特許 7532394 プラズマ処理チャンバにおける高周波（ＲＦ）電力印加のための静電チャック

(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】2024-08-02

(45)【発行日】2024-08-13

(54)【発明の名称】プラズマ処理チャンバにおける高周波（ＲＦ）電力印加のための静電チャック

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20240805BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20240805BHJP

   H02N 13/00 20060101ALI20240805BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H01L21/302 101G

H02N13/00 D

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021553044

(86)(22)【出願日】2020-02-25

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-27

(86)【国際出願番号】 US2020019713

(87)【国際公開番号】W WO2020185395

(87)【国際公開日】2020-09-17

【審査請求日】2022-12-01

(31)【優先権主張番号】62/815,919

(32)【優先日】2019-03-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/406,921

(32)【優先日】2019-05-08

(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】チョ， ジェヨン

(72)【発明者】

【氏名】ラウフ， シャヒッド

(72)【発明者】

【氏名】ティアン， ペング

【審査官】境 周一

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１４－５２２１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３５２５６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１４２５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９５３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００９７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５３４６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２５１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２７９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０５２２９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００３－３３８４９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０２Ｎ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板処理チャンバ内で使用するための静電チャックであって、
第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面とを有するプレートと、
前記第１の面に近接して前記プレート内に埋め込まれた第１の電極と、
前記第２の面に近接して前記プレート内に埋め込まれた第２の電極と、
前記第１の電極を前記第２の電極に連結する複数の導電性要素と、
前記プレート内で、かつ前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された第１のガスチャネルと、
前記プレートの前記第２の面から前記第１のガスチャネルへ延在するガス注入口と、
前記プレートの前記第１の面から前記第１のガスチャネルへ延在する複数のガス排出口と、
前記プレートの周辺領域に埋め込まれ、前記第１の電極および前記第２の電極のうちの少なくとも１つに直接連結される第３の電極と
を備える、静電チャック。

【請求項2】

前記プレート内で、かつ前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された第２のガスチャネルと、前記プレートの前記第２の面に配置され、かつ前記第２のガスチャネルに連結された第２のガス注入口と、前記プレートの前記第１の面に配置され、かつ前記第２のガスチャネルに連結された複数のガス排出口とをさらに備える、請求項１に記載の静電チャック。

【請求項3】

前記第１のガスチャネルが第１のプレナムを画定し、前記第２のガスチャネルが第２のプレナムを画定し、前記第１のプレナムが前記プレート内の前記第２のプレナムから流体的に独立している、請求項２に記載の静電チャック。

【請求項4】

前記第１のガスチャネルは、前記第１の電極と前記第２の電極との間の前記静電チャックを横切って前記ガス注入口から、前記複数のガス排出口に対応する複数の端部へ水平に延在する複数のガスチャネルを備える、請求項１に記載の静電チャック。

【請求項5】

前記複数のガスチャネルは、前記ガス注入口から各端部への前記第１のガスチャネルの各経路に沿ってほぼ等しい流動長を提供するように均等に分割されるように構成される、請求項４に記載の静電チャック。

【請求項6】

前記第１のガスチャネルは、約０．８ｍｍ～約１．２ｍｍの幅を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の静電チャック。

【請求項7】

前記第１の電極から前記静電チャックの前記第１の面までの距離は、前記第２の電極から前記静電チャックの前記第２の面までの距離とほぼ同じである、請求項１から５のいずれか一項に記載の静電チャック。

【請求項8】

前記第１の電極は、モリブデン（Ｍｏ）またはチタン（Ｔｉ）を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の静電チャック。

【請求項9】

チャンバ本体を備える処理チャンバであって、前記チャンバ本体は前記チャンバ本体の内部空間内に配置された基板支持体を有し、前記基板支持体は、請求項１から５のいずれか一項に記載の静電チャックを含む、処理チャンバ。

【請求項10】

前記静電チャックは上方周辺エッジにノッチを含み、エッジリングは前記ノッチに配置される、請求項９に記載の処理チャンバ。

【請求項11】

前記第１の電極から前記静電チャックの上面までの距離が、前記第２の電極から前記静電チャックの底面までの距離とほぼ同じである、請求項９から１０のいずれか一項に記載の処理チャンバ。

【請求項12】

前記基板支持体の下方にある冷却プレートは、アルミニウムで作られる、請求項９から１０のいずれか一項に記載の処理チャンバ。

【請求項13】

前記基板支持体と前記基板支持体の下方にある冷却プレートとの間の界面において、１つまたは複数の第１のガスチャネル内に配置された多孔質プラグをさらに備える、請求項９から１０のいずれか一項に記載の処理チャンバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］ 本開示の実施形態は概して、基板処理システムに関し、より具体的には、基板処理システムで使用するための静電チャックに関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］ 高周波（ＲＦ）電力は、エッチング処理においてしばしば使用されるが、例えば、電気経路のためのインフラストラクチャを敷設するための接点または深いトレンチを作るためには、非常に高いアスペクト比の孔を必要とする。ＲＦ電力は、プラズマ生成のため、および／またはバルクプラズマからイオンを引きつけるために処理される基板上にバイアス電圧を生成するために使用されうる。処理中に基板を静電的に保持し、基板温度を制御するため、静電チャックが使用される。静電チャックは、典型的には、誘電体プレートに埋め込まれた電極と、誘電体プレートの下方に配置される冷却プレートとを含む。バイアスを生成するため、ＲＦ電源が冷却プレートに印加される。裏側ガスは、伝熱媒体として静電チャック内のガスチャネルを介して、基板と静電チャックの上面との間に導入されてもよい。しかしながら、本発明者らは、基板上にバイアス電圧を誘起するために冷却プレートに印加されるＲＦ電力が、基板と冷却プレートとの間にＤＣ電位差を生じさせ、望ましくないことに、これがガスチャネル内のアーク放電を引き起こしうることを観察した。

【0003】

［０００３］ そのため、本発明者らは、改良された静電チャックを提供する。

【発明の概要】

【0004】

［０００４］ 本明細書では、静電チャックの実施形態が提示される。いくつかの実施形態では、基板処理チャンバ内で使用するための静電チャックは、第１の面と、第１の面に対向する第２の面とを有するプレートと、第１の面に近接してプレート内に埋め込まれた第１の電極と、第２の面に近接してプレート内に埋め込まれた第２の電極と、第１の電極を第２の電極に連結する複数の導電性要素と、プレート内に配置され、第１の電極と第２の電極との間にある第１のガスチャネルと、プレートの第２の面から第１のガスチャネルへ延在するガス注入口と、プレートの第１の面から第１のガスチャネルへ延在する複数のガス排出口とを含む。

【0005】

［０００５］ いくつかの実施形態では、基板処理チャンバ内で使用するための静電チャックは、第１の面と、第１の面に対向する第２の面とを有するプレートと、第１の面に近接するプレート内に埋め込まれた第１の電極と、第２の面に近接するプレート内に埋め込まれた第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間で、プレートの周辺領域内に埋め込まれた第３の電極と、第１の電極から第２の電極へ延在して第１の電極と第２の電極とを電気的に連結する複数の第１のポストと、第１の電極または第２の電極の少なくとも１つから第３の電極へ延在して、第３の電極を第１の電極または第２の電極の少なくとも１つに電気的に連結する複数の第２のポストとを含む。

【0006】

［０００６］ いくつかの実施形態では、処理チャンバは、チャンバ本体の内部空間内に配置された基板支持体を有するチャンバ本体を含み、基板支持体は、冷却プレートを備える静電チャックと、冷却プレートの上方に配置され、第１の電極、第２の電極、および第１の電極を第２の電極に電気的に連結する複数のポストを有する誘電体プレートと、静電チャックの底面から誘電体プレート内へ延在する１つまたは複数の第１のガスチャネルと、第１の電極と第２の電極との間で静電チャックを横切って１つまたは複数の第１のガスチャネルから水平に延在する複数の第２のガスチャネルと、複数の第２のガスチャネルから静電チャックの上面まで延在する複数の第３のガスチャネルとを含む。

【0007】

［０００７］ 本開示の他の実施形態およびさらなる実施形態は、以下に記載される。

【0008】

［０００８］ 上記で簡単に要約され、以下でより詳細に論じられる本開示の実施形態は、添付の図面に示される本開示の例示的な実施形態を参照することによって理解することができる。しかしながら、添付の図面は本開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、本開示は、他の等しく有効な実施形態を許容しうるため、範囲を限定するものと見なされるべきではない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の少なくともいくつかの実施形態による、静電チャックを有する処理チャンバの概略側面図を示す。

【図2】本開示の少なくともいくつかの実施形態による、静電チャックの概略部分側面図を示す。

【図3】本開示の少なくともいくつかの実施形態による、静電チャックの概略側面図を示す。

【図4】本開示の少なくともいくつかの実施形態による、静電チャックの断面上面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［００１３］ 理解を容易にするために、図面に共通する同一の要素は、可能であれば同一の参照番号を使用して示してある。図は縮尺どおりには描かれておらず、明確性のために簡略化されていることがある。一実施形態の要素および特徴は、さらなる記載なしに、他の実施形態に有益に組み込まれてもよい。

【0011】

［００１４］ 基板処理チャンバで使用するための静電チャックの実施形態が本明細書で提供される。静電チャックは、基板を支持する支持面を有する誘電体プレートを含む。誘電体プレートは、冷却プレートの上に配置される。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のガスチャネルは、静電チャックの底面（例えば、冷却プレートの底面）から静電チャックの上面（例えば、誘電体プレートの上面）まで延在する。１つまたは複数のガスチャネルは、窒素（Ｎ）またはヘリウム（Ｈｅ）などの裏側ガスを静電チャックの上面に供給して、伝熱媒体として作用するように構成される。

【0012】

［００１５］ いくつかの実施形態では、ＲＦ電源が冷却プレートに連結され、処理される基板に負のバイアスを与えるように構成される。ＲＦ電力が冷却プレートに印加されると、冷却プレート上のピーク・ツー・ピーク電圧（Ｖｐｐ）と基板上のＶｐｐは、誘電体プレートのインピーダンスによって異なる。それぞれのピーク・ツー・ピーク電圧の差は、冷却プレートと基板との間に電界を生じさせ、これは、望ましくないことに、裏側ガスをイオン化させ、その結果、アーク放電を引き起こす可能性がある。いくつかの実施形態では、冷却プレート上のＶｐｐと基板上のＶｐｐとの間の差を有利に減少させるために、複数の電極が誘電体プレート内に配置される。

【0013】

［００１６］ 図１は、本開示のいくつかの実施形態による処理チャンバ（例えば、プラズマ処理チャンバ）の概略断面図である。いくつかの実施形態では、プラズマ処理チャンバは、エッチング処理チャンバである。しかしながら、異なる処理のために構成された他のタイプの処理チャンバもまた、本明細書に記載された静電チャックの実施形態と共に使用することが可能であるか、使用するように修正することができる。

【0014】

［００１７］ チャンバ１００は、基板処理中にチャンバの内部空間１２０に大気圧未満の圧力を維持するように適切に適合された真空チャンバである。チャンバ１００は、チャンバ内部空間１２０の上半分に位置する処理空間１１９を包み込むリッド１０４によって覆われたチャンバ本体１０６を含む。チャンバ１００はまた、様々なチャンバ構成要素を取り囲む１つまたは複数のシールド１０５を含み、そのような構成要素とイオン化された処理材料との間の望ましくない反応を防止することができる。チャンバ本体１０６およびリッド１０４は、アルミニウムなどの金属で作ることができる。チャンバ本体１０６は、接地１１５への連結を介して接地されてもよい。

【0015】

［００１８］ 基板支持体１２４は、チャンバ内部空間１２０内に配置されて、例えば半導体ウェハなどの基板１２２、または静電的に保持されうる他の同様な基板を支持および保持する。基板支持体１２４は、一般的に、静電チャック１５０（図２～図４に関連して以下でより詳細に述べる）と、静電チャック１５０を支持するための中空支持シャフト１１２とを備えてもよい。静電チャック１５０は、その中に配置された１つまたは複数の電極１５４を有する誘電体プレート１５２と、冷却プレート１３６とを備える。中空支持シャフト１１２は、例えば、裏側ガス、処理ガス、流体、冷却剤、動力等を静電チャック１５０に供給する導管を提供する。

【0016】

［００１９］ いくつかの実施形態では、中空支持シャフト１１２は、上方の処理位置（図１に示されるように）と、下方の移送位置（図示せず）との間の静電チャック１５０の垂直移動を提供する、アクチュエータまたはモータなどのリフト機構１１３に連結される。ベローズアセンブリ１１０は、中空支持シャフト１１２の周りに配置され、チャンバ１００の静電チャック１５０と底面１２６との間に連結されて、チャンバ１００内からの真空の損失を防止しつつ、静電チャック１５０の垂直運動を可能にする柔軟なシールを提供する。ベローズアセンブリ１１０はまた、チャンバ真空の損失の防止を支援するため、底面１２６に接触するＯリング１６５または他の適当なシール要素と接触する下方のベローズフランジ１６４も含む。

【0017】

［００２０］ 中空支持シャフト１１２は、裏側ガス供給部１４１、チャッキング電源１４０、およびＲＦ源（例えば、ＲＦプラズマ電源１７０およびＲＦバイアス電源１１７）を静電チャック１５０に連結するための導管を提供する。いくつかの実施形態では、ＲＦプラズマ電源１７０によって供給されるＲＦエネルギーは、約４０ＭＨｚ以上の周波数を有してもよい。裏側ガス供給部１４１は、チャンバ本体１０６の外側に配置され、伝熱ガスを静電チャック１５０に供給する。いくつかの実施形態では、ＲＦプラズマ電源１７０およびＲＦバイアス電源１１７は、それぞれのＲＦマッチネットワーク（ＲＦマッチネットワーク１１６のみを示す）を介して静電チャック１５０に連結される。いくつかの実施形態では、基板支持体１２４は、代替的に、ＡＣ、ＤＣ、またはＲＦバイアス電力を含んでもよい。

【0018】

［００２１］ 基板リフト１３０は、基板リフト１３０を昇降させる第２のリフト機構１３２に連結されたシャフト１１１に接続されたプラットフォーム１０８に取り付けられたリフトピン１０９を含むことができ、その結果、基板１２２を静電チャック１５０上に配置するか、または静電チャック１５０から取り外すことができる。静電チャック１５０は、リフトピン１０９を受け入れるための貫通孔を含みうる。ベローズアセンブリ１３１は、基板リフト１３０と底面１２６との間に連結され、基板リフト１３０の垂直運動中にチャンバ真空を維持する柔軟なシールを提供する。

【0019】

［００２２］ 静電チャック１５０は、静電チャック１５０の下面から静電チャック１５０の上面の種々の開口部まで延在するガス供給チャネル１３８を含む。ガス供給チャネル１３８は、使用中に静電チャック１５０の温度および／または温度プロファイルを制御するために、ガス導管１４２を介して裏側ガス供給１４１と流体連通している。

【0020】

［００２３］ チャンバ１００は、チャンバ１００を排気するために使用されるスロットルバルブ（図示せず）および真空ポンプ（図示せず）を含む真空システム１１４に連結され、流体連通している。チャンバ１００内の圧力は、スロットルバルブおよび／または真空ポンプを調節することによって管理されてもよい。チャンバ１００はまた、内部に配置された基板を処理するためのチャンバ１００に１つまたは複数の処理ガスを供給することができる処理ガス供給部１１８に連結され、流体連通している。

【0021】

［００２４］ 動作中、例えば、プラズマ１０２は、１つまたは複数の処理を実行するためにチャンバ内部空間１２０に生成されてもよい。プラズマ１０２は、プラズマ電源（例えば、ＲＦプラズマ電源１７０）からの電力を、チャンバ内部空間１２０の近傍または内部の１つまたは複数の電極を介して処理ガスに連結することによって生成されてもよく、処理ガスに点火して、プラズマ１０２を生成する。プラズマから基板１２２に向かってイオンを引き付けるため、バイアス電力は、バイアス電源（例えば、ＲＦバイアス電源１１７）から静電チャック１５０内の１つまたは複数の電極１５４に、供給されてもよい。

【0022】

［００２５］ 図２は、本開示の少なくともいくつかの実施形態により、チャンバ１００内で使用するための静電チャック２００の概略部分側面図を示す。静電チャック２００は、図１に関して上述した静電チャック１５０として使用されてもよい。静電チャック２００は、誘電体プレート２１０および冷却プレート２２０を含む。いくつかの実施形態では、誘電体プレート２１０は、ボンド層を使用して冷却プレート２２０に取り付けられる。いくつかの実施形態では、誘電体プレート２１０は、第１の面２０２と、第１の面２０２に対向する第２の面２０４とを有する。いくつかの実施形態では、第１の面２０２は、静電チャック２００の支持面２３２に対応する。いくつかの実施形態では、基板１２２は、支持面２３２上に配置される。いくつかの実施態様では、冷却プレート２２０は、導電性材料、例えばアルミニウム（Ａｌ）で作られる。いくつかの実施形態では、冷却プレート２２０は、冷却剤の流れを収めるための通路（図示せず）を含む。

【0023】

［００２６］ 第１の電極２０８は、第１の面２０２に近接して誘電体プレート２１０内に埋め込まれる。第２の電極２１８は、第２の面２０４に近接して誘電体プレート２１０内に埋め込まれる。いくつかの実施形態では、第１の電極２０８と第２の電極２１８はほぼ平行である。第１の電極２０８および第２の電極２１８は、ディスク形状であってもよく、または誘電体プレート２１０の形状に対応する任意の他の形状であってもよい。複数の導電性要素２１２は、第１の電極２０８を第２の電極２１８に電気的に連結する。いくつかの実施態様では、複数の導電性要素２１２は、複数のポストである。いくつかの実施形態では、第１の電極２０８と第１の面２０２との間の第１の距離２２８は、約０．８ｍｍ～約１．２ｍｍである。いくつかの実施形態では、第２の電極２１８と第２の面２０４との間の第２の距離２３０は、約０．８ｍｍ～約１．２ｍｍである。いくつかの実施形態では、第１の距離２２８は、第２の距離２３０にほぼ等しい。第１の電極２０８、第２の電極２１８、および複数の導電性要素２１２は、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）等の適切な処理適合性材料で形成されてもよい。

【0024】

［００２７］ 第１の電極２０８を誘電体プレートの第１の面２０２の近くに配置し、第２の電極２１８を複数の導電性要素２１２を用いて第２の面２０４の近くに配置し、第１の電極２０８を第２の電極２１８に連結することにより、ＲＦ電力が誘電体プレート２１０を通過する際に生成される支持面２３２と冷却プレート２２０との間の電位差は有利に減少する。その結果、低減された電位差は、有利には、ガス供給チャネル１３８内のアーク放電電位を低減する。

【0025】

［００２８］ いくつかの実施形態では、ガス供給チャネル１３８は、静電チャックの底面（例えば、冷却プレートの底面）に配置された１つまたは複数の注入口を含む。いくつかの実施形態では、ガス供給チャネル１３８は、静電チャック２００の支持面２３２、または上面に配置された１つまたは複数の排出口を含む。いくつかの実施形態では、ガス供給チャネル１３８は、静電チャック２００の底面２１４に配置された１つまたは複数の注入口から、静電チャック２００の上面に配置された１つまたは複数の排出口まで延在する。ガス供給チャネル１３８は、窒素（Ｎ）またはヘリウム（Ｈｅ）などの裏面ガスを静電チャックの上面に供給するように構成される。

【0026】

［００２９］ 第１の電極２０８と第２の電極２１８との間の領域は、電界を有さない。いくつかの実施形態では、ガス供給チャネル１３８は、第１の電極２０８と第２の電極２１８との間に実質的に配置され、その中のアーク電位を有利に低減または防止する。いくつかの実施形態では、ガス供給チャネル１３８は、誘電体プレート２１０内に配置され、第１の電極２０８と第２の電極２１８との間に配置された第１のガスチャネル２２２を含む。第１の電極２０８と第２の電極２１８との間の第１のガスチャネル２２２の位置は、有利には、第１のガスチャネル２２２内のアーク放電を防止する。第１のガスチャネル２２２は、誘電体プレート２１０の第２の面２０４に配置されたガス注入口２２４に連結される。第１のガスチャネル２２２は、誘電体プレート２１０の第１の面２０２に配置された複数のガス排出口２２６に連結されている。いくつかの実施形態では、第１のガスチャネル２２２の断面幅は、約０．８ｍｍ～約１．２ｍｍである。いくつかの実施形態では、第１のガスチャネル２２２の断面高は、約０．８ｍｍ～約１．２ｍｍである。

【0027】

［００３０］ いくつかの実施態様では、多孔質プラグ２０６が、誘電体プレート２１０と冷却プレート２２０との間の界面で、ガス供給チャンネル１３８内に配置される。いくつかの実施形態では、多孔質プラグ２０６はアルミナで作られる。多孔質プラグ２０６は、誘電体プレート２１０と冷却プレート２２０との間の界面における裏面ガスのアーク電位を低減または防止するように構成される。

【0028】

［００３１］ 図３は、本開示の少なくともいくつかの実施形態による静電チャックの概略側面図を示す。中央コネクタ３０６は、チャッキング電源１４０に連結され、静電チャック２００の底面２１４から誘電体プレート２１０へ延在する。いくつかの実施形態では、中央コネクタ３０６は、チャッキング電源１４０を第１の電極２０８に連結してチャッキング電力を第１の電極２０８に供給するため、第１の電極２０８に直接連結される。いくつかの実施形態では、中央コネクタ３０６は、第２の電極２１８に直接連結される。いくつかの実施形態では、中心コネクタ３０６を冷却プレート２２０から電気的に絶縁するため、絶縁体３０４が冷却プレート２２０内の中心コネクタ３０６の周囲に配置される。

【0029】

［００３２］ いくつかの実施形態では、エッジリング３０２が誘電体プレート２１０の周囲に配置され、誘電体プレート２１０上に配置された基板を誘導する。いくつかの実施形態では、エッジリング３０２は、誘電体プレート２１０の上方周辺エッジのノッチに載置される。いくつかの実施形態では、エッジリング３０２は、冷却プレート２２０の周囲に配置された石英リング（図示せず）上に載置される。いくつかの実施形態では、エッジリング３０２は、誘電体プレート２１０および基板１２２の周囲に配置される。いくつかの実施形態では、エッジリング３０２は、処理中の基板１２２上の汚染を低減するために、シリコン（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又はグラファイトで構成される。

【0030】

［００３３］ 動作中、冷却プレート２２０に印加されるＲＦ電力は、基板１２２とプラズマ１０２との間にシースを生成する。その結果、プラズマ１０２からのイオンはバイアスされた基板１２２に引き付けられ、イオンはシース内の等電位線に垂直なシースを通って加速される。エッジリング３０２が誘電体プレート２１０の周囲に配置される場合、エッジリング上の電圧電位は、基板１２２上の電圧電位と比較して異なる。電圧電位の差によって、シースは、基板１２２の上方よりもエッジリング３０２の上方で厚い形状を有するようになる。そのため、シース内の等電位線は、基板１２２のエッジ付近で平坦なプロファイルを有さず、エッジリング３０２の周囲の角度でイオンが加速し、エッジリング３０２の周囲のエッチングプロファイル傾斜の問題を引き起こす。

【0031】

［００３４］ いくつかの実施形態では、第３の電極３１０は、誘電体プレート２１０の周辺領域に埋め込まれ、複数の導電性要素３０８を介して第１の電極２０８及び第２の電極２１８の少なくとも一方に直接連結される。いくつかの実施形態では、複数の導電性要素３０８は、複数の第２のポストである。第３の電極３１０は、第１の電極２０８と第２の電極２１８との間に垂直に配置される。いくつかの実施形態では、第３の電極３１０と誘電体プレート２１０の上方周辺エッジにおけるノッチの底面との間の第３の距離３１２は、約０．８ｍｍ～約１．２ｍｍである。いくつかの実施形態では、第３の距離３１２は、第１の距離２２８および第２の距離２３０にほぼ等しい。第３の電極３１０は、有利には、エッチングプロファイルの傾斜の問題を低減または防止するために、エッジリング３０２の周囲に、より平坦なシースプロファイルを作成する。

【0032】

［００３５］ 図４は、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、第１の電極２０８と第２の電極２１８との間の位置における静電チャックの断面上面図を示す。上述のように、第１のガスチャネル２２２は、誘電体プレート２１０の第２の面２０４に配置されたガス注入口２２４に連結される。第１のガスチャネル２２２は、ガス注入口２２４に連結された第１の端部４１８を含む。いくつかの実施形態では、第１のガスチャネル２２２は、第１の端部４１８から複数の第２の端部４２６まで誘電体プレート２１０を横切って水平方向に延在して第１のプレナム４０４を画定するガスチャネルのネットワークを備える。複数の第２の端部４２６は、複数のガス排出口２２６の対応する排出口に連結される。いくつかの実施形態では、ガスチャネルのネットワークは、第１の端部４１８からそれぞれの第２の端部４２６までの第１のガスチャネル２２２の各経路に沿ってほぼ等しい流動長および流動コンダクタンスを提供するように均等に分割するように構成される。ほぼ等しいコンダクタンスとは、約１０パーセント以内を意味する。

【0033】

［００３６］ いくつかの実施形態では、第２のガス注入口４０２は、誘電体プレート４１０の第２の面２０４に配置され、第２のガスチャネル３３０に連結される。複数のガス排出口が、プレートの第１の面２０２に配置され、第２のガスチャネル３３０に連結されている。第２のガスチャネル３３０は、第２のガス注入口４０２に連結された第１の端部４２０を含む。いくつかの実施形態では、第２のガスチャネル３３０は、第１の端部４２０から複数の第２の端部４１４まで誘電体プレート２１０を横切って水平方向に延在して第２のプレナム４０６を画定するガスチャネルのネットワークを備える。複数の第２の端部４１４は、第２のガスチャネル３３０に連結された第１の面２０２上の複数のガス排出口のうちの対応する１つに連結される。いくつかの実施形態では、ガスチャネルのネットワークは、第１の端部４２０からそれぞれの第２の端部４１４までの第２のガスチャネル３３０の各経路に沿ってほぼ等しい流動長および流動コンダクタンスを提供するように均等に分割するように構成される。ほぼ等しいコンダクタンスとは、約１０パーセント以内を意味する。

【0034】

［００３７］ いくつかの実施形態では、第１のプレナム４０４は、誘電体プレート２１０内の第２のプレナム４０６から流体的に独立しており、静電チャック２００の温度プロファイルに対してより大きな均一性または制御を有利に提供する。いくつかの実施形態では、第１のガスチャネル２２２に連結された複数のガス排出口２２６は、誘電体プレート２１０の周辺領域に配置されるが、第２のガスチャネル３３０に連結された複数のガス排出口は、誘電体プレート２１０の中央領域に配置される。いくつかの実施形態では、第１のガスチャネル２２２に連結された複数のガス排出口２２６は、誘電体プレート２１０の中央領域に配置されるが、第２のガスチャネル３３０に連結された複数のガス排出口は、誘電体プレート２１０の周辺領域に配置される。

【0035】

［００３８］ いくつかの実施形態では、誘電体プレート２１０は、第１のガスチャネル２２２および第２のガスチャネル３３０を形成するように機械加工された２つのプレートからなる。いくつかの実施形態では、２つのプレートは焼結される。いくつかの実施形態では、２つのプレートは、機械加工されると、共に拡散接合される。

【0036】

［００３９］ 上記は本開示の実施形態を対象とするが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態及びさらなる実施形態が考案されうる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】