JP7446335B2 - 接地用ストラップアセンブリ - Google Patents

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    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Description

[0001] 本開示の実施形態は、広くは、プラズマを使用して半導体基板などの基板を処理するための方法及び装置に関する。特に、本開示の実施形態は、プラズマ処理チャンバ用の高周波（RF）接地用ストラップアセンブリに関する。
[0002] プラズマ化学気相堆積（PECVD）は、半導体基板、ソーラーパネル基板、及びフラットパネルディスプレイ基板などの基板を処理するために使用される。PECVDは、一般に、内部において基板支持体上に基板が配置された減圧チャンバの中に１以上の前駆体ガスを導入することによって実行される。前駆体ガスは、典型的には減圧チャンバの頂部付近に位置するガス分配プレートを通して処理空間に向けられる。前駆体ガスは、高周波（RF）電力などの電力を、電極に結合された１以上の電源によってチャンバ内の電極に印加することによって、エネルギー供給（例えば、励起）されてプラズマになる。次いで、励起されたガス又はガス混合物が反応して、基板支持体上に配置された基板の表面上に材料膜層を形成する。材料膜層は、例えば、パッシベーション層、ゲート絶縁体、バッファ層、及び／又はエッチング停止層であってよい。
[0003] 処理中、基板支持体は、基板支持体にわたるいかなる電圧降下も排除するために電気的に接地される。該電圧降下は、基板の表面にわたる材料膜層の堆積均一性に影響を及ぼし得る。更に、基板支持体が適切に接地されていない場合、基板支持体とチャンバ本体との間の電気アーク及び生成寄生プラズマが、基板支持体とチャンバ本体との間の高い電位差により生じ得る。これは、粒子形成、金属汚染、不均一な堆積、歩留まり損失、及びハードウェア損傷をもたらす。寄生プラズマは、チャンバ内の容量結合プラズマの濃度及び密度を低減し、したがって、材料膜層の堆積速度を低減する。
[0004] 大面積プラズマチャンバ内のアーク放電及び寄生プラズマの発生を最小限に抑えるために、基板支持体は、典型的には、薄い可撓性のストラップによってチャンバ本体に接地されて、電流帰還経路を形成する。しかし、従来の接地ストラップ構成は、１３．５６MHz以上のような無線周波数においてかなりの電気インダクタンス（例えば、インピーダンス）を有する電流帰還経路を提供する。したがって、基板支持体とチャンバ本体との間には、依然としてかなりの電圧電位差が残っており、基板支持体の周辺部における不要なアーク放電及び寄生プラズマ生成をもたらす。
[0005] したがって、電気インピーダンスを低減した接地用ストラップアセンブリを有する改善された基板処理装置が、当該技術分野で必要とされている。
[0006] 本開示は、基板をプラズマ処理するための方法及び装置に関する。一実施形態では、基板処理チャンバが提供される。基板処理チャンバは、処理空間を部分的に画定する１以上のチャンバ壁と、１以上のチャンバ壁に結合されたチャンバ底部と、を有するチャンバ本体を含む。チャンバ底部は、それに結合されたチャンバコネクタを更に含み、チャンバコネクタは、１以上の締め具によって第２のクランプ部材に結合された第１のクランプ部材を有する。基板支持体は、処理空間内に配置され、それに結合された支持体コネクタを含む。支持体コネクタは、１以上の締め具によって第２のクランプ部材に結合された第１のクランプ部材を有する。接地用ストラップは、第１の端部において支持体コネクタによって基板支持体に結合され、第２の端部においてチャンバコネクタによってチャンバ底部に結合される。接地用ストラップに接触するように構成された支持体コネクタ及び／又はチャンバコネクタの１以上の表面上に、誘電体コーティングが形成される。
[0007] 一実施形態では、接地用ストラップアセンブリが提供される。接地用ストラップアセンブリは、チャンバコネクタと支持体コネクタとを含み、各々のコネクタは、誘電体コーティングがその１以上の表面上に形成される。接地用ストラップアセンブリは、支持体コネクタに結合された第１の端部と、チャンバコネクタに結合された第２の端部と、を有する接地用ストラップを更に含む。支持体コネクタとチャンバコネクタとは、キャパシタとして機能する。
[0008] 一実施形態では、接地用ストラップアセンブリが提供される。接地用ストラップアセンブリは、支持体コネクタに結合された第１の端部と、チャンバコネクタに結合された第２の端部と、を有する接地用ストラップを含む。接地用ストラップの第１及び第２の端部付近は、誘電材料で形成され、チャンバコネクタ及び支持体コネクタは、第１及び第２の端部においてキャパシタとして機能する。
[0009] 本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約した本開示のより具体的な説明を、実施形態を参照することによって行うことができ、その幾つかを添付の図面に示す。しかし、添付図面は例示的な実施形態のみを示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、その他の等しく有効な実施形態も許容され得ることに留意されたい。
[0010] 本開示の一実施形態による、内部において基板支持体に１以上の接地用ストラップが結合された基板処理システムの断面図を示す。 [0011] 本開示の一実施形態による、例示的な接地用ストラップの側面図を示す。 [0012] 図１の基板処理チャンバの一部分の断面図を示す。 [0013] 本開示の一実施形態による、接地用ストラップアセンブリの一部分の断面図を示す。 [0014] 本開示の一実施形態による、接地用ストラップアセンブリの一部分の断面図を示す。 [0015] 本開示の一実施形態による、接地用ストラップアセンブリの断面図を示す。
[0016] 理解を容易にするために、図に共通する同一の要素を指し示すために、可能な場合には、同一の参照番号を使用した。一実施形態の要素及び特徴は、さらなる記述がなくても、他の実施形態に有益に組み込むことができると考えられている。
[0017] 本開示は、基板をプラズマ処理するための方法及び装置に関する。一実施形態では、基板処理チャンバが、接地用ストラップアセンブリを含む。接地用ストラップアセンブリは、接地用ストラップと、基板支持体及び／又はチャンバ本体に結合された１以上のコネクタとを含む。各コネクタは、第１のクランプ部材及び第２のクランプ部材を有する。接地用ストラップは、各コネクタの第１のクランプ部材と第２のクランプ部材との間に締結される。各第１及び第２のクランプ部材の内面は、接地用ストラップに結合し、誘電体コーティングで被覆される。内面の厚さ、粗さ、及び誘電率の調節は、コネクタのキャパシタンス特性の調整を可能にする。
[0018] 本明細書の実施形態について、カリフォルニア州Santa ClaraのApplied Materials, Inc.から入手可能なPECVDシステムなどの、基板を処理するように構成されたPECVDシステムにおける使用に言及しつつ、以下で例示的に説明する。しかし、開示される主題は、エッチングシステム、他の化学気相堆積システム、及び処理チャンバ内で基板がプラズマに曝露される他の任意のシステムといった、その他のシステム構成における有用性も有すると理解されたい。本明細書で開示される実施形態は、他の製造業者によって提供される処理チャンバ、及び異なる種類の基板を使用するチャンバを使用して実施されてもよいことを更に理解されたい。本明細書で開示される実施形態はまた、様々な形状、サイズ、及び寸法の基板を処理するように構成された他の処理チャンバ内での実施のために適合され得ると理解されたい。
[0019] 図１は、一実施形態による、PECVD装置などの基板処理システム１００の断面図である。基板処理システム１００は、液晶ディスプレイ（LCD）、フラットパネルディスプレイ、有機発光ダイオード（OLED）、又は太陽電池アレイ用の光電池の製造中に、プラズマを使用して大面積基板１１４を処理するように構成される。構造は、光電池、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）、及び薄膜トランジスタ（TFT）用のダイオードを形成するためのp-n接合を含んでもよい。
[0020] 基板処理システム１００は、誘電材料、半導体材料、及び絶縁材料を含むがこれらに限定されない様々な材料を大面積基板１１４上に堆積させるように構成される。例えば、誘電体及び半導体材料は、多結晶シリコン、エピタキシャルシリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、シリコンゲルマニウム、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、及びこれらの組み合わせ又はこれらの誘導体を含んでよい。プラズマ処理システム１００は、前駆体ガス、パージガス、及びキャリアガスを含むがこれらに限定されないガスをその中に受け取るように更に構成される。例えば、プラズマ処理システムは、水素、酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、シラン、及びこれらの組み合わせ又はこれらの誘導体などのガス種を受け取ることができる。
[0021] 基板処理システム１００は、ガス源１０４に結合された基板処理チャンバ１０２を含む。基板処理チャンバ１０２は、処理空間１１０を部分的に画定するチャンバ壁１０６及びチャンバ底部１０８（集合的に、チャンバ本体１０１）を含む。処理空間１１０は、一般に、基板１１４の処理空間１１０への入出を容易にするチャンバ壁１０６内の密閉可能なスリットバルブ１１２を通してアクセスされる。チャンバ壁１０６及びチャンバ底部１０８は、一般に、アルミニウム、アルミニウム合金、又は基板処理用の他の適切な材料から製造される。一実施形態では、チャンバ壁１０６及びチャンバ底部１０８が、腐食の影響を低減するために保護バリア材料で被覆される。例えば、チャンバ壁１０６及びチャンバ底部１０８は、セラミック材料、金属酸化物材料、又は希土類含有材料で被覆されてもよい。
[0022] チャンバ壁１０６は、リッドアセンブリ１１６を支持する。ガス分配プレート１２６は、リッドアセンブリ１１６又はチャンバ壁１０６に連結されているバッキング板１２８から基板処理チャンバ１０２内に懸架されている。ガス空間１４０が、ガス分配プレート１２６とバッキングプレート１２８との間に生成される。ガス源１０４が、ガス供給導管１４１を介してガス空間１４０に接続される。ガス供給導管１４１、バッキング板１２８、及びガス分配プレート１２６は、一般に導電性材料から形成され、互いに電気的に通じている。一実施形態では、ガス分配プレート１２６及びバッキング板１２８が、材料の一体的なブロックから製造される。ガス分配プレート１２６は、一般に、プロセスガスが基板処理空間１１０内に均一に分配されるように穿孔されている。
[0023] 基板支持体１１８は、概して平行な様態でガス分配プレート１２６に対向するように、基板処理チャンバ１０２内に配置される。基板支持体１１８は、処理中に基板１１４を支持する。一般に、基板支持体１１８は、アルミニウムなどの導電性材料から製造され、少なくとも１つの温度制御デバイスを封入し、該デバイスは、処理中に基板１１４を所定の温度で維持するために、基板支持体１１８を制御可能に加熱又は冷却する。
[0024] 基板支持体１１８は、第１の表面１２０及び第２の表面１２２を有する。第１の表面１２０は、第２の表面１２２の反対側である。第１の表面１２０及び第２の表面１２２に垂直である第３の表面１２１は、第１の表面１２０と第２の表面１２２とを連結する。第１の表面１２０は、基板１１４を支持する。第２の表面１２２には、ステム１２４が連結されている。ステム１２４は、基板支持体１１８をアクチュエータ（図示せず）に結合し、アクチュエータは、基板支持体１１８を、上昇位置（図示されている）と基板処理チャンバ１０２内への及び基板処理チャンバ外への基板の移送を容易にする下降位置との間で移動させる。ステム１２４はまた、基板支持体１１８と基板処理システム１００の他の構成要素との間に電気リード及び熱電対リード用の導管も提供する。
[0025] RF電源１４２は、一般に、ガス分配プレート１２６と基板支持体１１８との間でプラズマを生成するために使用される。RF電源１４２は、ガス分配プレート１２６と基板支持体１１８との間に電界を生成して、ガス分配プレート１２６と基板支持体１１８との間に存在するガスからプラズマを生成することができる。様々な周波数を使用することができる。例えば、周波数は、約０．３MHzと約２００MHzとの間（例えば約１３．５６MHz）であってよい。一実施形態では、RF電源１４２が、第１の出力１４６においてインピーダンス整合回路１４４を介してガス分配プレート１２６に結合される。インピーダンス整合回路１４４の第２の出力１４８が、更に、チャンバ本体１０１に電気的に結合される。
[0026] 一実施形態では、誘導結合遠隔プラズマ源などの遠隔プラズマ源（図示せず）も、ガス源１０４とガス空間１４０との間に結合され得る。基板処理と基板処理との間に、遠隔プラズマ源に洗浄ガス（cleaning gas）が提供され得る。洗浄ガスは、遠隔プラズマ源内で励起されてプラズマになり、遠隔プラズマを生成し得る。遠隔プラズマ源によって生成された励起種が、チャンバ部品を洗浄するために基板処理チャンバ１０２内に供給されてもよい。洗浄ガスは、解離した洗浄ガス種の再結合を低減するために、RF電源１４２によって更に励起され得る。限定しないが、適切な洗浄ガスは、NF3、F2、及びSF6を含む。
[0027] １以上の接地用ストラップ１３０は、各接地用ストラップ１３０の上端１５２において基板支持体１１８と、各接地用ストラップ１３０の下端１５４においてチャンバ底部１０８と電気的に接続される。一実施形態では、接地用ストラップ１３０が、上端１５２において、基板支持体１１８の第２の表面１２２に電気的に接続される。更なる実施形態では、接地用ストラップ１３０が、上端１５２において第３の表面１２１に電気的に接続される。基板処理チャンバ１０２は、基板支持体１１８をチャンバ底部１０８に接地するための任意の適切な数の接地用ストラップ１３０を含んでもよく、したがって、基板支持体１１８とチャンバ底部１０８との間にRF電流帰還経路を形成することができる（５つのストラップが図１で示されている）。例えば、１つのストラップ、２つのストラップ、３つのストラップ、４つのストラップ、５つのストラップ、又はそれ以上を使用することができる。接地用ストラップ１３０は、処理中のRF電流用の経路を短くし、基板支持体１１８の周辺付近のアーク放電及び寄生プラズマを最小にするように構成される。
[0028] 基板支持体１１８は、それに結合された１以上の支持体コネクタ１３２を含む。一実施形態では、１以上の支持体コネクタ１３２が、基板支持体１１８の第２の表面１２２に結合される。更なる実施形態では、１以上の支持体コネクタ１３２が、基板支持体１１８の第３の表面１２１に結合される。５つの支持体コネクタが、図１で示されている。しかし、使用される接地用ストラップ１３０の数に応じて、他の数の支持体コネクタ１３２も考えられる。
[0029] 同様に、チャンバ底部１０８は、それに結合された１以上のチャンバコネクタ１３４を含む。他の実施形態では、１以上のチャンバコネクタ１３４が、チャンバ壁１０６に結合される。図１では、チャンバ底部１０８に結合された５つのチャンバコネクタが示されている。しかし、使用される接地用ストラップ１３０の数に応じて、他の数のチャンバコネクタ１３４も考えられる。図１で示されている一実施形態によれば、接地用ストラップ１３０の各々は、上端１５２において支持体コネクタ１３２を介して基板支持体１１８に、下端１５４において対応するチャンバコネクタ１３４を介してチャンバ底部１０８に結合される。各接地用ストラップ１３０の支持体コネクタ１３２及びチャンバコネクタ１３４への結合は、接地用ストラップアセンブリ１５０を形成する。
[0030] 図２は、例示的な接地用ストラップ１３０の側面図である。接地用ストラップ１３０の本体２３２は、概して、上端１５２と下端１５４とを有する薄い可撓性のアルミニウム材料の長方形のピースであり、上端１５２と下端１５４との間の本体２３２に沿って中央に位置付けられた任意選択的なスリット２３４を有する。一実施例では、接地用ストラップ１３０が、上端１５２と下端１５４との間に位置付けられた１以上の折り目（図示せず）を更に備えて作製される。別の一実施例では、１以上の折り目が、処理中に形成され、基板支持体１１８がホーム位置と処理位置との間で上昇及び下降されるときに形成されてよく、つまり、接地用ストラップ１３０が曲げられたときに１以上の折り目が形成される。一実施形態では、接地用ストラップ１３０が、約１４インチから約３０インチの間、例えば約１８インチと約２８インチとの間、例えば約２２インチと約２４インチとの間の長さLを有する。一実施形態では、接地用ストラップ１３０が、約０．５インチと約２インチとの間、例えば約１インチと約１．５インチとの間の幅Wを有する。図２は、本明細書で説明される処理システムに適した接地用ストラップ１３０の一実施例を示している。接地用ストラップ１３０は、一般に、基板処理を助長する任意の適切なサイズ、形状、及び材料である。
[0031] 図３は、図１の基板処理チャンバ１０２の一部分３００の断面図である。図３は、支持体コネクタ１３２によって基板支持体１１８に結合され、更にチャンバコネクタ１３４によってチャンバ底部１０８に結合される、接地用ストラップ１３０を有する、３つの接地用ストラップアセンブリ１５０を示している。描かれているように、各接地用ストラップアセンブリ１５０が、単一の支持体コネクタ１３２及び単一のチャンバコネクタ１３４に結合された単一の接地用ストラップ１３０を含む。しかし、１以上の接地用ストラップ１３０が、各支持体コネクタ１３２及び／又は各チャンバコネクタ１３４に連結されてよいことも考えられる。例えば、各支持体コネクタ１３２及び／又は各チャンバコネクタ１３４は、２つの接地用ストラップ１３０に結合されてもよい。
[0032] 一実施形態によれば、各支持体コネクタ１３２と各チャンバコネクタ１３４とは、それぞれ、第１のクランプ部材３６２、３７２と第２のクランプ部材３６４、３７４を含む。接地用ストラップ１３０は、上端１５２において各支持体コネクタ１３２の第１のクランプ部材３６２と第２のクランプ部材３６４との間、及び下端１５４において各チャンバコネクタ１３４の第１のクランプ部材３７２と第２のクランプ部材３７４との間で締結される。接地用ストラップ１３０の締結は、第１のクランプ部材３６２、３７２と第２のクランプ部材３６４、３７４との間の機械的なクランプ力を介して実現される。
[0033] 図４Ａは、支持体コネクタ１３２をより詳細に示している。一実施形態では、支持体コネクタ１３２の第１のクランプ部材３６２は、本体４８０と延長部４８２とを有するLブロックである。接触面積は、所望のキャパシタンスに応じて、約０．５平方インチと約３平方インチとの間、例えば約１平方インチと約２平方インチとの間である。本体４８０は、基板支持体１１８の第２の表面１２２と実質的に平行な主軸Xを有する。延長部４８２は、主軸Xに対して実質的に垂直な様態で本体４８０の上面４８１から突出し、該延長部４８２の上面４８３上の第２の面１２２に接触する。したがって、本体４８０の上面４８１は、基板支持体１１８の第２の表面１２２に直接接触せず、延長部４８２の高さEと等しい第２の表面１２２からの距離に配置される。一実施形態では、上面４８１、４８３が、実質的に平面的である。
[0034] 本体４８０は、更に、接地用ストラップ１３０を締結するときに、その下面４８５上で第２のクランプ部材３６４に接触する。一実施形態では、下面４８５が、実質的に平面的である。別の一実施形態では、下面４８５が、第２の面１２２に対して実質的に平行な平面的な第１の部分４３１と、第２の面１２２に対して角度α1で方向付けられた第２の部分４３３とを有する。例えば、第２の部分４３３は、第１の部分４３１に対して約０度と約４５度との間の角度α1で方向付けられる。一実施形態では、下面４８５が、更に、その中に形成され且つ第２のクランプ部材３６４の上面４８７上に形成された突起（図示せず）に合致する凹部（図示せず）を含み、又はその逆も同様である。下面４８５及び上面４８７内に形成された凹部及び突起は、接地用ストラップ１３０の寸法を収容するような形状及びサイズとされ、したがって、接地用ストラップ１３０が支持体コネクタ１３２によってより確実に締結されるポケットを生成する。
[0035] 一実施形態では、第２のクランプ部材３６４の上面４８７は、第１のクランプ部材３６２の下面４８５と実質的に平行である。一実施形態では、上面４８７が、下面４８５と実質的に平行な平面的な第１の部分４３５と、基板支持体１１８がホーム位置と処理位置との間で上昇及び下降されるときに、接地用ストラップ１３０の折り畳みに対応するためにラジアル曲線（radial curve）によって規定される第２の部分４３７とを有する。他の実施形態では、第２の部分４３７が、第１の部分４３５に対して約０度と約４５度との間の角度α2で配置された平面である。第２のクランプ部材３６４は、チャンバ底部１０８に対向する下面４８９を更に含む。一実施形態では、下面４８９が実質的に平面的である。
[0036] 第１のクランプ部材３６２及び第２のクランプ部材３６４は、各々、ボルト、ネジなどのような締め具を受け入れるようになっている少なくとも１組の締結孔を備えている。例えば、第１のクランプ部材３６２は、第１のクランプ部材３６２を基板支持体１１８に結合するための少なくとも１つの締め具４６６を受け入れるようになっている第１の組の締結孔４５６を含む。第１の組の締結孔４５６は、第１のクランプ部材３６２の本体４８０及び延長部４８２を貫通して配置される。一実施形態では、第１のクランプ部材３６２は、第２のクランプ部材３６４を貫通して配置された第３の組の締結孔４６０と整列した第２の組の締結孔４５８を更に含む。第２及び第３の組の締結孔４５８、４６０は、第２のクランプ部材３６４を第１のクランプ部材３６２に結合するための少なくとも１つの締め具４６８を受け入れるようになっている。一実施形態では、第２の組の締結孔４５８は、延長部４８２ではなく、第１のクランプ部材３６２の本体４８０のみを貫通して配置される。一実施形態では、第１のクランプ部材３６２は、第１のクランプ部材３６２を基板支持体１１８及び第２のクランプ部材３６４に結合するための少なくとも１つの締め具４６８を受け入れるように整列され且つ適応された１組の締結孔４５８のみを有する。上述の１以上の組の締結孔は、締め具４６６、４６８が、その間に締結された接地用ストラップ１３０と接触しないように、第１及び第２のクランプ部材３６２、３６４の周辺縁部付近に配置される。
[0037] 図４Ｂは、チャンバコネクタ１３４をより詳細に示している。一実施形態では、チャンバコネクタ１３４の第１のクランプ部材３７２と第２クランプ部材３７４との各々が、チャンバ底部１０８と実質的に平行な主軸Xを有する。一実施形態では、第１のクランプ部材３７２の上面４９１及び第２のクランプ部材３７４の下面４９９は、実質的に平面的である。一実施形態では、第１のクランプ部材３７２の下面４９５と第２のクランプ部材３７４の上面４９７との各々が、チャンバ底部１０８に対して実質的に平行な第１の部分と、第１の部分に対してある角度で方向付けられた第２の部分とを有する。例えば、下面４９５は、実質的に平行な第１の部分４２１と、第１の部分４２１に対して約０度と約４５度との間の角度β1で方向付けられた第２の部分４２３とを有する。同様に、上面４９７は、実質的に平行な第１の部分４２５と、第１の部分４２５に対して約０度と約４５度との間の角度β2で方向付けられた第２の部分４２７とを有する。
[0038] 一実施形態では、下面４９５が、その中に形成され且つ上面４９７上に形成された突起（図示せず）に合致する凹部（図示せず）を更に含み、又はその逆も同様である。下面４９５及び上面４９７に形成された凹部及び突起は、接地用ストラップ１３０の寸法を収容するような形状及びサイズとされ、したがって、接地用ストラップ１３０がチャンバコネクタ１３４によってより確実に締結されるポケットを生成する。チャンバコネクタ１３４は、支持体コネクタ１３２とサイズ、形状、及び構成が実質的に同様であってもよいことが更に企図される。
[0039] 支持体コネクタ１３２と同様に、第１のクランプ部材３７２と第２のクランプ部材３７４とは、各々、ボルト、ネジなどのような締め具を受け入れるようになっている少なくとも１組の締結孔を備える。例えば、第２のクランプ部材３７４は、第２のクランプ部材３７４をチャンバ底部１０８に結合するための少なくとも１つの締め具４６２を受け入れるように構成された第１の組の締結孔４４６を含む。一実施形態では、第２のクランプ部材３７４が、第１のクランプ部材３７２を貫通して配置された第３の組の締結孔４５０と整列した第２の組の締結孔４４８を更に含む。第２及び第３の組の締結孔４４８、４５０は、第２のクランプ部材３７４を第１のクランプ部材３７２に結合するための少なくとも１つの締め具４６４を受け入れるようになっている。一実施形態では、第２のクランプ部材３７４が、第２のクランプ部材３７４をチャンバ底部１０８及び第１のクランプ部材３７２に結合するための少なくとも１つの締め具４６４を受け入れるように整列され且つ適応された１組の締結孔４４８のみを有する。上述の１以上の組の締結孔は、締め具４６２、４６４がその間に締結された接地用ストラップ１３０と接触しないように、第１及び第２のクランプ部材３７２、３７４の周辺縁部付近に配置される。
[0040] 一般に、接地用ストラップアセンブリ１５０の構成要素は、アルミニウム、ニッケル、ニッケル合金などの導電性材料で形成される。一実施形態では、第１のクランプ部材３６２、３７２及び第２のクランプ部材３６４、３７４は、その所望の表面上に形成された誘電体コーティング４９０を更に含む。誘電体コーティング４９０は、支持体コネクタ１３２及び／又はチャンバコネクタ１３４が、接地用ストラップアセンブリ１５０によって提供される電流帰還経路に沿ってキャパシタとして機能することを可能にする。
[0041] 一実施形態では、誘電体コーティング４９０が、支持体コネクタ１３２及び／又はチャンバコネクタ１３４の表面上に形成され、それらの間に接地用ストラップ１３０を接触させて締結するように構成される。例えば、誘電体コーティング４９０は、第１のクランプ部材３６２の下面４８５上と、第２のクランプ部材３６４の上面４８７上とに形成される。代替的に又は更に、誘電体コーティング４９０は、第１のクランプ部材３７２の下面４９５上と、第２のクランプ部材３７４の上面４９７上とに形成される。また、誘電体コーティング４９０は、接地用ストラップ１３０と接触するように構成された表面に加えて、任意選択的に、第２のクランプ部材３６４の下面４８９上及び／又は第１のクランプ部材３７２の上面４９１上に形成されてもよい。下面４８９及び／又は上面４９１上に形成された誘電体コーティング４９０は、接地用ストラップアセンブリ１５０の構成要素のキャパシタンス特性を調節するために更に利用されてもよい。
[0042] 誘電体コーティング４９０は、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）、テフロン（登録商標）、酸化イットリウムなどを含むがこれらに限定されない任意の適切な誘電材料で形成される。幾つかの実施形態では、誘電体コーティング４９０が、スプレッドコーティング（spread coating）によって形成される。一実施形態では、誘電体コーティング４９０が、支持体コネクタ及びチャンバコネクタ１３２、１３４の所望の表面を陽極酸化することによって形成される。例えば、誘電体コーティング４９０は、陽極酸化アルミニウムで形成されてもよい。
[0043] 一実施形態では、誘電体コーティング４９０が、約１０μmと約１００μmとの間、例えば約２０μmと約８０μmとの間、例えば約４０μmと約６０μmとの間の厚さを有する。例えば、誘電体コーティング４９０は、約５０μmの厚さを有する。一実施形態では、誘電体コーティング４９０が、約２μmと約4μmとの間などの、約０μmと約５μmとの間の表面粗さ値を更に有する。誘電体コーティング４９０の厚さ及び表面粗さを調節することによって、支持体コネクタ１３２及びチャンバコネクタ１３４のキャパシタンス特性を精密に制御することができ、したがって、接地用ストラップアセンブリ１５０の長さ全体にわたるインピーダンスの調節、及び最終的には電圧電位差の調節が可能になる。例えば、支持体コネクタ１３２又はチャンバコネクタ１３４上に形成される誘電体コーティング４９０の厚さを薄くすることによって、その中の成分のキャパシタンスを増加させることができ、したがって、接地用ストラップアセンブリ１５０全体にわたる全インピーダンスを減少させ、結果として、基板支持体１１８とチャンバ本体１０８との間の電圧電位差の低減をもたらす。
[0044] 図５は、接地用ストラップアセンブリ５５０の断面図である。接地用ストラップアセンブリ５５０は、接地用ストラップアセンブリ１５０と実質的に同様であるが、接合部５９６において誘電体締め具５９２によって重なり合う様態で共に結合された２つの接地用ストラップ１３０、１３１を含んでいる。接地用ストラップ１３０は、上端１５２において支持体コネクタ１３２に結合され、接地用ストラップ１３１は、下端１５４においてチャンバコネクタ１３４に結合される。支持体コネクタ１３２及びチャンバコネクタ１３４は、上述の実施形態と実質的に同様であり、その所望の表面上に形成された誘電体コーティング４９０を含むことができる。例えば、誘電体コーティング４９０は、内部に挟持されたときに接地用ストラップ１３０、１３１に接触する支持体コネクタ１３２及びチャンバコネクタ１３４の表面上に形成される。
[0045] 一実施形態では、誘電体締め具５９２が、ボルト、ネジなどと、それらの間に接地用ストラップ１３０、１３１を結合する整合ナットとを含む。接地用ストラップ１３０、１３１を互いに対して固定するために、２つ以上のプレート５９４を接地用ストラップ１３０、１３１の接合部５９７の両側に更に配置することができる。プレート５９４は、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケルなどを含むがこれらに限定されない任意の適切な金属材料で形成されてもよい。図５でネジ又はボルトとして描かれているが、誘電体締め具５９２は、一般に、任意の適切な結合機構である。
[0046] 誘電体ファスナ５９２は、PTFE、PEEK、Torlonなどを含むがこれらに限定されない任意の適切な誘電材料で形成される。一実施形態では、誘電体締め具５９２が、誘電体コーティング４９０と同じ材料で形成される。誘電体コーティング４９０と同様に、誘電体締め具５９２は、接地用ストラップアセンブリ５５０によって提供される電流帰還経路に沿ったキャパシタとして機能する。誘電体締め具５９２の厚さ及び誘電体締め具５９２と接地用ストラップ１３０、１３１との間の接触面積を調節することによって、誘電体締め具５９２のキャパシタンス特性が精密に制御され、したがって、接地用ストラップアセンブリ５５０の長さにわたるインピーダンスの更なる調節が可能になる。一実施形態では、誘電体コーティング４９０がその上に形成された支持体コネクタ１３２及び／又はチャンバコネクタ１３４に加えて、誘電体締め具５９２がキャパシタとして利用される。一実施形態では、誘電体締め具５９２が、支持体コネクタ１３２及び／又はチャンバコネクタ１３４の代わりにキャパシタとして利用される。したがって、接地用ストラップアセンブリ５５０は、接地用ストラップアセンブリ５５０に沿った１以上の位置に、キャパシタの任意の組み合わせを有し得る。
[0047] 従来のプラズマ処理チャンバの動作では、基板支持体が、ガス分配プレート及び基板支持体自体に供給されるRF電力用の帰還経路を提供し、基板支持体とチャンバ本体の周囲の内面との間に電圧電位差を生成する。この電位差は、基板支持体とチャンバ壁などの周囲表面との間に、不用意に電気アーク放電を発生させる。電位差の大きさ、したがって、基板支持体とチャンバ壁との間のアーク放電の量は、基板支持体の抵抗及びサイズに部分的に依存する。アーク放電は有害であり、粒子汚染、膜堆積の分散、基板の損傷、チャンバ部品の損傷、歩留まり損失、及びシステムのダウンタイムをもたらす。
[0048] 基板支持体及びチャンバ本体に結合された接地用ストラップの利用は、基板支持体又はガス分配プレートのいずれかに供給されるRF電力用の代替RF帰還経路を提供し、したがって、基板支持体とチャンバ本体との間の電気アーク放電の確率を低減する。しかし、従来の接地用ストラップアセンブリは、依然として、それらが作製することを意図した代替RF帰還経路に沿ってかなりの電気抵抗及びインピーダンスを提供し、基板支持体とチャンバ本体との間にアーク放電を生じさせるのに十分な電圧電位差をそれらの間に生成する。
[0049] 接地用ストラップコネクタ上に誘電体層を形成し、該コネクタをキャパシタとして利用することによって、基板支持体とチャンバ本体との間の電圧電位差が著しく減少し、したがって、RF接地効率が増加する。その結果、低下した電圧電位差は、基板支持体とチャンバ本体との間のアーク放電を排除又は減少させる。
[0050] 更に、低減された電位差は、処理中の寄生プラズマの生成を低減する。堆積プロセス中に、生成されたプラズマは、一般に、チャンバの他の部分に漏れ、チャンバ壁、チャンバ底部、基板支持体、及び複数の接地用ストラップなどの様々なチャンバ部品上に望ましくない膜を形成する寄生プラズマになる。寄生プラズマの生成は、典型的には、基板支持体又はガス分配プレートの外縁と周囲のチャンバ壁との間、又は基板支持体の下方で生じる。寄生プラズマは、そのようなプラズマが基板上に堆積された薄膜のプラズマ均一性に負の影響を与え、接地用ストラップ自体などのようなチャンバ部品の腐食を加速する可能性があるので有害である。処理中に寄生プラズマの生成を低減又は排除することは、したがって、接地用ストラップ１３０ならびに他のチャンバ部品の寿命を延ばす。
[0051] 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から逸脱せずに本開示の他の実施形態及び更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規定される。

Claims (20)

  1. チャンバ本体と、基板支持体と、接地用ストラップと、を備える基板処理チャンバであって、
    前記チャンバ本体が、
    処理空間を少なくとも部分的に画定する１以上のチャンバ壁、及び
    前記１以上のチャンバ壁に結合されたチャンバ底部であって、チャンバコネクタが結合されたチャンバ底部を備え、
    前記チャンバコネクタが更に、
    １以上の締め具によって第２のクランプ部材に結合された第１のクランプ部材を備え、
    前記基板支持体が、前記処理空間内に配置され、該基板支持体に結合された支持体コネクタを有し、前記支持体コネクタが更に、
    １以上の締め具によって第２のクランプ部材に結合された第１のクランプ部材を備え、
    前記第１のクランプ部材及び前記第２のクランプ部材のそれぞれの主軸Ｘが前記基板支持体に対して平行であり、前記第１のクランプ部材は、前記基板支持体に直接的に接続されており、
    前記接地用ストラップが、第１の端部と第２の端部とを有し、前記第１の端部が前記支持体コネクタにおいて前記基板支持体と結合され、前記第２の端部が前記チャンバコネクタにおいて前記チャンバ底部と結合され、前記接地用ストラップと接触するように構成された前記支持体コネクタ及び／又は前記チャンバコネクタの１以上の表面上に、誘電体コーティングが形成されている、チャンバ。
  2. 前記誘電体コーティングは、陽極酸化アルミニウムで形成されている、請求項１に記載のチャンバ。
  3. 前記誘電体コーティングは、PTFEで形成されている、請求項１に記載のチャンバ。
  4. 前記誘電体コーティングは、約１０μmと約１００μmとの間の厚さを有する、請求項１に記載のチャンバ。
  5. 前記誘電体コーティングは、約１０μmと約１００μmとの間の厚さを有する、請求項２に記載のチャンバ。
  6. 前記誘電体コーティングは、約０と約５μmとの間の表面粗さを有する、請求項１に記載のチャンバ。
  7. 前記誘電体コーティングは、約０と約５μmとの間の表面粗さを有する、請求項２に記載のチャンバ。
  8. 前記誘電体コーティングが、前記接地用ストラップと接触するように構成されていない前記支持体コネクタ及び／又は前記チャンバコネクタの１以上の表面上に更に形成されている、請求項１に記載のチャンバ。
  9. 接地用ストラップアセンブリであって、
    誘電体コーティングがその１以上の表面上に形成されたチャンバコネクタ、
    誘電体コーティングがその１以上の表面上に形成された支持体コネクタであって、
    本体と前記本体に対して垂直な延長部とを備える第１のクランプ部材と、
    前記第１のクランプ部材の前記本体を通じて基板支持体に結合するように構成された第２のクランプ部材とを備える、支持体コネクタ、及び
    第１の端部と第２の端部とを有する接地用ストラップ
    を備え、前記第１の端部が前記支持体コネクタに結合され、前記第２の端部が前記チャンバコネクタに結合され、前記チャンバコネクタ及び前記支持体コネクタはキャパシタとして機能する、接地用ストラップアセンブリ。
  10. 前記支持体コネクタ及び前記チャンバコネクタは、アルミニウムで形成されている、請求項９に記載の接地用ストラップアセンブリ。
  11. 前記誘電体コーティングは、陽極酸化アルミニウムで形成されている、請求項１０に記載の接地用ストラップアセンブリ。
  12. 前記誘電体コーティングは、約１０μmと約１００μmとの間の厚さを有する、請求項１１に記載の接地用ストラップアセンブリ。
  13. 前記誘電体コーティングは、PTFEで形成されている、請求項１０に記載の接地用ストラップアセンブリ。
  14. 前記チャンバコネクタと前記支持体コネクタとの各々が、１以上の締め具によって共に結合された第１のクランプ部材と第２のクランプ部材とを含む、請求項９に記載の接地用ストラップアセンブリ。
  15. 接地用ストラップアセンブリであって、
    チャンバコネクタ、
    支持体コネクタであって、
    本体と前記本体に対して垂直な延長部とを備える第１のクランプ部材と、
    前記第１のクランプ部材の前記本体を通じて基板支持体に結合するように構成された第２のクランプ部材とを備える、支持体コネクタ、及び
    第１の端部と第２の端部とを有する接地用ストラップ
    を備え、前記第１の端部は前記支持体コネクタに結合され、前記第２の端部は前記チャンバコネクタに結合され、前記接地用ストラップは、可撓性のアルミニウム材料で形成され、前記チャンバコネクタ及び前記支持体コネクタは、前記第１の端部及び前記第２の端部においてキャパシタとして機能する、接地用ストラップアセンブリ。
  16. 前記チャンバコネクタの１以上の表面上に、誘電体コーティングが形成されている、
    請求項１５に記載の接地用ストラップアセンブリ。
  17. 前記支持体コネクタの１以上の表面上に、誘電体コーティングが形成されている、
    請求項１６に記載の接地用ストラップアセンブリ。
  18. 前記支持体コネクタ及び前記チャンバコネクタは、アルミニウムで形成されている、請求項１６に記載の接地用ストラップアセンブリ。
  19. 前記誘電体コーティングは、陽極酸化アルミニウムで形成されている、請求項１８に記載の接地用ストラップアセンブリ。
  20. 前記誘電体コーティングは、PTFEで形成されている、請求項１８に記載の接地用ストラップアセンブリ。
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