特許 7182367 遠隔プラズマ膜堆積におけるウエハレベル均一性制御

(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】2022-11-24

(45)【発行日】2022-12-02

(54)【発明の名称】遠隔プラズマ膜堆積におけるウエハレベル均一性制御

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20221125BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20221125BHJP

   C23C 16/458 20060101ALI20221125BHJP

   H01L 21/205 20060101ALN20221125BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 C

H01L21/68 N

C23C16/458

H01L21/205

【請求項の数】 21

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018037155

(22)【出願日】2018-03-02

(65)【公開番号】P2018152558

(43)【公開日】2018-09-27

【審査請求日】2021-03-01

(31)【優先権主張番号】15/449,333

(32)【優先日】2017-03-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジェフリー・ホーン

(72)【発明者】

【氏名】フアタン・チュウ

(72)【発明者】

【氏名】レイチェル・バッツァー

(72)【発明者】

【氏名】グアンビ・ユアン

(72)【発明者】

【氏名】ゼ・グイ

【審査官】長谷川 直也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０１７３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５０２５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１０８８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１７７４４４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２００７－０００９１５９（ＫＲ，Ａ）

【文献】特表２００１－５２７２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００１－５２５４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５２８９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１０３４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１７２３２７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００２－１３４４８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｃ２３Ｃ １６／４５８

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウエハ上に膜を堆積させるためにプロセスチャンバ内で使用するためのアセンブリであって、
台座であって、前記台座の中心軸から外縁まで広がる台座上面を有し、前記台座上面は、前記台座上面よりも上方のウエハ支持レベルでウエハを支持するように構成された複数のウエハサポートを有する、台座と、
前記台座の台座段差であって、段差内径と、前記段差内径から前記台座の前記外縁に向かって広がる段差表面とを有する台座段差と、
前記段差表面上に載るように構成されたフォーカスリングであって、前記フォーカスリングの外径からメサ内径まで広がるメサを有し、前記メサ内径においてメサ表面から下向きに下がる棚を有し、前記棚は、前記メサ内径と、前記フォーカスリングの内径との間に広がる、フォーカスリングと、
を備え、
前記棚は、処理時に前記ウエハのウエハ底面の少なくとも一部分を支持するように構成され、
前記ウエハサポートのそれぞれは、前記台座上面に開いた穴内に着座し、前記穴の底部に着座する柔軟性のスペーサ上に載っており、前記柔軟性のスペーサは、前記ウエハが前記ウエハサポート上に置かれたときに、前記ウエハサポートが割れるのを防ぐように、及び／又は高さ調節用に、構成されている、アセンブリ。

【請求項2】

請求項１に記載のアセンブリであって、
リング底面からの棚高さは、前記台座段差の段差高さよりも小さい、アセンブリ。

【請求項3】

請求項１に記載のアセンブリであって、
リング底面からの棚高さは、前記台座段差の段差高さに等しい、アセンブリ。

【請求項4】

請求項１に記載のアセンブリであって、
リング底面からの棚高さは、前記台座段差の段差高さよりも大きい、アセンブリ。

【請求項5】

請求項１に記載のアセンブリであって、
リング底面から前記メサ表面までの前記フォーカスリングの高さと、前記リング底面からの棚高さとの間の差は、０．０３３インチ（０．０８３８２センチメートル）以下である、アセンブリ。

【請求項6】

請求項１に記載のアセンブリであって、
前記フォーカスリングの前記内径と、前記段差内径との間の差は、０．０７８インチ（０．１９８１２センチメートル）である、アセンブリ。

【請求項7】

請求項１に記載のアセンブリであって、
前記ウエハ支持レベルは、０．００５インチ（０．０１２７センチメートル）から０．０１５インチ（０．０３８１センチメートル）の範囲である、アセンブリ。

【請求項8】

請求項１に記載のアセンブリであって、更に、
前記台座内に構成された複数の台座シャフトを通る複数のリフトピンを含むリフトピンアセンブリを備えるアセンブリ。

【請求項9】

請求項１に記載のアセンブリであって、
前記台座の前記段差内径から前記外縁までの前記台座の外側リング、及び前記フォーカスリングは、ともに、基本的にイットリア、ＡＬＮ、ＡＬＯ_x、ＡＬＯＮ、ＳｉＣ、及びガラスからなる群から選択された材料を含む、アセンブリ。

【請求項10】

ウエハ上に膜を堆積させるためにプロセスチャンバ内で使用するためのアセンブリであって、
台座であって、前記台座の中心軸から外縁まで広がる台座上面を有し、前記台座上面は、前記台座上面よりも上方のウエハ支持レベルでウエハを支持するように構成された複数のウエハサポートを有する、台座と、
前記台座の台座段差であって、段差内径と、前記段差内径から前記台座の前記外縁に向かって広がる段差表面とを有し、前記台座上面から下方に伸びる段差高さを有する台座段差と、
前記段差表面上に載るように構成されたフォーカスリングであって、前記フォーカスリングの外径からメサ内径まで広がるメサを有し、前記メサ内径においてメサ表面から下向きに下がる棚を有し、前記棚は、前記メサ内径と、前記フォーカスリングの内径との間に広がる、フォーカスリングと、
を備え、
リング底面からの棚高さは、０．１４３インチ（０．３６３２２センチメートル）から０．１８８インチ（０．４７７５２センチメートル）の範囲であり、
前記ウエハサポートのそれぞれは、前記台座上面に開いた穴内に着座し、前記穴の底部に着座する柔軟性のスペーサ上に載っており、前記柔軟性のスペーサは、前記ウエハが前記ウエハサポート上に置かれたときに、前記ウエハサポートが割れるのを防ぐように、及び／又は高さ調節用に、構成されている、アセンブリ。

【請求項11】

請求項１０に記載のアセンブリであって、
前記台座段差の高さは、０．１５５インチ（０．３９３７センチメートル）である、アセンブリ。

【請求項12】

請求項１０に記載のアセンブリであって、
リング底面から前記メサ表面までの前記フォーカスリングの高さと、前記リング底面からの棚高さとの間の差は、０．０３３インチ（０．０８３８２センチメートル）以下である、アセンブリ。

【請求項13】

請求項１０に記載のアセンブリであって、
前記フォーカスリングの前記内径と、前記段差内径との間の差は、０．０７８インチ（０．１９８１２センチメートル）である、アセンブリ。

【請求項14】

請求項１０に記載のアセンブリであって、
前記ウエハ支持レベルは、０．００５インチ（０．０１２７センチメートル）から０．０１５インチ（０．０３８１センチメートル）の範囲である、アセンブリ。

【請求項15】

請求項１０に記載のアセンブリであって、更に、
前記台座内に構成された複数の台座シャフトを通る複数のリフトピンを含むリフトピンアセンブリを備えるアセンブリ。

【請求項16】

請求項１０に記載のアセンブリであって、
前記台座の前記段差内径から前記外縁までの前記台座の外側リング、及び前記フォーカスリングは、ともに、基本的にイットリア、ＡＬＮ、ＡＬＯ_x、ＡＬＯＮ、ＳｉＣ、及びガラスからなる群から選択された材料を含む、アセンブリ。

【請求項17】

ウエハ上に膜を堆積させるためにプロセスチャンバ内で使用するためのアセンブリであって、
台座であって、前記台座の中心軸から外縁まで広がる台座上面を有し、前記台座上面は、前記台座上面よりも上方のウエハ支持レベルでウエハを支持するように構成された複数のウエハサポートを有する、台座と、
前記台座上面の前記外縁上に構成され、前記台座上に載っている前記ウエハの、側方への動きを阻むように構成された隆起環状へりであって、前記台座上面よりも上方に隆起したメサ表面を有し、前記隆起環状へり及び前記台座上面は、前記ウエハを受けるように構成されたポケットを形成する、隆起環状へりと、
前記隆起環状へりの内径から前記台座上面上の前記ポケットの外径まで広がる傾斜表面であって、前記台座上面に対して９０度未満の角度で傾いている傾斜表面と、
を備え、
前記ウエハサポートのそれぞれは、前記台座上面に開いた穴内に着座し、前記穴の底部に着座する柔軟性のスペーサ上に載っており、前記柔軟性のスペーサは、前記ウエハが前記ウエハサポート上に置かれたときに、前記ウエハサポートが割れるのを防ぐように、及び／又は高さ調節用に、構成されている、アセンブリ。

【請求項18】

請求項１７に記載のアセンブリであって、
前記ウエハ支持レベルは、０．００５インチ（０．０１２７センチメートル）から０．０１５インチ（０．０３８１センチメートル）の範囲である、アセンブリ。

【請求項19】

請求項１７に記載のアセンブリであって、
前記隆起環状へりの前記内径は、１１．９６８インチ（３０．３９８７２センチメートル）未満である、アセンブリ。

【請求項20】

請求項１７に記載のアセンブリであって、更に、
前記台座内に構成された複数の台座シャフトを通る複数のリフトピンを含むリフトピンアセンブリを備えるアセンブリ。

【請求項21】

請求項１７に記載のアセンブリであって、
前記隆起環状へりを形成している前記台座の外側リングは、基本的にイットリア、ＡＬＮ、ＡＬＯ_x、ＡＬＯＮ、ＳｉＣ、及びガラスからなる群から選択された材料を含む、アセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体基板処理の方法及び機器ツールに関し、特に、堆積の均一性を制御するための、一連の設計された台座構成幾何学形状に関する。

【背景技術】

【0002】

プラズマ強化式化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）技術及びプラズマ原子層堆積（ＡＬＤ）技術では、膜均一性の向上が重要である。ＰＥＣＶＤ及びＡＬＤを実施するチャンバシステムは、不均一な膜堆積の一因となるハードウェア特徴と関係がある。例えば、ハードウェア特徴は、チャンバの非対称性及び台座の非対称性に関係付けることができる。更に、多くのプロセスが、様々な原因から方位角方向の不均一性に見舞われる。詳しくは、ＰＥＣＶＤ及びＡＬＤを実施するマルチステーション型モジュールは、大きい開放型のリアクタを特色としており、これは、方位角方向の不均一性及びエッジドロップ作用の一因となる恐れがある。また、単一ステーション型モジュールでも、組み立て公差及びコンポーネント製作公差を原因とするなどの、不均一なチャンバの物理的幾何学形状ゆえの、不均一性が存在する。顧客が更にウエハエッジにダイを近づけようとするにつれて、この方位角方向の不均一性が全体の不均一性に及ぼす数値的寄与が増す。損傷を及び／又は不均一な堆積プロフィールを最小限に抑えようとする最大限の努力にもかかわらず、旧来のＰＥＣＶＤ方式及びプラズマＡＬＤ方式には、依然として改善が必要である。

【0003】

遠隔プラズマプロセスは、ウエハ上に炭化物膜（例えばストライカ炭化物）を堆積させるために使用される。プラズマは、ウエハ表面から比較的遠くに配される。次いで、ラジカルがチャンバへ運ばれ、ガスと反応する。これらのガスは、ひとたび分布されると、固有な炭化物膜をウエハ上に堆積させる。現行の技術は、遠隔プラズマプロセスのための密容量結合プラズマシャワーヘッドとして、ＰＥＣＶＤ用途に合わせて設計された標準的な台座を使用する。

【0004】

しかしながら、標準的な台座構成は、遠隔プラズマ処理では、望ましいフロープロフィール及び／又は材料条件をウエハのエッジの近くに提供しない。現行の構成がウエハの近くでＰＥＣＶＤハードウェアを使用すると、エッジ堆積プロフィールが低い結果となる。更に、主にウエハエッジにおいて、時間の経過とともに均一性が低下し、そこは、フロープロフィール及び局所的条件に最も敏感な場所であり、常に安定したエッジ条件を維持する必要性が生じる。具体的には、ＰＥＣＶＤ技術は、シャワーヘッドと台座との間における直接的／その場（ｉｎ－ｓｉｔｕ）容量結合プラズマ処理を含む理想的条件を前提に設計されており、これは、遠隔プラズマプロセスに適用されるときに、不均一性をもたらす。例えば、ウエハリング及び台座ポケットの設計は、シャワーヘッドと台座との間に直接的／その場容量結合プラズマ処理を伴うＰＥＣＶＤ製品についての理想的条件に基づいていた。選ばれた特徴及び材料は、局所的なプラズマの要件を反映する。これらの現行の特徴は、堆積の強化、有害な放電の抑制、粒子形成の低減などの、ウエハエッジにおけるその場プラズマの作用を制御する意図で特別に設計された。これらの懸念は、遠隔プラズマ処理とは無関係である（例えば、ストライカ炭化物の形成は、局所的なプラズマの微調整を必要としない）が、ＰＥＣＶＤによって生じる幾何学形状及び材料は、遠隔プラズマ処理のウエハパフォーマンス（例えば均一性）に悪影響を及ぼすだろう。簡単に言うと、（例えば、共形炭化物膜を堆積させるための）遠隔プラズマＣＶＤプロセスのために標準的なＰＥＣＶＤ台座構成を使用する基本リアクタを含む、これらの標準的なＰＥＣＶＤ技術の使用は、特に、より外側のウエハエッジの近くに、２．５％から１０％の範囲の顕著な不均一性をもたらす。例として、ストライカ炭化物の形成が起きなくなる。

【0005】

本開示が想起されるのは、このような状況においてである。

【発明の概要】

【0006】

本開示の実施形態は、共形炭化物膜（例えばストライカ炭化物）を堆積させるために遠隔プラズマＣＶＤ（ＲＰＣＶＤ）を使用することに関する。ウエハ均一性制御ノブが開示され、該ノブは、不均一な膜堆積を低減し、時間の経過にともなう（均一性及びその他の膜特性を含む）膜パフォーマンスの低下を抑えることによって、共形炭化物膜のパフォーマンスを最適にする。これらの不均一性は、限定はされないが、主としてエッジドロップ作用に起因し、この作用下では、ウエハエッジの近くにおけるラジカルの枯渇、膜の蓄積、表面条件のズレ、及びフロープロフィールが原因で、近くの幾何学形状、材料、及び材料条件が、ウエハ上における膜のパフォーマンスに影響を及ぼす可能性が最も高くなる。詳しくは、実施形態では、ウエハレベルノブは、ウエハの近くにおける対ウエハの幾何学形状、材料の組成、及び表面条件を局所的に調節することによって特徴付けられる。これらの要素の制御は、ウエハ上における膜の均一な成長を促すために、有害な膜の成長を排除することを可能にし、（例えば、特にウエハのエッジの上における）ガス及びラジカルの一貫したフローを維持する。

【0007】

一実施形態では、ウエハ上に膜を堆積させるために処理チャンバ内で使用されるアセンブリが説明される。アセンブリは、中心軸から外縁まで広がる台座上面を有する台座を含む。台座上面は、台座上面よりも上方のウエハ支持レベルでウエハを支持するように構成された複数のウエハサポートを含む。アセンブリは、台座の台座段差を含む。台座段差は、段差内径によって画定され、該段差内径から台座の外縁に向けて広がる段差表面を含む。アセンブリは、段差表面上に載るように構成されたフォーカスリングを含む。フォーカスリングは、フォーカスリングの外径からメサ内径まで広がるメサを含む。フォーカスリングは、メサ内径においてメサ表面から下向きに下がる棚を含む。棚は、メサ内径と、フォーカスリングの内径との間に広がり、処理温度においてウエハのウエハ底面の少なくとも一部分を支持するように構成される。

【0008】

別の一実施形態では、ウエハ上に膜を堆積させるために処理チャンバ内で使用するための別のアセンブリが開示される。アセンブリは、中心軸から外縁まで広がる台座上面を有する台座を含む。台座上面は、台座上面よりも上方のウエハ支持レベルでウエハを支持するように構成された複数のウエハサポートを含む。アセンブリは、台座の台座段差を含む。台座段差は、段差内径によって画定され、該段差内径から台座の外縁に向けて広がる段差表面を含む。台座段差は、段差上面から下方に伸びる段差高さによって画定される。アセンブリは、段差表面上に載るように構成されたフォーカスリングを含む。フォーカスリングは、フォーカスリングの外径からメサ内径まで広がるメサを含む。フォーカスリングは、メサ内径においてメサ表面から下向きに下がる棚を含み、該棚は、メサ内径と、フォーカスリングの内径との間に広がる。リング底面に相対的な棚高さは、０．１４３インチ（０．３６３２２センチメートル）から０．１８８インチ（０．４７７５２センチメートル）の範囲である。

【0009】

尚も別の一実施形態では、ウエハ上に膜を堆積させるために処理チャンバ内で使用するためのアセンブリが開示される。アセンブリは、中心軸から広がる台座上面を有する台座を含む。台座上面は、台座上面よりも上方のウエハ支持レベルでウエハを支持するように構成された複数のウエハサポートを含む。アセンブリは、台座上面の外縁上に構成された隆起環状へりを含み、該へりは、台座上に載っているウエハの、側方への動きを阻むように構成される。隆起環状へりは、台座上面よりも上方に隆起したメサ表面を含む。隆起環状へり及び台座上面は、ウエハを受けるように構成されたポケットを形成する。隆起環状へり上に傾斜表面が画定され、該傾斜表面は、隆起環状へりの内径から台座上面上のポケットの外径まで広がる。詳しくは、傾斜表面は、台座上面に対して９０度以下の角度で傾いており、したがって、傾斜表面は、一実施形態では９０度の真っ直ぐな壁であってよい、又は（例えば９０度未満の）傾斜移行部として画定されてよい。

【0010】

開示内容の原理を例として示した添付の図面との関連でなされる以下の詳細な説明から、開示内容のその他の態様が明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

開示内容は、添付の図面との関連でなされる以下の説明を参照することによって、最もよく理解されるだろう。

【0012】

【図1A】本開示の一実施形態にしたがった、プラズマ生成器システムの簡易断面図である。

【0013】

【図1B】本開示の一実施形態にしたがった、プラズマ生成器システムの断面図であり、前駆体をチャンバ内へ注入するように構成された複数のノズルを有するシャワーヘッドを示している。

【0014】

【図2A】本開示の一実施形態にしたがった、台座を含む台座アセンブリの断面図であり、ここでは、台座及びフォーカスリングの縁が、膜堆積の均一性及び経時的なパフォーマンスの安定性の向上を促す幾何学形状を有している。

【0015】

【図2B】本開示の一実施形態にしたがった、図２Ａの台座アセンブリの台座及びフォーカスリングの縁の拡大図である。

【0016】

【図2C】本開示の一実施形態にしたがった、図２Ａの台座アセンブリの台座及びフォーカスリングの縁の拡大図であり、フォーカスリング内に構成された延長部を含む。

【0017】

【図2D】本開示の一実施形態にしたがった、図２Ａの台座アセンブリの台座及びフォーカスリングの縁の拡大図であり、膜堆積の均一性及び経時的なパフォーマンスの安定性の向上を促す幾何学形状についての寸法案を示しており、また、フォーカスリングの棚と、台座の上面との相対的な配置も示している。

【0018】

【図2D-1】本開示の一実施形態にしたがった、図２Ｄに示された台座の、ある温度における基本寸法を示した図である。

【0019】

【図2E】本開示の一実施形態にしたがった、図２Ａの台座アセンブリの台座及びフォーカスリングの縁の拡大図であり、膜堆積の均一性及び経時的なパフォーマンスの安定性の向上を促す幾何学形状についての寸法案を示しており、フォーカスリングの棚は、台座の上面とおおよそ同じレベルである。

【0020】

【図2F】本開示の一実施形態にしたがった、図２Ａの台座アセンブリの台座及びフォーカスリングの縁の拡大図であり、膜堆積の均一性及び経時的なパフォーマンスの安定性の向上を促す幾何学形状についての寸法案を示しており、フォーカスリングの棚は、台座の上面よりも上方のレベルである。

【0021】

【図3A】本開示の一実施形態にしたがった、リフトパッド・台座構成を含む基板処理システムの斜視図であり、ここでは、リフトパッドは、ウエハよりも小さい。

【0022】

【図3B】本開示の一実施形態にしたがった、リフトパッド・台座構成を含む図３Ａの基板処理システムの断面図であり、ここでは、リフトパッドはウエハよりも小さい。

【0023】

【図3C】本開示の一実施形態にしたがった、リフトパッド・台座構成上のＭＣＡのパターンの図である。

【0024】

【図4A】本開示の一実施形態にしたがった、図３Ａ～３Ｂのリフトパッド・台座構成の台座の外側領域の図であり、台座の隆起環状へりの傾斜表面を含む。

【0025】

【図4B】本開示の一実施形態にしたがった、図３Ａ～３Ｂのリフトパッド・台座構成の台座の縁の拡大図であり、台座の隆起環状へりの傾斜表面についての角度範囲を示している。

【0026】

【図4C】本開示の一実施形態にしたがった、台座の隆起環状へりの傾斜表面と、ウエハとの間の境界の図である。

【図4D】本開示の一実施形態にしたがった、台座の隆起環状へりの傾斜表面と、ウエハとの間の境界の図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下の詳細な説明は、例示を目的として多くの具体的詳細を含むが、当業者ならば、誰であれ、以下の詳細に対する多くの変形及び置換が本開示の範囲内であることがわかる。したがって、後述される本開示の態様は、本説明に続く特許請求の範囲の普遍性を損なうことなく及び本説明に続く特許請求の範囲に制限を加えることなく示される。

【0028】

総じて、本開示の各種の実施形態は、均一性を更に制御して１％未満に向上させるために、及び経時的に安定した堆積パターンを提供するために、ウエハエッジの近くに一連の専用に設計された幾何学形状、表面条件、及び材料組成を含む新しいウエハ均一性制御ノブを実現する、遠隔プラズマ処理に使用するための台座アセンブリを説明する。（幾何学形状、ガスフロー、及び温度を使用してウエハエッジの近くにおける台座の表面を制御することを含めるように）設計案を実現する重大な利点として、新規の膜の大幅なパフォーマンス向上、及び遠隔プラズマ膜堆積におけるパフォーマンス安定性の強化が挙げられる。これらの向上は、定期メインテナンスの実施前に、より長く台座アセンブリを使用することを可能にする。更に、これらの向上は、定期メインテナンスの周期ごとに台座アセンブリ全体を交換する必要を無くす。

【0029】

各種の実施形態に関する上記の一般的な理解を踏まえ、次に、各種の図面を参照にして実施形態の詳細な例が説明される。

【0030】

図１Ａは、本発明の代表的な一実施形態にしたがった、プラズマ生成器システム１００の簡略断面図である。図１Ａは、特定のコンポーネントを含むプラズマ生成器システム１００の一実施形態を示しているが、追加のコンポーネント、又は図１Ａに示されたものとは異なる形状のコンポーネントが代わりに用いられてもよいことがわかる。

【0031】

プラズマ生成器システム１００は、プラズマを生成するように構成され、該プラズマは、基板２９０（本書全体を通して「ウエハ」と呼ばれることもある）に材料を堆積させる又は基板２９０から材料を除去するために使用されてよい。例えば、プラズマ生成器システム１００は、遠隔プラズマ処理、プラズマ強化式化学気相成長、プラズマエッチング、プラズマ剥離すなわちプラズマアッシング、スパッタリング、プラズマ噴霧などの、様々なプラズマ処理技術に使用されるシステム又はコンポーネントとの関連のもとで使用されてよい。したがって、基板２９０は、上記のプロセスのうちの１つ以上を受ける基板であってよい。例えば、基板２９０は、一実施形態では、比較的純粋なシリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、若しくは半導体産業で一般的に使用されるその他の半導体材料で作成されてよい、又はゲルマニウムや炭素などの１つ以上の追加元素と混合されるシリコン基板であってよい。別の一実施形態では、基板２９０は、従来の半導体製作プロセス中に上に層を堆積された半導体基板であってよい。尚も別の一実施形態では、基板２９０は、プラズマ処理を受けえるガラス、セラミック、又は金属のシートなどのコンポーネントであってよい。

【0032】

プラズマ生成器システム１００は、独立した遠隔装置であってよい、又は処理システムに組み込まれるその場モジュールであってよい。図１Ａに示されたプラズマ生成器システム１００は、遠隔装置の一例である。本発明の代表的な一実施形態にしたがうと、プラズマ生成器システム１００は、容器１０４と、コイル１０８と、エネルギ源１１０と、ガスフロー分布貯蔵器１０６と、シャワーヘッド１１２とを含む。その場モジュールは、図１Ａに示された実施形態と同じには構成されないかもじれないが、同様のコンポーネントを含んでいてよい。

【0033】

容器１０４は、電場によってイオン化されてプラズマに変換できる処理ガスを受けるように構成され、プラズマは、基板２９０上に材料を堆積させるための又は基板２９０から材料を除去するための電子、イオン、及び反応性ラジカルなどの種を含む。代表的な一実施形態では、容器１０４は、電場を強化できる材料で作成される。例えば、容器１０４は、石英、アルミニウム／サファイヤ、及びセラミックが挙げられるがこれらに限定はされない誘電体材料で作成されてよい。プラズマを中に収容するために、容器１０４は、プラズマチャンバ１１８を画定する側壁１１６を有する。側壁１１６は、プラズマを容器１０４内に収容するのに適した且つコイル１０８によって生じる電場と干渉しない任意の厚さを有する。

【0034】

側壁１１６、及びしたがってプラズマチャンバ１１８は、プラズマが基板２９０に向けられることを可能にする形状にされる。代表的な一実施形態では、側壁１１６は、図１Ａに示されるように、その軸長に沿って変化する形状を有する。例えば、側壁１１６は、プラズマ含有部分１２４の入口端１２２から伸びるネック部分１２０と、プラズマ含有部分１２４の出口端１２８から伸びるチューブ部分１２６とを含んでいてよい。

【0035】

いずれの場合も、プラズマ含有部分１２４は、プラズマチャンバ１１８への入口１４８を含む。好ましい一実施形態にしたがうと、プラズマ含有部分１２４は、円錐状であってよく、入口端直径（破線１１７で示される）よりも大きい出口端直径（破線１１５で示される）を有してよい。代表的な一実施形態では、出口端直径１１５は、また、ネック部分１２０の直径１１３よりも大きい。

【0036】

本発明の、別の代表的な一実施形態にしたがうと、チューブ部分１２６は、プラズマ含有部分１２４の出口端直径１１５に実質的に等しい（例えば±０．５ｍｍである）実質的に均一な直径（破線１１９で示される）を有する。別の代表的な一実施形態では、チューブ部分１２６の直径１１９は、プラズマ含有部分１２４の出口端直径１１５よりも大きい。チューブ部分１２６は、プラズマチャンバ１１８からの出口１３８を含み、その直径（破線１２１で示される）は、少なくとも基板２９０の直径と同じ大きさであってよい。

【0037】

本発明の代表的な一実施形態にしたがうと、ネック部分１２０、プラズマ含有部分１２４、及びチューブ部分１２６は、互いに大幅に異なる軸長を有する。代表的な一実施形態では、ネック部分１２０は、後述のように、容器１０６内のガスフロー分布貯蔵部１０４を安定化させるのに十分ではあるがプラズマチャンバ１１８内へのガスフローを遮るほどには長くない軸長を有する。このような場合、ネック部分１２０の軸長は、プラズマ含有部分１２４の軸長より小さく、且つチューブ部分１２６の軸長よりも小さい。

【0038】

プラズマチャンバ１１８全域に電場を提供するために、コイル１０８は、容器１０４の少なくとも一部分を取り巻く。代表的な一実施形態では、コイル１０８は、銅などの導電性材料で作成された単一部材である。別の代表的な一実施形態にしたがうと、コイル１０８は、第１の端１３６と、第２の端１３７とを有し、これらの端の間には、容器１０４の周囲に少なくとも２つの巻き１４１、１４２が形成される。第１の端１３６は、エネルギ源１１０に電気的に結合される。第１の巻き１４１は、第１の端１３６から伸びて、容器１０４の周囲で完全に一回りする。第２の巻き１４２は、第１の巻き１４１と一体にされ、容器１０４の周りを一回りし、第２の端１３７で終わる。第２の端１３７は、コンデンサ１５８及び電気的接地１５９に電子的に結合される。

【0039】

第２の巻き１４２に相対的な、第１の巻き１４１の具体的な配置は、最大プラズマ密度が存在する容器１０４内のドーナツ状ゾーン、すなわち「プラズマゾーン」１７６の所望の位置に依存してよい。具体的には、第１の巻き１４１が、コイル１０８のその他のどの部分よりも多くのエネルギをエネルギ源１１０から処理ガス内へ分散させるので、プラズマゾーン１７６は、プラズマチャンバ１１８のうちで第１の巻き１４１に最も近い部分に形成するのが一般的である。その結果、第１の巻き１４１によって受け取られる電流は、コイル１０８のその他のどの部分よりも高い電圧を生じる。したがって、もし、プラズマゾーン１７６の所望の位置が、基板２９０から特定の軸方向距離に位置するならば、第１の巻き１４１は、それに応じた、容器１０４の軸長に沿った位置に設けられる。代表的な一実施形態にしたがうと、少なくとも２つの巻き１４１、１４２が含まれる。詳しくは、第１の巻き１４１は、少なくとも２つの閉ループが形成されそれによってプラズマチャンバ１１８内に更に安定したプラズマを生成することを保証し、第２の巻き１４２を含めることによって、プラズマチャンバ１１８内におけるプラズマの均一性が高まる。その他の実施形態では、更なる巻きが含められてよいが、追加の巻きを含めることによって、プラズマゾーン１７６内におけるプラズマの生成又は品質が悪影響を受けることも大幅に向上することもないので、これは、必ずしも必要ではない。

【0040】

プラズマゾーン１７６を形成するために、エネルギ源１１０は、コイル１０８の第１の端１３６に直接、電気的に結合されて、回路を形成する。エネルギ源１１０は、無線周波数（ＲＦ）電圧源、又はコイル１０８に通電して電場を形成できるその他のエネルギ源であってよい。代表的な一実施形態では、エネルギ源１１０は、所望の周波数で動作してコイル１０８に信号を供給できるように選択されたＲＦ生成器１５２を含む。例えば、ＲＦ生成器１５２は、約０．２ＭＨｚから約２０．０ＭＨｚの周波数範囲内で動作するように選択されてよい。代表的な一実施形態では、ＲＦ生成器１５２は、１３．５６ＭＨｚで動作してよい。代表的な一実施形態では、エネルギ源１１０は、ＲＦ生成器１５２とコイル１０８との間に配された整合回路網１５４を含んでいてよい。整合回路網１５４は、ＲＦ生成器１５２のインピーダンスをコイル１０８のインピーダンスに一致させるように構成されたインピーダンス整合回路網であってよい。これとの関連で、整合回路網１５４は、位相角検出器と制御モータなどコンポーネントの組み合わせで作成されてよく、しかしながら、その他の実施形態では、その他のコンポーネントも含められてよいことがわかる。

【0041】

回路２００の、別の代表的な一実施形態では、コンデンサ１５８は、コイル１０８を流れる電圧フローを制限するために含められる。これとの関連で、コンデンサ１５８は、コイル１０８を流れるピーク・ツー・ピーク電圧フローを閾値電圧に制限するキャパシタンスを有するように選択される。本発明の代表的な一実施形態にしたがうと、閾値電圧は、コイル１０８及びＲＦ生成器１５２のインピーダンス値に依存してよい。本発明の別の代表的な一実施形態にしたがうと、コンデンサ１５８は、ＲＦ生成器１５２のインピーダンスをコイル１０８のインピーダンスに一致させる整合回路網１５４のインピーダンス整合機能を強化する能力のために選択される。いずれの場合も、コンデンサ１５８は、コイル１０８と電気的接地１５９との間でコイル１０８の第２の端１３７に電気的に結合される。

【0042】

システムの操作性を最大にするために、コイル１０８は、プラズマゾーン１７６によって占められるプラズマチャンバ１１８内の体積を最小限に抑えるとともにプラズマゾーン１７６内におけるプラズマの密度を最大にする、容器１０４の周囲における最適な位置に配される。また、各巻き１４１、１４２は、プラズマゾーン１７６がプラズマチャンバ１１８内で容器１０４の内表面１６３に隣接して形成されるように、容器１０４の表面から実質的に均一な適切な距離で離して配される。このようにすれば、容器内表面１６３は、処理時に反応性ラジカルをチャンバ出口１３８に向けて誘導するだろう。例えば、代表的な一実施形態では、コイル１０８は、容器から１０ｍｍから３０ｍｍの範囲にあってよい。

【0043】

処理ガスは、プラズマゾーン１７６へ実質的に均一にガスを分布させるために、プラズマチャンバ１１８内への注入前に分散されてよい。これとの関連で、代表的な一実施形態では、ガスフロー分布貯蔵部１０６は、プラズマチャンバ入口１４８内に配され、容器１０４内におけるプラズマゾーン１７６の位置に応じて数々の形状のうちの任意の形状を有する。代表的な一実施形態にしたがうと、ガスフロー分布貯蔵部１０６は、カップ部材１５０を含み、処理ガスに曝されたときに腐食に耐えられる非導電性の材料で作成される。適切な材料として、例えば、石英などの誘電体材料が挙げられる。

【0044】

カップ部材１５０は、円筒状部分１５６と、丸み部分１６０とを含んでいてよい。円筒状部分１５６は、開放端１６１を有する受け空洞１６４の一部分を画定してよい。ガス注入開口１８２が、丸み部分１６０内に含められ、受け空洞１６４とプラズマチャンバ１１８との間で流れを通じさせるように適応される。処理ガスがプラズマチャンバ１１８内へ注入される方式を制御するために、ガス注入開口１８２は、処理ガスが所定のガス注入経路に沿って流れるように形成及び配置されてよい。ガス注入経路は、総じて、ガスが受け空洞１６４内の第１の位置から開口１８２を経て、プラズマゾーン１７６に実質的に（例えば、±０．５ｍｍで）隣接する又はプラズマゾーン１７６の上の第２の位置へ、軸方向に流れることを可能にする。

【0045】

ガスが注入される方式を制御するために、開口１８２の数、開口１８２のサイズ、及び貯蔵部１０６の外表面１６９に相対的な開口１８２が形成される方向が、更に選択されてよい。例えば、処理ガスをプラズマチャンバ１１８内で実質的に均等に分布させるために、３０から４０の開口１８２が含められてよい。一具体例では、２４の開口１８２が含められてよい。その他の実施形態では、更に多くの又は少ない開口１８２が含められてよい。代表的な一実施形態では、開口１８２は、長手方向軸１７１を中心に対称的に設けられ、丸み部分１６０の円周沿いに実質的に等間隔で置かれてリングを形成する。別の代表的な一実施形態では、開口１８２は、丸み部分１６０の円周沿いに均等に置かれない。例えば、２つ以上の開口が１組にされて互いの近くに形成され、各組が長手方向軸１７１に沿って等間隔で置かれてよい。いずれの場合も、開口１８２は、処理バスがプラズマチャンバ１１８内へ実質的に均等に注入されえるように間隔を開けられる。

【0046】

エネルギ源１１０がコイル１０８を通電するときは、処理ガスをイオン化するためにプラズマチャンバ１１８の被選択部分に電場が形成され、処理ガスは、電場を通って流れてイオン化ガスを形成しえる。本書で言う「イオン化ガス」として、イオン、電子、中性種、励起種、反応性ラジカル、解離ラジカル、及び処理ガスが電場を通って流れるときに生じえる任意のその他の種が挙げられ、ただし、これらに限定はされない。被加工物２９０全域にわたるイオン化ガスの分散を制御するために、シャワーヘッド１１２は、プラズマチャンバ出口１３８に配置されてよい。代表的な一実施形態では、シャワーヘッド１１２は、板１８４を含む。板１８４は、アルミニウム又はセラミックなど、プラズマに対して比較的不活性である任意の適切な材料で作成されてよい。総じて、板１８４は、基板２９０の全域にわたるガスの分散を可能にするサイズにされ、したがって、それに相応して適切な直径を有する。

【0047】

板１８４は、ガスが通ることを可能にするために、比較的多孔質である。詳しくは、板１８４は、イオン化ガスを被加工物２９０の上に実質的に均一に分散させるように適切なサイズ及び間隔にされたスルーホール１８６を含む。また、スルーホール１８６は、代表的な一実施形態では、シャワーヘッド１１２上に実質的に均一なパターンで設けられるが、別の代表的な一実施形態では、スルーホール１８６は、非均一なパターンで設けられる。

【0048】

本発明の代表的な一実施形態では、シャワーヘッド１１２は、図１Ａに示されるように、容器１０４に直接的に結合される。例えば、シャワーヘッド１１２は、板１８４から軸方向に伸びてボルト、締め具、接着剤、又はその他の留め付けメカニズムを通じて容器１０４に結合される側壁１８８を含んでいてよい。別の一実施形態では、シャワーヘッド１１２は、容器１０４と一体であってよい。側壁１８８は、プラズマゾーン１７６と基板２９０との間に更なる距離を提供するために使用されてよく、したがって、それに相応して構成されてよい。

【0049】

図１Ｂは、本開示の一実施形態にしたがった、遠隔プラズマ堆積プロセス用に構成されたプラズマ生成器システム１００Ｂの簡略断面図である。プラズマ生成器システム１００Ｂは、図１Ａのプラズマ生成器システム１００と構成が同様であり、類似のコンポーネントが、類似の参照符号で表されている。例えば、プラズマ生成器システム１００Ｂは、容器１０４と、コイル１０８と、エネルギ源１１０と、ガスフロー分布貯蔵部１０６と、シャワーヘッド１１２’とを含む。プラズマ生成器システム１００Ｂは、シャワーヘッド１１２’を大写しで示している。詳しくは、プラズマ生成器システム１００Ｂのシャワーヘッド１１２’は、台座１４０がプラズマチャンバ１１８内の位置に移動されるときに該チャンバ内で遠隔プラズマ堆積が実施できるように、プラズマチャンバ１１８内に構成されてよい。プラズマ生成器システム１００Ａ及び１１０Ｂは、ともに、ＰＥＣＶＤプロセス、ＡＬＤプロセス、又は遠隔ＡＬＤプロセスに使用されてよい。

【0050】

例えば、プラズマ生成器システム１００Ｂは、１枚以上の膜を堆積させてＡＬＤプロセスを実施してよく、該プロセスは、原子層化学気相成長（ＡＬＣＶＤ）としても知られる。ＡＬＤは、非常に共形性が高く、滑らかで、且つ優れた物理的性質を示す非常に薄い膜を形成する。ＡＬＤは、加熱された基板の上に順次導入される（パルス式に供給される）揮発性ガス、固体、又は蒸気を使用する。１回のＡＬＤサイクルでは、薄い共形膜の形成をもたらす自己制限化学表面反応が交互に起きることで膜が形成され、ここでは、Ａ－Ｐ－Ｂ－Ｐ順序として定義できる４つの動作が実施される。段階Ａでは、第１の前駆体がガスとして導入され、該ガスは、基板内へ吸収される（すなわち、吸着される）。段階Ａのすぐ後の段階Ｐでは、リアクタチャンバは、ガス状の前駆体を取り除かれる。段階Ｂでは、第２の前駆体がガスとして導入され、該ガスは、吸着された前駆体と反応して所望の材料の単分子層を形成する。段階Ｂのすぐ後の段階Ｐでは、リアクタチャンバは、再び、ガス状の第２の前駆体を取り除かれる。このＡ－Ｐ－Ｂ－Ｐ順序を管理することによって、ＡＬＤによって生成される膜は、２種類以上の反応性ガスを基板の上へ順次切り替えて流すことを繰り返すことによって一度に単分子層ずつ堆積される。こうして、膜の厚さは、実施されるＡ－Ｐ－Ｂ－Ｐ順序のサイクル数に応じて管理されてよい。

【0051】

更に、プラズマ生成器システム１００Ｂは、遠隔プラズマ強化式ＡＬＤ堆積プロセスを実施してよく、ここでは、上述されたＡ－Ｐ－Ｂ－Ｐ順序において、第２の前駆体は、プラズマ生成を通じて形成されたラジカルを含む。詳しくは、プラズマは、基板２９０と直接的には接触しない。要するに、基板２９０は、プラズマ源（例えば、巻き１４１～１４２の近くのプラズマ含有部分１２４）から遠く離して置かれる。チャンバ１１８に流れ込むプラズマは、ラジカル及びエネルギイオンを生じさせ、これらは、第２の非金属前駆体として機能する。ラジカルは、非常に速く前駆体と反応するので、プラズマ強化式、すなわちプラズマ支援式のＡＬＤは、大幅に低い温度における、且つ通常は、より優れた膜特性の、堆積を可能にする。また、プラズマは、基板２９０から遠く離れているので、基板２９０に対するエネルギイオン及び電子の衝突が最小限に抑えられ又は排除され、そうして、（例えば前駆体の分解を通じて形成された）副生成物又は吸着前駆体による解離を通じた基板表面の損傷及び汚染が阻止される。

【0052】

シャワーヘッド１１２’は、第１の前駆体をチャンバ１１８内へ注入するように構成された複数のノズル１９１を含む。チャンバ１１８の境界内に置かれた台座１４０上に載っているウエハ２９０上へ、第１の前駆体の層が吸着する。第１の前駆体がチャンバ１１８からパージされた後、プラズマから形成されたラジカルは、スルーホール１９５を経て落ちて、ウエハ２９０上へ移行する。

【0053】

図２Ａは、本開示の一実施形態にしたがった、台座１４０を含む台座アセンブリ２８０の断面図であり、ここでは、特に遠隔プラズマ処理を実施しているときの、膜堆積の均一性及び複数のプロセスサイクルにわたる堆積パフォーマンスの安定性の向上を促す幾何学形状を、台座及びフォーカスリング２００の縁が有している。詳しくは、図に示された台座アセンブリ２８０は、ウエハエッジを含むウエハ２９０の上への均一な膜堆積を促すための、一連の専用に設計された幾何学形状を有するものとして示されている。本発明の実施形態は、処理時におけるウエハのエッジの近くにおける台座アセンブリ２８０の表面条件を、その影響を受けるエリアにおけるフロー／材料による汚染物質の形成を最小限に抑えるために、特定の幾何学形状によって制御する。例えば、台座アセンブリ２８０の新規の構成は、フォーカスリング２００の近くの縁におけるフロー／材料の動きを抑制することによって、フロー／材料とウエハの底部との相互作用を最小限に抑える。こうして、ウエハ２９０のエッジの近くにおける台座アセンブリ２８０の表面条件は、フロー／材料の相互作用について最適化され、この最適化は、複数の堆積プロセスサイクルにわたって安定した台座アセンブリ２８０表面条件を促す。このように、堆積の劣化の低減ゆえに、より長い期間にわたってプラズマチャンバのパフォーマンス特性が維持されるので、プラズマチャンバに対する所要のメインテナンスとメインテナンスとの間の期間が、長くされえる。

【0054】

具体的には、図２Ａは、台座アセンブリ２８０の外側領域２７０を拡大される、台座１４０の断面図を示している。図に示されるように、ウエハ２９０が、台座１４０上に載り、台座１４０の図２Ｂで言う外縁２２１の近くまで広がっている。フォーカスリング２００は、外側領域２７０内に着座し、より具体的には、台座１４０の外側領域１４５の近くで台座段差２３０上に着座する。図２Ｃとの関連で更に説明されるように、フォーカスリング２００内の延長部２０３が、処理時におけるフォーカスリング２００の動きを阻止する。

【0055】

図２Ｂは、本開示の一実施形態にしたがった、図２Ａの台座アセンブリ２８０の台座１４０’及びフォーカスリング２００の外側領域２７０の、更なる詳細を示している。詳しくは、図２Ｂは、遠隔プラズマ処理の実施時における均一な膜堆積を促す台座１４０’及びフォーカスリング２００の幾何学形状を示しており、ここでは、台座１４０’は、遠隔プラズマ処理の実施時にフォーカスリング２００と協調して嵌り合うように構成される。また、最適化された幾何学形状は、遠隔プラズマ処理の実施時に複数のプロセスサイクルにわたって安定した堆積パフォーマンスを提供する。

【0056】

台座アセンブリ２８０は、台座上面２２０を有する台座１４０’を含む。図に示されるように、台座上面２２０及び台座１４０’は、台座１４０’の中心軸３１１から台座の外縁２２１まで広がる。図２Ａ～２Ｆには示されていないが、ウエハがプラズマチャンバ１１８内へ導入されるときに及びプラズマチャンバ１１８から取り除かれるときに、（例えば、固定のリフトピンに相対的に台座１４０’が上昇するのに伴って）台座１４０’から突き出してウエハを支持できるように、リフトピンアセンブリが、台座アセンブリ２８０内に構成されてよい。具体的には、リフトピンアセンブリは、台座１４０’内に構成された複数の台座シャフト内を通って伸びる複数のリフトピンを含む。

【0057】

また、台座上面２２０は、台座上面よりも上方のウエハ支持レベル２０８でウエハ２９０を支持するように構成された複数のウエハサポート２０６を含む。ウエハサポート２０６は、それぞれ、上面２２０で開いた穴２０５内に着座する。各ウエハサポート２０６は、穴２０５の底部に着座する柔軟性のスペーサ２０７上に更に載ってよい。柔軟性スペーサ２０７は、ウエハ２９０がウエハサポート２０６上に置かれたときに、（例えばサファイヤで形成された）ウエハサポート２０６が割れるのを防ぐように、及び／又は高さ調節用に、構成される。一実施形態では、台座１４０’内におけるウエハサポート２０６の構成は、遠隔プラズマ処理用に実装されたときに、膜堆積の均一性の向上及び堆積パフォーマンス安定性の向上など台座アセンブリ２８０のパフォーマンスを最適にするために重要である。穴２０５内におけるウエハサポート２０６の配置は、ウエハ支持レベル２０８の距離（おおよそ５ミルから１５ミルの範囲である寸法「Ｄ１」）を最短にするように構成される。

【0058】

台座１４０’は、段差上がり２３１と段差表面２３２とによって画定される台座段差２３０を含む。段差上がり２３１は、台座１４０’の段差内径２３３に位置し、該段差内径２３３において段差表面２３２から立ち上がる。また、段差表面２３２は、段差内径２３３から台座の外縁２２１に向かって広がる。図２Ｂに示された台座１４０’の断面では、係合位置２１３が、該係合位置２１３で段差表面２３２が停止するように外縁２２１に構成される。台座１４０’の、その他の断面では、段差表面２３２は、図２Ａに示された台座アセンブリ２８０の右側のように、台座１４０’の外縁２２１までずっと広がっている。

【0059】

台座アセンブリ２８０は、段差表面２３２上に載るように構成されたフォーカスリング２００を含む。図に示されるように、フォーカスリング２００の底面２０２は、段差表面２３２上に載る。詳しくは、フォーカスリング２００は、内径２４１と、外径２４７とを含み、したがって、フォーカスリング２００は、内径２４１と外径２４７との間の厚さを有する環状リングを形成しえる。また、フォーカスリング２００は、外径２４７からメサ内径２１１まで広がるメサ２１２を含む。メサ２１２は、メサ表面２１０を含む。

【0060】

フォーカスリング２００は、メサ内径２１１においてメサ表面２１０から一段下がるように構成された棚２４０を含む。棚は、メサ内径２１１と、フォーカスリングの内径２４１との間に広がる。後ほど更に詳しく説明されるように、棚２４０は、処理温度においてウエハ２９０のウエハ底面２９１の少なくとも一部分を支持するように構成される。要するに、棚２４０は、処理時にウエハ２９０のウエハ底面２９１の少なくとも一部分を支持するように構成される。ウエハ２９０は、薄いポテトチップス状の形状をとるように、ウエハ２９０の外縁が波形を有する形状を形成することがある。しかるがゆえに、エッジ２９２の、１つ以上の接触地点及び／又は領域が、棚２４０に接触する。

【0061】

ウエハ２９０のエッジ２９２と、ウエハ２９０の底面２９１との間の間隔が狭まるので、フロー／材料（例えば前駆体及び／又はラジカル）による、ウエハ２９０と、リング棚２４０と、台座段差２３０とが出会う合流地点の近くの領域の形成及び／又は占有が阻止される。要するに、フォーカスリングは、処理時にウエハ２９０の底面２９１に実質的に触れる。このようにして、間隔が狭められ、その結果、説明されたこの間隔内に存在するいつまでも残る前駆体及び／又はラジカルが棚２４０の近くでフォーカスリング２００上に及び／又は段差２３０の近くで台座１４０’上に堆積される事態が阻止され、それゆえに、前駆体及び／又はラジカル汚染物質の堆積が制限される。しかるがゆえに、ウエハのエッジ２９２の近くにおけるウエハ堆積の不均一性を招くウエハ上面２９１の汚染も低減される。旧来の台座アセンブリでは、フォーカスリング２００は、処理時にウエハ２９０に触れず、しかるがゆえに、ウエハ２９０と、リング棚２４０と、台座段差２３０とが出会う合流地点の近くでフォーカスリング２００上に及び台座の外側領域１４５上に前駆体及びラジカルの堆積が発生し、これは、フォーカスリング及び台座１４０’の汚染を招き、その結果、複数の堆積サイクルにわたるパフォーマンス安定性の低下及び膜堆積の不均一性がもたらされる。

【0062】

図２Ｃは、本開示の一実施形態にしたがった、図２Ａの台座アセンブリ２８０の台座１４０’の外側領域２７０の拡大図であり、処理時にフォーカスリング２００の動きを防ぐように構成された１つ以上の延長部２０３を含む。詳しくは、フォーカスリング２００は、フォーカスリング２００を台座１４０に固定するように構成された複数の延長部２０３を含む。延長部２０３は、処理時にフォーカスリング２００がずれるのを防ぐように構成される。延長部２０３は、図２Ｂに示されるように係合位置２１３に着座するように構成される。

【0063】

また、フォーカスリング支持構成２４５も示されている。要するに、台座１４０’は、台座１４０’の段差２３０の上方でフォーカスリングを均等に支持するために適切に分布された１つ以上のフォーカスリング支持構成２４５を含む。フォーカスリング支持構成２４５は、例えば、台座上面２２０の上方でメサ表面２１０を所望の高さ２０４に実現するように調整されてよい。また、フォーカスリング支持構成２４５は、フォーカスリング２００の底面２０２と台座１４０’の段差表面２３２との間に所望の隔たりを実現するように調整されてもよい。

【0064】

図２Ｄは、本開示の一実施形態にしたがった、図２Ａの台座アセンブリ２８０の外側領域２７０の拡大図であり、膜堆積の均一性及び経時的なパフォーマンスの安定性の向上を促す幾何学形状についての基本寸法を示している。また、図２Ｄは、フォーカスリング２００の棚２４０と、台座１４０’の上面２２０との相対的な配置を示している。

【0065】

一実施形態では、アルミニウム又はセラミック（酸化アルミニウム）である標準的な台座バルク材料の幾何学的形状特徴が、（例えば、台座アセンブリ２８０の外側領域２７０の近くで）ウエハエッジ２９２に相対的にフロープロフィール及び蓄積ゾーンを画定するように設計される。詳しくは、これらの幾何学形状は、排除できないがその性質上ラジカルの枯渇に影響を及ぼす近くの材料（例えば、前駆体、ラジカル、汚染物質など）の影響を相殺する及び最小限に抑えるように選択される。幾何学形状の変更は、ポケット内へ入り込むウエハ高さ、メサ高さ、壁の傾斜角度、ウエハエッジまでの壁の距離、並びにメサ（内及び外）径を調節することを含む。また、別の一実施形態では、ウエハエッジ２９２における安定したフロープロフィール、枯渇と蓄積、及び／又は表面条件の維持を更に助けるために、側方及び／又は裏側のガスパージと組み合わせてウエハエッジの密封及び（例えば台座１４０’又はフォーカスリング２００との）接触が実現される。例えば、実施形態では、図に示された各寸法が、図に示された寸法よりも小さく提案される。

【0066】

詳しくは、図２Ｄは、台座１４０’の基本寸法を示している。例えば、台座１４０’の外縁２２１は、おおよそ１３．８１インチ（３５．０７７４センチメートル）の直径を有するものとして示され、これは、ウエハ２９０の直径よりも大きい。また、フォーカスリング２００を支持するように構成された台座棚２３０は、内径２３３（おおよそ１１．３７５インチ（２８．８９２５センチメートル）である寸法「Ｄ３」）を有するものとして定められる。棚２３０は、内径２３３から外縁２２１まで広がる。また、台座１４０’の段差２３０の高さ２２２（おおよそ０．１５５インチ（０．３９３７センチメートル）である寸法「Ｄ１０」）も、示されている。

【0067】

図２Ｄは、台座１４０’内に配置された代表的なＭＣＡ２０６も示している。一実施形態では、台座１４０’内にパターン形成された１つ以上のＭＣＡ２０６の配置は、特に処理時にウエハエッジ２９２がウエハ２９０の中心よりも下がるように、ウエハ２９０の反りを導入するように設計される。ウエハ２９０の中心は、中心軸３１１におおよそ位置してよい。反りは、室温でも発生することがある。例えば、ウエハ２９０は、ウエハの中心がウエハエッジ２９２の少なくとも一部分よりも高い僅かにドーム状の形状をとってよい。ＭＣＡ２０６の配置は、反りを導入するために、ウエハの中心に更に近くてもよい。反対の配置構成では、ＭＣＡは、ＭＣＡの上面よりも高いところでウエハエッジとフォーカスリング段差とが接触してボール形状を形成する必要に応じて、適切なサイズにできる。

【0068】

また、フォーカスリング２００のための基準寸法が示されている。例えば、フォーカスリング２００は、内径２４１（おおよそ１１．５３インチ（２９．２８６２センチメートル）である寸法「Ｄ４」）と、外径２４７（おおよそ１３．９１インチ（３５．３３１４センチメートル）である寸法「Ｄ２」）とを有する。フォーカスリング２００は、メサ２１２を含み、これは、メサ内径２１１（おおよそ１１．８７インチ（３０．１４９８センチメートル）である寸法「Ｄ３」）によって定められる。棚２４０は、フォーカスリング２００内の、メサ２１２の内径２１１とフォーカスリング２００の内径２４１（おおよそ１１．５３インチ（２９．２８６２センチメートル））との間に画定される。

【0069】

一実施形態では、フォーカスリング２００の棚２４０と、台座１４０’の上面２２０との相対的な配置が、ウエハエッジ２９２の、台座１４０’及び／又はフォーカスリング２００との接触を促すなど密封を促すために調節される。例えば、リング底面２０２からの棚底部２４８の距離が、棚底部が台座１４０’の上面２２０よりも下方のレベル、台座１４０’の上面２２０と同じレベル、又は台座１４０’の上面２２０よりも上方のレベルに配置できるように調節される。例えば、棚２４０の底面２４８の、フォーカスリング２００の底面２０２からの距離２４２（おおよそ０．１４８インチ（０．３７５９２センチメートル）から０．１８８インチ（０．４７７５２センチメートル）の範囲である寸法「Ｄ５」）が、示されている。別の一実施形態では、同じ効果を実現するために、上がり２４６の高さが調節されてよい。図２Ｄに示されるように、距離２４２は、台座段差２３０の上がり２３１の高さよりも小さく、したがって、棚底部２４８は、台座１４０’の上面２２０よりも下に着座する。例えば、上がり２４６の高さが示されており（０．０３３インチ（０．０８３８２センチメートル）を超える寸法「Ｄ６」）、或いは、別の言い方をすると、フォーカスリング２００の（リング底面２０２からメサ表面２１０までの）高さ２０４と、リング底面２０２から棚底部２４８までの距離との間の差である。棚２４０の調節は、棚底面２４８が上面２２０よりも下方に着座するときに、棚底部２４８と台座１４０’の上面２２０との間の距離２４３（０インチから０．０１２インチ（０．０３０４８センチメートル）の範囲である寸法「Ｄ７」）に反映される。

【0070】

図２Ｄ－１は、一実施形態における、ある温度（例えば摂氏４００度）における図２Ｄに示された台座１４０’の基準寸法を示している。例えば、台座１４０’の外縁２２１直径（おおよそ１３．８７３インチ（３５．２３７４２センチメートル）である寸法「Ｄ８」）が示されており、これは、ウエハ２９０の直径よりも大きい直径を有する。また、フォーカスリング２００を支持するように構成された台座棚２３０は、内径２３３（おおよそ１１．４２７インチ（２９．０２４５８センチメートル）である寸法「Ｄ９」）を有するものとして画定される。棚２３０は、内径２３３から外縁２２１まで広がる。また、台座１４０’の段差２３０の高さ２２２も、示されている（おおよそ０．１５６インチ（０．３９６２４センチメートル）である寸法「Ｄ１０」）。その他の寸法も、示されている（例えば、おおよそ１３．９１インチ（３５．３３１４センチメートル）である「Ｄ２’」、０．０３３インチ（０．０８３８２センチメートル）よりもおおよそ大きい「Ｄ６ａ」、おおよそ０．０１２インチ（０．０３０４８センチメートル）である「Ｄ７’」、おおよそ０．１５６インチ（０．３９６２４センチメートル）である「Ｄ１０’」、おおよそ０．０６２インチ（０．１５７４８センチメートル）である「Ｄ１２’」、おおよそ１１．８９インチ（３０．２００６センチメートル）である「Ｄ３’」、及びおおよそ１１．５５インチ（２９．３３７センチメートル）である「Ｄ４’」）。

【0071】

その他の実施形態では、棚２４０の底面２４８は、台座１４０’の上面２２０に、又は台座１４０’の上面２２０よりも上方に配置されてよい。例えば、図２Ｅは、図２Ａに示された台座アセンブリ２８０の外側領域２７０を示しており、ここでは、上がりの高さ２４６’（おおよそ０．０３３インチ（０．０８３８２センチメートル）である寸法「Ｄ６ｂ」）は、底面２４８がおおよそ台座１４０’の上面２２０のレベルにあるように画定される。要するに、距離２４２は、台座段差２３０の上がり２３１の高さとおおよそ等しい。また、図２Ｆは、図２Ａに示された台座アセンブリ２８０の外側領域２７０を示しており、ここでは、上がりの高さ２４６”（おおよそ０．０インチから０．０３３インチ（約０．０８３８２センチメートル）の範囲である寸法「Ｄ６ｃ」）は、底面２４８が台座１４０’の上面２２０よりも高く配置されるように画定される。要するに、距離２４２は、台座段差２３０の上がり２３１の高さよりも大きい。

【0072】

メサ表面２１０と、台座１４０’の上面２２０との間の隔たり２４４（０．０３３インチ（０．０８３８２センチメートル）である寸法「Ｄ１１」）が、示されている。実施形態では、台座１４０’及び／又はフォーカスリング２００との接触を促すなどウエハエッジ２９２の密封を促すために、フォーカスリング２００の高さ２０４が（例えば、Ｄ１１未満に）下げられる。

【0073】

一実施形態では、台座１４０’及び／又はフォーカスリング２００との接触を促すなどウエハエッジ２９２の密封を促すために、フォーカスリング２００と台座上がり２３１との間の間隔２３９が調節される。詳しくは、間隔２３９（おおよそ０．０７８インチ（０．１９８１２センチメートル）である寸法「Ｄ１２」）は、フォーカスリング２００の内径２４１と、台座段差２３０の内径２３３との間の距離として定められる。

【0074】

別の一実施形態では、台座１４０’及び／又はフォーカスリング２００との接触を促すなどウエハエッジ２９２の密封を促すために、メサ内径２１１が調節される。図には、内径２１１（おおよそ１１．８７インチ（３０．１４９８センチメートル）である寸法「Ｄ３」）が示されているが、該内径は、処理時における上がり２４６とウエハ２９０のエッジ２９２との間の間隔を狭めるために、小さくされてよい。

【0075】

尚も別の一実施形態では、台座１４０’及び／又はフォーカスリング２００との接触を促すなどウエハエッジ２９２の密封を促すために、台座アセンブリ２８０の外側領域２７０における台座１４０’及び／又はフォーカスリング２００のコンポーネントに処置が施される。該処置は、ウエハエッジ２９２の近くにおける枯渇及び蓄積も低減しつつ、複数の堆積サイクルにわたって安定したフロープロフィール及び表面条件を促す。一実施形態では、この外側領域２７０内で、Ｏ3不動態化が実施される。その他の実施形態では、この外側領域２７０内に、ＡＬＤコーティングが重ねられる。例えば、コーティングとして、イットリア、ＡＬＮ、ＡＬＯ_x、ＡＬＯＮ、ＳｉＣ、及びガラスが挙げられる。

【0076】

尚も別の一実施形態では、台座１４０’の領域１４５が、代替材料を含む。例えば、領域１４５は、イットリア、ＡＬＮ、ＡＬＯ_x、ＡＬＯＮ、ＳｉＣ、及びガラスなどの材料を含んでいてよい。領域１４５は、最適化された幾何学形状と、時間の経過にともなう均一性の低下の一因となると推測されるラジカル再結合及び膜成長を伝えにくい代替材料（ＡＬＮ、ＡＬＯ_x、ＡＬＯＮ、ＳｉＣ、ガラス）とを伴う台座リングを形成してよい。理論上は、ウエハ上への堆積が起きるにつれて、隣接するエリアにも同様な膜成長が見られる。取り除かれるウエハとは異なり、（例えば、外側領域２７０内の台座１４０’及びフォーカスリング２００などの）その他の表面上の膜は、次いで、アイドル中に、洗浄プロセス及びその他のガスを施される。これらの代替材料は、膜が成長する、変化する、及びラジカルと再結合する速度を調節する又はそれらに影響を及ぼすことによって、再結合の作用及び膜の成長を低減する。

【0077】

尚も別の一実施形態では、フォーカスリング２００は、消耗材料（例えば、石英やアルミニウム）を含んでいてよい。フォーカスリング２００は、ウエハエッジの近くにおける局所的な膜成長を軽減するために、定期メインテナンス周期で交換されてよい。フォーカスリング２００の材料が交換可能であると、ＰＭ周期で新鮮な材料が導入されることによって、膜堆積の影響及び傾向と、洗浄処理段階による効果とが切り離し可能になる。また、切り離しは、ウエハ２９０（例えば石英）又は台座１４０’（アルミニウム）のいずれかの組成及び温度に近い材料のフォーカスリング２００を有することによっても実現される。

【0078】

図３Ａは、本開示の一実施形態にしたがった、遠隔プラズマ処理を実施するように構成された基板処理システムのリフトパッド・台座構成３００の斜視図であり、リフトパッド３９０は、その上に配されるウエハ２９０よりも小さい。アルミニウム又はセラミック（酸化アルミニウム）である標準的な台座バルク材料の幾何学的形状特徴が、（例えば、台座１４０”の環状へり３２０の近くで）ウエハエッジ２９２に相対的にフロープロフィール及び蓄積ゾーンを画定するように設計される。詳しくは、これらの幾何学形状は、排除できないがその性質上ラジカルの枯渇に影響を及ぼす近くの材料（例えば、前駆体、ラジカル、汚染物質など）の影響を相殺する及び最小限に抑えるように選択される。幾何学形状の変更は、ポケット内へ入り込むウエハ高さ、環状へり３２０のメサ高さ、壁の傾斜角度、ウエハエッジまでの壁の距離、並びにメサ（内及び外）径を調節することを含む。また、別の一実施形態では、ウエハエッジ２９２における安定したフロープロフィール、枯渇と蓄積、及び／又は表面条件の維持を更に助けるために、側方及び／又は裏側のガスパージと組み合わせてウエハエッジの密封及び（例えば台座１４０”との）接触が実現される。

【0079】

台座・リフトパッドアクチュエータ３０５が、中央シャフト３１０’の動きを制御する。台座１４０”は、中央シャフト３１０’に結合されるので、中央シャフト３１０’の動きは、台座１４０”に伝わる。また、台座・リフトパッドアクチュエータ３０５は、パッドシャフト３３０の動きも制御する。リフトパッド３９０は、パッドシャフト３３０に結合されるので、パッドシャフト３３０の動きは、リフトパッド３９０に伝わる。

【0080】

リフトパッド・台座構成３００の台座１４０”は、台座１４０”の中心軸３１１から広がる台座上面３２５を含む。上面３２５上には、複数のウエハサポート２０６（例えばＭＣＡ）が配される。例えば、図３Ｃは、一実施形態における、台座１４０”上のＭＣＡ２０６のパターンの例示である。また、台座上面３２５の外側領域上に、隆起へり３２０が設けられ、該隆起へり３２０は、台座１４０”上に置かれたウエハ２９０の、側方への動きを阻むように構成される。

【0081】

図３Ｂは、本開示の一実施形態にしたがった、図３Ａのリフトパッド・台座構成３００の断面図であり、リフトパッド３９０は、その上に配されるウエハ３９０よりも小さい。例示目的に過ぎないが、台座１４０”及びリフトパッド６３０は、ウエハ処理を可能にする位置及び／又はレベルで示されている。

【0082】

台座１４０”は、台座１４０”の中心軸３１１から広がる台座上面３２５を含む。台座上面３２５は、上にウエハが置かれたときにそのウエハを支持するように構成される。上面３２５は、パッドシャフト３３０とリフトパッド３９０との間の結合を促すように構成された凹所３４０などの、台座１４０”とリフトパッド３９０との間の境界を提供するための１つ以上の凹所を含んでいてよい。例えば、台座１４０”は、台座上面３２５に中心を合わされて中心軸３１１から凹所直径３９１まで広がる凹所３４０を含む。要するに、凹所３４０は、台座上面３２５の中央部分の上に位置する。また、上面３２５は、隆起環状へり３２０によって画定されたポケット３５０を形成してよい。台座１４０”は、上方からみて概ね円形の形状を有するものとして説明されてよいが、台座１４０”のフットプリントは、キャリアリングサポート、フォーカスリング、及びエンドエフェクタアクセスなどの異なる特徴に対応するために、円とは異なってもよい。

【0083】

図に示されるように、台座１４０”は、台座１４０”の動きを制御するように構成されたアクチュエータ３０５に接続される。詳しくは、中央シャフト３１０’が、アクチュエータ３０５と台座１４０”との間に伸びるようにアクチュエータ３０５及び台座１４０”に結合される。中央シャフト３１０’は、中心軸３１１に沿って台座１４０”を動かすように構成される。しかるがゆえに、アクチュエータ３０５の動きは、中央シャフト３１０’の動きに置き換わり、ひいては台座１４０”の動きに置き換わる。

【0084】

一実施形態では、台座上面３２５は、（例えば図３Ａに示された、）複数のウエハサポート２０６を上に画定されて含み、これらのウエハサポート２０６は、台座上面３２５よりも上方のウエハ支持レベルでウエハ２９０を支持するように構成される。ウエハサポートは、台座１４０”と、その上に配された任意のウエハ２９０との間に、均一で且つ小さい隙間を提供する。

【0085】

また、台座１４０”は、例示目的に過ぎないが、２つの部分１４０ａと１４０ｂとを有するものとして示されている。例えば、台座１４０”は、複数の加熱要素及び／又は冷却要素３５９の製造時における形成に対応するために、２つの部分に分けて形成されてよい。前述のように、台座１４０”は、１つの要素として見なされることがわかる。

【0086】

リフトパッド・台座構成３００において、リフトパッド３９０は、中心軸４７０’からパッド直径まで広がるパッド上面３９２を含む。リフトパッド３９０は、凹所３４０内に載るように構成され、凹所３４０は、リフトパッド３９０を受けるように構成される。詳しくは、リフトパッド上面３９２は、ウエハ２９０が（例えばプラズマ処理、処置、及び／又は膜堆積を実施するときの）プロセス位置にあるなど台座１４０”のウエハサポート２０６上に着座したときに、ウエハ２９０よりも下方である。更に、リフトパッド３９０は、台座１４０”とともに動くように構成される。

【0087】

図に示されるように、リフトパッド３９０は、リフトパッド３９０の動きを制御するように構成されるアクチュエータ３０５’に接続される。詳しくは、パッドシャフト３３０が、アクチュエータ３０５と台座１４０”との間に伸びるようにアクチュエータ３０５及び台座１４０”に結合される。パッドシャフト３３０は、台座１４０”に接続される中心軸３１０’内に構成される。詳しくは、パッドシャフト３３０は、中心軸３１１に沿ってリフトパッド３９０を動かすように構成さえる。しかるがゆえに、アクチュエータ３０５の動きは、パッドシャフト３３０の動きに置き換わり、ひいてはリフトパッド３９０の動きに置き換わる。一実施形態では、アクチュエータ３０５は、リフトパッド３９０及び台座１４０”の両方の動きを制御する。

【0088】

具体的には、パッドシャフト３３０は、例えば処理時に、リフトパッド回転のためにリフトパッド３９０を台座１４０”から離すように構成される。要するに、リフトパッド３９０は、リフトパッド３９０を回転させることを目的としたプロセス回転変位でリフトパッド３９０が台座上面３２５から離されるように、台座１４０”時、中心軸３１１に沿って台座上面３２５に相対的に上に動くように構成される。しかるがゆえに、リストパッド３９０の上に配されたウエハ２９０も、台座１４０”から離される。パッドシャフト３３０は、リフトパッド３９０を下げて台座１４０”上に載せるようにも構成される。

【0089】

詳しくは、リフトパッド３９０が台座１４０”から離されるときに、リフトパッド３９０は、少なくとも第１の角度方向と第２の角度方向（例えば０度から１８０度の間）との間で台座上面３２５に相対的に回転するように構成される、又は処理時に絶えず回転してよい。この回転は、処理時における台座のハードウェア特徴の作用を低減し、また、処理時におけるチャンバハードウェア特徴の作用も低減する。

【0090】

その他の実施形態では、リフトパッド３９０は、ウエハの配送及び処理の際にウエハを上げる又は下げるためのリフトピン機能を提供する。具体的には、リフトパッド３９０は、エンドエフェクタアームの進入を許容する十分な大きさの変位で台座上面３２５から離されるように、最も底まで下がった位置にあるときに中央の台座上面３２５に相対的に上へ動くように構成される。

【0091】

図３Ｂに示されるように、リフトパッド・台座構成３００の台座１４０”は、（例えば、台座１４０”の外縁２２１’の近くで）台座上面７２０の外側領域上に設けられた隆起へり３２０を含み、該隆起ヘリ３２０は、台座１４０”上に置かれたウエハ２９０の、側方への動きを阻むように構成される。要するに、へり３２０は、ウエハの動きを阻むのに十分な高さの、台座上面３２５の上方の段差である。

【0092】

リフトパッド・台座構成３００は、１本以上のリフトピン３０８を含むリフトピンアセンブリを含む。例示を目的として、台座１４０”及びリフトパッド３９０は、本開示の一実施形態にしたがった、ウエハ配送を目的としたリフトピン３０８の伸張を可能にするレベルで示されている。詳しくは、リフトピン３０８は、（キャリアリングを伴う又は伴わない）ウエハ２９０を運んでいるエンドエフェクタアーム（不図示）が、ウエハをリフトピン３０８へ送るための又はウエハをリフトピン３０８から受け取るための位置をとることができる方式で、台座１４０”内に設けられた対応する台座シャフト３１８内を通ってリフトパッド３９０から伸長する。対応する台座シャフト３１８は、対応するリフトピン３０８と位置合わせされており、リフトピン３０８との関係で台座１４０”が動くのに伴ってその対応するリフトピン３０８を受けるように構成される。ウエハ配送時にウエハ２９０を持ち上げて置く又は取り除くために、１本以上のリフトピンシャフト及び対応するリフトピンが、リフトピンアセンブリ内に構成されてよいことがわかる。図に示されるように、各リフトピン３０８は、動きを生じさせるために、対応するリフトピンサポート３０７に結合される。リフトピンサポート３０７は、リフトピンアクチュエータ３０６に結合される。リフトピンサポート３０７は、任意の形状であってよい（例えば、環状のリングワッシャ、環状の基部から伸びるアームなど）。詳しくは、リフトピンアセンブリの動作時に、リフトピン３０８は、リフトピンサポート３０７に取り付けられ、ウエハの配送時及び処理時にウエハ２９０を台座上面３２５よりも上方に持ち上げるために及び／又はウエハ２９０を下げて台座上面３２５上に載せるために、台座１４０”に相対的にリフトピンシャフト内で動くように配置される。

【0093】

図４Ａ～４Ｄは、本開示の一実施形態にしたがった、図３Ａ～３Ｂのリフトパッド・台座構成３００の台座１４０”の外側領域１４５’を示しており、台座１４０”の隆起環状へり３２０の傾斜表面３２６を含む。図に示されるように、リフトパッド・台座構成３００は、台座１４０”の中心軸３１１から広がる台座上面３２５を有する台座１４０”を含む。図に示されるように、図４Ａは、ウエハ２９０の動きに対する制限を提供するとともに膜堆積の均一性及び経緯的なパフォーマンスの安定性の向上を促す、台座１４０”の上面３２５上に配されたウエハに対する隆起環状へり３２０の相対的配置を示している。

【0094】

一実施形態では、アルミニウム又はセラミック（酸化アルミニウム）である標準的な台座バルク材料の幾何学的形状特徴が、台座１４０”上に配されたときのウエハエッジ２９２に相対的にフロープロフィールと蓄積ゾーンとを画定及び制御するように設計される。詳しくは、これらの幾何学形状は、排除できないがその性質上ラジカルの枯渇に影響を及ぼす近くの材料（例えば、前駆体、ラジカル、汚染物質など）の影響を相殺する及び最小限に抑えるように選択される。幾何学形状の変更は、ポケット内へ入り込むウエハ高さＤ１６、ポケット高さ３５１、壁の傾斜角度３２７、ウエハエッジまでの壁の距離３２６、並びにポケット（内Ｄ１５及び外２２１）径を調節することを含む。また、別の一実施形態では、ウエハエッジ２９２における安定したフロープロフィール、枯渇と蓄積、及び／又は表面条件の維持を更に助けるために、側方及び／又は裏側のガスパージと組み合わせてウエハエッジの密封及び（例えば台座１４０”との）接触が実現される。

【0095】

台座１４０”は、外縁２２１’上に構成された隆起環状へり３２０を含み、該環状へり３２０は、ポケット外径３５２（おおよそ１１．９６８インチ（３０．３３９８７２センチメートル）である寸法「Ｄ１５」）と、台座１４０”の上面３２５とによって画定されるポケット３５０を形成する。ポケット３５０は、ウエハ２９０を受けるように構成され、高さ３５１（おおよそ０．３５インチ（０．８８９センチメートル）である寸法「Ｄ１３」）を有する。隆起環状へり３２０は、台座１４０”上に載っているウエハ２９０の、側方への動きを阻むように構成される。また、環状へり３２０は、台座上面３２５よりも上方に隆起したメサ表面３２２を含む。一実施形態では、高さ３５１は、台座１４０”へのウエハエッジ２９２の密封を促すように調節される。例えば、高さ３５１は、ウエハ２９０のレベルがメサ表面３２２とおおよそ等しくなるように下げられてよい。

【0096】

環状へり３２０は、傾斜表面３２６を含み、ここでは、ウエハエッジの密封及び（例えば台座１４０”との）接触の形成を促すように、傾斜角度が最適化される。詳しくは、図４Ｂは、図４Ａのリフトパッド・台座構成３００の、台座１４０”の外側領域１４５’を例示しており、より詳しくは、ポケット３５０の外径３５２におおよそ位置する傾斜表面３２６を示している。傾斜表面３２６は、角度３２７（０度から９０度の範囲である寸法Ｄ１４）によって示されるように、台座１４０”の上面３２５に対して傾いている。

【0097】

図４Ｃに示されるように、環状へり３２０の傾斜表面３２６は、隆起環状へり３２０の内径３５８から台座上面３２５上のポケット３５０の外径３５２まで広がり、ここでは、傾斜表面は、台座上面３２５に対して角度３２７（おおよそ９０度以下の寸法Ｄ１４）で傾いている。外径３５２（おおよそ１１．９６８インチ（３０．３９８７２センチメートル）である寸法「Ｄ１５」）が、示されている。一実施形態では、外径３５２は、一実施形態では室温でおおよそ１１．８４１インチ（３０．０７６１４センチメートル）である最小寸法Ｄ１５を有してよい。実施形態では、外径３５２の寸法は、ウエハエッジ２９２の密封を促すように調節される。要するに、外径３５２は、処理時における台座１４０”に対するウエハエッジ２９２の密封を促すために、傾斜表面３２６をウエハ２９０のエッジ２９２に近づけるように調節される。更に、内径３５８も、同様に調節されてよい（おおよそ１１．９６８インチ（３０．３９８７２センチメートル）未満である寸法「Ｄ１７」）。このようにして、排除できない近くの材料（例えば前駆体、ラジカル、汚染物質など）の影響が、ウエハエッジ２９２の近くで低減される。

【0098】

やはり図に示されるように、代表的なＭＣＡ２０６が、台座１４０”内に配置される。要するに、台座上面３２５は、台座上面３２５よりも上方のウエハ支持レベルでウエハ２９０を支持するように構成された１つ以上のウエハサポート２０６を含む。ウエハサポート２０６は、それぞれ、上面２２０で開いた穴２０５内に着座する。各ウエハサポート２０６は、穴２０５の底に着座する柔軟性のスペーサ２０７上に更に載ってよい。柔軟性スペーサ２０７は、ウエハ２９０がウエハサポート２０６上に置かれたときにウエハサポート２０６（例えばサファイヤで形成される）が割れるのを防ぐように構成される。一実施形態では、穴２０５内におけるウエハサポート２０６の配置は、ウエハ支持レベル２０８の距離（おおよそ５ミリから１５ミリの範囲である寸法「Ｄ１６」）を最短にするように構成される。また、台座１４０”内にパターン形成された１つ以上のＭＣＡ２０６の配置は、前述のように特に処理時にウエハエッジ２９２がウエハ２９０の中心よりも下がるように、ウエハ２９０の反りを導入するように設計される。ＭＣＡ２０６の配置は、反りを導入するために、ウエハの中心に更に近くてもよい。

【0099】

より詳しくは、図４Ｃ～Ｄは、本開示の一実施形態にしたがった、ウエハ２９０と隆起環状へり３２０の傾斜表面３２６との間の境界の例示である。図４Ｃに示されるように、ウエハ２９０のエッジ２９２は、湾曲した形状を有する。例えば、形状は、弧状であってよい、又はおおよそ半円形であってよい。処理時には、台座１４０”に対するウエハ２９０のエッジ密封を促すために、エッジ２９２の少なくとも一部分が接触点３２９において傾斜表面３２６に接触する。旧来の構成では、エッジ２９２と台座１４０”との間で接触が実現されない。図４Ｃに示されるように、傾斜表面は、おおよそ６０度で傾いており、しかるがゆえに、エッジ２９２の下部が、傾斜表面３２６に接触している。傾斜表面３２６の角度３２７が大きいほど、接触点３２９は、エッジ２９２を形成している半円の中央の近くなどエッジ２９２のその他の部分にも接触するだろうことがわかる。例えば、図４Ｄに示されるように、傾斜表面２９６は、台座上面３２５に対して垂直に近く、したがって、ポケット３５０の外径３５２は、隆起環状へり３２０の内径３２６におおよそ等しい。

【0100】

尚も別の一実施形態では、ウエハエッジ２９２の近くにおける枯渇及び蓄積も低減しつつ、複数の堆積サイクルにわたって安定したフロープロフィール及び表面条件を促すために、台座１４０”の外側領域１４５’が処置を施される。一実施形態では、この外側領域１４５’上で、Ｏ3不動態化が実施される。その他の実施形態では、この外側領域１４５’内に、ＡＬＤコーティングが重ねられる。例えば、コーティングとして、イットリア、ＡＬＮ、ＡＬＯ_x、ＡＬＯＮ、ＳｉＣ、及びガラスが挙げられる。

【0101】

尚も別の一実施形態では、領域１４５’は、最適化された幾何学形状と、時間の経過にともなう均一性の低下の一因となると推測されるラジカル再結合及び膜成長を伝えにくい代替材料（ＡＬＮ、ＡＬＯ_x、ＡＬＯＮ、ＳｉＣ、ガラス）とを伴う台座リングを形成してよい。理論上は、ウエハ上への堆積が起きるにつれて、隣接するエリアにも同様な膜成長が見られる。取り除かれるウエハとは異なり、（例えば、外側領域１４５’内の台座１４０”の）その他の表面上の膜は、次いで、アイドル中に、洗浄プロセス及びその他のガスを施される。これらの代替材料は、膜が成長する、変化する、及びラジカルと再結合する速度を調節する又はそれらに影響を及ぼすことによって、再結合の作用及び膜の成長を低減する。

【0102】

均一性を更に制御するために、及び経時的に安定した堆積パターンを提供するために、ウエハエッジの近くに一連の専用に設計された幾何学形状、表面条件、及び材料組成を含む新しいウエハ均一性制御ノブを実現する、遠隔プラズマ処理に使用するための台座アセンブリについて、具体的な実施形態が提供されてきたが、これらは、例として説明されたものであり、限定のためではない。本開示を読んだ当業者ならば、本開示の趣旨及び範囲内に入る更なる実施形態を認識できる。

【0103】

本書で定められる各種の実施形態は、本書で開示される様々な特徴を使用して組み合わされて又は組み立てられて特定の実装形態にされてよいことが理解されるべきである。したがって、提供される例は、可能性がある一部の例に過ぎず、更に多くの実装形態を定めるために様々な要素を組み合わせることによって可能になる様々な実装形態に制限を設けることはない。一部の例では、一部の実装形態は、開示された又は均等な実装形態の趣旨から逸脱することなく、より少ない要素を含んでいてよい。

【0104】

本開示の実施形態は、ハンドヘルド機器、マイクロプロセッサシステム、マイクロプロセッサをベースにした若しくはプログラマブルな家庭用電子機器、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどの、様々なコンピュータシステム構成で実施されてよい。本開示の実施形態は、また、配線をベースにしたネットワーク又はワイヤレスネットワークを通じてリンクされた遠隔処理機器によってタスクが実施される分散コンピューティング環境内でも実施できる。

【0105】

上記の実施形態を念頭に置くと、本開示の実施形態は、コンピュータシステムに格納されたデータを伴う様々なコンピュータ実行動作を利用できることが理解されるべきである。これらの動作は、物理量の物理的操作を必要とする動作である。本書で説明されて本開示の実施形態の一部を構成する動作は、有用な機械動作である。本発明の実施形態は、また、これらの動作を実施するための機器又は装置にも関する。装置は、所要の目的にあわせて特別に構成されてよい、或いは、装置は、コンピュータに格納されたコンピュータプログラムによって選択的にアクティベート若しくは構成される汎用コンピュータであることができる。詳しくは、本書の教示内容にしたがって記述されたコンピュータプログラムとともに、様々な汎用マシンが使用できる、或いは、所要の動作を実施するために更に特殊な装置を構築する方が好都合かもしれない。

【0106】

本開示は、コンピュータ読み取り可能媒体上のコンピュータ読み取り可能コードとしても実装できる。コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータシステムによって後ほど読み出せるデータを格納することができる任意のデータストレージハードウェアユニットである。コンピュータ読み取り可能媒体の例として、ハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ、磁気テープ、並びにその他の光及び非光データストレージ機器が挙げられる。一部の実施形態では、コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ読み取り可能コードが分散方式で格納及び実行されるようにネットワーク結合コンピュータシステムに分散された有形のコンピュータ読み取り可能媒体を含むことができる。

【0107】

方法の動作は、特定の順番で提示されているが、様々な実施形態では、これらの動作は、間でその他のハウスキーピング動作が実施されること、又は僅かに異なる時点で生じるように調整されること、又はオーバーレイ動作の処理が所望の形で実施されさえすれば、処理に関係付けられた様々な時間間隔での処理動作の発生を可能にするシステム内で動作が分散されてよいことが、理解されるべきである。

【0108】

以上の実施形態は、理解を明瞭にする目的で幾らか詳細に説明されてきたが、添付の特許請求の範囲内で特定の変更及び修正が実施できることが明らかである。したがって、これらの実施形態は、例示的であって、限定的ではないと見なされ、本開示の実施形態は、本書で与えられる詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内で変更されえる。本開示は以下の適用例としても実現できる。
［適用例１］
ウエハ上に膜を堆積させるためにプロセスチャンバ内で使用するためのアセンブリであって、
台座であって、前記台座の中心軸から外縁まで広がる台座上面を有し、前記台座上面は、前記台座上面よりも上方のウエハ支持レベルでウエハを支持するように構成された複数のウエハサポートを有する、台座と、
前記台座の台座段差であって、段差内径と、前記段差内径から前記台座の前記外縁に向かって広がる段差表面とを有する台座段差と、
前記段差表面上に載るように構成されたフォーカスリングであって、前記フォーカスリングの外径からメサ内径まで広がるメサを有し、前記メサ内径においてメサ表面から下向きに下がる棚を有し、前記棚は、前記メサ内径と、前記フォーカスリングの内径との間に広がる、フォーカスリングと、
を備え、
前記棚は、処理時に前記ウエハのウエハ底面の少なくとも一部分を支持するように構成される、アセンブリ。
［適用例２］
適用例１に記載のアセンブリであって、
リング底面からの棚高さは、前記台座段差の段差高さよりも小さい、アセンブリ。
［適用例３］
適用例１に記載のアセンブリであって、
リング底面からの棚高さは、前記台座段差の段差高さにおおよそ等しい、アセンブリ。
［適用例４］
適用例１に記載のアセンブリであって、
リング底面からの棚高さは、前記台座段差の段差高さよりも大きい、アセンブリ。
［適用例５］
適用例１に記載のアセンブリであって、
リング底面から前記メサ表面までの前記フォーカスリングの高さと、前記リング底面からの棚高さとの間の差は、０．０３３インチ（０．０８３８２センチメートル）以下である、アセンブリ。
［適用例６］
適用例１に記載のアセンブリであって、
前記フォーカスリングの前記内径と、前記段差内径との間の差は、０．０７８インチ（０．１９８１２センチメートル）未満である、アセンブリ。
［適用例７］
適用例１に記載のアセンブリであって、
前記ウエハ支持レベルは、０．００５インチ（０．０１２７センチメートル）から０．０１５インチ（０．０３８１センチメートル）の範囲である、アセンブリ。
［適用例８］
適用例１に記載のアセンブリであって、更に、
前記台座内に構成された複数の台座シャフトを通る複数のリフトピンを含むリフトピンアセンブリを備えるアセンブリ。
［適用例９］
適用例１に記載のアセンブリであって、
前記台座の前記段差内径から前記外縁までの前記台座の外側リング、及び前記フォーカスリングは、ともに、基本的にイットリア、ＡＬＮ、ＡＬＯ _x 、ＡＬＯＮ、ＳｉＣ、及びガラスからなる群から選択された材料を含む、アセンブリ。
［適用例１０］
ウエハ上に膜を堆積させるためにプロセスチャンバ内で使用するためのアセンブリであって、
台座であって、前記台座の中心軸から外縁まで広がる台座上面を有し、前記台座上面は、前記台座上面よりも上方のウエハ支持レベルでウエハを支持するように構成された複数のウエハサポートを有する、台座と、
前記台座の台座段差であって、段差内径と、前記段差内径から前記台座の前記外縁に向かって広がる段差表面とを有し、前記台座上面から下方に伸びる段差高さを有する台座段差と、
前記段差表面上に載るように構成されたフォーカスリングであって、前記フォーカスリングの外径からメサ内径まで広がるメサを有し、前記メサ内径においてメサ表面から下向きに下がる棚を有し、前記棚は、前記メサ内径と、前記フォーカスリングの内径との間に広がる、フォーカスリングと、
を備え、
リング底面からの棚高さは、０．１４３インチ（０．３６３２２センチメートル）から０．１８８インチ（０．４７７５２センチメートル）の範囲である、アセンブリ。
［適用例１１］
適用例１０に記載のアセンブリであって、
前記棚高さは、おおよそ０．１５５インチ（０．３９３７センチメートル）である、アセンブリ。
［適用例１２］
適用例１０に記載のアセンブリであって、
リング底面から前記メサ表面までの前記フォーカスリングの高さと、前記リング底面からの棚高さとの間の差は、０．０３３インチ（０．０８３８２センチメートル）以下である、アセンブリ。
［適用例１３］
適用例１０に記載のアセンブリであって、
前記フォーカスリングの前記内径と、前記段差内径との間の差は、０．０７８インチ（０．１９８１２センチメートル）未満である、アセンブリ。
［適用例１４］
適用例１０に記載のアセンブリであって、
前記ウエハ支持レベルは、０．００５インチ（０．０１２７センチメートル）から０．０１５インチ（０．０３８１センチメートル）の範囲である、アセンブリ。
［適用例１５］
適用例１０に記載のアセンブリであって、更に、
前記台座内に構成された複数の台座シャフトを通る複数のリフトピンを含むリフトピンアセンブリを備えるアセンブリ。
［適用例１６］
適用例１０に記載のアセンブリであって、
前記台座の前記段差内径から前記外縁までの前記台座の外側リング、及び前記フォーカスリングは、ともに、基本的にイットリア、ＡＬＮ、ＡＬＯ _x 、ＡＬＯＮ、ＳｉＣ、及びガラスからなる群から選択された材料を含む、アセンブリ。
［適用例１７］
ウエハ上に膜を堆積させるためにプロセスチャンバ内で使用するためのアセンブリであって、
台座であって、前記台座の中心軸から外縁まで広がる台座上面を有し、前記台座上面は、前記台座上面よりも上方のウエハ支持レベルでウエハを支持するように構成された複数のウエハサポートを有する、台座と、
前記台座上面の前記外縁上に構成され、前記台座上に載っている前記ウエハの、側方への動きを阻むように構成された隆起環状へりであって、前記台座上面よりも上方に隆起したメサ表面を有し、前記隆起環状へり及び前記台座上面は、前記ウエハを受けるように構成されたポケットを形成する、隆起環状へりと、
前記隆起環状へりの内径から前記台座上面上の前記ポケットの外径まで広がる傾斜表面であって、前記台座上面に対して９０度未満の角度で傾いている傾斜表面と、
を備えるアセンブリ。
［適用例１８］
適用例１７に記載のアセンブリであって、
前記傾斜表面は、前記台座上面に対して垂直に近い、アセンブリ。
［適用例１９］
適用例１７に記載のアセンブリであって、
前記ウエハ支持レベルは、０．００５インチ（０．０１２７センチメートル）から０．０１５インチ（０．０３８１センチメートル）の範囲である、アセンブリ。
［適用例２０］
適用例１７に記載のアセンブリであって、
前記隆起環状へりの前記内径は、１１．９６８インチ（３０．３９８７２センチメートル）未満である、アセンブリ。
［適用例２１］
適用例１７に記載のアセンブリであって、更に、
前記台座内に構成された複数の台座シャフトを通る複数のリフトピンを含むリフトピンアセンブリを備えるアセンブリ。
［適用例２２］
適用例１７に記載のアセンブリであって、
前記隆起環状へりを形成している前記台座の外側リングは、基本的にイットリア、ＡＬＮ、ＡＬＯ _x 、ＡＬＯＮ、ＳｉＣ、及びガラスからなる群から選択された材料を含む、アセンブリ。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2D-1】

【図2E】

【図2F】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】