特許 7527361 基板処理システムの基板支持体の発熱体のための電源分離回路

(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】

(24)【登録日】2024-07-25

(45)【発行日】2024-08-02

(54)【発明の名称】基板処理システムの基板支持体の発熱体のための電源分離回路

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20240726BHJP

   C23C 16/46 20060101ALI20240726BHJP

   H05H 1/46 20060101ALN20240726BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 C

C23C16/46

H05H1/46 M

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2022521071

(86)(22)【出願日】2020-10-05

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-12-15

(86)【国際出願番号】 US2020054208

(87)【国際公開番号】W WO2021071765

(87)【国際公開日】2021-04-15

【審査請求日】2023-10-03

(31)【優先権主張番号】62/912,596

(32)【優先日】2019-10-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】592010081

【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】バークハート・ヴィンセント

(72)【発明者】

【氏名】リーサー・カール・フレデリック

【審査官】加藤 芳健

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０８３０４５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－２２６９３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｃ２３Ｃ １６／４６

Ｈ０５Ｈ １／４６

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板処理システムであって、
基板を支持するように構成された基板支持体であって、１または複数の発熱体を有する、基板支持体と、
電源回路であって、
第１の直流電圧を第１の交流電圧に変換するように構成された直流交流変換器であって、少なくとも１のスイッチを有する、直流交流変換器と、
結合インダクタおよび変圧器のいずれかを有する分離回路であって、前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかは、前記第１の交流電圧を第２の交流電圧に変換し、前記１または複数の発熱体を接地から分離するように構成されている、分離回路と、
を有し、前記第２の交流電圧に基づいて、前記１または複数の発熱体に出力電圧を提供するように構成されている、電源回路と、
を備える、基板処理システム。

【請求項2】

請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記分離回路は、前記第２の交流電圧を前記１または複数の発熱体に供給するように構成されている、基板処理システム。

【請求項3】

請求項１に記載の基板処理システムであって、さらに、コントローラを備え、
前記直流交流変換器は、スイッチと、前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの一次巻線とを備え、
前記コントローラは、前記１または複数の発熱体に電力を提供するときに、あらかじめ定められた周波数で前記スイッチをオン状態とオフ状態との間で切り換えるように構成されている、基板処理システム。

【請求項4】

請求項３に記載の基板処理システムであって、
前記あらかじめ定められた周波数は、１０キロヘルツから１００キロヘルツの間である、基板処理システム。

【請求項5】

請求項１に記載の基板処理システムであって、さらに、
前記第２の交流電圧を第２の直流電圧に変換し、前記第２の直流電圧を前記１または複数の発熱体に提供するように構成された交流直流変換器を備える、基板処理システム。

【請求項6】

請求項５に記載の基板処理システムであって、
前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれか、ならびに、前記交流直流変換器は、バックコンバータを提供し、
前記変圧器は、降圧トランスである、基板処理システム。

【請求項7】

請求項５に記載の基板処理システムであって、
前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれか、ならびに、前記交流直流変換器は、昇圧コンバータを提供し、
前記変圧器は、昇圧トランスである、基板処理システム。

【請求項8】

請求項５に記載の基板処理システムであって、
前記直流交流変換器は、前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの一次コイルと直列に接続された金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを備え、
前記交流直流変換器は、
前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの二次巻線と直列に接続されたダイオードと、
前記１または複数の発熱体と並列に接続され、前記二次巻線および前記ダイオードに接続されたコンデンサと、を備える、基板処理システム。

【請求項9】

請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかは、一次巻線および二次巻線を有し、
前記一次巻線は、前記接地に接続されており、
前記二次巻線は、前記接地には接続されていない、基板処理システム。

【請求項10】

請求項１に記載の基板処理システムであって、さらに、コントローラを備え、
前記直流交流変換器は、Ｈブリッジを有し、
前記Ｈブリッジは、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチを有し、
前記コントローラは、前記１または複数の発熱体に電力を提供するときに、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、前記第３のスイッチ、および前記第４のスイッチをオン状態とオフ状態との間で切り換えるように構成されている、基板処理システム。

【請求項11】

請求項１０に記載の基板処理システムであって、
前記コントローラは、
前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチをオフ状態に切り換えながら、前記第１のスイッチおよび前記第４のスイッチをオン状態に切り換え、
前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチをオン状態に切り換えながら、前記第１のスイッチおよび前記第４のスイッチをオフ状態に切り換えるように構成されている、基板処理システム。

【請求項12】

請求項１０に記載の基板処理システムであって、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチは、直列に接続され、
前記第３のスイッチおよび前記第４のスイッチは、直列に接続されると同時に、前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの直列の組み合わせと並列に接続されている、基板処理システム。

【請求項13】

請求項１２に記載の基板処理システムであって、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチは、前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの一次巻線の第１の端に接続されており、
前記第３のスイッチおよび前記第４のスイッチは、前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの一次巻線の第２の端に接続されている、基板処理システム。

【請求項14】

請求項１３に記載の基板処理システムであって、さらに、
前記第２の交流電圧を第２の直流電圧に変換し、前記第２の直流電圧を前記１または複数の発熱体に提供するように構成された交流直流変換器を備え、
前記一次巻線は、前記第１の交流電圧を受け取り、
前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの二次巻線は、前記第２の交流電圧を前記交流直流変換器に供給する、基板処理システム。

【請求項15】

請求項１３に記載の基板処理システムであって、さらに、
前記第２の交流電圧を第２の直流電圧に変換し、前記第２の直流電圧を前記１または複数の発熱体に提供するように構成された交流直流変換器であって、前記交流直流変換器は、
前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの二次巻線と直列に接続されたダイオードと、
前記１または複数の発熱体と並列に接続され、前記二次巻線および前記ダイオードに接続されたコンデンサと、
を備える交流直流変換器を備える、基板処理システム。

【請求項16】

請求項１に記載の基板処理システムであって、さらに、
前記第２の交流電圧を第２の直流電圧に変換し、前記第２の直流電圧を前記１または複数の発熱体に提供するように構成された第１の交流直流変換器を備え、
前記１または複数の発熱体は、第１の発熱体を有し、
前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかは、一次巻線および第１の二次巻線を有し、
前記第１の交流直流変換器は、前記第１の二次巻線に接続され、前記第２の交流電圧を前記第１の発熱体に提供する、基板処理システム。

【請求項17】

請求項１６に記載の基板処理システムであって、さらに、第２の交流直流変換器を備え、
前記１または複数の発熱体は、第２の発熱体を有し、
前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかは、第２の二次巻線を有し、
前記第２の交流直流変換器は、前記第１の交流電圧を第３の交流電圧に変換し、前記第３の交流電圧を前記第２の発熱体に提供する、基板処理システム。

【請求項18】

基板処理システムであって、
基板を支持するように構成された基板支持体であって、１または複数の発熱体を有する、基板支持体と、
電源回路であって、
第１の直流電圧を受け取るように構成されたスイッチと、
一次巻線および二次巻線を有する結合インダクタおよび変圧器のいずれかであって、前記一次巻線は、前記スイッチおよび接地に接続されており、前記二次巻線は、前記接地に接続されていない、結合インダクタおよび変圧器のいずれかと、
前記二次巻線と直列に接続されたダイオードと、
前記ダイオードに接続され、前記１または複数の発熱体と並列に接続されたコンデンサであって、前記ダイオードおよび前記コンデンサは、前記二次巻線の交流出力を第２の直流電圧に変換し、前記コンデンサは、前記第２の直流電圧を前記１または複数の発熱体に提供する、コンデンサと、を備える電源回路と、
前記１または複数の発熱体に給電するときに、あらかじめ定められた周波数で前記スイッチをオン状態とオフ状態との間で切り換えるように構成されたコントローラと、
を備える、基板処理システム。

【請求項19】

請求項１８に記載の基板処理システムであって、さらに、第２のコンデンサを備え、
前記第１の直流電圧は、前記第２のコンデンサに受け取られ、
前記スイッチは、前記第２のコンデンサの出力端に接続されている、基板処理システム。

【請求項20】

基板処理システムであって、
基板を支持するように構成された基板支持体であって、１または複数の発熱体を有する、基板支持体と、
電源回路であって、
第１の直流電圧を受け取るように構成されたＨブリッジであって、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチを有する、Ｈブリッジと、
一次巻線および二次巻線を有する結合インダクタおよび変圧器のいずれかであって、前記一次巻線は、前記Ｈブリッジおよび接地に接続されており、前記二次巻線は、前記接地に接続されていない、結合インダクタおよび変圧器のいずれかと、
前記二次巻線と直列に接続されたダイオードと、
前記ダイオードに接続され、前記１または複数の発熱体と並列に接続されたコンデンサであって、前記ダイオードおよび前記コンデンサは、前記二次巻線の交流出力を第２の直流電圧に変換し、前記コンデンサは、前記第２の直流電圧を前記１または複数の発熱体に提供する、コンデンサと、を備える電源回路と、
前記１または複数の発熱体に給電するときに、あらかじめ定められた周波数で前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、前記第３のスイッチ、および前記第４のスイッチをオン状態とオフ状態との間で切り換えるように構成されているコントローラと、
を備える、基板処理システム。

【請求項21】

請求項２０に記載の基板処理システムであって、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチは、直列に接続され、
前記第３のスイッチおよび前記第４のスイッチは、直列に接続されると同時に、前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの直列の組み合わせと並列に接続され、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチは、前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの一次巻線の第１の端に接続され、
前記第３のスイッチおよび前記第４のスイッチは、前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの一次巻線の第２の端に接続されている、基板処理システム。

【請求項22】

請求項２１に記載の基板処理システムであって、さらに、
前記第１の直流電圧を受け取るように構成された第２のコンデンサを備え、前記第２のコンデンサは、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの直列の組み合わせと並列に接続され、
前記第３のスイッチおよび前記第４のスイッチの直列の組み合わせと並列に接続されている、基板処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本願は、２０１９年１０月８日出願の米国仮出願第６２／９１２，５９６号の利益を主張する。上記出願の全ての開示は、参照により本明細書に援用される。

【0002】

本開示は、基板処理システムの静電チャックに関する。

【背景技術】

【0003】

本明細書に記載の背景技術は、本開示の内容を一般的に提示するためである。現在名前が挙げられている発明者の発明は、本背景技術欄、および出願時の先行技術に該当しない説明の態様において記載される範囲で、本開示に対する先行技術として明示的にも黙示的にも認められない。

【0004】

プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）処理システムなどの基板処理システムは通常、シャワーヘッド、および、基板を支持するための基板支持体を備える。動作中に、シャワーヘッドは、基板上方に反応ガスを分配する。プラズマを生成するために、２つの電極（例えば、シャワーヘッドおよび基板支持体のＲＦ電極）の間に高周波（ＲＦ）電位が提供される。励起電子は、反応ガスをイオン化し、またはプラズマから解離させ、化学反応性ラジカルを生成する。これらのラジカルが反応するにつれて、基板上に薄膜が堆積および形成される。

【0005】

例えば、非導電性ガスが化学反応を起こし、基板と基板支持体との間のギャップで電流放電が起こったときは、基板と基板支持体、シャワーヘッド、またはチャンバ本体との間でアーキングが生じる可能性がある。アーキングは、基板の繊細な回路を劣化させうる、および／または、その回路に損傷を引き起こしうる。これは、処理歩留まりを低減させ、製造ロスおよびコストの増加をもたらす。

【発明の概要】

【0006】

基板処理システムが提供され、基板処理システムは、基板支持体および電源回路を備える。基板支持体は、基板を支持するように構成されている。基板支持体は、１または複数の発熱体を備える。電源回路は、第１の直流電圧を第１の交流電圧に変換するように構成された、少なくとも１のスイッチを有する直流交流変換器と、結合インダクタおよび変圧器のいずれかを有する分離回路と、を備える。結合インダクタおよび変圧器のいずれかは、第１の交流電圧を第２の交流電圧に変換し、１または複数の発熱体を接地から分離するように構成されている。電源回路は、第２の交流電圧に基づいて、１または複数の発熱体に出力電圧を提供するように構成されている。

【0007】

他の特徴では、分離回路は、１または複数の発熱体に第２の交流電圧を供給するように構成されている。

【0008】

他の特徴では、基板処理システムはさらに、コントローラを備える。直流交流変換器は、スイッチと、結合インダクタおよび変圧器のいずれかの一次巻線とを備える。コントローラは、１または複数の発熱体に電力を提供するときに、あらかじめ定められた周波数でスイッチをオン状態とオフ状態との間で切り換えるように構成されている。他の特徴では、あらかじめ定められた周波数は、１０キロヘルツから１００キロヘルツの間である。

【0009】

他の特徴では、基板処理システムはさらに、第２の交流電圧を第２の直流電圧に変換し、第２の直流電圧を１または複数の発熱体に提供するように構成された第１の交流直流変換器を備える。

【0010】

他の特徴では、結合インダクタおよび変圧器のいずれか、ならびに交流直流変換器は、降圧コンバータを提供し、変圧器は降圧トランスである。

【0011】

他の特徴では、結合インダクタおよび変圧器のいずれか、ならびに交流直流変換器は、昇圧コンバータを提供し、変圧器は昇圧トランスである。

【0012】

他の特徴では、直流交流変換器は、結合インダクタおよび変圧器のいずれかの一次コイルと直列に接続された金属酸化物半導体電界効果トランジスタを備える。交流直流変換器は、結合インダクタおよび変圧器のいずれかの二次巻線と直列に接続されたダイオードと、１または複数の発熱体と並列に接続され、二次巻線およびダイオードに接続されたコンデンサと、を備える。

【0013】

他の特徴では、結合インダクタおよび変圧器のいずれかは、一次巻線および二次巻線を備える。一次巻線は、接地に接続されている。二次巻線は、接地に接続されていない。

【0014】

他の特徴では、基板処理システムはさらに、コントローラを備える。直流交流変換器は、Ｈブリッジを備える。Ｈブリッジは、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチを備える。コントローラは、１または複数の発熱体に電力を提供するときに、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチをオン状態とオフ状態との間で切り換えるように構成されている。

【0015】

他の特徴では、コントローラは、第２のスイッチおよび第３のスイッチをオフ状態に切り換えながら、第１のスイッチおよび第４のスイッチをオン状態に切り換え、第２のスイッチおよび第３のスイッチをオン状態に切り換えながら、第１のスイッチおよび第４のスイッチをオフ状態に切り換えるように構成されている。

【0016】

他の特徴では、第１のスイッチおよび第２のスイッチは、直列に接続されている。第３のスイッチおよび第４のスイッチは、直列に接続されると同時に、第１のスイッチおよび第２のスイッチの直列の組み合わせと並列に接続されている。

【0017】

他の特徴では、第１のスイッチおよび第２のスイッチは、結合インダクタおよび変圧器のいずれかの一次巻線の第１の端に接続されている。第３のスイッチおよび第４のスイッチは、結合インダクタおよび変圧器のいずれかの一次巻線の第２の端に接続されている。

【0018】

他の特徴では、基板処理システムはさらに、第２の交流電圧を第２の直流電圧に変換し、第２の直流電圧を１または複数の発熱体に提供するように構成された交流直流変換器を備える。一次巻線は、第１の交流電圧を受け取る。結合インダクタおよび変圧器のいずれかの二次巻線は、第２の交流電圧を第１の交流直流変換器に供給する。

【0019】

他の特徴では、基板処理システムはさらに、第２の交流電圧を第２の直流電圧に変換し、第２の直流電圧を１または複数の発熱体に提供するように構成された交流直流変換器を備える。交流直流変換器は、結合インダクタおよび変圧器のいずれかの二次巻線と直列に接続されたダイオードと、１または複数の発熱体と並列に接続され、二次巻線およびダイオードに接続されたコンデンサとを備える。

【0020】

他の特徴では、基板処理システムはさらに、第２の交流電圧を第２の直流電圧に変換し、第２の直流電圧を１または複数の発熱体に提供するように構成された第１の交流直流変換器を備える。１または複数の発熱体は、第１の発熱体を含む。結合インダクタおよび変圧器のいずれかは、一次巻線および第１の二次巻線を備える。第１の交流直流変換器は、第１の二次巻線に接続され、第２の交流電圧を第１の発熱体に提供する。

【0021】

他の特徴では、基板処理システムはさらに、第２の交流直流変換器を備える。１または複数の発熱体は、第２の発熱体を含む。結合インダクタおよび変圧器のいずれかは、第２の二次巻線を備える。第２の交流直流変換器は、第１の交流電圧を第３の交流電圧に変換し、第３の交流電圧を第２の発熱体に提供する。

【0022】

他の特徴では、基板処理システムが提供され、基板処理システムは、基板支持体、電源回路、およびコントローラを備える。基板支持体は、基板を支持するように構成されている。基板支持体は、１または複数の発熱体を備える。電源回路は、第１の直流電圧を受け取るように構成されたスイッチと、一次巻線および二次巻線を有する結合インダクタおよび変圧器のいずれかであって、一次巻線はスイッチおよび接地に接続されており、二次巻線は接地に接続されていない、結合インダクタおよび変圧器のいずれかと、二次巻線と直列に接続されたダイオードと、ダイオードと接続され、１または複数の発熱体と並列に接続されたコンデンサと、を備える。ダイオードおよびコンデンサは、二次巻線の交流出力を第２の直流電圧に変換する。コンデンサは、第２の直流電圧を１または複数の発熱体に提供する。コントローラは、１または複数の発熱体に給電するときに、あらかじめ定められた周波数でスイッチをオン状態とオフ状態との間で切り換えるように構成されている。

【0023】

他の特徴では、基板処理システムはさらに、第２のコンデンサを備える。第１の直流電圧は、第２のコンデンサで受け取られる。スイッチは、第２のコンデンサの出力端に接続されている。

【0024】

他の特徴では、基板処理システムが提供され、基板処理システムは、基板を支持するように構成された基板支持体を備える。基板支持体は、１または複数の発熱体を備える。基板処理システムはさらに、電源回路およびコントローラを備える。電源回路は、第１の直流電圧を受け取るように構成されたＨブリッジであって、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチを有する、Ｈブリッジと、一次巻線および二次巻線を有する結合インダクタおよび変圧器のいずれかであって、一次巻線は、Ｈブリッジおよび接地に接続されており、二次巻線は、接地に接続されていない、結合インダクタおよび変圧器のいずれかと、二次巻線と直列に接続されたダイオードと、ダイオードに接続され、１または複数の発熱体と並列に接続されたコンデンサと、を備える。ダイオードおよびコンデンサは、二次巻線の交流出力を第２の直流電圧に変換する。コンデンサは、第２の直流電圧を１または複数の発熱体に提供する。コントローラは、１または複数の発熱体に給電するときに、あらかじめ定められた周波数で第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチをオン状態とオフ状態との間で切り換えるように構成されている。

【0025】

他の特徴では、第１のスイッチおよび第２のスイッチは、直列に接続されている。第３のスイッチおよび第４のスイッチは、直列に接続されると同時に、第１のスイッチおよび第２のスイッチの直列の組み合わせと並列に接続されている。第１のスイッチおよび第２のスイッチは、結合インダクタおよび変圧器のいずれかの一次巻線の第１の端に接続されている。第３のスイッチおよび第４のスイッチは、結合インダクタおよび変圧器のいずれかの一次巻線の第２の端に接続されている。

【0026】

他の特徴では、基板処理システムはさらに、第１の直流電圧を受け取るように構成された第２のコンデンサを備える。第２のコンデンサは、第１のスイッチおよび第２のスイッチの直列の組み合わせと並列に接続されており、第３のスイッチおよび第４のスイッチの直列の組み合わせと並列に接続されている。

【0027】

本開示のさらなる適用分野は、発明を実施するための形態、特許請求の範囲、および図面から明らかになるだろう。発明を実施するための形態および特定の例は、例示のみを目的とし、本開示の範囲を限定することを意図しない。

【図面の簡単な説明】

【0028】

本開示は、発明を実施するための形態および添付の図面からより深く理解されるだろう。

【0029】

【図1】本開示の実施形態による、基板支持体の１または複数の発熱体のための分離回路を内蔵する例示的な基板処理システムの機能ブロック図。

【0030】

【図2】本開示の実施形態による、対応する電源回路を示す例示的な別の基板処理システムの機能ブロック図。

【0031】

【図3】本開示の実施形態による、分離回路および降圧コンバータを備える例示的な電源回路の機能ブロック図。

【0032】

【図4】本開示の実施形態による、分離回路および昇圧コンバータを備える例示的な別の電源回路の機能ブロック図。

【0033】

【図5】本開示の実施形態による、Ｈブリッジおよび分離回路を備える例示的な別の電源回路の機能ブロック図。

【0034】

【図6】本開示の実施形態による、例示的な分離回路および複数の交流（ＡＣ）直流（ＤＣ）変換器の機能ブロック図。

【0035】

図面では、類似および／または同一の要素を識別するために、参照番号は繰り返し用いられてよい。

【発明を実施するための形態】

【0036】

ＰＥＣＶＤおよびプラズマ強化原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）処理システムにおいて、基板支持体は、処理チャンバ内に配置され、基板支持体内に埋設された１または複数の発熱体を備えてよい。基板支持体は、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ₃）で形成されてよい。発熱体は、基板支持体の処理温度、および、基板支持体上に載っている基板の温度を設定するために用いられる。ＡＣ電力は、電力を発熱体に供給するために提供されてよい。例えば、ＡＣ電力は、５０～６０ヘルツ（Ｈｚ）の周波数を有してよい。ＡＣ電力は、標準安全基準のために接地に関連付けられる。処理チャンバの壁は、接地に接続されてよい。

【0037】

基板支持体の温度が上昇するにつれて、基板支持体は、より高い導電性を有することができる。これは、ＡｌＮ₃で形成された基板支持体について当てはまる。その結果、電流が、基板支持体に配置された発熱体から基板支持体の一部を通って基板にリークし、次にプラズマにリークし、そしてシャワーヘッドおよび／またはチャンバ壁を介して接地に流れうる。結果として、例えば、基板支持体と基板との間、基板支持体からシャワーヘッド、または基板支持体からチャンバ壁でアーキングが生じ、基板を劣化させる可能性がある。

【0038】

本明細書に開示の例は、基板支持体内の発熱体に電力を供給するための分離回路を有する電源回路を含む。分離回路は、発熱体を接地から分離し、発熱体からの電流リークによる基板支持体と基板との間のアーキングを最小限にする、および／または防ぐ。電源回路は高速切換も実施し、それにより小磁気が可能になることで、例えば分離回路における小型変圧器の使用が可能になる。この変圧器は、例えば６０ＨｚのＡＣ信号を接地から分離するのに必要な変圧器よりも大幅に小さく、安価である。その結果、高速切換および分離回路の組み合わせを含む開示の例は、小規模電源回路の使用を可能にする。

【0039】

図１は、ＥＳＣ１０１を備える基板処理システム１００を示す。ＥＳＣ１０１は、本明細書に開示の基板支持体のいずれかと同様に、または類似して構成されてよい。図１は容量結合プラズマ（ＣＣＰ）システムを示すが、本明細書に開示の実施形態は、トランス結合プラズマ（ＴＣＰ）システム、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）システム、ならびに／または、発熱体を有する基板支持体を備える他のシステムおよびプラズマ源に適用可能である。本実施形態は、プラズマ蒸着（ＰＶＤ）プロセス、ＰＥＣＶＤプロセス、ＰＥＡＬＤプロセス、化学強化プラズマ蒸着（ＣＥＰＶＤ）プロセスに適用可能である。ＥＳＣ１０１はモノリス体１０２を備えた状態で示されているが、ＥＳＣは、マルチプレート基板支持体を含む他の構造を有してよい。本体１０２は、異なる材料および／または異なるセラミック組成物で形成されてよい。本体１０２は、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ₃）および／または他の適した基板支持体材を含んでよい。

【0040】

基板処理システム１００は、処理チャンバ１０４を備える。ＥＳＣ１０１は、処理チャンバ１０４で囲まれている。処理チャンバ１０４は、上部電極１０５などの他の構成部品も取り囲み、ＲＦプラズマを含む。動作中に、基板１０７はＥＳＣ１０１に配置され、静電気的に固定される。例えのみで、上部電極１０５は、ガスを導入および分配するシャワーヘッド１０９を備えてよい。シャワーヘッド１０９は、処理チャンバ１０４の上面に接続された一端を有するステム部１１１を備えてよい。シャワーヘッド１０９は、一般に円筒状であり、処理チャンバ１０４の上面から離隔した位置でステム部１１１のもう一端から径方向外向きに広がる。シャワーヘッド１０９の基板対向面は、処理ガスまたはパージガスが流れる孔を備える。あるいは、上部電極１０５は導電性プレートを備えてよく、ガスは別の手段で導入されてよい。

【0041】

ＥＳＣ１０１は、同じく発熱体と呼ばれる温度制御素子（ＴＣＥ）を備えてよい。例として図１は、単一の発熱体１１０を備えるＥＳＣ１０１を示す。単一の発熱体１１０が示されているが、ＥＳＣ１０１には任意の数の発熱体が備えられてよい（図２には別の例が示されている）。

【0042】

ＲＦ生成システム１２０はＲＦ電圧を生成し、それを上部電極１０５、およびＥＳＣ１０１の１または複数の下部電極１１６に出力する。上部電極１０５およびＥＳＣ１０１のいずれかは、ＤＣ接地されてよい、ＡＣ接地されてよい、または浮遊電位であってよい。例えのみで、ＲＦ生成システム１２０は、１または複数の整合分配ネットワーク１２４によって上部電極１０５および／またはＥＳＣ１０１に供給されるＲＦ電圧を生成する、１または複数のＲＦ発生器１２２（例えば、容量結合プラズマＲＦ電力発生器、バイアスＲＦ電力発生器、および／または、他のＲＦ電力発生器）を備えてよい。例として、プラズマＲＦ発生器１２３、バイアスＲＦ発生器１２５、プラズマＲＦ整合ネットワーク１２７、およびバイアスＲＦ整合ネットワーク１２９が示されている。プラズマＲＦ発生器１２３は、例えば６～１０キロワット（ｋＷ）以上の電力を生成する高電力ＲＦ発生器であってよい。バイアスＲＦ整合ネットワークは、ＲＦ電極１１６などのＲＦ電極に電力を供給する。

【0043】

ガス供給システム１３０は、１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）を備える（Ｎはゼロよりも大きい整数）。ガス源１３２は、１または複数の前駆体およびそのガス混合物を供給する。ガス源１３２は、エッチングガス、キャリアガス、および／またはパージガスも供給してよい。気化した前駆体が用いられてもよい。ガス源１３２は、弁１３４－１、１３４－２、・・・、および１３４－Ｎ（総称して、弁１３４）、ならびに、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に接続されている。マニホールド１４０の出力は、処理チャンバ１０４に供給される。例えのみで、マニホールド１４０の出力は、シャワーヘッド１０９に供給される。

【0044】

基板処理システム１００はさらに、発熱体１１０に接続されうる温度制御装置１４２を有する加熱システム１４１を備える。温度制御装置１４２は、発熱体１１０に電力を供給する電源回路１４４を制御する。電源回路１４４は、発熱体１１０および対応する電力ラインを接地から分離し、その結果、発熱体１１０からの電流リークによるアーキングを最小限にする、および／または防ぐ、分離回路１４５を備える。電源回路１４４は、図２～５に示された電源回路を含む、本明細書に開示の電源回路のいずれかとして実装されてよい。

【0045】

温度制御装置１４２は、システムコントローラ１６０とは別々に示されているが、システムコントローラ１６０の一部として実装されてよい。ＥＳＣ１０１は、複数の温度制御ゾーンを備えてよく、各ゾーンは、温度センサおよび発熱体を備える。温度制御装置１４２は、温度センサによって示された温度を監視し、発熱体への電流、電圧、および／または電力を調節して、温度を目標温度に調節してよい。電源回路１４４は、基板１０７をＥＳＣ１０１に静電気的に固定するために、高電圧を含む電力を電極１３１に提供してもよい。電源回路１４４は、システムコントローラ１６０によって制御されてよい。

【0046】

温度制御装置１４２は、動作を制御することで発熱体の温度を制御し、結果として基板（例えば、基板１０７）の温度を制御してよい。温度制御装置１４２は、処理チャンバ１０４内の温度センサ１４３からの検出されたパラメータに基づいて、発熱体に供給される電流を制御する。温度センサ１４３は、抵抗温度装置、熱電対、デジタル温度センサ、および／または、他の適した温度センサを含んでよい。

【0047】

弁１５６およびポンプ１５８は、処理チャンバ１０４から反応物を排出するために用いられてよい。システムコントローラ１６０は、基板処理システム１００の構成部品を制御してよく、供給されるＲＦ電力レベル、供給されるガスの圧力および流量、ＲＦ整合などの制御を含む。システムコントローラ１６０は、弁１５６およびポンプ１５８の状態を制御する。ロボット１６４は、基板をＥＳＣ１０１の上に供給し、基板をＥＳＣ１０１から取り除くために用いられてよい。例えば、ロボット１６４は、ＥＳＣ１０１とロードロック１６６との間で基板を搬送してよい。ロボット１６４は、システムコントローラ１６０によって制御されてよい。システムコントローラ１６０は、ロードロック１６６の動作を制御してよい。

【0048】

本明細書で言及される、弁、ガスポンプ、電源、ＲＦ発生器などは、アクチュエータと呼ばれてよい。本明細書で言及される、発熱体、ガス流路などは、温度調節要素と呼ばれてよい。

【0049】

図２は、チャンバ壁２０４を有する処理チャンバ２０２を備える基板処理システム２００を示す。処理チャンバ２０２には、基板支持体２０６およびシャワーヘッド２０８が配置されている。基板支持体２０６は、基板２１０を支持し、クランプ電極１３１、ＲＦ電極１１６、および発熱体２１２を備える。（ｉ）クランプ電極１３１が単一水平面にあることが示され、（ｉｉ）ＲＦ電極１１６が単一水平面にあることが示され、（ｉｉｉ）発熱体２１２が単一水平面にあることが示されているが、電極１３１、電極１１６、および発熱体２１２は、基板支持体２０６内で他の配置で配列されてよい。

【0050】

基板処理システム２００はさらに、電源２２０と、フィルタ２２４、ＤＣ－ＡＣ変換器２２６、分離回路２２８、および任意のＡＣ－ＤＣ変換器２３０を有する電源回路２２２とを備える。一実施形態では、ＡＣ－ＤＣ変換器２３０は含まれず、分離回路２２８の出力は発熱体２１２に提供される。分離回路２２８は、発熱体２１２に直接接続されてよい。電源２２０は、ＤＣ電圧を電源回路２２２に供給し、ＤＣ電圧はフィルタ２２４で受け取られる。フィルタ２２４は、ＤＣ電圧を第１のＡＣ電圧に変換するＤＣ－ＡＣ変換器２２６でＤＣ電圧が受け取られる前に、ノイズを除去する。図３～５には、電源回路２２２、フィルタ２２４、ＤＣ－ＡＣ変換器２２６、分離回路２２８、および任意のＡＣ－ＤＣ変換器２３０の例が示されている。

【0051】

分離回路２２８は、ＤＣ－ＡＣ変換器２２６および接地から発熱体２１２を分離する。これは、基板支持体２０６と基板との間のアーキングを防ぐのに役立つ。開示の電源回路２２２などが実装されなかった場合に、電流が発熱体２１２から続く例示的な経路２３２が示されている。分離回路２２８は、第１のＡＣ電圧を第２のＡＣ電圧に変換する変圧器を備えてよい。ＡＣ－ＤＣ変換器２３０は、第２のＡＣ電圧を１または複数のＤＣ電圧に変換し、それらは発熱体２１２に提供される。

【0052】

図３は、フィルタ３０２、ＤＣ－ＡＣ変換器３０４、および、電力を発熱体Ｒ１に提供する同期バックコンバータ３０５を備える電源回路３００を示す。バックコンバータ３０５は、分離回路３０６および任意のＡＣ－ＤＣ変換器３０８を備える。一実施形態では、ＡＣ－ＤＣ変換器３０８は含まれず、分離回路３０６の出力は発熱体Ｒ１に提供される。分離回路３０６は、発熱体Ｒ１に直接接続されてよい。フィルタ３０２は、第１の端で第１のＤＣ電圧を受け取るコンデンサＣ１を備え、第２の端で接地３１６に接続されている。ＤＣ－ＡＣ変換器３０４は、第１のＤＣ電圧を第１のＡＣ電圧に変換し、スイッチＳ１および分離回路３０６の一次コイル３１２を備える。スイッチＳ１は、図のような金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、バイポーラトランジスタ、および／または、他の適したスイッチであってよい。コントローラ３１０は、スイッチＳ１のオン状態とオフ状態との間の切り換えを制御する。コントローラ３１０は、図１の温度制御装置１４２として実装されてよく、発熱体Ｒ１に電力を提供するときは、あらかじめ定められたスイッチング周波数（例えば、１０～１００キロヘルツ（ｋＨｚ））でスイッチＳ１をオン状態とオフ状態との間で切り換えてよい。一実施形態では、スイッチング周波数は４８ｋＨｚである。スイッチング周波数は、１００ｋＨｚよりも大きくてよい。スイッチング周波数が１００ｋＨｚよりも大きいときは、追加のフィルタリング部品が備えられる。

【0053】

分離回路３０６は、変圧器Ｔ１を備える。変圧器Ｔ１は、結合インダクタと置き換えられてよい。変圧器は、フライバック式変圧器として実装されてよい。図の例では、変圧器Ｔ１は、第１のＡＣ電圧を、第１のＡＣ電圧よりも小さい第２のＡＣ電圧に変換する、降圧トランスとして実装されている。変圧器Ｔ１は、一次コイル３１２および二次コイル３１４を備える。一次コイル３１２は、スイッチＳ１と直列に接続され、接地３１６に接続されている。二次コイル３１４は、ＡＣ－ＤＣ変換器３０８のダイオードＤ１のアノードに接続された第１の端と、共通（または、基準）接地３１８に接続されうる第２の端とを有する。基準接地３１８は、接地３１６と同じ電圧電位ではない。

【0054】

ＡＣ－ＤＣ変換器３０８は、ダイオードＤ１およびコンデンサＣ２を備える。ダイオードは、コンデンサＣ２に提供される第２のＤＣ電圧を提供するために、第２のＡＣ電圧を整流する。コンデンサＣ２の第１の端は、ダイオードＤ１のカソードに接続され、コンデンサの第２の端は、基準接地３１８に接続されている。コンデンサＣ２は、発熱体Ｒ１と並列に接続されている。発熱体Ｒ１は、第２のＡＣ電圧を受け取る。

【0055】

図４は、フィルタ４０２、ＤＣ－ＡＣ変換器４０４、および、発熱体Ｒ１に電力を提供する同期昇圧コンバータ４０５を備える電源回路４００を示す。昇圧コンバータ４０５は、分離回路４０６および任意のＡＣ－ＤＣ変換器４０８を備える。一実施形態では、ＡＣ－ＤＣ変換器４０８は含まれず、分離回路４０６の出力は発熱体Ｒ１に提供される。分離回路４０６は、発熱体Ｒ１に直接接続されてよい。フィルタ４０２は、第１の端で第１のＤＣ電圧を受け取るコンデンサＣ１を備え、第２の端で接地４１６に接続されている。ＤＣ－ＡＣ変換器４０４は、第１のＤＣ電圧を第１のＡＣ電圧に変換し、スイッチＳ１および分離回路４０６の一次コイル４１２を備える。スイッチＳ１は、図のようなＭＯＳＦＥＴ、バイポーラトランジスタ、および／または、他の適したスイッチであってよい。コントローラ４１０は、スイッチＳ１のオン状態とオフ状態との間の切り換えを制御する。コントローラ４１０は、図１の温度制御装置１４２として実装されてよく、発熱体Ｒ１に電力を提供するときは、あらかじめ定められたスイッチング周波数（例えば、１０～１００キロヘルツ（ｋＨｚ））でスイッチＳ１をオン状態とオフ状態との間で切り換えてよい。一実施形態では、スイッチング周波数は４８ｋＨｚである。スイッチング周波数は、１００ｋＨｚよりも大きくてよい。スイッチング周波数が１００ｋＨｚよりも大きいときは、追加のフィルタリング部品が備えられる。

【0056】

分離回路４０６は、変圧器Ｔ１を備える。変圧器Ｔ１は、結合インダクタと置き換えられてよい。変圧器は、フライバック式変圧器として実装されてよい。図の例では、変圧器Ｔ１は、第１のＡＣ電圧を、第１のＡＣ電圧よりも大きい第２のＡＣ電圧に変換する、昇圧トランスとして実装されている。変圧器Ｔ１は、一次コイル４１２および二次コイル４１４を備える。一次コイル４１２は、スイッチＳ１と直列に接続され、接地４１６に接続されている。二次コイル４１４は、任意のＡＣ－ＤＣ変換器４０８のダイオードＤ１のアノードに接続された第１の端と、共通（または、基準）接地４１８に接続されうる第２の端とを有する。基準接地４１８は、接地４１６と同じ電圧電位ではない。

【0057】

ＡＣ－ＤＣ変換器４０８は、ダイオードＤ１およびコンデンサＣ２を備える。ダイオードは、コンデンサＣ２に提供される第２のＤＣ電圧を提供するために、第２のＡＣ電圧を整流する。コンデンサＣ２の第１の端は、ダイオードＤ１のカソードに接続され、コンデンサの第２の端は、基準接地４１８に接続されている。コンデンサＣ２は、発熱体Ｒ１と並列に接続されている。発熱体Ｒ１は、第２のＡＣ電圧を受け取る。

【0058】

図５は、フィルタ５０２、ＤＣ－ＡＣ変換器５０４、分離回路５０６、および、発熱体Ｒ１に電力を提供する任意のＡＣ－ＤＣ変換器５０８を備える電源回路５００を示す。一実施形態では、ＡＣ－ＤＣ変換器５０８は含まれず、分離回路５０６の出力は発熱体Ｒ１に提供される。分離回路５０６は、発熱体Ｒ１に直接接続されてよい。フィルタ５０２は、入力端子に接続されたコンデンサＣ１を備え、第１のＤＣ電圧を受け取る。ＤＣ－ＡＣ変換器５０４は、第１のＤＣ電圧を第１のＡＣ電圧に変換し、Ｈブリッジ５０５、コントローラ５１０、および分離回路５０６の一次コイル５１２を備える。

【0059】

Ｈブリッジは、図のようなＭＯＳＦＥＴスイッチ、バイポーラトランジスタ、および／または、他の適したスイッチとして実装されうる、スイッチＳ１～Ｓ４を備える。コントローラ５１０は、スイッチＳ１～Ｓ４のオン状態とオフ状態との間の切り換えを制御する。コントローラ５１０は、図１の温度制御装置１４２として実装されてよい。コントローラ５１０は、スイッチＳ１～Ｓ４のゲートに提供される制御信号を生成し、発熱体Ｒ１に電力を提供するときにあらかじめ定められたスイッチング周波数（例えば、１０～１００キロヘルツ（ｋＨｚ））でスイッチＳ１～Ｓ４をオン状態とオフ状態との間で切り換える。一実施形態では、スイッチング周波数は４８ｋＨｚである。スイッチング周波数は、１００ｋＨｚよりも大きくてよい。スイッチング周波数が１００ｋＨｚよりも大きいときは、追加のフィルタリング部品が備えられてよい。スイッチＳ２およびＳ３がオフ状態である間に、スイッチＳ１およびＳ４はオン状態であってよい。同様に、スイッチＳ１およびＳ４がオン状態である間に、スイッチＳ２およびＳ３はオフ状態であってよい。

【0060】

スイッチＳ１およびＳ２は直列に接続され、Ｓ１・Ｓ２の直列の組み合わせは、コンデンサＣ１と並列に接続されている。スイッチＳ３およびＳ４は直列に接続され、Ｓ３・Ｓ４の直列の組み合わせは、コンデンサＣ１と並列に接続されている。変圧器Ｔ１は、結合インダクタと置き換えられてよい。

【0061】

ＤＣ－ＡＣ変換器５０４は、第１のＤＣ電圧を、一次コイル５１２で提供される第１のＡＣ電圧に変換する。一次コイル５１２の第１の端は、スイッチＳ１のソースおよびスイッチＳ２のドレインに接続され、第２の端は、スイッチＳ３のソースおよびスイッチＳ４のドレインに接続されている。分離回路５０６は、一次コイル５１２および二次コイル５１４を有する変圧器Ｔ１を備える。変圧器Ｔ１は、第１のＡＣ電圧を第２のＡＣ電圧に変換する。変圧器Ｔ１は、降圧トランスまたは昇圧トランスであってよい。

【0062】

ＡＣ－ＤＣ変換器４０８は、ダイオードＤ１およびコンデンサＣ２を備える。二次コイル５１４は、ダイオードＤ１のアノードに接続された第１の端と、コンデンサＣ２に接続された第２の端とを有する。ダイオードＤ１は、コンデンサＣ２に提供される第２のＤＣ電圧を提供するために、第２のＡＣ電圧を整流する。コンデンサＣ２の第１の端は、ダイオードＤ１のカソードに接続され、コンデンサの第２の端は、二次コイル５１４に接続されている。コンデンサＣ２は、発熱体Ｒ１と並列に接続されている。発熱体Ｒ１は、第２のＡＣ電圧を受け取る。

【0063】

一実施形態では、図２～５の電源回路２２２、３００、４００、および５００は、基板支持体の各発熱体について設けられる。別の実施形態では、電源回路２２２、３００、４００、および５００の各変圧器Ｔ１は、それぞれのＡＣ－ＤＣ変換器およびそれぞれの発熱体にＡＣ電圧を提供する、複数の二次コイルを備える。別の実施形態では、記載の実施形態の各ＡＣ－ＤＣ変換器は、電流を１または複数の発熱体に提供する。図６に例が示されている。

【0064】

図６は、分離回路６００、ならびに、複数のＡＣ－ＤＣ変換器６０２、６０４、および６０６を示す。分離回路６００は、図２～５の変圧器Ｔ１のいずれか、または結合インダクタに置き換わりうる変圧器Ｔ２を備える。変圧器Ｔ２は、一次コイル６０８、ならびに、二次コイル６１０、６１２、および６１４を備える。変圧器Ｔ２は、３つの二次コイルを有して示されているが、任意の数の二次コイルを有してよい。変圧器Ｔ２は、第１のＡＣ電圧を１または複数の他のＡＣ電圧に変換する。１または複数の他のＡＣ電圧は、ＡＣ－ＤＣ変換器６０２、６０４、および６０６に提供される。ＡＣ－ＤＣ変換器６０２、６０４、および６０６は、同じＡＣ電圧または異なるＡＣ電圧を受け取ってよい。二次コイル６１０、６１２、および６１４は、同じ数の巻線または異なる数の巻線を有してよい。

【0065】

ＡＣ－ＤＣ変換器６０２、６０４、および６０６は、それぞれのダイオードＤ１～Ｄ３およびコンデンサＣ２～Ｃ４を備え、受け取ったＡＣ電圧を、１または複数の発熱体（例えば、発熱体Ｒ１～Ｒ５）に提供される第２のＤＣ電圧に変換する。ＡＣ－ＤＣ変換器６０２、６０４、および６０６の各々の発熱体は、直列および／または並列に接続されてよい。特定の直列および並列の配置が示されているが、他の直列および／または並列の配置が備えられてよい。ＡＣ－ＤＣ変換器６０２、６０４、および６０６の各々は、任意の数の発熱体を備えてよい。

【0066】

前述は本質的に単なる説明であり、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。本開示の広義の教示は、様々な形態で実施されうる。よって、本開示は特定の例を含むが、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形が明らかになるため、本開示の真の範囲はそれほど限定されるべきでない。方法内の１または複数の工程は、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）実行されて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ように上述されているが、本開示の実施形態に関して説明された任意の１または複数のそれらの特徴は、他の実施形態において実施されうる、および／または、他の実施形態の特徴と組み合わせて（その組み合わせが明記されていない場合でも）実施されうる。つまり、記載の実施形態は互いに排他的でなく、１または複数の実施形態の相互の並べ替えは、本開示の範囲内に留まる。

【0067】

要素間（例えば、モジュール間、回路素子間、半導体層間など）の空間的関係および機能的関係は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接する」、「近接する」、「上に」、「上方」、「下方」、および「配置された」を含む様々な用語を用いて説明される。上記開示において第１の要素と第２の要素との関係が説明されるときは、「直接的」であると明記されない限り、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関係でありうるが、同時に、第１の要素と第２の要素との間に１または複数の介在要素が（空間的または機能的に）存在する間接的関係でもありうる。本明細書で用いられる、Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つという表現は、非排他的論理ＯＲを用いる論理（Ａ ＯＲ Ｂ ＯＲ Ｃ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａのうちの少なくとも１つ、Ｂのうちの少なくとも１つ、およびＣのうちの少なくとも１つ」を意味すると解釈されるべきでない。

【0068】

いくつかの実施形態では、コントローラは、上述の例の一部でありうるシステムの一部である。かかるシステムは、処理ツール、チャンバ、処理用プラットフォーム、および／または、特定の処理部品（ウエハ台座、ガス流システムなど）を備える半導体処理装置を含みうる。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、および処理後の動作を制御するための電子機器と一体化されてよい。これらの電子機器は、システムの様々な構成部品または副部品を制御できる「コントローラ」と呼ばれてよい。コントローラは、処理要件および／またはシステムの種類に応じて、処理ガスの供給、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、高周波（ＲＦ）発生器の設定、ＲＦ整合回路の設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置動作設定、ツールおよび他の搬送ツールおよび／または特定のシステムに接続もしくは結合されたロードロックに対するウエハ搬入出を含む、本明細書に開示されたあらゆるプロセスを制御するようにプログラムされてよい。

【0069】

概してコントローラは、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、論理、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）として定義されるチップ、および／または、プログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１つ以上のマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラを含んでよい。プログラム命令は、様々な個別設定（または、プログラムファイル）の形でコントローラに伝達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もしくは半導体ウエハ向けに、またはシステムに対して実行するための動作パラメータを定義してよい。いくつかの実施形態では、動作パラメータは、１または複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／または、ウエハダイの製造時における１または複数の処理工程を実現するために、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よい。

【0070】

いくつかの実施形態では、コントローラは、システムと統合もしくは結合された、そうでなければシステムにネットワーク接続された、もしくはこれらが組み合わされたコンピュータの一部であってよい、またはそのコンピュータに結合されてよい。例えばコントローラは、ウエハ処理のリモートアクセスを可能にする「クラウド」内にあってよい、またはファブホストコンピュータシステムの全てもしくは一部であってよい。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、製造動作の進捗状況を監視し、過去の製造動作の経歴を調査し、複数の製造動作から傾向または性能の基準を調査して、現行の処理のパラメータを変更してよい、または現行の処理に続く処理工程を設定してよい、または新しいプロセスを開始してよい。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、ローカルネットワークまたはインターネットを含みうる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できる。リモートコンピュータは、次にリモートコンピュータからシステムに伝達されるパラメータおよび／もしく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フェースを含んでよい。いくつかの例では、コントローラは、１つ以上の動作中に実施される各処理工程のパラメータを特定するデータ形式の命令を受信する。パラメータは、実施されるプロセスの種類、および、コントローラが接続するまたは制御するように構成されたツールの種類に固有であってよいことを理解されたい。よって、上述の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た１または複数の別々のコントローラを含むことと、本明細書に記載のプロセスや制御などの共通の目的に向けて協働することとによって分散されてよい。かかる目的で分散されたコントローラの例は、遠隔に（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）設置され、協働してチャンバにおけるプロセスを制御する１つ以上の集積回路と連通する、チャンバ上の１つ以上の集積回路だろう。

【0071】

制限するものではないが、例示のシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはプラズマエッチングモジュール、堆積チャンバまたは堆積モジュール、スピンリンスチャンバまたはスピンリンスモジュール、金属めっきチャンバまたは金属めっきモジュール、洗浄チャンバまたは洗浄モジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはベベルエッジエッチングモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはＰＶＤモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはＣＶＤモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはＡＬＤモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはＡＬＥモジュール、イオン注入チャンバまたはイオン注入モジュール、トラックチャンバまたはトラックモジュール、ならびに、半導体ウエハの製作および／もしくは製造において関連もしくは使用しうる他の半導体処理システムを含んでよい。

【0072】

上述のように、コントローラは、ツールによって実施される処理工程に応じて、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール部品、クラスタツール、他のツールインタフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に設置されたツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または、半導体製造工場においてツール位置および／もしくはロードポートに対してウエハ容器を搬入出する材料搬送に用いられるツール、のうちの１つ以上と連通してよい。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
適用例１：
基板処理システムであって、
基板を支持するように構成された基板支持体であって、１または複数の発熱体を有する、基板支持体と、
電源回路であって、
第１の直流電圧を第１の交流電圧に変換するように構成された直流交流変換器であって、少なくとも１のスイッチを有する、直流交流変換器と、
結合インダクタおよび変圧器のいずれかを有する分離回路であって、前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかは、前記第１の交流電圧を第２の交流電圧に変換し、前記１または複数の発熱体を接地から分離するように構成されている、分離回路と、
を有し、前記第２の交流電圧に基づいて、前記１または複数の発熱体に出力電圧を提供するように構成されている、電源回路と、
を備える、基板処理システム。
適用例２：
適用例１の基板処理システムであって、
前記分離回路は、前記第２の交流電圧を前記１または複数の発熱体に供給するように構成されている、基板処理システム。
適用例３：
適用例１の基板処理システムであって、さらに、コントローラを備え、
前記直流交流変換器は、スイッチと、前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの一次巻線とを備え、
前記コントローラは、前記１または複数の発熱体に電力を提供するときに、あらかじめ定められた周波数で前記スイッチをオン状態とオフ状態との間で切り換えるように構成されている、基板処理システム。
適用例４：
適用例３の基板処理システムであって、
前記あらかじめ定められた周波数は、１０キロヘルツから１００キロヘルツの間である、基板処理システム。
適用例５：
適用例１の基板処理システムであって、さらに、
前記第２の交流電圧を第２の直流電圧に変換し、前記第２の直流電圧を前記１または複数の発熱体に提供するように構成された交流直流変換器を備える、基板処理システム。
適用例６：
適用例５の基板処理システムであって、
前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれか、ならびに、前記交流直流変換器は、バックコンバータを提供し、
前記変圧器は、降圧トランスである、基板処理システム。
適用例７：
適用例５の基板処理システムであって、
前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれか、ならびに、前記交流直流変換器は、昇圧コンバータを提供し、
前記変圧器は、昇圧トランスである、基板処理システム。
適用例８：
適用例５の基板処理システムであって、
前記直流交流変換器は、前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの一次コイルと直列に接続された金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを備え、
前記交流直流変換器は、
前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの二次巻線と直列に接続されたダイオードと、
前記１または複数の発熱体と並列に接続され、前記二次巻線および前記ダイオードに接続されたコンデンサと、を備える、基板処理システム。
適用例９：
適用例１の基板処理システムであって、
前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかは、一次巻線および二次巻線を有し、
前記一次巻線は、前記接地に接続されており、
前記二次巻線は、前記接地には接続されていない、基板処理システム。
適用例１０：
適用例１の基板処理システムであって、さらに、コントローラを備え、
前記直流交流変換器は、Ｈブリッジを有し、
前記Ｈブリッジは、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチを有し、
前記コントローラは、前記１または複数の発熱体に電力を提供するときに、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、前記第３のスイッチ、および前記第４のスイッチをオン状態とオフ状態との間で切り換えるように構成されている、基板処理システム。
適用例１１：
適用例１０の基板処理システムであって、
前記コントローラは、
前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチをオフ状態に切り換えながら、前記第１のスイッチおよび前記第４のスイッチをオン状態に切り換え、
前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチをオン状態に切り換えながら、前記第１のスイッチおよび前記第４のスイッチをオフ状態に切り換えるように構成されている、基板処理システム。
適用例１２：
適用例１０の基板処理システムであって、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチは、直列に接続され、
前記第３のスイッチおよび前記第４のスイッチは、直列に接続されると同時に、前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの直列の組み合わせと並列に接続されている、基板処理システム。
適用例１３：
適用例１２の基板処理システムであって、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチは、前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの一次巻線の第１の端に接続されており、
前記第３のスイッチおよび前記第４のスイッチは、前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの一次巻線の第２の端に接続されている、基板処理システム。
適用例１４：
適用例１３の基板処理システムであって、さらに、
前記第２の交流電圧を第２の直流電圧に変換し、前記第２の直流電圧を前記１または複数の発熱体に提供するように構成された交流直流変換器を備え、
前記一次巻線は、前記第１の交流電圧を受け取り、
前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの二次巻線は、前記第２の交流電圧を前記第１の交流直流変換器に供給する、基板処理システム。
適用例１５：
適用例１３の基板処理システムであって、さらに、
前記第２の交流電圧を第２の直流電圧に変換し、前記第２の直流電圧を前記１または複数の発熱体に提供するように構成された交流直流変換器であって、前記交流直流変換器は、
前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの二次巻線と直列に接続されたダイオードと、
前記１または複数の発熱体と並列に接続され、前記二次巻線および前記ダイオードに接続されたコンデンサと、
を備える交流直流変換器を備える、基板処理システム。
適用例１６：
適用例１の基板処理システムであって、さらに、
前記第２の交流電圧を第２の直流電圧に変換し、前記第２の直流電圧を前記１または複数の発熱体に提供するように構成された第１の交流直流変換器を備え、
前記１または複数の発熱体は、第１の発熱体を有し、
前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかは、一次巻線および第１の二次巻線を有し、
前記第１の交流直流変換器は、前記第１の二次巻線に接続され、前記第２の交流電圧を前記第１の発熱体に提供する、基板処理システム。
適用例１７：
適用例１６の基板処理システムであって、さらに、第２の交流直流変換器を備え、
前記１または複数の発熱体は、第２の発熱体を有し、
前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかは、第２の二次巻線を有し、
前記第２の交流直流変換器は、前記第１の交流電圧を第３の交流電圧に変換し、前記第３の交流電圧を前記第２の発熱体に提供する、基板処理システム。
適用例１８：
基板処理システムであって、
基板を支持するように構成された基板支持体であって、１または複数の発熱体を有する、基板支持体と、
電源回路であって、
第１の直流電圧を受け取るように構成されたスイッチと、
一次巻線および二次巻線を有する結合インダクタおよび変圧器のいずれかであって、前記一次巻線は、前記スイッチおよび接地に接続されており、前記二次巻線は、前記接地に接続されていない、結合インダクタおよび変圧器のいずれかと、
前記二次巻線と直列に接続されたダイオードと、
前記ダイオードに接続され、前記１または複数の発熱体と並列に接続されたコンデンサであって、前記ダイオードおよび前記コンデンサは、前記二次巻線の交流出力を第２の直流電圧に変換し、前記コンデンサは、前記第２の直流電圧を前記１または複数の発熱体に提供する、コンデンサと、を備える電源回路と、
前記１または複数の発熱体に給電するときに、あらかじめ定められた周波数で前記スイッチをオン状態とオフ状態との間で切り換えるように構成されたコントローラと、
を備える、基板処理システム。
適用例１９：
適用例１８の基板処理システムであって、さらに、第２のコンデンサを備え、
前記第１の直流電圧は、前記第２のコンデンサに受け取られ、
前記スイッチは、前記第２のコンデンサの出力端に接続されている、基板処理システム。
適用例２０：
基板処理システムであって、
基板を支持するように構成された基板支持体であって、１または複数の発熱体を有する、基板支持体と、
電源回路であって、
第１の直流電圧を受け取るように構成されたＨブリッジであって、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、および第４のスイッチを有する、Ｈブリッジと、
一次巻線および二次巻線を有する結合インダクタおよび変圧器のいずれかであって、前記一次巻線は、前記Ｈブリッジおよび接地に接続されており、前記二次巻線は、前記接地に接続されていない、結合インダクタおよび変圧器のいずれかと、
前記二次巻線と直列に接続されたダイオードと、
前記ダイオードに接続され、前記１または複数の発熱体と並列に接続されたコンデンサであって、前記ダイオードおよび前記コンデンサは、前記二次巻線の交流出力を第２の直流電圧に変換し、前記コンデンサは、前記第２の直流電圧を前記１または複数の発熱体に提供する、コンデンサと、を備える電源回路と、
前記１または複数の発熱体に給電するときに、あらかじめ定められた周波数で前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、前記第３のスイッチ、および前記第４のスイッチをオン状態とオフ状態との間で切り換えるように構成されているコントローラと、
を備える、基板処理システム。
適用例２１：
適用例２０の基板処理システムであって、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチは、直列に接続され、
前記第３のスイッチおよび前記第４のスイッチは、直列に接続されると同時に、前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの直列の組み合わせと並列に接続され、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチは、前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの一次巻線の第１の端に接続され、
前記第３のスイッチおよび前記第４のスイッチは、前記結合インダクタおよび前記変圧器の前記いずれかの一次巻線の第２の端に接続されている、基板処理システム。
適用例２２：
適用例２１の基板処理システムであって、さらに、
前記第１の直流電圧を受け取るように構成された第２のコンデンサを備え、前記第２のコンデンサは、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの直列の組み合わせと並列に接続され、
前記第３のスイッチおよび前記第４のスイッチの直列の組み合わせと並列に接続されている、基板処理システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】