特許 7206028 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】2023-01-06

(45)【発行日】2023-01-17

(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】

   H01L 21/3065 20060101AFI20230110BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20230110BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101B

H05H1/46 M

【請求項の数】 14

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2017234103

(22)【出願日】2017-12-06

(65)【公開番号】P2018125519

(43)【公開日】2018-08-09

【審査請求日】2020-10-16

(31)【優先権主張番号】15/421,726

(32)【優先日】2017-02-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【前置審査】

(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

【住所又は居所原語表記】Ｍ／Ｓ １２６９，３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(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】スニル スリニバサン

(72)【発明者】

【氏名】ラジンダー ディンドサ

(72)【発明者】

【氏名】ジェームズ ロジャース

(72)【発明者】

【氏名】デニス エム コーサウ

【審査官】宇多川 勉

(56)【参考文献】

【文献】韓国公開特許第１０－２００８－００２３５６９（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４６４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１４６７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０２２９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０２１４０４（ＪＰ，Ａ）

(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、
第１リングコンポーネント及び第２リングコンポーネントを有するリングであって、第１リングコンポーネントは、第２リングコンポーネントとインターフェース接続され、これによって第２リングコンポーネントは、第１リングコンポーネントに対して可動となり、これらの間にギャップを形成するリングと、
リングの下に配置され、第２リングコンポーネントの底面に接触する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する環状体を有し、環状体の底面には空洞が形成され、環状体内にはアクセスオリフィスが形成され、アクセスオリフィスは環状体の上面から空洞内へと延在し、環状体の上面は、第２リングコンポーネントに接触する調整可能な調整リングと、
調整可能な調整リングの環状体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、作動機構は調整可能な調整リングを作動させるように構成され、これによって第１リングコンポーネントと第２リングコンポーネントとの間のギャップを変化させる作動機構とを含むプロセスキット。

【請求項2】

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。

【請求項3】

第１リングコンポーネントは、内部に形成された段差面を含む、請求項１記載のプロセスキット。

【請求項4】

第２リングコンポーネントは、内部に形成された段差面を含み、第２リングコンポーネントの段差面は、第１リングコンポーネントの段差面とインターフェース接続する、請求項３記載のプロセスキット。

【請求項5】

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、
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、
第１リングコンポーネント及び第２リングコンポーネントを有するリングであって、第１リングコンポーネントは、第２リングコンポーネントとインターフェース接続され、これによって第２リングコンポーネントは、第１リングコンポーネントに対して可動となり、これらの間にギャップを形成するリングと、
リングの下に配置され、第２リングコンポーネントの底面に接触する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する環状体を有し、環状体の底面には空洞が形成され、環状体内にはアクセスオリフィスが形成され、アクセスオリフィスは環状体の上面から空洞内へと延在し、環状体の上面は、第２リングコンポーネントに接触する調整可能な調整リングと、
調整可能な調整リングの環状体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、作動機構は調整可能な調整リングを作動させるように構成され、これによって第１リングコンポーネントと第２リングコンポーネントとの間のギャップを変化させる作動機構とを含む処理チャンバ。

【請求項6】

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５記載の処理チャンバ。

【請求項7】

第１リングコンポーネントは、内部に形成された段差面を含む、請求項５記載の処理チャンバ。

【請求項8】

第２リングコンポーネントは、内部に形成された段差面を含み、第２リングコンポーネントの段差面は、第１リングコンポーネントの段差面とインターフェース接続する、請求項７記載の処理チャンバ。

【請求項9】

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、
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、
第１リングコンポーネント及び第２リングコンポーネントを有するリングであって、第１リングコンポーネントは、第２リングコンポーネントとインターフェース接続され、これによって第２リングコンポーネントは、第１リングコンポーネントに対して可動となり、これらの間にギャップを形成するリングと、
リングの下に配置され、第２リングコンポーネントの底面に接触する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する環状体を有し、環状体の上面は、第２リングコンポーネントに接触する調整可能な調整リングと、
調整可能な調整リングの環状体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、作動機構は調整可能な調整リングを作動させるように構成され、これによって第１リングコンポーネントと第２リングコンポーネントとの間のギャップを変化させる作動機構とを含み、
作動機構は、第１端部及び第２端部を有するリフトピンを含み、リフトピンの第１端部は調整可能な調整リングの環状体の底面に接触し、リフトピンの第２端部はリフト機構と連通している、処理チャンバ。

【請求項10】

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５記載の処理チャンバ。

【請求項11】

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５記載の処理チャンバ。

【請求項12】

作動機構は、プラズマシースの厚さをほぼ一定に維持しながら、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を押し上げる及び押し下げるように構成されている、請求項１記載のプロセスキット。

【請求項13】

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５記載の処理チャンバ。

【請求項14】

請求項５記載の基板処理チャンバ内で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、
コンポーネントにインターフェース接続された調整可能な調整リングを作動させることによってエッジリングの前記コンポーネントの高さ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む方法。

【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、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。リングは、第１リングコンポーネント及び第２リングコンポーネントを有する。第１リングコンポーネントは、第２リングコンポーネントとインターフェース接続され、これによって第２リングコンポーネントは、第１リングコンポーネントに対して可動となり、これらの間にギャップを形成する。調整可能な調整リングは、リングの下に配置され、第２リングコンポーネントの底面に接触する。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は、第２リングコンポーネントに接触する。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、調整可能な調整リングを作動させるように構成され、これによって第１リングコンポーネントと第２リングコンポーネントとの間のギャップを変化させる。

【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、リング、調整可能な調整リング、及び作動機構を含む。リングは、第１リングコンポーネント及び第２リングコンポーネントを有する。第１リングコンポーネントは、第２リングコンポーネントとインターフェース接続され、これによって第２リングコンポーネントは、第１リングコンポーネントに対して可動となり、これらの間にギャップを形成する。調整可能な調整リングは、リングの下に配置され、第２リングコンポーネントの底面に接触する。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は、第２リングコンポーネントに接触する。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、調整可能な調整リングを作動させるように構成され、これによって第１リングコンポーネントと第２リングコンポーネントとの間のギャップを変化させる。

【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。エッジリングのコンポーネントの高さは、コンポーネントにインターフェース接続された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4A】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。

【図4B】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）、Ｏ２、ＮＦ３、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、ガスがポンピングチャネル１１６に流入する流路を提供する。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に結合される蓋リム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を含み、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２１２を有するエッジリング２１０を含む。環状体２１２は、２つのエッジリングコンポーネント２１４、２１６に分割される。２つのエッジリングコンポーネント２１４、２１６は互いにインターフェース接続され、これによってコンポーネント２１６は、コンポーネント２１４に対して移動可能とすることができる。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。第１エッジリングコンポーネント２１４は、上面２１８と、底面２２０と、内側エッジ２２２と、外側エッジ２２４とを含む。上面２１８は、底面２２０と実質的に平行である。内側エッジ２２２は、外側エッジ２２４と実質的に平行であり、底面２２０に対して実質的に垂直である。いくつかの実施形態では、第１エッジリングコンポーネント２１４は、その中に画定された段差面２２６を更に含む。図示の実施形態では、段差面２２６は、外側エッジ２２４に形成され、これによって段差面２２６は底面２２０と実質的に平行となる。段差面２２６は、第２エッジリングコンポーネント２１６を受けるための凹部を画定する。一般的に、第１エッジリングコンポーネント２１４の高さは、静電チャック２０２の高さによって制限される。例えば、第１エッジリングコンポーネント２１４の内側エッジ２２２は、静電チャック２０２の高さを超えて延在しない。こうして、第１エッジリングコンポーネント２１４は、静電チャック２０２の側部を保護する。いくつかの実施形態では、基板１０１は、静電チャック２０２上に配置されたとき、第１エッジリングコンポーネント２１４の上に部分的に延在している。

【0022】

第２エッジリングコンポーネント２１６は、上面２２８と、底面２３０と、内側エッジ２３２と、外側エッジ２３４とを含む。上面２２８は、底面２３０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２３０に対して実質的に垂直である。一実施形態では、第２エッジリングコンポーネント２１６は、底面２３０を介して第１エッジリングコンポーネント２１４とインターフェース接続される。例えば、第２エッジリングコンポーネント２１６の底面２３０は、第１エッジリングコンポーネント２１４の段差面２２６とインターフェース接続される。別の一実施形態では、第２エッジリングコンポーネント２１６は、その中に画定された段差面２３６を更に含むことができる。図示の実施形態では、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、第１エッジリングコンポーネント２１４の段差面２２６とインターフェース接続する。第１エッジリングコンポーネント２１４とインターフェース接続するとき、第２エッジリングコンポーネント２１６の内側エッジ２３２は、基板から離間している。例えば、第２エッジリングコンポーネント２１６の内側エッジ２３２は、基板１０１から約０．０２ｍｍ～約０．１ｍｍの間で離間することができる。

【0023】

一実施形態では、第１エッジリングコンポーネント２１４及び第２エッジリングコンポーネント２１６は、インターフェース接続されると、連続的な底面２３８及び連続的な上面２４０を形成する。別の一実施形態では、第１エッジリングコンポーネント２１４及び第２エッジリングコンポーネント２１６は、インターフェース接続されると、連続的な底面２３８及び連続的な上面２４０を形成しない。むしろ、いくつかの実施形態では、第１エッジリングコンポーネント２１４の上面２１８は、第２エッジリングコンポーネント２１６の上面２２８よりも高くすることができる。他の実施形態では、第２エッジリングコンポーネント２１６の底面２３０は、第１エッジリングコンポーネント２１４の底面２２０の下に位置することができる。したがって、いくつかの実施形態では、第１エッジリングコンポーネント２１４及び第２エッジコンポーネント２１６は、連続的な上面又は底面を形成しない。

【0024】

プロセスキットは、上面２５４及び底面２５６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、エッジリング２１０の下に配置される。例えば、調整可能な調整リング１５０は、第２エッジリングコンポーネント２１６の下に配置される。調整可能な調整リング１５０は、エッジリング２１０の底面２３８に接触する。例えば、調整可能な調整リング１５０は、第２エッジリングコンポーネント２１６の底面２３０に接触する。一実施形態では、調整可能な調整リング１５０は、静電チャック２０２及び冷却プレート２０４の長さ方向に下へと延在し、これによって調整可能な調整リング１５０は、静電チャック２０２及び冷却プレート２０４の組み合わされた高さと実質的に等しい高さを有する。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。

【0025】

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２５８を形成する。一例では、横方向に離間したギャップ２５８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。例えば、リフトピン２６０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２６０は、リフト機構１８２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２６０は、リフト機構１８２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１８２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。調整リング１５０の鉛直移動の結果として、リフト機構１８２は、第２エッジリングコンポーネント２１６を上昇させる。第２エッジリングコンポーネント２１６は、第１エッジリングコンポーネント２１４の上方に持ち上げられ、こうして第１エッジリングコンポーネントの段差面と第２エッジリングコンポーネントの段差面との間にギャップ（図４Ｂ内の２９９）を形成することができる。

【0026】

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２５４に形成されたコーティング２６３を含むことができる。例えば、コーティング２６３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２６３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）３０６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。

【0027】

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、こうしてリフトピン２６０の必要性を排除する。調整リング１５０は、空洞２６２及びその中に形成されたアクセスオリフィス２６４を含むことができる。アクセスオリフィス２６４は、調整可能な調整リング１５０の上部から形成され、空洞２６０の中に下方へと延びる。アクセスオリフィス２６４は、空洞２６２の第２直径２６８より小さい第１直径２６６を有する。空洞２６２は、アクセスオリフィス２６４の下に形成されている。空洞２６２は、調整リング１５０の底部まで形成されている。空洞２６２は、ネジ２７０を収容するように構成されている。ネジ２７０は、例えば、アクセスオリフィス２６４を介して空洞２６２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２７０は調整リング１５０を上昇／下降させることができる。

【0028】

図２Ａ及び図２Ｂを併せて考察すると、プロセスキット２００は、石英リング２７２を更に含むことができる。石英リング２７２は、上面２７６、底面２７８、内側エッジ２８０、及び外側エッジ面２８２を有する環状体２７４を含む。上面２７６は、底面２７８と実質的に平行である。内側エッジ２８０は、外側エッジ２８２に実質的に平行であり、底面２７８に対して実質的に垂直である。内側エッジ２８０は、調整可能な調整リング１５０及びエッジリング２１０に隣接して配置される。

【0029】

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、リング２１０とプラズマとの間の静電容量３０５に対する、これらの２つの経路に沿った静電容量に依存する。プラズマ条件に依存して、静電容量３０５は変化させることができる。例えば、静電容量３０５は、５ｐＦから１５０ｐＦまで変化させることができる。別の一例では、静電容量３０４は、調整可能な調整リング１５０が上下に動かされるときに、２つのエッジリングコンポーネント２１４、２１６の間に平行平面コンデンサが形成されるため、約１０ｐＦ～約５００ｐＦの間で変化させることができる。静電容量３０２はまた、調整可能な調整リング１５０とカソード２０４との間に重複領域があるため、調整可能な調整リング１５０が上下に動くときに変化させることができる。調整可能な調整リング１５０とカソード２０４の配置は、平行板コンデンサを形成する。調整可能な調整リング１５０が上下に動くと、調整可能な調整リング１５０とカソード２０４との間の重複領域が変化し、可変静電容量３０２が生じる。それにもかかわらず、鉛直方向の移動の振幅は、カソード２０４と重複する調整可能な調整リング１５０の長さに対して小さいので、静電容量３０２の変化は制限される。例えば、鉛直方向の移動の振幅は、約０ｍｍ～約２ｍｍとすることができ、一方、カソードと重複する調整可能な調整リング１５０の長さは約３ｃｍである。その結果、静電容量３０２は、ある閾値量を超えて維持される。例えば、静電容量３０２は、１０００ｐＦを超えて維持することができる。従って、静電容量３０２と３０４との和である、カソード２０４とエッジリング２１０との間の静電容量は、静電容量３０５よりも常に少なくとも１桁大きい。このように、エッジリング２１０の電位Ｖ_ＤＣは、ほぼ一定のままである。例えば、電位変動は５％を超えないかもしれない。エッジリング２１０に印加される電圧Ｖ_ＤＣを一定に維持することにより、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４Ａ及び図４Ｂに関連して以下でより詳細に説明する。

【0030】

図４Ａ及び図４Ｂ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。電圧Ｖ_ＤＣ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、チャイルド・ラングミュア方程式で表される。

【数1】

【0031】

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。

【0032】

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。シース４０４のシース厚さｄは、エッジリング２１０に関して測定することができる。例えば、厚さｄは、図４Ａ及び図４Ｂに示される。図示の実施形態では、調整可能な調整リング１５０を作動させると、第２エッジリングコンポーネント２１６が上昇する。Ｖ_ＤＣが一定のままであるので、エッジリング２１０の上方のシース厚さは一定のままである。したがって、調節可能な調整リング１５０を作動させると、シースの厚さに影響を与えることなくシース４０４が鉛直方向に上昇する。したがって、調整可能な調整リング１５０の移動は、基板１０１のエッジ４０６におけるシース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。

【0033】

図４Ｂは、第２エッジリングコンポーネント２１６が上昇位置にある図４Ａの処理チャンバ１００の一部を示している。図示されるように、また図４Ａで説明したように、調整可能な調整リング１５０を上げると、第２エッジリングコンポーネント２１６が上昇し、次いでシース４０４が上昇する。電位Ｖ_ＤＣは、ほぼ固定された静電容量３０２の結果としてほぼ一定のままであり、シース４０４の厚さｄは、全体にわたって一定のままである。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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4A】

【図4B】