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特許7360391プラズマ均一性を制御するための複数の無線周波数メッシュを有する静電チャック
(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】2023-10-03
(45)【発行日】2023-10-12
(54)【発明の名称】プラズマ均一性を制御するための複数の無線周波数メッシュを有する静電チャック
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20231004BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20231004BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20231004BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 101B
H01L21/31 C
H05H1/46 M
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2020544409
(86)(22)【出願日】2019-02-28
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-06-24
(86)【国際出願番号】 US2019020001
(87)【国際公開番号】W WO2019169102
(87)【国際公開日】2019-09-06
【審査請求日】2022-02-21
(31)【優先権主張番号】62/636,437
(32)【優先日】2018-02-28
(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
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】ハモンド フォース， エドワード ピー．
(72)【発明者】
【氏名】ベック， ジョンフン
【審査官】小▲高▼ 孔頌
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１４－５０５３６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２４４０６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２２８４３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１０－５３２０９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１４／０７３５５４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１６４８３４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２５３６７２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００８／０２３６４９２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００９／００７１９３８（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
Ｈ０１Ｌ ２１／３１
Ｈ０５Ｈ １／４６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体処理チャンバであって、第１電極と前記第１電極の周囲を取り囲んでいる第２電極とを有する、前記チャンバ内に配置されたペデスタル、
前記第１電極と前記第２電極の両方に連結された、高周波電源及び低周波電源、
前記高周波電源及び前記低周波電源と前記第１電極及び前記第２電極との間に配置された電力スプリッタ、並びに、
前記第１電極と前記第２電極の両方に連結された電極チューニング回路を備え、
前記電極チューニング回路が複数の並列ＬＣ回路を備える、半導体処理チャンバ。
【請求項2】
前記電極チューニング回路が複数のキャパシタを備える、請求項１に記載の半導体処理チャンバ。
【請求項3】
前記複数のキャパシタのうちの少なくとも１つが可変キャパシタを含む、請求項２に記載の半導体処理チャンバ。
【請求項4】
前記第１電極と前記第２電極の各々にセンサが連結される、請求項１に記載の半導体処理チャンバ。
【請求項5】
半導体処理チャンバであって、
第１電極と前記第１電極の周囲を取り囲んでいる第２電極とを有する、前記チャンバ内に配置されたペデスタル、
前記第１電極と前記第２電極の両方に連結された、高周波電源及び低周波電源、
前記高周波電源及び前記低周波電源と前記第１電極及び前記第２電極との間に配置された電力スプリッタ、並びに、
前記第１電極と前記第２電極の両方に連結された電極チューニング回路を備え、
前記電極チューニング回路が、複数のキャパシタと１つのインダクタとを備え、
前記複数のキャパシタのうちの１つが前記高周波電源に直接連結され、前記インダクタが前記低周波電源に直接連結される、半導体処理チャンバ。
【請求項6】
半導体処理チャンバであって、
第１電極と前記第１電極の周囲を取り囲んでいる第２電極とを有する、前記チャンバ内に配置されたペデスタル、
前記第１電極と前記第２電極の両方に連結された、高周波電源及び低周波電源、
前記高周波電源及び前記低周波電源と前記第１電極及び前記第２電極との間に配置された電力スプリッタ、並びに、
前記第１電極と前記第２電極の両方に連結された電極チューニング回路を備え、
前記第２電極が前記第１電極と部分的に重なる、半導体処理チャンバ。
【請求項7】
チャンバ内のプラズマをチューニングするための方法であって、基板支持アセンブリに埋め込まれた第１電極に、第１無線周波数電力を提供することであって、前記基板支持アセンブリが、前記チャンバ内に、シャワーヘッドに隣接して配置されている、第１無線周波数電力を提供することと、
前記基板支持アセンブリ内の、前記第１電極とは異なる場所に埋め込まれた第２電極に、第２無線周波数電力を提供することであって、
前記第２電極が前記第１電極の周囲を取り囲んでおり、
前記第１無線周波数電力及び前記第２無線周波数電力は、前記第１電極及び前記第２電極の両方に連結された電極チューニング回路を通じて前記第１電極及び前記第２電極に提供されており、
前記電極チューニング回路が複数の並列ＬＣ回路を備える、
第２無線周波数電力を提供することと、
前記第１無線周波数電力及び前記第２無線周波数電力のパラメータをモニタすることと、
モニタされた前記パラメータに基づいて前記プラズマをチューニングすることとを含む、方法。
【請求項8】
前記第１無線周波数電力は第１電源によって提供され、前記第２無線周波数電力は第２電源によって提供される、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
チャンバ内のプラズマをチューニングするための方法であって、
基板支持アセンブリに埋め込まれた第１電極に、第１無線周波数電力を提供することであって、前記基板支持アセンブリが、前記チャンバ内に、シャワーヘッドに隣接して配置されている、第１無線周波数電力を提供することと、
前記基板支持アセンブリ内の、前記第１電極とは異なる場所に埋め込まれた第２電極に、第２無線周波数電力を提供することであって、前記第２電極が前記第１電極の周囲を取り囲んでいる、第２無線周波数電力を提供することと、
前記第１無線周波数電力及び前記第２無線周波数電力のパラメータをモニタすることと、
モニタされた前記パラメータに基づいて前記プラズマをチューニングすることとを含み、
前記第１電極が前記第２電極の下に配置される、方法。
【請求項10】
チャンバ内のプラズマをチューニングするための方法であって、
基板支持アセンブリに埋め込まれた第１電極に、第１無線周波数電力を提供することであって、前記基板支持アセンブリが、前記チャンバ内に、シャワーヘッドに隣接して配置されている、第１無線周波数電力を提供することと、
前記基板支持アセンブリ内の、前記第１電極とは異なる場所に埋め込まれた第２電極に、第２無線周波数電力を提供することであって、前記第２電極が前記第１電極の周囲を取り囲んでいる、第２無線周波数電力を提供することと、
前記第１無線周波数電力及び前記第２無線周波数電力のパラメータをモニタすることと、
モニタされた前記パラメータに基づいて前記プラズマをチューニングすることとを含み、前記第２電極が前記第１電極と部分的に重なる、方法。
【請求項11】
前記チューニングすることが、前記第１電極と前記第２電極に提供される無線周波数電力の一方又は両方をチューニングすることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項12】
前記シャワーヘッドが電気的に接地されている、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記第１電極と前記第２電極の一方又は両方が接地電極である場合、前記チューニングすることが、前記第１電極と前記第２電極の一方又は両方をチューニングすることを含む、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
技術分野
［０００１］本書で開示されている実施形態は、概して、半導体基板製造プロセスにおいてプラズマをチューニングするための装置及び方法に関し、より具体的には、半導体基板のエッジの近傍でプラズマをチューニングするための装置及び方法に関する。
［０００１］本書で開示されている実施形態は、概して、半導体基板製造プロセスにおいてプラズマをチューニングするための装置及び方法に関し、より具体的には、半導体基板のエッジの近傍でプラズマをチューニングするための装置及び方法に関する。
【0002】
関連技術の説明
［０００２］集積回路及びその他の電子デバイスの製造において、プラズマプロセスは、様々な材料層の堆積又はエッチングのために使用されることが多い。プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセスは、電磁エネルギーを少なくとも１つの前駆体ガス又は前駆体蒸気に印加して前駆体を反応性プラズマに変換する、化学プロセスである。プラズマは、処理チャンバの内部で（すなわち処理インシトゥ（その場）で）、又は処理チャンバから遠隔に配置されている遠隔プラズマ生成器内で、生成されうる。このプロセスは、基板上に材料を堆積させて、高品質かつ高性能な半導体デバイスを製造するために、広範に使用されている。
［０００２］集積回路及びその他の電子デバイスの製造において、プラズマプロセスは、様々な材料層の堆積又はエッチングのために使用されることが多い。プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセスは、電磁エネルギーを少なくとも１つの前駆体ガス又は前駆体蒸気に印加して前駆体を反応性プラズマに変換する、化学プロセスである。プラズマは、処理チャンバの内部で（すなわち処理インシトゥ（その場）で）、又は処理チャンバから遠隔に配置されている遠隔プラズマ生成器内で、生成されうる。このプロセスは、基板上に材料を堆積させて、高品質かつ高性能な半導体デバイスを製造するために、広範に使用されている。
【0003】
［０００３］現在の半導体製造産業においては、フィーチャサイズが縮小し続けるにつれて、トランジスタ構造物は、ますます複雑かつ製造困難になってきている。処理需要に応じる上で、最先端の処理制御技法は、コストを制御し、基板及びダイの歩留まりを最大化するのに有用である。通常、基板のエッジにあるダイは、歩留まり問題（例えば、コンタクトとビアとの位置不整合やハードマスクに対する選択性の不足）を招くものである。基板処理レベルでは、微細な局所的プロセスチューニングのみならず、基板全体における大域的処理のチューニングを可能にするために、プロセス均一性の制御における進歩が必要とされている。
【0004】
［０００４］したがって、基板のエッジにおける微細な局所的プロセスチューニングを可能にするための方法及び装置が、必要とされている。
【発明の概要】
【0005】
［０００５］本書で開示されている実施形態は概して、基板エッジの近傍でプラズマをチューニングするための装置及び方法に関する。一実施形態では、チャンバ内のプラズマをチューニングするための方法が開示される。この方法は、基板支持アセンブリに埋め込まれた中央電極に、第１無線周波数電力を提供することと、基板支持アセンブリ内の、中央電極とは異なる場所に埋め込まれた環状電極に、第２無線周波数電力を提供することであって、環状電極が、中央電極から離間しており、かつ中央電極の周囲を取り囲んでいる、第２無線周波数電力を提供することと、第１無線周波数電力及び第２無線周波数電力のパラメータをモニタすることと、モニタされたパラメータに基づいて、第１無線周波数電力と第２無線周波数電力の一方又は両方を調整することとを、含む。
【0006】
［０００６］別の実施形態では、半導体処理チャンバが開示される。この半導体処理チャンバは、第１電極と第１電極の周囲を取り囲んでいる第２電極とを有する、チャンバ内に配置されたペデスタル、第１電極と第２電極の両方に連結された、高周波電源及び低周波電源、高周波電源及び低周波電源と第１電極及び第２電極との間に配置された電力スプリッタ、並びに、第１電極と第２電極の両方に連結された、電極チューニング回路を、含む。
【0007】
［０００７］上述した本開示の特徴を詳しく理解しうるように、上記で簡単に要約した本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られる。一部の実施形態は、付随する図面に示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容し得ることから、付随する図面は、この開示の典型的な実施形態のみを例示しており、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではないことに、留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】［０００８］本開示の一態様による処理チャンバの断面図を示す。
【図2】［０００９］本開示の一態様による基板アセンブリの上面図を示す。
【図3】［００１０］本開示の一態様による基板アセンブリの部分透視図を示す
【図6A-6D】［００１３］第１ペデスタル電極及び第２ペデスタル電極をチューニングするためのチューニング回路の様々な実施形態を示す概略図である。
【図7】［００１４］本書に記載の電力フィルタと共に使用されうる電力分配回路が描かれた概略図である。
【図8A-8C】［００１４］本書に記載の電力フィルタと共に使用されうる様々な電力分配回路が描かれた概略図である。
【図9】［００１５］ペデスタルのステム内のロッドによってインダクタンスを打ち消す（ｃｏｕｎｔｅｒ）よう構成された回路が描かれた概略図である。
【図10】［００１６］別の実施形態による電力分割器回路が描かれている概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
［００１７］理解を容易にするために、可能な場合には、複数の図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。１つの実施形態で開示している要素は、具体的な記述がなくとも、他の実施形態で有益に利用されうると想定される。
【0010】
［００１８］本開示は概して、基板エッジの近傍でプラズマシースを制御するための方法及び装置に関する。本開示は、静電チャックとしても機能する基板支持体又はペデスタルに埋め込まれた１を上回る数のメッシュへのＲＦ電力の分配を調整するための、無線周波数（ＲＦ）回路及び方法を提供する。本書に記載の方法及び装置は、埋め込まれたメッシュがＲＦ電力源（例えば電力供給される一又は複数の電極）であろうとなかろうと、又は、メッシュがＲＦ電力の供給先（例えば一又は複数の接地電極）であろうとなかろうと、適用される。本書で開示されている実施形態により、基板の上方のプラズマプロファイル均一性の変調（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）が可能になる。プラズマ分布の変更は、基板上の膜パラメータ（例えば堆積速度、膜応力、屈折率、更にそれ以外のパラメータ）の均一性の向上につながる。
【0011】
［００１９］プラズマを変調させるための従来型のプラズマ制御技法は、上部チューナと底部チューナとを含むが、これらのチューナは、基板のエッジにおけるプラズマ特性を、基板のそれ以外の部分と比べて弱くしか修正しない。この開示は、基板エッジにおけるプラズマプロファイルに影響を与えると共に、エッジ以外の基板の領域にも影響を与える、チューニング素子を提供する。基板のエッジにおいてプラズマを変調させための既存のアプローチは、種々のプロセスキット又はエッジリングを伴うものであった。しかし、これらは一般にプロセス固有のものであり、同一チャンバ内で１を上回る数の膜（例えば酸化ケイ素と窒化ケイ素）が堆積される場合、ハードウェアの同一のセットを使用して両方のプロセスで均一性を最適化することは、困難でありうる。本開示は、ハードウェアを変更せずにプラズマプロファイルを変更する能力を提供する。
【0012】
［００２０］本開示は、複数のメッシュが内部に埋め込まれたペデスタルを提供する。メッシュのうちの１つは、表面上に基板をチャックするためのチャック電極として機能する。種々のメッシュへのＲＦ電力又は種々のメッシュセグメントへのＲＦ電力を、制御及び／又は調整するために、電圧分割器が利用される。電圧分割は、容量性電圧分割器、直列分割共振器、又は並列分割共振器を用いて行われる。回路内の可変素子はキャパシタであるが、共振ベースの分割器は、電力分割を変調するために、固定回路素子を使用すること、及び可変周波数生成器を用いることが可能である。分割器に続く種々の脚部は、１つの周波数をブロックして別の周波数を通過させることと、ペデスタル構成に固有の後続の回路素子を補償することのいずれかのために、追加のフィルタリング素子を要することがある。電力分割ハードウェアは、埋め込まれたメッシュがＲＦ電力源（例えば一又は複数の電極）であろうとなかろうと、又は、メッシュがＲＦ電力の供給先（例えば接地）であろうとなかろうと、適用される。
【0013】
［００２１］図１は、本開示の一態様による処理チャンバ１００の断面図である。図示しているように、処理チャンバ１００は、基板（例えば基板１２５）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。本開示の例示的な態様から受益するよう適合しうる処理チャンバの例は、カリフォルニア州Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａに所在するＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｉｎｃ．から市販されている、Ｐｒｏｄｕｃｅｒ（登録商標） Ｅｔｃｈ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｃｈａｍｂｅｒ、及びＰｒｅｃｉｓｉｏｎ（商標） Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｃｈａｍｂｅｒである。その他の処理チャンバ（その他の製造業者によるものを含む）も本開示の態様から受益するよう適合しうると、想定される。
【0014】
［００２２］処理チャンバ１００は、様々なプラズマプロセスに使用されうる。一態様では、処理チャンバ１００は、一又は複数のエッチング剤を用いる乾式エッチングを実施するために使用されうる。例えば、処理チャンバは、前駆体ＣｘＦｙ（ｘ及びｙは既知の化合物を表わす）、Ｏ２、ＮＦ３、又はこれらの組み合わせからプラズマを点火するために使用されうる。別の実行形態では、処理チャンバ１００は、一又は複数の前駆体を用いるプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）に使用されうる。
【0015】
［００２３］処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０２と、リッドアセンブリ１０６と、ペデスタル１０４とを含む。リッドアセンブリ１０６はチャンバ本体１０２の上端に配置される。ペデスタル１０４がチャンバ本体１０２の内部に配置され、リッドアセンブリ１０６は、チャンバ本体１０２に連結され、処理空間１２０内にペデスタル１０４を封入する。チャンバ本体１０２はその側壁に形成された移送ポート１２６を含み、移送ポート１２６はスリットバルブを含みうる。移送ポート１２６は選択的に開閉されて、基板移送のための基板ハンドリングロボット（図示せず）による処理空間１２０へのアクセスを可能にする。
【0016】
［００２４］電極１０８が、リッドアセンブリ１０６の一部として設けられる。電極１０８は、処理空間１２０内にプロセスガスを受け入れるための複数の開口１１８を有する、ガス分配プレート１１２としても機能しうる。プロセスガスは、導管１１４を介して処理チャンバ１００に供給されてよく、開口１１８を通って流れる前に、ガス混合領域１１６に入ることもある。電極１０８は電力源１４２（ＲＦ生成器など）に連結される。ＤＣ電力、パルスＤＣ電力、及びパルスＲＦ電力も使用されうる。セラミック又は金属酸化物（例えば酸化アルミニウム及び／若しくは窒化アルミニウム）といった誘電体材料でありうるアイソレータ１１０が、電極１０８に接触し、電極１０８を、チャンバ本体１０２から電気的及び熱的に分離する。ガス分配プレート１１２に連結されたヒータ１１９も図示されている。ヒータ１１９はＡＣ電源１２１に連結される。
【0017】
［００２５］ペデスタル１０４は、チャンバ本体１０２の底面を通って延在するシャフト１４４を通じて、リフト機構に連結される。リフト機構は、シャフト１４４の周囲からの真空漏れを防止するベローズによって、チャンバ本体１０２にフレキシブルに密封されうる。リフト機構により、基板１２５を電極１０８の近位に配置するために、基板支持体１８０を、チャンバ本体１０２内で、移送位置といくつかのプロセス位置との間で垂直に移動させることが可能になる。
【0018】
［００２６］ペデスタル１０４は、金属又はセラミックの材料（例えば、アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、又は酸化アルミニウム／窒化アルミニウムの混合物といった、金属酸化物又は金属窒化物又は金属酸化物／金属窒化物の混合物）から形成されうる。ペデスタル１０４には、第１ペデスタル電極１２２と第２ペデスタル電極１２４とが設けられる。第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４は、ペデスタル１０４内に埋め込まれても、又はペデスタル１０４の表面に連結されてもよい。第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４は、プレート、穿孔プレート、メッシュ、ワイヤスクリーン、又は他の任意の分散構成（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）でありうる。第１ペデスタル電極１２２と第２ペデスタル電極１２４の一方又は両方は、チューニング電極であってよく、かつ、ペデスタル１０４のシャフト１４４内に配置された導管１４６（例えば、５０Ωなどの選択された電気抵抗を有するケーブル）によってチューニング回路１３６に連結されうる。チューニング回路１３６は、センサ１３８と電子コントローラ１４０とを有してよく、電子コントローラ１４０は可変キャパシタでありうる。センサ１３８は、電圧センサ又は電流センサであってよく、かつ、処理空間１２０内のプラズマ条件に対する更なる制御を提供するために、電子コントローラ１４０に連結されうる。第１ペデスタル電極１２２はチャック電極であってもよい。
【0019】
［００２７］第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４は、電源１５０に連結される。電源１５０は、例示的には、ある周波数（例えば約１３．５６ＭＨｚ）で最大約１０００Ｗ（ただし約１０００Ｗに限定されるわけではない）のＲＦエネルギーのソースでありうるが、特定の応用に望ましいその他の周波数及び電力が提供されることもある。電源１５０は、複数の周波数（１３．５６ＭＨｚと２ＭＨｚなど）でＡＣ電力を発生させることが可能でありうる。電源１５０は、基板１２５をチャックするために利用されうる、連続ＤＣ電力とパルスＤＣ電力のいずれか又は両方を発生させることもある。電源１５０と第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４との間に連結された、メッシュチューナ１４８も図示されている。
【0020】
［００２８］ＲＦマッチ１５２が、第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４と電源１５０の各々に連結される。ＲＦマッチ１５２は電力スプリッタ１５４を含む。ＲＦマッチ１５２とメッシュチューナ１４８の一方又は両方は、第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４への電力を制御するための電力フィルタ（後述する）を備える。
【0021】
［００２９］図２は、本開示の一態様によるペデスタル１０４の上面図を示している。ペデスタル１０４は複数の電極を含む。第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４は、メッシュ又はワイヤスクリーンである。第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４は、アルミニウム又は銅、又はその他の導電性金属若しくは導電性材料から形成されうる。
【0022】
［００３０］一実行形態では、第２ペデスタル電極１２４は、第１ペデスタル電極１２２よりも大きな表面積を有する。一実行形態では、第２ペデスタル電極１２４は、第１ペデスタル電極１２２よりも大きな直径を有する。第２ペデスタル電極１２４は、第１ペデスタル電極１２２を取り囲んでいることがある。一実行形態では、第１ペデスタル電極１２２は、第１ＲＦ電極として機能しつつ、チャック電極としても機能しうる。第２ペデスタル電極１２４は、第１ペデスタル電極１２２と共にプラズマをチューニングする、第２ＲＦ電極でありうる。第１ペデスタル電極１２２と第２ペデスタル電極１２４は、同じ周波数で、又は異なる周波数で、電力を印加しうる。プラズマをチューニングするために、第１ペデスタル電極１２２と第２ペデスタル電極１２４の一方又は両方へのＲＦ電力が変更されうる。例えば、第１ペデスタル電極１２２と第２ペデスタル電極１２４の一方又は両方からのＲＦエネルギーをモニタするために、センサ（図示せず）が使用されうる。センサデバイスからのデータは、第１ペデスタル電極１２２のＲＦ電源及び／又は第２ペデスタル電極１２４のＲＦ電源に印加される電力を変化させるために、通信され、利用されうる。
【0023】
［００３１］図３は、この開示の一態様によるペデスタル１０４の部分透視図を示している。この実行形態では、第２ペデスタル電極１２４は、基板１２５に隣接して、ペデスタル１０４の内部に横方向に配置される。第２ペデスタル電極１２４は、基板１２５により近い、第１ペデスタル電極１２２の上方に配置される。
【0024】
［００３２］図４は、図１の処理チャンバ１００と共に利用されうる電力フィルタ４００の一実施形態の概略図である。この実施形態では、処理チャンバのためのＲＦ電力は底部から提供される。例えば、ガス分配プレート１１２は接地され、プラズマ形成のためのＲＦ電力は、第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４によって提供される。
【0025】
［００３３］電力フィルタ４００は、電力スプリッタとして機能しうるメッシュチューナ１４８を含む。電力フィルタ４００は、第１回路４０５と第２回路４１０とを含む。第１回路４０５と第２回路４１０の両方が、電源１５０と第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４との間に配置される。この実施形態では、電源１５０は、高周波ＲＦ生成器４１５と低周波生成器４２０とを含む。
【0026】
［００３４］第１回路４０５は、低周波生成器４２０とフィルタメインリード線４３０との間に連結された、インダクタ４２５を含む。フィルタメインリード線４３０は、高周波ＲＦ生成器４１５と低周波生成器４２０の両方、及び、第１ペデスタル電極１２２と第２ペデスタル電極１２４の各々に連結される。フィルタメインリード線４３０は高周波ＲＦ生成器４１５にも連結されており、第１キャパシタ４３５がそれらの間に配置される。高周波ＲＦ生成器４１５は、フィルタメインリード線４３０及び第２回路４１０に連結される。低周波生成器４２０及び第１回路４０５は、インダクタ４２５によって、フィルタメインリード線４３０に連結される。
【0027】
［００３５］第２回路４１０は、第２キャパシタ４４０及び第３キャパシタ４４５を含む。第３キャパシタ４４５は可変キャパシタである。第３キャパシタ４４５はチューニングノブとして機能する。第１回路４０５及び第２回路４１０は、フィルタメインリード線４３０によって、第１ペデスタル電極１２２に連結される。第１回路４０５及び第２回路４１０は、ノード４５０において、第２ペデスタル電極１２４に連結される。第２回路４１０は、ノード４５２において、フィルタメインリード線４３０にも連結される。フィルタメインリード線４３０は、ロッド４５５によって、第１ペデスタル電極１２２に連結される。第２ペデスタル電極１２４は、ロッド４６０によって、電力フィルタ４００に連結される。ロッド４５５とロッド４６０の両方が、シャフト１４４内に配置される。
【0028】
［００３６］図５は、図１の処理チャンバ１００と共に利用されうる電力フィルタ５００の別の実施形態の概略図である。この実施形態では、処理チャンバのためのＲＦ電力は上部から提供される。例えば、ガス分配プレート１１２は、ＲＦマッチ１５２によって、高周波ＲＦ生成器４１５及び低周波生成器４２０に連結される。この実施形態では、電力フィルタ５００は、第１ペデスタル電極１２２と第２ペデスタル電極１２４の両方の接地経路を変化させるために利用される。電力フィルタ５００が、接地経路を変化させることによって第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４のプラズマ特性を変化させるために使用されうる一方、ガス分配プレート１１２は電気的に浮遊状態でありうる。
【0029】
［００３７］この実施形態による電力フィルタ５００は、第１キャパシタ５０５と、第２キャパシタ５１０と、第３キャパシタ５１５とを含む。第１キャパシタ５０５及び第２キャパシタ５１０は可変キャパシタである一方、第３キャパシタ５１５は固定キャパシタである。第１キャパシタ５０５及び第２キャパシタ５１０は、第１ペデスタル電極１２２と第２ペデスタル電極１２４の一方又は両方の接地経路を変化させるチューニングノブとして、利用されうる。
【0030】
［００３８］電力フィルタ５００は、第１キャパシタ５０５とフィルタメインリード線４３０とを備える、第１回路５２０を含む。フィルタメインリード線４３０は、ロッド４５５によって、第１ペデスタル電極１２２に連結される。第１キャパシタ５０５は接地に連結される。電力フィルタ５００は、第２キャパシタ５１０と第３キャパシタ５１５とを含む、第２回路５２５も含む。第２回路５２５は、ノード４５０及びロッド４６０によって、第２ペデスタル電極１２４に連結される。第２回路５２５は、ノード４５２において、フィルタメインリード線４３０にも連結される。
【0031】
［００３９］図６Ａ－６Ｄは、第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４をチューニングするための、チューニング回路の様々な実施形態を示す概略図である。図４の電力フィルタ４００の一部分が、図６Ａ－６Ｄに図示されている。
【0032】
［００４０］図６Ａでは、高周波ＲＦ生成器４１５と低周波生成器４２０からの信号は分離され、次いで独立合成される。図６Ｂでは、高周波ＲＦ生成器４１５と低周波生成器４２０からの信号は分離され、次いで依存合成される。
【0033】
［００４１］図６Ｃ及び図６Ｄは、高周波ＲＦ生成器４１５及び低周波生成器４２０からの信号の印加を示しており、これらの信号は、分割され、次いで、必要に応じて第１ペデスタル電極１２２と第２ペデスタル電極１２４の各々に提供される。
【0034】
［００４２］図６Ｃでは、高周波信号が第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４に提供される一方、低周波信号は第１ペデスタル電極１２２にのみ提供される。ゆえに、図６Ｃでは、第２ペデスタル電極１２４に低周波信号は提供されない。
【0035】
［００４３］図６Ｄでは、低周波信号が第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４に提供される一方、高周波信号は第１ペデスタル電極１２２にのみ提供される。ゆえに、図６Ｄでは、第２ペデスタル電極１２４に高周波信号は提供されない。
【0036】
【0037】
［００４５］図７には容量性電圧分割器７００が描かれている。図７の容量性電圧分割器７００は、固定周波数のＲＦ電力である、電力入力信号７０５を受信する。第３キャパシタ４４５は、低インピーダンスを提供するものであり、第１ペデスタル電極１２２と第２ペデスタル電極１２４に同じ電圧を提供するよう調整されうる。センサ７１０は、第１ペデスタル電極１２２と第２ペデスタル電極１２４の両方に連結される。センサ７１０は、第１ペデスタル電極１２２と第２ペデスタル電極１２４の各々への電力（例えば電圧、電流、及び／又は位相）をモニタする。第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４のチューニングは、センサ７１０からの情報に基づいて調整される。
【0038】
［００４６］図８Ａには、直列に接続された第２キャパシタ４４０と第３キャパシタ４４５とを備える、電圧分割回路８００が描かれている。インダクタ８０５が、第２キャパシタ４４０と第３キャパシタ４４５との間に配置される。第３キャパシタ４４５は、第１ペデスタル電極１２２と第２ペデスタル電極１２４との間で電圧を変化させるよう調整されうる。電圧分割回路８００は、一実施形態では、直列共振回路を含む。
【0039】
［００４７］図８Ｂには、第２キャパシタ４４０及び第３キャパシタ４４５を備える電圧分割回路８１０が描かれている。インダクタ８１５は、第２キャパシタ４４０及び第３キャパシタ４４５に、並列に接続される。第３キャパシタ４４５は、第１ペデスタル電極１２２と第２ペデスタル電極１２４との間で電圧を変化させるよう調整されうる。電圧分割回路８００は、一実施形態では、並列共振回路を含む。インダクタ８１５は、より高いインピーダンスを提供しうる。
【0040】
［００４８］図８Ｃには、直列に接続された第２キャパシタ４４０（第１固定キャパシタ）と第４キャパシタ８２５（第２固定キャパシタ）とを備える、電圧分割回路８２０が描かれている。インダクタ８０５が、第２キャパシタ４４０と第４キャパシタ８２５との間に配置される。
【0041】
［００４９］図８Ｄには、並列に接続された第２キャパシタ４４０（第１固定キャパシタ）及び第４キャパシタ８２５（第２固定キャパシタ）を備える、電圧分割回路８３０が描かれている。インダクタ８１５が、第２キャパシタ４４０と第４キャパシタ８２５との間に配置される。
【0042】
［００５０］図８Ｃ及び図８Ｄでは、回路は、様々な周波数でＲＦ電力を供給する電力入力信号８３５に連結されている。電圧分割回路８２０と電圧分割回路８３０の各々は、可変キャパシタを包含せず、ＲＦ周波数をそれぞれの回路に合わせて調整して、第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４をチューニングするために利用される。
【0043】
［００５１］図９は、ロッド４５５及び４６０によってインダクタンスを打ち消すよう構成された回路９００が描かれた概略図である。回路９００は、電圧分割器（例えば、上述した電力分割回路）と第１ペデスタル電極１２２及び第２ペデスタル電極１２４との間に設けられる。回路９００は、ロッド４５５とロッド４６０にそれぞれ連結された、インダクタ９１０とインダクタ９１５とを含む。回路９００は、インダクタの各々に連結されたメッシュ間キャパシタ９２０も含む。回路９００は、各々がインダクタ９３０と固定キャパシタ９３５からなるＬＣ回路９２５の対も含む。ＬＣ回路９２５は、低周波電力を低インピーダンスで通過させることを可能にするが、ロッド４５５及び４６０の一方又は両方からのインダクタンスを無効化する静電容量を提供する。回路９００は、高周波電力についてはロッド４５５及び４６０のインダクタンスを無効化し、かつ低周波電力をブロックするために、キャパシタのうちの１つを使用しうる。高周波電力をブロックし、かつ低周波電力を通過させるためには、インダクタが利用されうる。
【0044】
［００５２］図１０は、別の実施形態による電力分割器回路１０００が描かれた概略図である。電力分割器回路１０００は、回路９００と第２回路４１０とを含む。電力分割器回路１０００はフィルタ回路１００５も含む。フィルタ回路１００５の各々は、インダクタ１０２０（低誘導性インピーダンスで低周波電力を通過させるのに利用される）と、（図示していないロッド４５５及び４６０のインダクタンスを無効化する静電容量で高周波電力を通過させるための）キャパシタ１０２５とを含む。フィルタ回路１００５の各々は、並列ＬＣ回路として構成される。
【0045】
［００５３］本開示の利点は、基板のエッジに隣接したプラズマの制御の向上を含む。プラズマ制御の向上により、プラズマ均一性が増大することになる。
【0046】
［００５４］上記の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱しなければ、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は以下の特許請求の範囲によって決まる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図9】
【図10】