特許 5745519 高周波（ＲＦ）接地帰還構成

(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】5745519

(24)【登録日】2015年5月15日

(45)【発行日】2015年7月8日

(54)【発明の名称】高周波（ＲＦ）接地帰還構成

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20150618BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20150618BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/302 101B

   H05H1/46 M

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-527106(P2012-527106)

(86)(22)【出願日】2010年8月31日

(65)【公表番号】特表2013-503496(P2013-503496A)

(43)【公表日】2013年1月31日

(86)【国際出願番号】US2010047379

(87)【国際公開番号】WO2011026129

(87)【国際公開日】20110303

【審査請求日】2013年8月28日

(31)【優先権主張番号】61/238,670

(32)【優先日】2009年8月31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】ディンドサ・ラジンダー

(72)【発明者】

【氏名】コシシ・アキラ

(72)【発明者】

【氏名】マラクタノフ・アレクセイ

【審査官】 内田 正和

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００９／０９９６６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−１００７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２０３１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７６８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０３０８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５１７２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５０５８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６６０２３８１（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の処理中にプラズマ処理チャンバの処理チャンバの中にＲＦ電流のための低インピーダンスＲＦ帰還経路を提供するための高周波（ＲＦ）接地帰還構成であって、
基板処理中に前記基板をエッチングするためのプラズマを持続させるように構成された閉じ込めチャンバ体積を取り囲むように構成された閉じ込めリングのセットと、
下部電極サポート構造と、
前記低インピーダンスＲＦ帰還経路がＲＦ源への前記ＲＦ電流の帰還を促すように前記閉じ込めリングのセットと前記下部電極サポート構造との間にＲＦ接触を提供するＲＦ接触対応コンポーネントと、
を備え、
前記ＲＦ接触対応コンポーネントは、伝導性材料で作成され、
前記下部電極サポート構造は、可動の構造であり、
前記ＲＦ接触対応コンポーネントは、ＲＦロッドであり、
前記下部電極サポート構造は、伝導性液体で満たされた凹所を含む、ＲＦ接地帰還構成。

【請求項2】

請求項１に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記伝導性液体は、水銀である、ＲＦ接地帰還構成。

【請求項3】

請求項２に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記ＲＦロッドは、前記伝導性液体の中に配されることによって、前記閉じ込めリングのセットと前記下部電極サポート構造との間の前記ＲＦ接触を提供する、ＲＦ接地帰還構成。

【請求項4】

請求項３に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
ガスケットは、前記伝導性液体のための覆いを提供することによって、前記ＲＦロッドが前記伝導性液体の中に配されているときに前記伝導性液体が前記閉じ込めチャンバ体積の中に漏出することを阻止するように構成される、ＲＦ接地帰還構成。

【請求項5】

請求項４に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記ガスケットは、Ｏリングである、ＲＦ接地帰還構成。

【請求項6】

請求項１に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記低インピーダンスＲＦ帰還経路は、前記ＲＦ電流が前記閉じ込めチャンバ体積の外側にＲＦ場を生成することを可能にすることなく前記ＲＦ源への前記ＲＦ電流の帰還を促すことによって、前記処理中に非閉じ込めプラズマの成長が点火されることを阻止する、ＲＦ接地帰還構成。

【請求項7】

請求項１に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記処理チャンバは、容量結合プラズマ処理チャンバである、ＲＦ接地帰還構成。

【請求項8】

請求項１に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記閉じ込めリングのセットは、伝導性材料で作成される、ＲＦ接地帰還構成。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

プラズマ処理における進歩は、半導体産業の成長をもたらしてきた。今日の競争市場では、メーカは、無駄を最小限に抑えるおよび高品質の半導体デバイスを作成することが可能である必要がある。基板処理中は、チャンバの条件が基板処理に影響を及ぼすことがある。基板のプラズマ処理に影響を及ぼす可能性がある重大なパラメータは、高周波（ＲＦ）電流の流れである。

【0002】

議論を促すために、図１は、処理チャンバ１００を伴う容量結合プラズマ処理システムの簡略ブロック図を示している。例えば、処理チャンバ１００の中で基板１０６が処理されている状況を考える。基板１０６をエッチングするためのプラズマを引火するためには、ガスが、ＲＦ電流と相互に作用してよい。電流は、基板処理中に、ＲＦ源１２２からケーブル１２４に沿ってＲＦ整合器１２０を通って処理チャンバ１００に入ってよい。ＲＦ電流は、経路１４０に沿って流れてガス反応物と結合し、底部電極１０４の上方に位置決めされた基板１０６を処理するために閉じ込めチャンバ体積１１０の中にプラズマを形成してよい。

【0003】

プラズマ形成を制御するためにおよび処理チャンバ壁を保護するために、閉じ込めリングのセット１１２が用いられてよい。閉じ込めリングのセット１１２は、シリコン、ポリシリコン、炭化シリコン、炭化ホウ素、セラミック、アルミニウムなどの伝導性材料で作成されてよい。通常、閉じ込めリングのセット１１２は、プラズマが中で形成される閉じ込めチャンバ体積１１０の周りを取り囲むように構成されてよい。閉じ込めリングのセット１１２に加えて、閉じ込めチャンバ体積１１０の周囲は、上部電極１０２、底部電極１０４、絶縁体リング１１６、１１８、エッジリング１１４、および下部電極サポート構造１２８によっても画定されてよい。

【0004】

閉じ込め領域（閉じ込めチャンバ体積１１０）から中性ガス種などを排出するために、閉じ込めリングのセット１１２は、複数のスロット（スロット１２６ａ、１２６ｂ、および１２６ｃなど）を含んでよい。中性ガス種は、ターボポンプ１３４を通じて処理チャンバ１００から押し出される前に、閉じ込めチャンバ体積１１０を突っ切って処理チャンバ１００の外部領域１３２（外側チャンバ体積）に入るであろう。

【0005】

当業者ならば、非閉じ込めプラズマが不安定な処理環境をもたらすかもしれないことを承知している。理想を言うと、基板処理中に形成されるプラズマは、閉じ込めチャンバ体積１１０の中で形成される。しかしながら、或る一定の条件下では、閉じ込めチャンバ体積１１０の外側でプラズマが点火されることがある。一例として、高加圧環境があると、（閉じ込めチャンバ体積１１０から処理チャンバ１００の外部領域１３２へ排出されている）中性ガス種は、ＲＦ場／磁場に遭遇するであろう。チャンバの外側におけるＲＦ電流の存在は、非閉じ込めプラズマ１５０を形成させるであろう。

【0006】

代表的な処理環境では、ＲＦ電流は、ＲＦ生成器から閉じ込めチャンバ体積１１０に流入する。当業者ならば、処理チャンバ１００に流入するＲＦ電流が、通常はそのＲＦ源に戻ろうとすることを承知している。代表的な先行技術の構成では、ＲＦ帰還経路１４２は、閉じ込めリングのセット１１２の内側に沿って流れるＲＦ帰還電流を含むであろう。点１５２において、ＲＦ帰還電流は、閉じ込めリング１１２の外側に沿って流れて処理チャンバ１００の内側壁面に架かるであろう。チャンバ壁からは、ＲＦ帰還電流は、ストラップのセット１３０を辿って下部電極サポート構造１２８に至るであろう。下部電極サポート構造１２８の表面からは、ＲＦ帰還電流は、ＲＦ整合器１２０を経てＲＦ源１２２に戻るであろう。

【0007】

以上からわかるように、経路１４２を辿ることによって、ＲＦ電流は、ＲＦ源１２２へのその戻り道において閉じ込めチャンバ体積１１０の外側を流れる。その結果、外側チャンバ領域の中に、磁場すなわちＲＦ場が生成されるであろう。ＲＦ場／磁場の存在は、処理チャンバ１００の外部領域１３２の中に非閉じ込めプラズマ１５０を形成させるであろう。

【0008】

ＲＦ帰還電流は、低インピーダンスの経路を探し求める傾向があるので、低インピーダンス経路を提供するためにストラップのセットが用いられてよく、そうして、図２に示されるように、（チャンバ壁を辿る）経路１４２よりも短いＲＦ帰還経路が形成される。一例では、処理チャンバ２００の中で閉じ込めリング２１２を下部電極サポート構造２２８につなぐために、ストラップのセット２３０が用いられてよい。したがって、（経路２４２に沿って流れる）ＲＦ帰還電流は、閉じ込めリング２１２の外壁の底側に沿って流れるときに、ストラップのセット２３０に遭遇するであろう。ストラップのセット２３０は、閉じ込めリング２１２の外面よりも低いインピーダンスの経路を提供するので、ＲＦ帰還電流は、ストラップのセット２３０を介して下部電極サポート構造２２８に架かるであろう。下部電極サポート構造２２８からは、ＲＦ帰還電流は、ＲＦ整合器２２０を介してＲＦ源２２２へ進み続けるであろう。

【0009】

以上からわかるように、ＲＦ帰還電流経路２４２は、図１の経路１４２よりも大幅に短い。しかしながら、ストラップのセット２３０と閉じ込めリング２１２との間の領域２４４の中で、磁場／ＲＦ場が形成されることがある。その結果、適した条件（ガス反応物の存在、十分に高い圧力量、およびＲＦ場／磁場など）があれば、閉じ込めチャンバ体積の外側でプラズマが点火されることがある。

【0010】

したがって、非閉じ込めプラズマの点火を阻止しつつ短いＲＦ帰還経路を提供するための構成が望まれている。

【図面の簡単な説明】

【0011】

添付の図面の中で、本発明は、限定的なものではなく例示的なものとして示されており、図中、類似の参照符号は、同様の要素を指すものとする。

【0012】

【図1】処理チャンバを伴う容量結合プラズマ処理システムの簡略ブロック図である。

【0013】

【図2】ストラップ駆動式のＲＦ帰還経路を伴う処理チャンバの簡略ブロック図である。

【0014】

【図3A】発明の一実施形態における、ＲＦ接地帰還構成の簡略図である。

【図3B】発明の一実施形態における、ＲＦ接地帰還構成の簡略図である。

【0015】

【図4】発明の一実施形態における、間隔調整可能な処理チャンバのためのＲＦ接地帰還構成の図である。

【図5】発明の一実施形態における、間隔調整可能な処理チャンバのためのＲＦ接地帰還構成の図である。

【図6】発明の一実施形態における、間隔調整可能な処理チャンバのためのＲＦ接地帰還構成の図である。

【図7】発明の一実施形態における、間隔調整可能な処理チャンバのためのＲＦ接地帰還構成の図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

次に、添付の図面に示されるような幾つかの実施形態を参照にして、本発明が詳細に説明される。以下の説明では、本発明の完全な理解を与えるために、多くの詳細が明記されている。しかしながら、当業者ならば、本発明が、これらの一部または全部の詳細を伴わずとも実施可能であることが明らかである。また、本発明を不必要に不明瞭にしないために、周知のプロセス工程および／または構造の詳細な説明は省かれている。

【0017】

方法および技術を含む様々な実施形態が、以下で説明される。発明は、発明技術の実施形態を実行に移すためのコンピュータ可読命令を格納されたコンピュータ可読媒体を含む製造品も対象としえることを念頭に置かれるべきである。コンピュータ可読媒体としては、例えば、コンピュータ可読コードを格納するための、半導体、磁気、光磁気、光、またはその他の形態のコンピュータ可読媒体が挙げられる。さらに、発明は、発明の実施形態を実施するための装置も対象としえる。このような装置は、発明の実施形態に関連したタスクを実行に移すための、専用のおよび／またはプログラム可能な回路を含んでよい。このような装置の例としては、適切にプログラムされたときの汎用コンピュータおよび／または専用計算装置があり、コンピュータ／計算装置と、発明の実施形態に関連した様々なタスクに適応された専用の／プログラム可能な回路との組み合わせが挙げられる。

【0018】

本発明の実施形態にしたがって、高周波（ＲＦ）接地帰還構成が提供される。発明の実施形態は、閉じ込めリングと下部電極サポート構造との間に（ＲＦ接触対応コンポーネントを通じた）直接的なＲＦ接触を提供することによってＲＦ帰還電流のための短いＲＦ帰還経路を確立することを含む。

【0019】

この文献では、一例として、１つの閉じ込めリングを使用した様々な実装形態が論じられる。この発明は、しかしながら、１つの閉じ込めリングに限定されず、１つまたは２つ以上の閉じ込めリングを伴うプラズマ処理システムにも適用されてよい。むしろ、議論は、例示であることを意図されており、発明は、提示された例に限定されない。

【0020】

発明の一実施形態では、閉じ込め領域（閉じ込めリングの周囲によって画定される領域）の外側に磁場／ＲＦ場が確立される可能性を実質的に排除しつつ、ＲＦ源に戻るＲＦ帰還経路を確立するための、ＲＦ接地帰還構成が提供される。一実施形態では、ＲＦ接地帰還構成は、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）処理システムの中に実装されてよい。ＲＦ接地帰還構成は、一実施形態では、固定のまたは可動の下部電極サポート構造を伴う処理チャンバの中に実装されてよい。

【0021】

発明の１つの実施形態では、ＲＦガスケットによってＲＦ接地帰還構成が実装されてよい。該ＲＦガスケットは、伝導性材料で作成されてよい。一実施形態では、ＲＦガスケットは、閉じ込めリングとおよび（接地リングなどの）下部電極サポート構造と電気的に接触している。

【0022】

固定の下部電極サポート構造を伴う処理チャンバの場合は、ＲＦガスケットは、比較的小さくてよく、柔軟性または非柔軟性のいずれかであってよい。しかしながら、可動の下部電極サポート構造を伴う処理チャンバの場合は、ＲＦガスケットは、垂直方向への下部電極サポート構造の移動に伴ってその接地リングの移動に適応する形状および寸法を有するように構成される。一実施形態では、ＲＦガスケットの形状は、曲率の大きい設計（例えば、逆さまのまたは横倒しのＣ字型の可撓性導体ＲＦガスケット）であるように構成されることによって、接地リングが閉じ込めリングとのＲＦ接触を維持することを可能にしている。要するに、ＲＦガスケットは、閉じ込めリングの下向き表面と接地リングの上向き表面との間の間隔のサイズに少なくとも等しいサイズである。また、ＲＦガスケットは、柔軟性であることによって、ＲＦガスケットの形状が接地リングの移動に伴って変化することを可能にしている。一例では、接地リングが上向きに移動する（そうして接地リングと閉じ込めリングとの間の間隔を狭める）のに伴って、ＲＦガスケットは、平らにされる。しかしながら、接地リングが閉じ込めリングから最も離れた距離にあるときは、ＲＦガスケットは、半ドーナツ状よりも大きい形状を有するであろう。

【0023】

別の一実施形態では、ＲＦ接地帰還構成は、バネ加圧式の滑り接触構成を伴って実装されてよい。該バネ加圧式の滑り接触構成は、閉じ込めリングに結合されたバネ部材を含んでよい。バネ部材は、接地リングの壁に向かって付勢される。一実施形態では、バネ部材は、接点を介して接地リングの壁と電気的に接触している。したがって、接地リングは、上下へのその移動するのに伴って、バネ加圧式の滑り接触構成を介して閉じ込めリングとのＲＦ接触を維持する。

【0024】

さらに別の実施形態では、ＲＦ接地帰還構成は、延長部を伴う閉じ込めリングを含んでよい。延長部は、下向きに伸びてよく、接地リングの側壁に対して平行である。一実施形態では、延長部は、接地リングにごく接近して位置決めされることによって、延長部と接地リングとの間の間隔を狭めている。接地リングに延長部が接近していることによって、大キャパシタンスエリアが形成される。インピーダンスはキャパシタンスに反比例するので、大キャパシタンスエリアは、ＲＦ帰還電流のための低インピーダンス帰還経路を形成するであろう。

【0025】

別のＲＦ接地構成は、一実施形態では、閉じ込めリングとおよび接地リングと電気的に接触しているＲＦ伝導性ロッドを含んでよい。一実施形態では、該ＲＦ伝導性ロッドは、伝導性液体の中に配され、該伝導性液体は、接地リングの陥凹部の中にある。したがって、接地リングが垂直に移動するときは、ＲＦ伝導性ロッドの一部が接地リングの伝導性液体の中にとどまる。その結果、ＲＦ伝導性ロッドを介して閉じ込めリングと接地リングとの間にＲＦ接触が維持されて、ＲＦ帰還電流のための低インピーダンス経路を提供する。

【0026】

以上からわかるように、ＲＦ接地帰還構成は、先行技術の構成と比較して短い、ＲＦ帰還電流のためのＲＦ帰還経路を提供する。また、各ＲＦ接地帰還構成は、ＲＦ場／磁場を形成することができ尚且つ閉じ込め領域の外側において非閉じ込めプラズマを持続させることができるエリアを内包していない。

【0027】

本発明の特徴および利点は、図面および以下の議論を参照にして、より良く理解されるであろう。

【0028】

図３Ａおよび図３Ｂは、発明の実施形態における、ＲＦ接地帰還構成の一例の簡略図を示している。例えば、処理チャンバ３００の中で基板３０６が処理されている状況を考える。一実施形態では、処理チャンバ３００は、容量結合プラズマ処理チャンバであってよい。基板３０６は、底部電極３０４の上方に位置決めされてよい。基板処理中は、基板３０６をエッチングするために利用されえるプラズマ３０８が、基板３０６と上部電極３０２との間に形成されるであろう。

【0029】

プラズマの形成を制御するためにおよび処理チャンバ壁を保護するために、閉じ込めリングのセット３１２が用いられてよい。閉じ込めリングリングのセット３１２は、複数の閉じ込めリングを含んでよい、または１つの閉じ込めリングであってよい。閉じ込めリングのセット３１２は、シリコン、ポリシリコン、炭化シリコン、炭化ホウ素、セラミック、アルミニウムなどの伝導性材料で作成されてよい。

【0030】

通常、閉じ込めリングのセット３１２は、プラズマ３０８が中で形成される閉じ込めチャンバ体積３１０の周囲を取り囲むように構成されてよい。閉じ込めリングのセット３１２に加えて、閉じ込めチャンバ体積３１０の周囲は、上部電極３０２、底部電極３０４、絶縁体リング３１６、３１８、エッジリング３１４、および下部電極サポート構造３２８によっても画定されてよい。

【0031】

基板処理中は、ガス分配システム（不図示）から閉じ込めチャンバ体積３１０の中にガスが流入し、ＲＦ電流と相互に作用してプラズマ３０８を形成するであろう。ＲＦ電流は、ＲＦ源３２２からケーブル３２４を通ってＲＦ整合器３２０へ流れるであろう。ＲＦ整合器３２０からは、ＲＦ電流は、経路３４０に沿って底部電極３０４を通って上方へ流れ、閉じ込めチャンバ体積３１０の中のガスと相互に作用してプラズマ３０８を形成するであろう。

【0032】

閉じ込め領域（閉じ込めチャンバ体積３１０）から中性ガス種を排出するために、閉じ込めリングのセット３１２は、複数のスロット（スロット３２６ａ、３２６ｂ、および３２６ｃなど）を含んでよい。閉じ込めリングのセット３１２におけるスロットの数およびサイズは、必要とされる伝導率に応じて可変であってよい。中性ガス種は、ターボポンプ３３４を通じて処理チャンバ３００から押し出される前に、閉じ込めチャンバ体積３１０を突っ切ってスロットを通って処理チャンバ３００の外部領域３３２（外側チャンバ体積）に入るであろう。

【0033】

先行技術では、閉じ込め領域の外側におけるＲＦ場の存在が、ＲＦ電流をガス反応物と相互に作用させて、プラズマを点火させるであろう。先行技術と異なり、閉じ込めチャンバ体積３１０の外側におけるプラズマの生成を実質的に排除するＲＦ接地帰還構成が提供される。

【0034】

一実施形態では、閉じ込めリングのセット３１２と下部電極サポート構造（接地リング、またはＲＦ源３２２に電気的に接続された別の構造など）との間にＲＦ接触を形成するために、ＲＦガスケット３５０（図３Ｂを参照せよ）が用いられてよい。ＲＦガスケット３５０は、一実施形態では、例えばステンレス鋼やベリリウム銅などの伝導性材料で作成される。ＲＦガスケット３５０は、円形の設計を伴うものとして示されているが、ＲＦガスケット３５０は、半ドーナツ状、四角形、長方形などのその他の構成を有してもよい。以上からわかるように、ＲＦガスケットの形状は、必要とされるＲＦ接触が閉じ込めリングのセット３１２と下部電極サポート構造３２８との間に提供される限り、メーカの好みに基づいて可変であってよい。

【0035】

先行技術と異なり、ＲＦガスケット３５０は、磁場またはＲＦ場が中で形成されえる領域を閉じ込めチャンバ体積３１０の外側に形成することなくＲＦ帰還電流のための経路３４２を形成する。要するに、経路３４２は、閉じ込めチャンバ体積３１０の周囲にとどまって、プラズマの周りに効果的にファラデーシールドを効果的に形成することによって、プラズマの非閉じ込めを阻止する。したがって、ＲＦ接地帰還構成は、プラズマを持続させることができる領域を閉じ込めチャンバ体積３１０の外側に内包することなく短いＲＦ帰還経路を提供する。

【0036】

図３Ａおよび図３ＢのＲＦ接地帰還構成は、固定の下部電極コンポーネントを伴う処理チャンバの中に実装されてよい。可動の下部電極コンポーネントを有する処理チャンバの場合は、ＲＦ接地帰還構成は、図４、図５、図６、および図７に示されるように実装されてよい。

【0037】

図４は、発明の一実施形態における、間隔調整可能な処理チャンバ４００のためのＲＦ接地帰還構成を示している。図３Ａおよび図３Ｂと同様に、閉じ込めリング４１２と、可動の下部電極サポート構造の一部である接地リング４２８との間にＲＦ接触を確立するために、ＲＦガスケット４０２が用いられる。一実施形態では、ＲＦガスケット４０２は、ステンレス鋼などの可撓性の伝導性材料で作成される。一実施形態では、ＲＦガスケット４０２は、下部電極サポート構造が垂直に移動されるときに接地リング４２８が尚も閉じ込めリング４１２とのＲＦ接触を維持するような大曲率のエリアを提供するのに十分な大きさの寸法を有する半ドーナツ状（図４に示されるような逆さまのＣ字型のＲＦガスケット、横倒しのＣ字型のＲＦガスケット、またはその他の任意の湾曲したＲＦガスケット設計など）を有してよい。図３のＲＦガスケット３５０と同様に、ＲＦガスケット４０２の形状は、接地リング４２８と閉じ込めリング４１２との間にＲＦ接触が維持されることによって、閉じ込めチャンバ体積の中にプラズマを閉じ込めつつ短いＲＦ帰還経路４４２が提供される限り、メーカの好みに基づいて可変であってよい。

【0038】

図５は、発明の一実施形態における、ＲＦ接地帰還構成を伴う間隔調整可能な処理チャンバ５００の簡略部分図を示している。この構成では、下部電極サポート構造は、可動である。下部電極サポート構造は、接地リング５２８を含んでよい。したがって、下部電極サポート構造が上下に移動するのに伴って、接地リング５２８もまた、同じ方向に移動する。

【0039】

一実施形態では、接地リング５２８は、例えば水銀などの伝導性液体５０６で満たされた凹所５０４を含んでよい。伝導性液体５０６の中に配されるのは、例えばアルミニウムなどの伝導性材料で作成されたＲＦ伝導性ロッド５０８である。一実施形態では、ＲＦ伝導性ロッド５０８は、閉じ込めリング５１２を接地リング５２８につなぐように少なくとも構成される。要するに、閉じ込めリング５１２と接地リング５２８との間にＲＦ伝導性ロッド５０８を介してＲＦ接触が確立される。伝導性液体５０６が閉じ込めチャンバ体積に曝される可能性を最小限に抑えるために、（Ｏリングなどの）ガスケット５１０が用いられてよい。

【0040】

したがって、下部電極サポート構造を垂直に移動させることによって閉じ込めチャンバ体積が調整されるのに伴って、ＲＦ伝導性ロッド５０８の一部が引き続き伝導性液体５０６の中に配された状態にとどまることによって、閉じ込めリング５１２と接地リング５２８との間のＲＦ接触が維持される。その結果、プラズマを持続させることができる領域が外側チャンバ体積の中に確立される事態を実質的に阻止しつつ、先行技術よりも大幅に短い経路であるＲＦ帰還電流のためのＲＦ帰還経路５４２が提供される。

【0041】

図６は、発明の一実施形態における、間隔調整可能な処理チャンバ６００のための別のＲＦ接地帰還構成を示している。図４および図５と同様に、下部電極サポート構造は、可動であり、接地リング６０２を含んでよい。したがって、下部電極サポート構造が垂直に移動するのに伴って、接地リング６０２もまた、同じ方向に移動する。

【0042】

発明の一実施形態では、ＲＦ接地帰還構成は、バネ加圧式の滑り接触構成を含む。一実施形態では、バネ加圧式の滑り接触構成は、鋼などの伝導性材料で作成されてよい。バネ加圧式の滑り接触構成は、バネ部材６０４を含んでよい。バネ部材６０４は、例えば、バネ板であってよい。バネ部材６０４は、固定点６０６において、閉じ込めリング６１２に固定されてよい。一実施形態では、バネ部材６０４は、接地リング６０２の表面６１０に対して付勢される接触点６０８を含んでよい。

【0043】

したがって、下部電極サポート構造が垂直に移動するのに伴って、接地リング６０２もまた、閉じ込めリング６１２とのＲＦ接触を維持しつつ上下に移動する。バネ加圧式の滑り接触構成によって、ＲＦ帰還電流がＲＦ源へのその戻り道において閉じ込めリング６１２の内側に沿って突っ切る短いＲＦ帰還経路６４２が提供される。

【0044】

図７は、間隔調整可能な処理チャンバ７００のための別のＲＦ接地帰還構成を示している。一実施形態では、閉じ込めリング７１２は、延長部７０２を含んでよい。延長部７０２は、可動の下部電極サポート構造の一部である接地リング７０６の側面壁７０４に平行であってよい。

【0045】

延長部７０２は、閉じ込めリング７１２と接地リング７０６との間に大キャパシタンスエリアを形成するために用いられる。当業者ならば、キャパシタンスがインピーダンスに逆相関していることを承知している。したがって、キャパシタンス値が高いほど、インピーダンス値は低い。

【0046】

或るエリアのキャパシタンスは、その面積に正比例するとともに延長部７０２と接地リング７０６との間の距離に反比例するので、高キャパシタンスエリア（例えば１０〜１００ナノファラッドのキャパシタンスを持つエリアなど）を形成するためには、延長部７０２は、接地リング７０６にごく接近して位置決めされる。高キャパシタンスによって、延長部７０２と接地７０６との間の間隔（７１０）は、ＲＦショートとして機能し、ＲＦ帰還電流が閉じ込めリング７１２から接地リング７０６へ横断することを可能にする。要するに、延長部７０２と接地リング７０６とが、低インピーダンス経路を形成する。ＲＦ帰還電流は、最も低いインピーダンスを持つ最短の経路を通る傾向があるので、（間隔７１０を介して）延長部７０２によって提供されるＲＦ帰還経路７４２は、図１の先行技術の経路１４２よりも好ましい。したがって、閉じ込めチャンバ体積の中にプラズマを閉じ込めつつ、より短いＲＦ帰還経路が提供される。

【0047】

以上からわかるように、本発明の１つまたは２つ以上の実施形態は、処理チャンバの外側チャンバ体積の中でのＲＦ場の確立を実質的に阻止しつつ短いＲＦ帰還経路を確立するように構成されたＲＦ接地リング構成を提供する。比較的低インピーダンスのＲＦ帰還経路を形成することによって、ＲＦ帰還電流は、ＲＦ接地帰還構成によって提供されるより望ましいＲＦ帰還経路を通ってＲＦ源に戻る傾向が増す。ＲＦ帰還経路を処理チャンバの外部領域から遠ざけることによって、閉じ込めチャンバ体積の外側で非閉じ込めプラズマが点火される可能性が大幅に解消される。

【0048】

本発明は、幾つかの好ましい実施形態の観点から説明されているが、本発明の範囲内には、代替、置換、および均等物がある。本明細書では、様々な例が提供されるが、これらの例は、発明に対して例示的であって限定的ではないことを意図している。また、本発明は、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）処理システムとの関連において説明されているが、本発明は、誘導結合プラズマ処理システムまたは混合型プラズマ処理システムとの関連において適用されてもよい。
本発明は、以下の適用例としても実現可能である。
［適用例１］
基板の処理中にプラズマ処理チャンバの処理チャンバの中にＲＦ電流のための低インピーダンスＲＦ帰還経路を提供するための高周波（ＲＦ）接地帰還構成であって、
基板処理中に前記基板をエッチングするためのプラズマを持続させるように構成された閉じ込めチャンバ体積を取り囲むように構成された閉じ込めリングのセットと、
下部電極サポート構造と、
前記低インピーダンスＲＦ帰還経路がＲＦ源への前記ＲＦ電流の帰還を促すように前記閉じ込めリングのセットと前記下部電極サポート構造との間にＲＦ接触を提供するＲＦ接触対応コンポーネントと、
を備えるＲＦ接地帰還構成。
［適用例２］
適用例１に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記ＲＦ接触対応コンポーネントは、伝導性材料で作成される、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例３］
適用例２に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記下部電極サポート構造は、固定の構造である、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例４］
適用例３に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記ＲＦ接触対応コンポーネントは、ＲＦガスケットである、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例５］
適用例２に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記下部電極サポート構造は、可動の構造であり、前記ＲＦ接触対応コンポーネントは、ＲＦガスケットである、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例６］
適用例５に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記ＲＦガスケットは、柔軟性であることによって、前記下部電極サポート構造が垂直に移動するときに前記下部電極サポート構造が前記閉じ込めリングのセットとの前記ＲＦ接触を維持することを可能にする、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例７］
適用例５に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記ＲＦ接触対応コンポーネントは、前記閉じ込めリングのセットに取り付けられたバネ部材を含むバネ加圧式の接触滑り構成であり、前記バネ部材は、前記下部電極サポート構造の側壁に対して付勢され、前記下部電極サポート構造が垂直に移動するときにバネ接点を介して前記下部電極サポート構造との接触を維持するように構成される、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例８］
適用例７に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記バネ部材は、板バネである、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例９］
適用例５に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記ＲＦ接触対応コンポーネントは、ＲＦロッドである、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例１０］
適用例９に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記下部電極サポート構造は、伝導性液体で満たされた凹所を含む、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例１１］
適用例１０に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記伝導性液体は、水銀である、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例１２］
適用例１１に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記ＲＦロッドは、前記伝導性液体の中に配されることによって、前記閉じ込めリングのセットと前記下部電極サポート構造との間の前記ＲＦ接触を提供する、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例１３］
適用例１２に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
ガスケットは、前記伝導性液体のための覆いを提供することによって、前記ＲＦロッドが前記伝導性液体の中に配されているときに前記伝導性液体が前記閉じ込めチャンバ体積の中に漏出することを阻止するように構成される、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例１４］
適用例１３に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記ガスケットは、Ｏリングである、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例１５］
適用例５に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記ＲＦ接触対応コンポーネントは、前記閉じ込めリングのセットの延長部である、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例１６］
適用例１５に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記延長部は、前記下部電極サポート構造の側面エリアに平行である、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例１７］
適用例１６に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記延長部は、前記延長部と前記下部電極サポート構造との間に大キャパシタンスエリアが形成されるように前記下部電極サポート構造に隣接して位置決めされることによって、前記ＲＦ電流が前記ＲＦ源に戻るための前記低インピーダンスＲＦ帰還経路を提供する、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例１８］
適用例１に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記低インピーダンスＲＦ帰還経路は、前記ＲＦ電流が前記閉じ込めチャンバ体積の外側にＲＦ場を生成することを可能にすることなく前記ＲＦ源への前記ＲＦ電流の帰還を促すことによって、前記処理中に非閉じ込めプラズマの成長が点火されることを阻止する、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例１９］
適用例１に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記処理チャンバは、容量結合プラズマ処理チャンバである、ＲＦ接地帰還構成。
［適用例２０］
適用例１に記載のＲＦ接地帰還構成であって、
前記閉じ込めリングのセットは、伝導性材料で作成される、ＲＦ接地帰還構成。

【0049】

また、名称および概要は、便宜のために提供されたものであり、特許請求の範囲を解釈するために使用されるべきでない。さらに、要約は、極めて省略された形で記載され、便宜のために提供されたものであり、したがって、特許請求の範囲に表された全体的発明を解釈するためにも制限するためにも用いられるべきでない。もし、本明細書において「セット」という用語が用いられる場合は、このような用語は、ゼロの、１つの、または２つ以上の構成要素を対象とした通常理解の数学的意味を有することを意図している。また、本発明の方法および装置を実現するものとして、多くの代替的手法があることも留意されるべきである。したがって、以下の添付の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨および範囲に含まれるものとして、このようなあらゆる代替、置換、および均等物を含むものと解釈される。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】