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特許5883652プラズマ処理チャンバのための高周波リターンデバイスおよびプラズマ処理システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5883652
(24)【登録日】2016年2月12日
(45)【発行日】2016年3月15日
(54)【発明の名称】プラズマ処理チャンバのための高周波リターンデバイスおよびプラズマ処理システム
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20160301BHJP
H01L 21/205 20060101ALI20160301BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20160301BHJP
C23C 16/509 20060101ALI20160301BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 M
H01L21/205
H01L21/31 C
C23C16/509
【請求項の数】15
【全頁数】35
(21)【出願番号】特願2011-548432(P2011-548432)
(86)(22)【出願日】2010年2月4日
(65)【公表番号】特表2012-517076(P2012-517076A)
(43)【公表日】2012年7月26日
(86)【国際出願番号】US2010023236
(87)【国際公開番号】WO2010091205
(87)【国際公開日】20100812
【審査請求日】2013年2月1日
(31)【優先権主張番号】61/149,990
(32)【優先日】2009年2月4日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/167,681
(32)【優先日】2009年4月8日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/264,576
(32)【優先日】2009年11月25日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/293,549
(32)【優先日】2010年1月8日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】390040660
【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
(74)【代理人】
【識別番号】100109726
【弁理士】
【氏名又は名称】園田 吉隆
(74)【代理人】
【識別番号】100101199
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 義教
(72)【発明者】
【氏名】チェ， スー ヤン
(72)【発明者】
【氏名】タイナー， ロビン エル．
(72)【発明者】
【氏名】栗田 真一
(72)【発明者】
【氏名】ホワイト， ジョン エム．
(72)【発明者】
【氏名】ソレンセン， カール エー．
(72)【発明者】
【氏名】コー， ジェフリー エー．
(72)【発明者】
【氏名】アンウォー， スハイル
(72)【発明者】
【氏名】古田 学
(72)【発明者】
【氏名】稲川 真
【審査官】
藤本 加代子
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００６−１０４５７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０８−１８６１０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０３−１３８３７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００５−１２３５７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１０−２８０１４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０３−２４０９５２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０５Ｈ １／４６
Ｈ０１Ｌ ２１／２０５
Ｈ０１Ｌ ２１／３１
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
Ｃ２３Ｃ １６／５０９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマ処理チャンバのための高周波リターンデバイスであって、
シャフトを有するベースであり、前記シャフトは、前記ベース中に形成された開口内に移動可能に配設される、ベースと、
前記ベースの一方の面に結合される圧縮ばねを備える第１のばね形状物と、
前記ベースの反対の面において前記ベースと前記シャフトの間に結合される板ばねを備える第２のばね形状物と、
前記第２のばね形状物に結合された接触パッドとを備え、
前記第２のばね形状物が、
室温および２００℃以上の処理温度にて実質的に同一である弾性特性を有する金属または合金から構成される第１の材料と、
前記第１の材料を実質的に包入する第２の材料であり、前記第１の材料とは異なる第２の材料とを備える、デバイス。
シャフトを有するベースであり、前記シャフトは、前記ベース中に形成された開口内に移動可能に配設される、ベースと、
前記ベースの一方の面に結合される圧縮ばねを備える第１のばね形状物と、
前記ベースの反対の面において前記ベースと前記シャフトの間に結合される板ばねを備える第２のばね形状物と、
前記第２のばね形状物に結合された接触パッドとを備え、
前記第２のばね形状物が、
室温および２００℃以上の処理温度にて実質的に同一である弾性特性を有する金属または合金から構成される第１の材料と、
前記第１の材料を実質的に包入する第２の材料であり、前記第１の材料とは異なる第２の材料とを備える、デバイス。
【請求項2】
前記第２の材料は、導電性であり、前記第１の材料は、前記第２の材料によりコーティング、ラッピング、またはクラッディングされている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項3】
前記第１の材料の最大引張強度は前記室温において１００％であり、前記第１の材料は、前記処理温度において最大引張強度の約８５％を維持する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項4】
前記コーティング、前記ラッピング、または前記クラッディングは、アルミニウム材料を含む、請求項２に記載のデバイス。
【請求項5】
前記アルミニウム材料は、フォイル形状である、請求項４に記載のデバイス。
【請求項6】
前記弾性特性は、最大引張強度である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項7】
前記第１の材料は、ニッケル‐モリブデン‐クロム合金を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項8】
前記第２の材料は、アルミニウム材料を含む、請求項７に記載のデバイス。
【請求項9】
前記シャフトは、前記ベース内に配設された前記圧縮ばねに結合される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項10】
チャンバと、
前記チャンバ内に配設される第１の電極であり、前記チャンバ内におけるプラズマの生成を促進し、前記チャンバ内において第２の電極に対して移動可能であり、複数の可撓性接触部材により前記第２の電極に対して移動しつつ電気的に結合状態に維持される第１の電極とを備え、
前記複数の可撓性接触部材の少なくとも一部が、
前記第１の電極に結合され、シャフトを有するベースであり、前記シャフトは、前記ベース中に形成された開口内に移動可能に配設される、ベースと、
２００℃超の温度に達した場合に塑性変形を伴わずに弾性特性を実質的に維持する金属または合金を備え、前記ベースの一方の面および前記シャフトの反対の面に結合された第１のばね形状物と、
前記ベースの反対の面において前記ベースと前記シャフトの間に結合される第２のばね形状物とを備える、プラズマ処理システム。
前記チャンバ内に配設される第１の電極であり、前記チャンバ内におけるプラズマの生成を促進し、前記チャンバ内において第２の電極に対して移動可能であり、複数の可撓性接触部材により前記第２の電極に対して移動しつつ電気的に結合状態に維持される第１の電極とを備え、
前記複数の可撓性接触部材の少なくとも一部が、
前記第１の電極に結合され、シャフトを有するベースであり、前記シャフトは、前記ベース中に形成された開口内に移動可能に配設される、ベースと、
２００℃超の温度に達した場合に塑性変形を伴わずに弾性特性を実質的に維持する金属または合金を備え、前記ベースの一方の面および前記シャフトの反対の面に結合された第１のばね形状物と、
前記ベースの反対の面において前記ベースと前記シャフトの間に結合される第２のばね形状物とを備える、プラズマ処理システム。
【請求項11】
前記金属または合金は、導電性材料によりコーティング、ラッピング、またはクラッディングされている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項12】
前記ベースは、前記シャフトと前記ベース中に形成された前記開口との間に１つまたは複数の軸受要素を備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項13】
前記第２のばね形状物が、圧縮ばねを備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項14】
前記第１のばね形状物が、
室温および２００℃以上の処理温度にて実質的に同一である可撓性特性を有する金属または合金から構成される第１の材料を含む板ばね
をさらに備える、請求項１０に記載のシステム。
室温および２００℃以上の処理温度にて実質的に同一である可撓性特性を有する金属または合金から構成される第１の材料を含む板ばね
をさらに備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項15】
前記第１の材料は、前記第１の材料とは異なる第２の材料によりコーティング、ラッピング、またはクラッディングされている、請求項１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、概して、プラズマを使用してソーラーパネル基板、フラットパネル基板、または半導体基板などの基板を処理するための方法および装置に関する。より詳細には、本発明の実施形態は、プラズマ処理チャンバのための高周波（ＲＦ）電流リターンパスに関する。
【背景技術】
【0002】
プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）は、概して半導体基板、ソーラーパネル基板、および液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）基板などの基板上に薄膜を蒸着するために利用される。ＰＥＣＶＤは、一般的には、基板サポート上に基板が配設された真空チャンバ内に前駆体ガスを送り込むことによって遂行される。前駆体ガスは、典型的には、真空チャンバの頂部付近に位置するガス分配プレートを介して送られる。真空チャンバ内の前駆体ガスは、チャンバに結合された１つまたは複数のＲＦ源からチャンバに高周波（ＲＦ）電力を印加することにより通電（例えば励起）されてプラズマ化する。励起されたガスは、反応して、温度制御された基板サポート上に位置決めされた基板の表面上に材料の層を形成する。分配プレートは、一般的にはＲＦ電源に接続され、基板サポートは、典型的にはチャンバ本体に連結されて、それによりＲＦ電流リターンパスが形成される。
【0003】
ＰＥＣＶＤプロセスを利用して蒸着される薄膜においては、均一であることが一般的には望ましい。例えば、通常は、トランジスタまたは太陽電池において必要なｐｎ接合部を形成するために、ＰＥＣＶＤを使用してフラットパネル上に微結晶シリコン膜などのアモルファスシリコン膜、または多結晶シリコン膜が蒸着される。アモルファスシリコン膜または多結晶シリコン膜の品質および均一性は、商業運転にとっては重要である。したがって、プラズマおよび蒸着の均一性が向上したＰＥＣＶＤチャンバが必要である。
【0004】
より大型のＬＣＤおよびソーラーパネルの需要が上昇しつつあるように、ＬＣＤおよびソーラーパネルを作製するために使用される基板のサイズも、より大型のものの需要が増えつつある。基板のサイズは、今や１平方メートル超の面積が普通である。典型的には直径約３００ミリメートルである半導体基板のサイズと比較すると、半導体ウェーハを処理するためにサイズ設定されたチャンバは、１平方メートルまたはそれ以上の大きさの基板を処理するには不十分な大きさとなり得ることが、容易に理解できる。したがって、より大面積用の処理チャンバの開発が必要である。
【0005】
これらの大面積処理チャンバは、いくつかの場合では、半導体カウンターパートチャンバと同一である場合があり、単にサイズを拡大することによって許容し得る成果が得られる。他の場合では、処理チャンバのサイズの拡大は、処理チャンバを拡大した場合に予測不能な問題が生じるため、有効ではない。ＲＦエネルギーを印加するための大型チャンバの設計は、拡大により十分な成果が得られない一例である。
【0006】
さらに、大面積処理チャンバにおいて実施されるプロセスのためのプロセス条件を調節することが必要となる場合がある。適切なガス流、タイミングシーケンス、ＲＦ電力印加、温度条件、および他のプロセス変数の決定には、ルーチンをはるかに上回る多大な研究および実験が必要となる場合がある。
【0007】
したがって、大面積基板を処理することが可能なチャンバを設計するためには、注意を払う必要がある。
【発明の概要】
【0008】
本発明の実施形態は、概して、基板をプラズマ処理するための方法および装置に関する。さらに詳細には、本発明の実施形態は、有利なＲＦリターンパスを形成するようになされた１つまたは複数の高周波（ＲＦ）接地デバイスまたはリターンデバイスを有するプラズマ処理チャンバを提供する。
【0009】
一実施形態においては、プラズマ処理チャンバのための高周波リターンデバイスが説明される。このデバイスは、シャフトを有するベースであり、このシャフトがベース中に形成された開口内に移動可能に配設されるベースと、ベースとシャフトとの間において結合されるばねであり、周囲温度および約２００℃以上の処理温度にて実質的に同一である弾性特性を有する金属または合金から構成される第１の材料を含むばねと、第１の材料を実質的に包入する第２の材料であり、第１の材料とは異なる第２の材料とを備える。
【0010】
別の実施形態においては、プラズマ処理システムが説明される。このシステムは、チャンバと、チャンバ内に配設される少なくとも１つの電極とを含み、この少なくとも１つの電極は、チャンバ内におけるプラズマの生成を促進し、チャンバ内において第２の電極に対して移動可能であり、１つまたは複数の可撓性接触部材により第２の電極に対して移動しつつ電気的に結合状態に維持され、この１つまたは複数の可撓性接触部材の少なくとも１つが、約２００℃超の温度に達した場合に塑性変形を伴わずに弾性を実質的に維持する金属または合金から構成される材料を含む。
【0011】
別の実施形態においては、方法が説明される。この方法は、チャンバ内に配設される可動電極と固定電極との間に高周波電力を印加するステップと、チャンバの底部までの第１の高周波リターンパスを与えるステップと、固定電極に対して可動電極を変位させるステップと、１つまたは複数の圧縮可能接触部材を介してチャンバの側壁部までの第２の高周波リターンパスを与えるステップとを含む。
【0012】
上記に列挙した本発明の特徴を詳細に理解することが可能となるように、添付の図面に図示されるものを含む実施形態を参照として、上記で簡単に概説した本発明をより具体的に説明することができる。しかし、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態を示すものに過ぎず、したがって、本発明が他の同様に有効な実施形態を許容し得ることからも本発明の範囲を限定するものとしては見なされるべきではない点に、留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1A】プラズマ処理システムの一実施形態の概略断面図である。
【図2A】ＲＦデバイスの一実施形態の概略断面図である。
【図3A】ＲＦデバイスの別の実施形態の概略断面図である。
【図4】プラズマ処理システムの別の実施形態の概略断面図である。
【図7A】ＲＦデバイスの別の実施形態の等角図である。
【図8A】チャンバ本体の内部から見た場合の、複数の圧縮可能接触部材のための結合構成の一実施形態の等角断面図である。
【図9A】圧縮可能接触部材の別の実施形態の等角図である。
【図9B】図９Ａに図示される圧縮可能接触部材の分解等角図である。
【図9C】ブラケットの一実施形態の等角図である。
【図9D】ブラケットの一実施形態の等角図である。
【図10A】圧縮可能接触部材の別の実施形態の概略側面図である。
【図10B】圧縮可能接触部材の別の実施形態の概略側面図である。
【図12A】圧縮可能接触部材の別の実施形態の等角側面図である。
【図13A】圧縮可能接触部材の別の実施形態の断面図である。
【図13B】圧縮可能接触部材の別の実施形態の断面図である。
【図14A】圧縮可能接触部材の別の実施形態の等角図である。
【図14B】圧縮可能接触部材の別の実施形態の等角図である。
【図15】プラズマ処理システムの別の実施形態の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
理解を容易にするために、可能な場合にはいずれにおいても、複数の図面に関して共通する同一要素を指定するために同一の参照数字を使用した。追加的な詳述を伴わずとも、一実施形態の要素および／またはプロセスステップを他の実施形態に有利に組み込み得ることが予期される。
【0015】
本発明の実施形態は、概して、プラズマを使用して基板を処理するおよび／またはプラズマを使用して構成要素を洗浄するための、方法および装置に関する。本明細書に記載される実施形態は、電流用の改良されたグラウンドパスまたはリターンパスを形成することにより、プラズマ形成を向上させ、基板上に材料を蒸着させる方法に関する。以下の説明においては、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）チャンバを参照とするが、本明細書における実施形態は、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバ、エッチングチャンバ、半導体処理チャンバ、太陽電池処理チャンバ、および有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）処理チャンバ等々を含む他のチャンバにおいても実施することができることを理解されたい。使用することのできる適切なチャンバは、カリフォルニア州Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ在のＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．社の子会社であるＡＫＴ Ａｍｅｒｉｃａ Ｉｎｃ．社より入手可能である。本明細書において論じられる実施形態は、他の製造業者から入手可能なチャンバにおいても実施し得る点を理解されたい。
【0016】
本発明の実施形態は、一般的には、液晶ディスプレイまたはフラットパネル用の基板およびソーラーパネル用の基板など、矩形の基板の処理において使用される。他の適する基板は、半導体基板などの円形のものである場合がある。基板を処理するために使用されるチャンバは、典型的には、基板の搬送のためにチャンバの側壁中に形成される基板搬送ポートを備える。この搬送ポートは、一般的には、基板の１つまたは複数の主要寸法よりも若干大きな長さを有する。搬送ポートにより、ＲＦリターン方式に難題が生じる場合がある。本発明は、任意のサイズまたは形状の基板を処理するために使用することができる。しかし、本発明は、約１５，６００ｃｍ２の平面表面積を有する、および約９０，０００ｃｍ２（またはそれ以上）の平面表面積を有する基板を含む基板において、特に有利である。基板表面積のサイズが大きなものは、特に搬送ポートにまたはその付近に適切なグラウンドパスを形成する困難さを高めるため、均一な処理において難題を生じさせる。本明細書において述べられる実施形態は、比較的大きな基板サイズの処理の際のこれらの難題に対する解決策をもたらす。
【0017】
図１Ａは、プラズマ処理システム１００の一実施形態の概略断面図である。プラズマ処理システム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ＬＥダイオード（ＯＬＥＤ）、または太陽電池アレイ用の光電池の製造時に使用するための大面積基板１０１上に構造物およびデバイスを形成する際に、プラズマを使用して大面積基板１０１を処理するように構成される。基板１０１は、他の適切な材料の中でもとりわけ、金属、プラスチック、有機材料、シリコン、ガラス、石英、またはポリマーからなる薄いシートであってもよい。基板１０１は、約２平方メートル超など、約１平方メートル超の表面積を有してもよい。他の実施形態においては、基板１０１は、例えば約９０，０００ｃｍ２（またはそれ以上）の平面表面積など、約１５，６００ｃｍ２以上の平面表面積を有してもよい。構造物は、複数の逐次的な蒸着ステップおよびマスキングステップから構成され得る、薄膜トランジスタであってもよい。他の構造体は、光電池のためのダイオードを形成するｐｎ接合部を含んでもよい。
【0018】
プラズマ処理システム１００は、大面積基板１０１上に、誘電材料（例えばＳｉＯ２、ＳｉＯＸＮｙ、それらの誘導体、またはそれらの組合せなど）、半導体材料（例えばＳｉおよびそのドーパントなど）、バリア材料（例えばＳｉＮＸ、ＳｉＯＸＮｙ、またはそれらの誘導体など）を含むがそれらに限定されない様々な材料を蒸着するように構成されてもよい。プラズマ処理システム１００により大面積基板上に形成または蒸着される誘電体材料および半導体材料の具体的な例には、エピタキシャルシリコン、多結晶シリコン、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、ゲルマニウム、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、それらのドーパント（例えばＢ、Ｐ、またはＡｓなど）それの誘導体、またはそれらの組合せが含まれてもよい。また、プラズマ処理システム１００は、パージガスまたはキャリアガス（例えばＡｒ、Ｈ２、Ｎ２、Ｈｅ、それらの誘導体、またはそれらの組合せなど）として使用するために、アルゴン、水素、窒素、ヘリウム、またはそれらの組合せなどのガスを受けるように構成される。システム１００を使用して大面積基板１０１上にシリコン薄膜を蒸着する一例は、水素キャリアガス中の処理ガスとしてシランを使用することによって遂行することができる。
【0019】
図１Ａに図示されるように、プラズマ処理システム１００は、一般的には、処理容積部１１１を少なくとも部分的に画成する底部１１７ａおよび側壁１１７ｂを含む、チャンバ本体１０２を含む。基板サポート１０４が、処理容積部１１１内に配設される。基板サポート１０４は、処理中に上部表面上に基板１０１を支持するようになされる。基板サポート１０４は、基板１０１の搬送を容易にするために、および／または基板１０１とシャワーヘッドアセンブリ１０３との間の距離Ｄを調節するために、基板サポートを少なくとも垂直方向に移動させるようになされたアクチュエータ１３８に結合される。１つまたは複数のリフトピン１１０ａ〜１１０ｄが、基板サポート１０４を貫通して延在してもよい。リフトピン１１０ａ〜１１０ｄは、図１Ｂに図示されるように、基板１０１の搬送を容易にするために基板サポート１０４がアクチュエータ１３８によって下げられる際に、チャンバ本体１０２の底部１１７ａに接触し、基板１０１を支持するようになされる。図１Ａに図示されるような処理位置においては、リフトピン１１０ａ〜１１０ｄは、基板１０１が基板サポート１０４上において平坦に置かれ得るように、基板サポート１０４の上方表面と同一平面になるか、または若干下方に位置するようになされる。
【0020】
シャワーヘッドアセンブリ１０３は、処理ガス源１２２から処理容積部１１１に処理ガスを供給するように構成される。プラズマ処理システム１００は、処理容積部１１１に負圧を印加するように構成された排気システム１１８をさらに含む。シャワーヘッドアセンブリ１０３は、一般的には、実質的に平行な関係において、基板サポート１０４に対向して配設される。
【0021】
一実施形態においては、シャワーヘッドアセンブリ１０３は、ガス分配プレート１１４およびバッキングプレート１１６を備える。バッキングプレート１１６は、ガス分配プレート１１４とバッキングプレート１１６との間にガス容積部１３１を形成することが可能になるように、ブロッカプレートとして機能してもよい。ガス源１２２は、土井有漢１３４によりガス分配プレート１１４に連結される。一実施形態において破、遠隔プラズマ源１０７が、ガス分配プレート１１４を介して処理容積部１１１に活性ガスのプラズマを供給するために、導管１３４に結合される。遠隔プラズマ源１０７からのプラズマは、処理容積部１１１内に配設されたチャンバ構成要素を洗浄するための活性ガスを含んでもよい。一実施形態においては、活性洗浄ガスが、処理容積部１１１に流される。洗浄に適するガスには、フッ素（Ｆ２）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、および炭素／フッ素含有ガス（例えばオクタフルオロテトラヒドロフラン（Ｃ４Ｆ８Ｏ）、フッ化カルボニル（ＣＯＦ２）、ヘキサフルオロエタン（Ｃ２Ｆ６）、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、パーフルオロプロパン（Ｃ３Ｆ８）、およびそれらの組合せなどのフッ化炭素など）が含まれる。炭素含有ガスおよび酸素含有ガスを使用してもよいが、これらのガスは、炭素汚染および／または酸素汚染の可能性があるため好ましくない。
【0022】
ガス分配プレート１１４、バッキングプレート１１６、および導管１３４は、一般的には導電性材料から形成され、互いに電気接続状態にある。チャンバ本体１０２もまた、導電性材料から形成される。チャンバ本体１０２は、一般的にはシャワーヘッドアセンブリ１０３から電気的に絶縁される。一実施形態においては、シャワーヘッドアセンブリ１０３は、絶縁体１３５によってチャンバ本体１０２上に設置される。
【0023】
一実施形態においては、基板サポート１０４もまた、導電性であり、基板サポート１０４およびシャワーヘッドアセンブリ１０３は、処理プロセスおよび／または前処理プロセスもしくは後処理プロセスの際に基板サポート１０４とシャワーヘッドアセンブリ１０３との間に処理ガスのプラズマ１０８ａを生成するための対向電極となるように構成される。さらに、基板サポート１０４およびシャワーヘッドアセンブリ１０３は、洗浄プロセスの際に洗浄ガスのプラズマ１０８ｂ（図１Ｂ）を支持するために使用されてもよい。
【0024】
処理前、処理中、および処理後にシャワーヘッドアセンブリ１０３と基板サポート１０４との代打にプラズマ１０８ａを生成するために、一般的には高周波（ＲＦ）電源１０５が使用されるが、このＲＦ電源１０５は、通電された種を維持するか、または遠隔プラズマ源１０７から供給される洗浄ガスをさらに励起するためにも使用されてよい。一実施形態においては、ＲＦ電源１０５は、インピーダンス整合回路１２１の第１の出力１０６ａによりシャワーヘッドアセンブリ１０３に結合される。インピーダンス整合回路１２１の第２の出力１０６ｂは、チャンバ本体１０２に電気接続される。
【0025】
一実施形態においては、プラズマ処理システム１００は、複数の第１のＲＦデバイス１０９ａおよび複数の第２のＲＦデバイス１０９ｂを含む。第１のＲＦデバイス１０９ａおよび第２のＲＦデバイス１０９ｂはそれぞれ、基板サポート１０４とチャンバ本体１０２の接地された構成要素との間にて結合される。一実施形態において破、複数のＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂは、処理および／またはチャンバ洗浄処置の際にＲＦ電流を帰還させるためのリターンパスを制御するように構成される。複数の第１のＲＦデバイス１０９ａおよび第２のＲＦデバイス１０９ｂは、電流に対して開閉するように選択的に作動され得る。複数のＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂはそれぞれ、基板サポート１０４とチャンバ本体１０２の接地された構成要素との間にＲＦ導電性媒体を与えるための、ばね形状物、ストラップ、ワイヤ、またはケーブルであってもよい。一実施形態においては、ＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂは、可撓性の導電性材料から作製された、またはそれによって被覆された、ストラップとして構成される。一態様においては、ＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂは、ストラップとして構成され、ＲＦデバイス１０９ａは、ＲＦデバイス１０９ｂよりも短い長さを有することにより、電流のためのパスを比較的短いものにする。
【0026】
一実施形態においては、ＲＦデバイス１０９ａ、１０９ｂは、ＲＦ電流に対してＲＦリターンパスを開く（すなわちＲＦ電流が流れるのを防ぐ）ように構成されてもよい。この実施形態においては、ＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂは、スイッチとして構成されてもよい。一態様においては、各ＲＦデバイス１０９ａ、１０９ｂの開／閉特性は、シャワーヘッドアセンブリ１０３に対する基板サポートの上昇により制御されてもよい。いくつかの実施形態においては、電流は、基板サポートの上昇により、スイッチを作動させるか、またはＲＦリターンパスの別の部分から選択されたＲＦデバイスを電気的に切断することによって、ＲＦデバイス１０９ａ、１０９ｂの中の所定の一方への流れを妨げられる。一例においては、選択されたＲＦデバイスは、チャンバ本体１０２の接地された構成要素（すなわちＲＦ電源１０５と電気接続状態にあるチャンバ本体１０２の構成要素）から電気的に切断され得る。一実施形態においては、複数のＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂは、ＲＦグラウンドリターンデバイスとして使用される。しかし、複数のＲＦデバイス１０９ａ、１０９ｂの中の１つまたは複数が、プラズマ処理システム１００内に電流を印加または搬送する他の電気接続部の代わりに使用されてもよい。
【0027】
処理の際に、１つまたは複数の処理ガスが、ガス源１２２からシャワーヘッドアセンブリ１０３を介して処理容積部１１１に流される。ＲＦ電力が、基板１０１の処理のために処理ガスからプラズマ１０８ａを生成させるために、シャワーヘッドアセンブリ１０３と基板サポート１０４との間に印加される。処理の際には、プラズマ分布が均一であることが一般的には望ましいが、プラズマ均一性の調整もまた有効であり得る。しかし、プラズマ１０８ａの分布は、処理ガスの分布、処理容積部１１１のジオメトリ、シャワーヘッドアセンブリ１０３と基板サポート１０４との間の距離、同一基板または異なる基板上の蒸着プロセス間のばらつき、蒸着プロセスおよび洗浄プロセス、ならびにＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの電気特性などの、様々な因子により決定される。基板サポート１０４とシャワーヘッドアセンブリとの間の間隔または距離Ｄは、グラウンドリターンＲＦリターンパスを変更するために、前処理、後処理、処理、および洗浄の際に調節されてもよい。一態様においては、ＲＦデバイス１０９ａは、可撓性であり、シャワーヘッドアセンブリ１０３に対する基板サポート１０４の位置に基づきＲＦ電流を帰還させるための開回路を形成するように構成される。別の態様においては、ＲＦデバイス１０９ａは、可撓性であり、シャワーヘッドアセンブリ１０３に対する基板サポート１０４の位置に基づきＲＦ電流を帰還させるための閉回路を形成するように構成される。この実施形態においては、ＲＦデバイス１０９ａの可撓性により、種々のプロセスが実施されている間に基板サポート１０４とシャワーヘッドアセンブリ１０３との間の間隔を調節することを可能にする距離Ｄの範囲内で閉回路が実現される。例えば、基板サポート１０４は、ＲＦデバイス１０９ａとの閉回路を維持しつつ、シャワーヘッドアセンブリ１０３に対して移動され得る。
【0028】
ＲＦ電流パスの一実施形態が、図１Ａにおいて矢印により概略的に示される。図１Ａにおいては、ＲＦ電流パスは、基板１０１の処理中のＲＦ電流の流れを表し得る。ＲＦ電流は、概して、ＲＦ電源１０５の第１のリード１２３ａからインピーダンス整合回路１２１の第１の出力１０６ａまで進み、次いで導管１３４の外方表面に沿ってバッキングプレート１１６の後表面まで進み、次いでガス分配プレート１１４の前表面まで進む。ガス分配プレート１１４の前表面から、ＲＦ電流は、プラズマ１０８ａを通り進み、基板１０１または基板サポート１０４の上部表面に達し、次いで複数のＲＦデバイス１０９ａおよび／または１０９ｂを通り、チャンバ本体１０２の内方表面１２５まで進む。内方表面１２５から、ＲＦ電流は、インピーダンス整合回路１２１からＲＦ電源１０５の第２のリード１２３ｂに帰還する。
【0029】
帰還ＲＦ電流の一例が、図１Ａに図示され、複数のＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの一方または全てを越えてすなわち通過して進むものとして本明細書においては説明されるが、基板サポート１０４とチャンバ本体１０２の内方表面１２５の複数部分との間には、アーク放電が図らずも生じる場合があることが分かる。アーク放電またはアーク電位は、処理容積部１１１内の無数の条件により引き起こされ得る。例えば、アーク放電は、少なくとも部分的には、チャンバ本体１０２の設置された構成要素に対する基板サポート１０４の位置または近接度によって引き起こされ得る。アーク放電またはアーク電位は、システム１００において実施されるプロセスに悪影響を及ぼす。さらに、システム１００の構成要素が、アーク放電により損傷を被る場合がある。したがって、ＰＥＣＶＤシステムにおけるアーク放電またはアーク電位を低減または排除することが、最重要課題となる。これらの課題は、プロセスパラメータが変更される度に、および／または比較的大型の基板が使用される場合に改めて生じ、これらの課題の解消には、ルーチンをはるかに上回る多大な量の研究および実験が必要となる。本明細書において説明される実施形態は、これらのシステムにおけるアーク放電を最小限に抑えるかまたは排除するために使用され得るＲＦデバイスを用意することにより、これらの課題に対応する。したがって、いくつかの実施形態においては、ＲＦ電流は、チャンバ本体１０２と基板サポート１０４との間のアーク放電の電位を最小限に抑えるために、複数のＲＦデバイス１０９ａ、１０９ｂの中の１つまたは複数を優先的に越えてすなわち通過して流される。さらに、アーク放電またはアーク電位を最小限に抑えるために、および／またはＲＦリターンを向上させるために、複数のＲＦデバイス１０９ａ、１０９ｂの位置決めおよび／または間隔が調節されてもよい。
【0030】
いくつかの実施形態においては、帰還ＲＦ電流は、基板サポート１０４からの最短リターンパスとしての複数のＲＦデバイス１０９ａの中の１つまたは複数を越えて、側壁１１７ｂの内方表面１２５に沿って第２のリード１２３ｂまで進んでもよい。他の実施形態においては、帰還ＲＦ電流は、基板サポート１０４からの最短リターンパスとしての複数のＲＦデバイス１０９ｂの中の１つまたは複数を越えて、チャンバ底部１１７ａの内方表面１２５に沿って、および側壁１１７ｂの内方表面に沿って第２のリード１２３ｂまで進んでもよい。次に、複数のＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの中の１つまたは複数を越える種々のＲＦリターンパスを、さらに詳細に説明する。
【0031】
（処理中のＲＦ帰還）一実施形態においては、処理中のＲＦ電流のリターンパスは、距離Ｄとして表される基板サポート１０４とシャワーヘッドアセンブリ１０３との間の間隔に基づいて決定され得る。この間隔は、基板サポート１０４の上昇により制御される。一実施形態においては、距離Ｄは、処理中には約２００ミルから約２０００ミルの間である。この間隔（例えば基板サポート１０４の上昇）では、ＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂは共に、ＲＦ電源１０５に電気的に結合された状態に留まり得る。この実施形態においては、ＲＦ電流が通過するＲＦリターンパスは、ＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの電気特性および位置決めに基づくことができる。これらの電気特性には、ＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの抵抗、インピーダンス、および／またはコンダクタンスが含まれる。例えば、複数のＲＦデバイス１０９ａが、比較的近く、ＲＦ電源１０５の第２のリード１２３ｂに帰還するＲＦ電流についてインピーダンスが比較的低いことによって、ＲＦ電流は、複数のＲＦデバイス１０９ａを優先的に通り流れ、その一方でＲＦ電流は、複数のＲＦデバイス１０９ｂを通っては殆どまたは全く流れなくなる。
【0032】
一実施形態においては、複数の蒸着プロセスが、基板サポート１０４を様々な上昇または間隔におくことにより実施される。一例においては、第１の蒸着プロセスが、距離Ｄが約２００ミルから約１５００ミルの間である場合の第１の間隔にて実施され得る。この実施形態においては、複数のＲＦデバイス１０９ａおよび複数のＲＦデバイス１０９ｂは、帰還ＲＦ電流がＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの全てを越えて流れるように、基板サポート１０４に電気的に結合されてもよい。別の例においては、第２の蒸着プロセスが、距離Ｄが約１２００ミル超から約１８００ミル（約１５００ミル超など）である場合の第２の間隔にて実施され得る。この実施形態においては、複数のＲＦデバイス１０９ａは、帰還ＲＦ電流がＲＦデバイス１０９ｂのみを流れるように、基板サポート１０４から電気的にまたは物理的に切り離され得る。別の例においては、他の蒸着プロセスが、帰還ＲＦ電流が複数のＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの中の一方または両方を越えて流れるように、第１の間隔と第２の間隔との間の様々な距離Ｄにて実施され得る。
【0033】
（洗浄中のＲＦリターン）図１Ｂは、図１Ａに図示されるプラズマ処理システム１００の概略断面図である。この図においては、プラズマ処理システム１００は、チャンバ洗浄処置を示すために、基板を伴わずに図示される。この実施形態においては、通電された洗浄ガスが、遠隔プラズマ源１０７からシャワーヘッドアセンブリ１０３および処理容積部１１１に流されて、処理容積部１１１内にプラズマ１０８ｂを供給する。チャンバ洗浄の際に、基板サポート１０４は、シャワーヘッドアセンブリ１０３から離れて配設され、ＲＦ電源１０５からのＲＦ電力が、処理容積部１１１に印加されて、遠隔プラズマ源１０７からの洗浄ガスを維持またはこの洗浄ガスにさらに通電することができる。一実施形態においては、チャンバ洗浄の際のシャワーヘッドアセンブリ１０３に対する基板サポート１０４の間隔または距離Ｄは、処理の際のシャワーヘッドアセンブリ１０３に対する基板サポート１０４の間隔または距離Ｄよりも大きい。一実施形態においては、洗浄プロセスの際の基板サポート１０４とシャワーヘッドアセンブリ１０３との間の距離Ｄは、約２００ミルから約５０００ミルの間かまたはそれ以上である。
【0034】
一実施形態においては、複数の洗浄ステップまたはプロセスが、基板サポート１０４を様々な上昇または間隔におくことにより実施されてもよい。一例においては、第１の洗浄プロセスが、距離Ｄが約１１００ミルから約１５００ミルの間である場合の第１の間隔で実施されてもよい。この実施形態においては、複数のＲＦデバイス１０９ａおよび複数のＲＦデバイス１０９ｂは、帰還ＲＦ電流がＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの全てを越えて流れるように、基板サポート１０４に対して電気的に結合されてもよい。別の例においては、第２の洗浄プロセスが、距離Ｄが約１１００ミル未満（約４００ミルから６００ミルの間など）である場合の第２の間隔にて実施され得る。この実施形態においては、複数のＲＦデバイス１０９ａおよび複数のＲＦデバイス１０９ｂは、帰還ＲＦ電流がＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの全てを越えて流れるように、基板サポート１０４に対して電気的に結合されてもよい。さらに別の例においては、第３の洗浄プロセスが、距離Ｄが約１５００ミル超（例えば約５０００ミルなどの、約１５００ミル超から約６０００ミルの間など）である場合の第３の間隔で実施されてもよい。この実施形態においては、複数のＲＦデバイス１０９ａは、帰還ＲＦ電流がＲＦデバイス１０９ｂのみを越えて流れるように、基板サポート１０４から電気的にまたは物理的に切り離され得る。第１、第２、および第３の洗浄間隔の例は、チャンバを洗浄するために所望に応じて共にまたは別個に使用されてもよく、他の洗浄プロセスが、帰還ＲＦ電流が複数のＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの中の一方または両方を越えて流れるように、第１の間隔と第３の間隔との間の様々な距離Ｄにて実施されてもよい。
【0035】
一実施形態においては、基板サポート１０４の上昇により、ＲＦ電流がＲＦデバイス１０９ａを通過するのを実質的に防ぐ状況を生じさせる。この状況は、ＲＦデバイス１０９ａに開ＲＦ回路を形成することによって、またはＲＦデバイス１０９ｂに対してＲＦデバイス１０９ａの電気特性を変化させることによって引き起こされてもよい。一実施形態においては、処理位置に比して洗浄位置においては基板サポート１０４が比較的低く位置することにより、ＲＦ帰還電流が、基板サポート１０４から、ＲＦデバイス１０９ａよりも優先的にＲＦデバイス１０９ｂを越えて流される。一実施形態においては、基板サポート１０４がこの比較的低い位置にある場合に、ＲＦデバイス１０９ａは、側壁１１７ｂおよび基板サポート１０４の一方から引き離され、それによりＲＦデバイス１０９ａにおいてＲＦ開状況を生じさせる。この実施形態においては、ＲＦ電流のための唯一のリターンパスが、ＲＦデバイス１０９ｂを越えるものであってもよい。別の実施形態においては、ＲＦデバイス１０９ａは、接続されてもよいが、ＲＦデバイス１０９ａの抵抗は、ＲＦデバイス１０９ｂの抵抗よりも高くてもよく、これにより、ＲＦ帰還電流は、ＲＦデバイス１０９ｂを越えて優先的に流される。ＲＦデバイスの抵抗は、選択されたＲＦデバイス１０９ａに対して可変抵抗回路を一時的に結合することにより、多様化されてもよい。
【0036】
（前処理プロセスにおけるＲＦリターン）蒸着プロセスの前に、基板１０１に対して前処理プロセスを実施することが時として望ましい。前処理プロセスは、シャワーヘッドアセンブリ１０３に前処理ガスを流すことと、チャンバ内において基板１０１の上方にプラズマを発生させることとを含む。適切な前処理ガスには、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）、水素（Ｈｅ）、アンモニア（ＮＨ３）、それらの組合せ、およびそれらの誘導体、ならびにＳｉＨ４などのシランを含まない任意のガスなど、不活性ガスまたは基板上に蒸着され得る前駆体を含まないガスが含まれる。一実施形態においては、前処理プロセスは、蒸着プロセスの準備のために基板を加熱するために、不活性ガスまたは蒸着前駆体を含まないガスのプラズマを形成することを含む。不活性ガスのプラズマを利用することにより、基板サポート１０４上に配設されたヒータとの組合せにより基板１０１を加熱することが容易になる。基板の前処理加熱により、基板の加熱時間が短縮され、これによりスループットが上昇する。別の実施形態においては、前処理プロセスは、他の場合であれば基板搬送の際に基板中に発生したであろう静電荷を最小限に抑えるかまたは排除するために、不活性ガスまたは蒸着前駆体を含まないガスのプラズマを形成することを含む。この実施形態においては、プラズマは、他の場合であれば基板中または基板上に発生したであろう静電力を再分布させるかまたは排除し、蒸着プロセスに向けて基板を準備する。
【0037】
一実施形態においては、前処理プロセスの際のＲＦ電流のリターンパスは、基板サポート１０４とシャワーヘッドアセンブリ１０３との間の間隔により決定され得る。距離Ｄとして表される基板サポート１０４とシャワーヘッドアセンブリ１０３との間のこの間隔は、約２００ミルから約５０００ミルの間など、処理位置と洗浄位置との間のある位置であってよい。したがって、シャワーヘッドアセンブリ１０３に対する基板サポート１０４の前処理位置は、第１のまたは下方の位置（例えば約１５００ミルから約５０００ミルの間など）および第２のまたは高い位置（例えば２００ミルから約１５００ミルの間など）を含んでもよい。
【0038】
この実施形態においては、ＲＦリターンパスは、複数のＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの一方または両方に沿ってＲＦ電源１０５の第２のリード１２３ｂに帰還するＲＦ電流を含んでもよい。一態様においては、帰還ＲＦ電流を、複数のＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの一方または両方を越えて優先的に移動させるために、複数のＲＦデバイス１０９ａ、１０９ｂの一方または両方の電気特性が変更されてもよい。一実施形態においては、基板サポート１０４の上昇により、ＲＦ電流がＲＦデバイス１０９ａを通過するのを実質的に防ぐ状況を生じさせる。一実施形態においては、基板サポート１０４の上昇が、複数のＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂを越える帰還ＲＦ電流のパスを決定する。一例においては、基板サポート１０４の上昇が、第２のまたは高い位置にある場合に、帰還ＲＦ電流は、複数のＲＦデバイス１０９ａを越えて優先的に流れる。ＲＦデバイス１０９ａを優先的に越える流れは、複数のＲＦデバイス１０９ｂが基板サポート１０４およびチャンバ本体１０２に連結され、それらと電気接続状態にある場合にも、生じ得る。
【0039】
一態様においては、期間ＲＦ電流は、ＲＦデバイス１０９ａに比べてＲＦデバイス１０９ｂを越えて優先的に流れてもよい。一実施形態においては、ＲＦデバイス１０９ｂは、基板サポート１０４が第１のまたは下方の位置にある場合には、側壁１１７ｂおよび基板サポート１０４の一方から引き離される。この実施形態においては、ＲＦ電流のための唯一のリターンパスが、ＲＦデバイス１０９ｂを越えるものであってもよい。ＲＦデバイス１０９ｂを越えるこの流れは、複数のＲＦデバイス１０９ａが基板サポート１０４およびチャンバ本体１０２に連結され、それらと電気接続状態にある場合にも、生じ得る。別の実施形態においては、ＲＦデバイス１０９ｂは、様々な電気特性を有するように構成されてもよく、または基板サポート１０４が第２のもしくは高い位置にある場合にＲＦ電流に対して開くように構成されてもよい。この実施形態においては、ＲＦリターンパスは、ＲＦデバイス１０９ａを優先的に越えて帰還するＲＦ電流から構成される。別の態様においては、帰還ＲＦ電流は、最短リターンパスに基づいて、複数のＲＦデバイス１０９ａおよび複数のＲＦデバイス１０９ｂの一方または両方を越えて流れる。
【0040】
（後処理プロセスにおけるＲＦリターン）蒸着プロセス後に、基板１０１に対して後処理プロセスを実施することが、時として望ましい。後処理プロセスは、シャワーヘッドアセンブリ１０３に後処理ガスを流すことと、チャンバ内において基板１０１の上方にプラズマを発生させることとを含む。適切な後処理ガスには、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）、水素（Ｈｅ）、アンモニア（ＮＨ３）、水素（Ｈ２）、それらの組合せ、およびそれらの誘導体などの不活性ガスが含まれる。一実施形態においては、後処理プロセスは、基板１０１上の残留静電荷を最小限に抑えて、基板サポート１０４の上方表面から基板１０１を引き上げるのを補助するために、不活性ガスのプラズマを形成することを含む。不活性ガスのプラズマを使用することにより、基板サポート１０４に基板１０１を固定させるように作用する静電力を再分配することが容易になり、基板１０１が搬送のために基板サポート１０４から離れるように移動することが可能となる。
【0041】
一実施形態においては、後処理プロセスの際のＲＦ電流のリターンパスは、基板サポート１０４とシャワーヘッドアセンブリ１０３との間の間隔により決定され得る。距離Ｄとして表される基板サポート１０４とシャワーヘッドアセンブリ１０３との間のこの間隔は、約２００ミルから約５０００ミルの間またはそれ以上など、処理位置と洗浄位置との間のある位置であってよい。したがって、シャワーヘッドアセンブリ１０３に対する基板サポート１０４の後処理位置は、第１のまたは下方の位置（例えば約１５００ミルから約５０００ミルの間など）および第２のまたは高い位置（例えば２００ミルから約１５００ミルの間など）を含んでもよい。
【0042】
この実施形態においては、ＲＦリターンパスは、複数のＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの一方または両方に沿ってＲＦ電源１０５の第２のリード１２３ｂに帰還するＲＦ電流を含んでもよい。一実施形態においては、シャワーヘッドアセンブリ１０３および／またはチャンバ本体１０２の内方表面１２５に対する基板サポート１０４の位置により、ＲＦリターンのための抵抗の最も低いパスが得られる。一態様においては、帰還ＲＦ電流を、複数のＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの一方または両方を越えて優先的に移動させるために、複数のＲＦデバイス１０９ａ、１０９ｂの一方または両方の電気特性が変更されてもよい。一実施形態においては、基板サポート１０４の上昇により、複数のＲＦデバイス１０９ａを優先的に越えるＲＦリターンパスを生じさせる状況が引き起こされる。ＲＦデバイス１０９ａを優先的に越える流れは、複数のＲＦデバイス１０９ｂが基板サポート１０４およびチャンバ本体１０２に連結され、それらと電気接続状態にある場合にも、生じ得る。
【0043】
別の実施形態においては、帰還ＲＦ電流は、基板サポート１０４の位置に基づいて、ＲＦデバイス１０９ａに比してＲＦデバイス１０９ｂを優先的に越えて流れ得る。ＲＦデバイス１０９ｂを優先的に越える流れは、複数のＲＦデバイス１０９ａが基板サポート１０４およびチャンバ本体１０２に連結され、それらと電気接続状態にある場合にも、生じ得る。一実施形態においては、ＲＦデバイス１０９ａは、基板サポート１０４が第１のまたは下方の位置にある場合に、側壁１１７ｂおよび基板サポート１０４から引き離される。この実施形態においては、ＲＦ電流のための唯一のリターンパスが、ＲＦデバイス１０９ｂを越えるものであってもよい。別の実施形態においては、ＲＦデバイス１０９ｂは、様々な電気特性を有するように構成されてもよく、または基板サポート１０４が第２のもしくは高い位置にある場合にＲＦ電流に対して開くように構成されてもよい。この実施形態においては、ＲＦリターンパスは、ＲＦデバイス１０９ａを優先的に越えて帰還するＲＦ電流から構成される。別の態様においては、帰還ＲＦ電流は、最短リターンパスに基づいて、複数のＲＦデバイス１０９ａおよび複数のＲＦデバイス１０９ｂの一方または両方を越えて流れる。
【0044】
図２Ａは、可撓性ケーブル、シート材料、またはストラップ２００として構成されるＲＦデバイス１０９ｂの一実施形態の概略断面図である。ストラップ２００の第１の端部２３８が、連結アセンブリ２３０により基板サポート１０４に対して電気的に結合される。一実施形態においては、連結アセンブリ２３０は、基板サポート１０４の下方側面２４０に連結される。ＲＦデバイス１０９ｂの第２の端部２３９が、連結アセンブリ２２９によりチャンバ底部１１７ａに電気的に結合される。ＲＦデバイス１０９ｂは、例えばねじ、クランプ、または基板サポート１０４とＲＦデバイス１０９ｂとチャンバ底部１１７ａとの間の電気的接続を維持する他の方法などの固定具２３５、２３６など、他の機構によって、基板サポート１０４およびチャンバ底部１１７ａに結合されてもよい。図２Ａに図示されるように、連結アセンブリ２３０は、成形クランプ２３２および１つまたは複数の固定具２３５を備える。また、連結アセンブリ２２９は、成形クランプ２３１および１つまたは複数の固定具２３６を備える。
【0045】
連結アセンブリ２２９、２３０はそれぞれ、処理化学物質および洗浄化学物質に対して耐性を有する低インピーダンス導電性材料を含む。一実施形態においては、連結アセンブリ２２９、２３０は、アルミニウムを含む。代替的には、これらの材料は、チタン、ニッケル、ステンレス鋼、合金、それらの組合せ、または他の適切な材料を含んでもよい。別の実施形態においては、連結アセンブリ２２９、２３０のための材料は、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）材料またはＨＡＹＮＥＳ（登録商標）２４２（登録商標）材料などの、ニッケル‐モリブデン‐クロム合金を含んでもよい。
【0046】
図２Ｂは、図２Ａに図示されるストラップ２００の立面図を概略的に示す。ストラップ２００は、可撓性であり、曲げられた場合に大きな復元（例えばばね）力をかけない、概して平坦な導電性バンドである。一実施形態においては、ストラップ２００は、処理化学物質および洗浄化学物質に対して耐性を有する可撓性の低インピーダンス導電性材料を含む。一実施形態においては、ストラップ２００は、アルミニウムから構成される。代替的には、ストラップ２００は、チタン、ニッケル、ステンレス鋼、ベリリウム銅、合金、または、アルミニウムもしくは導電性金属のシースまたはコーティングでコーティング、ラッピング、あるいはクラッディングされたそれらの組合せを含んでもよい。別の実施形態においては、ストラップ２００は、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）材料またはＨＡＹＮＥＳ（登録商標）２４２（登録商標）材料などの、ニッケル‐モリブデン‐クロム（Ｎｉ‐Ｍｏ‐Ｃｒ）合金を含んでもよい。このＮｉ‐Ｍｏ‐Ｃｒ合金材料は、アルミニウムまたは導電性金属シースもしくは導電性金属コーティングにより、コーティング、ラッピング、またはクラッディングされてもよい。
【0047】
一実施形態においては、ストラップ２００の第１の端部２３８は、設置スロット２３３を有し、第２の端部２３９は、設置スロット２３４を有する。一実施形態においては、ストラップ２００は、ストラップ２００の可撓性を高めるおよび／または図１Ａ〜図１Ｂに図示されるリフトピン１１０ａ〜１１０ｄのシャフトなどのリフトピンシャフトの遊びを促進するように構成された、中央スロット２３７を有する。一態様においては、中央スロット２３７は、ＲＦデバイス１０９ｂがリフトピンに隣接する場合に、ストラップ２００の曲げを促進するように、リフトピンシャフトの直径よりも大きくサイズ設定される。
【0048】
図３Ａは、可撓性ケーブル、シート材料、またはストラップ３００として構成されたＲＦデバイス１０９ａの一実施形態の概略断面図である。一実施形態においては、図３Ａに図示されるＲＦデバイス１０９ａは、側壁１１７ｂが平坦または連続的であり、基板搬送ポートを含まないチャンバ部分に、基板サポート１０４と側壁１１７ｂとの間の導電性パスを与えるために、チャンバ本体１０２において使用されてもよい。ＲＦデバイス１０９ａの各端部は、図２Ａの連結アセンブリ２２９および２３０と同様に構成された連結アセンブリ３２９および３３０を備える。固定具３３５および３３６は、それぞれ基板サポート１０４およびチャンバ本体の側壁１１７ｂにＲＦデバイス１０９ａを結合する。ストラップ３００は、可撓性であり、曲げられた場合に大きな復元（例えばばね）力をかけない、概して平坦な導電性バンドである。一実施形態においては、ＲＦデバイス１０９ａは、処理化学物質および洗浄化学物質に対して耐性を有する可撓性の低インピーダンス導電性材料を含む。一実施形態においては、ストラップ３００は、アルミニウムから構成される。代替的には、ストラップ３００は、チタン、ニッケル、ステンレス鋼、ベリリウム銅、合金、または、アルミニウムまたは導電性金属シースもしくは導電性金属コーティングでコーティング、ラッピング、あるいはクラッディングされたそれらの組合せを含んでもよい。別の実施形態においては、ストラップ３００は、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）材料またはＨＡＹＮＥＳ（登録商標）２４２（登録商標）材料などの、ニッケル‐モリブデン‐クロム（Ｎｉ‐Ｍｏ‐Ｃｒ）合金を含んでもよい。このＮｉ‐Ｍｏ‐Ｃｒ合金材料は、アルミニウムまたは導電性金属シースもしくは導電性金属コーティングにより、コーティング、ラッピング、またはクラッディングされてもよい。
【0049】
この実施形態においては、基板サポート１０４の位置は、上昇位置であり、これが、処理位置であってもよい。基板サポート１０４の上昇位置は、チャンバ底部１１７ａから基板サポート１０４を離間させ、これが、ＲＦデバイス１０９ｂを伸張させ、直線状にさせ、または延在させる。一実施形態においては、ＲＦ電流のための低抵抗性パスは、ＲＦデバイス１０９ｂの延在配向によって課せられる比較的大きな距離および／または抵抗に基づいて、ＲＦデバイス１０９ａに沿ったものであってもよい。一例においては、帰還ＲＦ電流のための低抵抗性パスは、帰還ＲＦ電流がＲＦデバイス１０９ｂに沿うのではなくＲＦデバイス１０９ａに沿って優先的に進み得るように、矢印の方向へのものであってもよい。他の実施形態においては、帰還ＲＦ電流の少なくとも一部分が、ＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの一方または両方に沿って進んでもよい。
【0050】
図３Ｂは、図３ＡのＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの概略断面図である。この実施形態においては、基板サポート１０４は、下降位置にあり、これは、搬送位置または洗浄位置であってもよい。基板サポート１０４の下降位置は、基板サポート１０４をチャンバ底部１１７ａの近傍に置き、ＲＦデバイス１０９ａは、伸張され、直線状になされ、または延在される。一実施形態においては、ＲＦ電流のための低抵抗性パスが、ＲＦデバイス１０９ａの延在配向によって課せられる比較的大きな距離および／または抵抗に基づいて、ＲＦデバイス１０９ｂに沿ったものであってもよい。一例においては、帰還ＲＦ電流のための低抵抗性パスは、帰還ＲＦ電流がＲＦデバイス１０９ａに沿うのではなくＲＦデバイス１０９ｂに沿って優先的に進み得るように、矢印の方向へのものであってもよい。他の実施形態においては、帰還ＲＦ電流の少なくとも一部分が、ＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの一方または両方に沿って進んでもよい。
【0051】
図４は、プラズマ処理システム４００の別の実施形態の概略断面図である。プラズマ処理システム４００の複数部分が、図１Ａおよび図１Ｂに図示されるプラズマ処理システム１００と同様であり、簡略化するために繰り返して説明しない。この実施形態においては、基板サポート１０４は、搬送位置において示される。この実施形態においては、側壁１１７ｂの少なくとも１つが、ロボットまたはエンドエフェクタ（図示せず）などの工場搬送デバイス上に保持された基板１０１の通過を可能にするようにサイズ設定された基板搬送ポート４１２を備える。搬送ポート４１２は、スリット弁として構成されてもよく、基板搬送の際には搬送ポート４１２を開き、閉じられた際には処理容積部１１１をシールする、シール可能ドア４１０を備える。１つまたは複数のリフトピン１１０ａ〜１１０ｄは、基板１０１がポート４１２を介してエンドエフェクタ（図示せず）から受けられる際に、および基板がエンドエフェクタによって受けられ得る場合に、基板１０１を支持するように、基板サポート１０４を貫通して延在する。
【0052】
側壁区域４０５が、搬送ポート４１２に隣接して示される。側壁区域４０５は、チャンバ本体１０２の側壁１１７ｂの他の部分には存在しない、搬送ポート４１２が側壁１１７ｂの内方表面１２５中に形成された通路または空部を備えることにより、側壁１１７ｂの他の部分とは異なる。例えば、チャンバ本体が、矩形である場合には、３つの側壁１１７ｂが、平坦であり、および／または実質的に平坦状かつ連続的な内方表面１２５を備える一方で、第４の側壁１１７ｂは、搬送ポート４１２を画成する通路により、非平坦および／または非連続的な側壁区域４０５を備える。３つの側壁の内方表面１２５と側壁区域４０５の内方表面との間の違いにより、非調和的なＲＦリターンパターンがもたらされる。一例においては、チャンバに印加されるＲＦ電力は、処理容積部１１１内において対称的に進まない。一態様においては、搬送ポート４１２の存在により、搬送ポート４１２を画成する通路またはスペースがＲＦ電流を導電しないことによりＲＦ電流が集中しない場合があるかまたは最低となるスペースがもたらされる。これにより、ポート４１２にまたはその付近に非均一なプラズマが得られ、基板１０１の他の部分に比べて搬送ポート４１２のまたはその付近の区域において基板１０１上に非均一な蒸着がもたらされる。これらの種々の側壁は、ＲＦリターンを最適化するおよび／または側壁区域４０５におけるアーク放電を防ぐために、それぞれ異なるＲＦリターン方式を要する。一実施形態においては、搬送ポート４１２を備えない３つの側壁１１７ｂが、図３Ａおよび図３Ｂに図示されるようにストラップ３００を使用するＲＦデバイス１０９ａを備えてもよい。しかし、搬送ポート４１２に隣接する基板サポート１０４の側のＲＦデバイス１０９ａは、一実施形態においては、リフトピン１１０ａ〜１１０ｄと搬送ポート４１２との間に基板搬送のために開いたアクセス部を与えるために、基板サポート１０４と共に移動するようになされる。
【0053】
この実施形態においては、ＲＦデバイス１０９ａの少なくとも一部分が、複数の圧縮可能接触部材４１５として図示される。この圧縮可能接触部材４１５は、基板サポート１０４に直接結合されてもよく、またはブラケット４５２により結合されてもよい。したがって、圧縮可能接触部材４１５は、基板サポート１０４と共に移動可能である。一実施形態においては、接触部材４１５はそれぞれ、チャンバ本体１０２の側壁１１７ｂに結合された１つまたは複数のプレートまたは延在部材４５８に接触するようになされた接触部分４５６を備える。一態様においては、延在部材４５８はそれぞれ、チャンバ本体１０２の内方表面１２５から延在する複数の離散プレートを備える。一実施形態においては、接触部分４５６および延在部材４５８は、導電性材料を含み、電流のためのパスを与えるために使用される。また、圧縮可能接触部材４１５はそれぞれ、基板サポート１０４の上昇に基づき、接触部分４５６と各延在部材４５８との間の接触に応じて圧縮および膨張または復元するようになされた弾性部分４５４を備える。一実施形態においては、プラズマ処理システム４００は、処理の際に基板１０１および基板サポート１０４の基板受け表面の外周部の少なくとも一部分を囲むようになされたシャドーフレーム４６０を含む。基板サポート１０４が、図示されるように搬送位置にある場合には、シャドーフレーム４６０は、延在部材４５８の上方表面上に位置してもよい。
【0054】
図５は、処理位置にある基板１０１を示す、図４の処理システム４００の概略断面図である。エンドエフェクタ（図示せず）が、図４に図示されるようにリフトピン１１０ａ〜１１０ｄ上に基板１０１を配置した後に、エンドエフェクタは、処理容積部１１１から引き戻され、ドア４１０は、搬送ポート４１２をシールするように閉じられてもよい。次いで、基板サポート１０４は、上昇し、リフトピン１１０ａ〜１１０ｄは、基板サポート１０４が処理位置にくるまで静止状態に留まる。基板サポート１０４が、処理位置に移動する間に、基板サポート１０４は、リフトピン１１０ａ〜１１０ｄにより支持される基板１０１と接触状態になる。基板１０１は、基板１０１の弛みにより、中央部から縁部の順に基板サポート１０４に接触し始める。リフトピン１１０ａ〜１１０ｄは、リフトピン１１０ａ〜１１０ｄにより支持される基板１０１が基板サポート１０４より支持されるように基板サポート１０４がある位置まで上昇されるまで、基板サポート１０４が上昇する際には、静止状態に留まる。
【0055】
基板サポート１０４を上昇させることにより、リフトピン１１０ａ〜１１０ｄは、基板受け表面上の基板１０１を実質的に平坦な配向に置くために、基板サポート１０４の基板受け表面に対して下げられる。シャドーフレーム４６０が使用される実施形態においては、シャドーフレーム４６０は、基板１０１および／または基板サポート１０４を囲むために、休止位置からシャドーフレーム４６０を引き上げるように、基板１０１および／または基板サポート１０４により接触される。基板１０１が基板サポート１０４に接触した後のある時点において、上述のような前処理プロセスが、基板１０１に対して実施されてもよい。また、基板サポート１０４を引き上げることにより、ＲＦデバイス１０９ａの接触部分４５６と延在部材４５８との間の接触がもたらされる。したがって、帰還ＲＦ電流は、この実施形態においてはＲＦデバイス１０９ａおよび／または１０９ｂによって促進され得る。
【0056】
図６は、ＲＦデバイス１０９ａの位置決めの一実施形態を示すために、図５の線６‐６に沿って見たチャンバ本体１０２の概略断面上面図である。チャンバ本体１０２は、基板サポート１０４が中に配設された状態で示され、ＲＦデバイス１０９ａは、チャンバ本体１０２の内側表面と基板サポート１０４との間のスペース内に配設される。接触部分４５６は、印加されるＲＦ電力のためのＲＦリターンパスを与えるために、延在部材４５８（４つが仮想線において示される）に接触するようになされる。ＲＦデバイス１０９ａの間隔および密度は、プラズマ均一性および基板１０１（仮想線で示される）上における向上した蒸着均一性を促進するために、ＲＦリターンパスに対称性をもたらすように構成される。
【0057】
一実施形態においては、ＲＦデバイス１０９ａの間隔および密度は、搬送ポート４１２により画成される通路など、チャンバ構造の多様性に対応するために印加されるＲＦ電力に対して対称的外観をもたらすようになされる。この間隔および密度により、チャンバが物理的におよび／または電気的に対称的ではない可能性がある場合に、印加されるＲＦ電力は、処理容積部１１１中において対称的に進むことが可能となる。一態様においては、ＲＦデバイス１０９ａおよび延在部材４５８はそれぞれ、所望の位置にて基板サポート１０４に結合され得る、および所望に応じて目下の位置から移動または除去され得る、個別のまたはモジュール式のユニットとしてなされる。モジュール式になされることにより、ＲＦリターンパスは、所望に応じてＲＦデバイス１０９ａを追加、除去、または再位置決めすることにより調節することが可能となる。一実施形態においては、ＲＦデバイス１０９ａは、基板サポート１０４の外周部の周りに実質的に均一に離間される。他の実施形態においては、ＲＦデバイス１０９ａは、必要に応じて基板サポート１０４の様々な位置に追加されてもよく、または様々な位置から除去されてもよい。
【0058】
図７Ａおよび図７Ｂは、圧縮可能接触部材４１５として図示されるＲＦデバイス１０９ａの一実施形態の、それぞれ等角図および側面図である。この実施形態においては、圧縮可能接触部材４１５は、ブラケット４５２（仮想線にて示される）に結合され得るベース７０５上に設置される。別の実施形態においては、接触部材４１５は、ブラケット４５２の一部となるように一体化されてもよい。また、ブラケット４５２は、基板サポート１０４（図示せず）に結合される。一実施形態においては、ベース７０５は、第１のシャフト７０７を受けるようになされた開口７０６を備える。第１のシャフト７０７は、ベース７０５と第１のシャフト７０７との間の相対移動を可能にするように、開口７０６を貫通して移動可能に配設される。第１のシャフト７０７は、ばね形状物７１０Ｂの内部に受けられる第２のシャフト７０９に結合される。カラー７１３が、ばね形状物７１０Ｂのためのベースを形成するために、第２のシャフト７０９に結合される。一実施形態においては、第１のシャフト７０７は、図７Ｂにおいて７５０として示される移動距離の範囲内の任意の位置まで移動可能である。移動距離７５０は、基板サポート１０４が、基板サポート１０４とチャンバ本体１０２との間の電気的接触または接地電位を維持しつつ、様々なプロセスの際に調節され得る距離範囲に相当する。
【0059】
圧縮可能接触部材４１５は、ばね形状物７１０Ａおよび７１０Ｂとしてこの実施形態においては図示される少なくとも１つの弾性部分を備える。ばね形状物７１０Ａ、７１０Ｂは、圧縮可能接触部材４１５に弾性を与える一方で、ばね形状物７１０Ａは、電流のための導電性パスをさらに与える。一実施形態においては、ばね形状物７１０Ｂは、ばね形状物７１０Ｂを収容し、ベース７０５に結合するための設置接続部を形成する、設置部分７１４を有する管状部材７１２に結合される。
【0060】
圧縮可能接触部材４１５は、第１のシャフト７０７のヘッド部分７１６に結合された接触パッド７１５を備える。ばね形状物７１０Ａの第１の端部は、接触パッド７１５に結合され、電気接続状態にあり、一実施形態においては、ヘッド部分７１６と接触パッド７１５との間に挟まれる。ボルトまたはねじなどの固定具が、ヘッド部分７１６に接触パッド７１５を結合するために使用されてもよい。ばね形状物７１０Ａの第２の端部は、接触パッドキャップ７１７によりベース７０５に結合され、電気接続状態にあり、一実施形態においては、この接触パッドキャップ７１７は、ベース７０５に対してばね形状物７１０Ａを挟む。ボルトまたはねじなどの固定具が、ベース７０５に接触パッドキャップ７１７を結合するために使用されてもよい。
【0061】
図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、ばね形状物７１０Ａ、７１０Ｂは、電流を搬送または伝導する特性を有する導電性材料または複合材料を用いて作製された可撓性材料であってもよい。一実施形態においては、この可撓性材料は、シート金属またはフォイルなどのシート材料、ケーブルあるいはワイヤ、およびそれらの組合せ、または他の導電性弾性部材もしくは導電性材料であってもよい。ばね形状物７１０Ａ、７１０Ｂは、本明細書において説明されるようなプラズマ処理システム１００および４００内の処理環境にさらされてもよく、その可撓性材料は、処理環境において直面する極限状況に耐え、作動するように、選択される。一実施形態においては、ばね形状物７１０Ａ、７１０Ｂのための可撓性材料は、処理条件の際に機械的完全性およびばね特性などの可撓性特性を実質的に維持する金属または合金であってもよい。一態様においては、ばね形状物７１０Ａ、７１０Ｂのための第１のまたは芯部の可撓性材料は、その可撓性材料が例えば約２５０℃超から約３００℃の温度などの、２００℃を上回る温度に達した場合に、可撓性特性を実質的に保持する任意の金属または合金を含む。一実施形態においては、２００℃超のまたは３００℃以下の温度にて保持される第１のまたは芯部の可撓性材料の可撓性特性は、周囲温度における中心材料の可撓性特性と実質的に同様である。
【0062】
いくつかの実施形態においては、可撓性材料は、板ばねデバイス、コイルばねデバイス、圧縮ばねデバイス、もしくは他の可撓性ばねデバイス、またはばね形状物の形態であってもよい。一実施形態においては、ばね形状物７１０Ａ、７１０Ｂは、金属製材料または合金を含み、これらはさらに、導電性材料によりコーティング、ラッピング、またはクラッディングされてもよい。金属および合金の例には、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、ＭＯＮＥＬ（登録商標）材料、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）材料、ＨＡＹＮＥＳ（登録商標）２４２（登録商標）材料などのＨＡＹＮＥＳ（登録商標）合金、ベリリウム銅、または他の導電性弾性材料が含まれる。コーティング、ラッピング、またはクラッディングのための導電性材料の例には、アルミニウム、陽極酸化アルミニウム、または他のコーティング、フィルム、もしくはシート材料が含まれる。一実施形態においては、ばね形状物７１０Ａは、アルミニウム材料でラッピングまたはカバーされたニッケルまたはチタンの合金シート材料を含む。別の実施形態においては、ばね形状物７１０Ａは、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）材料またはＨＡＹＮＥＳ（登録商標）２４２（登録商標）材料などのＮｉ‐Ｍｏ‐Ｃｒ合金を含む。Ｎｉ‐Ｍｏ‐Ｃｒ合金材料は、アルミニウムまたは導電性金属シースもしくは導電性金属コーティングによりコーティング、ラッピング、またはクラッディングされてもよい。一実施形態においては、ばね形状物７１０Ｂは、ＭＯＮＥＬ（登録商標）４００材料を含む一方で、ばね形状物７１０Ａは、アルミニウムフォイルによりラッピングされたＨＡＹＮＥＳ（登録商標）２４２（登録商標）材料を含む。
【0063】
ベース７０５、パッド７１５、キャップ７１７、第１のシャフト７０７、および管状部材７１２は、導電性材料から作製されてもよく、さらには、導電性材料によりコーティングまたはラッピングされてもよい。導電性材料の例には、アルミニウム、陽極酸化アルミニウム、ニッケル、チタン、ステンレス鋼、それらの合金、またはそれらの組合せが含まれる。一実施形態においては、パッド７１５、キャップ７１７、第１のシャフト７０７、および管状部材７１２は、陽極酸化アルミニウム材料、またはニッケル、チタン、ステンレス鋼、それらの合金、もしくはそれらの組合せなどの導電性材料から作製され、アルミニウムなどの導電性材料によりコーティング、ラッピング、またはクラッディングされる。
【0064】
図７Ｃは、断面における図７Ｂのばね形状物７１０Ａの一部分の拡大図である。一実施形態においては、ばね形状物７１０Ａは、第１のまたは芯部の材料７７０および第２のまたは外方の材料７７５を含む。一実施形態においては、芯部の材料７７０および外方の材料７７５は、プロセス化学物質およびプロセス環境に対して耐性を有する導電性材料などの同一材料を含む。例えば、芯部の材料７７０および外方の材料７７５は、アルミニウムを含んでもよい。アルミニウム材料は、プロセス化学物質に対して高い耐性を有する導電性外方カバーを形成する。しかし、アルミニウム材料の物理的および／または機械的特性は、高温および／または繰り返される圧縮および復元で劣化する場合がある。一例においては、アルミニウムは、温度上昇と共に高まる引張強度および弾性率（ヤング率）などの特性を有する。さらに、アルミニウムの降伏応力は、約２０５℃を上回る温度にて急激に低下する場合があり、さらなる高温にてさらに著しく低下する。例えば、約２００℃またはそれ以上の温度におけるアルミニウムの最大引張強度値は、約４０％から約６０％であり、周囲温度におけるアルミニウムの最大引張強度値を下回る。したがって、アルミニウムは、ばね形状物７１０Ａについて使用されてもよいが、反復サイクル（圧縮および復元）および／または高温により、延性の低下が引き起こされる場合があり、ばね形状物７１０Ａの故障を招く場合がある。
【0065】
別の実施形態においては、芯部の材料７７０は、外方の材料７７５とは異なり、外方の材料７７５は、芯部の材料７７０により支持される。一実施形態においては、芯部の材料７７０は、高温にて物理的および／または機械的特性を維持する材料を含む一方で、外方の材料７７５の物理的および／または機械的特性は、高温にて低下し得る。一態様においては、約２００℃を上回る温度に維持される芯部の材料７７０の可撓性特性および／または延性特性は、周囲温度における芯部の材料７７０の可撓性特性および／または延性特性と実質的に同様である。例えば、外方の材料７７５は、アルミニウムであってもよい一方で、芯部の材料７７０は、合金であってもよい。一実施形態においては、芯部の材料７７０は、周囲温度または室温（例えば約２５℃）においては、芯部の材料７７０が約２００℃以上の温度に達した場合と実質的に同一の特性を有する。一態様においては、芯部の材料７７０は、室温にて約１２５０ＭＰａから約１２９０ＭＰａの最大引張強度を有し、約４２５℃にて約１０５０ＭＰａから約１１００ＭＰａの最大引張強度を有する。したがって、芯部の材料７７０の最大引張強度は、室温と約２００℃との間の温度では実質的に変化せず、したがって芯部の材料７７０は、高温では機械的完全性を維持する。一実施形態においては、約２００℃にて、芯部の材料７７０は、周囲温度で有する物理的特性および／または機械的特性のほぼ８５％を維持する。別の実施形態においては、約２００℃にて、芯部の材料７７０は、周囲温度で有する物理的特性および／または機械的特性の約９５％など、ほぼ９０％以上を維持する。
【0066】
芯部の材料７７０は、約２００℃超の温度においてアルミニウムの外方材料７７５を上回る機械的特性および／または物理的特性をもたらす。一態様においては、芯部の材料７７０および外方の材料７７５は、外方の材料７７０が高温および／または繰り返される圧縮および復元により芯部の材料よりも短い期間で疲労限度に達し得るため、異なる。一実施形態においては、芯部の材料７７０は、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）材料またはＨＡＹＮＥＳ（登録商標）２４２（登録商標）材料などのＮｉ‐Ｍｏ‐Ｃｒ合金から作製される。Ｎｉ‐Ｍｏ‐Ｃｒ合金は、２００℃超の温度において（特に例えば約２１０℃から約３００℃の間などの約２０５℃を上回る温度にて）優れた延性および降伏強度の維持を示す。これらの高温では、剛性アルミニウムばね形状物７１０Ａは、延性の低下を被り得る。しかし、外方の材料７７５（アルミニウム）は、芯部の材料７７０に結合されるコーティングまたはフォイルの形状であってもよく、外方の材料７７５のいかなる弱体化も、芯部の材料７７０の機械的安定性に影響を及ぼさない。したがって、ばね形状物７１０Ａは、弾性であり、高温にてばね形状物７１０Ａの機械的完全性を維持する。Ｎｉ‐Ｍｏ‐Ｃｒ合金材料は、特にフッ素含有環境における優れた耐腐食性特性を有するが、外方の材料７７５は、処理容積部１１１内のプラズマおよび／またはガスから芯部の材料７７０を保護することができる。
【0067】
図８Ａは、チャンバ本体１０２の内側から見た場合の、複数の圧縮可能接触部材４１５のための結合構成の一実施形態の等角断面図である。基板サポート１０４は、接触パッド７１５（この図においては図示せず）が側壁１１７ｂの内方表面１２５から延在する延在部材４５８と接触状態にあるような上昇位置において示される。この実施形態においては、圧縮可能接触部材４１５はそれぞれ、個々のブラケット４５２に結合される。ブラケット４５２はそれぞれ、基板サポート１０４に結合される。ブラケット４５２は、搬送ポート４１２に隣接するＲＦリターンパスを調整するために、所望に応じて追加または除去されてもよい。
【0068】
図８Ｂは、図８Ａのチャンバ本体１０２の一部分の上面図である。接触パッド７１５の一部分が、延在部材４５８の下方に示される。圧縮可能接触部材４１５は、チャンバ本体１０２の側部と基板サポート１０４との間においてアクセス可能であることを指摘しておく。したがって、基板サポート１０４が、搬送ポート４１２の下方の位置まで下げられると、圧縮可能接触部材４１５は、作業員による維持管理、検査、交換、または除去のために、チャンバ本体１０２において基板サポート１０４の上方の位置から搬送ポート４１２を介してアクセスされ得る。一実施形態においては、ブラケット４５２にベース７０５を結合する２つの固定具７８０が、ブラケット４５２からベース７０５を係合解除するために除去されてもよい。したがって、圧縮可能接触部材４１５は、それぞれ２つの固定具７８０の取外しまたは装着により容易に除去または交換され得る。
【0069】
図９Ａは、ブラケット４５２に結合された圧縮可能接触部材９００の別の実施形態の等角図である。この実施形態においては、ブラケット４５２は、基板サポート１０４に結合されるバーとして構成される。この実施形態においては、圧縮可能接触部材９００は、３つのばね形状物９１０Ａ〜９１０Ｃを除けば、図８Ａ〜図８Ｂに図示される圧縮可能接触部材４１５と同様である。ばね形状物９１０Ａ、９１０Ｂは、電流を搬送または伝導する特性を有する材料から作製されてもよい。一実施形態においては、ばね形状物９１０Ａ〜９１０Ｃはそれぞれ、図８Ａ〜図８Ｂに図示されるばね形状物７１０Ａ、７１０Ｂと同一の材料から作製されてもよい。
【0070】
一実施形態においては、ばね形状物９１０Ａ、９１０Ｂは、２つの端部９０５Ａ、９０５Ｂを有する連続的な単一シート材料または単一板ばねであってもよい。代替的には、ばね形状物９１０Ａ、９１０Ｂは、接触パッド７１５で各端部にて結合された、２つの別個の不連続片のシート材料または２つの板ばねであってもよい。この実施形態においては、管状部材７１２内に配設される第２のシャフト７０９に結合されたカラー７１３が示される。カラー７１３は、アルミニウムまたは陽極酸化アルミニウムなどの導電性材料から作製されてもよい。カラー７１３は、ナットを備えてもよく、または第２のシャフト７０９に固定されるようになされた止めねじのためのねじ部分を備えてもよい。第２のシャフト７０９は、ばね形状物９１０Ｃが上に嵌められ得るように、直径などの寸法が縮小されたものであってもよい。
【0071】
図９Ｂは、図９Ａに図示される圧縮可能接触部材９００の分解等角図である。この実施形態においては、ばね形状物９１０Ｄが、単一の連続シート材料または単一の板ばねである。ばね形状物９１０Ｄは、ばね形状物７１０Ａを参照として説明される同一の材料から製造されてもよい。
【0072】
図９Ｃおよび図９Ｄは、ブラケット４５２の一部である１つまたは複数のベース７０５を備えるブラケット４５２の一実施形態の等角図である。この実施形態においては、ブラケット４５２は、基板サポート１０４に結合される長尺バーとして構成される。さらに、ブラケット４５２は、所望に応じて追加の圧縮可能接触部材９００を結合するために使用され得る空ベース９１５を備え、それにより、圧縮可能接触部材のモジュール性が高まる。
【0073】
図１０Ａは、圧縮可能接触部材１０００の別の実施形態の概略図である。この実施形態においては、圧縮可能接触部材１０００は、ポート４１２に隣接するチャンバ本体１０２の内側部分から示される。チャンバ本体１０２の内側から見ると、ポート４１２は、側壁１００２を貫通して形成されたトンネル１００８を備え、側壁１００２は、トンネル１００８の上方部分１００４および下方部分１００６により画定される。圧縮可能接触部材１０００は、接触パッド７１５およびベース１００５に結合されるばね形状物１０１０Ａ、１０１０Ｂを備える。ばね形状物９１０Ａ、９１０Ｂは、ばね形状物８１０Ａおよび８１０Ｂを参照として説明される同一の材料から作製されてもよい。ばね形状物１０１０Ａ、１０１０Ｂは、ばね形状物７１０Ａを参照として説明される同一の材料から作製されてもよい。
【0074】
ベース１００５は、ブラケット４５２および／または基板サポート１０４に結合されるが、これらは共に、明瞭化のためにこの図には図示されない。上昇位置において、接触パッド７１５は、チャンバ本体１０２の内側壁１００２に固定的に結合された延在部材４５８の接触表面１０６０に接触するようになされる。圧縮可能接触部材１０００は、基板サポートに結合され、この図においては上昇位置において示されるので、基板サポートは、圧縮可能接触部材１０００および延在部材４５８の複数部分を見えにくくしている。基板サポートが、基板搬送作業のために下げられると、圧縮可能接触部材１０００は、圧縮可能接触部材１０００のいかなる部分によってもポート４１２にて搬送作業を阻害されることがないように、基板サポート１０４と共に移動する。
【0075】
図１０Ｂは、圧縮可能接触部材１０００の別の実施形態の概略図である。圧縮可能接触部材１０００は、図１０Ａの図と同様に、ポート４１２にてチャンバ本体１０２の内側部分から示される。圧縮可能接触部材１０００は、接触パッド７１５およびベース１００５に結合されたばね形状物１０１０Ａ、１０１０Ｂを備える。ベース１００５は、ブラケットおよび／または基板サポートに結合されるが、基板サポートの存在により圧縮可能接触部材１０００が見えにくくなるため、ブラケットおよび／または基板サポートは共に図示されない。この実施形態においては、ばね形状物１０１０Ａ、１０１０Ｂは、スペーサ１０１８に結合される。ばね形状物１０１０Ａ、１０１０Ｂは、ばね形状物７１０Ａを参照として説明される同一の材料から作製されてもよい。
【0076】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、基板サポート１０４に結合される図１０Ａの圧縮可能接触部材１０００の別の実施形態を示す、チャンバ本体１０２の一部分の側面断面図である。図１１Ａは、上昇質において圧縮可能接触部材１０００および基板サポート１０４を示し、図１１Ｂは、下降位置において圧縮可能接触部材１０００および基板サポート１０４を示す。上述のように、基板サポート１０４が、下降位置にある場合には、圧縮可能接触部材１０００のいかなる部分も、ポート４１２を阻害する位置にはない。
【0077】
図１２Ａは、圧縮可能接触部材１２００の別の実施形態の等角側面図である。接触部材１２００は、単一のばね形状物１２１０を備える。単一のばね形状物１２１０は、連続的な平坦材料片の形態であってもよく、ばね形状物７１０Ａを参照として説明されるものと同一の材料を含んでもよい。この実施形態においては、ばね形状物１２１０は、ばね形状物１２１０の圧縮力を上昇させるようになされた１つまたは複数の屈曲部１２１５Ａ〜１２１５Ｃを備える。この実施形態においては、屈曲部１２１５Ａ〜１２１５Ｃはそれぞれ、実質的なミラーイメージにおいて、ばね形状物１２１０の反対側に対応する屈曲部を備える。一実施形態においては、図１２Ａに図示されるばね形状物１２１０は、オメガ記号（Ω）と同様の形状を備える。オメガ形状ばね形状物１２１０は、ばね形状物１２１０の寿命を延ばすことが判明している。
【0078】
図１２Ｂ〜図１２Ｅは、図１２Ａに図示される接触部材１２００と共に使用し得るばね形状物１２１０の種々の実施形態の側面図である。ばね形状物１２１０はそれぞれ、ばね形状物７１０Ａを参照として説明されるものと同一の材料を含んでもよい。
【0079】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、圧縮可能接触部材１３００の別の実施形態の断面図である。接触部材１３００は、ばね形状物１７０Ａを参照として説明されるものと同一の材料を含んでもよく、図１２Ａ〜図１２Ｅに図示される形状のいずれかを備え得る、ばね形状物１３１０を備える。接触部材１３００は、ばね形状物１９０Ｃを備え、図７Ａおよび図７Ｂに図示されるばね形状物７１０Ｂと同一の材料から作製されてもよい。接触部材１３００は、ローラアセンブリ１３０５および内方管状部材１３０８を除けば、図９Ａおよび図９Ｂに図示される接触部材の構造と同様の構造を備える。内方管状部材１３０８は、図１３Ｃに図示されるように第２のシャフト７０９を受けるようになされる。
【0080】
ローラアセンブリ１３０５は、各シャフト１３２５によりハウジング１３２０に連結される１つまたは複数のローラまたは軸受１３１５を備える。軸受１３１５はそれぞれ、ハウジング１３２０中に形成された空洞部１３３０内に少なくとも部分的に配設されるようになされる。軸受１３１５の少なくとも一部分は、ばね形状物１３１０が圧縮されるか復元される際に、管状部材７１２の内方表面に接触するようになされる。ハウジング１３２０は、ばね形状物９１０Ｃのための停止部として構成され、ばね形状物９１０Ｃの対向側部のための停止部としてなされた下方ハウジング１３３５を備える。
【0081】
図１３Ｃは、図１３Ａおよび図１３Ｂに図示される接触部材１３００の分解等角図である。ばね形状物１３１０は、明瞭化のためこの図には図示されない。この実施形態においては、接触パッド７１５は、アルミニウムから作製され、アルミニウムから作製される固定具１３４５によりばね取付部１３４０に結合される。一実施形態においては、第１のシャフト７０７およびハウジング１３２０は、一体パーツに一体化され、アルミニウムまたはセラミック材料から作製される。軸受１３１５は、軸受１３１５は、アルミニウムまたはセラミック材料から作製されてもよい。ばね形状物９１０Ｃは、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）材料から作製されてもよく、管状部材７１２の内径内に受けられ、この管状部材７１２は、セラミックまたはアルミニウム材料から作製されてもよい。内方管状部材１３０８は、ばね形状物９１０Ｃの内径と第２のシャフト７０９の外径との間に受けられる。内方管状部材１３０８は、セラミック材料から作製されてもよく、パーティクルの形成を低減させるようになされる。例えば、第２のシャフト７０９および内方管状部材１３０８が共に、セラミック材料から作製される場合には、パーティクルの形成は、セラミック表面間の相互作用により低減される。さらに、セラミック材料を使用することにより、アルミニウムに比べて摩損が低減され、これにより寿命が延び、パーティクルの形成が低減される。
【0082】
図１４Ａおよび図１４Ｂは、基板サポート１０４に結合される圧縮可能接触部材１４００の別の実施形態の等角図である。図１４Ｃは、図１４Ａおよび図１４Ｂに図示される接触部材１４００の側面断面図である。接触部材１４００は、図７Ａおよび図１３Ａに図示されるように圧縮ばねを使用することなく、接触部材１４００に可撓性を与えるように構成されたばね形状物１４１０を備える。ばね形状物１４１０は、ばね形状物７１０Ａを参照として説明されるものと同一の材料を含んでもよい。
【0083】
接触部材１４００は、基板サポート１０４の側部１４２０および／または底部１４２５に掛止および／または固定するようになされたブラケット１４１５を備える。接触部材１４００は、ブラケット１４１５中に形成された開口１４２８により少なくとも部分的に受けられる第２のシャフト７０９を備える。第２のシャフト７０９およびブラケット１４１５の構成により、ばね形状物１４１０は、完全に延在または復元するのを防止され、またばね形状物１４１０に予め負荷を与える。接触部材１４００は、ばね形状物１４１０に結合するようになされたクランプ１４３０Ａ、１４３０Ｂを備える。さらに、接触部材１４００は、第２のシャフト７０９のためのガイドとして構成され得る１つまたは複数のブシュ１４３５を備える。ブラケット１４１５およびクランプ１４３０Ａ、１４３０Ｂは、アルミニウムから作製されてもよく、第２のシャフト７０９およびブシュ１４３５は、セラミック材料から作製されてもよい。
【0084】
図１４Ｄは、圧縮位置における、図１４Ａおよび図１４Ｂに図示される接触部材１４００のばね形状物１４１０の側面断面図である。図１４Ｅおよび図１４Ｆは、ばね形状物１４１０の設置または除去を示す、図１４Ａおよび図１４Ｂに図示される接触部材１４００の等角図である。一実施形態においては、ばね形状物１４１０は、押圧され、第２のシャフト７０９は、ブラケット１４１５から除去される。ねじまたはピンなどの固定具１４４０が、キーパとしてなされてもよく、第２のシャフト７０９上にばね形状物１４１０を保持するために、第２のシャフト７０９の上方部分内に挿入されてもよい。
【0085】
図１４Ｇは、上昇位置において基板サポート１０４に結合された、図１４Ａおよび図１４Ｂに図示されるような接触部材１４００の側面断面図である。接触パッド７１５は、搬送ポート４１２の上方の側壁１１７ｂの内方表面上に配設された延在部材４５８に接触した状態で示される。基板サポートが下げられるのに伴い、接触部材１４００は、基板サポートと共に移動し、搬送ポート４１２の内側の区域が、基板搬送に対して障害がなくなる。
【0086】
図１５は、プラズマ処理システム１５００の別の実施形態の概略断面図である。処理システム１５００は、チャンバ本体１０２の内側壁１００２に結合される複数の圧縮可能接触部材１５０５を除けば、図１および図４において説明される処理システム１００および４００と実質的に同様である。圧縮可能接触部材１５０５は、上述のように、圧縮可能接触部材４１５、９００、１０００、１２００、１３００、または１４００と同様に構成されてもよい。この実施形態においては、圧縮可能接触部材１５０５はそれぞれ、接触部分１５５６および弾性部分１５５４を備え、これらは、上述の弾性部分４５４および接触部分４５６の実施形態と実質的に同様である。圧縮可能接触部材１５０５は、チャンバ本体１０２の内側部上に配設された延在部材４５８に結合される。シャドーフレーム４６０が使用され得る実施形態においては、シャドーフレーム４６０は、延在部材４５８上に位置してもよい。圧縮可能接触部材１５０５の任意の可動部分に遊びを与えるために、穴またはスロットが、シャドーフレーム４６０の外周部中に設けられてもよい。
【0087】
この実施形態においては、接触部分１５５６は、基板サポート１０４が上昇位置にある場合に基板サポート１０４上に配設されたブラケット１５５２に接触するようになされる。一態様においては、チャンバ本体の温度は、基板サポート１０４の温度よりも低くてもよい。したがって、チャンバ本体１０２に圧縮可能接触部材１５０５を結合することにより、圧縮可能接触部材が基板サポート１０４に結合される際に受ける温度とは対照的に、さらに低い温度に圧縮可能接触部材１５０５がさらされる。圧縮可能接触部材１５０５のこのさらなる低温により、圧縮可能接触部材１５０５の寿命が延びる場合がある。
【0088】
本明細書において説明されるＲＦデバイス１０９ａおよび１０９ｂの実施形態は、基板サポート１０４の様々な位置レベルにＲＦリターンを与えることにより、従来的なグラウンド／リターン方式よりも優れた代替形態をもたらす。典型的には、従来のＰＥＣＶＤ基板サポートは、チャンバ底部に連結されるグラウンドストラップのみにより接地される。この接地方法は、非常に長いストラップを使用し、このストラップは、帰還ＲＦ電流に対して大きな抵抗を課す場合があり、それにより高電位が、チャンバの側壁と基板サポートとの間に生成され得る。この比較的高い電位は、チャンバの側壁と基板サポートとの間にアーク放電をもたらし得る。さらに、搬送ポートを有するチャンバの側壁に隣接するグラウンドストラップは、基板搬送プロセスの際に妨げとなり得る。チャンバの側壁の中の１つの中に搬送ポート４１２が存在することにより、ＲＦリターンパスにおいて比較的大きな非対称性が生じる。本明細書において説明されるようなＲＦデバイス１０９ａおよび圧縮可能接触部材の実施形態により、サセプタは、スリット弁開口の上方にてチャンバに接地することが可能となり、これにより、グラウンドパスは短縮化され、チャンバの全ての側に同様のまたは対称的なグラウンドパスを促進するようになされ得る。さらに、本明細書において説明されるようなＲＦデバイス１０９ａ、１０９ｂおよび圧縮可能接触部材の実施形態により、接地電位を維持しつつ基板サポートの高さを調節することが可能となり、これにより、基板サポートは、蒸着プロセス、蒸着後プロセスまたは蒸着前プロセス、および洗浄プロセスのために、比較的大きな間隔距離範囲にわたり接地され得る。
【0089】
本明細書において説明されるような圧縮可能接触材料の実施形態により、基板サポートは、スリット弁開口の上方のチャンバ壁部に接地することが可能となる。本明細書において説明されるような圧縮可能接触材料の実施形態により、基板サポートおよび／またはチャンバ側壁に設置される個別のグラウンド接触ユニットがもたらされる。一実施形態においては、基板サポートが上方に移動すると、圧縮可能接触部材は、スリット弁開口の上方のチャンバの固定設置される表面上に係合する。圧縮可能接触部材ユニットは、基板サポートが処理間隔距離範囲にわたりグラウンド接触を維持するのを可能にする従順構成要素を含む。基板サポートが下げられると、接地接触ユニットは、接地された接触パッドから係合解除される。本明細書において説明されるような圧縮可能接触材料の実施形態により、サセプタは、スリット弁開口の上方のチャンバ本体に接地することが可能となり、スリット弁開口がＲＦリターンパスに影響を及ぼすのを解消する。ＲＦデバイス１０９ａの実施形態により、ＲＦデバイス１０９ｂは、はるかにさらに短くすることが可能となる。また、グラウンド接触ユニットが、それぞれ個別に基板サポートに対して設置されるため、および従順構成要素を有するため、グラウンド接触ユニットは、良好な電気接触を実現するために表面が平坦であることに依存しない。
【0090】
前述においては本発明の実施形態を対象としたが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他のおよびさらなる実施形態を案出することができる。この本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲により規定される。