特許 7021914 エッジ均一性制御のための調整可能な延長電極

(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】2022-02-08

(45)【発行日】2022-02-17

(54)【発明の名称】エッジ均一性制御のための調整可能な延長電極

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/46 20060101AFI20220209BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20220209BHJP

【ＦＩ】

H05H1/46 M

H01L21/302 101G

【請求項の数】 14

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2017220797

(22)【出願日】2017-11-16

(65)【公開番号】P2018098187

(43)【公開日】2018-06-21

【審査請求日】2020-09-17

(31)【優先権主張番号】15/382,004

(32)【優先日】2016-12-16

(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

(74)【代理人】

【識別番号】100101502

【弁理士】

【氏名又は名称】安齋 嘉章

(72)【発明者】

【氏名】オリビエ リュエール

(72)【発明者】

【氏名】レオニド ドーフ

(72)【発明者】

【氏名】ラジンダー ディンドサ

(72)【発明者】

【氏名】スニル スリニバサン

(72)【発明者】

【氏名】デニス エム コーサウ

(72)【発明者】

【氏名】ジェームズ ロジャース

【審査官】中尾 太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１８８１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５３９３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５３２１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０６４６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１３８４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０５０１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／００５３４２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２２３８１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００６１３５１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２３５０６３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｈ １／４６

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板処理チャンバ用のプロセスキットであって、プロセスキットは、
上面及び底面を有する第１リングであって、底面は基板支持部材によって支持され、底面は基板支持部材によって支持される基板の下に少なくとも部分的に延在する第１リングと、
第１リングの下に配置された調整可能な調整リングであって、調整可能な調整リングは上面及び底面を有し、調整可能な調整リングの上面及び第１リングは調整可能なギャップを画定し、
環状体と、
環状体内に形成され、環状体の底面に形成された空洞と、
環状体内に形成され、調整可能な調整リングの上面から空洞内へと延在するアクセスオリフィスとを含む調整可能な調整リングと、
調整可能な調整リングの底面とインターフェース接続された作動機構であって、第１リングの底面と調整可能な調整リングの上面との間に画定された調整可能なギャップを変化させるように構成された作動機構とを含むプロセスキット。

【請求項2】

作動機構は、プラズマとエッジリングとの間に形成されるプラズマシースの厚さを制御するように構成される、請求項１記載のプロセスキット。

【請求項3】

処理チャンバであって、
基板を支持するように構成された基板支持部材と、
冷却プレートと、
基板支持部材によって支持されたプロセスキットとを含み、プロセスキットは、
上面及び底面を有する第１リングであって、底面は基板支持部材によって支持され、底面は基板支持部材によって支持される基板の下に少なくとも部分的に延在する第１リングと、
第１リングの下に配置された調整可能な調整リングであって、調整可能な調整リングは上面及び底面を有し、調整可能な調整リングの上面及び第１リングは調整可能なギャップを画定し、横方向に０インチより大きく０．０３インチより小さい横方向のギャップを形成しながら冷却プレートを囲む調整可能な調整リングと、
調整可能な調整リングの底面とインターフェース接続された作動機構であって、第１リングの底面と調整可能な調整リングの上面との間に画定された調整可能なギャップを変化させるように構成された作動機構とを含む処理チャンバ。

【請求項4】

調整可能な調整リングは、導電性材料から形成される、請求項１記載のプロセスキット又は請求項３記載の処理チャンバ。

【請求項5】

調整可能なギャップは、０～４ｍｍの間で調整可能である、請求項１記載のプロセスキット又は請求項３記載の処理チャンバ。

【請求項6】

作動機構は、
第１端部及び第２端部を有するリフトピンであって、リフトピンの第１端部は調整可能な調整リングの底面に接触し、リフトピンの第２端部はリフト機構と連通しているリフトピンを含む、請求項１記載のプロセスキット又は請求項３記載の処理チャンバ。

【請求項7】

調整可能な調整リングは、
環状体と、
環状体内に形成され、環状体の底面に形成された空洞と、
環状体内に形成され、調整可能な調整リングの上面から空洞内へと延在するアクセスオリフィスとを含む、請求項３記載の処理チャンバ。

【請求項8】

作動機構は、空洞内に少なくとも部分的に配置されたネジであり、ネジは、アクセスオリフィスを通して回転され、調整可能な調整リングを作動させるように構成される、請求項１記載のプロセスキット又は請求項７記載の処理チャンバ。

【請求項9】

空洞は第１直径を有し、アクセスオリフィスは第２直径を有し、第１直径は第２直径よりも大きい、請求項１記載のプロセスキット又は請求項７記載の処理チャンバ。

【請求項10】

作動機構は、プラズマとエッジリングとの間に形成されたプラズマシースの厚さを制御するように構成される、請求項３記載の処理チャンバ。

【請求項11】

基板支持部材は、
ベースと、
ベースによって支持された冷却プレートと、
冷却プレートの上面に配置された静電チャックとを含む、請求項３記載の処理チャンバ。

【請求項12】

調節可能な調整リングは、約０～２ｍｍの間で冷却プレートから離間している、請求項１１記載の処理チャンバ。

【請求項13】

基板を処理する方法であって、
基板処理チャンバ内に配置された基板支持部材上に基板を配置するステップと、
基板の上方にプラズマを形成するステップと、
調整可能な調整リングを作動させることによって調整可能な調整リングとエッジリングとの間の間隔を調整して基板のエッジでイオンの方向を変えるステップとを含み、調整可能な調整リングを作動させることは、調整可能な調整リング内の空洞内に少なくとも部分的に配置されたネジを回転させることを含む方法。

【請求項14】

調整可能な調整リングを作動させるステップは、
プラズマとエッジリングとの間に形成されたプラズマシースの厚さを変化させるステップを含む、請求項１３記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景】

【0001】

（分野）
本明細書に記載の実施形態は、概して、基板処理装置に関し、より詳細には、基板処理装置用の改良されたプロセスキットに関する。

【0002】

（関連技術の説明）
半導体技術ノードが縮小されたサイズのデバイスジオメトリと共に進歩するにつれて、基板エッジのクリティカルディメンジョンの均一性の要件がより厳しくなり、ダイの歩留まりに影響を与えている。商業的なプラズマリアクタは、基板全域にわたるプロセス均一性（例えば、温度、ガス流、ＲＦ電力など）を制御するための複数の調整可能なノブを含む。典型的には、エッチングプロセスにおいて、シリコン基板は、静電チャックに静電的にクランプされながらエッチングされる。

【0003】

処理中、基板支持体上に載置された基板は、基板上に材料を堆積させ、基板から材料の一部を除去又はエッチングするプロセスを、しばしば連続又は交互のプロセスで受ける可能性がある。典型的には、基板の表面全域にわたって均一な堆積速度及びエッチング速度を有することが有益である。しかしながら、プロセスの不均一性がしばしば基板の表面全域にわたって存在し、基板の周縁部又はエッジで顕著である可能性がある。周縁部におけるこれらの不均一性は、電場の終端の影響に起因する可能性があり、時にはエッジ効果と呼ばれる。堆積又はエッチングの間に、少なくとも１つの堆積リングを含むプロセスキットが時には提供され、基板の周縁部又はエッジにおける均一性に好影響を与える。

【0004】

したがって、基板処理装置のための改良されたプロセスキットが絶えず必要とされている。

【概要】

【0005】

本明細書に記載の実施形態は、概して、基板処理装置に関する。一実施形態では、基板処理チャンバ用のプロセスキットが本明細書に開示される。プロセスキットは、第１リング、調整可能（アジャスタブル）な調整（チューニング）リング、及び作動機構を含む。第１リングは、上面及び底面を有する。底面は、基板支持部材によって支持される。底面は、基板支持部材によって支持される基板の下に少なくとも部分的に延在する。調整可能な調整リングは、第１リングの下に配置される。調整可能な調整リングは、上面及び底面を有する。調整可能な調整リングの上面及び第１リングは、調整可能なギャップを画定する。作動機構は、調整可能な調整リングの底面とインターフェース接続される。作動機構は、第１リングの底面と調整可能な調整リングの上面との間に画定された調整可能なギャップを変化させるように構成される。

【0006】

別の一実施形態では、処理チャンバが本明細書に開示される。処理チャンバは、基板支持部材及びプロセスキットを含む。基板支持部材は、基板を支持するように構成される。プロセスキットは、基板支持部材によって支持される。プロセスキットは、第１リング、調整可能な調整リング、及び作動機構を含む。第１リングは、上面及び底面を有する。底面は、基板支持部材によって支持される。底面は、基板支持部材によって支持される基板の下に少なくとも部分的に延在する。調整可能な調整リングは、第１リングの下に配置される。調整可能な調整リングは、上面及び底面を有する。調整可能な調整リングの上面及び第１リングは、調整可能なギャップを画定する。作動機構は、調整可能な調整リングの底面とインターフェース接続される。作動機構は、第１リングの底面と調整可能な調整リングの上面との間に画定された調整可能なギャップを変化させるように構成される。

【0007】

別の一実施形態では、基板を処理する方法が本明細書に開示される。基板は、基板処理チャンバ内に配置された基板支持部材上に配置される。プラズマは基板の上方に生成される。調整可能な調整リングとエッジリングとの間の間隔は、調整可能な調整リングを作動させることによって調整され、基板のエッジでプラズマイオンの方向を変える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

本開示の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本開示のより具体的な説明を、実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本開示の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限していると解釈されるべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。

【図1】一実施形態に係る、処理チャンバの断面図である。

【図2A】一実施形態に係る、図１の処理チャンバの拡大部分断面図である。

【図2B】一実施形態に係る、図１の処理チャンバの拡大部分断面図である。

【図3】一実施形態に係る、２つの静電容量経路を示す、図１の処理チャンバの一部の簡略断面図である。

【図4】本開示の別の利点を示す、一実施形態に係る、図１の処理チャンバの一部の簡略断面図である。

【0009】

明確にするために、図面に共通する同一の要素を示す際には適用可能な限り同一の参照番号を使用している。また、一実施形態の要素は、本明細書に記載される他の実施形態での利用に対して有利に適合させることができる。

【詳細な説明】

【0010】

図１は、一実施形態に係る、調整可能な調整リング１５０を有する処理チャンバ１００の断面図である。図示されるように、処理チャンバ１００は、基板（例えば、基板１０１）をエッチングするのに適したエッチングチャンバである。本開示から恩恵を受けるように適合され得る処理チャンバの例は、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｉｎｃ．）から市販されている、Ｓｙｍ３（商標名）処理チャンバ、Ｃ３（商標名）処理チャンバ、及びＭｅｓａ（商標名）処理チャンバである。堆積チャンバ及び他の製造業者からのものを含む他の処理チャンバは、本開示から恩恵を受けるように適合され得ることが考えられる。

【0011】

処理チャンバ１００は、様々なプラズマ処理のために使用することができる。一実施形態では、処理チャンバ１００を使用して、１以上のエッチング剤によりドライエッチングを行うことができる。例えば、処理チャンバは、前駆体ＣｘＦｙ（ただし、ｘとｙは異なる許容される組み合わせとすることができる）、Ｏ_２、ＮＦ_３、又はそれらの組み合わせからのプラズマの点火のために使用することができる。

【0012】

処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０２、蓋アセンブリ１０４、及び支持アセンブリ１０６を含む。蓋アセンブリ１０４は、チャンバ本体１０２の上端部に配置される。支持アセンブリ１０６は、チャンバ本体１０２によって画定される内部容積１０８内にさらされる。チャンバ本体１０２は、その側壁に形成されたスリットバルブ開口部１１０を含む。スリットバルブ開口部１１０は選択的に開閉され、基板ハンドリングロボット（図示せず）によって内部容積１０８へのアクセスを可能にする。

【0013】

チャンバ本体１０２は、支持アセンブリ１０６を取り囲むライナ１１２を更に含むことができる。ライナ１１２は、修理及び洗浄のために取り外し可能である。ライナ１１２は、金属（例えば、アルミニウム）、セラミックス材料、又は他のプロセス適合性材料で作製することができる。１以上の実施形態では、ライナ１１２は、１以上の開口部１１４と、真空ポート１１８と流体連通する内部に形成されたポンピングチャネル１１６とを含む。開口部１１４は、ガスのポンピングチャネル１１６内への流路を提供する。ポンピングチャネル１１６は、真空ポート１１８へのチャンバ１００内のガスの排出を提供する。

【0014】

真空システム１２０は、真空ポート１１８に結合される。真空システム１２０は、真空ポンプ１２２及びスロットルバルブ１２４を含むことができる。スロットルバルブ１２４は、チャンバ１００を通るガスの流れを調節する。真空ポンプ１２２は、内部容積１０８内に配置された真空ポート１１８に結合される。

【0015】

蓋アセンブリ１０４は、その間にプラズマ容積又は空洞を形成するように構成された少なくとも２つの積み重ねられたコンポーネントを含む。１以上の実施形態では、蓋アセンブリ１０４は、第２電極１２８（「下部電極」）の鉛直方向上方に配置された第１電極１２６（「上部電極」）を含む。上部電極１２６及び下部電極１２８は、その間にプラズマ空洞１３０を閉じ込める。第１電極１２６は、電源１３２（例えば、ＲＦ電源）に結合される。第２電極１２８は、グランドに接続され、２つの電極１２６、１２８の間に静電容量（キャパシタンス）を形成する。上部電極１２６は、ガス入口１３４と流体連通している。１以上のガス入口１３４の第１端部は、プラズマ空洞１３０内に開放している。

【0016】

蓋アセンブリ１０４はまた、第１電極１２６を第２電極１２８から電気的に絶縁するアイソレータリング１３６を含むことができる。アイソレータリング１３６は、酸化アルミニウム又は任意の他の絶縁性の加工適合性材料から作製することができる。

【0017】

蓋アセンブリはまた、ガス分配プレート１３８及びブロッカプレート１４０を含むことができる。第２電極１２８、ガス分配プレート１３８、及びブロッカプレート１４０は、チャンバ本体１０２に結合された蓋リム１４２上に積み重ねられ配置することができる。

【0018】

１以上の実施形態では、第２電極１２８は、プラズマ空洞１３０の下に形成された複数のガス通路１４４を含むことができ、プラズマ空洞１３０からのガスがそこを通って流れることを可能にする。ガス分配プレート１３８は、そこを通ってガス流を分配するように構成された複数の開口部１４６を含む。ブロッカプレート１４０は、第２電極１２８とガス分配プレート１３８との間にオプションとして配置されてもよい。ブロッカプレート１４０は、複数の開口部１４８を含み、第２電極１２８からガス分配プレート１３８まで複数のガス通路を提供する。

【0019】

支持アセンブリ１０６は、支持部材１８０を含むことができる。支持部材１８０は、処理のために基板１０１を支持するように構成される。支持部材１８０は、チャンバ本体１０２の底面を貫通して延びるシャフト１８４を介してリフト機構１８２に結合することができる。リフト機構１８２は、シャフト１８４の周囲からの真空漏れを防止するベローズ１８６によってチャンバ本体１０２にフレキシブルにシールされてもよい。リフト機構１８２は、支持部材１８０が下部の搬送部分と多数の上部の処理位置との間でチャンバ本体１０２内を鉛直方向に移動することを可能にする。更に、１以上のリフトピン１８８が、支持部材１８０を貫通して配置することができる。１以上のリフトピン１８８は、支持部材１８０を貫通して延在するように構成され、これによって基板１０１は支持部材１８０の表面から持ち上げることができる。１以上のリフトピン１８８は、リフトリング１９０によってアクティブにすることができる。

【0020】

図２Ａは、一実施形態に係る、支持部材１８０に接して内部に配置されたプロセスキット２００を示す処理チャンバ１００の一部の部分断面図である。支持部材１８０は、静電チャック２０２、冷却プレート（又はカソード）２０４、及びベース２０６を含む。冷却プレート２０４は、ベース２０６の上に配置される。冷却プレート２０４は、それを通して冷却液を循環させるための複数の冷却チャネル（図示せず）を含むことができる。冷却プレート２０４は、接着剤又は任意の適切な機構によって静電チャック２０２と係合することができる。１以上の電源２０８を冷却プレート２０４に結合することができる。静電チャック２０２は、１以上のヒータ（図示せず）を含むことができる。１以上のヒータは、独立して制御可能であってもよい。１以上のヒータにより、静電チャック２０２は、基板１０１の底面から基板１０１を所望の温度に加熱することができる。

【0021】

プロセスキット２００は、支持部材１８０上に支持することができる。プロセスキット２００は、環状体２３０を有するエッジリング２１０を含む。本体（環状体）２３０は、上面２０９、底面２１１、及び内側エッジ２３２及び外側エッジ２３４を含む。上面２０９は、底面２１１と実質的に平行である。内側エッジ２３２は、外側エッジ２３４と実質的に平行であり、底面２１１に対して実質的に垂直である。本体２３０は、内部に画定された段差面２３６を更に含む。段差面２３６は、内側エッジ２３２に形成され、これによって段差面２３６は、底面２１１と実質的に平行となる。段差面２３６は、基板（例えば、基板１０１）を受けるための凹部を画定する。エッジリング２１０は、支持部材１８０の外周部を覆い、支持部材１８０を堆積から保護するように適合されている。

【0022】

プロセスキット２００は、カバーリング２１２及び石英リング２１４を更に含むことができる。カバーリング２１２は、上面２４０、底面２４２、内側エッジ２４４、及び外側エッジ２４６を有する環状体２３８を含む。上面２４０は、底面２４２に実質的に平行である。内側エッジ２４４は、外側エッジ２４６に実質的に平行であり、底面２４２に対して実質的に垂直である。図２Ａに示される実施形態では、ノッチ２４８が、本体２３８の底面２４２に形成される。石英リング２１４は、支持部材１８０に隣接して配置される。石英リング２１４は、上面２５２、底面２５４、内側エッジ２５６、及び外側エッジ２５８を有する環状体２５１を含む。石英リング２１４は、処理チャンバ１００内でカバーリング２１２を支持するように構成される。例えば、図示の実施形態では、石英リング２１４は、カバーリング２１２の底面２４２からカバーリング２１２を支持する。いくつかの実施形態では、石英リング２１４は、突出部材２６３を含むことができる。突出部材２６３は、石英リングの上面２５２から突出している。突出部材２６３は、カバーリング２１２の底面２４２に形成されたノッチ２４８と嵌合するように構成される。カバーリング２１２は、エッジリング２１０の外周部２１６に沿って配置される。エッジリング２１０は、粒子がエッジリング２１０の下に滑ることを防止するように構成される。

【0023】

プロセスキット２００は、上面２１５及び底面２１７を有する調整可能な調整リング１５０を更に含む。調整可能な調整リング１５０は、導電性材料（例えば、アルミニウム）から形成することができる。調整可能な調整リング１５０は、石英リング２１４と支持部材１８０との間でエッジリング２１０の下に配置され、ギャップ２５０を形成する。例えば、一実施形態では、調整可能な調整リング１５０は、冷却プレート２０４に沿って静電チャック２０２を過ぎて下方に延びる。一実施形態では、調整可能な調整リング１５０は、冷却プレート２０４の底部まで延在する高さを有する。このように、調整可能な調整リング１５０は、冷却プレート２０４からの電力をエッジリング２１０に結合することができる。調整可能な調整リング１５０は、冷却プレート２０４に外接することができ、したがって、横方向に離間したギャップ２５５を形成する。一例では、横方向に離間したギャップは、０インチより大きく０．０３インチ以下である。調整可能な調整リング１５０は、リフトピン２１８とインターフェース接続する。なお、「インターフェース接続」なる用語は、本明細書内で幅広く使用され、直接協働して共に作用することを意味し、直接的／間接的機械的結合、及び／又は有線／無線伝達を介することができる。例えば、リフトピン２１８は、調整可能な調整リング１５０と動作可能に結合させることができる。リフトピン２１８は、リフト機構１８３によって駆動される。いくつかの実施形態では、リフトピン２１８は、リフト機構１８３から独立したリフト機構（図示せず）によって駆動することができる。リフト機構１８３は、調整可能な調整リング１５０をチャンバ１００内で鉛直方向に移動させることができる。一実施形態では、調整可能な調整リングは、０ｍｍより大きく４ｍｍ以下（例えば、２～４ｍｍ）鉛直方向に移動させることができる。調整リング１５０を鉛直方向に移動させることにより、エッジリングと結合するＲＦ電力が変化する。一実施形態では、調整可能な調整リング１５０は、調整可能な調整リング１５０の上面２１５に形成されたコーティング２８１を含むことができる。例えば、コーティング２８１は、酸化イットリウムコーティング又はゲル様コーティングであってもよい。コーティング２８１を使用して、プラズマと調整可能な調整リング１５０との間の化学反応を制限し、こうして、粒子の生成及びリングの損傷を制限する。別の一実施形態では、１以上の誘電体パッド（例えば、テフロン（登録商標）パッド）２８９が、調整可能な調整リング１５０と冷却プレート２０４との間の内部に配置され、その上にエッジリング２１０が着座する。１以上の誘電体パッド２８９は、静電容量３０２を減少させるためにエッジリング２１０と静電チャックとの間にギャップを作り、これによってカソードからリング２１０に結合される電力が最小になる。

【0024】

別の一実施形態（例えば、図２Ｂに示されるもの）では、調整可能な調整リング１５０は手動で動かすことができ、これによってリフトピン２１８の必要性を排除する。調整リング１５０は、空洞２６０及びその中に形成されたアクセスオリフィスを含むことができる。アクセスオリフィス２６２は、調整可能な調整リング１５０の上部から形成され、空洞２６０内へと下方に延びる。アクセスオリフィス２６２は、空洞２６０の第２直径２６５より小さい第１直径２６４を有する。空洞２６０は、アクセスオリフィス２６２の下に形成されている。空洞２６０は、調整リング１５０の底部まで形成されている。空洞２６０は、ネジ２６６を収容するように構成されている。ネジ２６６は、例えば、アクセスオリフィス２６２を介して空洞２６０内に延在する六角キー（図示せず）を介して回転させることができ、これによってネジ２６６は調整リング１５０を上昇／下降させることができる。

【0025】

図３は、一実施形態に係る、２つの静電容量を示す、図１の処理チャンバの一部の簡略断面図である。電力は、２つの静電容量３０２、３０４を通る２つの経路に沿って、カソード２０４からエッジリングに結合させることができる。結合される電力の量は、これらの２つの経路に沿った静電容量に依存する。静電容量３０２は固定されている。静電容量３０４は変化させることができる。例えば、静電容量３０４は、調整可能な調整リング１５０をエッジリング２１０の下で鉛直方向に移動させることによって調整することができ、したがって、その間に形成されるギャップ２５０を変化させる。調整可能な調整リング１５０とエッジリング２１０との間のギャップ２５０を制御することにより、それらの間の静電容量が制御される。数学的には、静電容量は下記の数１で表すことができ、ただし、εは２つの電極間の材料の誘電率（ギャップ２５０が空気の場合１）を表し、ε_０は自由空間の誘電率を表し、面積は調整可能な調整リング１５０の面積を表し、ギャップはギャップ２５０を表す。

【数1】

示されるように、ギャップが減少するにつれて、面積／ギャップの値が増加し、全体的な静電容量Ｃの増加につながる。ギャップが増加するにつれて（すなわち、調整可能な調整スリーブがエッジリング２１０から遠ざかるにつれて）、面積／ギャップの値は減少し、全体の静電容量Ｃを減少させる。このように、ギャップ値を制御することによって、エッジリング２１０とカソード２０４との間の静電容量が変化する。静電容量の変化は、エッジリング２１０とカソード２０４との間に結合される電力（したがって、エッジリング２１０に印加される電圧）を変化させる。例えば、ギャップ２５０の減少から静電容量が増加するにつれて、エッジリング２１０に印加される電圧が増加する。エッジリング２１０に印加される電圧を制御することにより、基板１０１及びエッジリング２１０の周りのプラズマシースの制御が可能になる。その効果については、図４に関連して以下でより詳細に説明する。

【0026】

図４は、本開示の別の利点を示す、一実施形態に係る、処理チャンバ１００の一部を示す。調整可能な調整リング１５０とエッジリング２１０との間の鉛直ギャップ４０２を調整することにより、エッジリング２１０に印加される電圧が増加／減少する。この電圧を使用して、基板１０１のエッジ４０６でプラズマシース４０４のプロファイルを制御して、基板エッジ４０６でのクリティカルディメンジョンの均一性を補償することができる。プラズマシース４０４は、プラズマの本体をその材料境界に結合する空間電荷によって形成される強い電場の薄い領域である。数学的には、シースの厚さｄは、下記数２のチャイルド・ラングミュア方程式で表される。

【数2】

【0027】

ただし、ｉはイオン電流密度、εは真空の誘電率、ｅは素電荷、Ｖ_ｐはプラズマ電位、Ｖ_ＤＣは直流電圧である。

【0028】

エッチングリアクタの場合、プラズマと、エッチングされる基板１０１、チャンバ本体１０２、及びプラズマと接触する処理チャンバ１００のあらゆる他の部分との間に、プラズマシース４０４が形成される。プラズマ中で生成されたイオンは、プラズマシース内で加速され、プラズマシースに対して垂直に移動する。Ｖ_ＤＣを制御すること（すなわち、エッジリング２１０に印加される電圧を制御すること）は、シース４０４の厚さｄに影響を及ぼす。例えば、静電容量が減少するので電圧が増加すると、Ｖ_ｐ－Ｖ_ＤＣの値が減少するのでシース４０４の厚さは減少する。したがって、調整可能な調整リング１５０の移動は、シース４０４の形状に影響を及ぼし、これは次に、プラズマイオンの方向を制御する。

【0029】

図１に戻って参照すると、調節可能な調整リングの制御は、コントローラ１９１によって制御することができる。コントローラ１９１は、処理システムの様々なコンポーネントに結合され、基板処理の制御を促進する、メモリ１９４及び大容量記憶装置、入力制御ユニット、及びディスプレイユニット（図示せず）（例えば、電源、クロック、キャッシュ、入出力（Ｉ／Ｏ）回路、及びライナ）と共に動作可能なプログラミング可能な中央処理装置（ＣＰＵ）１９２を含む。

【0030】

上述したチャンバ１００の制御を促進するために、ＣＰＵ１９２は、様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するために工業環境で使用することができる任意の形態の汎用コンピュータプロセッサのうちの１つ（例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ））とすることができる。メモリ１９４はＣＰＵ１９２に結合され、メモリ１９４は非一時的であり、容易に利用可能なメモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フロッピー（商標名）ディスクドライブ、ハードディスク、又はローカル又はリモートの他の形態のデジタル記憶装置）のうちの１以上とすることができる。サポート回路１９６は、ＣＰＵ１９２に結合され、従来の方法でプロセッサをサポートする。荷電種の生成、加熱、及び他のプロセスは、一般的に、（通常はソフトウェアルーチンとして）メモリ１９４に記憶される。ソフトウェアルーチンはまた、ＣＰＵ１９２によって制御される処理チャンバ１００から遠隔に位置する第２のＣＰＵ（図示せず）によって記憶及び／又は実行されてもよい。

【0031】

メモリ１９４は、ＣＰＵ１９２によって実行されると、チャンバ１００の動作を促進する命令を含むコンピュータ可読記憶媒体の形態である。メモリ１９４内の命令は、プログラム製品の形態（例えば、本開示の方法を実装するプログラム）である。プログラムコードは、多数の異なるプログラミング言語のうちのいずれか１つに準拠することができる。一例では、本開示は、コンピュータシステムと共に使用するためのコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラム製品として実装することができる。プログラム製品のプログラムは、（本明細書に記載の方法を含む）実施形態の機能を定義する。例示的なコンピュータ可読記憶媒体には、（ｉ）情報が永久に格納される書き込み不可能な記憶媒体（例えば、コンピュータ内のリードオンリーメモリ装置（例えば、ＣＤ－ＲＯＭドライブによって読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭディスク）、フラッシュメモリ、ＲＯＭチップ、又は任意のタイプの固体（ソリッドステート）不揮発性半導体メモリ）と、（ｉｉ）変更可能な情報が格納される書込み可能な記憶媒体（例えば、ディスケットドライブ内のフロッピー（商標名）ディスク又はハードディスクドライブ又は任意のタイプの固体ランダムアクセス半導体メモリ）が含まれるが、これらに限定されない。そのようなコンピュータ可読記憶媒体は、本明細書に記載の方法の機能を指示するコンピュータ可読命令を持っている場合、本開示の実施形態となる。

【0032】

上記は特定の実施形態を対象としているが、他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】