローラは、他のゾーンのうちの１つまたは複数に配置された抵抗加熱器１２８に対して、抵抗加熱器１２８のうちの少なくとも１つのゾーンを優先的に加熱させることができる。例えば抵抗加熱器１２８は、分割された複数の加熱ゾーンに同心で配置することができる。抵抗加熱器１２８の分割された加熱ゾーンは、基板１２４の横方向の端面から中心までの温度均一性の制御を助ける（Ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｈｅａｔｉｎｇ ｚｏｎｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｈｅａｔｅｒｓ １２８ ａｓｓｉｓｔ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｌａｔｅｒａｌ ｅｄｇｅ ｔｏ ｃｅｎｔｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ １２４）。
基板支持アセンブリ１０１は、その中に配置された１つまたは複数のプローブを含むことができる。ＥＳＣ１０３はプローブコントローラ１３８に結合されている。プローブコントローラ１３８のプローブチップは、ＥＳＣ１０３の温度を決定するために、ＥＳＣ１０３の中、またはＥＳＣ１０３の表面に配置されている。プローブコントローラ１３８のプローブチップは、ＥＳＣベースアセンブリ１０５の温度に基づいて基板の温度を校正するために、ＥＳＣベースアセンブリ１０５の中に配置されている。プローブコントローラ１３８はヒータ電源１３６に結合されており、したがってＥＳＣ１０３の横方向の温度プロファイルが実質的に一様になるよう、温度測値に基づいて抵抗加熱器１２８の個々のゾーンが独立して加熱され、それによりＥＳＣ１０３の上に配置された基板１２４が摂氏－２０度未満の温度で一様に維持される。
図２Ａは、上に配置された基板１２４が摂氏－２０度未満の温度に維持され、その一方で処理チャンバの他の表面が異なる温度に維持されるようなＥＳＣ１０３の動作を可能にする基板支持アセンブリ１０１の横断面略図である。ＥＳＣ１０３はＥＳＣベースアセンブリ１０５に結合されている。ＥＳＣ１０３は、結合層２０２を使用してＥＳＣベースアセンブリ１０５に固着される。結合層２０２は有機材料または無機材料を含むことができる。本明細書において説明されている他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、結合層２０２はエポキシ材料または金属材料を含むことができる。チャック電極１２６は、設備プレート１０７の下部絶縁体２１２およびＥＳＣベースアセンブリ１０５の上部絶縁体２１４中の第１のボア２０８を貫通して配置されている第１の絶縁線２０４を介してチャック電源１３４に結合されている。１つまたは複数の抵抗加熱器１２８は、設備プレート１０７の下部絶縁体２１２およびＥＳＣベースアセンブリ１０５の上部絶縁体２１４中の第２のボア２１０を貫通して配置されている第２の絶縁線２０６を介してヒータ電源１３６に結合されている。
設備プレート１０７はプレート部分２２９および壁部分２３０を含む。ＥＳＣベースアセンブリ１０５のプレート部分２２９は、ＥＳＣベースアセンブリ１０５と設備プレート１０７の間に真空領域２２２が存在するよう、１つまたは複数の第１のねじアセンブリ２２０を使用して設備プレート１０７に結合されている。１つまたは複数の第１のねじアセンブリ２２０の各々は、設備プレート１０７と接触している断熱層２２７、１つまたは複数のＢｅｌｌｅｖｉｌｌｅ座金２２６および設備プレート１０７を貫通して挿入され、ＥＳＣベースアセンブリ１０５のねじ孔２２８にねじ込まれたボルト２２４を含む。断熱層２２７は設備プレート１０７と接触して、ベース温度に維持されたＥＳＣベースアセンブリ１０５からの熱隔離を提供する。断熱層２２７は、ポリアミド－イミド（ＰＡＩ）またはポリイミド（ＰＩ）含有材料を含む。１つまたは複数のＢｅｌｌｅｖｉｌｌｅ座金２２６およびボルト２２４は、設備プレート１０７がＥＳＣベースアセンブリ１０５に対して強制されるよう、予荷重が掛けられる。
設備プレート１０７は、シール２３２によってＥＳＣ１０３に結合された壁部分２３０を含む。設備プレート１０７の下部絶縁体２１２は、シール２３２を介して真空領域２２２を維持している。シール２３２によってＥＳＣに結合された壁は、プロセスガスとの接触による潜在的なフレークオフからＥＳＣベースアセンブリ１０５の材料を保護する。真空領域２２２は、ＥＳＣ１０３、ＥＳＣベースアセンブリ１０５、設備プレート１０７およびシール２３２によって画定される。真空領域２２２は、冷却プレートの裏側への凝縮を防止し、処理領域１１０の圧力とは無関係の圧力を有することによってプロセスガスが基板支持アセンブリ１０１に流入するのを防止し、また、ＥＳＣベースアセンブリ１０５と設備プレート１０７の間の熱隔離を提供する。設備プレート１０７はアルミニウム含有材料を含む。
設備プレート１０７の設備チャネル２３４は設備プレート中に機械加工され、カバー２３８と溶接されている。設備チャネル２３４の入口２４０は、絶縁体プレート１０９および接地プレート１１１を貫通して配置されている入口管２４４と流体連結している。設備チャネル２３４の出口２４２は、絶縁体プレート１０９および接地プレート１１１を貫通して配置されている出口管２４６と流体連結している。入口管２４４および出口管２４６は、設備入口コンジット１２７に接続された接続入口２５０、および設備出口コンジット１２９に接続された接続出口２５２を有する接続２４８に接続されている。接続２４８、入口管２４４および出口管２４６は、セラミック含有材料などの絶縁材料を含むことができる。ＥＳＣベースアセンブリ１０５のベースチャネル１１５は、入口通路２５８と流体連結しているベースチャネル１１５の入口２５４を含む。入口通路２５８は、設備プレート１０７、絶縁体プレート１０９および接地プレート１１１を貫通して配置されている。ベースチャネル１１５の出口２５６は出口通路２６０と流体連結している。出口通路２６０は、設備プレート１０７、絶縁体プレート１０９および接地プレート１１１を貫通して配置されている。シールアセンブリ３０１は、ＥＳＣベースアセンブリ１０５の入口２５４または出口２５６を入口通路２５８または出口通路２６０に結合することができる。本明細書において説明されてい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、基板支持アセンブリ１０１は、ＥＳＣベースアセンブリ１０５の入口２５４に結合されたシールアセンブリ３０１を含む。本明細書において説明されてい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、ＥＳＣベースアセンブリ１０５の出口２５６にシールアセンブリ３０１を結合することも可能である。本明細書において説明されている他の実施形態と組み合わせることができるさらに別の実施形態では、基板支持アセンブリ１０１は、ＥＳＣベースアセンブリ１０５の入口２５４に結合された１つのシールアセンブリ３０１、およびＥＳＣベースアセンブリ１０５の出口２５６に結合された別のシールアセンブリ３０１を含む。
インターフェースブロック２７０は、２つの真空管２７６、すなわち第１の真空管２７６ａおよび第２の真空管２７６ｂを含む。第１の真空管２７６ａは、極低温冷却装置１１７が入口通路２５８と流体連結するようにベース入口コンジット１２３に接続されている。第２の真空管２７６ｂは、極低温冷却装置１１７が出口通路２６０と流体連結するようにベース出口コンジット１２５に接続されている。第１の真空管２７６ａは、真空源２８４と流体連結している真空コンジット２８０に接続されている。第２の真空管２７８ｂは、真空源２８４と流体連結している真空コンジット２８２に接続されている。
インターフェースアセンブリ３０５は、１つまたは複数の真空管２７６を接地プレート１１１および絶縁体管３２８に結合している。本明細書において説明されてい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、基板支持アセンブリ１０１は、第１の真空管２７６ａを中に入口通路２５８が配置されている絶縁体管３２８に結合しているインターフェースアセンブリ３０５を含む。本明細書において説明されてい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、基板支持アセンブリ１０１は、第２の真空管２７６ｂを中に出口通路２６０が配置されている絶縁体管３２８に結合しているインターフェースアセンブリ３０５を含む。本明細書において説明されている他の実施形態と組み合わせることができるさらに別の実施形態では、基板支持アセンブリ１０１は、第１の真空管２７６ａを中に入口通路２５８が配置されている絶縁体管３２８に結合している１つのインターフェースアセンブリ３０５、および第２の真空管２７８ｂを中に出口通路２６０が配置されている絶縁体管３２８に結合している別のインターフェースアセンブリ３０５を含む。
真空領域２２２は真空通路２６２に接続されている。真空通路２６２は、設備プレート１０７の内部表面２０７、絶縁体プレート１０９の内部表面２０９、接地プレート１１１の内部表面２１１、入口通路２５８および出口通路２６０によって画定されている。真空通路２６２は２つの真空管２７６を介して真空源２８４に結合されている。真空源２８４を真空領域２２２および真空通路２６２に結合することにより、処理領域１１０の圧力に無関係の圧力をこれらの２つの真空管２７６内に維持することができる。
基板支持アセンブリ１０１は、基板１２４をＥＳＣ１０３の支持表面１３０の上方に持ち上げて、プラズマ処理チャンバ１００の中へのロボット移送、およびプラズマ処理チャンバ１００からのロボット移送を容易にするためのリフトピン（図示せず）を収容するための１つまたは複数のリフトピンアセンブリ２８６を同じく含む。１つまたは複数のリフトピンアセンブリ２８６の各々は、ＥＳＣ１０３、ＥＳＣベースアセンブリ１０５、設備プレート１０７、絶縁体プレート１０９および接地プレート１１１を貫通して配置されたリフトピンガイド２８８を含む。リフトピンガイド２８８のうちのＥＳＣベースアセンブリ１０５を貫通して配置された部分２９０は、リフトピンガイド２８８を所定の位置に保持するねじ付きブッシング２９２によって取り囲まれている。リフトピンガイド２８８は、チャンバ真空および絶縁真空を個別に維持するためにシール２３２によってＥＳＣ１０３に結合されている。ＥＳＣ１０３は、基板１２４とＥＳＣ１０３の支持表面１３０の間に画定される隙間空間にヘリウムなどの裏側伝熱ガスを提供するための１つまたは複数のガス通路を含むことができる。１つまたは複数のガス通路の各々は、ＥＳＣ１０３、ＥＳＣベースアセンブリ１０５、設備プレート１０７、絶縁体プレート１０９および接地プレート１１１を貫通して配置されている。１つまたは複数のガス通路の各々は、真空領域２２２の圧力を維持するために、シール２３２によってＥＳＣ１０３に結合されている。
設備プレート１０７は、絶縁体プレート１０９と設備プレート１０７の間に配置された凹所部分２９６およびシール２９４を含む。設備プレート１０７に結合された絶縁体プレート１０９の表面２０５は設備プレート１０７と共形である。凹所部分２９６および絶縁体プレート１０９は、設備プレート１０７の薄い厚さ２０１および絶縁体プレート１０９の分厚い厚さ２０３を提供している。設備プレート１０７の薄い厚さ２０１および絶縁体プレート１０９の分厚い厚さ２０３は、設備プレート１０７の下部絶縁体２１２中の第１のボア２０８を貫通して配置されている第１の絶縁線２０４の長さ、および絶縁体プレート１０９を貫通して配置されている第１の絶縁線２０４の長さを短くしている。第１のボア２０８を貫通して配置される第１の絶縁線２０４の長さを短くすることにより、チャック電源１３４によって第１の絶縁線２０４に供給される電圧によるＲＦホット設備プレート１０７の第１のボア２０８中のアーク電位が低くなる。絶縁体プレート１０９の外部部分２６９は、絶縁体プレート１０９の内部部分２７１の材料とは異なる材料を含むことができる。外部部分２６９は酸化アルミニウム（ＡｌＯ２）含有材料を含むことができ、また、絶縁体プレート１０９の内部部分２７１はポリスチレン含有材料を含むことができる。
図２Ｂに示されているように、基板支持アセンブリ１０１は保護カバー２８５を含む。保護カバー２８５はインターフェースアセンブリ３０５（図３Ｅ～図３Ｇに示されている）の上方に配置されている。保護カバー２８５はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの絶縁材料を含む。保護カバーは、基板支持アセンブリ１０１を梱包し、出荷し、および輸送している間、利用される。
図３Ａはシールアセンブリ３０１の略横断面図である。上で説明したように、シールアセンブリ３０１はＥＳＣベースアセンブリ１０５の入口２５４または出口２５６に結合することができる。１つのシールアセンブリ３０１をＥＳＣベースアセンブリ１０５の入口２５４に結合することができ、また、別のシールアセンブリ３０１をＥＳＣベースアセンブリ１０５の出口２５６に結合することができる。
シールアセンブリ３０１は上部フランジ３０２を含む。上部フランジ３０２はＥＳＣベースアセンブリ１０５に結合されている。本明細書において説明されてい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、上部フランジ３０２はＥＳＣベースアセンブリ１０５の入口２５４に結合される。本明細書において説明されてい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、上部フランジ３０２はＥＳＣベースアセンブリ１０５の出口２５６に結合される。上部フランジ３０２は設備プレート１０７の中に配置されている。本明細書において説明されてい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、上部フランジ３０２はＥＳＣベースアセンブリ１０５に溶接またはろう付けされる。
シールアセンブリ３０１は下部フランジ３０４を含む。下部フランジ３０４は上部フランジ３０２に結合されている。下部フランジ３０４は設備プレートの中に配置されている。下部フランジ３０４は複数の締め具３２４を使用して上部フランジ３０２に結合されている。複数の締め具３２４は六角穴付きねじであってもよい。複数の締め具３２４は複数の座金３２６と接触している。複数の締め具３２４は複数の孔３２７の中に配置されている。複数の孔３２７は下部フランジ３０４および上部フランジ３０２を貫通して配置されている。複数の孔３２７は、複数の締め具３２４が複数の孔３２７の中に保持されるよう、ねじを切ることができる。
下部フランジ３０４は、それには限定されないが、ニッケル－コバルト第一鉄合金またはニッケル－鉄第一鉄合金のうちの１つまたは複数を含む。ニッケル－コバルト第一鉄合金は、ニッケル、鉄、コバルト、炭素、ケイ素およびマンガンのうちの１つまたは複数を含むことができる。ニッケル－鉄第一鉄合金はＦｅＮｉ３６であってもよい。別法として下部フランジ３０４は、完全にニッケル－コバルト第一鉄合金から、完全にニッケル－鉄第一鉄合金から、またはニッケル－コバルト第一鉄合金およびニッケル－鉄第一鉄合金の組合せから形成される。
シールアセンブリ３０１は、上部フランジ３０２と下部フランジ３０４の間に配置されたガスケット３２２を含む。ガスケット３２２は、それには限定されないが金属材料を含む。例えば金属材料は銅材料である。
下部フランジ３０４は絶縁体管１２８に結合されている。絶縁体管３２８は、炭化ケイ素材料などのセラミック材料を含む。例えば絶縁体管３２８はＳＣ－３０である。絶縁体管３２８は、ベース流体が入口通路２５８および出口通路２６０を介してＥＳＣベースアセンブリ１０５に流入し、また、ＥＳＣベースアセンブリ１０５から流出するための貫通接続を提供している。本明細書において説明されてい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、入口通路２５８はシールアセンブリ３０１を使用してベースチャネル１１５に結合される。本明細書において説明されてい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、出口通路２６０はシールアセンブリ３０１を使用してベースチャネル１１５に結合される。本明細書において説明されている他の実施形態と組み合わせることができるさらに別の実施形態では、入口通路２５８および出口通路２６０は２つのシールアセンブリ３０１を使用してベースチャネル１１５に結合される。
絶縁体３３０は絶縁体管３２８を取り囲んでいる。絶縁体３３０は、それには限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）またはポリイミド系プラスチックなどの絶縁材料を含む。絶縁体３３０は、入口通路２５８および出口通路２６０を通って移動するベース流体に絶縁を提供している。絶縁体３３０は一体に結合された両半分を含むことができる。
入口通路２５８は入口２５４に接続されている。入口通路２５８は、上部フランジ３０２、ガスケット３２２、下部フランジ３０４および絶縁体管３２８の接続された開口によって画定されている。ベース流体は、上部フランジ３０２、ガスケット３２２、下部フランジ３０４および絶縁体管３２８の接続された開口を通って流れる。出口通路２６０は出口２５６に接続されている。出口通路２６０は、上部フランジ３０２、ガスケット３２２、下部フランジ３０４および絶縁体管３２８の接続された開口によって画定されている。ベース流体は、上部フランジ３０２、ガスケット３２２、下部フランジ３０４および絶縁体管３２８の接続された開口を通って流れる。
シールアセンブリ３０１は、設備プレート１０７、絶縁体プレート１０９および接地プレート１１１を貫通して配置された入口通路２５８がベースチャネル１１５にベース流体を提供することができるよう、密閉を提供している。ベース流体は、入口通路２５８を通ってベースチャネル１１５の入口２５４に提供される。シールアセンブリ３０１は、さらに、設備プレート１０７、絶縁体プレート１０９および接地プレート１１１を貫通して配置された出口通路２６０がベースチャネル１１５からベース流体を除去することができるよう、密閉を提供している。ベース流体は、出口通路２６０を通ってベースチャネル１１５の出口２５６から除去される。
さらに、シールアセンブリ３０１は、真空領域２２２および真空通路２６２の真空リークを防止している。真空通路２６２は真空領域２２２に接続されている。真空通路２６２は、さらに、設備プレート１０７の内部表面２０７、上部フランジ３０２、ガスケット３２２、下部フランジ３０４および絶縁体管３２８によって画定されている。
シールアセンブリ３０１は、ＥＳＣベースアセンブリ１０５と設備プレート１０７の間の密閉を提供している。ベースチャネル１１５はＥＳＣベースアセンブリ１０５の中に機械加工されている。ベースチャネル１１５は、カバー３０３と結合し、溶接し、またはろう付けすることができる。シールアセンブリ３０１は、ベース流体をベース流体温度で保持するように動作することができる。
図３Ｂは、図３Ａに示されている上部フランジ３０２の略横断面図である。本明細書において説明されてい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、上部フランジ３０２は、複数の溶接点３１０でＥＳＣベースアセンブリ１０５に溶接される（爆圧溶接プロセスなどを使用して）。上部フランジ３０２はＥＳＣベースアセンブリ１０５にろう付けすることも可能である。複数の溶接点３１０は約０．０９インチと約０．１５インチの間である。上部フランジ３０２は、ＥＳＣベースアセンブリ１０５の中へ凹み長さ３１２だけ凹んでいる。この凹み長さは約０．０５インチと約０．１２インチの間である。上部フランジ３０２は、約０．２８インチと約０．４８インチの間の上部フランジ長さ３１４を有している。上部フランジ３０２は、約１．３３インチと約２．１２インチの間の上部フランジ幅３１６を有している。
図３Ｂに示されているように、上部フランジ３０２は頂部部分３１８および底部部分３２０を含む。頂部部分３１８はＥＳＣベースアセンブリ１０５に結合されている。上部フランジ３０２の底部部分３２０はガスケット３２２と接触している。頂部部分３１８は、それには限定されないが金属材料を含む。一例では頂部部分３１８はアルミニウムである。別の例では部分３１８はステンレス鋼またはチタンである。底部部分３２０は、それには限定されないが金属材料を含む。頂部部分３１８がアルミニウムである場合、底部部分はステンレス鋼、チタンまたはこれらの組合せである。頂部部分３１８がステンレス鋼またはチタンである場合、頂部部分３１８は爆圧溶接プロセスによってＥＳＣベースアセンブリ１０５に結合される。さらに別の例では、頂部部分３１８および底部部分３２０は、いずれも、金属材料などの同じ材料を有することができる。底部部分３２０は結合領域３１９によって頂部部分３１８に結合されている。結合領域３１９は、爆圧溶接プロセスなどの溶接プロセスを利用して底部部分３２０を頂部部分３１８に結合している。
図３Ｃおよび図３Ｄは、複数の結合層３３２の略横断面図である。結合層は、図３Ｃに示されているように平面であっても、あるいは図３Ｄに示されているように階段状であってもよい。階段状表面は、温度サイクリングによる部分ロッキングおよび横方向の移動を改善することができる。また、階段状表面は結合表面積および気密密閉を同じく改善することができる。下部フランジ３０４は、複数の結合層３３２を使用して絶縁体管３２８に結合されている。複数の結合層３３２は複数のメタライゼーション層３３４を含む。複数のメタライゼーション層３３４は、それらに限定されないが、Ｍｏ－Ｍｎまたはその組合せを含む。複数のメタライゼーション層３３４は、約０．０００１インチから約０．０００５インチまでのメタライゼーション層厚さ３３６を含む。複数のメタライゼーション層３３４は、はんだ充填材３３８によって一体に結合されている。はんだ充填材３３８は、それには限定されないが、スズ、インジウムまたはこれらの組合せを含む。例えばはんだ充填材３３８は、Ｓｎ、ＡｇおよびＴｉ含有合金である。はんだ充填材３３８は約１４０℃ないし約１５０℃の接合温度を有している。はんだ充填材３３８は、約０．００１インチから約０．００３インチまでのはんだ充填材厚さ３４０を含む。複数の結合層３３２は、下部フランジ３０４から絶縁体管３２８までの間の接合における応力を軽減している。
図３Ｅ～図３Ｇは、インターフェースアセンブリ３０５の略横断面図である。図３Ｅ～図３Ｇには２つのインターフェースアセンブリ３０５が示されているが、基板支持アセンブリ１０１は１つのインターフェースアセンブリ３０５を含むことができる。インターフェースアセンブリ３０５は、第１の真空管２７６ａ、第２の真空管２７６ｂのうちの一方、または第１の真空管２７６ａおよび第２の真空管２７６ｂの両方を接地プレート１１１に結合する。インターフェースアセンブリ３０５は、第１の真空管２７６ａ、第２の真空管２７６ｂのうちの一方、または第１の真空管２７６ａおよび第２の真空管２７６ｂの両方を絶縁体管１２８に結合する。１つまたは複数の真空入口管２７６は、それぞれ、中に配置されている冷媒ライン３４６を含む。冷媒ライン３４６は極低温冷却装置１１７と流体連結している。本明細書において説明されてい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、冷媒ライン３４６は入口通路２５８にベース流体を供給する。本明細書において説明されてい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、冷媒ライン３４６は出口通路２６０からベース流体を受け取る。インターフェースアセンブリ３０５はインターフェースブロック２７０の中に含まれている。
本明細書において説明されてい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、入口通路２５８と流体連結している冷媒ライン３４６は、インターフェースアセンブリ３０５を使用して接地プレート１１１に結合される。本明細書において説明されてい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、出口通路２６０と流体連結している冷媒ライン３４６は、インターフェースアセンブリ３０５を使用して接地プレート１１１に結合される。本明細書において説明されている他の実施形態と組み合わせることができるさらに別の実施形態では、入口通路２５８と流体連結している冷媒ライン３４６、および出口通路２６０と流体連結している別の冷媒ライン３４６は、２つのインターフェースアセンブリ３０５を使用して接地プレート１１１に結合される。
インターフェースアセンブリ３０５はインターフェースフランジ３５０を含む。インターフェースフランジ３５０は絶縁体管３２８に結合されている。インターフェースフランジ３５０は接地プレート１１１の中に配置されている。図３Ｃに示されているように、インターフェースフランジ３５０は、複数の結合層３３２を使用して絶縁体管３２８に結合されている。複数のメタライゼーション層３３４がはんだ充填材３３８によって一体に結合されている。複数の結合層３３２は、インターフェースフランジ３５０から絶縁体管３２８までの間の接合における応力を軽減している。
インターフェースフランジ３５０は、それには限定されないが、ニッケル－コバルト第一鉄合金またはニッケル－鉄第一鉄合金のうちの１つまたは複数を含む。ニッケル－コバルト第一鉄合金は、ニッケル、鉄、コバルト、炭素、ケイ素およびマンガンのうちの１つまたは複数を含むことができる。ニッケル－鉄第一鉄合金はＦｅＮｉ３６であってもよい。インターフェースフランジ３５０は、完全にニッケル－コバルト第一鉄合金から、完全にニッケル－鉄第一鉄合金から、またはニッケル－コバルト第一鉄合金およびニッケル－鉄第一鉄合金の組合せから形成することができる。インターフェースフランジ３５０は回転可能であってもよい。下部フランジおよびインターフェースフランジ３５０は、ニッケル－コバルト第一鉄合金などの同じ材料からなっていてもよい。
インターフェースアセンブリ３０５は外部リング３５４を含む。外部リング３５４はインターフェースフランジ３５０に結合されている。外部リング３５４は、それには限定されないが金属材料を含む。例えば金属材料はステンレス鋼であってもよい。外部リング３５４は、互いに一体に結合された半分を含むことができる。
インターフェースアセンブリ３０５は冷媒フランジ３５６を含む。冷媒フランジ３５６はインターフェースフランジ３５０に結合されている。冷媒フランジ３５６は、ベース流体が絶縁体管３２８に流入し、および／または絶縁体管３２８から流出するためのインターフェースを提供している。冷媒フランジ３５６は、複数の締め具３５８を使用してインターフェースフランジ３５０に結合されている。複数の締め具３５８は外部リング３５４を貫通して配置されている。複数の締め具は複数の座金３６０と接触している。複数の締め具３５８は複数の孔３５９の中に配置されている。複数の孔３５９は冷媒フランジ３５６およびインターフェースフランジ３５０を貫通して配置されている。複数の孔３５９は、複数の締め具３５８が複数の孔３５９の中に保持されるよう、ねじを切ることができる。
インターフェースアセンブリ３０５は、インターフェースフランジ３５０と冷媒フランジ３５６の間に配置されたインターフェースガスケット３６２を含む。インターフェースガスケット３６２は、それには限定されないが金属材料を含む。例えば金属材料は銅材料である。
本明細書において説明されてい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、インターフェースアセンブリ３０５は、設備プレート１０７、絶縁体プレート１０９および接地プレート１１１を貫通して配置された入口通路２５８がベースチャネル１１５にベース流体を提供することができるよう、インターフェースを提供する。入口通路２５８は入口２５４に接続されている。入口通路２５８は、さらに、インターフェースフランジ３５０、冷媒フランジ３５６およびインターフェースガスケット３６２の接続された開口によって画定されている。ベース流体は、入口インターフェースフランジ３５０、供給フランジ３５６およびインターフェースガスケット３６２の接続された開口を通って流れる。
本明細書において説明されてい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、インターフェースアセンブリ３０５は、設備プレート１０７、絶縁体プレート１０９および接地プレート１１１を貫通して配置された出口通路２６０がベースチャネル１１５からベース流体を除去することができるよう、インターフェースを提供している。出口通路２６０は出口２５６に接続されている。出口通路２６０は、さらに、インターフェースフランジ３５０、冷媒フランジ３５６およびインターフェースガスケット３６２の接続された開口によって画定されている。ベース流体は、インターフェースフランジ３５０、冷媒フランジ３５６およびインターフェースガスケット３６２の接続された開口を通って流れる。
インターフェースアセンブリ３０５は複合フランジ３６４を含む。インターフェースアセンブリ３０５の複合フランジ３６４は、第１の真空管２７６ａ、第２の真空管２７６ｂのうちの一方、または第１の真空管２７６ａおよび第２の真空管２７６ｂの両方を接地プレート１１１に結合する。冷媒フランジ３５６は複合フランジ３６４の中に配置されている。インターフェースアセンブリ３０５は、冷媒ライン３４６が入口通路２５８と流体連結するように冷媒フランジ３５６を圧縮し、および／または冷媒ライン３４６が出口通路２５８と流体連結するように冷媒フランジ３５６を圧縮する。インターフェースアセンブリ３０５は、冷媒ライン３４６が入口通路２５８と流体連結するように冷媒フランジ３５６を圧縮することができ、また、別のインターフェースアセンブリ３０５は、冷媒ライン３４６が出口通路２５８と流体連結するように冷媒フランジ３５６を圧縮することができる。
複合フランジ３６４は、複数の締め具３６５を使用して接地プレート１１１に結合されている。複数の締め具３６５はボルトであってもよい。複数の締め具３６５はばね荷重を掛けることができる。複数の締め具３６５は複数の孔３６７の中に配置されている。複数の孔３６７は複合フランジ３６４および接地プレート１１１を貫通して配置されている。複数の孔３６７は、複数の締め具３６５が複数の孔３６７の中に保持されるよう、ねじを切ることができる。複合フランジは熱インターフェースパッド３６１を含む。
１つまたは複数の真空管２７６は、複合フランジ３６４に結合、溶接またはろう付けされている。冷媒ライン３４６は１つまたは複数の真空管２７６を通って延びている。１つまたは複数の真空管２７６は真空通路２６２に接続されている。真空通路２６２は、さらに、絶縁体プレート１０９の内部表面２０９、接地プレート１１１の内部表面２１１、インターフェースフランジ３５０、外部リング３５４、冷媒フランジ３５６および複合フランジ３６４によって画定されている。
図３Ｅおよび図３Ｆに示されているように、インターフェースアセンブリ３０５は絶縁体リング３６６を含む。絶縁体リング３６６は冷媒ライン３４６を取り囲んでいる。絶縁体リング３６６は、それには限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの絶縁材料を含む。絶縁体リング３６６はベース流体に絶縁を提供している。真空通路２６２は、絶縁体リング３６６を通って１つまたは複数の真空管２７６の中へ延びている。
図３Ｅに示されているように、ＲＦガスケット３７８は複合フランジ３６４の中に配置されている。ブラケット３８０は、複数の締め具３５５を使用してインターフェースアセンブリ３０５の外部リング３５４に結合されている。ブラケット３８０は２つのインターフェースアセンブリ３０５の外部リングに結合されている。ブラケット３８０は、それには限定されないがアルミニウム材料を含む。ブラケット３８０はＲＦガスケット３７８と接触してＲＦ接地を提供している。
図３Ｆに示されているように、ＲＦガスケット３７８は複合フランジ３６４の中に配置されている。ブラケット３８１はインターフェースアセンブリ３０５の冷媒フランジ３５６に結合されている。ブラケット３８１は、複数の締め具３８２を使用して冷媒フランジ３５６に結合されている。ブラケット３８１は２つのインターフェースアセンブリ３０５の冷媒フランジ３５６に結合されている。複数の締め具３８２は、ブラケット３８１が冷媒フランジ３５６と接触するように冷媒フランジ３５６を貫通して配置されている。ブラケット３８１は、それには限定されないがアルミニウム材料を含む。ブラケット３８１はＲＦガスケット３７８と接触してＲＦ接地を提供している。
図３Ｇに示されているように、接触リング３７２は複数の締め具３５８と接触している。接触リング３７２は、それには限定されないが金属材料を含む。例えば金属材料はステンレス鋼であってもよい。接触リング３７２はＲＦ接地のために複数の締め具３５８と接触している。接触リング３７２は、接触リング３７２を支持している複数のねじ３７４を使用して、複数の締め具３５８との接触を維持している。複数のねじ３７４は肩付きねじであってもよく、また、それらに限定されないが金属材料を含む。例えば金属材料はステンレス鋼であってもよい。複数のねじ３７４は接触リング３７２を複合フランジ３６４に結合している。複数のねじ３７４は複数のばね３７５を含む。複数のばね３７５は、複数のねじ３７４の個々のねじ２７４の周りに巻き付けられたステンレス鋼圧縮ばねである。複数のばね３７５により、接触リング３７２は複数の締め具３５８との接触を維持することができる。
図３Ｈは、１つまたは複数の真空管２７６、すなわち第１の真空管２７６ａおよび第２の真空管２７６ｂの略横断面図である。図３Ｈに示されているように、１つまたは複数の真空管２７６は複合フランジ３６４に結合されている。１つまたは複数の冷媒ライン３４６は冷媒フランジ３５６に結合されている。１つまたは複数の冷媒ライン３４６のうちの１つは第１の真空管２７６ａ内に配置されている。１つまたは複数の冷媒ライン３４６のうちの１つは第２の真空管２７６ｂ内に配置されている。１つまたは複数の冷媒ライン３４６は剛直管３６８を含む。剛直管３６８の各々は冷媒フランジ３５６に結合されている。１つまたは複数の冷媒ライン３４６は可撓性部分３６９を含む。１つまたは複数の真空管２７６は真空フィッティングフランジ３７０を含む。真空フィッティングフランジ３７０は、ベース入口コンジット１２３またはベース出口コンジット１２５に結合することができる。
要約すると、基板支持アセンブリであって、ＥＳＣの上に配置された基板が基板温度に維持され、その一方で処理チャンバの他の表面が異なる温度に維持されるようにＥＳＣを動作させることができる、基板支持アセンブリが提供される。基板支持アセンブリは、ＥＳＣ１０３と、該ＥＳＣ１０３および設備プレート１０７に結合されたＥＳＣベースアセンブリ１０５と、接地プレート１１１に結合された絶縁体プレート１０９とを含む処理チャンバの中に配置される。ＥＳＣ１０３に結合されたＥＳＣベースアセンブリ１０５のベースチャネルを通って流れるベース流体により、ＥＳＣベースアセンブリ１０５をベース温度に維持することができる。シールアセンブリ３０１は、ベース流体が絶縁体管３２８を通ってベースチャネル１１５まで通過し、別の絶縁体管３２８から流出することができるよう、密閉を提供する。絶縁体３３０は、絶縁体管３２８を通って移動するベース流体を絶縁する。絶縁体３３０は炭化ケイ素材料を含むことができる。インターフェースアセンブリ３０５は、複合フランジ３６４を使用して１つまたは複数の真空管２７６を接地プレート１１１に結合する。冷媒フランジ３５６は複合フランジ３６４の中に配置される。冷媒ライン３４６は、１つまたは複数の真空管２７６の各々の中に配置される。
本明細書において説明されている基板支持アセンブリは、ＥＳＣベースアセンブリのベースチャネルにベース流体を引き渡す。ベース流体は、ベース流体温度を摂氏－５０度未満に維持することができる材料を含むことができ、したがってベース流体と基板支持アセンブリの様々な構成要素との間の大きい温度差を考慮する基板支持アセンブリが必要である。さらに、本明細書において説明されている基板支持アセンブリは、真空領域および真空通路における真空リークを防止し、したがってベース流体に熱絶縁を提供する。密閉アセンブリおよびインターフェースアセンブリは、ベース流体がＥＳＣベースアセンブリへ移動する際に、ベース流体をベースチャネルへ移送し、かつ、基板支持アセンブリの周囲の様々な構成要素をベース流体温度から保護する、密閉され、絶縁された環境を提供する。
以上の説明は、本開示の例を対象としたものであるが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の例およびさらなる例を工夫することができ、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 (20)

  1. 基板支持アセンブリであって、
    静電チャック（ＥＳＣ）ベースアセンブリであって、ベースチャネルが中に配置されているＥＳＣベースアセンブリと、
    設備プレートであって、真空領域を間に挟んで前記ＥＳＣベースアセンブリに結合された設備プレートと、
    シールアセンブリであって、
    前記ＥＳＣベースアセンブリの前記ベースチャネルに結合された上部フランジであって、前記設備プレートの中に配置された上部フランジと、
    前記上部フランジに結合された下部フランジであって、前記設備プレートの中に配置された下部フランジと、
    前記上部フランジと前記下部フランジとの間に配置されたガスケットと、
    前記下部フランジに結合された絶縁体管と
    を含むシールアセンブリと、
    前記ベースチャネルに接続された通路であって、前記上部フランジ、前記ガスケット、前記下部フランジ、前記絶縁体管および前記ベースアセンブリの接続された開口によって画定される通路と
    を備える基板支持アセンブリ。
  2. 前記真空領域に接続された真空通路であって、前記設備プレートの内部表面、前記上部フランジ、前記ガスケット、前記下部フランジおよび前記絶縁体管によって画定される真空通路
    をさらに備える、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
  3. 前記設備プレートに結合された絶縁体プレートと、
    前記絶縁体プレートに結合された接地プレートと、
    インターフェースアセンブリであって、
    前記絶縁体管に結合されたインターフェースフランジであって、前記接地プレートの中に配置されたインターフェースフランジと、
    前記インターフェースフランジの周りに配置された外部リングと、
    前記インターフェースフランジに結合された冷媒フランジと、
    前記インターフェースフランジと前記冷媒フランジとの間に配置されたインターフェースガスケットであって、
    前記通路が、さらに、前記インターフェースフランジ、前記冷媒フランジおよび前記インターフェースガスケットの接続された開口によって画定される、
    インターフェースガスケットと、
    前記接地プレートに結合された複合フランジであって、前記冷媒フランジが前記複合フランジの中に配置される、複合フランジと
    を備えるインターフェースアセンブリと
    をさらに備える、請求項２に記載の基板支持アセンブリ。
  4. 前記真空通路が、さらに、前記絶縁体プレートの内部表面、前記接地プレートの内部表面、前記インターフェースフランジ、前記外部リング、前記冷媒フランジおよび前記複合フランジによって画定される、請求項３に記載の基板支持アセンブリ。
  5. 前記冷媒フランジに結合された冷媒ラインであって、前記通路と流体連結している冷媒ラインと、
    前記複合フランジに結合された真空管であって、前記冷媒ラインが前記真空管の中に配置され、前記真空通路が前記真空管と流体連結する、真空管と
    をさらに備える、請求項４に記載の基板支持アセンブリ。
  6. 前記冷媒ラインが極低温冷却装置と流体連結し、前記真空管が真空源と流体連結する、請求項５に記載の基板支持アセンブリ。
  7. 絶縁体リングが前記複合フランジの中に配置される、請求項３に記載の基板支持アセンブリ。
  8. 前記インターフェースフランジが複数の結合層を使用して前記絶縁体管に結合される、請求項３に記載の基板支持アセンブリ。
  9. 前記下部フランジおよび推論フランジが同じ材料である、請求項２に記載の基板支持アセンブリ。
  10. 前記設備プレートが１つまたは複数の第１のねじアセンブリを使用して前記ＥＳＣベースアセンブリに結合される、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
  11. 前記上部フランジが複数の溶接点で前記ＥＳＣベースプレートに結合され、または前記上部フランジが前記ＥＳＣベースプレートにろう付けされる、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
  12. 前記上部フランジが頂部部分および底部部分を含み、前記頂部部分がアルミニウム材料を含み、前記底部部分がステンレス鋼、チタンまたはこれらの組合せを含む、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
  13. 前記下部フランジが複数の締め具を使用して前記上部に結合される、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
  14. 前記絶縁体管が複数の結合層を使用して前記下部に結合され、前記複数の結合層が前記複数の結合層の間に配置された複数のメタライゼーション層およびはんだ充填材を含む、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
  15. 前記絶縁体管が炭化ケイ素を含む、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
  16. 基板支持アセンブリであって、
    静電チャック（ＥＳＣ）ベースアセンブリであって、ベースチャネルが中に配置されているＥＳＣベースアセンブリと、
    設備プレートであって、真空領域を間に挟んで前記ＥＳＣベースアセンブリに結合された設備プレートと、
    前記設備プレートに結合された絶縁体プレートと、
    前記絶縁体プレートに結合された接地プレートと、
    インターフェースアセンブリであって、
    前記絶縁体プレートを介して配置された絶縁体管に結合されたインターフェースフランジであって、前記接地プレートの中に配置されたインターフェースフランジと、
    前記インターフェースフランジの周りに配置された外部リングと、
    前記インターフェースフランジに結合された冷媒フランジと、
    前記インターフェースフランジと前記冷媒フランジとの間に配置されたインターフェースガスケットであって、
    前記ＥＳＣベースアセンブリの前記ベースチャネルに接続された通路が、前記インターフェースフランジ、前記冷媒フランジ、前記インターフェースガスケットおよび前記ベースチャネルの接続された開口によって画定される、
    インターフェースガスケットと、
    前記接地プレートに結合された複合フランジであって、前記冷媒フランジが前記複合フランジの中に配置される、複合フランジと、
    前記真空領域に接続された真空通路であって、
    前記設備プレートの内部表面、前記絶縁体プレートの内部表面、前記接地プレートの内部表面、前記インターフェースフランジ、前記外部リング、前記冷媒フランジ、前記絶縁体管および前記複合フランジによって画定される、
    真空通路と
    を備えるインターフェースアセンブリと
    を備える基板支持アセンブリ。
  17. ＲＦガスケットおよび前記外部リングに結合されたブラケットがＲＦ接地を提供し、前記ブラケットは複数の締め具を使用して前記外部リングに結合される、請求項１６に記載の基板支持アセンブリ。
  18. ＲＦガスケットおよび前記冷媒フランジに結合されたブラケットがＲＦ接地を提供し、前記ブラケットは複数の締め具を使用して前記冷媒フランジに結合される、請求項１６に記載の基板支持アセンブリ。
  19. 接触リングが複数の締め具と接触し、前記複数の締め具が前記冷媒フランジを前記インターフェースフランジに結合し、前記接触リングが前記複合フランジを貫通して配置された複数のねじによって支持され、前記複数のねじが前記複数のねじの周りに配置された複数のばねを含む、請求項１６に記載の基板支持アセンブリ。
  20. 基板支持アセンブリであって、
    静電チャック（ＥＳＣ）ベースアセンブリであって、ベースチャネルが中に配置されているＥＳＣベースアセンブリと、
    設備プレートであって、真空領域を間に挟んで前記ＥＳＣベースアセンブリに結合された設備プレートと、
    複合フランジの中に配置された冷媒フランジに結合された冷媒ラインであって、前記冷媒ラインが通路と流体連結し、
    前記通路が前記ＥＳＣベースアセンブリの前記ベースチャネルに接続され、前記通路が前記冷媒フランジおよび前記ベースチャネルの接続された開口によって画定される、
    冷媒ラインと、
    前記複合フランジに結合された真空管であって、前記冷媒ラインが前記真空管の中に配置され、前記真空管が真空通路と流体連結し、
    前記真空通路が前記設備プレートの内部表面、前記冷媒フランジおよび前記複合フランジによって画定される、
    真空管と
    を備える基板支持アセンブリ。
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