特許 7227154 柔軟なウエハ温度制御を伴う静電チャック

(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】2023-02-13

(45)【発行日】2023-02-21

(54)【発明の名称】柔軟なウエハ温度制御を伴う静電チャック

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20230214BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20230214BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20230214BHJP

   H02N 13/00 20060101ALI20230214BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H01L21/302 101G

H01L21/302 101R

H01L21/205

H02N13/00 D

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2019552260

(86)(22)【出願日】2018-03-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-04-23

(86)【国際出願番号】 US2018024922

(87)【国際公開番号】W WO2018183557

(87)【国際公開日】2018-10-04

【審査請求日】2021-03-22

(31)【優先権主張番号】62/480,232

(32)【優先日】2017-03-31

(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】マチュシキン・アレクサンダー

(72)【発明者】

【氏名】ホランド・ジョン・ピー．

(72)【発明者】

【氏名】ウィルコクソン・マーク・エイチ．

(72)【発明者】

【氏名】コメンダント・キース

(72)【発明者】

【氏名】オゼル・テイナー

(72)【発明者】

【氏名】ハオ・ファングリ

【審査官】湯川 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１３６０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１４１１９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００９－１８８１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２２２２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３２７２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００３－５２４８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１４２５９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０２Ｎ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマ処理チャンバにおいて基板を処理するための装置であって、
第１の冷媒ガスを第１の圧力で提供するように構成された第１の冷媒ガス圧システムと、
前記第１の冷媒ガス圧システムから独立して、第２の冷媒ガスを第２の圧力で提供するように構成された第２の冷媒ガス圧システムと、
前記第１の冷媒ガス圧システムおよび前記第２の冷媒ガス圧システムから独立して、第３の冷媒ガスを第３の圧力で提供するように構成された第３の冷媒ガス圧システムと、
前記第１の冷媒ガス圧システム、前記第２の冷媒ガス圧システム、および前記第３の冷媒ガス圧システムから独立して、第４の冷媒ガスを第４の圧力で提供するように構成された第４の冷媒ガス圧システムと、
中心点および外周を有するチャック表面を含む静電チャックであって、さらに、
前記第１の冷媒ガス圧システムに接続された第１の複数の冷媒ガスポートであって、前記第１の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、前記中心点から第１の半径より遠くに位置する、第１の複数の冷媒ガスポートと、
前記第２の冷媒ガス圧システムに接続された第２の複数の冷媒ガスポートであって、前記第２の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、前記中心点から前記第１の半径と前記中心点から第２の半径との間に離間して配置され、前記第２の半径は、前記第１の半径より短い、第２の複数の冷媒ガスポートと、
前記第３の冷媒ガス圧システムに接続された第３の複数の冷媒ガスポートであって、前記第３の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、前記中心点から前記第２の半径と前記中心点から第３の半径との間に離間して配置され、前記第３の半径は、前記第２の半径より短い、第３の複数の冷媒ガスポートと、
前記第４の冷媒ガス圧システムに接続された第４の複数の冷媒ガスポートであって、前記第４の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、前記中心点から前記第３の半径以内の距離に離間して配置されている、第４の複数の冷媒ガスポートと、
前記第１の複数の冷媒ガスポートと前記第２の複数の冷媒ガスポートとの間に位置する第１の内側バンドと、
前記第２の複数の冷媒ガスポートと前記第３の複数の冷媒ガスポートとの間に位置する第２の内側バンドと、
前記第３の複数の冷媒ガスポートと前記第４の複数の冷媒ガスポートとの間に位置する第３の内側バンドと、
前記チャック表面の前記外周の周りに延びる外側密閉バンドであって、前記第１の複数の冷媒ガスポート、前記第２の複数の冷媒ガスポート、前記第３の複数の冷媒ガスポート、および前記第４の複数の冷媒ガスポートは、前記外側密閉バンドの内側に位置し、前記外側密閉バンドの高さは、前記第１の内側バンド、前記第２の内側バンド、および前記第３の内側バンドのそれぞれの高さより高い、外側密閉バンドと、を備える、静電チャックと、
を備える、装置。

【請求項2】

請求項１に記載の装置であって、
前記静電チャックは、さらに、複数の抜き治具を備える、装置。

【請求項3】

請求項２に記載の装置であって、
前記複数の抜き治具の各治具は、
少なくとも１つの抜き孔と、
前記少なくとも１つの抜き孔を囲む密閉部と
を備える、装置。

【請求項4】

請求項３に記載の装置であって、
前記少なくとも１つの抜き孔は、排気口に接続されている、装置。

【請求項5】

請求項１に記載の装置であって、
前記第１の内側バンド、前記第２の内側バンド、および前記第３の内側バンドの高さは、前記外側密閉バンドの高さの４分の１から４分の３の間である、装置。

【請求項6】

請求項１に記載の装置であって、
前記第１の冷媒ガス圧システムによって提供された前記第１の圧力は、前記第２の冷媒ガス圧システムによって提供された前記第２の圧力より大きく、前記第２の圧力は、前記第３の冷媒ガス圧システムによって提供された前記第３の圧力より小さく、前記第３の圧力は、前記第４の冷媒ガス圧システムによって提供された前記第４の圧力より大きい、装置。

【請求項7】

請求項１に記載の装置であって、
前記外側密閉バンドは、５ミクロンから３０ミクロンの間の高さを有する、装置。

【請求項8】

請求項１に記載の装置であって、
前記静電チャックは、さらに、前記チャック表面上に複数のリフトピン孔を備える、装置。

【請求項9】

請求項１に記載の装置であって、
前記外側密閉バンドは、前記外側密閉バンドの上部外側部分にノッチを有する、装置。

【請求項10】

請求項１に記載の装置であって、
前記第１の冷媒ガス圧システムは、
前記第１の複数の冷媒ガスポートに接続されたマスフローコントローラユニットと、
前記マスフローコントローラユニットと前記第１の複数の冷媒ガスポートとの間に接続された第１の端を有する流動制御弁と、
を備える、装置。

【請求項11】

中心点および外周を有するチャック表面を含む静電チャックであって、
第１の冷媒ガス圧システムに接続可能な第１の複数の冷媒ガスポートであって、前記第１の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、前記中心点から第１の半径より遠くに位置する、第１の複数の冷媒ガスポートと、
第２の冷媒ガス圧システムに接続可能な第２の複数の冷媒ガスポートであって、前記第２の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、前記中心点から前記第１の半径と前記中心点から第２の半径との間に離間して配置され、前記第２の半径は、前記第１の半径より短い、第２の複数の冷媒ガスポートと、
第３の冷媒ガス圧システムに接続可能な第３の複数の冷媒ガスポートであって、前記第３の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、前記中心点から前記第２の半径と前記中心点から第３の半径との間に離間して配置され、前記第３の半径は、前記第２の半径より短い、第３の複数の冷媒ガスポートと、
第４の冷媒ガス圧システムに接続可能な第４の複数の冷媒ガスポートであって、前記第４の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、前記中心点から前記第３の半径以内の距離に離間して配置されている、第４の複数の冷媒ガスポートと、
前記第１の複数の冷媒ガスポートと前記第２の複数の冷媒ガスポートとの間に位置する第１の内側バンドと、
前記第２の複数の冷媒ガスポートと前記第３の複数の冷媒ガスポートとの間に位置する第２の内側バンドと、
前記第３の複数の冷媒ガスポートと前記第４の複数の冷媒ガスポートとの間に位置する第３の内側バンドと、
前記チャック表面の前記外周の周りに延びる外側密閉バンドであって、前記第１の複数の冷媒ガスポート、前記第２の複数の冷媒ガスポート、前記第３の複数の冷媒ガスポート、および前記第４の複数の冷媒ガスポートは、前記外側密閉バンドの内側に位置し、前記外側密閉バンドの高さは、前記第１の内側バンド、前記第２の内側バンド、および前記第３の内側バンドのそれぞれの高さより高い、外側密閉バンドと、
を備える、静電チャック。

【請求項12】

請求項１１に記載の静電チャックであって、さらに、
複数の抜き治具を備える、静電チャック。

【請求項13】

請求項１２に記載の静電チャックであって、
前記複数の抜き治具の各々は、
少なくとも１つの抜き孔と、
前記少なくとも１つの抜き孔を囲む密閉部と
を備える、静電チャック。

【請求項14】

請求項１３に記載の静電チャックであって、
前記少なくとも１つの抜き孔は、排気口に接続可能である、静電チャック。

【請求項15】

請求項１１に記載の静電チャックであって、
前記第１の内側バンド、前記第２の内側バンド、および前記第３の内側バンドの高さは、前記外側密閉バンドの高さの４分の１から４分の３の間である、静電チャック。

【請求項16】

請求項１１に記載の静電チャックであって、
前記第１の複数の冷媒ガスポートは、前記第１の冷媒ガス圧システムからガスを第１の圧力で受け取るように構成され、
前記第２の複数の冷媒ガスポートは、前記第２の冷媒ガス圧システムからガスを第２の圧力で受け取るように構成され、前記第１の圧力は、前記第２の圧力より大きく、
前記第３の複数の冷媒ガスポートは、前記第３の冷媒ガス圧システムからガスを第３の圧力で受け取るように構成され、前記第２の圧力は、前記第３の圧力より小さく、
前記第４の複数の冷媒ガスポートは、前記第４の冷媒ガス圧システムからガスを第４の圧力で受け取るように構成され、前記第３の圧力は、前記第４の圧力より大きい、静電チャック。

【請求項17】

請求項１１に記載の静電チャックであって、
前記外側密閉バンドは、５ミクロンから３０ミクロンの間の高さを有する、静電チャック。

【請求項18】

請求項１１に記載の静電チャックであって、さらに、
前記チャック表面上に複数のリフトピン孔を備える、静電チャック。

【請求項19】

請求項１１に記載の静電チャックであって、
前記外側密閉バンドは、前記外側密閉バンドの上部外側部分にノッチを有する、静電チャック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本出願は、全ての目的のために参照として本明細書に援用される、２０１７年３月３１日付けの米国仮出願第６２／４８０，２３２号の優先権の利益を主張する。

【0002】

本開示は、半導体ウエハ上に半導体デバイスを形成するための方法および装置に関する。特に、本開示は、半導体処理中にウエハ温度制御を提供するための方法および装置に関する。

【背景技術】

【0003】

半導体処理システムは、半導体ウエハなどの基板を処理するのに用いられる。そのようなシステムで実施されうるプロセスの例は、導体エッチング、誘電エッチング、原子層堆積、化学気相堆積、および／または、他のエッチング、堆積、もしくは洗浄プロセスを含むが、それらに限定されない。基板は、半導体処理システムの処理チャンバにおいて、例えば、台座、静電チャック（ＥＳＣ）を備える基板支持体上に配置されてよい。

【発明の概要】

【0004】

上記を本開示の目的に従って実現するために、プラズマ処理チャンバにおいて基板を処理するための装置が提供される。第１の冷媒ガス圧システムは、第１の冷媒ガスを第１の圧力で提供するように構成されている。第２の冷媒ガス圧システムは、第１の冷媒ガス圧システムから独立して第２の冷媒ガスを第２の圧力で提供するように構成されている。第３の冷媒ガス圧システムは、第１の冷媒ガス圧システムおよび第２の冷媒ガス圧システムから独立して、第３の冷媒ガスを第３の圧力で提供するように構成されている。第４の冷媒ガス圧システムは、第１の冷媒ガス圧システム、第２の冷媒ガス圧システム、および第３の冷媒ガス圧システムから独立して、第４の冷媒ガスを第４の圧力で提供するように構成されている。チャック表面を備える静電チャックは、中心点および外周を有する。静電チャックの第１の複数の冷媒ガスポートは、第１の冷媒ガス圧システムに接続され、第１の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、中心点から第１の半径より遠くにある。静電チャックの第２の複数の冷媒ガスポートは、第２の冷媒ガス圧システムに接続され、第２の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、中心点から第１の半径と中心点から第２の半径との間に離間して配置され、第２の半径は、第１の半径より短い。静電チャックの第３の複数の冷媒ガスポートは、第３の冷媒ガス圧システムに接続され、第３の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、中心点から第２の半径と中心点から第３の半径との間に離間して配置され、第３の半径は、第２の半径より短い。静電チャックの第４の複数の冷媒ガスポートは、第４の冷媒ガス圧システムに接続され、第４の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、中心点から第３の半径以内の距離に離間して配置されている。外側密閉バンドは、第１の複数の冷媒ガスポート、第２の複数の冷媒ガスポート、第３の複数の冷媒ガスポート、および第４の複数の冷媒ガスポートが位置するチャック表面の周囲に延びる。

【0005】

別の表明では、プラズマ処理チャンバにおいて基板を処理するための装置が提供される。外周を有するチャック表面を備える静電チャックは、チャック表面上に位置する複数の密閉バンドを備え、複数の密閉バンドは、外側密閉バンドと、第１の内側バンドと、第２の内側バンドおよび第３の内側バナーと、複数の密閉バンドによって規定された複数の冷却帯であって、外側密閉バンドおよび第１の内側バンドによって規定された第１の径方向冷却帯、第１の内側バンドおよび第２の内側バンドによって規定された第２の径方向冷却帯、第２の内側バンドおよび第３の内側バンドによって規定された第３の径方向冷却帯、第３の内側バンドによって規定された中央冷却帯を含む複数の冷却帯と、第１の径方向冷却帯、第２の径方向冷却帯、第３の径方向冷却帯、および中央冷却帯にそれぞれ位置する、第１の複数の冷媒ガスポート、第２の複数の冷媒ガスポート、第３の複数の冷媒ガスポート、および第４の複数の冷媒ガスポートを含む複数の冷媒ガスポートと、を備える。冷媒ガス供給システムは、第１の制御弁、第２の制御弁、第３の制御弁、および第４の制御弁を備え、各々、独立した圧力で第１の複数の冷媒ガスポート、第２の複数の冷媒ガスポート、第３の複数の冷媒ガスポート、および第４の複数の冷媒ガスポートに冷媒ガスをそれぞれ提供するように構成されている。

【0006】

上記実施形態では、外側密閉バンド、第１の内側バンド、第２の内側バンド、および第３の内側バンドのそれぞれの高さは、ほぼ等しくてよい。

【0007】

静電チャックは、さらに、複数の抜き治具を備えてよい。複数の抜き治具の各々は、少なくとも１つの抜き孔と、その少なくとも１つの抜き孔を囲むシーリング部とを備えてよい。少なくとも１つの抜き孔は、排気口に接続されてよい。

【0008】

外側密閉バンドの高さは、第１の内側バンド、第２の内側バンド、および第３の内側バンドのそれぞれの高さより高くてもよい。第１の内側バンド、第２の内側バンド、および第３の内側バンドの高さは、外側密閉バンドの高さの４分の１から４分の３の間であってよい。外側密閉バンドは、５ミクロンから３０ミクロンの間の高さを有してよい。外側密閉バンドは、その上部外側部分にノッチを有してよい。

【0009】

第１の制御弁によって提供される第１の圧力は、第２の制御弁によって提供される第２の圧力より大きく、第２の圧力は、第３の制御弁によって提供される第３の圧力より小さく、第３の圧力は、第４の制御弁によって提供される第４の圧力より大きくてよい。

【0010】

静電チャックは、さらに、チャック表面上に複数のリフトピン孔を備えてよい。

【0011】

別の表明では、中心点および外周を有するチャック表面を備える静電チャックが提供される。第１の複数の冷媒ガスポートは、第１の冷媒ガス圧システムに接続可能であり、第１の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、中心点から第１の半径より遠くにある。第２の複数の冷媒ガスポートは、第２の冷媒ガス圧システムに接続可能であり、第２の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、中心点から第１の半径と中心点から第２の半径との間に離間して配置され、第２の半径は、第１の半径より短い。第３の複数の冷媒ガスポートは、第３の冷媒ガス圧システムに接続可能であり、第３の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、中心点から第２の半径と中心点から第３の半径との間に離間して配置され、第３の半径は、第２の半径より短い。第４の複数の冷媒ガスポートは、第４の冷媒ガス圧システムに接続可能であり、第４の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、中心点から第３の半径以内の距離に離間して配置されている。外側密閉バンドは、チャック表面の周囲に延び、第１の複数の冷媒ガスポート、第２の複数の冷媒ガスポート、第３の複数の冷媒ガスポート、および第４の複数の冷媒ガスポートは、外側密閉バンドの内側に位置する。

【0012】

別の表明では、チャック表面を備える静電チャックが提供される。複数の密閉バンドは、チャック表面上に位置し、複数の密閉バンドは、外側密閉バンド、第１の内側バンド、第２の内側バンド、および第３の内側バンドを備える。複数の冷却帯は、複数の密閉バンドによって規定され、外側密閉バンドおよび第１の内側バンドによって規定された第１の径方向冷却帯と、第１の内側バンドおよび第２の内側バンドによって規定された第２の径方向冷却帯と、第２の内側バンドおよび第３の内側バンドによって規定された第３の径方向冷却帯と、第３の内側バンドによって規定された中央冷却帯とを含む。複数の冷媒ガスポートは、第１の径方向冷却帯、第２の径方向冷却帯、第３の径方向冷却帯、および中央冷却帯にそれぞれ位置する、第１の複数の冷媒ガスポート、第２の複数の冷媒ガスポート、第３の複数の冷媒ガスポート、および第４の複数の冷媒ガスポートを含む。

【0013】

上記の静電チャックについて、外側密閉バンド、第１の内側バンド、第２の内側バンド、および第３の内側バンドのそれぞれの高さは、ほぼ等しくてよい。

【0014】

静電チャックは、複数の抜き治具を備えてよい。複数の抜き治具の各々は、少なくとも１つの抜き孔と、その少なくとも１つの抜き孔を囲むシーリング部とを備えてよい。少なくとも１つの抜き孔は、排気口に接続可能であってよい。

【0015】

上記の静電チャックについて、外側密閉バンドの高さは、第１の内側バンド、第２の内側バンド、および第３の内側バンドのそれぞれの高さより高くてよい。第１の内側バンド、第２の内側バンド、および第３の内側バンドの高さは、外側密閉バンドの高さの４分の１から４分の３の間であってよい。外側密閉バンドは、５ミクロンから３０ミクロンの間の高さを有してよい。外側密閉バンドは、その上部外側部分にノッチを有してよい。

【0016】

第１の複数の冷媒ガスポートは、ガスを第１の制御弁から第１の圧力で受け取るように構成されてよい。第２の複数の冷媒ガスポートは、ガスを第２の制御弁から第２の圧力で受け取るように構成されてよく、第１の圧力は、第２の圧力より大きい。第３の複数の冷媒ガスポートは、ガスを第３の制御弁から第３の圧力で受け取るように構成されてよく、第２の圧力は、第３の圧力より小さい。第４の複数の冷媒ガスポートは、ガスを第４の制御弁から第４の圧力で受け取るように構成されてよく、第３の圧力は、第４の圧力より大きい。

【0017】

静電チャックは、さらに、チャック表面上に複数のリフトピン孔を備えてよい。

【0018】

本開示のこれらの特徴およびその他の特徴は、以下の発明を実施するための形態において、次の図と併せてより詳細に説明されるだろう。

【図面の簡単な説明】

【0019】

本開示は、付随の図面の図において、限定のためではなく例示のために説明される。類似の参照番号は、類似の要素を指す。

【0020】

【図1】一実施形態で用いられうるプラズマ処理チャンバの概略図。

【0021】

【図2】一実施形態を実行するのに用いられうるコンピュータシステムの概略図。

【0022】

【図3】一実施形態における基板を有するＥＳＣ上部の断面概略側面図。

【0023】

【図4】図３に示すＥＳＣ上部の上面図。

【0024】

【図5】一実施形態で用いられる制御弁の概略図。

【0025】

【図6】別の実施形態における基板を有するＥＳＣ上部の断面概略側面図。

【0026】

【図7】別の実施形態における基板を有するＥＳＣ上部の断面概略側面図。

【0027】

【図8】別の実施形態における基板を有するＥＳＣ上部の断面概略側面図。

【0028】

【図9】別の実施形態におけるＥＳＣ上部の斜視図。

【0029】

【図10】一実施形態における抜き治具の上面図。

【0030】

【図11】図９に示す実施形態のチャック表面上の外側密閉バンドの拡大側面断面図。

【0031】

【図12】別の実施形態のチャック表面上の外側密閉バンドの拡大側面断面図。

【発明を実施するための形態】

【0032】

ここで本開示は、付随の図面に示すそのいくつかの例示的な実施形態に関して詳細に説明される。以下の記載では、本開示の十分な理解を提供するために多数の特定の詳細が説明される。しかし、本開示がそれらの特定の詳細の一部または全てなしに実行されてよいことは、当業者には明らかだろう。他の例では、周知のプロセス工程および／またはプロセス構造は、本開示を不必要に曖昧にしないように詳細には説明されていない。

【0033】

従来の誘電ＥＳＣの設計は、ウエハの半径に沿ってウエハの温度プロファイルを正確に制御する能力を大きく制限する１つまたは２つのＨｅ領域を有する。

【0034】

２領域ＨｅのＥＳＣは、内側領域と外側領域との間の著しいＨｅ圧力クロストークにも悩まされている。例えば、内側領域のＨｅ圧力が３０Ｔｏｒｒに設定され、外側領域のＨｅ圧力が８０Ｔｏｒｒに設定される場合、実際の内側領域圧力が対応する所望の設定点より高く、実際の外側領域圧力が対応する所望の設定点より低くなり、内側領域と外側領域との間には顕著なクロストークがある。この影響は、外側領域からのＨｅリークの増加、および、内側領域からのゼロまたは負のＨｅリークによって顕著である。この影響は、ウエハ温度が高差Ｈｅ圧力設定点で悪影響を受けることによって歩留まりロスを引き起こすことを意味する。

【0035】

新しい半導体製造プロセスは、１０ｎｍ未満に縮小する限界寸法（ＣＤ）、および、より大きくなるＲＦ束の径方向分布の影響のため、エッチング速度（ＥＲ）およびＣＤ均一性の非常に厳しい制御を必要とする。他のパラメータの中でも、温度は、ＥＲおよびＣＤ均一性を規定するのに大きな役割を果たす。誘電エッチングにおいて、温度制御のための主同調つまみは、ウエハ下のＨｅ圧力である。従来のＥＳＣは、ウエハの温度制御に１つまたは２つのＨｅ領域を用いる。これらの設計のいずれも、最新のプロセス条件についていくのに十分なウエハ温度の径方向制御を提供しない。

【0036】

本開示の実施形態は、ａ）複数領域のＨｅ制御を導入することと、ｂ）外側領域以外の全てのＨｅ領域にＨｅ抜き孔などのフィーチャを導入することによって、正確で迅速な圧力制御および温度の均一性を確保することとによって、前述の問題を解決する。

【0037】

様々な実施形態は、複数領域のＨｅ制御を提供する。４つ以上のＨｅ領域の制御の導入によって、作業者は、各工程のための所望のＨｅ圧力およびウエハ温度プロファイルを設定することができる。ウエハの温度プロファイルは、径方向のＲＦ電力分布におけるバラツキを補い、高い工程歩留まりを可能にする。

【0038】

抜き孔は、ａ）高差圧設定点を有する領域間の領域境界にわたるＨｅ圧力クロストークの影響を低減することによって、各領域内の正確なＨｅ圧力制御を提供し、ｂ）領域間のＨｅ圧力およびウエハ温度の急激な推移を可能にし、ｃ）各領域においてウエハの下にＨｅ圧力を均一に分配することによって、領域内における所望の温度の均一性を確保し、ｄ）所望通りにプロセス工程間の急速なＨｅ圧力の推移を可能にする。

【0039】

抜き孔は、過剰なＨｅをＥＳＣおよび／またはＥＳＣ支持構造内部の１つ以上の排気経路を通じて処理チャンバまたはフォアラインに放出する（「抜く」）ことによって、過剰なＨｅ圧力が緩和される、または減衰されることを確実にする。Ｈｅ排気経路の過剰流量および圧力は、経路内のオリフィスまたはＨｅ圧力制御装置によって制御されうる。

【0040】

図１は、一実施形態で用いられうるプラズマ処理システム１００の概略図である。プラズマ処理システム１００は、チャンバ壁１５０に囲まれた処理チャンバ１０９内においてガス流入口および静電チャック（ＥＳＣ）１０８を提供するガス分配板１０６を備える。処理チャンバ１０９内では、基板１１２は、ＥＳＣ１０８の上に位置する。ＥＳＣ１０８は、ＥＳＣ源１４８からチャッキング電圧を提供してよい。プロセスガス源１１０は、ガス分配板１０６を介して処理チャンバ１０９に接続されている。ＥＳＣ冷媒ガス源１５１は、第１の制御弁１１３、第２の制御弁１１４、第３の制御弁１１５、および第４の制御弁１１６を含む多数の制御弁にＥＳＣ冷媒ガスを提供する。第１の制御弁１１３は、ＥＳＣ冷媒ガスをＥＳＣ１０８の第１の冷却帯に提供する。第２の制御弁１１４は、ＥＳＣ冷媒ガスをＥＳＣ１０８の第２の冷却帯に提供する。第３の制御弁１１５は、ＥＳＣ冷媒ガスをＥＳＣ１０８の第３の冷却帯に提供する。第４の制御弁１１６は、ＥＳＣ冷媒ガスをＥＳＣ１０８の第４の冷却帯に提供する。高周波（ＲＦ）源１３０は、下部電極として機能するＥＳＣ１０８、および／または、上部電極として機能するガス分配板１０６にＲＦ電力を提供する。例示的な実施形態では、ＲＦ源１３０は、４００ｋＨｚ、２ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、および２７ＭＨｚの電源からなる。この実施形態では、１つの発電機が各周波数に提供される。他の実施形態では、複数の発電機が別々のＲＦ源にあってよい、または、別々のＲＦ電源が異なる電極に接続されてよい。例えば、上部電極は、異なるＲＦ源に接続された内部電極および外部電極を有してよい。他の実施形態（例えば、上部電極が接地されうる一実施形態）では、他の配置のＲＦ源および電極が用いられてよい。制御装置１３５は、ＲＦ源１３０、ＥＳＣ源１４８、排気ポンプ１２０、ＥＳＣ冷媒ガス源１５１、およびプロセスガス源１１０に制御可能に接続されている。処理チャンバ１０９は、一般に誘電材料をエッチングするのに用いられるＣＣＰ（容量結合プラズマ）リアクタ、または、一般に導電材料またはシリコンをエッチングするのに用いられるＩＣＰ（誘導結合プラズマ）リアクタでありうる。

【0041】

図２は、実施形態で用いられる制御装置１３５を実装するのに適したコンピュータシステム２００を示す高レベルブロック図である。コンピュータシステム２００は、集積回路、プリント回路基板、および小型ハンドヘルドデバイスから大型スーパーコンピュータに至るまで、多くの物理的形態を有してよい。コンピュータシステム２００は、１つ以上のプロセッサ２０２を備え、さらに、電子表示デバイス２０４（グラフ、文章、および他のデータを表示）、メインメモリ２０６（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））、記憶装置２０８（例えば、ハードディスクドライブ）、リムーバブル記憶装置２１０（例えば、光ディスクドライブ）、ユーザインタフェースデバイス２１２（例えば、キーボード、タッチ画面、キーパッド、マウス、または他のポインティングデバイス）、および通信インタフェース２１４（例えば、ワイヤレスネットワークインタフェース）を備えうる。通信インタフェース２１４は、コンピュータシステム２００と外部デバイスとの間でリンクを介してソフトウェアおよびデータが転送されるようにする。このシステムは、前述のデバイス／モジュールが接続される通信インフラストラクチャ２１６（例えば、通信バス、クロスオーバーバー、またはネットワーク）を備えてもよい。

【0042】

通信インタフェース２１４を介して転送される情報は、電子、電磁気、光などの信号の形態、または、信号を伝達する通信リンクであって、ワイヤもしくはケーブル、光ファイバ、電話線、携帯電話リンク、周波数リンク、および／もしくは他の通信チャネルを用いて実装されうる通信リンクを介して、通信インタフェース２１４によって受信されうる他の信号の形態であってよい。１つ以上のプロセッサ２０２は、そのような通信インタフェース２１４によって、上述の方法の工程を実行する過程において情報をネットワークから受信しうる、または、情報をネットワークに出力しうると考えられる。さらに、方法の実施形態は、プロセッサにおいてのみ実行されてよい、または、処理の一部を共有するリモートプロセッサと協働してインターネットなどのネットワークにおいて実行されてよい。

【0043】

「非一時的コンピュータ可読媒体」との用語は、一般に、メインメモリ、二次メモリ、リムーバブル記憶装置、ならびに、ハードディスク、フラッシュメモリ、ディスクドライブメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ、および他の形態の永続メモリなどの記憶装置を指すのに用いられ、搬送波または信号などの一時的対象を網羅すると解釈されるべきでない。コンピュータコードの例は、例えばコンパイラによって生成されるマシンコードと、インタプリタを用いてコンピュータによって実行されるより高レベルのコードを含むファイルとを含む。コンピュータ可読媒体は、搬送波に具現化され、プロセッサによって実行可能な一連の命令を表すコンピュータデータ信号によって転送されるコンピュータコードであってもよい。

【0044】

図３は、一実施形態においてその上に設置された基板１１２を有するＥＳＣ１０８の上部の断面概略側面図である。図３は、本実施形態の特定の態様をより明確に表すために縮小して描かれていない。ＥＳＣ１０８の上部は、チャック表面３０４を形成する。図４は、ＥＳＣ１０８のチャック表面３０４の上面図である。この実施形態では、外側密閉バンド３０８は、図のように、チャック表面３０４の周囲に延びる。

【0045】

第１の複数の冷媒ガスポート３１２は、中心点３１６から第１の半径Ｒ１より遠くに位置する。第１の複数の冷媒ガスポート３１２は、第１の圧力を第１の複数の冷媒ガスポート３１２に提供する第１の制御弁１１３と流体接触している。

【0046】

第２の複数の冷媒ガスポート３２０は、中心点３１６から第２の半径Ｒ２と第１の半径Ｒ１との間に位置する。第２の複数の冷媒ガスポート３２０は、第２の圧力を第２の複数の冷媒ガスポート３２０に提供する第２の制御弁１１４と流体接触している。第２の圧力は、第１の複数の冷媒ガスポート３１２に提供される第１の圧力と異なってよい。

【0047】

第３の複数の冷媒ガスポート３２４は、中心点３１６から第３の半径Ｒ３と第２の半径Ｒ２との間に位置する。第３の複数の冷媒ガスポート３２４は、第３の圧力を第３の複数の冷媒ガスポート３２４に提供する第３の制御弁１１５と流体接触している。第３の圧力は、第２の複数の冷媒ガスポート３２０に提供される第２の圧力と異なってよい。

【0048】

第４の複数の冷媒ガスポート３２８は、中心点３１６から第３の半径Ｒ３以内に位置する。第４の複数の冷媒ガスポート３２８は、第４の圧力を第４の複数の冷媒ガスポート３２８に提供する第４の制御弁１１６と流体接触している。第４の圧力は、第３の複数の冷媒ガスポート３２４に提供される第３の圧力と異なってよい。

【0049】

第１の内側バンド３３２は、第１の複数の冷媒ガスポート３１２と第２の複数の冷媒ガスポート３２０との間に位置する。第２の内側バンド３３６は、第２の複数の冷媒ガスポート３２０と第３の冷媒ガスポート３２４との間に位置する。第３の内側バンド３４０は、第３の複数の冷媒ガスポート３２４と第４の冷媒ガスポート３２８との間に位置する。

【0050】

第１の複数の冷媒ガスポート３１２は、外側密閉バンド３０８と第１の内側バンド３３２との間に位置する。第２の複数の冷媒ガスポート３２０は、第１の内側バンド３３２と第２の内側バンド３３６との間に位置する。第３の複数の冷媒ガスポート３２４は、第２の内側バンド３３６と第３の内側バンド３４０との間に位置する。第４の複数の冷媒ガスポート３２８は、第３の内側バンド３４０の内側に位置する。

【0051】

この実施形態では、外側密閉バンド３０８と第１の内側バンド３３２との間の領域は、第１の径方向冷却帯とも呼ばれる第１の冷却帯を規定する。第１の内側バンド３３２と第２の内側バンド３３６との間の領域は、第２の径方向冷却帯とも呼ばれる第２の冷却帯を規定する。第２の内側バンド３３６と第３の内側バンド３４０との間の領域は、第３の径方向冷却帯とも呼ばれる第３の冷却帯を規定する。第３の内側バンド３４０内の領域は、中央冷却帯とも呼ばれる第４の冷却帯を規定する。

【0052】

第１の内側バンド３３２、第２の内側バンド３３６、第３の内側バンド３４０、および外側密閉バンド３０８は、約１０ミクロンの高さを有する。第１の内側バンド３３２、第２の内側バンド３３６、第３の内側バンド３４０、および外側密閉バンド３０８は、ほぼ等しい高さである。第１の内側バンド３３２、第２の内側バンド３３６、第３の内側バンド３４０、および外側密閉バンド３０８は、基板１１２と接触して隣接する冷却帯間で密閉を形成することで、隣接する冷却帯間のガス漏れを最小限にする。

【0053】

一実施形態では、第１の制御弁１１３は、Ｈｅ冷媒ガスを８０Ｔｏｒｒの圧力で第１の複数の冷媒ガスポート３１２を通じて第１の冷却帯に提供する。第２の制御弁１１４は、Ｈｅ冷媒ガスを３０Ｔｏｒｒの圧力で第２の複数の冷媒ガスポート３２０を通じて第２の冷却帯に提供する。第３の制御弁１１５は、Ｈｅ冷媒ガスを８０Ｔｏｒｒの圧力で第３の複数の冷媒ガスポート３２４を通じて第３の冷却帯に提供する。第４の制御弁１１６は、Ｈｅ冷媒ガスを３０Ｔｏｒｒの圧力で第４の複数の冷媒ガスポート３２８を通じて第４の冷却帯に提供する。Ｈｅ冷媒ガスは、各冷却帯に約２０℃の温度で提供される。

【0054】

この実施形態では、外側密閉バンド３０８は、チャック表面３０４の全面積の少なくとも９０％であるチャック表面３０４の領域を取り囲む閉ループを形成する。第１の内側バンド３３２、第２の内側バンド３３６、および第３の内側バンド３４０も、チャック表面３０４の領域を取り囲む閉ループを形成する。この実施形態では、外側密閉バンド３０８、第１の内側バンド３３２、第２の内側バンド３３６、および第３の内側バンド３４０は各々、中心点３１６を中心とする同心の実質的な円形ループを形成する。中心点３１６は、チャック表面３０４の中心である。

【0055】

図５は、第２の制御弁１１４および第２の複数の冷媒ガスポート３２０の１つを示す概略図である。第２の制御弁１１４は、Ｈｅ冷媒ガスを第２の複数の冷媒ガスポート３２０と、排気のために接続された流動制御弁５０８とに提供するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）ユニット５０４を備える。この実施形態では、ＭＦＣ５０４は、制御弁５１２、圧力設定制御装置５１６を備える。圧力設定制御装置５１６は、特定の圧力に設定し、その圧力を特定の圧力で維持するのに用いられる。ＭＦＣ５０４の出力は、第２の複数の冷媒ガスポート３２０に接続される。流動制御弁５０８の第１の端は、ＭＦＣ５０４と第２の複数の冷媒ガスポート３２０との間に接続される。流動制御弁５０８の第２の端は、排気または廃棄のために接続される。

【0056】

一実施形態では、第２の冷却帯が３０Ｔｏｒｒの圧力に維持され、隣接する第１の冷却帯および第３の冷却帯が８０Ｔｏｒｒの圧力に維持されるため、第１の冷却帯および第３の冷却帯からのガスが第２の冷却帯に漏出する可能性があり、それが第２の冷却帯の圧力を増加させる傾向があるだろう。流動制御弁５０８は、３０Ｔｏｒｒに設定される。第１の冷却帯および第３の冷却帯からのガスが第２の冷却帯に漏出し、第２の冷却帯の圧力を３０Ｔｏｒｒより超えて増加させるときは、余剰ガスは、流動制御弁５０８を通って排気されるため、第２の冷却帯の圧力は３０Ｔｏｒｒ付近に維持される。この実施形態では、第１の制御弁１１３、第３の制御弁１１５、および第４の制御弁１１６は、第２の制御弁１１４に類似した構成を有する。第１の制御弁１１３は、第１の冷媒ガス圧システムを提供する。第２の制御弁１１４は、第２の冷媒ガス圧システムを提供する。第３の制御弁１１５は、第３の冷媒ガス圧システムを提供する。第４の制御弁１１６は、第４の冷媒ガス圧システムを提供する。

【0057】

動作では、４つの別々の冷却帯、および、第１の複数の冷媒ガスポート３１２、第２の複数の冷媒ガスポート３２０、第３の複数の冷媒ガスポート３２４、第４の複数の冷媒ガスポート３２６で提供された様々な圧力は、エッチングプロセスの各工程で各帯への所定／所望のＨｅ圧力を設定することによって、所望のウエハ温度プロファイルの作成を可能にする。改善されたウエハ温度プロファイルは、基板１１２全体のより均一なエッチングを提供する。

【0058】

図６は、別の実施形態における、上に設置された基板１１２を有するＥＳＣ１０８の上部の断面概略側面図である。図６は、本実施形態の特定の態様をより明確に表すために縮小して描かれていない。ＥＳＣ１０８の上部は、チャック表面６０４を形成する。この実施形態では、外側密閉バンド６０８は、チャック表面６０４の周囲に延びる。

【0059】

第１の複数の冷媒ガスポート６１２は、中心点６１６から第１の半径Ｒ１より遠くに位置する。第１の複数の冷媒ガスポート６１２は、第１の圧力を第１の複数の冷媒ガスポート６１２に提供する第１の制御弁１１３と流体接触している。

【0060】

第２の複数の冷媒ガスポート６２０は、中心点６１６から第２の半径Ｒ２と第１の半径Ｒ１との間に位置する。第２の複数の冷媒ガスポート６２０は、第２の圧力を第２の複数の冷媒ガスポート６２０に提供する第２の制御弁１１４と流体接触している。第２の圧力は、第１の複数の冷媒ガスポート６１２に提供される第１の圧力と異なってよい。

【0061】

第３の複数の冷媒ガスポート６２４は、中心点６１６から第３の半径Ｒ３と第２の半径Ｒ２との間に位置する。第３の複数の冷媒ガスポート６２４は、第３の圧力を第３の複数の冷媒ガスポート６２４に提供する第３の制御弁１１５と流体接触している。第３の圧力は、第２の複数の冷媒ガスポート６２０に提供される第２の圧力と異なってよい。

【0062】

第４の複数の冷媒ガスポート６２８は、中心点６１６から第３の半径Ｒ３以内に位置する。第４の複数の冷媒ガスポート６２８は、第４の圧力を第４の複数の冷媒ガスポート６２８に提供する第４の制御弁１１６と流体接触している。第４の圧力は、第３の複数の冷媒ガスポート６２４に提供される第３の圧力と異なってよい。

【0063】

第１の内側バンド６３２は、第１の複数の冷媒ガスポート６１２と第２の複数の冷媒ガスポート６２０との間に位置する。第２の内側バンド６３６は、第２の複数の冷媒ガスポート６２０と第３の冷媒ガスポート６２４との間に位置する。第３の内側バンド６４０は、第３の複数の冷媒ガスポート６２４と第４の冷媒ガスポート６２８との間に位置する。

【0064】

第１の複数の冷媒ガスポート６１２は、外側密閉バンド６０８と第１の内側バンド６３２との間に位置する。第２の複数の冷媒ガスポート６２０は、第１の内側バンド６３２と第２の内側バンド６３６との間に位置する。第３の複数の冷媒ガスポート６２４は、第２の内側バンド６３６と第３の内側バンド６４０との間に位置する。第４の複数の冷媒ガスポート６２８は、第３の内側バンド６４０内に位置する。

【0065】

この実施形態では、外側密閉バンド６０８と第１の内側バンド６３２との間の領域は、第１の冷却帯を規定する。第１の内側バンド６３２と第２の内側バンド６３６との間の領域は、第２の冷却帯を規定する。第２の内側バンド６３６と第３の内側バンド６４０との間の領域は、第３の冷却帯を規定する。第３の内側バンド６４０内の領域は、第４の冷却帯を規定する。

【0066】

第１の内側バンド６３２、第２の内側バンド６３６、および第３の内側バンド６４０は、一般に同じ高さを有し、一実施形態では、それは約５ミクロンである。少なくとも１つの他の実施形態では、第１の内側バンド６３２、第２の内側バンド６３６、および第３の内側バンド６４０のうちの１つ以上は、他に対して異なる高さを有する。外側密閉バンド６０８は、一般に、第１の内側バンド６３２、第２の内側バンド６３６、および第３の内側バンド６４０より高い高さを有する。一実施形態では、外側密閉バンドは、約１０ミクロンの高さを有する。第１の内側バンド６３２、第２の内側バンド６３６、および第３の内側バンド６４０は、外側密閉バンド６０８の高さの約半分である。他の実施形態では、第１の内側バンド６３２、第２の内側バンド６３６、および第３の内側バンド６４０は、外側密閉バンド６０８の高さの４分の１から４分の３の間であってよい。第１の内側バンド６３２、第２の内側バンド６３６、および第３の内側バンド６４０は、隣接する冷却帯間に部分的な密閉を提供する。しかし、第１の内側バンド６３２、第２の内側バンド６３６、および第３の内側バンド６４０が外側密閉バンド６０８より低い高さを有するため、第１の内側バンド６３２、第２の内側バンド６３６、および第３の内側バンド６４０は、基板１１２に接触せず、それによっていくらかのガスが、基板１１２と対応する内側バンドとの間の隙間を介して隣接する冷却帯間を通ることができる。第１の内側バンド６３２、第２の内側バンド６３６、および第３の内側バンド６４０が基板１１２に接触しないため、第１の内側バンド６３２、第２の内側バンド６３６、および第３の内側バンド６４０は、第１の内側バンド６３２、第２の内側バンド６３６、および第３の内側バンド６４０が基板１１２に接触する場合ほど基板１１２の温度に影響を与えない。結果として、基板１１２の温度は、より均一になる。増加した温度の均一性は、ウエハ間の再現性およびエッチングの均一性を向上させてよい。第１の内側バンド６３２、第２の内側バンド６３６、および第３の内側バンド６４０の高さの方が低いため、ＲＦ結合の不均一性もより小さい。

【0067】

図７は、別の実施形態における、上に設置された基板１１２を有するＥＳＣ１０８の上部の断面概略側面図である。ＥＳＣ１０８の上部は、チャック表面７０４を形成する。この実施形態では、外側密閉バンド７０８は、チャック表面７０４の周囲に延びる。

【0068】

第１の複数の冷媒ガスポート７１２は、中心点７１６から第１の半径Ｒ１より遠くに位置する。第１の複数の冷媒ガスポート７１２は、第１の圧力を第１の複数の冷媒ガスポート７１２に提供する第１の制御弁１１３と流体接触している。

【0069】

第２の複数の冷媒ガスポート７２０は、中心点７１６から第２の半径Ｒ２と第１の半径Ｒ１との間に位置する。第２の複数の冷媒ガスポート７２０は、第２の圧力を第２の複数の冷媒ガスポート７２０に提供する第２の制御弁１１４と流体接触している。第２の圧力は、第１の複数の冷媒ガスポート７１２に提供される第１の圧力と異なってよい。

【0070】

第３の複数の冷媒ガスポート７２４は、中心点７１６から第３の半径Ｒ３と第２の半径Ｒ２との間に位置する。第３の複数の冷媒ガスポート７２４は、第３の圧力を第３の複数の冷媒ガスポート７２４に提供する第３の制御弁１１５と流体接触している。第３の圧力は、第２の複数の冷媒ガスポート７２０に提供される第２の圧力と異なってよい。

【0071】

第４の複数の冷媒ガスポート７２８は、中心点７１６から第３の半径Ｒ３より短く位置する。第４の複数の冷媒ガスポート７２８は、第４の圧力を第４の複数の冷媒ガスポート７２８に提供する第４の制御弁１１６と流体接触している。第４の圧力は、第３の複数の冷媒ガスポート７２４に提供される第３の圧力と異なってよい。

【0072】

外側密閉バンド７０８は、約１０ミクロンの高さを有する。この実施形態では、ＥＳＣ１０８は、内側バンドを有さない。その結果、隣接する冷媒ガスポートから発するガスの間に分離がない。この実施形態が内側バンドを有さず、従って基板温度が内側バンドの存在に影響されないだろうため、基板１１２の温度は、より均一であってよい。増加した温度の均一性は、ウエハ間の再現性およびエッチングの均一性を向上させてよい。また、優れたＲＦ結合の均一性は、優れたエッチング速度の均一性をもたらす。

【0073】

図８は、別の実施形態における、基板１１２を有するＥＳＣ１０８の上部の断面概略側面図である。図８は、本実施形態の特定の態様をより明確に表すために縮小して描かれていない。ＥＳＣ１０８の上部は、チャック表面８０４を形成する。この実施形態では、外側密閉バンド８０８は、チャック表面８０４の周囲に延びる。

【0074】

第１の複数の冷媒ガスポート８１２は、中心点８１６から第１の半径Ｒ１より遠くに位置する。第１の複数の冷媒ガスポート８１２は、第１の圧力を第１の複数の冷媒ガスポート８１２に提供する第１の制御弁１１３と流体接触している。

【0075】

第２の複数の冷媒ガスポート８２０は、中心点８１６から第２の半径Ｒ２と第１の半径Ｒ１との間に位置する。第２の複数の冷媒ガスポート８２０は、第２の圧力を第２の複数の冷媒ガスポート８２０に提供する第２の制御弁１１４と流体接触している。第２の圧力は、第１の複数の冷媒ガスポート８１２に提供される第１の圧力と異なってよい。

【0076】

第３の複数の冷媒ガスポート８２４は、中心点８１６から第３の半径Ｒ３と第２の半径Ｒ２との間に位置する。第３の複数の冷媒ガスポート８２４は、第３の圧力を第３の複数の冷媒ガスポート８２４に提供する第３の制御弁１１５と流体接触している。第３の圧力は、第２の複数の冷媒ガスポート８２０に提供される第２の圧力と異なってよい。

【0077】

第４の複数の冷媒ガスポート８２８は、中心点８１６から第３の半径Ｒ３以内に位置する。第４の複数の冷媒ガスポート８２８は、第４の圧力を第４の複数の冷媒ガスポート８２８に提供する第４の制御弁１１６と流体接触している。第４の圧力は、第３の複数の冷媒ガスポート８２４に提供される第３の圧力と異なってよい。

【0078】

第１の内側バンド８３２は、第１の複数の冷媒ガスポート８１２と第２の複数の冷媒ガスポート８２０との間に位置する。第２の内側バンド８３６は、第２の複数の冷媒ガスポート８２０と第３の複数の冷媒ガスポート８２４との間に位置する。第３の内側バンド８４０は、第３の複数の冷媒ガスポート８２４と第４の複数の冷媒ガスポート８２８との間に位置する。

【0079】

第１の複数の冷媒ガスポート８１２は、外側密閉バンド８０８と第１の内側バンド８３２との間に位置する。第２の複数の冷媒ガスポート８２０は、第１の内側バンド８３２と第２の内側バンド８３６との間に位置する。第３の複数の冷媒ガスポート８２４は、第２の内側バンド８３６と第３の内側バンド８４０との間に位置する。第４の複数の冷媒ガスポート８２８は、第３の内側バンド８４０内に位置する。

【0080】

この実施形態では、外側密閉バンド８０８と第１の内側バンド８３２との間の領域は、第１の冷却帯を規定する。第１の内側バンド８３２と第２の内側バンド８３６との間の領域は、第２の冷却帯を規定する。第２の内側バンド８３６と第３の内側バンド８４０との間の領域は、第３の冷却帯を規定する。第３の内側バンド８４０内の領域は、第４の冷却帯を規定する。第１の内側バンド８３２、第２の内側バンド８３６、第３の内側バンド８４０、および外側密閉バンド８０８は、約１０ミクロンの高さを有する。

【0081】

第２の冷却帯では、第１の抜き治具８４２は、第１の内側バンド８３２と第２の内側バンド８３６との間に位置する。第３の冷却帯では、第２の抜き治具８４４は、第２の内側バンド８３６と第３の内側バンド８４０との間に位置する。第４の冷却帯では、第３の抜き治具８４８は、第３の内側バンド８４０内に位置する。第１の抜き治具８４２、第２の抜き治具８４４、および第３の抜き治具８４８は各々、１つ以上の抜き孔を備えてよい。図８は断面側面図であるため、第２の冷却帯、第３の冷却帯、および第４の冷却帯には１つの抜き治具のみが示されている。しかし、様々な実施形態は、第２の冷却帯、第３の冷却帯、および第４の冷却帯の各々に１つ以上の抜き治具を有してよい。この例では、外側密閉バンド８０８を介するＨｅリークはバキュームされるため、第１の冷却帯には抜き治具がない。第１の抜き治具８４２、第２の抜き治具８４４、第３の抜き治具８４８は、バキュームに接続される。

【0082】

第１の内側バンド８３２、第２の内側バンド８３６、第３の内側バンド８４０、および外側密閉バンド８０８は、高さがほぼ等しい。第１の内側バンド８３２、第２の内側バンド８３６、第３の内側バンド８４０は、隣接する冷却帯間に密閉を提供する。

【0083】

この例では、第１の複数の冷媒ガスポート８１２は、第１の冷却帯が約８０Ｔｏｒｒの圧力を有するようにＨｅを８０Ｔｏｒｒの圧力で提供する。第２の複数の冷媒ガスポート８２０は、第２の冷却帯が約３０Ｔｏｒｒの圧力を有するようにＨｅを３０Ｔｏｒｒの圧力で提供する。第３の複数の冷媒ガスポート８２４は、第３の冷却帯が約８０Ｔｏｒｒの圧力を有するようにＨｅを８０Ｔｏｒｒの圧力で提供する。第４の複数の冷媒ガスポート８２８は、第４の冷却帯が約３０Ｔｏｒｒの圧力を有するようにＨｅを３０Ｔｏｒｒの圧力で提供する。隣接する冷却帯が異なる圧力であるため、高圧の冷却帯からのガスは、低圧の冷却帯に漏出し、それによって低圧の冷却帯の圧力が上昇する傾向がある。第１の抜き治具８４２、第２の抜き治具８４４、第３の抜き治具８４８は、それぞれの冷却帯がその所望の圧力を維持できるようにする。第２の冷却帯、第３の冷却帯、第４の冷却帯に漏出したガスによって引き起こされた圧力は、第１の抜き治具８４２、第２の抜き治具８４４、第３の抜き治具８４８を通じて余剰ガスを流出させるまたは廃棄することによって、逃がされるまたは減衰される。第１の冷却帯からの冷却ガスは、第１の冷却帯において所望の圧力を維持するために、外側密閉バンド８０８を通して抜き出されてよい。第１の抜き治具８４２、第２の抜き治具８４４、第３の抜き治具８４８によって提供された改善された圧力制御は、改善されたエッチングの均一性を提供する。

【0084】

この実施形態では、第１の制御弁１１３によって提供された第１の圧力は、第２の制御弁１１４によって提供された第２の圧力より大きい。第２の圧力は、第３の制御弁１１５によって提供された第３の圧力より小さい。第３の圧力は、第４の制御弁１１６によって提供された第４の圧力より大きい。他の実施形態では、他の圧力関係が提供されてよい。例えば、第１の圧力は第２の圧力より大きく、第２の圧力は第３の圧力より大きく、第３の圧力は第４の圧力より大きくてよい。

【0085】

図９は、別の実施形態におけるＥＳＣ１０８の上部の斜視図である。ＥＳＣ１０８の上部は、チャック表面９０４を形成する。この実施形態では、外側密閉バンド９０８は、チャック表面９０４の周囲に延びる。

【0086】

第１の複数の冷媒ガスポート９１２は、外側密閉バンド９０８の内側に位置する。第１の複数の冷媒ガスポート９１２は、第１の圧力を第１の複数の冷媒ガスポート９１２に提供する第１の制御弁１１３と流体接触している。第１の内側バンド９３２は、第１の複数の冷媒ガスポート９１２と中心点９１６との間にある。

【0087】

第２の複数の冷媒ガスポート９２０は、第１の内側バンド９３２の内側に位置する。第２の複数の冷媒ガスポート９２０は、第２の制御弁１１４と流体接触し、第２の圧力を第２の複数の冷媒ガスポート９２０に提供する。第２の圧力は、第１の圧力とは異なる。第２の内側バンド９３６は、第２の複数の冷媒ガスポート９２０と中心点９１６との間に位置する。

【0088】

第３の複数の冷媒ガスポート９２４は、第２の内側バンド９３６の内側に位置する。第３の複数の冷媒ガスポート９２４は、第３の制御弁１１５と流体接触し、第３の圧力を第３の複数の冷媒ガスポート９２４に提供する。第３の圧力は、第２の圧力とは異なる。第３の内側バンド９４０は、第３の複数の冷媒ガスポート９２４と中心点９１６との間にある。

【0089】

第４の複数の冷媒ガスポート９２８は、第３の内側バンド９４０の内側に位置する。第４の複数の冷媒ガスポート９２８は、第４の制御弁１１６と流体接触し、第４の圧力を第４の複数の冷媒ガスポート９２８に提供する。第４の圧力は、第３の圧力とは異なる。チャック表面９０４は、リフトピン（図示せず）を収容するための３つのリフトピン孔９４８を有する。リフトピンは、基板１１２をチャック表面９０４から持ち上げるために用いられる。

【0090】

この実施形態では、外側密閉バンド９０８と第１の内側バンド９３２との間の領域は、第１の冷却帯を規定する。第１の内側バンド９３２と第２の内側バンド９３６との間の領域は、第２の冷却帯を規定する。第２の内側バンド９３６と第３の内側バンド９４０との間の領域は、第３の冷却帯を規定する。第３の内側バンド９４０内の領域は、第４の冷却帯を規定する。第１の内側バンド９３２、第２の内側バンド９３６、第３の内側バンド９４０、および外側密閉バンド９０８は、約１０ミクロンの高さを有する。

【0091】

第２の冷却帯では、第１の複数の抜き治具９５２は、第１の内側バンド９３２と第２の内側バンド９３６との間に位置する。第３の冷却帯では、第２の複数の抜き治具９５６は、第２の内側バンド９３６と第３の内側バンド９４０との間に位置する。第４の冷却帯では、第３の複数の抜き治具９６０は、第３の内側バンド９４０内にある。

【0092】

図１０は、第１の複数の抜き治具９５２、第２の複数の抜き治具９５６、第３の複数の抜き治具９６０の抜き治具１００４の上面図である。抜き治具１００４は、隆起した密閉部１０５２および４つの抜き孔１０５６を備える。隆起した密閉部１０５２は、抜き孔１０５６への冷却ガスの流量が所望の圧力プロファイルを維持する量であるように、隆起した密閉部１０５２の上部と基板（図示せず）との間に狭い隙間を提供する。

【0093】

溝９４６は、第２の冷却帯内に冷媒ガスを均等に分配するために、第２の複数の冷媒ガスポート９２０と第１の複数の抜き治具９５２との間に延びる。この実施形態では、第２の冷却ガス帯内で第２の複数の冷媒ガスポート９２０の均等な分配を提供するために、第２の冷却帯にはいくつかの同心円の第２の複数の冷媒ガスポート９２０がある。他のフィーチャをより明確に表すために、全ての第２の複数の冷媒ガスポート９２０および全ての溝９４６が示されているわけではない。また、第３の複数の冷媒ガスポート９２４は、第３の冷却帯内で均等に分配されている。第３の複数の冷媒ガスポート９２４の間には溝がある。他のフィーチャをより明確に表すために、全ての第３の複数の冷媒ガスポート９２４および全ての溝が示されているわけではない。さらに、第４の複数の冷媒ガスポート９２８は、第４の冷却帯内で均等に分配されている。第４の複数の冷媒ガスポート９２８の間には溝がある。他のフィーチャをより明確に表すために、全ての第４の複数の冷媒ガスポート９２８および全ての溝が示されているわけではない。加えて、第１の複数の冷媒ガスポート９１２は、第１の冷却帯内で均等に分配されている。第１の複数の冷媒ガスポート９１２の間には溝がある。他のフィーチャをより明確に表すために、全ての第１の複数の冷媒ガスポート９１２および全ての溝が示されているわけではない。

【0094】

様々な実施形態では、外側密閉バンド９０８は、５ミクロンから３０ミクロンの間の高さを有する。外側密閉バンド９０８は、７ミクロンから１５ミクロンの間の高さを有することがより好ましい。様々な実施形態では、第１の内側バンド９３２、第２の内側バンド９３６、および第３の内側バンド９４０は、０ミクロンの高さまで外側密閉バンド９０８に等しい高さを有してよい。第１の内側バンド９３２、第２の内側バンド９３６、および第３の内側バンド９４０の高さは、外側密閉バンド９０８の高さの４分の１から外側密閉バンド９０８の高さにほぼ等しいまでの範囲にあることがより好ましい。

【0095】

図１１は、図９に示す実施形態のチャック表面９０４上の外側密閉バンド９０８の拡大断面側面図である。基板と外側密閉バンド９０８との間の接触は、基板の温度に影響する。使用中に、外側密閉バンド９０８の上部外側部分は、徐々にエッチングされる。結果的に、外側密閉バンド９０８による基板温度の影響は、時間と共に変化する。この基板温度変化は、ウエハ間における変化をもたらす可能性がある。

【0096】

図１２は、別の実施形態のチャック表面１２０４の外側密閉バンド１２０８の拡大断面側面図である。この実施形態では、外側密閉バンド１２０８の上部外側角は、図のように、外側密閉バンド１２０８の上部外側部分にノッチを形成して除去されている。結果的に、外側密閉バンド１２０８の上部内側部分のみ（および、図１１に示す外側密閉バンド９０８より小さい領域）が、基板（図示せず）と接触する。外側密閉バンド１２０８の上部内側部分のみ（および、小さい領域）が基板と接触するため、ウエハ間の温度変化は小さい。

【0097】

本開示は、いくつかの好ましい実施形態に照らして説明されたが、本開示の範囲に該当する変更、修正、並べ替え、および様々な代替同等物がある。また、本開示の方法および装置を実施する多くの別の方法があることにも注意されたい。そのため、本開示は、本開示の真の精神および範囲に該当する全てのそのような変更、修正、並べ替え、および様々な代替同等物を含むと解釈されるように意図されている。本開示は以下の適用例としても実現できる。
［適用例１］
プラズマ処理チャンバにおいて基板を処理するための装置であって、
第１の冷媒ガスを第１の圧力で提供するように構成された第１の冷媒ガス圧システムと、
前記第１の冷媒ガス圧システムから独立して、第２の冷媒ガスを第２の圧力で提供するように構成された第２の冷媒ガス圧システムと、
前記第１の冷媒ガス圧システムおよび前記第２の冷媒ガス圧システムから独立して、第３の冷媒ガスを第３の圧力で提供するように構成された第３の冷媒ガス圧システムと、
前記第１の冷媒ガス圧システム、前記第２の冷媒ガス圧システム、および前記第３の冷媒ガス圧システムから独立して、第４の冷媒ガスを第４の圧力で提供するように構成された第４の冷媒ガス圧システムと、
中心点および外周を有するチャック表面を含む静電チャックであって、さらに、
前記第１の冷媒ガス圧システムに接続された第１の複数の冷媒ガスポートであって、前記第１の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、前記中心点から第１の半径より遠くに位置する、第１の複数の冷媒ガスポートと、
前記第２の冷媒ガス圧システムに接続された第２の複数の冷媒ガスポートであって、前記第２の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、前記中心点から前記第１の半径と前記中心点から第２の半径との間に離間して配置され、前記第２の半径は、前記第１の半径より短い、第２の複数の冷媒ガスポートと、
前記第３の冷媒ガス圧システムに接続された第３の複数の冷媒ガスポートであって、前記第３の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、前記中心点から前記第２の半径と前記中心点から第３の半径との間に離間して配置され、前記第３の半径は、前記第２の半径より短い、第３の複数の冷媒ガスポートと、
前記第４の冷媒ガス圧システムに接続された第４の複数の冷媒ガスポートであって、前記第４の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、前記中心点から前記第３の半径以内の距離に離間して配置されている、第４の複数の冷媒ガスポートと、
前記チャック表面の前記外周の周りに延びる外側密閉バンドであって、前記第１の複数の冷媒ガスポート、前記第２の複数の冷媒ガスポート、前記第３の複数の冷媒ガスポート、および前記第４の複数の冷媒ガスポートは、前記外側密閉バンドの内側に位置する、外側密閉バンドと、を備える、静電チャックと、
を備える、装置。
［適用例２］
適用例１に記載の装置であって、
前記静電チャックは、さらに、前記第１の複数の冷媒ガスポートと前記第２の複数の冷媒ガスポートとの間に位置する第１の内側バンドを備える、装置。
［適用例３］
適用例２に記載の装置であって、
前記静電チャックは、さらに、前記第２の複数の冷媒ガスポートと前記第３の複数の冷媒ガスポートとの間に位置する第２の内側バンドを備える、装置。
［適用例４］
適用例３に記載の装置であって、
前記静電チャックは、さらに、前記第３の複数の冷媒ガスポートと前記第４の複数の冷媒ガスポートとの間に位置する第３の内側バンドを備える、装置。
［適用例５］
適用例４に記載の装置であって、
前記外側密閉バンド、前記第１の内側バンド、前記第２の内側バンド、および前記第３の内側バンドのそれぞれの高さは、ほぼ等しい、装置。
［適用例６］
適用例５に記載の装置であって、
前記静電チャックは、さらに、複数の抜き治具を備える、装置。
［適用例７］
適用例６に記載の装置であって、
前記複数の抜き治具の各治具は、
少なくとも１つの抜き孔と、
前記少なくとも１つの抜き孔を囲む密閉部と
を備える、装置。
［適用例８］
適用例７に記載の装置であって、
前記少なくとも１つの抜き孔は、排気口に接続されている、装置。
［適用例９］
適用例４に記載の装置であって、
前記外側密閉バンドの高さは、前記第１の内側バンド、前記第２の内側バンド、および前記第３の内側バンドのそれぞれの高さより高い、装置。
［適用例１０］
適用例４に記載の装置であって、
前記第１の内側バンド、前記第２の内側バンド、および前記第３の内側バンドの高さは、前記外側密閉バンドの高さの４分の１から４分の３の間である、装置。
［適用例１１］
適用例１に記載の装置であって、
前記第１の冷媒ガス圧システムによって提供された前記第１の圧力は、前記第２の冷媒ガス圧システムによって提供された前記第２の圧力より大きく、前記第２の圧力は、前記第３の冷媒ガス圧システムによって提供された前記第３の圧力より小さく、前記第３の圧力は、前記第４の冷媒ガス圧システムによって提供された前記第４の圧力より大きい、装置。
［適用例１２］
適用例１に記載の装置であって、
前記外側密閉バンドは、５ミクロンから３０ミクロンの間の高さを有する、装置。
［適用例１３］
適用例１に記載の装置であって、
前記静電チャックは、さらに、前記チャック表面上に複数のリフトピン孔を備える、装置。
［適用例１４］
適用例１に記載の装置であって、
前記外側密閉バンドは、前記外側密閉バンドの上部外側部分にノッチを有する、装置。
［適用例１５］
適用例１に記載の装置であって、
前記第１の冷媒ガス圧システムは、
前記第１の複数の冷媒ガスポートに接続されたマスフローコントローラユニットと、
前記マスフローコントローラユニットと前記第１の複数の冷媒ガスポートとの間に接続された第１の端を有する流動制御弁と、
を備える、装置。
［適用例１６］
中心点および外周を有するチャック表面を含む静電チャックであって、
第１の冷媒ガス圧システムに接続可能な第１の複数の冷媒ガスポートであって、前記第１の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、前記中心点から第１の半径より遠くに位置する、第１の複数の冷媒ガスポートと、
第２の冷媒ガス圧システムに接続可能な第２の複数の冷媒ガスポートであって、前記第２の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、前記中心点から前記第１の半径と前記中心点から第２の半径との間に離間して配置され、前記第２の半径は、前記第１の半径より短い、第２の複数の冷媒ガスポートと、
第３の冷媒ガス圧システムに接続可能な第３の複数の冷媒ガスポートであって、前記第３の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、前記中心点から前記第２の半径と前記中心点から第３の半径との間に離間して配置され、前記第３の半径は、前記第２の半径より短い、第３の複数の冷媒ガスポートと、
第４の冷媒ガス圧システムに接続可能な第４の複数の冷媒ガスポートであって、前記第４の複数の冷媒ガスポートの各冷媒ガスポートは、前記中心点から前記第３の半径以内の距離に離間して配置されている、第４の複数の冷媒ガスポートと、
前記チャック表面の前記外周の周りに延びる外側密閉バンドであって、前記第１の複数の冷媒ガスポート、前記第２の複数の冷媒ガスポート、前記第３の複数の冷媒ガスポート、および前記第４の複数の冷媒ガスポートは、前記外側密閉バンドの内側に位置する、外側密閉バンドと、
を備える、静電チャック。
［適用例１７］
適用例１６に記載の静電チャックであって、さらに、
前記第１の複数の冷媒ガスポートと前記第２の複数の冷媒ガスポートとの間に位置する第１の内側バンドを備える、静電チャック。
［適用例１８］
適用例１７に記載の静電チャックであって、さらに、
前記第２の複数の冷媒ガスポートと前記第３の複数の冷媒ガスポートとの間に位置する第２の内側バンドを備える、静電チャック。
［適用例１９］
適用例１８に記載の静電チャックであって、さらに、
前記第３の複数の冷媒ガスポートと前記第４の複数の冷媒ガスポートとの間に位置する第３の内側バンドを備える、静電チャック。
［適用例２０］
適用例１９に記載の静電チャックであって、
前記外側密閉バンド、前記第１の内側バンド、前記第２の内側バンド、および前記第３の内側バンドのそれぞれの高さは、ほぼ等しい、静電チャック。
［適用例２１］
適用例２０に記載の静電チャックであって、さらに、
複数の抜き治具を備える、静電チャック。
［適用例２２］
適用例２１に記載の静電チャックであって、
前記複数の抜き治具の各々は、
少なくとも１つの抜き孔と、
前記少なくとも１つの抜き孔を囲む密閉部と
を備える、静電チャック。
［適用例２３］
適用例２２に記載の静電チャックであって、
前記少なくとも１つの抜き孔は、排気口に接続可能である、静電チャック。
［適用例２４］
適用例１９に記載の静電チャックであって、
前記外側密閉バンドの高さは、前記第１の内側バンド、前記第２の内側バンド、および前記第３の内側バンドのそれぞれの高さより高い、静電チャック。
［適用例２５］
適用例１９に記載の静電チャックであって、
前記第１の内側バンド、前記第２の内側バンド、および前記第３の内側バンドの高さは、前記外側密閉バンドの高さの４分の１から４分の３の間である、静電チャック。
［適用例２６］
適用例１６に記載の静電チャックであって、
前記第１の複数の冷媒ガスポートは、前記第１の冷媒ガス圧システムからガスを第１の圧力で受け取るように構成され、
前記第２の複数の冷媒ガスポートは、前記第２の冷媒ガス圧システムからガスを第２の圧力で受け取るように構成され、前記第１の圧力は、前記第２の圧力より大きく、
前記第３の複数の冷媒ガスポートは、前記第３の冷媒ガス圧システムからガスを第３の圧力で受け取るように構成され、前記第２の圧力は、前記第３の圧力より小さく、
前記第４の複数の冷媒ガスポートは、前記第４の冷媒ガス圧システムからガスを第４の圧力で受け取るように構成され、前記第３の圧力は、前記第４の圧力より大きい、静電チャック。
［適用例２７］
適用例１６に記載の静電チャックであって、
前記外側密閉バンドは、５ミクロンから３０ミクロンの間の高さを有する、静電チャック。
［適用例２８］
適用例１６に記載の静電チャックであって、さらに、
前記チャック表面上に複数のリフトピン孔を備える、静電チャック。
［適用例２９］
適用例１６に記載の静電チャックであって、
前記外側密閉バンドは、前記外側密閉バンドの上部外側部分にノッチを有する、静電チャック。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】