特表 2024-528375 酸化を軽減する隔離された環境をともなう内部シャフト領域を有する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】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-30

(54)【発明の名称】酸化を軽減する隔離された環境をともなう内部シャフト領域を有する基板支持アセンブリ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20240723BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20240723BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20240723BHJP

   C23C 16/458 20060101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 N

H01L21/302 101G

H01L21/31 C

H01L21/68 R

C23C16/458

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023571364

(86)(22)【出願日】2022-10-11

(85)【翻訳文提出日】2024-01-12

(86)【国際出願番号】 US2022046313

(87)【国際公開番号】W WO2023064299

(87)【国際公開日】2023-04-20

(31)【優先権主張番号】63/254,809

(32)【優先日】2021-10-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/954,423

(32)【優先日】2022-09-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】パーケ， ヴィジェイ ディ．

【テーマコード（参考）】

4K030

5F004

5F045

5F131

【Ｆターム（参考）】

4K030GA02

4K030KA05

4K030KA23

4K030KA41

5F004BB13

5F004BB18

5F004BB22

5F004BB25

5F004BB26

5F004BB29

5F004CA02

5F004CA04

5F004DA00

5F004DA01

5F004DA02

5F004DA04

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5F004DA16

5F004DA17

5F004DA18

5F004DA22

5F004DA23

5F004DA25

5F004DA26

5F045AA08

5F045DP03

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5F045EM05

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5F045GB05

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5F131AA02

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5F131CA02

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5F131CA17

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5F131EA13

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5F131EB14

5F131EB16

5F131EB17

5F131EB18

5F131EB78

5F131EB79

5F131EB81

5F131EB82

5F131KA22

5F131KA23

(57)【要約】

基板支持アセンブリは、シャフト本体と、シャフト本体の上部部分に取り付けられたプレートと、シャフト本体の下部部分に取り付けられたプラグまたはキャップとを含む。シャフト本体、プレート、およびプラグまたはキャップは、隔離された環境を有する内部シャフト領域を画定する。内部シャフト領域は、真空環境であるか、または不活性ガスを含む。
【選択図】図２Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャフト本体と、
前記シャフト本体の上部部分に取り付けられたプレートと、
前記シャフト本体の下部部分に取り付けられたプラグまたはキャップと
を備える、基板支持アセンブリであって、
前記シャフト本体、前記プレート、および前記プラグまたはキャップが、隔離された環境を有する内部シャフト領域を画定し、
前記隔離された環境が、真空環境である、
基板支持アセンブリ。

【請求項2】

前記プレートが、静電チャックである、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項3】

前記プレートが、ヒータプレートである、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項4】

前記プレートが、金属材料またはセラミック材料のうちの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項5】

前記プレートにろう付けされ、前記プラグまたはキャップを貫通して形成された電気コネクタと、
前記プレートにろう付けされ、前記プラグまたはキャップを貫通して形成された熱電対と
をさらに備え、
前記真空環境が、ろう付け酸化を減少させる、
請求項１に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項6】

前記内部シャフト領域が、前記真空環境を維持するために気密にシールされる、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項7】

前記内部シャフト領域が、前記真空環境を維持するために真空ポンプに接続されるように構成される、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項8】

シャフト本体と、
前記シャフト本体の上部部分に取り付けられたプレートと、
前記シャフト本体の下部部分に取り付けられたプラグまたはキャップと
を備える、基板支持アセンブリであって、
前記シャフト本体、前記プレート、および前記プラグまたはキャップが、隔離された環境を有する内部シャフト領域を画定し、
前記隔離された環境が、不活性ガスを含む、
基板支持アセンブリ。

【請求項9】

前記プレートが、静電チャックである、請求項８に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項10】

前記プレートが、ヒータプレートである、請求項８に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項11】

前記プレートが、金属材料またはセラミック材料のうちの少なくとも一方を含む、請求項８に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項12】

前記内部シャフト領域が、前記隔離された環境内の前記不活性ガスを維持するために気密にシールされる、請求項８に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項13】

前記プレートにろう付けされ、前記プラグまたはキャップを貫通して形成された電気コネクタと、
前記プレートにろう付けされ、前記プラグまたはキャップを貫通して形成された熱電対と
をさらに備え、
前記不活性ガスが、ろう付け酸化を減少させる、
請求項８に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項14】

前記電気コネクタに接続された前記内部シャフト領域内の第１の接続部と、
前記熱電対に接続された前記内部シャフト領域内の第２の接続部と
をさらに備える、請求項１３に記載の基板支持アセンブリ。

【請求項15】

基板支持アセンブリであって、
シャフト本体と、
前記シャフト本体の上部部分に取り付けられたプレートと、
前記シャフト本体の下部部分に取り付けられたプラグまたはキャップと
を備え、
前記シャフト本体、前記プレート、および前記プラグまたはキャップが、隔離された環境を有する内部シャフト領域を画定し、
前記隔離された環境が、真空環境である、
基板支持アセンブリ
を備える、処理チャンバ。

【請求項16】

前記プレートが、静電チャックまたはヒータプレートである、請求項１５に記載の処理チャンバ。

【請求項17】

前記プレートが、金属材料またはセラミック材料のうちの少なくとも一方を含む、請求項１５に記載の処理チャンバ。

【請求項18】

前記プレートに取り付けられ、前記プラグまたはキャップを貫通して形成された電気コネクタと、
前記プレートに取り付けられ、前記プラグまたはキャップを貫通して形成された熱電対と
をさらに備え、
不活性ガスまたは前記真空環境が、ろう付け酸化を減少させる、
請求項１５に記載の処理チャンバ。

【請求項19】

前記内部シャフト領域が、前記真空環境を維持するために気密にシールされる、請求項１５に記載の処理チャンバ。

【請求項20】

前記基板支持アセンブリに動作可能に結合された真空ポンプと、
前記真空ポンプおよび前記基板支持アセンブリに動作可能に結合された圧力センサであって、
前記内部シャフト領域内の圧力測定値を取得し、
前記圧力測定値がしきい値圧力測定値を超えるかどうかを判断し、
前記圧力測定値が前記しきい値圧力測定値を超えると判断したことに応じて、前記内部シャフト領域の外へ空気を排出するために前記真空ポンプをトリガする
ためのものである、圧力センサと
をさらに備える、請求項１５に記載の処理チャンバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、一般に、基板処理に関し、特に、酸化を軽減する隔離された内部シャフト領域を有する基板支持アセンブリに関する。

【背景技術】

【0002】

電子デバイス製造装置は、プロセスチャンバおよびロードロックチャンバなどの複数のチャンバを含むことが可能である。このような電子デバイス製造装置は、複数のチャンバ同士の間で基板を輸送するように構成される移送チャンバ内で、ロボット装置を利用することが可能である。いくつかの事例では、複数の基板が一緒に移送される。プロセスチャンバが、堆積プロセスおよびエッチプロセスなどの、１つまたは複数のプロセスを基板上で実行するために、電子デバイス製造装置において使用されることがある。

【発明の概要】

【0003】

いくつかの実施形態では、基板支持アセンブリが提供される。上記基板支持アセンブリは、シャフト本体と、上記シャフト本体の上部部分に取り付けられたプレートと、上記シャフト本体の下部部分に取り付けられたプラグまたはキャップとを含む。上記シャフト本体、上記プレートおよび上記プラグまたはキャップが、隔離された環境を有する内部シャフト領域を画定する。上記内部シャフト領域が、真空環境である。

【0004】

いくつかの実施形態では、基板支持アセンブリが提供される。上記基板支持アセンブリは、シャフト本体と、上記シャフト本体の上部部分に取り付けられたプレートと、上記シャフト本体の下部部分に取り付けられたプラグまたはキャップとを含む。上記シャフト本体、上記プレートおよび上記プラグまたはキャップが、隔離された環境を有する内部シャフト領域を画定する。上記内部シャフト領域が、不活性ガスを含む。

【0005】

いくつかの実施形態では、処理チャンバが提供される。上記処理チャンバは、基板支持アセンブリを含む。上記基板支持アセンブリが、シャフト本体と、上記シャフト本体の上部部分に取り付けられたプレートと、上記シャフト本体の下部部分に取り付けられたプラグまたはキャップとを含む。上記シャフト本体、上記プレートおよび上記プラグまたはキャップが、隔離された環境を有する内部シャフト領域を画定する。上記内部シャフト領域が、真空環境である。

【0006】

数多くの他の態様および特徴が、本開示のこれらの実施形態および他の実施形態にしたがって提供される。本開示の実施形態の他の特徴および態様は、下記の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付の図面から、より十分に明らかになるであろう。

【0007】

本発明が、限定ではなく例として図示され、添付の図面の図では、同じような参照符号が類似の要素を示す。この開示では「ある（ａｎ）」実施形態または「１つの（ｏｎｅ）」実施形態への異なる言及は、必ずしも同じ実施形態に対してではなく、このような言及は、少なくとも１つを意味することに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】処理チャンバの１つの実施形態の断面図である。

【図2A】いくつかの実施形態による、処理チャンバ内での使用のための基板支持アセンブリの図である。

【図2B】いくつかの実施形態による、処理チャンバ内での使用のための基板支持アセンブリの図である。

【図3】いくつかの実施形態による、真空を維持するためのシステムのブロック図である。

【図4】いくつかの実施形態による、真空を維持するための例示的方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本明細書において説明するものは、隔離された環境をともなう内部シャフト領域を有する、チャック（例えば、静電チャック）およびヒータの実施形態である。チャックおよび／またはヒータのための内部シャフト領域の隔離された環境は、酸化および／またはプレート変形を防止するために真空で維持されるか、または不活性ガスで満たされる。

【0010】

プロセスチャンバ（例えば、堆積チャンバ、エッチチャンバ、等）内で使用されるチャック（例えば、静電チャック）およびヒータなどの基板支持アセンブリは、一般に、チャックまたはヒータの底部にシャフトを有する。慣習的に、シャフトの内表面は空気に曝される。空気（例えば、酸素）へのシャフトの内部表面の曝露は、シャフトの少なくとも一部分が経時的に酸化されることを引き起こす。加えて、ヒータおよびチャックは、処理中にしばしば加熱され、シャフトの長さを変化させる。上記は、内部シャフト領域の内側および／または内部シャフト領域とシャフトを囲む外部環境との間の温度勾配および／または圧力勾配に少なくとも部分的に帰することがある。例えば、温度差が、内部シャフト領域に存在することがあり、そこでは内部シャフト領域の頂部が内部シャフト領域の底部よりも高い温度であり、そして圧力差が、内部シャフト領域と外部環境との間に存在することがある。その上、プレート変形（例えば、ヒータプレートなどのプレートの膨張、反りおよび／または伸長）が、材料の降伏強度よりもまだ低いが高いレベルの応力への長期間の曝露の結果としてプロセスチャンバ内の環境条件（例えば、高温条件および／または高圧条件）のために生じることがある。プレート変形は、特に材料がその融点に近づき軟化するので、長期間にわたり熱を受ける材料ではより深刻であり得る。例えば、アルミニウム（Ａｌ）などの金属材料から作られたプレートは、３５０℃を超える温度での圧力差に起因する変形を特に受けやすいことがあり得る。

【0011】

少なくとも上に記した欠点に対処するために、本明細書において説明する実施形態は、隔離された環境を有する内部シャフト領域を有する、静電チャックまたはヒータなどの基板支持アセンブリを提供する。隔離された環境は、真空に維持されるか、または不活性ガスで満たされることのいずれかである。シャフトの内側の隔離された環境を真空に維持することまたは不活性ガスで満たすことによって、シャフトの内部の酸化および／またはシャフトの内部のプレート変形が防止されるか、または軽減されることが可能である。例えば、変形を受けることがあり得る材料から作られたプレート（例えば、Ａｌプレート）を有するヒータに関して、少なくとも真空は熱伝導性が低く、空気のないことが内部シャフト領域内で酸化が生じることを防止するという理由で、内部シャフト領域は、内部シャフト領域内のプレート変形および酸化（例えば、ろう付け酸化）を減少させるか、または排除するために、真空状態で維持されることが可能である。もう１つの例として、変形に敏感でないことがある材料（例えば、セラミック材料）から作られたプレートを有する静電チャックに関して、不活性ガスが、内部シャフト領域内の酸化を減少させるか、または排除するために、内部シャフト領域に維持されることが可能である。

【0012】

図１は、中に配置された基板支持アセンブリ１４８を有する処理チャンバ１００の１つの実施形態の断面図である。処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０２と、内部容積１０６を閉じ込める蓋１０４を含む。チャンバ本体１０２は、アルミニウム、ステンレス鋼または他の好適な材料から製造されることがある。チャンバ本体１０２は、側壁１０８および底部１１０を一般に含む。外側ライナ１１６は、チャンバ本体１０２を保護するために側壁１０８に隣接して配置されることがある。外側ライナ１１６は、耐プラズマまたは耐ハロゲン含有ガス材料で製造されるおよび／またはコーティングされることがある。１つの実施形態では、外側ライナ１１６は、酸化アルミニウムから製造される。もう１つの実施形態では、外側ライナ１１６は、イットリア、イットリウム合金またはその酸化物から製造されるかまたはコーティングされる。

【0013】

排気口１２６が、チャンバ本体１０２に画定されることがあり、内部容積１０６をポンプシステム１２８に結合することができる。ポンプシステム１２８は、処理チャンバ１００の内部容積１０６を排気しそして圧力を調整するために利用される１つまたは複数のポンプおよびスロットル弁を含むことができる。

【0014】

蓋１０４は、チャンバ本体１０２の側壁１０８上に支持されることがある。蓋１０４は、処理チャンバ１００の内部容積１０６への出入りを可能にするために開かれることがあり、閉じている間は処理チャンバ１００のためのシールを提供できる。ガスパネル１５８が、処理チャンバ１００に結合されることがあり、蓋１０４の一部であるガス分配アセンブリ１３０を通して内部容積１０６へプロセスガスおよび／またはクリーニングガスを提供する。処理ガスの例は、とりわけ、Ｃ_２Ｆ_６、ＳＦ_６、ＳｉＣｌ_４、ＨＢｒ、ＮＦ_３、ＣＦ_４、ＣＨＦ_３、ＣＨ_２Ｆ_３、Ｃｌ_２およびＳｉＦ_４などのハロゲン含有ガス、およびＯ_２またはＮ_２Ｏなどの他のガスを含め処理チャンバ内で処理するために使用されることがある。キャリアガスの例は、Ｎ_２、Ｈｅ、Ａｒ、およびプロセスガスに対して不活性な他のガス（例えば、非反応性ガス）を含む。ガス分配アセンブリ１３０は、基板１４４の表面へガス流を向けるためにガス分配アセンブリ１３０の下流表面に複数の開孔部１３２を有することができる。加えて、ガス分配アセンブリ１３０は、ガスがセラミックガスノズルを通って供給される中心穴を有することが可能である。ガス分配アセンブリ１３０は、ガス分配アセンブリ１３０を腐食から防ぐためハロゲン含有化学物質への耐性を提供するために炭化ケイ素、イットリア等などのセラミック材料により製造されるおよび／またはコーティングされることがある。

【0015】

基板支持アセンブリ１４８は、ガス分配アセンブリ１３０より下の処理チャンバ１００の内部容積１０６に配置される。基板支持アセンブリ１４８は、処理中に基板１４４を保持する。内側ライナ１１８が、基板支持アセンブリ１４８の外周部にコーティングされることがある。内側ライナ１１８は、外側ライナ１１６に関連して論じたものなどの耐ハロゲン含有ガス材料であってもよい。１つの実施形態では、内側ライナ１１８は、外側ライナ１１６のものと同じ材料から製造されてもよい。

【0016】

１つの実施形態では、基板支持アセンブリ１４８は、静電チャック１５０に接続されたシャフト１５２を支持する取付板１６２を含む。静電チャック１５０は、接合部１３８を介してセラミック体（静電パック１６６またはセラミックパックと呼ばれる）に接合された熱伝導性ベース１６４を含むことも含まないこともある。静電パック１６６は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）などのセラミック材料により製造されることがある。取付板１６２は、チャンバ本体１０２の底部１１０に結合されることがあり、熱伝導性ベース１６４および静電パック１６６へのユーティリティ（例えば、流体、電力線、センサリード、等）のルーティングのための通路を含むことができる。１つの実施形態では、取付板１６２は、プラスチック板、設備板および／またはカソードベースプレートを含む。

【0017】

熱伝導性ベース１６４および／または静電パック１６６は、基板支持アセンブリ１４８の横方向温度プロファイルを制御するために１つまたは複数の任意選択の埋込型加熱素子１７６、埋込型断熱材１７４および／またはコンジット１６８、１７０を含むことができる。断熱材１７４（熱ブレークとも呼ばれる）は、示したように、熱伝導性ベース１６４の上側表面から熱伝導性ベース１６４の下側表面へ向かって延びる。コンジット１６８、１７０は、コンジット１６８、１７０を通る温度調整用流体を循環させる流体源１７２に流体結合されることがある。

【0018】

埋込型断熱材１７４は、１つの実施形態ではコンジット１６８、１７０の間に配置されてもよい。ヒータ１７６は、ヒータ電源１７８により調整される。コンジット１６８、１７０およびヒータ１７６は、熱伝導性ベース１６４の温度を制御するために利用されることがあり、それによって静電パック１６６および処理される基板（例えば、ウエハ）を加熱するおよび／または冷却する。静電パック１６６および熱伝導性ベース１６４の温度は、複数の温度センサ１９０、１９２を使用してモニタされることがあり、上記温度センサはコントローラ１９５を使用してモニタされることがある。

【0019】

静電パック１６６は、静電パック１６６の上側表面に形成されることがある溝、メサおよび他の表面フィーチャーなどの多数のガス通路をさらに含むことができる。ガス通路は、パック１６６に開けられた穴を介してＨｅなどの熱伝導性ガスの供給源に流体結合されることがある。動作中、ガスは、静電パック１６６と基板１４４との間の熱伝達を高めるためにガス通路へと制御された圧力で供給されることがある。

【0020】

静電パック１６６は、チャック電源１８２により制御される少なくとも１つのクランプ電極１８０を含む。クランプ電極１８０（または静電パック１６６もしくは熱伝導性ベース１６４に配置された他の電極）は、処理チャンバ１００内のプロセスガスおよび／または他のガスから形成されるプラズマを維持するためマッチング回路１８８を通して１つまたは複数のＲＦ電源１８４、１８６にさらに結合されることがある。電源１８４、１８６は、一般に、約５０ｋＨｚから約３ＧＨｚまでの周波数および最大で約１０，０００ワットまでの出力を有するＲＦ信号を生成することが可能である。

【0021】

シャフト１５２は、接合、ろう付けまたは溶接により静電チャック１５０に接合されることがある。（例えば、埋込型加熱素子１７６、温度センサ１９０、１９２、クランプ電極１８０、等を接続するための）１本または複数のケーブルが、示したように、シャフト１５２の内部を通り抜けることがある。シャフト１５２の内部、また内部シャフト領域とも呼ばれる、は、プロセスチャンバ１００により実行されるプロセス実行中におよび／またはプロセス実行同士の間に維持される隔離された環境を有する。いくつかの実施形態では、隔離された環境は、真空環境である。いくつかの実施形態では、隔離された環境は、１種または複数種の不活性ガスを含む。例えば、１種または複数種の不活性ガスは、不活性ガス混合物を含むことが可能である。真空環境または不活性ガスは、下記に非常に詳細に論じられるように、（例えば、シャフト１５２の内部にある露出したろう付け金属などの）シャフト１５２の内部が酸化されるようになることを防止できるならびに／またはシャフト１５２および／もしくは静電チャック１５０の内部が変形されるようになることを防止できる。

【0022】

図２Ａは、いくつかの実施形態による、プロセスチャンバ内での使用のための基板支持アセンブリ２００の断面図を描く。図２Ｂは、基板支持アセンブリ２００の底部部分の斜視図を描く（プレートを示していない）。例えば、基板支持アセンブリ２００は、図１の処理チャンバ１００内で使用されてもよい。いくつかの実施形態では、基板支持アセンブリ２００は、ヒータを含む。いくつかの実施形態では、基板支持アセンブリ２００は、１つまたは複数の埋込型加熱素子を含むことができる静電チャックを含む。

【0023】

示したように、基板支持アセンブリ２００は、プレート２１０を含む。プレート２１０は、基板またはウエハを受けるように構成される。例えば、プレート２１０は、円形の基板を受けるために上から下への画法で見られるような円形の形状を有することが可能である。プレート２１０は、埋込型ヒータを含むことが可能である。プレート２１０は、本明細書において説明される実施形態にしたがって、任意の好適な材料から形成されることが可能である。いくつかの実施形態では、プレート２１０は、金属材料を含む。例えば、プレート２１０は、アルミニウム（Ａｌ）またはＡｌ合金を含むまたは構成されることが可能である。いくつかの実施形態では、プレート２１０はセラミック材料を含む。例えば、プレート２１０は、窒化アルミニウム（例えば、ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ_２Ｏ_３）、および／または別のセラミックを含むまたは構成されることが可能である。いくつかの実施形態では、プレート２１０は、ヒータの１つまたは複数のヒータ電極を含むヒータプレートである。そのような実施形態では、プレート２１０は、アルミニウムプレートなどの金属プレートであってもよい。１つの実施形態では、ヒータプレートは、１つの大きなヒータ電極である。いくつかの実施形態では、プレート２１０は、静電チャックなどのチャックのセラミックプレートである。そのような実施形態では、プレート２１０は、１つもしくは複数のチャック電極、プラズマプロセス用のＲＦ電界を維持するための１つもしくは複数のＲＦ電極、および／または１つもしくは複数のヒータ電極を含んでもよい。

【0024】

プレート２１０は、シャフト本体２１５に取り付けられる。より具体的には、プレート２１０は、シャフト本体２１５（例えば、シャフト本体２１５の脚または側壁２１７に）溶接されるか、またはろう付けされることが可能である。実施形態では、シャフト本体２１５（例えば、シャフト本体２１５の脚または側壁２１７）は、（シャフト本体２１５のベース部分２１９を形成することがある）フランジに溶接されるか、またはろう付けされることが可能である。例えば、シャフト本体２１５は、上から下への画法で見られるような円形形状を有することが可能である。シャフト本体２１５は、任意の好適な材料から形成されることが可能である。例えば、シャフト本体２１５は、金属材料（例えば、ＡｌまたはＡｌ合金）から形成されることが可能である。

【0025】

シャフト本体２１５の底部は、シャフト本体２１５の側壁または脚２１７とシャフト本体２１５のベース部分２１９との間に形成されたプラグ２２０と接触している。あるいは、キャップが、シャフト本体２１５の側壁または脚２１７を覆って形成されることがある。プラグ２２０（またはキャップ）は、シャフト本体２１５の脚または側壁２１７にろう付けされるか、または溶接されることが可能である。１つの実施形態では、プラグ２２０（またはキャップ）は、ベース部分２１９に接合される（例えば、ろう付けされるか、または溶接される）。プレート２１０、シャフト本体２１５およびプラグ２２０（またはキャップ）は、それ自体の隔離された環境を有する内部シャフト領域２３０を全体として形成する。下記でさらに詳細に説明されるように、プラグ２２０またはキャップは、内部シャフト領域２３０を周囲雰囲気から分離し、内部シャフト領域２３０を隔離された環境であるようにする。

【0026】

内部シャフト領域２３０内では、多数の電気コネクタ２４０－１と２４０－２および／または熱電対２５０が、プレート２１０に取り付けられることがあり、プラグ２２０またはキャップを貫通して形成されることがある。電気コネクタ２４０－１、２４０－２および／または熱電対２５０は、実施形態ではプレート２１０内の電極に接続することがある。電気コネクタ２４０－１と２４０－２は、プレート２１０（例えば、埋込型ヒータ）におよび／またはプレート２１０内の電極に電力を供給することがある。熱電対２５０は、プレート２１０の温度を制御するためにプレート２１０の温度を測定するためのフィードバックループを利用可能にすることがある。電気コネクタ２４０－１と２４０－２は、絶縁性材料（例えば、セラミック材料）によりカプセル化されることが可能である導電性（例えば、金属）ロッドまたはチューブから形成されることが可能である。電気コネクタ２４０－１と２４０－２および熱電対２５０は、中実もしくは非中空ロッドまたはチューブからそれぞれ形成されることが可能である。電気コネクタ２４０－１と２４０－２および熱電対２４０は、好適なろう付け材料（例えば、ろう付け合金）を使用してプレート２１０にろう付けされることが可能である。

【0027】

電気コネクタ２４０－１と２４０－２および／または熱電対２５０のうちの少なくとも１つは、調節できる長さを可能にするためにフレキシブルな接続部を有するように形成されることが可能である。内部シャフト領域２３０内にさらに示されるように、多数の接続部２６０－１から２６０－３が、電気コネクタ２４０－１と２４０－２および熱電対２５０のうちのそれぞれ１つに各々が対応して設けられる。例えば、接続部２６０－１から２６０－３は、電気コネクタ２４０－１と２４０－２および熱電対２５０を受けるばね状の物体であってもよく、基板支持アセンブリ２００の動きに対して伸縮できる。いくつかの実施形態では、接続部２６０－１から２６０－３は、マルチラム（ｍｕｌｔｉｌａｍ）接続部である。

【0028】

基板支持アセンブリ２００の動作中には、動作温度が、非常に高い（例えば、４００℃を超える）ことがある。プレート２１０がそのような高温下で変形を受けやすい材料（例えば、Ａｌなどの金属）から形成される場合には、内部シャフト領域２３０内のならびに／または内部シャフト領域２３０と外部シャフト領域および／もしくは基板支持アセンブリ２００を含むプロセスチャンバの内部との間の圧力差および／もしくは温度差が、プレート２１０を変形させることがある。このシナリオに対処するために、内部シャフト領域２３０は、動作中のプレート２１０の変形を防止するために、十分に低い圧力環境、真空環境と呼ばれる、に維持されることが可能である。内部シャフト領域２３０の圧力は、基板支持アセンブリ２００が据え付けられるプロセスチャンバ内で維持される圧力と同じ圧力または類似の圧力で維持されることがある。これが、内部シャフト領域とプロセスチャンバの内部との間の圧力差を軽減することがある。例えば、図３を参照して下記にさらに詳細に説明されるように、基板支持アセンブリ２００は、内部シャフト領域２３０内の真空を維持するため真空ポンプに動作可能に結合されることが可能である。プラグ２２０またはキャップは、真空ポンプにコンジットを介して結合されるチャネルまたはポンピングポートを含むことができる。ポンピングポートを通して、真空ポンプは、目標圧力（例えば、目標真空圧力）まで内部シャフト領域２３０を真空引きすることがある。あるいは、内部シャフト領域２３０は、プラグ２２０またはキャップにより気密にシールされることがあり、気密にシールすることに先立って真空または真空に近い圧力レベルまで真空引きされていることがある。いくつかの実施形態では、内部シャフト領域２３０内の圧力は、約０ミリトール（ｍＴｏｒｒ）から約３ｍＴｏｒｒまでであってもよい。

【0029】

加えて、基板支持アセンブリ２００の動作中に、内部シャフト領域２３０内の雰囲気ガスの存在に起因する酸化の効果が、内部シャフト領域２３０内の１つまたは複数の部品を腐食することがある。例えば、ろう付け酸化は、プレート２１０に電気コネクタ２４０－１と２４０－２および／または熱電対２５０を接続するために使用されるろう付け接続部に関して生じることがある。上に説明した十分に低い圧力環境（例えば、真空環境）で内部シャフト領域２３０を維持することは、内部シャフト領域２３０から雰囲気ガスの相当な量を除去することによって酸化をさらに防止でき、内部シャフト領域２３０上のろう付け部とのこれらのガスの相互反応を防止する。

【0030】

あるいは、内部シャフト領域２３０内を十分に低い圧力環境に維持することの代わりに、内部シャフト領域２３０は、経時的にろう付け接続部を腐食しない少なくとも１種の不活性ガスで満たされることが可能である。例えば、少なくとも１種の不活性ガスは、多数の不活性ガスを含む不活性ガス混合物であってもよい。より具体的には、不活性ガスは、酸素および／またはハロゲンのないガスであってもよい。不活性ガスの例は、窒素（Ｎ_２）、アルゴン（Ａｒ）、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ラドン（Ｒｎ）、等などの貴ガスを含む。十分に低い圧力環境を維持することの代わりの不活性ガスまたは不活性ガス混合物の使用は、低温環境などのプレート変形が心配ではない状況で、または高温において変形を受けないプレート材料（例えば、プレート２１０がセラミック材料から形成される場合）に関して特に有用なことがある。いくつかの実施形態では、内部シャフト領域２３０は、内部シャフト領域２３０内に低圧環境または真空環境を作り出した後に（例えば、真空引きした後に）不活性ガス混合物を満たし戻される。

【0031】

プラグ２２０（またはキャップ）は、雰囲気ガスが内部シャフト領域２３０へ入ることおよび／または不活性ガス混合物が内部シャフト領域２３０から出ることを防止するために内部シャフト領域２３０をシールするように形成されることが可能である。加えて、電気コネクタ２４０－１と２４０－２および熱電対２５０の形成に対応しプラグ２２０（またはキャップ）を貫通するスルーホールは、雰囲気ガスが内部シャフト領域２３０へ入ることおよび／または不活性ガス混合物が内部シャフト領域２３０から出ることを防止するためにシールされる。例えば、内部シャフト領域２３０は、恒久的な真空を含むように製造されることが可能である。

【0032】

図３は、いくつかの実施形態による、真空を維持するためのシステム３００である。示したように、システム３００は、図２の内部シャフト領域２３０を有する基板支持アセンブリ２００を含む。さらに示したように、システムは、真空ポンプ３２０を含む。真空ポンプ３２０は、内部シャフト領域２３０内の十分に低い圧力環境を維持するために基板支持アセンブリ２００のポンピングポートに結合されたホースを含むことが可能である。いくつかの実施形態では、さらに示したように、システム３００は、基板支持アセンブリ２００および真空ポンプ３２０に動作可能に結合された圧力センサ３３０をさらに含むことが可能である。圧力センサ３３０は、内部シャフト領域２３０内の圧力測定値を取得でき、圧力測定値がしきい値圧力測定値を超えるかどうかを判断でき、そして圧力測定値がしきい値圧力測定値を超えることを判断したことに応じて内部シャフト領域２３０の外へ空気を排出するために真空ポンプをトリガすることが可能である。しきい値圧力測定値は、酸化および／またはプレート変形を防止するための最大の許容可能圧力として選択されることが可能である。いくつかの実施形態では、しきい値圧力測定値は、約０ｍＴｏｒｒから約３ｍＴｏｒｒまでの範囲で選択される。例えば、しきい値圧力測定値は、測定値が１ｍＴｏｒｒを超えることを圧力センサ３３０が判断したことに応じて真空がトリガされる（例えば、オンに切り替えられる）ように、１ｍＴｏｒｒであってもよい。

【0033】

図４は、いくつかの実施形態による、真空を維持するための例示的方法４００のフローチャートを描く。例えば、方法４００は、図３を参照して上に説明した圧力センサ３３０などの圧力センサにより実行されることが可能である。

【0034】

ブロック４１０では、内部シャフト領域内の圧力測定値が取得される。より具体的には、内部シャフト領域内の圧力が、圧力測定値を取得するための圧力センサによりモニタされることが可能である。

【0035】

ブロック４２０では、圧力測定値がしきい値圧力測定値を超えるかどうかが判断される。しきい値圧力測定値は、酸化および／またはプレート変形を防止するための最大の許容可能圧力として選択されることが可能である。いくつかの実施形態では、しきい値圧力測定値は、約０ｍＴｏｒｒから約３ｍＴｏｒｒまでの範囲内で選択される。例えば、しきい値圧力測定値は、１ｍＴｏｒｒであってもよい。

【0036】

圧力測定値がしきい値圧力測定値を超えない（例えば、圧力測定値がしきい値圧力測定値以下である）場合には、これは、圧力測定値が酸化および／またはプレート変形を防止するための最大の許容可能圧力を超えないことを意味する。したがって、プロセスは、内部シャフト領域内の圧力をモニタし続けるためにブロック４１０へ逆戻りできる。

【0037】

そうでなければ、圧力測定値がしきい値圧力測定値を超える（例えば、圧力測定値がしきい値圧力測定値よりも大きい）場合には、これは、酸化および／またはプレート変形のリスクがあることを意味する。内部シャフト領域内の圧力を低下させるために、ブロック４３０では、真空ポンプが内部シャフト領域の外へ空気を排出するためにトリガされることが可能である。真空ポンプは、内部シャフト領域内の十分に低い圧力環境を維持するために基板支持アセンブリのポンピングポートに結合されたホースを含むことが可能である。より具体的には、真空ポンプは、内部シャフト領域の圧力を目標圧力（例えば、目標真空圧力）まで低下させることが可能である。内部シャフト領域内の圧力が低下された後で、圧力モニタプロセスは、ブロック４１０で再スタートできる。

【0038】

先の説明は、本発明のいくつかの実施形態の良い理解を提供するために、具体的なシステム、構成要素、方法、等の例などの数多くの具体的な詳細を記述する。しかしながら、本発明の少なくともいくつかの実施形態がこれらの具体的な詳細を用いずに実行されてもよいことが当業者には明らかであろう。他の事例では、よく知られた構成要素または方法は、本発明を不必要に不明瞭にすることを避けるために、詳細には説明されないか、または簡単なブロック図の形式で表示される。このように、記述した具体的な詳細は、単に例示に過ぎない。特定の実施形態は、これらの例示的な詳細から変わってもよく、本発明の範囲内になると依然として考えられる。

【0039】

この明細書の全体を通して「１つの（ｏｎｅ）実施形態」または「ある（ａｎ）実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。このように、この明細書の全体を通して様々な場所で「１つの実施形態では」または「ある実施形態では」という句の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を参照していない。加えて、「ｏｒ（または）」という用語は、排他的「ｏｒ（または）」というよりはむしろ包括的「ｏｒ（または）」を意味するものである。「約」または「ほぼ」という用語が本明細書において使用されるときには、これは、提示した公称値が正確に±２５％以内であることを意味するものである。

【0040】

本明細書では方法の処理が特定の順番で示されそして説明されるとはいえ、各々の方法の処理の順番は、ある種の処理が逆の順番で実行されてもよいように、またはある種の処理が少なくとも部分的に他の処理と同時に実行されてもよいように変えられてもよい。もう１つの実施形態では、別個の処理の命令または下位処理は、間欠的におよび／または交互の方式であってもよい。

【0041】

上記の説明が例示的なものであり限定的なものではないことを理解されたい。多くの他の実施形態は、上記の説明を読みそして理解すると当業者には明らかであろう。発明の範囲は、それゆえに、別記の特許請求の範囲が権利を与える等価物の完全な範囲とともに、別記の特許請求の範囲を参照して決定されるべきである。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】