特許 7518925 半導体処理チャンバにおけるＲＦ周波数制御及びＲＦ接地経路リターン

(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】2024-07-09

(45)【発行日】2024-07-18

(54)【発明の名称】半導体処理チャンバにおけるＲＦ周波数制御及びＲＦ接地経路リターン

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20240710BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20240710BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 105A

H01L21/302 101B

H05H1/46 M

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2022576099

(86)(22)【出願日】2021-06-10

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-11

(86)【国際出願番号】 US2021036887

(87)【国際公開番号】W WO2021252812

(87)【国際公開日】2021-12-16

【審査請求日】2023-02-02

(31)【優先権主張番号】16/899,326

(32)【優先日】2020-06-11

(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】フランクリン， ティモシー ジョセフ

(72)【発明者】

【氏名】ディンサ， ラジンダー

(72)【発明者】

【氏名】ビョン， ダニエル サング

(72)【発明者】

【氏名】ウォン， カーラトン

(72)【発明者】

【氏名】ペリー， ジョセフ

(72)【発明者】

【氏名】ロジャーズ， ジェームズ ヒュー

【審査官】鈴木 智之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０３７８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００２１０３０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１２６１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０１５５３４（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】

エッチング処理チャンバ内で基板を処理する方法であって、
前記エッチング処理チャンバの処理空間内にプラズマを発生させるために、第１の期間にわたって、約２００ｋＨｚから約７００ｋＨｚの第１の周波数でＲＦ電力を、ＲＦバイアス電源から、前記エッチング処理チャンバの基板支持体において配置された下部電極へパルス供給することであって、コンダクタンスライナが、前記エッチング処理チャンバの上部電極のための接地経路を設けるために前記処理空間を囲む、ＲＦ電力をパルス供給することと、
前記第１の期間にわたって、約２ＭＨｚから約１３．５６ＭＨｚの第２の周波数でＲＦ電力を前記ＲＦバイアス電源から前記下部電極へパルス供給することと、
前記ＲＦバイアス電源からＲＦ電力をパルス供給する前に、前記コンダクタンスライナの可動部分を垂直方向に動かし、前記可動部分を前記コンダクタンスライナの固定部分で封止し、プラズマを前記コンダクタンスライナ内に閉じ込めることと、
を含み、
前記固定部分は、第１の固定部分、及び該第１の固定部分よりも外径が小さい第２の固定部分を有し、前記可動部分の内径は、前記第２の固定部分の外径よりも大きい、方法。

【請求項2】

前記第１の期間にわたって、約１３．５６ＭＨｚから約１２０ＭＨｚの第３の周波数でＲＦ電力を前記ＲＦバイアス電源から前記下部電極へパルス供給することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１の周波数、前記第２の周波数、及び前記第３の周波数のうちの少なくとも２つが、同期的にパルス供給される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記第３の周波数が約４０ＭＨｚである、請求項２に記載の方法。

【請求項5】

前記第１の周波数が約４００ｋＨｚである、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記第２の周波数が約２ＭＨｚである、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記第１の期間が、前記第１の周波数及び前記第２の周波数のうちの少なくとも１つのパルス持続時間と一致する、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記コンダクタンスライナの前記可動部分を垂直方向に動かして、前記可動部分を前記固定部分から分離して、基板が前記処理空間に出入りすることを促進することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

エッチング処理チャンバであって、
内部に処理空間を有する処理チャンバ、
前記処理空間を囲み、Ｃ字型プロファイルを有するコンダクタンスライナ、及び
前記処理空間内に配置された基板支持アセンブリであって、電源に連結された静電チャックアセンブリと、同時に２つ以上の周波数でＲＦ電力を前記基板支持アセンブリに供給するためのＲＦバイアス電源に連結された下部電極とを含む、基板支持アセンブリ
を備え、
前記コンダクタンスライナが、
少なくとも１つの固定部分、
前記処理チャンバの壁における基板移送スロットを露出するように構成された可動部分、及び
前記コンダクタンスライナの前記可動部分を垂直方向に動かすために前記コンダクタンスライナの前記可動部分に取り付けられたアクチュエータを有するリフトアセンブリ
を備え、
前記固定部分は、第１の固定部分、及び該第１の固定部分よりも外径が小さい第２の固定部分を有し、前記可動部分の内径は、前記第２の固定部分の外径よりも大きい、エッチング処理チャンバ。

【請求項10】

前記アクチュエータが、前記可動部分と前記基板支持アセンブリとの間の電気的絶縁を設ける、請求項９に記載のエッチング処理チャンバ。

【請求項11】

前記コンダクタンスライナが、ポリシリコン、ケイ素、炭化ケイ素、単結晶シリコン、炭化ケイ素でコーティングされたアルミニウム、又はポリシリコンでコーティングされたアルミニウムで製作される、請求項９に記載のエッチング処理チャンバ。

【請求項12】

前記処理空間に連結されたガス通路を有する上部電極をさらに備え、前記コンダクタンスライナが、前記上部電極の周りに配置される、請求項９に記載のエッチング処理チャンバ。

【請求項13】

前記コンダクタンスライナの前記少なくとも１つの固定部分が、前記処理チャンバの上部に第１の水平部分を有し、前記コンダクタンスライナの前記可動部分が、垂直部分及び第２の水平部分を有し、前記垂直部分は、前記可動部分が上昇させられたときに、前記固定部分と相互作用するように構成され、前記第２の水平部分は、前記可動部分が上昇させられたときに、端部リングと相互作用して、前記処理チャンバ内のＲＦ接地リターン経路を完成させるように構成されている、請求項９から１２のいずれか一項に記載のエッチング処理チャンバ。

【請求項14】

前記コンダクタンスライナ及び前記基板支持アセンブリとインターフェース接続する端部リングをさらに備えている、請求項９から１２のいずれか一項に記載のエッチング処理チャンバ。

【請求項15】

前記コンダクタンスライナの前記少なくとも１つの固定部分が、第１の水平部分及び第１の垂直部分を有し、前記コンダクタンスライナの前記可動部分が、第２の垂直部分及び第２の水平部分を有し、前記第２の垂直部分は、前記可動部分が上昇させられたときに、前記第１の垂直部分と相互作用するように構成され、前記第２の水平部分は、前記可動部分が上昇させられたときに、前記端部リングと相互作用して、前記処理チャンバ内のＲＦ接地リターン経路を完成させるように構成されている、請求項１４に記載のエッチング処理チャンバ。

【請求項16】

前記ＲＦバイアス電源が、約２００ｋＨｚから約７００ｋＨｚの第１の周波数を供給し、約２ＭＨｚから約１３．５６ＭＨｚの第２の周波数を供給し、前記第１の周波数及び前記第２の周波数が、同時に供給されるように構成されている、請求項９から１２のいずれか一項に記載のエッチング処理チャンバ。

【請求項17】

前記ＲＦバイアス電源が、約１３．５６ＭＨｚから約６０ＭＨｚの第３の周波数を供給する、請求項１６に記載のエッチング処理チャンバ。

【請求項18】

前記第３の周波数が、前記第１の周波数及び前記第２の周波数と同時に供給されるように構成されている、請求項１７に記載のエッチング処理チャンバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］本原理の実施形態は、概して、半導体処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］半導体デバイスの製造に使用される堆積チャンバ及びエッチングチャンバは、処理されるあらゆる基板に対して一定のかつ均一な結果を生じさせる必要がある。処理をさらに向上させるために、材料の堆積及びエッチングの両方においてプラズマを使用することができる。プラズマは、誘導結合又は容量結合によって生成することができる。容量結合プラズマチャンバでは、チャンバの処理空間内で生成されたプラズマを収容し、ＲＦ接地リターン経路を設けるために、コンダクタンスライナ（ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ ｌｉｎｅｒ）が使用される。閉じ込められていないプラズマは、チャンバ壁上にエッチング副生成物堆積を生じさせ、チャンバ壁もエッチングしてしまう恐れがある。チャンバ壁上のエッチング副生成物堆積により、処理がドリフトしてしまう場合がある。コンダクタンスライナは、概して、基板移送スロットによって遮られたところを除いて、処理空間を囲む。基板移送スロットは、ロボットアームが基板をプラズマチャンバの処理空間の内外に配置することを可能にする。本発明者らは、基板移送スロットの存在が、処理中の基板上への堆積の均一性を妨げることも認識している。

【0003】

［０００３］したがって、本発明者らは、基板上への堆積の均一性を向上させる、改善された方法及び装置を提供する。

【発明の概要】

【0004】

［０００４］ここでは基板を処理する方法及び装置が提供される。幾つかの実施形態では、エッチング処理チャンバ内で基板を処理する方法は、エッチング処理チャンバの処理空間内にプラズマを発生させるために、第１の期間にわたって、約２００ｋＨｚから約７００ｋＨｚの第１の周波数でＲＦ電力を、ＲＦバイアス電源から、エッチング処理チャンバの基板支持体において配置された下部電極へパルス供給することを含み、コンダクタンスライナは、エッチング処理チャンバの上部電極のための接地経路を設けるために処理空間を囲む。

【0005】

［０００５］第１の期間にわたって、約２ＭＨｚから約１３．５６ＭＨｚの第２の周波数でＲＦ電力をＲＦバイアス電源から下部電極へパルス供給する。

【0006】

［０００６］幾つかの実施形態では、エッチング処理チャンバは、内部に処理空間を有する処理チャンバと、処理空間を囲み、Ｃ字型プロファイルを有するコンダクタンスライナと、処理空間内に配置された基板支持アセンブリであって、電源に連結された静電チャックアセンブリ、及び同時に２つ以上の周波数でＲＦ電力を基板支持アセンブリに供給するためにＲＦバイアス電源に連結された下部電極を含む、基板支持アセンブリとを含む。

【0007】

［０００７］幾つかの実施形態では、内部に処理空間を画定する処理チャンバと、処理空間を囲むコンダクタンスライナと、処理空間内に配置された基板支持体であって、基板支持体が、パックの中に埋め込まれ、チャッキング電源に連結された第１の電極、及びパックの中に埋め込まれ、第２のＲＦ電源に連結された第２の電極を含むパックを含み、第２のＲＦ電源が、約２００ｋＨｚから約７００ｋＨｚの第１の周波数を供給し、約２ＭＨｚから約１３．５６ＭＨｚの第２の周波数を供給し、第１の周波数及び第２の周波数が、同時に供給されるように構成された、基板支持体と、処理空間に連結されたガス通路を有する上部電極であって、コンダクタンスライナが、上部電極の周りに配置される、上部電極とを有する。

【0008】

［０００８］他の実施形態及びさらなる実施形態を以下に開示する。

【0009】

［０００９］上記で簡潔に要約されており、かつ以下で詳述する本原理の実施形態は、付随する図面に示している本原理の例示的な実施形態を参照することにより理解することができる。しかし、本原理は他の等しく有効な実施形態を許容し得ることから、付随する図面は、本原理の典型的な実施形態のみを例示しており、ゆえに、範囲を限定するものと見なすべきではない。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本原理の幾つかの実施形態に係る、半導体処理のための処理チャンバの断面図を示す。

【図2】本原理の幾つかの実施形態に係る、可動コンダクタンスライナを有する処理チャンバの断面図を示す。

【図3】本原理の幾つかの実施形態に係る、下降位置の可動コンダクタンスライナを有する処理チャンバの断面図を示す。

【図4】本原理の幾つかの実施形態に係る、可動部分の処理チャンバの断面図を示す。

【図5】本原理の幾つかの実施形態に係る、割れた垂直側壁を備えた可動コンダクタンスライナを有する処理チャンバの断面図を示す。

【図6】本原理の幾つかの実施形態に係る、割れた垂直側壁を備えた可動部分の断面図を示す。

【図7】本原理の幾つかの実施形態に係る、可動垂直側壁を備えた可動コンダクタンスライナを有する処理チャンバの断面図を示す。

【図8】本原理の幾つかの実施形態に係る、可動部分の断面図を示す。

【図9】本原理の幾つかの実施形態に係る、ツーピース可動コンダクタンスライナの等角図を示す。

【図10】本原理の幾つかの実施形態に係る、割れた垂直側壁可動コンダクタンスライナの等角図を示す。

【図11】本原理の幾つかの実施形態に係る、スリーピース可動コンダクタンスライナの等角図を示す。

【図12】本原理の幾つかの実施形態に係る、可動コンダクタンスライナを有する処理チャンバを洗浄する方法を示す。

【図13】本原理の幾つかの実施形態に係る、エッチング処理チャンバ内で基板を処理する方法である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［００２３］理解を容易にするために、可能な場合には、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。図は縮尺どおりには描かれておらず、分かりやすくするために簡略化されることがある。ある実施形態の要素及び特徴は、さらなる記述がなくても、他の実施形態に有益に組み込まれ得る。

【0012】

［００２４］ここに記載された方法及び装置は、プラズマ処理チャンバ内の改善された堆積均一性をもたらす。ＲＦバイアス電源は、ＲＦ電力をプラズマ処理チャンバの下部電極へ供給する。ＲＦバイアス電源は、堆積又はエッチングを有利に改善するために、第１の期間にわたって、種々のＲＦ電力を下部電極へ供給するように構成された混合周波数ＲＦ電源である。幾つかの実施形態では、ＲＦバイアス電源は、第１の期間にわたって、２つ以上の周波数で基板を処理するように構成されている。

【0013】

［００２５］プラズマ閉じ込めライナ又はコンダクタンスライナは、プラズマ処理チャンバの処理空間内にプラズマを保持することを容易にし、処理中にＲＦ接地リターン経路を設ける。ここに提供される閉じ込めライナの実施形態は、閉じ込めライナを通した流動コンダクタンスの強化をさらにもたらす。幾つかの実施形態では、閉じ込めライナを導電性の材料から製作することができ、これにより、プラズマが閉じ込めライナと接触しているときに、ＲＦ電源のための接地経路リターンが設けられる。

【0014】

［００２６］本発明者は、コンダクタンスライナにおけるＲＦ接地リターン経路のいかなる中断も、堆積中に均一性の問題を引き起こすことを見出した。本発明者は、基板を処理チャンバの処理空間の内外に配置するために使用される基板移送スロットは、基板移送スロットがコンダクタンスライナを突き破るとき、均一性の問題の主な要因であることを見出した。基板移送スロットは、コンダクタンスライナの内表面の滑らかさを壊し、コンダクタンスライナを通る電流の流れに影響を及ぼす。プラズマを均一かつ一定に生成するためには、処理空間は、コンダクタンスライナに、滑らかで均一な内表面と均一な厚さとを提供すべきであり、これにより、ＲＦリターンのための均一な電流経路が設けられる。本原理の方法及び装置は、滑らかで途切れのない内表面とすべての垂直壁の均一な厚さの両方を設ける３６０度コンダクタンスライナを提供し、堆積の均一性をさらに向上させる。

【0015】

［００２７］本原理の方法及び装置は、例えば、図１に示されるように、容量結合プラズマチャンバに適用することができる。図１は、基板支持アセンブリ１０４及び上部電極１０６を含む処理チャンバ１０２の断面図１００を示す。基板１０５が、基板支持アセンブリ１０４上に配置される。端部リング１０８が基板１０５の周りに配置され、コンダクタンスライナ１１０及び基板支持アセンブリ１０４とインターフェース接続する。上部電極１０６、コンダクタンスライナ１１０、及び端部リング１０８は、処理空間１１２を画定するのに役立つ。幾つかの実施形態では、コンダクタンスライナ１１０を導電性の材料から製作することができ、これにより、プラズマがコンダクタンスライナ１１０と接触しているときに、ＲＦ電源のための接地経路が設けられる。例えば、幾つかの実施形態では、コンダクタンスライナ１１０は、０．０１オーム／ｃｍ以下の電気抵抗率を有する材料から製作される。幾つかの実施形態では、コンダクタンスライナ１１０は、処理中の基板の汚染を低減又は防止する材料から製作され得る。

【0016】

［００２８］基板支持アセンブリ１０４は、第１の導体１１８を介して、電源１１６に電気的に接続された静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリ１１４を含む。電源１１６は、例えば、基板を基板支持アセンブリ１０４に静電的にクランプするために、ＤＣ電圧をＥＳＣアセンブリ１１４に供給する。基板支持アセンブリ１０４は、ＲＦバイアス整合ネットワーク１２４を介して、ＲＦバイアス電源１２２に、第２の導体１２６を介して電気的に接続される下部電極１２０をさらに含む。上部電極１０６は、ＲＦ整合ネットワーク１３０を介して、ＲＦ電源１２８に電気的に接続される。幾つかの実施形態では、ＲＦ電源１２８は、約２ＭＨｚから約１２０ＭＨｚの周波数でＲＦ電力を供給するように構成されている。幾つかの実施形態では、上部電極１０６が接地される。上部電極１０６は、ガス供給源１３２に流体接続されたガス通路１３４をさらに含み得る。幾つかの実施形態では、上部電極１０６は、コンダクタンスライナ１１０と同じ材料から製作される。真空ポンプ１３６は、処理チャンバ１０２から副生成物及び／又はガスを除去するのに役立つ。

【0017】

［００２９］幾つかの実施形態では、ＲＦバイアス電源１２２は、堆積又はエッチングを有利に改善するために、複数の周波数（例えば、２つの周波数、３つの周波数など）で複数の電力レベルを供給する混合周波数ＲＦ電源である。コントローラ１４０を介して、第１の期間にわたって、複数の周波数を個々にパルス供給、位相調整、かつ／又はデューティサイクル、デューティサイクル制御することができる（以下でより詳細に説明する）。さらに、第１の期間にわたって、複数の周波数を同期的に又は非同期的にパルス供給することができる。複数の周波数の各々は、パルス持続時間、パルス「オン」時間、パルス「オフ」時間、パルス周波数、及びパルスデューティサイクルを有するパルスエンベロープ（ｐｕｌｓｅ ｅｎｖｅｌｏｐｅ）を有し得る。パルス持続時間は、パルス「オン」時間とパルス「オフ」時間の合計である。各周波数についてのパルスデューティサイクルは、パルス「オン」時間をパルス持続時間で割ったものである。幾つかの実施形態では、第１の期間は、複数の周波数のうちの１つのパルス持続時間と一致し得る。幾つかの実施形態では、第１の期間は、複数の周波数のいずれかのパルス持続時間より長いことがある。

【0018】

［００３０］幾つかの実施形態では、複数の周波数は、同一の位相及びデューティサイクルを有し、ひいては周波数間の位相差がゼロになるように、共に同期される。幾つかの実施形態では、複数の周波数は、例えば、それぞれ０°、９０°、１８０°、及び２７０°の位相差を有するように位相が変化する。位相差は、第２のパルス出力が第１のパルス出力にどれだけ遅れるかによって定義される。幾つかの実施形態では、ＲＦ電力エンベロープの位相のリード又は遅れを制御することによってプラズマをパルス供給する間に、エッチング速度を高めることができる。幾つかの実施形態では、ＲＦ電源１２８、及びＲＦバイアス電源１２２によって供給される複数の周波数が、個々に、位相ずれして、又は変化するデューティサイクルでパルス供給されるとき、変化する周波数の種々のプラズマダイナミクスが、パルス全体にわたって、より良好なプラズマ充填を可能にする。

【0019】

［００３１］幾つかの実施形態では、ＲＦバイアス電源１２２が、第１の期間にわたって、高周波数電力及び低周波数電力の両方の二重周波数電力を供給することができる。二重周波数ＲＦ電源、特にＲＦバイアス電源１２２の利用は、膜堆積を改善する。約２００ｋＨｚから約２．０ＭＨｚの第１の周波数（例えば、低周波数）は、堆積された膜への種の注入を改善するが、約２．０ＭＨｚから約１２０ＭＨｚの第２の周波数（例えば、高周波数）は、イオン化、及び膜の堆積又はエッチング速度を向上させる。幾つかの実施形態では、第１の周波数は、約４００ｋＨｚである。幾つかの実施形態では、第２の周波数は、約２．０ＭＨｚである。第１の周波数及び第２の周波数は、同期的にパルス供給されてもよく、又は非同期的に（例えば、位相ずれして）パルス供給されてもよい。

【0020】

［００３２］幾つかの実装形態では、ＲＦバイアス電源１２２は、堆積又はエッチングを有利に改善するために、第１の期間にわたって、３つの異なる周波数でＲＦ電力を基板支持アセンブリ１０４へ供給するように構成された混合周波数ＲＦ電源である。一実施例では、ＲＦバイアス電源１２２は、イオンエネルギー分布を改善するために、第１の期間にわたって約２００ｋＨｚから約７００ｋＨｚの第１の周波数を供給し、堆積された膜への種の注入を改善するために、第１の期間にわたって約２ＭＨｚから約１３．５６ＭＨｚの第２の周波数を供給し、イオン化及び膜の堆積又はエッチング速度を向上させるために、第１の期間にわたって約１３．５６ＭＨｚから約１２０ＭＨｚの第３の周波数を供給する。幾つかの実施形態では、第１の周波数は、約３５０ｋＨｚから約４５０ｋＨｚである。幾つかの実施形態では、第１の周波数は、約４００ｋＨｚである。幾つかの実施形態では、第１の周波数がパルス供給される。幾つかの実施形態では、第２の周波数は、約２ＭＨｚから約６ＭＨｚである。幾つかの実施形態では、第２の周波数がパルス供給される。幾つかの実施形態では、第３の周波数は、約３５ＭＨｚから約４５ＭＨｚである。幾つかの実施形態では、第３の周波数は、約４０ＭＨｚである。幾つかの実施形態では、第３の周波数がパルス供給される。

【0021】

［００３３］幾つかの実施形態では、第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数が、同期的にパルス供給され得る。幾つかの実施形態では、第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数のうちの２つの周波数が、同期的にパルス供給され得るが、第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数のうちの残りの周波数が他の２つの周波数と非同期的に（例えば、位相ずれして）パルス供給される。幾つかの実施形態では、第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数がすべて互いに対して非同期的に（例えば、位相ずれして）パルス供給される。

【0022】

［００３４］ＲＦ電源１２８及びＲＦバイアス電源１２２の一方又は両方が、処理空間１１２内にプラズマを生成又は維持するように利用される。例えば、ＲＦバイアス電源１２２は堆積プロセス中に利用されてもよく、ＲＦ電源１２８はエッチングプロセス中に利用されてもよい。幾つかの堆積プロセスでは、ＲＦ電源１２８は、ＲＦバイアス電源１２２と併せて使用される。堆積又はエッチングプロセスの間、ＲＦ電源１２８及びＲＦバイアス電源１２２の一方又は両方が、処理空間１１２内に約１００ワット（Ｗ）から約２０，０００Ｗの電力を供給し、前駆体ガスのイオン化を促進する。ここに記載する他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、ＲＦ電源１２８及びＲＦバイアス電源１２２のうちの少なくとも１つがパルス化される。

【0023】

［００３５］コントローラ１４０は、処理チャンバ１０２に関連付けられた他のコンピュータ（又はコントローラ）を介した直接制御又は間接制御を用いて、処理チャンバ１０２の動作を制御する。動作中、コントローラ１４０は、処理チャンバ１０２及び周辺システムからのデータ収集及びフィードバックを可能にし、処理チャンバ１０２の性能を最適化する。例えば、コントローラ１４０は、処理チャンバ１０２内での基板１０５の処理のための処理レシピを受信するように構成され、第１の期間にわたって下部電極１２０に供給される複数の周波数の各々のパルス持続時間、位相、及びデューティサイクルを個々に制御するように構成され得る。コントローラ１４０は、ＲＦバイアス電源１２２及びＲＦ電源１２８によって供給される複数の周波数の間の、所望の位相のリード若しくは遅れの関係性及び／又はデューティサイクル関係性を生成するために、複数の周波数の各々に対してパルス制御信号を印加するようにプログラム可能である。コントローラ１４０は、概して、中央処理装置（ＣＰＵ）１４２、メモリ１４４、及び支持回路１４６を含む。ＣＰＵ１４２は、産業用設定で使用できる任意の形態の汎用コンピュータプロセッサであり得る。支持回路１４６は、慣例的にＣＰＵ１４２に連結され、キャッシュ、クロック回路、入出力サブシステム、電源等を含み得る。後述の方法などのソフトウェアルーチンは、メモリ１４４内に記憶することができ、ＣＰＵ１４２によって実行されると、ＣＰＵ１４２を特殊用途コンピュータ（コントローラ１４０）に変換する。ソフトウェアルーチンは、処理チャンバ１０２から遠隔に位置する第２のコントローラ（図示せず）によってさらに格納かつ／又は実行することができる。

【0024】

［００３６］メモリ１４４は、命令を含むコンピュータ可読記憶媒体の形態をとり、この命令は、ＣＰＵ１４２によって実行されると、半導体プロセス及び装置の動作を促進する。メモリ１４４内の命令は、本原理の方法を実施するプログラムなどのプログラム製品の形態をとる。プログラムコードは、数々の異なるプログラミング言語のうちの任意の１つに適合し得る。一実施例では、本開示は、コンピュータシステムとの使用のために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施されてもよい。プログラム製品の１つ又は複数のプログラムは、態様（ここに記載された方法を含む）の機能を規定する。例示的なコンピュータ可読記憶媒体には、情報が永久的に記憶される書込み不能な記憶媒体（例えば、ＣＤ－ＲＯＭドライブ、フラッシュメモリ、ＲＯＭチップ、又は任意の種類のソリッドステート不揮発性半導体メモリによって読み出し可能なＣＤ－ＲＯＭディスクなどのコンピュータ内の読出し専用メモリデバイス）、及び変更可能な情報が記憶される書き込み可能な記憶媒体（例えば、ディスケットドライブ若しくはハードディスクドライブ内のフロッピーディスク、又は任意の種類のソリッドステート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。このようなコンピュータ可読記憶媒体は、ここに記載された方法の機能を方向付けるコンピュータ可読指令を運ぶ際には、本原理の態様である。

【0025】

［００３７］コンダクタンスライナ１１０は、プラズマを内部に閉じ込めるために、基板支持アセンブリ１０４及び上部電極１０６のうちの少なくとも１つの周りのプロセス空間１１２内に配置される。幾つかの実施形態では、コンダクタンスライナ１１０は、ポリシリコン、ケイ素、炭化ケイ素、単結晶シリコン、炭化ケイ素でコーティングされたアルミニウム、ポリシリコンでコーティングされたアルミニウムなどの材料から形成され、処理される基板上の汚染を有利に低減する。コンダクタンスライナ１１０は、上方ライナ１６０及び下方ライナ１６２を含み得る。幾つかの実施形態では、上方ライナ１６０が下方ライナ１６２の上に載っかっている。幾つかの実施形態では、上方ライナ１６０及び下方ライナ１６２が一体的に形成されている。幾つかの実施形態では、下方ライナ１６２が上方ライナ１６０から径方向内側に延在し、コンダクタンスライナ１１０はＣ字型プロファイルを有する。幾つかの実施形態では、上方ライナ１６０の内径は、下方ライナ１６２の内径よりも大きい。下方ライナ１６２は、下方ライナ１６２の周りに配置された複数の径方向スロットを含み、真空ポンプ１３６への流路を設ける。

【0026】

［００３８］図１の実施例では、基板移送スロット１３８がコンダクタンスライナ１１０を突き破り、コンダクタンスライナの内表面１１１及び導電性を途絶えさせ、堆積の均一性の問題を引き起こす。図２の断面図２００では、この突き破った状態がなくなり、図１のコンダクタライナ１１０は、固定部分２１０Ａ及び可動部分２１０Ｂを備えた可動コンダクタライナ２１０に置き換えられている。幾つかの実施形態では、固定部分２１０Ａ及び可動部分２１０Ｂは、互いに接触しているときにＣ字型プロファイルを形成する。基板移送スロット２４８は、処理チャンバ１０２の外壁１０３に再配置されており、もはや可動コンダクタンスライナ２１０を突き破ることはない。幾つかの実施形態では、可動コンダクタライナ２１０の固定部分２１０Ａは、上部電極１０６を囲む円形形状のフラットリング（図９のビュー９００、２１０Ａを参照）である。幾つかの実施形態では、可動コンダクタライナ２１０の可動部分２１０Ｂは、基板支持アセンブリ１０４を囲むＬ字形のプロファイル（図４の４１０Ｂ、及び図９のビュー９００、２１０Ｂを参照）を有する円形形状である。可動部分２１０Ｂは、可動部分２１０Ｂの垂直部分２６２の上端２６０において固定部分２１０Ａと電気接触する。可動部分２１０Ｂは、可動部分２１０Ｂの水平部分２６６の上面２６４で端部リング１０９と電気接触する。可動部分２１０Ｂは、リフトアセンブリ２５０によって駆動されるアクチュエータ２５２に取り付けられる。可動コンダクタンスライナ２１０の少なくとも一部は、単結晶シリコン、ポリシリコン、炭化ケイ素、ケイ素と炭化ケイ素との組み合わせ、炭化ケイ素でコーティングされたアルミニウム、ポリシリコンでコーティングされたアルミニウムなどの材料から形成され得る。リフトアセンブリ２５０及びアクチュエータ２５２は、可動部分２１０Ｂに垂直運動２５４を与える。リフトアセンブリ２５０は、モータによって、又は気圧駆動式ピストンアセンブリ（図示せず）によって動作し得る。幾つかの実施形態では、１つより多くのアクチュエータ２５２及びリフトアセンブリ２５０を使用して、可動部分２１０Ｂに垂直運動を与えることができる。リフトアセンブリ２５０は、基板支持アセンブリ１０４に組み込まれてもよく、かつ／又は基板支持アセンブリ１０４とは独立して組み込まれてもよい。幾つかの実施形態では、アクチュエータ２５２が、可動部分２１０Ｂと基板支持アセンブリ１０４との間に電気的絶縁を設け得る。

【0027】

［００３９］図３は、可動コンダクタンスライナ２１０が下降位置２５８にある処理チャンバ１０２の断面図３００である。幾つかの実施形態では、可動コンダクタンスライナ２１０の可動部分２１０Ｂは、固定部分２１０Ａ及び／又は端部リング１０８との電気接触を改善するために、１つ又は複数のＲＦガスケット２５６Ａ、２５６Ｂを有し得る。ＲＦガスケット２５６Ａ、２５６Ｂは、ステンレス鋼材料から作られたＯリングであってもよく、可動部分２１０Ｂの周縁部全体の周りに密接な電気接触を形成するように圧縮可能である。可動部分２１０Ｂが下降位置２５８にあるとき、基板移送スロットは、基板を処理チャンバ１０２内へ配置２６０することを可能にするように利用可能である。基板支持アセンブリ１０４上に基板を配置した後、リフトアセンブリ２５０及びアクチュエータ２５２は、ＲＦガスケット２５６Ａ、２５６Ｂが固定部分２１０Ａ及び端部リング１０８に対して圧縮されるまで、可動部分２１０Ｂを上方に動かす。コントローラ１４０は、プロセスを制御し、かつ／又は、可動部分２１０Ｂがいつ下降させられたか及び／若しくは可動部分２１０Ｂがいつ上昇位置にあるかを知るためにフィードバックを受信することができる。図４は、幾つかの実施形態に係る可動部分４１０Ｂの断面図３７０を示す。可動部分４１０Ｂは、第１のＲＦガスケット４５６Ａのために、垂直部分４７２の上端４６０に第１の凹部４６２Ａを有し、第２のＲＦガスケット４５６Ｂのために、水平部分４７０の上面４６４に第２の凹部４６２Ｂを有する。

【0028】

［００４０］図５は、幾つかの実施形態に係る、分割された垂直側壁を備えた可動コンダクタンスライナ５１０を有する処理チャンバ１０２の断面図５００を示す。可動コンダクタンスライナ５１０の固定部分５１０Ａは、処理チャンバ１０２の上部における第１の水平部分５１０Ｃ、及び第１の垂直部分５１０Ｄを有し、Ｌ字型のプロファイルを形成する（図１０のビュー１０００、５１０Ｃ、５１０Ｄを参照）。可動部分５１０Ｂは、第２の水平部分５１０Ｆ及び第２の垂直部分５１０Ｅを有し、Ｌ字型のプロファイルを形成する（図１０の５１０Ｅ、５１０Ｆ参照）。幾つかの実施形態では、固定部分５１０Ａ及び可動部分５１０Ｂは、接触しているときにＣ字型プロファイルを形成する。固定部分５１０Ａの第１の垂直部分５１０Ｄ、及び第２の垂直部分５１０Ｅは、同じ高さを有してもよく、又は有さなくてもよい。可動部分５１０Ｂが下降位置５５８にあるとき、基板は、基板支持アセンブリ１０４内に配置されるか、又は基板支持アセンブリ１０４から取り除かれ得る。可動コンダクタンスライナ５１０の少なくとも一部は、単結晶シリコン、ポリシリコン、炭化ケイ素、ケイ素と炭化ケイ素との組み合わせ、炭化ケイ素でコーティングされたアルミニウム、ポリシリコンでコーティングされたアルミニウムなどの材料から形成され得る。図６は、幾つかの実施形態に係る可動部分５１０Ｂの断面図５７０を示す。可動部分５１０Ｂは、第１のＲＦガスケット６５６Ａのために、垂直部分６７２の上端６６０に第１の凹部６６２Ａを有し、第２のＲＦガスケット６５６Ｂのために、水平部分６７０の上面６６４に第２の凹部６６２Ｂを有する。

【0029】

［００４１］図７は、幾つかの実施形態に係る、可動部分７１０Ｂを備えた可動コンダクタンスライナ７１０を有する処理チャンバ１０２の断面図７００を示す。幾つかの実施形態では、可動コンダクタンスライナ７１０は、１つより多くの固定部分、すなわち、第１の固定部分７１０Ａ及び第２の固定部分７１０Ｃを有する（図１１の７１０Ａ、７１０Ｃを参照）。可動部分７１０Ｂには、リフトアセンブリ２５０からのアクチュエータ７５２が取り付けられる。可動部分７１０Ｂが下降位置７５８にあるとき、基板は、基板支持アセンブリ１０４内に配置されるか、又は基板支持アセンブリ１０４から取り除かれ得る。可動コンダクタンスライナ７１０の少なくとも一部は、単結晶シリコン、ポリシリコン、炭化ケイ素、ケイ素と炭化ケイ素との組み合わせ、炭化ケイ素でコーティングされたアルミニウムなどの材料から形成され得る。図１１のビュー１１００に示すように、可動部分７１０Ｂの内径１１０４は、第２の固定部分７１０Ｃの外径１１０２よりも大きい。直径の違いにより、可動部分７１０Ｂは、無接触のまま第２の固定部分７１０Ｃを通り過ぎることが可能であり、上昇位置にあるときに第２のＲＦガスケット２５６Ｂに接触する。図８は、幾つかの実施形態に係る可動部分７１０Ｂの断面図７７０を示す。可動部分７１０Ｂは、第１のＲＦガスケット８５６Ａのために、垂直部分８７２の上端８６０に第１の凹部８６２Ａを有し、第２のＲＦガスケット８５６Ｂのために、垂直部分８７２の側壁８６４に第２の凹部８６２Ｂを有する。

【0030】

［００４２］上述の装置は、処理チャンバの洗浄中にも利用され得る。図１２は、幾つかの実施形態による、コンダクタンスライナを有する処理チャンバを洗浄する方法１２００を示す。可動コンダクタンスライナを備えることのさらなる利点は、ＲＦ接地リターン経路を破断するために、可動コンダクタンスライナが移動可能であることである。可動コンダクタンスライナの少なくとも一部は、単結晶シリコン、ポリシリコン、炭化ケイ素、ケイ素と炭化ケイ素との組み合わせ、炭化ケイ素でコーティングされたアルミニウム、ポリシリコンでコーティングされたアルミニウムなどの材料から形成され得る。ブロック１２０２では、コンダクタンスライナの可動部分を下降させて、コンダクタンスライナの少なくとも１つの非可動部分及び／又は基板支持アセンブリとの電気接触を切断する。ブロック１２０４では、ＲＦ接地リターン経路がない状態で、プラズマが処理チャンバの処理空間内で生成される。ブロック１２０６では、コンダクタンスライナをプラズマで加熱し、堆積物を除去する。ＲＦガスケットを有する幾つかの実施形態では、ＲＦガスケットは、洗浄プロセス中にコンダクタンスライナと共に洗浄される。洗浄プロセスは、部品の寿命延長と、さらに堆積の均一性の維持を容易にする。

【0031】

［００４３］上述の装置は、例えば、エッチングプロセスの間に利用され得る。図１３は、幾つかの実施形態に係る、エッチング処理チャンバ（例えば、処理チャンバ１０２）内で基板を処理する方法１３００である。１３０２では、方法１３００は、第１の期間にわたって、約２００ｋＨｚから約７００ｋＨｚの第１の周波数でＲＦ電力を、ＲＦバイアス電源から下部電極へパルス供給することを含む。コンダクタンスライナ（例えば、コンダクタンスライナ１１０）は、処理空間を囲み、ＲＦ電源のための接地経路を設ける。基板支持体（例えば、基板支持アセンブリ１０４）は、エッチング処理チャンバ内に配置され、電源（例えば、電源１１６）に連結された静電チャックアセンブリ（例えば、ＥＳＣアセンブリ１１４）、及び基板支持体に埋め込まれ、ＲＦバイアス電源（例えば、ＲＦバイアス電源１２２）に連結された下部電極（例えば、下部電極１２０）を含む。

【0032】

［００４４］１３０４では、方法は、第１の期間にわたって、約２ＭＨｚから約１３．５６ＭＨｚの第２の周波数でＲＦ電力を、ＲＦバイアス電源から下部電極へパルス供給することを含む。任意選択的に、１３０６では、方法は、第１の期間にわたって、約１３．５６ＭＨｚから約１２０ＭＨｚの第３の周波数でＲＦ電力を、ＲＦバイアス電源から下部電極へパルス供給することを含む。幾つかの実施形態では、第１の周波数は、約３００ｋＨｚから約５００ｋＨｚである。幾つかの実施形態では、第１の周波数は、約４００ｋＨｚである。幾つかの実施形態では、第２の周波数は、約１ＭＨｚから約３ＭＨｚである。幾つかの実施形態では、第２の周波数は、約２ＭＨｚである。幾つかの実施形態では、第３の周波数は、約３０ＭＨｚから約６０ＭＨｚである。幾つかの実施形態では、第３の周波数は、約４０ＭＨｚである。ＲＦバイアス電源が二重周波数を供給する場合、第１の周波数及び第２の周波数は、第１の期間にわたって、個々にパルス供給、位相調整、かつ／又はデューティサイクル制御され得る。ＲＦバイアス電源が三重周波数を供給する場合、第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数は、第１の期間にわたって、個々にパルス供給、位相調整、かつ／又はデューティサイクル制御され得る。

【0033】

［００４５］幾つかの実施形態では、第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数が、同期的にパルス供給される。幾つかの実施形態では、第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数のうちの２つの周波数のみが同期的にパルス供給される。幾つかの実施形態では、第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数が、非同期的にパルス供給される。幾つかの実施形態では、処理チャンバの上部電極（例えば、上部電極１０６）に連結されたＲＦ電源（例えば、ＲＦ電源１２８）を使用して、プラズマが処理空間内に形成される。幾つかの実施形態では、ＲＦ電源からの電力がパルス供給される。幾つかの実施形態では、コンダクタンスライナの可動部分（例えば、可動部分２１０Ｂ、４１０Ｂ、５１０Ｂ、７１０Ｂ）が、垂直方向に動かされ、可動部分をコンダクタンスライナの固定部分（例えば、固定部分２１０Ａ、４１０Ａ、５１０Ａ、７１０Ａ）で封止し、プラズマをコンダクタンスライナ内に閉じ込め、ＲＦバイアス電源からＲＦ電力をパルス供給する前に、プラズマのための接地経路を設ける。幾つかの実施形態では、コンダクタンスライナの可動部分が垂直方向に動かされ、可動部分が固定部分から分離し、基板が処理空間に出入りすることが促進される。

【0034】

［００４６］本原理に係る実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はこれらの任意の組み合わせで実施され得る。さらに諸実施形態は、１つ又は複数のコンピュータ可読媒体を使用して記憶された命令として実施され得、この命令は、１つ又は複数のプロセッサによって読み取られ、実行され得る。コンピュータ可読媒体は、マシン（例えば、コンピューティングプラットフォーム、又は１つ若しくは複数のコンピューティングプラットフォーム上で実行される「仮想マシン」）によって可読な形態で情報を記憶又は送信するための任意の機構を含み得る。例えば、コンピュータ可読媒体は、任意の適切な形態の揮発性又は不揮発性メモリを含み得る。幾つかの実施形態では、コンピュータ可読媒体は、非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。

【0035】

［００４７］上記は、本原理の実施形態を対象としているが、本原理の基本的な範囲から逸脱せずに、本原理の他の実施形態及びさらなる実施形態を考案することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】