特許 5662341 プラズマ処理システムにおけるプラズマ閉じ込め構造、プラズマ処理システムとその製造方法

(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】5662341

(24)【登録日】2014年12月12日

(45)【発行日】2015年1月28日

(54)【発明の名称】プラズマ処理システムにおけるプラズマ閉じ込め構造、プラズマ処理システムとその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/46 20060101AFI20150108BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20150108BHJP

   C23C 16/509 20060101ALI20150108BHJP

【ＦＩ】

   H05H1/46 M

   H01L21/302 101B

   C23C16/509

【請求項の数】18

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2011-542367(P2011-542367)

(86)(22)【出願日】2009年12月16日

(65)【公表番号】特表2012-513095(P2012-513095A)

(43)【公表日】2012年6月7日

(86)【国際出願番号】US2009068195

(87)【国際公開番号】WO2010071785

(87)【国際公開日】20100624

【審査請求日】2012年12月14日

(31)【優先権主張番号】61/139,491

(32)【優先日】2008年12月19日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】12/361,494

(32)【優先日】2009年1月28日

(33)【優先権主張国】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】特許業務法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ハドソン・エリック

(72)【発明者】

【氏名】フィッシャー・アンドレアス

【審査官】 林 靖

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００４−５１１０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１１５２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０５８２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５１５９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１０４５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０３０８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１２９８７２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｈ １／００−１／５４

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

Ｃ２３Ｃ １６／００−１６／５６

Ｈ０１Ｌ ２１／３０２

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／４６１

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３６５

Ｈ０１Ｌ ２１／４６９

Ｈ０１Ｌ ２１／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板のプラズマ処理中にプラズマ処理チャンバ内でプラズマを閉じ込めるよう構成された可動プラズマ閉じ込め構造であって、
前記プラズマを取り囲むよう構成された可動プラズマ対向構造と、
前記可動プラズマ対向構造の外側に配置され、前記基板の取り扱いを容易にするために前記可動プラズマ対向構造と共に単一のユニットとして配置および待避されるよう構成され、前記プラズマ処理中に高周波（ＲＦ）接地される可動導電構造と、
を備え、
前記可動プラズマ対向構造は、前記プラズマからのＲＦ電流が前記プラズマ処理中に前記可動プラズマ対向構造を通して前記可動導電構造に流れるように、前記プラズマ処理中に前記プラズマと前記可動導電構造との間に配置され、
前記可動プラズマ対向構造は、円筒形の構造であり、前記プラズマによるエッチングに耐性を持つ材料で形成される、可動プラズマ閉じ込め構造。

【請求項2】

請求項１に記載の可動プラズマ閉じ込め構造であって、前記可動プラズマ対向構造は石英で形成される、可動プラズマ閉じ込め構造。

【請求項3】

請求項１に記載の可動プラズマ閉じ込め構造であって、前記可動プラズマ対向構造はドープＳｉＣで形成される、可動プラズマ閉じ込め構造。

【請求項4】

請求項１に記載の可動プラズマ閉じ込め構造であって、前記可動プラズマ対向構造は、前記プラズマ処理中における前記プラズマに対する暴露から前記可動導電構造を保護するよう構成される、可動プラズマ閉じ込め構造。

【請求項5】

請求項１に記載の可動プラズマ閉じ込め構造であって、前記プラズマ処理中の排出ガスの除去を容易にするために、前記可動プラズマ対向構造および前記可動導電構造の両方に少なくとも１つのスロットが形成されている、可動プラズマ閉じ込め構造。

【請求項6】

請求項５に記載の可動プラズマ閉じ込め構造であって、前記可動プラズマ対向構造は、円筒形の構造であり、前記少なくとも１つのスロットは、前記円筒形の構造の軸に沿って配置される、可動プラズマ閉じ込め構造。

【請求項7】

請求項１に記載の可動プラズマ閉じ込め構造であって、さらに、遮断可能なＲＦ接点を備え、前記遮断可能なＲＦ接点は、前記可動導電構造が配置された時に、前記接地への経路が前記遮断可能なＲＦ接点を通して形成されるように配置される、可動プラズマ閉じ込め構造。

【請求項8】

プラズマ処理チャンバを備えたプラズマ処理システムであって、
前記プラズマ処理チャンバ内で基板のプラズマ処理中に生成されたプラズマを取り囲むよう構成された可動プラズマ対向構造であって、円筒形の構造であり、前記プラズマによるエッチングに耐性を持つ材料で形成される可動プラズマ対向構造と、
前記可動プラズマ対向構造の外側に配置され、前記基板の取り扱いを容易にするために前記可動プラズマ対向構造と共に単一のユニットとして配置および待避されるよう構成され、前記プラズマ処理中に高周波（ＲＦ）接地される可動導電構造と、前記可動プラズマ対向構造は、前記プラズマからのＲＦ電流が前記プラズマ処理中に前記可動プラズマ対向構造を通して前記可動導電構造に流れるように、前記プラズマ処理中に前記プラズマと前記可動導電構造との間に配置され、
前記可動導電構造に接続され、前記可動導電構造が配置および待避される時に前記可動導電構造の動きに対応しつつ、接地への経路を前記ＲＦ電流に提供する１組の導電ストラップと、
を備える、プラズマ処理システム。

【請求項9】

請求項８に記載のプラズマ処理システムであって、前記可動プラズマ対向構造は石英で形成される、プラズマ処理システム。

【請求項10】

請求項８に記載のプラズマ処理システムであって、前記可動プラズマ対向構造はドープＳｉＣで形成される、プラズマ処理システム。

【請求項11】

請求項８に記載のプラズマ処理システムであって、前記可動プラズマ対向構造は、前記プラズマ処理中における前記プラズマに対する暴露から前記可動導電構造を保護するよう構成される、プラズマ処理システム。

【請求項12】

請求項８に記載のプラズマ処理システムであって、前記プラズマ処理中の排出ガスの除去を容易にするために、前記可動プラズマ対向構造および前記可動導電構造の両方に少なくとも１つのスロットが形成されている、プラズマ処理システム。

【請求項13】

請求項１２に記載のプラズマ処理システムであって、前記可動プラズマ対向構造は、円筒形の構造であり、前記少なくとも１つのスロットは、前記円筒形の構造の軸に沿って配置される、プラズマ処理システム。

【請求項14】

請求項８に記載のプラズマ処理システムであって、さらに、遮断可能なＲＦ接点を備え、前記遮断可能なＲＦ接点は、前記可動導電構造が配置された時に、前記接地への前記経路が前記遮断可能なＲＦ接点を通して形成されるように配置される、プラズマ処理システム。

【請求項15】

プラズマ処理チャンバを備えたプラズマ処理システムを製造するための方法であって、
前記プラズマ処理チャンバ内で基板のプラズマ処理中に生成されたプラズマを取り囲むよう構成された可動プラズマ対向構造であって、円筒形の構造であり、前記プラズマによるエッチングに耐性を持つ材料で形成される可動プラズマ対向構造を準備し、
前記可動プラズマ対向構造の外側に可動導電構造を配置し、前記可動導電構造は、前記基板の取り扱いを容易にするために前記可動プラズマ対向構造と共に単一のユニットとして配置および待避されるよう構成され、前記プラズマ処理中に高周波（ＲＦ）接地され、前記可動プラズマ対向構造は、前記プラズマからのＲＦ電流が前記プラズマ処理中に前記可動プラズマ対向構造を通して前記可動導電構造に流れるように、前記プラズマ処理中に前記プラズマと前記可動導電構造との間に配置され、
前記可動導電構造に１組の導電ストラップを接続し、前記１組の導電ストラップは、前記可動導電構造が配置および待避される時に前記可動導電構造の動きに対応しつつ、接地への経路を前記ＲＦ電流に提供すること、
を備える、方法。

【請求項16】

請求項１５に記載の方法であって、さらに、前記可動導電構造と前記接地との間に遮断可能なＲＦ接点を配置することにより、前記可動導電構造が配置された時に、前記遮断可能なＲＦ接点を通して前記接地への前記経路を形成することを備える、方法。

【請求項17】

請求項１６に記載の方法であって、さらに、前記プラズマ処理中の排出ガスの除去を容易にするために、前記可動プラズマ対向構造および前記可動導電構造の両方に少なくとも１つのスロットを形成することを備える、方法。

【請求項18】

請求項１５に記載の方法であって、さらに、前記接地への複数の経路を提供するために、前記可動導電構造の周囲に前記１組の導電ストラップを配置することを備える、方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

プラズマ処理システム内で基板（例えば、ウエハ）を処理するために、プラズマ処理システムが長い間利用されてきた。典型的なプラズマ処理システムでは、プラズマは点火され、プラズマ閉じ込め領域内に閉じ込められる。プラズマ閉じ込め領域は、一般的に、チャンバの上側および下側構造と、プラズマ閉じ込め領域を環状に囲む構造とによって規定される。

【0002】

基板の挿入および取り出しを容易にするため、並びに、プラズマ処理チャンバからの排出ガスの排気を容易にするために、多くのチャンバは、１組の移動可能な閉じ込めリングを用いて、プラズマを環状に閉じ込める。移動可能な閉じ込めリングは、例えば、基板の挿入および取り出しを容易にするために、持ち上げられ得る。一般的に、移動可能な閉じ込めリングにおける隣接するリング間の間隔は、間隔を通じた排出ガスの排気を可能にしつつ、プラズマ膨張に対するバリアを提供する（例えば、プラズマシースよりも小さい間隔にすることにより）寸法に規定される。このように、プラズマを物理的に拘束しつつ、１組の移動可能な閉じ込めリングを通して排出ガスの除去を行うことを可能にすることができる。

【0003】

議論を容易にするために、図１は、従来の容量結合プラズマ処理チャンバ１００の一部を示す概略図である。処理中に基板（図示せず）を支持するための下側電極１０２が図示されている。下側電極１０２には、通常、プラズマ１０４を生成および維持するためにＲＦ電源（図示せず）によって電力供給される。プロセス制御のために、下側電極１０２および上側電極１０６（接地されてもよいし、もしくは、同じまたは別のＲＦ電源によって電力供給されてもよい）によって全体的に規定され、１組の閉じ込めリング１１０（リング１１０ａ〜ｄを含む）によって環状に規定されたプラズマ閉じ込め領域内にプラズマ１０４を閉じ込めることが好ましい。上述のように、閉じ込めリング１１０間のギャップは、排出ガスがチャンバからポンプ送出されることを可能にしつつ、上述のプラズマ閉じ込め領域内にプラズマを閉じ込めた状態に維持する。閉じ込めリング１１０は、石英などの適切な材料から形成されてよい。

【0004】

図１の例では、下側電極１０２を囲む環状接地電極１１２も図示されている。環状接地電極１１２には、排出ガスをチャンバから排気するためのさらなる流路を提供するために、スロットが形成されてよい。一般に、環状接地電極１１２は、アルミニウムなどの導電材料から形成され、絶縁体（図示せず）によって下側電極１０２から電気的に絶縁される。接地電極１１２の接地は、接地電極１１２をＲＦ接地に接続すること、通常は、下側電極１１２の下方に配置された導電性の下側接地延長部に１または複数のストラップを介して接続することによって実現される。

【0005】

環状接地電極１１２の金属材料が、腐食性プラズマに曝されてプラズマ処理を汚染することを防止するために、環状接地電極１１２の表面は、石英などの適切な材料で被覆されてよい。１組の閉じ込めリング１１０と同様に、環状接地電極１１２（および石英の上層）のスロットは、排出ガスの排気を可能にしつつ、プラズマ閉じ込め領域を超えるプラズマの膨張を防止するような寸法を有する。プラズマ処理チャンバ内で閉じ込めリング１１０および環状接地電極１１２の両方を用いることは周知であるため、本明細書ではこれ以上詳しく説明しない。

【0006】

一般に、閉じ込めリング１１０は、電気的に浮遊している。すなわち、閉じ込めリング１１０はＤＣ接地またはＲＦ接地に対する直接的な結合を持たない。従来技術ては、閉じ込めリング１１０はＲＦ接地から或る程度離れている傾向があるため、１組の閉じ込めリングには、実質的な量のＲＦ電流は流れない。

【0007】

閉じ込めリング１１０は電気的に浮遊したままであり、閉じ込めリング１１０には実質的な量のＲＦ電流が流れないため、プラズマ処理中に閉じ込めリング１１０の表面で、低電圧の「浮遊」シースが発達する。プラズマから加速されたイオンのエネルギはシース電位の影響を受けるため、低いシース電位の結果として、閉じ込めリングの表面に対するイオン衝撃のエネルギレベルが低くなる。したがって、スパッタリングおよびイオン促進エッチングなどの薄膜除去処理（その場プラズマ洗浄処理中に行われるものなど）が、閉じ込めリングの表面では比較的非効率になる。さらに、イオン衝撃エネルギが低いことから、処理後の閉じ込めリングの表面上には、より多くの量の蒸着物が残される。比較すると、より高いイオン衝撃エネルギを受けたチャンバの他の領域は、薄膜除去処理の際にはより高い薄膜除去率を示し、基板処理の際にはより低いレベルの薄膜蒸着を示す。

【0008】

最終的な結果として、閉じ込めリングは、基板処理中に（より高いイオン衝撃エネルギを受けるチャンバ領域に比べて）高い率で残留物を蓄積する傾向を有し、これらの残留物は、プラズマによるその場チャンバ洗浄処理の際に（より高いイオン衝撃エネルギを受けるチャンバ領域に比べて）ゆっくりと除去される傾向を有する。これらの要因により、閉じ込めリングを十分な状態に維持するために、より頻繁および／またはより長いその場チャンバ洗浄サイクル（ウエハレス自動洗浄、すなわちＷＡＣサイクル）が必要になり、さらには、一部の場合、閉じ込めリングを取り外して洗浄および／または交換するために、処理を完全に停止する必要が生じうる。この結果、基板のスループット率は、著しく低下し、生産性が低くなると共にプラズマ処理ツールの所有コストが高くなる。

【発明の概要】

【0009】

本発明は、一実施形態では、基板のプラズマ処理中にプラズマ処理チャンバ内でプラズマを閉じ込めるよう構成された可動プラズマ閉じ込め構造に関する。可動プラズマ閉じ込め構造は、プラズマを取り囲むよう構成された可動プラズマ対向構造を備える。可動プラズマ閉じ込め構造は、さらに、可動プラズマ対向構造の外側に配置され、基板の取り扱いを容易にするために可動プラズマ対向構造と共に単一のユニットとして配置および待避（格納）されるよう構成された可動導電構造を備える。可動導電構造は、プラズマ処理中に高周波（ＲＦ）接地される。可動プラズマ対向構造は、プラズマからのＲＦ電流がプラズマ処理中に可動プラズマ対向構造を通して可動導電構造に流れるように、プラズマ処理中にプラズマと可動導電構造との間に配置される。

【0010】

上述の発明の概要は、本明細書に開示された本発明の多くの実施形態の内の１つのみに関するものであり、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲を限定する意図はない。添付の図面を参照しつつ行う本発明の詳細な説明において、本発明の上述の特徴およびその他の特徴を詳述する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

添付の図面では、限定ではなく例示を目的として本発明を図示する。なお、これらの添付図面においては、同様の構成要素には同様の符号が付されている。

【0012】

【図1】従来の容量結合プラズマ処理チャンバの一部を示す概略図。

【0013】

【図2】本発明の一実施形態に従って、可動ＲＦ接地プラズマ閉じ込めアセンブリを備えるプラズマ処理チャンバを示す部分概略図。

【0014】

【図3】本発明の一実施形態に従って、接地へのＲＦ電流路を短縮するための随意的な底部ＲＦ接点を備える代替的または追加的な実施形態を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下では、添付図面に例示されたいくつかの実施形態を参照しつつ、本発明の詳細な説明を行う。以下の説明では、本発明の完全な理解を促すために、数多くの具体的な詳細事項が示されている。しかしながら、当業者にとって明らかなように、本発明は、これらの具体的な詳細事項の一部または全てがなくとも実施することが可能である。また、本発明が不必要に不明瞭となるのを避けるため、周知の処理工程および／または構造については、詳細な説明を省略した。

【0016】

発明者は、本明細書において、構成要素が電気的に浮遊、すなわち、ＤＣ接地にもＲＦ接地にも結合されていない時に、その表面に生じたプラズマシース電圧が比較的低い電位を有することに注目している。このことは、従来技術の閉じ込めリング（例えば、図１の閉じ込めリング１１０）にも当てはまる。一方、図１の環状接地電極１１２の上部には石英の薄層が存在するが、発明者は、環状接地電極１１２の表面上への残留物の蓄積速度が、閉じ込めリング１１０の表面上への蓄積速度に比べて遅いことに注目した。石英層はＤＣ絶縁体として機能するが、石英層が比較的薄いという事実により、薄い石英層を通る比較的低インピーダンスの経路を通して、ＲＦ電流が接地まで流れることが可能になり、これによって、より高いプラズマシース電圧が生じ、それに付随してより高いレベルのイオン衝撃が起きる。

【0017】

この理解から、本明細書では、本発明の以下の実施形態を開示する。一般に、本発明の１または複数の実施形態は、プラズマ処理チャンバ内で基板を処理しつつ、閉じ込めリングおよび／またはプラズマに対向する構造上への残留物の蓄積を低減するための改良方法および構成に関する。１または複数の実施形態において、その改良は、さらに、プラズマをプラズマ閉じ込め領域内に閉じ込めた状態に維持する、すなわち、上述のプラズマ閉じ込め領域の外側に位置する環状の外側領域でプラズマ非閉じ込め事象が起きる可能性を低減する助けとなる。

【0018】

本発明の１または複数の実施形態では、可動ＲＦ接地プラズマ閉じ込めアセンブリ（可動ＲＦＧプラズマ閉じ込めアセンブリ）が提供される。可動ＲＦＧプラズマ閉じ込めアセンブリは、ＤＣ絶縁されると共にＲＦ接地に対して良好に接続された少なくとも１つの可動プラズマ閉じ込め構造を備えている。一実施形態では、可動プラズマ閉じ込め構造は、可動プラズマ対向構造（石英または別の同様に適切な材料で形成されてよい）と、接地までのＲＦ電流路を提供するために可動プラズマ対向構造の背面に結合された可動導電構造と、を備える。すなわち、可動プラズマ対向構造の片側はプラズマに対向し、他方の側は可動導電構造に結合されており、可動導電構造は、可動プラズマ対向構造によってプラズマから保護される。

【0019】

実際には、熱膨張に対応するために、可動プラズマ対面構造と可動導電構造との間に、小さいギャップが設けられてよい（例えば、約０．０１インチ）。可動プラズマ対向構造と可動導電構造との結合を実現しつつ、上述の熱膨張ギャップを間に残すために、溝、ショルダ、ファスナ、スペーサ、および、その他の周知の機械的結合技術（これらの詳細については、本発明と密接な関係はない）が用いられてよい。

【0020】

可動プラズマ対向構造と取り付け済みの導電構造とを備える可動プラズマ閉じ込め構造は、基板の挿入および取り出しの際に１つのユニットとして上下動する。一実施形態では、プラズマ対向閉じ込め構造は、円筒形の石英内側スリーブであり、導電構造は、円筒形の石英内側スリーブの外側に配置され、円筒形の石英内側スリーブに結合されている円筒形の陽極酸化アルミニウム外側スリーブである。

【0021】

上述の例では、絶縁プラズマ対向構造について説明しているが、プラズマ対向構造は、絶縁構造に限定されない。一般に、可動プラズマ閉じ込め構造が全体として、上述のようにプラズマからのＲＦ電流が流れることを可能にし、例えば、イオン衝撃を改善するために、高いプラズマシースの生成を容易にする限りは、任意のプラズマ耐性および処理適合構造が用いられてよい。

【0022】

１または複数の実施形態では、可動プラズマ閉じ込め構造は、導電性で処理に適合した材料から形成された可動プラズマ対向構造（ドープＳｉＣまたは別の処理適合性材料で形成されてよい）と、接地までのＲＦ電流路を提供するために可動プラズマ対向構造に結合された可動導電支持構造と、を備える。一実施形態において、プラズマ対向構造は、ドープＳｉＣシリンダであり、導電構造は、ドープＳｉＣシリンダに結合されたリング形の陽極酸化アルミニウムマウントである。一実施形態において、プラズマ対向構造は、導電構造の上方に配置されて、それに結合される。

【0023】

可動ＲＦＧプラズマ閉じ込めアセンブリは、さらに、ＲＦ接地までの低インピーダンス経路をＲＦ電流に提供するために可動導電構造に接続された１または複数の柔軟な導電ストラップを備えており、ＲＦ接地は、通常、ＲＦ接地に接続されたチャンバ壁または他の導電構造である。一実施形態では、可動プラズマ閉じ込め構造が基板処理中に配置位置にある時に、接地までのＲＦ電流路を短縮するために、１または複数のさらなるＲＦ接点が任意に設けられてもよい。後述するように、プラズマが存在する時にＲＦ電流路を短縮することは、プラズマ閉じ込め領域の外側にある環状外側領域における容量結合および誘導結合を低減する助けとなり、それにより、この環状外側領域において非閉じ込めプラズマを意図せずに点火および／または維持する可能性が低減される。

【0024】

本発明の実施形態の特長および利点は、図面と以下の説明を参照すれば、よりよく理解できる。

【0025】

図２は、本発明の一実施形態に従って、可動ＲＦＧプラズマ閉じ込めアセンブリ２００を備えるプラズマ処理チャンバを示す部分概略図である。可動ＲＦＧプラズマ閉じ込めアセンブリ２００は、可動プラズマ対向構造２０４と可動導電構造２０６とを備えた可動プラズマ閉じ込め構造２０２を備える。図２の例では、可動プラズマ対向構造２０４は、円筒形の石英スリーブ２０４ａおよび水平の石英リング２０４ｂによって実現されているが、プラズマ処理に適合した任意の他の適切な材料を用いてもよい。円筒形の石英スリーブ２０４ａは処理中にプラズマに対向し、水平の石英リング２０４ｂはプラズマ処理および／または排出ガスの排気の期間における可動導電構造２０６のプラズマに対する暴露から保護する。

【0026】

可動導電構造２０６は、図２の例では、円筒形の石英リング２０４ａの背後に位置する円筒形の陽極酸化アルミニウムスリーブとして実現されている。陽極酸化アルミニウムが用いられているが、任意の適切な導電材料が用いられてよい。可動導電構造２０６は、円筒形の石英リング２０４ａの薄い材料を流れるＲＦ電流のための低インピーダンスの経路を提供する。１または複数の柔軟な導電ストラップ２１２が、接地されたチャンバ要素（図２の例に示すようにチャンバ上部プレート、または、その他の接地されたチャンバ要素）に可動導電構造２０６を結合する。一実施形態では、接地への複数の経路と円筒対称性とを、戻りＲＦ電流に提供するために、複数の導電ストラップが円筒形の陽極酸化アルミニウムスリーブの円周上に配置されてよい。上述のように、一部の例では、可動プラズマ対向構造２０４と可動導電構造２０６との間に熱膨張ギャップを設けることが望ましい。

【0027】

チャンバに対する基板の挿入および取り出しを容易にするために、可動プラズマ閉じ込め構造２０２（可動プラズマ対向構造２０４および可動導電構造２０６の両方を含む）は、必要に応じて上下動されてよい。上下方向への直線移動を実現するために用いられる具体的な機構は、従来技術に記載されている任意の種類の変換器および／またはギア装置（電気機械的、空気作動装置など）であってよい。柔軟な導電ストラップ２１２は、柔軟に曲がることで、可動プラズマ閉じ込め構造２０２の移動に対応すると共に、接地への所望の低インピーダンス経路を維持する。

【0028】

プラズマ処理中、可動プラズマ閉じ込め構造２０２は、図２に示すように配置位置に下げられる。排出ガスは、可動プラズマ閉じ込め構造２０２の下方に存在するギャップ２１４を通して排気されてよい。ギャップ２１４の寸法は、排出ガスの排気を可能にしつつ、プラズマ閉じ込め領域２２２の外側の環状外側領域２２０におけるプラズマ非閉じ込め事象の発生を防止するためにプラズマ膨張に対するバリアを提供する寸法であってよい。所望であれば、排出ガスコンダクタンスを増大させるために、可動プラズマ閉じ込め構造２０２および可動導電構造２０６を通して、さらなるスロットまたは穴が形成されてもよい。図２の例では、このようなスロットの１つがスロット２３０として図示されている。スロットは、垂直方向、水平方向、または、その両方向に配置されてよい。さらに、従来技術に記載されているように、さらなる排出ガスコンダクタンスを提供しつつ、プラズマ閉じ込めを維持するために、環状接地２３２にスロットが配置されてもよい。

【0029】

接地への低インピーダンスＲＦ電流路が存在するため、プラズマ対向構造２０４の表面で生じるプラズマシース電圧は、閉じ込めリングが電気的に浮遊している図１の場合よりも高くなる。プラズマシース電圧が高いとイオン衝撃エネルギが高くなり、処理中のプラズマ対向構造２０４への残留物の蓄積が低減され、プラズマ洗浄処理の際の残留物の除去率が増大する。さらに、より高いイオンエネルギ衝撃は、可動プラズマ閉じ込め構造２０２のプラズマ対向面を加熱することによっても、処理中の残留物蓄積の低減と、プラズマ洗浄処理中の残留物除去率の増大に寄与する。

【0030】

導電構造２０６の存在は、環状外側領域２２０での望ましくない非閉じ込めプラズマ事象の発生を低減する助けにもなる。再び図１を参照すると、石英閉じ込めリング１１０が電気的に浮遊しているため、プラズマから始まり閉じ込めリング１１０の外側の接地チャンバ面１３８に終わる力線を持つ容量場が生じる。これらの力線は、例えば、力線１４０ａ〜ｄとして図示されている。プラズマ閉じ込め領域１４４の外側の環状外側領域１４２に容量場が存在すると、この環状外側領域１４２内でプラズマが意図せずに点火および／または維持される可能性、すなわち、非閉じ込めプラズマ事象が起きる可能性が増大する。

【0031】

しかしながら、図２の実施形態では、プラズマから始まる容量場の力線のほとんどは、可動導電構造２０６を終端とする（力線２１４ａ〜ｃとして図示）。一部の力線が、可動プラズマ対向構造２０４、および、可動プラズマ閉じ込め構造２０２の下のギャップ２１４を横断して、別の接地要素に至る場合があるが、力線２１４ａ〜ｃが環状外側領域２２０をもはや横断しないという事実により、環状外側領域２２０における容量場の存在は、実質的に低減および／または防止される。環状外側領域２２０における容量場の存在を実質的に低減および／または防止することにより、非閉じ込めプラズマが環状外側領域２２０で形成および／または維持される可能性が低くなる。

【0032】

図３は、本発明の一実施形態に従って、接地へのＲＦ電流路を短縮するための任意の底部ＲＦ接点を備えることにより、環状外側領域２２０における接地電流誘導場を低減して、非閉じ込めプラズマ形成の可能性をさらに低減する代替的または追加的な実施形態を示す。図１を再び参照すると、プラズマからのＲＦ電流は、矢印１５０で示すように低インピーダンス経路をたどる。このＲＦ電流は、環状外側領域１４２に隣接するチャンバ壁に沿って流れ、環状外側領域１４２における非閉じ込めプラズマの形成を促す誘導場を引き起こす。

【0033】

図３では、可動導電構造２０６の底部に、遮断可能なＲＦ接点３０２ａが設けられている。ＲＦ接地には、別の対応する遮断可能なＲＦ接点３０２ｂが結合されている。良好なＲＦ接点を確保するために、可動プラズマ閉じ込め構造が配置されてＲＦ接続が望まれる時に、バネまたはその他の弾性機構を用いて、２つのＲＦ接点３０２ａおよび３０２ｂが互いに対して付勢されてもよい。一実施形態では、ＲＦ接点３０２ａおよび３０２ｂの一方または各々は、少なくとも部分的に穴または凹部内に取り付けられてよく、かかる凹部または穴の底部でＲＦ接点の下側にバネなどの弾性機構を配置して、ＲＦ接点を対応するＲＦ接点に向かって付勢し、可動導電構造２０６を含む可動プラズマ閉じ込め構造が配置位置にある時に良好な接続を保証する。図を明確に示すために、可動プラズマ閉じ込め構造は、図３では、部分的に配置された位置にのみ示されており、ＲＦ接点は、まだ互いに物理的に接触していない。

【0034】

図３の例では、対応する遮断可能なＲＦ接点３０２ｂは、環状接地電極３０４の導電材料に結合されている。一実施形態では、遮断可能なＲＦ接点にＳｉＣを用いているが、プラズマ処理に適合すると共に、接点の開閉の繰り返しに対して十分な耐久性を有する任意の他の導電材料が利用されてもよい。

【0035】

プラズマ処理中、可動プラズマ閉じ込め構造は、下側位置すなわち配置位置に配置され、遮断可能なＲＦ接点３０２ａおよび３０２ｂが互いに対して付勢されることで、プラズマ領域２２２に対向する表面においてＲＦ電流が矢印３２０の方向に流れることを可能にする。図３のＲＦ電流は、可動導電構造２０６およびＲＦ接点３０２ａ／３０２ｂを流れてＲＦ接地に至る。これは、ＲＦ電流が、外側環状領域１４２に隣接するチャンバ表面に沿って流れる（図１の矢印１５０参照）図１の状況と対照的である。ＲＦ電流は、外側環状領域２２０に隣接するチャンバ表面に沿って流れず、内部にある導電構造２０６のプラズマ対向面を流れるため、望ましくない非閉じ込めプラズマの形成または維持を促す誘導場は、この外側環状領域２２０では発生しない。

【0036】

上述からわかるように、本発明の実施形態は、処理中のプラズマ閉じ込め構造表面への残留物形成の低減に寄与し、さらに、その場プラズマ洗浄処理中の残留物除去の向上に寄与する。また、プラズマから始まる容量場の力線の終端となる可動導電構造の存在により、望ましくない非閉じ込めプラズマが外側環状領域で容量場によって点火および／または維持される可能性が低くなる。また、遮断可能なＲＦ接点が上述のように提供されると、外側環状領域に隣接するチャンバ壁表面を迂回することによって接地までのＲＦ電流路が短くなり、望ましくない非閉じ込めプラズマが外側環状領域で誘導場によって点火および／または維持される可能性が実質的に低減および／または排除される。これらの改善は、ウエハスループットおよびプロセス制御を向上させ、所有コストの削減と歩留まりの改善につながる。

【0037】

以上、いくつかの実施形態を参照しつつ本発明について説明したが、本発明の範囲内で、代替物、置換物、および、等価物が存在する。また、本発明の方法および装置を実施する他の態様が数多く存在することにも注意されたい。本明細書では様々な例を提供したが、これらの例は、例示を目的としたものであり、本発明を限定するものではない。さらに、本発明の実施形態は、別の用途で利用されてもよい。

【0038】

また、発明の名称および発明の概要は、便宜上、本明細書で提供されているものであり、特許請求の範囲を解釈するために用いられるべきものではない。さらに、要約書は、非常に簡潔に書かれており、便宜上提供されているものであるため、特許請求の範囲に記載された発明全体を解釈または限定するために用いられるべきではない。また、本発明の方法および装置を実施する他の態様が数多く存在することにも注意されたい。「セット（組）」という用語が用いられている場合には、かかる用語は、一般的に理解される数学的な意味を持ち、０、１、または、２以上の要素を網羅するよう意図されている。したがって、以下に示す特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨および範囲内に含まれる代替物、置換物、および、等価物の全てを網羅するものとして解釈される。
適用例１：基板のプラズマ処理中にプラズマ処理チャンバ内でプラズマを閉じ込めるよう構成された可動プラズマ閉じ込め構造であって、前記プラズマを取り囲むよう構成された可動プラズマ対向構造と、前記可動プラズマ対向構造の外側に配置され、前記基板の取り扱いを容易にするために前記可動プラズマ対向構造と共に単一のユニットとして配置および待避されるよう構成され、前記プラズマ処理中に高周波（ＲＦ）接地される可動導電構造と、を備え、前記可動プラズマ対向構造は、前記プラズマからのＲＦ電流が前記プラズマ処理中に前記可動プラズマ対向構造を通して前記可動導電構造に流れるように、前記プラズマ処理中に前記プラズマと前記可動導電構造との間に配置される、可動プラズマ閉じ込め構造。
適用例２：適用例１に記載の可動プラズマ閉じ込め構造であって、前記可動プラズマ対向構造は、円筒形の構造であり、前記プラズマによるエッチングに耐性を持つ材料で形成される、可動プラズマ閉じ込め構造。
適用例３：適用例２に記載の可動プラズマ閉じ込め構造であって、前記可動プラズマ対向構造は石英で形成される、可動プラズマ閉じ込め構造。
適用例４：適用例２に記載の可動プラズマ閉じ込め構造であって、前記可動プラズマ対向構造はドープＳｉＣで形成される、可動プラズマ閉じ込め構造。
適用例５：適用例１に記載の可動プラズマ閉じ込め構造であって、前記可動プラズマ対向構造は、前記プラズマ処理中における前記プラズマに対する暴露から前記可動導電構造を保護するよう構成される、可動プラズマ閉じ込め構造。
適用例６：適用例１に記載の可動プラズマ閉じ込め構造であって、前記プラズマ処理中の排出ガスの除去を容易にするために、前記可動プラズマ対向構造および前記可動導電構造の両方に少なくとも１つのスロットが形成されている、可動プラズマ閉じ込め構造。
適用例７：適用例６に記載の可動プラズマ閉じ込め構造であって、前記可動プラズマ対向構造は、円筒形の構造であり、前記少なくとも１つのスロットは、前記円筒形の構造の軸に沿って配置される、可動プラズマ閉じ込め構造。
適用例８：適用例１に記載の可動プラズマ閉じ込め構造であって、さらに、遮断可能なＲＦ接点を備え、前記遮断可能なＲＦ接点は、前記可動導電構造が配置された時に、前記接地への経路が前記遮断可能なＲＦ接点を通して形成されるように配置される、可動プラズマ閉じ込め構造。
適用例９：プラズマ処理チャンバを備えたプラズマ処理システムであって、前記プラズマ処理チャンバ内で基板のプラズマ処理中に生成されたプラズマを取り囲むよう構成された可動プラズマ対向構造と、前記可動プラズマ対向構造の外側に配置され、前記基板の取り扱いを容易にするために前記可動プラズマ対向構造と共に単一のユニットとして配置および待避されるよう構成され、前記プラズマ処理中に高周波（ＲＦ）接地される可動導電構造と、前記可動プラズマ対向構造は、前記プラズマからのＲＦ電流が前記プラズマ処理中に前記可動プラズマ対向構造を通して前記可動導電構造に流れるように、前記プラズマ処理中に前記プラズマと前記可動導電構造との間に配置され、前記可動導電構造に接続され、前記可動導電構造が配置および待避される時に前記可動導電構造の動きに対応しつつ、接地への低インピーダンス経路を前記ＲＦ電流に提供する１組の導電ストラップと、を備える、プラズマ処理システム。
適用例１０：適用例９に記載のプラズマ処理システムであって、前記可動プラズマ対向構造は、円筒形の構造であり、前記プラズマによるエッチングに耐性を持つ材料で形成される、プラズマ処理システム。
適用例１１：適用例１０に記載のプラズマ処理システムであって、前記可動プラズマ対向構造は石英で形成される、プラズマ処理システム。
適用例１２：適用例１０に記載のプラズマ処理システムであって、前記可動プラズマ対向構造はドープＳｉＣで形成される、プラズマ処理システム。
適用例１３：適用例９に記載のプラズマ処理システムであって、前記可動プラズマ対向構造は、前記プラズマ処理中における前記プラズマに対する暴露から前記可動導電構造を保護するよう構成される、プラズマ処理システム。
適用例１４：適用例９に記載のプラズマ処理システムであって、前記プラズマ処理中の排出ガスの除去を容易にするために、前記可動プラズマ対向構造および前記可動導電構造の両方に少なくとも１つのスロットが形成されている、プラズマ処理システム。
適用例１５：適用例１４に記載のプラズマ処理システムであって、前記可動プラズマ対向構造は、円筒形の構造であり、前記少なくとも１つのスロットは、前記円筒形の構造の軸に沿って配置される、プラズマ処理システム。
適用例１６：適用例９に記載のプラズマ処理システムであって、さらに、遮断可能なＲＦ接点を備え、前記遮断可能なＲＦ接点は、前記可動導電構造が配置された時に、前記接地への前記低インピーダンス経路が前記遮断可能なＲＦ接点を通して形成されるように配置される、プラズマ処理システム。
適用例１７：プラズマ処理チャンバを備えたプラズマ処理システムを製造するための方法であって、前記プラズマ処理チャンバ内で基板のプラズマ処理中に生成されたプラズマを取り囲むよう構成された可動プラズマ対向構造を準備し、前記可動プラズマ対向構造の外側に可動導電構造を配置し、前記可動導電構造は、前記基板の取り扱いを容易にするために前記可動プラズマ対向構造と共に単一のユニットとして配置および待避されるよう構成され、前記プラズマ処理中に高周波（ＲＦ）接地され、前記可動プラズマ対向構造は、前記プラズマからのＲＦ電流が前記プラズマ処理中に前記可動プラズマ対向構造を通して前記可動導電構造に流れるように、前記プラズマ処理中に前記プラズマと前記可動導電構造との間に配置され、前記可動導電構造に１組の導電ストラップを接続し、前記１組の導電ストラップは、前記可動導電構造が配置および待避される時に前記可動導電構造の動きに対応しつつ、接地への低インピーダンス経路を前記ＲＦ電流に提供すること、を備える、方法。
適用例１８：適用例１７に記載の方法であって、さらに、前記可動導電構造と前記接地との間に遮断可能なＲＦ接点を配置することにより、前記可動導電構造が配置された時に、前記遮断可能なＲＦ接点を通して前記接地への前記低インピーダンス経路を形成することを備える、方法。
適用例１９：適用例１８に記載の方法であって、さらに、前記プラズマ処理中の排出ガスの除去を容易にするために、前記可動プラズマ対向構造および前記可動導電構造の両方に少なくとも１つのスロットを形成することを備える、方法。
適用例２０：適用例１７に記載の方法であって、さらに、前記接地への複数の低インピーダンス経路を提供するために、前記可動導電構造の周囲に前記１組の導電ストラップを配置することを備える、方法。

【図1】

【図2】

【図3】