特許 7549672 耐アーク性冷却剤導管付き基板支持アセンブリ

(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】2024-09-03

(45)【発行日】2024-09-11

(54)【発明の名称】耐アーク性冷却剤導管付き基板支持アセンブリ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20240904BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20240904BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20240904BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101G

H01L21/68 R

H01L21/302 101C

H01L21/31 C

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2022556534

(86)(22)【出願日】2020-12-15

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-01

(86)【国際出願番号】 US2020065097

(87)【国際公開番号】W WO2021188174

(87)【国際公開日】2021-09-23

【審査請求日】2022-11-11

(31)【優先権主張番号】16/825,466

(32)【優先日】2020-03-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】プローティ， スティーヴン ドナルド

(72)【発明者】

【氏名】ガルシア デ ゴロルド， アルヴァロ

(72)【発明者】

【氏名】シュミット， アンドレアス

(72)【発明者】

【氏名】ヌージャイム， アンドリュー アントワン

【審査官】河合 俊英

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１２１８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１２７７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００１８６４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３３７８２３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０６２８４１１０（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体チャンバ構成要素であって、
第１のプレートを含む被給電領域と、
第２のプレートを含む接地領域と、
前記半導体チャンバ構成要素内に配置され、前記被給電領域及び接地領域を通る流体導管であって、
前記第１のプレートに第１の端部を、かつ前記第２のプレートに第２の端部を有し、０．１から１００ＭΩの端部間電気抵抗を有する、流体導管と
を備える、半導体チャンバ構成要素。

【請求項2】

前記端部間電気抵抗が１．０から５０ＭΩである、請求項１に記載の半導体チャンバ構成要素。

【請求項3】

前記端部間電気抵抗が１．０から２０ＭΩである、請求項１に記載の半導体チャンバ構成要素。

【請求項4】

流体導管は、ＳｉＣ、Ｔｉドープアルミナ、炭素ドーププラスチック、及び金属ドープセラミックスで構成される群から選択される少なくとも１つの材料から作製される、請求項２に記載の半導体チャンバ構成要素。

【請求項5】

前記流体導管は更に、
前記流体導管の少なくとも一方の端部に近接して、３２ＲＡ（μｉｎ）又はそれよりも滑らかな仕上げに研磨された外面
を含む、請求項４に記載の半導体チャンバ構成要素。

【請求項6】

被給電領域及び接地領域は、基板支持アセンブリ、シャワーヘッド、静電チャック、ガス分配プレート、熱シールド、又は取り外し可能なプロセスキットの一部を含む、請求項５に記載の半導体チャンバ構成要素。

【請求項7】

前記流体導管は、ＳｉＣ、Ｔｉドープアルミナ、炭素ドーププラスチック、及び金属ドープセラミックスで構成される群から選択される少なくとも１つの材料から作製される、請求項１に記載の半導体チャンバ構成要素。

【請求項8】

前記流体導管は更に、
前記流体導管の少なくとも一方の端部に近接して、３２ＲＡ（μｉｎ）又はそれよりも滑らかな仕上げに研磨された外面
を含む、請求項１に記載の半導体チャンバ構成要素。

【請求項9】

前記流体導管は更に、
前記流体導管の少なくとも一方の端部に近接して、４から８ＲＡ（μｉｎ）の仕上げに研磨された外面
を含む、請求項１に記載の半導体チャンバ構成要素。

【請求項10】

前記流体導管は更に、
前記流体導管の前記第１の端部に結合されたフィッティングであって、前記第１のプレートの相補的な嵌合面に密封結合するように構成されたフィッティング
を含む、請求項１に記載の半導体チャンバ構成要素。

【請求項11】

前記被給電領域及び接地領域は、基板支持アセンブリ、シャワーヘッド、静電チャック、ガス分配プレート、熱シールド、又は取り外し可能なプロセスキットの一部を含む、請求項１に記載の半導体チャンバ構成要素。

【請求項12】

前記被給電領域は、前記流体導管に流体結合されたチャネル又は貫通孔を含む、請求項１１に記載の半導体チャンバ構成要素。

【請求項13】

基板支持アセンブリであって、
支持面及び前記支持面に対向する底面を有する静電チャック（ＥＳＣ）であって、チャッキング電極を有する、ＥＳＣと、
前記ＥＳＣを支持するＥＳＣベースアセンブリであって、ベースチャネルを有し、前記ＥＳＣ及び前記ＥＳＣベースアセンブリの少なくとも一方は、前記基板支持アセンブリの被給電領域を含み、前記基板支持アセンブリの前記被給電領域は、基板処理工程中にＲＦ電力を受けるように構成される、ＥＳＣベースアセンブリと、
前記ＥＳＣベースアセンブリを支持する接地プレートと、
前記被給電領域と前記接地プレートとを通る第１の流体導管であって、０．１から１００ＭΩの端部間電気抵抗を有し、前記ＥＳＣに第１の端部を、かつ前記接地プレートに第２の端部を有する、第１の流体導管と
を備える、基板支持アセンブリ。

【請求項14】

前記端部間電気抵抗が１．０から５０ＭΩである、請求項１３に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項15】

前記第１の流体導管は、ＳｉＣ、Ｔｉドープアルミナ、炭素ドーププラスチック、及び金属ドープセラミックスで構成される群から選択される少なくとも１つの材料から作製される、請求項１３に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項16】

前記第１の流体導管は更に、
前記第１の流体導管の少なくとも一方の端部に近接して、４から８ＲＡ（μｉｎ）の仕上げに研磨された外面
を含む、請求項１３に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項17】

前記第１の流体導管は更に、
前記第１の流体導管の前記第１の端部に結合されたフィッティングであって、前記ＥＳＣベースアセンブリの相補的な嵌合面に密封結合するように構成されたフィッティング
を含む、請求項１３に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項18】

前記ＥＳＣベースアセンブリと前記接地プレートとの間に配置された設備プレートであって、設備流体を循環させるように構成された設備チャネルを有する設備プレートと、
前記設備チャネルに密封結合され、０．１から１００ＭΩの端部間電気抵抗を有する、第２の流体導管と
を更に含む、請求項１３に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項19】

０．１から１００ＭΩの端部間電気抵抗を有する第２の流体導管であって、前記第１及び第２の流体導管は、前記ＥＳＣベースアセンブリに配置されたベースチャネルに結合され、前記ベースチャネルは、それを通して冷却剤を流すように構成される、第２の流体導管
を更に含む、請求項１３に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項20】

基板支持アセンブリであって、
支持面及び前記支持面に対向する底面を有する静電チャック（ＥＳＣ）であって、チャッキング電極及びヒータを有する、ＥＳＣと、
前記ＥＳＣを支持するＥＳＣベースアセンブリであって、ベースチャネルを有し、基板処理工程中にＲＦ給電されるように構成されたＥＳＣベースアセンブリと、
前記ＥＳＣベースアセンブリを支持する接地プレートと、
前記接地プレートから前記ベースチャネルまで延在する第１の流体導管であって、熱伝達流体を前記ベースチャネルに流入させるための入口を提供し、前記ＥＳＣに第１の端部を、かつ前記接地プレートに第２の端部を有する、第１の流体導管と、
前記接地プレートから前記ベースチャネルまで延在する第２の流体導管であって、熱伝達流体を前記ベースチャネルから流出させるための出口を提供する、第２の流体導管と
を備え、前記第１及び第２の流体導管は、ＳｉＣ、Ｔｉドープアルミナ、炭素ドーププラスチック、及び金属ドープセラミックスで構成される群から選択される少なくとも１つの材料から作製され、前記第１及び第２の流体導管は、０．１から１００ＭΩの端部間電気抵抗を有する、基板支持アセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］本開示の実施形態は、概して、半導体チャンバ構成要素に関し、より具体的には、耐アーク性冷却剤導管を有する基板支持アセンブリに関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］ナノメートル及びより小さい特徴を確実に製造することは、半導体デバイスの次世代超大規模集積（ＶＬＳＩ）及び極大規模集積（ＵＬＳＩ）に対する重要な技術課題の１つである。しかし、回路技術の限界に挑戦する一方で、ＶＬＳＩ及びＵＬＳＩの配線技術の寸法縮小により、処理能力に対する要求が更に高まっている。基板に確実にゲート構造を形成することは、ＶＬＳＩ及びＵＬＳＩの成功にとって、また個々の基板及びダイの回路密度及び品質を高める努力を続ける上で重要である。

【0003】

［０００３］製造コストを下げるために、集積チップ（ＩＣ）製造業者は、処理されるすべてのシリコン基板からより高いスループットとより良いデバイス歩留と性能を要求している。現在開発中の次世代デバイス用に検討されている製造技法の中には、極低温での処理を必要とするものがある。極低温で均一に維持された基板をドライ反応性イオンエッチングすると、基板に配置された材料の上向き面にイオンが衝突し、自然エッチングが減少するため、滑らかで垂直な側壁を有するトレンチを形成することができる。更に、極低温では、ある材料と別の材料とのエッチングの選択性を向上させることができる。例えば、シリコン（Ｓｉ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）との間の選択性は、温度が低下するにつれて指数関数的に高まる。

【0004】

［０００４］極低温処理を可能にするための基板支持アセンブリの操作は、しばしば、基板支持アセンブリを通して循環される冷却剤の使用に依存する。冷却剤を通すために使用される導管は、基板支持アセンブリの接地及び給電の両方が行われる部分にまたがるため、冷却剤は、短絡を防ぐために十分に電気絶縁性でなければならない。しかし、絶縁性導管内の冷却剤の流れにより、時間の経過とともに,導管と基板支持アセンブリの接地部との間にアーク放電を発生させるほど、管に電荷が蓄積する可能性がある。アーク放電は、導管にピン孔を形成し、望ましくない冷却剤の漏れを発生させることを含む、多くの問題を引き起こし得る、又はその一因となり得る。

【0005】

［０００５］従って、改良された基板支持アセンブリが必要である。

【発明の概要】

【0006】

本明細書では、チャンバ構成要素の被給電部と接地部との間で流体を運ぶための１又は複数の導管を含み、導管は、従来の構成要素と比較してアーク放電が起こりにくいように構成される、半導体チャンバ構成要素について説明する。
一実施例では、被給電領域、接地領域、及び流体導管を含む半導体チャンバ構成要素が提供される。流体導管は、半導体チャンバ構成要素内に配置され、被給電領域及び接地領域を通る。流体導管は、０．１から１００ＭΩ、例えば１．０から２０ＭΩの端部間電気抵抗を有する。
別の実施例では、半導体チャンバ構成要素は、基板支持アセンブリとして開示される。基板支持アセンブリは、静電チャック（ＥＳＣ）と、ＥＳＣベースアセンブリと、接地プレートと、第１の流体導管とを含む。ＥＳＣは、支持面と、支持面に対向する底面とを有する。ＥＳＣは、更に、チャッキング電極を有する。ＥＳＣベースアセンブリはＥＳＣを支持し、ＥＳＣベースアセンブリはベースチャネルを有する。ＥＳＣ及びＥＳＣベースアセンブリの少なくとも一方は、基板支持アセンブリの被給電領域を含む。基板支持アセンブリの被給電領域は、基板処理工程中にＲＦ電力を受けるように構成される。接地プレートは、ＥＳＣベースアセンブリを支持する。第１の流体導管は、被給電領域及び接地プレートを通る。第１の流体導管は、０．１から１００ＭΩ、例えば１．０から２０ＭΩの端部間電気抵抗を有する。

【0007】

［０００６］更に別の実施例では、静電チャック（ＥＳＣ）と、ＥＳＣベースアセンブリと、接地プレートと、第１及び第２の流体導管とを含む基板支持アセンブリが提供される。ＥＳＣは、支持面と、支持面に対向する底面とを有する。ＥＳＣはまた、チャッキング電極及びヒータも有する。ＥＳＣベースアセンブリは、ＥＳＣを支持し、ベースチャネルを有する。ＥＳＣベースアセンブリは、基板処理工程中にＲＦ給電されるように構成される。接地プレートは、ＥＳＣベースアセンブリを支持する。第１及び第２の流体導管は、接地プレートからベースチャネルまで延在する。第１の流体導管は、熱伝達流体をベースチャネルに流入させるための入口を提供し、第２の流体導管は、熱伝達流体をベースチャネルから流出させるための出口を提供する。第１及び第２の流体導管は部分的に導電性のセラミックから作製され、０．１から１００ＭΩ、例えば１．０から２０ＭΩの端部間電気抵抗を有する。

【0008】

［０００７］上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、一部が添付の図面に例示されている実施形態を参照しながら、上記に要約した本開示をより具体的に説明する。しかし、添付の図面は例示的な実施形態を単に示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定するものと見なすべきではなく、他の等しく有効な実施形態も許容しうることに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態に係る例示的なプラズマ処理チャンバの断面概略図である。

【図2A】一実施形態に係る例示的な基板支持アセンブリの断面概略図である。

【図2A-1】図２Ａに示す基板支持アセンブリに配置される管の代替例の部分断面概略図である。

【図2B】一実施形態に係る例示的な基板支持アセンブリの断面概略図である。

【図2C】一実施形態に係るねじアセンブリの概略図である。

【図3】一実施形態に係るシールの概略図である。

【図4A】実施形態に係るＥＳＣベースアセンブリの断面概略図である。

【図4B】実施形態に係るＥＳＣベースアセンブリの断面概略図である。

【図4C】実施形態に係るＥＳＣベースアセンブリの断面概略図である。

【図4D】実施形態に係るＥＳＣベースアセンブリの断面概略図である。

【図4E】一実施形態に係る例示的な基板支持アセンブリの周囲部分の断面概略図である。

【図5A】実施形態に係る例示的な基板支持アセンブリの部分断面概略図である。

【図5B】実施形態に係る例示的な基板支持アセンブリの部分断面概略図である。

【図5C】実施形態に係る例示的な基板支持アセンブリの部分断面概略図である。

【図5D】一実施形態に係る低温光プローブアセンブリの断面概略図である。

【図6】チャンバ構成要素の接地領域及び被給電領域にまたがる内部導管を有する半導体チャンバ構成要素の断面概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［００１９］理解を容易にするために、可能な限り、図面に共通の同一要素を示すのに同一の参照番号を使用している。一実施形態の要素及び特徴は、さらなる詳述なしに他の実施形態に有益に組み込まれ得ると考えられる。

【0011】

［００２０］本明細書に記載の実施形態は、処理チャンバの他の表面が異なる温度に維持される一方で、静電チャック（ＥＳＣ）の上に配置された基板が処理に適した極低温処理温度に維持されるように、静電チャック（ＥＳＣ）の極低温動作を可能にする基板支持アセンブリを提供する。極低温処理温度（すなわち、基板の温度）とは、基板支持体における－１０℃未満の温度を指すことを意図している。

【0012】

［００２１］また、本明細書では、基板支持アセンブリの被給電部と接地部との間で基板支持アセンブリ内の流体を運ぶための、アーク放電が発生しにくい１又は複数の導管を含む基板支持アセンブリについて説明する。本明細書に記載の導管は、従来の基板支持アセンブリで使用される導管と比較してアーク放電が発生しにくいため、基板支持アセンブリの信頼性、保守点検間隔及び耐用年数が著しく改善される。耐アーク性導管を、主に、極低温動作を可能にするように構成された基板支持アセンブリに具現化されるものとして説明するが、耐アーク性導管は、処理チャンバ構成要素の接地部及び被給電部を横断する導管において流体が移送される他の基板支持アセンブリ又は他の半導体処理チャンバ構成要素において利用され得る。

【0013】

［００２２］基板支持アセンブリを、エッチング処理チャンバにおいて以下に説明するが、基板支持アセンブリは、中でも、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等の他の種類のプラズマ処理チャンバ、及び極低温処理温度で維持される基板の処理が望ましい他のシステムにおいて利用され得る。しかしながら、本明細書に記載の基板支持アセンブリ及びチャンバ構成要素は、他の処理温度で利用され得ることに留意されたい。

【0014】

［００２３］図１は、基板支持アセンブリ１０１を有する、エッチングチャンバとして構成し図示した例示的なプラズマ処理チャンバ１００の断面概略図である。上述したように、基板支持アセンブリ１０１は、他の種類のプラズマ処理チャンバ、中でも、例えばプラズマ処理チャンバ、アニールチャンバ、物理的気相堆積チャンバ、化学気相堆積チャンバ、及びイオン注入チャンバ、並びに表面又は基板１２４等の加工物を極低温処理温度に均一に維持する能力が望ましい他のシステムにおいて利用され得る。極低温処理温度に維持された基板１２４をドライ反応性イオンエッチングすると、基板１２４に配置された材料の上向き面にイオンが衝突し、自然エッチングが減少するため、滑らかで垂直な側壁を有するトレンチを形成することができる。例えば、イオンが低誘電率誘電体材料の上向き面に衝突し続け、滑らかで垂直な側壁を有するトレンチを形成する一方で、極低温処理温度に均一に維持された基板１２４に配置された低誘電率誘電体材料の孔隙におけるイオンの拡散は減少する。更に、ある材料と別の材料とのエッチングの選択性は、極低温処理温度において改善し得る。例えば、シリコン（Ｓｉ）と二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）との間の選択性は、温度が低下するにつれて指数関数的に高まる。

【0015】

［００２４］プラズマ処理チャンバ１００は、処理領域１１０を囲む側壁１０４、底部１０６、及びリッド１０８を有するチャンバ本体１０２を含む。チャンバ本体１０２の側壁１０４及び／又はリッド１０８に、注入装置１１２が結合される。処理領域１１０内にプロセスガスを供給することを可能にするために、ガスパネル１１４が注入装置１１２に結合される。注入装置１１２は、１又は複数のノズル又は入口ポート、又は代替的にシャワーヘッドであってよい。プロセスガスは、いずれかの処理副生成物と共に、チャンバ本体１０２の側壁１０４又は底部１０６に形成された排気ポート１１６を通して処理領域１１０から除去される。排気ポート１１６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及びポンプを含むポンプシステム１４０に結合される。

【0016】

［００２５］処理領域１１０内にプラズマを形成するために、プロセスガスに電圧が印加され得る。プロセスガスは、ＲＦ電力をプロセスガスに容量的又は誘導的に結合させることによって電圧が印加され得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる、図１に示す実施形態では、複数のコイル１１８が、プラズマ処理チャンバ１００のリッド１０８の上方に配置され、整合回路１２０を通してＲＦ電源１２２に結合される。

【0017】

［００２６］基板支持アセンブリ１０１は、注入装置１１２の下方の処理領域１１０に配置される。基板支持アセンブリ１０１は、ＥＳＣ１０３と、ＥＳＣベースアセンブリ１０５とを含む。ＥＳＣベースアセンブリ１０５は、ＥＳＣ１０３と設備プレート１０７とに結合される。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、冷却、加熱、及びガス接続を容易にするように構成される。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から絶縁する。

【0018】

［００２７］ＥＳＣベースアセンブリ１０５は、極低温チラー１１７に結合されたベースチャネル１１５（図４Ａ～図４Ｄに更に詳述）を含む。極低温チラー１１７は、ＥＳＣベースアセンブリ１０５、ひいては基板１２４が所定の極低温温度に維持され得るように、冷媒等のベース流体をベースチャネル１１５に供給する。同様に、設備プレート１０７は、チラー１１９に結合された設備チャネル１１３（図２Ａ及び図２Ｂに更に詳述）を含む。チラー１１９は、設備プレート１０７が所定の温度に維持されるように、設備流体を設備チャネル１１３に供給する。一実施例では、ベース流体は、ＥＳＣベースアセンブリ１０５を設備プレート１０７の温度よりも高い温度に維持する。

【0019】

［００２８］図２Ａ～図２Ｂを更に参照すると、極低温チラー１１７は、ＥＳＣベースアセンブリ１０５が所定の極低温温度に維持されるように、ベースチャネル１１５の入口２５４に接続されたベース入口導管１２３を介して、及びベースチャネル１１５の出口２５６に接続されたベース出口導管１２５を介して、ベースチャネル１１５に流体連結している。本明細書に記載の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、極低温チラー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る。ベース流体は、動作圧力において－５０℃未満の極低温温度で液体のままである組成物を含む。ベース流体は、基板支持アセンブリ１０１を通して循環させたときにベース流体を通して電気経路が形成されないように、一般に絶縁性である。適切な設備流体の非限定的な例としては、フッ素化熱伝達流体が挙げられる。極低温チラー１１７は、ＥＳＣベースアセンブリ１０５のベースチャネル１１５を通って循環されるベース流体を供給する。ベースチャネル１１５を通って流れるベース流体は、ＥＳＣベースアセンブリ１０５を極低温に維持することを可能にし、これは、ＥＳＣ１０３に配置された基板１２４が極低温処理温度に均一に維持されるように、ＥＳＣ１０３の横方向温度プロファイルを制御することを支援する。本明細書に記載の他の実施形態に組み合わせることができる一実施形態では、極低温チラー１１７は、約－５０℃未満の極低温温度を維持するように動作可能である。

【0020】

［００２９］チラー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に、設備チャネル１１３の入口２４０に接続された設備入口導管１２７を介して、及び設備チャネル１１３の出口２４２に接続された設備出口導管１２９を介して、設備チャネル１１３と流体連結している。本明細書に記載の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、極低温チラー１１９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る。設備流体は、約－１０℃から約６０℃の周囲温度を維持することができる材料を含み得る。チラー１１９は、設備プレート１０７の設備チャネル１１３を通って循環される設備流体を供給する。設備流体は、基板支持アセンブリ１０１を通して循環させたときに、設備流体を通して電気経路が形成されないように、一般に絶縁性である。適切な設備流体の非限定的な例としては、フッ素化熱伝達流体が挙げられる。設備チャネル１１３を通って流れる設備流体は、設備プレート１０７を所定の周囲温度に維持することを可能にし、これは絶縁体プレート１０９を所定の周囲温度に維持することを支援する。

【0021】

［００３０］主に図１に戻ると、ＥＳＣ１０３は、支持面１３０と、支持面１３０に対向する底面１３２とを有する。本明細書に記載の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（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は他の適切な材料等のセラミック材料から作製される。代替的に、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のポリマーから作製され得る。

【0022】

［００３１］ＥＳＣ１０３は、その中に配置されたチャッキング電極１２６を含む。チャッキング電極１２６は、単極電極又は双極電極、又は他の適切な配置として構成され得る。チャッキング電極１２６は、ＲＦフィルタ及び設備プレート１０７を通してチャッキング電源１３４に結合され、チャッキング電源１３４は、基板１２４をＥＳＣ１０３の支持面１３０に静電的に固定するためのＤＣ電力を供給する。ＲＦフィルタは、プラズマ処理チャンバ１００内でプラズマ（図示せず）を形成するために利用されるＲＦ電力が、電気機器を損傷する、又はチャンバの外部に電気的危険を及ぼすことを防止するものである。

【0023】

［００３２］ＥＳＣ１０３は、その中に埋め込まれた１又は複数の抵抗ヒータ１２８を含む。抵抗ヒータ１２８を用いて、ＥＳＣベースアセンブリ１０５によって冷却されるＥＳＣ１０３の温度が制御され、基板支持アセンブリ１０１の支持面１３０に配置された基板１２４を処理するのに適した極低温処理温度が維持され得る。抵抗ヒータ１２８は、設備プレート１０７及びＲＦフィルタを通してヒータ電源１３６に結合される。ＲＦフィルタは、プラズマ処理チャンバ１００内でプラズマ（図示せず）を形成するために利用されるＲＦ電力が、電気機器を損傷する、又はチャンバの外部に電気的危険を及ぼすことを防止する。ヒータ電源１３６は、抵抗ヒータ１２８に５００ワット以上の電力を供給し得る。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、このコントローラは、一般に、基板１２４を所定の極低温温度に加熱するように設定される。本明細書に記載の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、抵抗ヒータ１２８は、複数の横方向に分離した加熱ゾーンを含み、コントローラは、抵抗ヒータ１２８の少なくとも一つのゾーンが、他のゾーンの１又は複数に位置する抵抗ヒータ１２８に対して優先的に加熱されることを可能にする。例えば、抵抗ヒータ１２８は、分離された複数の加熱ゾーンに同心円状に配置され得る。抵抗ヒータ１２８は、基板１２４を処理に適した極低温処理温度に維持する。本明細書に記載の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、極低温処理温度は約－１０℃未満である。例えば、極低温処理温度は、約－１０℃から約－１５０℃である。

【0024】

［００３３］基板支持アセンブリ１０１は、その中に配置された１又は複数の温度プローブアセンブリを含み得る。１又は複数の温度アセンブリは、所望の基板処理温度が維持され得るように、ＥＳＣベースアセンブリ１０５及びＥＳＣ１０３の抵抗ヒータ１２８によって提供される加熱及び冷却のバランスをとるためのフィードバックを提供するために利用される。

【0025】

［００３４］プローブコントローラ１３８に結合された、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる様々な低温光プローブアセンブリ５００を、図５Ａ～図５Ｄに示す。本明細書に記載の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、各低温光プローブ５１２のプローブ先端部５１６は、ＥＳＣ１０３の温度を決定するために、ＥＳＣ１０３の表面内（図５Ｂに示すように）又はＥＳＣ１０３の表面（図５Ａに示すように）に配置される。本明細書に記載の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、各低温光プローブ５１２のプローブ先端部５１６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推測するために（図５Ｃに示すように）ＥＳＣベースアセンブリ１０５内に配置される。本明細書に記載の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、１つのみ図示した各低温光プローブアセンブリ５００は、抵抗ヒータ１２８の複数の横方向に分離した加熱ゾーンのゾーンに対応し、低温光プローブは、ＥＳＣ１０３の各ゾーンの温度を測定する。プローブコントローラ１３８は、抵抗ヒータ１２８の各ゾーンが独立して加熱され、ＥＳＣ１０３に配置された基板１２４が極低温処理温度に均一に維持されることにより、温度測定に基づくＥＳＣ１０３の横方向温度プロファイルが実質的に均一になるように、ヒータ電源１３６に結合される。

【0026】

［００３５］図２Ａ及び図２Ｂを再び参照すると、例示的な基板支持アセンブリ１０１は、その上に配置された基板１２４が極低温処理温度に維持されるように、ＥＳＣ１０３の極低温温度動作を可能にするように構成される。ＥＳＣ１０３は、ＥＳＣベースアセンブリ１０５に結合される。本明細書に記載の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、結合層２０２でＥＳＣベースアセンブリ１０５に固定される。結合層２０２は、有機材料又は無機材料を含み得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態では、結合層２０２は、エポキシ又は金属材料を含み得る。チャッキング電極１２６は、設備プレート１０７の下部絶縁体２１２及びＥＳＣベースアセンブリ１０５の上部絶縁体２１４の第１ボア２０８を通して配置された第１の絶縁ワイヤ２０４を介してチャッキング電源１３４に結合される。１又は複数の抵抗ヒータ１２８は、設備プレート１０７の下部絶縁体２１２及びＥＳＣベースアセンブリ１０５の上部絶縁体２１４の第２のボア２１０を通して配置された第２の絶縁ワイヤ２０６を介してヒータ電源１３６に結合される。

【0027】

［００３６］設備プレート１０７は、プレート部２２９及び壁部２３０を含む。ＥＳＣベースアセンブリ１０５のプレート部２２９は、真空領域２２２がＥＳＣベースアセンブリ１０５と設備プレート１０７との間に存在するように、１又は複数の第１のねじアセンブリ２２０で設備プレート１０７に結合される。１又は複数の第１のねじアセンブリ２２０の各々は、設備プレート１０７、バイアス要素２２６、及び設備プレート１０７に接触する熱ブレーク２２７を通って、ＥＳＣベースアセンブリ１０５のねじ孔２２８内に挿入されるボルト２２４を含む。熱ブレーク２２７は、設備プレート１０７と接触して、極低温温度に維持されたＥＳＣベースアセンブリ１０５からの熱絶縁を提供する。本明細書に記載の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、熱ブレーク２２７は、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）又はポリイミド（ＰＩ）含有材料を含む。バイアス要素２２６は、圧縮されたときに力を発生させるために利用される。好適なバイアス要素２２６は、コイルばね、ばね形態、及びエラストマを含む。一実施例では、バイアス要素２２６は、複数のベルビルワッシャとして図示される。バイアス要素２２６は、ボルト２２４を締めることによって圧縮され、これにより、設備プレート１０７がＥＳＣベースアセンブリ１０５に押し付けられる（すなわち、予め負荷がかけられる）。幾つかの実施形態では、図２Ｃに示すように、ねじカバー２６１は、真空絶縁領域２６３が１又は複数の第１のねじアセンブリ２２０の各々の間に維持されるように、ボルト２２４の上方で設備プレート１０７に結合される。ねじカバー２６１は、真空絶縁領域２６３の圧力を維持し、１又は複数の第１のねじアセンブリ２２０の各々を設備プレート１０７から断熱するために、シール２６７によって設備プレート１０７に結合される。動作中、ＥＳＣベースアセンブリ１０５は、概して、高ＲＦ条件に維持される。

【0028】

［００３７］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２３０を含む。本明細書に記載の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、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を維持する。シール２３２によってＥＳＣに結合された壁部２３０は、ＥＳＣベースアセンブリ１０５の材料を、プロセスガスとの接触による潜在的な腐食及び／又は侵食から保護する。真空領域２２２は、ＥＳＣ１０３、ＥＳＣベースアセンブリ１０５、設備プレート１０７、及びシール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の凝縮を防止し、処理領域１１０の圧力とは独立した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に入るのを防止し、ＥＳＣベースアセンブリ１０５と設備プレート１０７との間の熱絶縁を提供する。本明細書に記載の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、設備プレート１０７はアルミニウム含有材料を含む。

【0029】

［００３８］設備プレート１０７の設備チャネル１１３は、設備プレートに機械加工され、カバー２３８でシールされる。一実施例では、カバー２３８は設備プレート１０７に溶接され、設備チャネル１１３を密封する。設備チャネル１１３の入口２４０は、絶縁体プレート１０９及び接地プレート１１１を通して配置された入口導管２４４と流体連結している。設備チャネル１１３の出口２４２は、絶縁体プレート１０９及び接地プレート１１１を通して配置された出口導管２４６と流体連結している。入口導管２４４及び出口導管２４６は、設備入口導管１２７に接続された接続入口２５０と、設備出口導管１２９に接続された接続出口２５２とを有する接続部２４８に接続される。動作中、設備プレート１０７は、概して高ＲＦ条件に維持される。

【0030】

［００３９］上述したように、入口導管２４４及び出口導管２４６は、基板支持アセンブリ１０１の被給電部及び接地部にまたがっている。すなわち、入口導管２４４及び出口導管２４６は、給電される設備プレート１０７及びＥＳＣベースアセンブリ１０５（すなわち、被給電部）と、接地される絶縁体プレート１０９及び基板支持アセンブリ１０１（すなわち、基板支持アセンブリ１０１の接地部）との間に延在する。絶縁設備流体が導管２４４、２４６を通過する間に静電荷が導管２４４、２４６に蓄積するのを阻止するために、導管２４４、２４６は十分に導電性になるように作製され、これにより、基板支持アセンブリ１０１の接地部と被給電部との間、ここでは絶縁体プレート１０９と基板支持アセンブリ１０１との間の短絡を依然として防止しながら、基板支持アセンブリ１０１内でアーク放電を引き起こすのに十分な静電荷が導管２４４、２４６の表面に蓄積しないようになる。従って、導管２４４、２４６のこの構成は、導管２４４、２４６と、基板支持アセンブリ１０１の接地部との間のアーク放電を実質的に防止し、基板支持アセンブリ１０１の信頼性、保守点検間隔及び耐用年数が有利に増加する。本明細書に記載の他の実施例と組み合わせることができる一実施例では、導管２４４は、設備流体と適合する材料から作製され、約０．１ＭΩから約１００ＭΩの端部間の抵抗を有する。例えば、導管２４４の端部間の抵抗は、約１．０ＭΩから約５０ＭΩ、例えば、約１．０ＭΩから約２０ＭΩであってよい。導管２４４を作製するのに適した材料の非限定的な例としては、他の材料の中でも、ＳｉＣ、Ｔｉドープアルミナ、炭素ドーププラスチック、及び金属ドープセラミックスが挙げられる。

【0031】

［００４０］図２Ａの拡大部分に示すように、導管２４４は、第１の端部２９１及び第２の端部２９３を含む。導管２４４はまた、２９１、２９３を接続する外面２９５を有する。各端部２９１、２９３における外面２９５は、シール面２８９を含む。シール面２８９は、設備プレート１０７及び接続部２４８との密封を容易にするために研磨される。一実施例では、各端部２９１、２９３における外面２９５は、少なくとも３２μｉｎＲＡ、例えば約４から８μｉｎＲＡ、又はそれよりも滑らかに研磨される。シール２９７は、外面２９５の研磨されたシール面２８９と設備プレート１０７及び接続部２４８との間に配置され、漏れを防止し得る。一実施例では、シール２９７は、シール２３２を参照して説明したように構成され得る、又は別の適切な方法で構成され得る。あるいは、フィッティング２９９（図２Ａ－１に示す）が、各端部２９１、２９３で外面２９５に密封結合され得る。フィッティング２９９は、設備プレート１０７及び／又は接続部２４８の相補的な嵌合面（例えば、雄／雌ねじ、圧縮フィッティング、ろう付けリング等）と密封嵌合するように構成される。一実施例では、フィッティング２９９は、一方の端部２９１で導管２４４及び設備プレート１０７にろう付けされる金属シリンダであってよく、第２のフィッティング２９９は、他方の端部２９３で導管２４４及び接続部２４８にろう付けされる。シール２９７はピストンシールとして図示及び説明しているが、シール２９７は代替的に面シールとして構成され得る。

【0032】

［００４１］例えば図２Ａ－１を参照して説明したような端部を有する導管２４６、２６６、２６８を、上述したように製造することもできる。導管２４４、２４６、２６６、２６８は、導管に機械的強度を提供する電気絶縁バッキング管に挿入されるスリーブとしても構成され得る。

【0033】

［００４２］また、上記に示し、図６に概略的に示すように、基板支持アセンブリに加えて、シャワーヘッド、静電チャック、ガス分配プレート、熱シールド、及び接地領域６０４と被給電領域６０６との間を通る内部導管６０２を有する取り外し可能なプロセスキット等の他の半導体チャンバ構成要素６００は、導管２４４を参照して本明細書に説明したように作製された導管６０２を有し得る。被給電領域６０６は、例えば電源６１０を介した電力の印加によって、又は半導体チャンバ構成要素６００が基板処理中に利用される処理チャンバ内のプラズマへの曝露を通して高ＤＣ及び／又は高ＲＦになるように構成される。接地領域６０４及び被給電領域６０６は、オプションとして、絶縁層６０８によって分離され得る。絶縁層６０８は、ポリマー層、セラミック層、結合層、又は他の導電性の適切な層であってよい。一実施例では、接地領域６０４は接地プレート１１１と同様に構成され、被給電領域６０６は設備プレート１０７又はＥＳＣベースアセンブリ１０５又はＥＳＣ１０３に構成される。

【0034】

［００４３］導管６０２は、２つのチャネル６１２、６１４に結合される。チャネル６１２、６１４は、熱伝達流体導管のように領域６０４、６０６内の内部に閉じ込められていてよい、又は構成要素６００を通して配置されたガス流孔等、構成要素６００の外部に露出していてよい。一実施例では、チャネル６１２は、中でも、ガスパネル、裏側ガス源、処理ガス源、パージガス源、又は熱伝達流体源等の流体源６１６に結合される。

【0035】

［００４４］図２Ａ～図２Ｂに戻ると、図４Ａ～図４Ｄにおいてより詳細に説明するＥＳＣベースアセンブリ１０５のベースチャネル１１５は、設備プレート１０７、絶縁体プレート１０９、及び接地プレート１１１を通して配置された被覆入口導管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。ベースチャネル１１５の出口２５６は、設備プレート１０７、絶縁体プレート１０９、及び接地プレート１１１を通して配置された被覆出口導管２６０と流体連結している。被覆入口導管２５８及び被覆出口導管２６０は、インターフェースブロック２７０に接続される。本明細書に記載の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、インターフェースブロック２７０は、ステンレス鋼から作製される。被覆入口導管２５８は、流体入口導管２６６及び真空チャネル２６２を含む。被覆出口導管２６０は、流体出口導管２６８及び真空チャネル２６４を含む。インターフェースブロック２７０は、ベース入口２７２、真空チャネル２７６、ベース出口２７４、及び真空チャネル２７８を含む。ベース入口２７２は、流体入口導管２６６をベース入口導管１２３に接続させる。ベース出口２７４は、流体出口導管２６８をベース出口導管１２５に接続させる。真空チャネル２７６は、真空源２８４と流体連結している真空導管２８０に接続され、真空チャネル２７８は、真空源２８４と流体連結している真空導管２８２に接続される。真空源２８４を真空領域２２２に結合させることにより、処理領域１１０の圧力とは独立した圧力を真空領域２２２に維持することができる。本明細書に記載の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、流体入口導管２６６及び流体出口導管２６８は、シール２３２によってＥＳＣベースアセンブリ１０５に結合され、真空領域２２２の圧力を維持する。

【0036】

［００４５］基板支持アセンブリ１０１は、プラズマ処理チャンバ１００内外へのロボット移送を容易にするために、基板１２４をＥＳＣ１０３の支持面１３０の上方に上昇させるためのリフトピン（図示せず）を収容する１又は複数のリフトピンアセンブリ２８６も含む。１又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、及び接地プレート１１１を通して配置されたリフトピンガイド２８８を含む。ＥＳＣベースアセンブリ１０５を通して配置されたリフトピンガイド２８８の一部２９０は、リフトピンガイド２８８を適所に保持するねじ付きブッシング２９２によって囲まれている。リフトピンガイド２８８は、シール２３２によってＥＳＣ１０３に結合され、チャンバ真空と絶縁真空を分離して維持する。本明細書に記載の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、ヘリウム等の裏側熱伝達ガスを基板１２４とＥＳＣ１０３の支持面１３０との間に画定される介在空間に供給するための１又は複数のガス通路を含む。１又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、及び接地プレート１１１を通して配置される。１又は複数のガス通路の各々は、シール２３２によってＥＳＣ１０３に結合され、真空領域２２２の圧力を維持する。

【0037】

［００４６］図２Ｂに示すように、設備プレート１０７は、絶縁体プレート１０９と設備プレート１０７との間に配置された凹部２９６及びシール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に共形する。凹部２９６及び絶縁体プレート１０９は、設備プレート１０７の減少した厚さ２０１及び絶縁体プレート１０９の増加した厚さ２０３を提供する。本明細書に記載の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、絶縁体プレート１０９の外側部分２６９は、絶縁体プレート１０９の内側部分２７１の材料とは異なる材料を含む。外側部分２６９は、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_２）含有材料を含んでいてよく、絶縁体プレート１０９の内側部分２７１は、ポリスチレン含有材料を含んでいてよい。

【0038】

［００４７］図３は、一実施形態に係るシール２３２の概略図である。図３はシール２３２を面シールとして示すが、本明細書に記載の実施形態は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）本体、金属シール、又は他の適切なシールを有するピストン（すなわち、半径方向）シールを含み得る。シール２３２は、低温での使用に適したエラストマシール又は金属シールによるものであってよい。シール２３２は、本明細書に記載したように、堅牢な低温動作のためにシール２３２の十分な圧縮が維持されるようにシール２３２を付勢する、ばね又はばね形態等のバイアス要素を追加的に含み得る。本明細書に記載のシール２３２は、約－２６０℃から約２９０℃の温度での真空領域２２２の密封を提供する。図３に示すシール２３２は、その中に配置されたばね３０４を有するＰＴＦＥ本体３０２を含む。本明細書に記載の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、ばね３０４は、ステンレス鋼、ニッケル合金、ニッケルクロム合金、コバルトクロムニッケルモリブデン合金含有材料又は他の適切なばね材料から作製され得る。シール２３２は、ＥＳＣ１０３を極低温温度で密封することを可能にする。一実施例では、シール２３２は、ＰＴＦＥ本体３０２と、その中に配置されたばね３０４とを含み、約－２６０℃から約２９０℃の安全動作範囲を有する。

【0039】

［００４８］図４Ａ及び図４Ｂは、ベースチャネルプレート４０４に結合されたＥＳＣベース４０２を有するＥＳＣベースアセンブリ１０５の断面概略図である。ＥＳＣベース４０２は、ＥＳＣ１０３の熱膨張係数に実質的に一致するような材料を含む。ＥＳＣベース４０２は、モリブデン又は炭素繊維含有材料を含み得る。本明細書に記載の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、ベースチャネルプレート４０４は、アルミニウム含有材料で構成される。ベースチャネルプレート４０４は、ＥＳＣベースアセンブリ１０５のベースチャネル１１５を含む。ベースチャネル１１５は、ベースチャネルプレート４０４に機械加工され、カバー４２０と共に接着、溶接、又はろう付けされる。ベースチャネル１１５の入口２５４は、被覆入口導管２５８と流体連結しており、ベースチャネル１１５の出口２５６は、被覆出口導管２６０と流体連結している。ＥＳＣベース４０２は、１又は複数の第２のねじアセンブリ４０８を介してベースチャネルプレート４０４に結合される。一実施形態では、図４Ａに示すように、ＥＳＣベース４０２は、ＥＳＣベース４０２とベースチャネルプレート４０４との間で規定の熱伝導率を維持するために、熱伝導性ガスケット４０６をその間に有してベースチャネルプレート４０４に結合される。別の実施形態では、図４Ｂに示すように、熱伝導性ガスケット４０６は含まれない。１又は複数の第２のねじアセンブリ４０８の各々は、１又は複数のベルビルワッシャ４１２及びＥＳＣベース４０２を通って、ＥＳＣベース４０２のねじ孔４１４に挿入されるボルト４１０を含む。１又は複数のベルビルワッシャ４１２及びボルト４１０は、ベースチャネルプレート４０４がＥＳＣベース４０２に押し付けられるように、予め負荷がかけられている。

【0040】

［００４９］図４Ｃは、ベースチャネル１１５を有するＥＳＣベース４０２を有するＥＳＣベースアセンブリ１０５の断面概略図である。ＥＳＣベース４０２は、ＥＳＣ１０３の熱膨張係数に実質的に一致するように、モリブデン又は炭素繊維含有材料を含む。ベースチャネル１１５は、ＥＳＣベース４０２に機械加工され、カバー４２０と共に接着、溶接、又はろう付けされている。ベースチャネル１１５の入口２５４は、被覆入口導管２５８と流体連結しており、ベースチャネル１１５の出口２５６は、被覆出口導管２６０と流体連結している。

【0041】

［００５０］図４Ｄは、ベースチャネル１１５を有するＥＳＣベース４０２を有するＥＳＣベースアセンブリ１０５の断面概略図である。ＥＳＣベース４０２は、ＥＳＣ１０３の熱膨張係数に実質的に一致するように、モリブデン又は炭素繊維含有材料を含む。ベースチャネル１１５は、ＥＳＣベース４０２に機械加工された空間４２４に配置されたコイル４１６である。ベースチャネル１１５の入口２５４は、被覆入口導管２５８と流体連結しており、ベースチャネル１１５の出口２５６は、被覆出口導管２６０と流体連結している。

【0042】

［００５１］図４Ｅは、図２Ｂの基板支持アセンブリ１０１の周囲部分の断面概略図である。ＥＳＣベース４０２は、真空領域２２２に露出する溝４２６を含む。溝４２６は、その中に配置されたＲＦガスケット４２８を含む。設備プレート１０７のプレート部２２９は、その中に配置されたＲＦガスケット４３２を有する溝４３０を含む。ＥＳＣベース４０２及びベースチャネルプレート４０４は、設備プレート１０７から熱絶縁され、ＲＦガスケット４３２は、ベースチャネルプレート４０４と設備プレート１０７との間のＲＦ接続を維持する。同様に、図４Ａ及び図４Ｅに示す実施形態では、ＥＳＣベース４０２及びベースチャネルプレート４０４は熱インターフェースによって熱伝導し得るが、ＲＦガスケット４２８は、ベースチャネルプレート４０４とＥＳＣベース４０２との間の電気ＲＦ接続を維持する。

【0043】

［００５２］図５Ａ～図５Ｃは、１又は複数の低温光プローブアセンブリ５００（図５Ｄに示す）の１つを有する例示的な基板支持アセンブリ１０１の概略的な断面概略図である。低温光プローブアセンブリ５００の各々は、プローブコントローラ１３８に接続された光ファイバ５１０を含む。低温光プローブアセンブリ５００の各々は、絶縁体プレート１０９に配置されたマウントハウジング５０２と、絶縁体プレート１０９及び設備プレート１０７に配置されたプローブハウジング５０４とを含む。マウントハウジング５０２は、プローブアセンブリ５００が設備プレート１０７に押し付けられるように、マウントハウジング５０２を通して絶縁体プレート１０９のねじ孔５０８内に挿入されたプローブマウントボルト５０６でプローブハウジング５０４に結合される。光ファイバ５１０は、プローブハウジング５０４に配置された低温光プローブ５１２に接続される。プローブハウジング５０４は、低温光プローブ５１２のプローブ先端部５１６がＥＳＣ１０３に接触するように構成されるように、低温光プローブ５１２の垂直移動を提供するばね５１４を含む。本明細書に記載の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、プローブ先端部５１６は、表面を貫通することなくＥＳＣ１０３に接触する。図５Ｂに示す、本明細書に記載の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、プローブ先端部５１６はＥＳＣ１０３内に配置される。設備プレート１０７では、ねじ付きキャップ５１８がプローブハウジング５０４を囲む。ねじ付きキャップ５１８の内側部分５２０は、内部シール５２２でプローブハウジング５０４に結合される。内部シール５２２は、プローブ先端部５１６がＥＳＣ１０３との接触を維持することを可能にする。本明細書に記載の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、内部シール５２２は、シール２３２である。本明細書に記載の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、内部シール５２２は、エラストマシールである。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる更に別の実施形態では、内部シール５２２は、Ｏリング又は他の適切なシールである。ねじ付きキャップ５１８の外側部分５２４は、外部シール５２６で設備プレート１０７に結合される。外部シール５２６は、プローブハウジング５０４を真空領域２２２から密閉する。本明細書に記載の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、外部シール５２６は、Ｏリング又は他の適切なシールである。

【0044】

［００５３］要約すると、処理チャンバの他の表面を異なる温度に維持しながら、ＥＳＣの上に配置された基板を極低温処理温度に維持するように、ＥＳＣの極低温温度動作を可能にす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、プロセスチャンバに配置され、ＥＳＣ１０３と、ＥＳＣ１０３及び設備プレート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。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は、抵抗ヒータ１２８と連動して、ＥＳＣベースアセンブリ１０５を所定の極低温温度に維持することを可能にし、これは、ＥＳＣ１０３に配置された基板１２４を極低温処理温度に均一に維持するようにＥＳＣ１０３の横方向温度プロファイルを制御することを支援する。設備プレート１０７の設備チャネル１１３を通って流れる設備流体は、設備プレート１０７を周囲温度に維持することを可能にし、これは、絶縁体プレート１０９及び接地プレート１１１を周囲温度に維持することを支援する。

【0045】

［００５４］更に、半導体チャンバ構成要素の被給電部と接地部との間で流体を運ぶ内部導管の寿命を有利に伸ばす、中でも基板支持アセンブリ、シャワーヘッド、又は熱シールド等の半導体チャンバ構成要素を説明してきた。導管の耐アーク特性は、半導体チャンバ構成要素の信頼性、保守点検間隔及び耐用年数を有利に延長する。図１～図５に示すように、耐アーク導管は、電気絶縁性熱伝達流体を流す基板支持アセンブリに有益に利用することができる。

【0046】

［００５５］前述の内容は本開示の実施例を対象としているが、以下の特許請求の範囲によって決定されるその基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他のさらなる実施形態を考案することが可能である。

【図1】

【図2A】

【図2A-1】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6】