特許7553544基板処理システム用の静電容量の変動が低減された可動エッジリング
(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】2024-09-09
(45)【発行日】2024-09-18
(54)【発明の名称】基板処理システム用の静電容量の変動が低減された可動エッジリング
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20240910BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20240910BHJP
H05H 1/46 20060101ALN20240910BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 N
H01L21/302 101M
H05H1/46 M
H05H1/46 L
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2022507321
(86)(22)【出願日】2020-08-04
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-10-17
(86)【国際出願番号】 US2020044816
(87)【国際公開番号】W WO2021026110
(87)【国際公開日】2021-02-11
【審査請求日】2023-07-20
(31)【優先権主張番号】62/882,890
(32)【優先日】2019-08-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/976,088
(32)【優先日】2020-02-13
(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】キンブル・クリストファー
(72)【発明者】
【氏名】モピデヴィ・ヘマ スワループ
(72)【発明者】
【氏名】スリラマン・サラヴァナプリヤン
(72)【発明者】
【氏名】カンプ・トム・エイ．
(72)【発明者】
【氏名】アーリック・ダレル
(72)【発明者】
【氏名】コントレラス・アンソニー
(72)【発明者】
【氏名】マクファーソン・キアラ ヘレナ カテリーナ ジアマンコ
【審査官】小山 和俊
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０９２４４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０９８１８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０５４９３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１４６７４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１６０８４６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６８３
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
Ｈ０５Ｈ １／４６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマ処理システム用のエッジリングであって、
プラズマ処理中に基板支持体を囲むように構成されている第１の環状本体と、
上側表面と、
下側表面と、
半径方向内側表面と、
半径方向外側表面と、
プラズマ処理中に前記エッジリングが加熱および冷却される際に、前記エッジリングの前記第１の環状本体と前記エッジリングとは別の構造との間の予め定められたギャップの変動を低減するために、前記エッジリングの前記半径方向外側表面上におけるＮ個の間隔を置いた場所に配置されているＮ個のスペーサと、Ｎは、３以上８以下の整数であること
を備える、エッジリング。
【請求項2】
請求項１に記載のエッジリングであって、
前記Ｎ個のスペーサは、３６０°／Ｎの間隔で配置されている、エッジリング。
【請求項3】
請求項１に記載のエッジリングであって、
前記Ｎ個のスペーサの少なくとも１つは、前記エッジリングの前記半径方向外側表面上に形成されている突起を含む、エッジリング。
【請求項4】
請求項３に記載のエッジリングであって、
前記突起を覆っているコーティングをさらに備える、エッジリング。
【請求項5】
請求項４に記載のエッジリングであって、
前記コーティングは、絶縁材料を含む、エッジリング。
【請求項6】
請求項５に記載のエッジリングであって、
前記コーティングは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）、原子層堆積を使用して堆積された酸化アルミニウム、原子層堆積を使用して堆積された酸化イットリウム、および原子層堆積を使用して堆積されたフッ化イットリウムからなる群から選択される、エッジリング。
【請求項7】
請求項１に記載のエッジリングであって、
Ｎ＝５である、エッジリング。
【請求項8】
請求項１に記載のエッジリングを備えるエッジリングシステムであって、前記エッジリングは、第１のエッジリングに対応し、
プラズマ処理中に前記基板支持体を囲むように構成されている第２の環状本体を含む第２のエッジリング
をさらに備える、エッジリングシステム。
【請求項9】
請求項８に記載のエッジリングシステムであって、
前記第１のエッジリングは、上側縁部リングであり、前記第２のエッジリングは、下側縁部リングである、エッジリングシステム。
【請求項10】
請求項９に記載のエッジリングシステムであって、
前記下側縁部リングに対して前記上側縁部リングを持ち上げ、前記基板支持体上の基板に対する前記上側縁部リングの前記上側表面の高さを調整するリフトピンをさらに備える、エッジリングシステム。
【請求項11】
請求項８に記載のエッジリングシステムであって、
前記第１のエッジリングは、下側縁部リングであり、前記第２のエッジリングは、上側縁部リングである、エッジリングシステム。
【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、２０２０年２月１３日に出願された米国仮出願第６２／９７６，０８８号および２０１９年８月５日に出願された米国仮出願第６２／８８２，８９０号の利益を主張する。上記で参照された出願の全体の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２０年２月１３日に出願された米国仮出願第６２／９７６，０８８号および２０１９年８月５日に出願された米国仮出願第６２／８８２，８９０号の利益を主張する。上記で参照された出願の全体の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、一般に、プラズマ処理システムに関し、より詳細には、可動エッジリングを備えるエッジリングシステムに関する。
【背景技術】
【0003】
ここで提供される背景の説明は、本開示の内容を概ね提示することを目的とする。この背景技術のセクションで説明されている範囲内における、現時点で名前を挙げられている発明者らによる研究、ならびに出願の時点で先行技術として別途みなされ得ない説明の態様は、明示または暗示を問わず、本開示に対抗する先行技術として認められない。
【0004】
基板処理システムは、半導体ウエハなどの基板上で処理を実施する。基板処理の例には、堆積、アッシング、エッチング、洗浄、および／または他のプロセスが挙げられる。プロセスガス混合物は、基板を処理するために処理チャンバに供給され得る。プラズマを使用してガスに点火し、化学反応を促進することができる。
【0005】
基板は、処理中に基板支持体上に配置される。エッジリングは環状であり、基板の半径方向外側縁部の周りに隣接して配置されている。エッジリングを使用して、プラズマを基板上に成形または集束させることができる。動作中、基板およびエッジリングの露出表面は、プラズマによってエッチングされる。その結果、エッジリングが摩耗し、プラズマに対するエッジリングの効果が経時的に変化する。
【発明の概要】
【0006】
プラズマ処理システム用の可動エッジリングシステムは、上部エッジリングと、上部エッジリングの下側に配置されている第１のエッジリングとを含む。第２のエッジリングは、導電性材料で作製され、上側部分、中間部分、および下側部分を含む。上部エッジリングおよび第２のエッジリングは、リフトピンによって上方に付勢されるとき、基板支持体および第１のエッジリングに対して垂直方向に移動するように構成される。第２のエッジリングは、上部エッジリングの下側に、第１のエッジリングの半径方向外側に配置されている。
【0007】
他の特徴において、第２のエッジリングの下側部分は、中間部分に対して半径方向内方に延び、第２のエッジリングの下側部分と基板支持体の半径方向外側表面との間に第１のギャップを画定する。第２のエッジリングの中間部分は、中間部分と基板支持体の半径方向外側表面との間に第２のギャップを画定する。第２のギャップは、第１のギャップの２倍以上である。
【0008】
他の特徴において、第２のエッジリングの中間部分は、リフトピンが第２のエッジリングおよび上部エッジリングを上昇させると第１のエッジリングの半径方向外側縁部に平行に移動する。上部エッジリングは、逆「Ｕ」字形を有する。上部エッジリングは、導電性材料で作製されている。上部エッジリングは、誘電体材料で作製されている。第１のエッジリングは、導電性材料で作製されている。第１のエッジリングは、誘電体材料で作製されている。第２のエッジリングの中間部分は、第２のエッジリングの上側部分に対して半径方向内方に延び、第１の環状凹部を画定する。
【0009】
他の特徴において、第１のエッジリングは、その上側および半径方向外側表面上に第２の環状凹部を含む。上部エッジリングの半径方向内側脚部は、上部エッジリングが下降位置にあるとき、第１の環状凹部および第２の環状凹部に位置する。
【0010】
他の特徴において、第３のエッジリングは、第１のエッジリング、第２のエッジリング、および上部エッジリングの下および半径方向外側に位置する。第３のエッジリングは、上側および半径方向内側表面上に環状凹部を画定する。上部エッジリングの半径方向外側脚部は、上部エッジリングが下降位置にあるとき、環状凹部に位置する。
【0011】
他の特徴において、第３のエッジリングは、リフトピンを受け入れる垂直ボアを含む。第２のエッジリングは、概して長方形の断面と、基板支持体の半径方向外側縁部に平行な半径方向内側表面とを有する。
【0012】
プラズマ処理システム用の可動エッジリングシステムは、上部エッジリングを含む。第１のエッジリングは、誘電体材料で作製され、誘電体材料内に完全に埋め込まれた埋め込み導体を含む。第１のエッジリングは、上部エッジリングの下側に存在する。上部エッジリングおよび第１のエッジリングは、リフトピンによって上方に付勢されるとき、基板支持体に対して垂直方向に移動するように構成されている。
【0013】
他の特徴において、第２のエッジリングは、上部エッジリングの下側に配置されている。第１のエッジリングは、上側部分、中間部分、および下側部分を含む。第１のエッジリングは、上部エッジリングの下側に、第２のエッジリングの半径方向外側に配置されている。
【0014】
他の特徴において、第１のエッジリングの下側部分は、中間部分に対して半径方向内方に延び、第２のエッジリングの下側部分と基板支持体の半径方向外側表面との間に第１のギャップを画定する。第１のエッジリングの中間部分は、中間部分と基板支持体の半径方向外側表面との間に第２のギャップを画定する。第２のギャップは、第１のギャップの２倍以上である。
【0015】
他の特徴において、第１のエッジリングの中間部分は、リフトピンが第１のエッジリングおよび上部エッジリングを上昇させると第２のエッジリングの半径方向外側縁部に平行に移動する。上部エッジリングは、逆「Ｕ」字形を有する。
【0016】
他の特徴において、埋め込み導体は、第１のエッジリングの上側表面に平行な上側部分に配置されている水平導体を含む。埋め込み導体は、第１のエッジリングの半径方向内側表面に平行な下側部分に配置されている垂直導体をさらに含む。埋め込み導体は、垂直導体と水平導体を接続する導体をさらに含む。上部エッジリングは、導電性材料で作製されている。上部エッジリングは、誘電体材料で作製されている。第２のエッジリングは、誘電体材料で作製されている。第２のエッジリングは、導電性材料で作製されている。
【0017】
他の特徴において、第１のエッジリング、第２のエッジリング、および上部エッジリングの下および半径方向外側に位置する第３のエッジリング。第３のエッジリングは、上側および半径方向内側表面上に環状凹部を画定する。上部エッジリングの半径方向外側脚部は、上部エッジリングが下降位置にあるとき、環状凹部に位置する。第３のエッジリングは、リフトピンを受け入れる垂直ボアを含む。
【0018】
他の特徴において、第１のエッジリングは、導電性トレースおよびビアを含むセラミックグリーンシートで作製されている。
【0019】
プラズマ処理システム用の可動エッジリングシステムは、上部エッジリングを含む。第１のエッジリングは、誘電体材料で作製され、ドープ領域および非ドープ領域を含む。ドープ領域は、非ドープ領域よりも導電性が高い。第１のエッジリングは、上部エッジリングの下側に存在する。上部エッジリングおよび第１のエッジリングは、リフトピンによって上方に付勢されるとき、基板支持体に対して垂直方向に移動するように構成されている。
【0020】
他の特徴において、第２のエッジリングは、上部エッジリングの下側に配置されている。第１のエッジリングは、上側部分、中間部分、および下側部分を含む。第１のエッジリングは、上部エッジリングの下側に、第２のエッジリングの半径方向外側に配置されている。
【0021】
他の特徴において、第１のエッジリングの下側部分は、中間部分に対して半径方向内方に延び、第２のエッジリングの下側部分と基板支持体の半径方向外側表面との間に第１のギャップを画定する。第１のエッジリングの中間部分は、中間部分と基板支持体の半径方向外側表面との間に第２のギャップを画定する。第２のギャップは、第１のギャップの２倍以上である。
【0022】
他の特徴において、第１のエッジリングの中間部分は、リフトピンが第１のエッジリングおよび上部エッジリングを上昇させると第２のエッジリングの半径方向外側縁部に平行に移動する。ドープ領域は、第１のエッジリングの上側表面および半径方向内側表面に沿って配置されている。上部エッジリングは、逆「Ｕ」字形を有する。上部エッジリングは、導電性材料で作製されている。上部エッジリングは、誘電体材料で作製されている。第２のエッジリングは、導電性材料で作製されている。第２のエッジリングは、誘電体材料で作製されている。
【0023】
他の特徴において、第３のエッジリングは、第１のエッジリング、第２のエッジリング、および上部エッジリングの下および半径方向外側に位置する。第３のエッジリングは、上側および半径方向内側表面上に環状凹部を画定する。上部エッジリングの半径方向外側脚部は、上部エッジリングが下降位置にあるとき、環状凹部に位置する。第３のエッジリングは、リフトピンを受け入れる垂直ボアを含む。
【0024】
プラズマ処理システム用のエッジリングは、誘電体材料および導電性材料の少なくとも１つで作製された環状本体を含む。環状本体は、上側部分、中間部分、および下側部分を含む。第１の段差は、上側部分と中間部分との間の環状本体の半径方向内側表面から半径方向外方に突出する。第２の段差は、中間部分と下側部分との間の環状本体の半径方向内側表面から半径方向外方に突出する。
【0025】
他の特徴において、環状本体は、誘電体材料で作製され、環状本体の完全に内側に配置されている埋め込み導体をさらに備える。埋め込み導体は、環状本体の上側外側表面に平行な上側部分に配置されている水平導体を含む。埋め込み導体は、環状本体の半径方向内側表面に平行な環状本体の下側部分に配置されている垂直導体をさらに含む。埋め込み導体は、垂直導体と水平導体を接続する導体をさらに含む。環状本体は、誘電体材料で作製され、ドープ領域および非ドープ領域をさらに備える。環状本体のドープ領域は、非ドープ領域よりも導電性が高い。ドープ領域は、環状本体の上側表面および半径方向内側表面上に配置されている。環状本体は、導電性トレースおよびビアを含むセラミックグリーンシートで作製されている。
【0026】
プラズマ処理システム用のエッジリングは、誘電体材料で作製され、プラズマ処理システムの基板支持体を囲むように構成されている環状本体を含む。埋め込み導体は、環状本体の完全に内側に配置され、環状本体に配置されている第１の導体と、環状本体に配置され、第１の導体を横切って第１の導体に接続された第２の導体とを含む。
【0027】
他の特徴において、環状本体は、「Ｌ」字形の断面を有する。環状本体は、第２の脚部に接続された第１の脚部を含む。第１の導体は、第１の脚部に配置され、第２の導体は、第２の脚部に配置されている。
【0028】
他の特徴において、第１の導体は、環状本体の第１の外側表面に平行に配置されている。第３の導体は、環状本体の第２の外側表面に平行に配置されている。第２の導体は、第１の導体および第３の導体に接続される。環状本体は、上側部分、中間部分、および下側部分を含む。第１の段差は、上側部分と中間部分との間の環状本体の半径方向内側表面上に位置し、そこから半径方向外方に突出する。第２の段差は、中間部分と下側部分との間の環状本体の半径方向内側表面上に位置し、そこから半径方向外方に突出する。
【0029】
他の特徴において、第１の導体は、上側部分における環状本体の第１の外側表面に平行に配置されている。第２の導体は、下側部分における環状本体の半径方向内側表面に平行に配置されている。第３の導体は、第１の導体を第２の導体に接続する。環状本体は、導電性トレースおよびビアを含むセラミックグリーンシートで作製されている。
【0030】
プラズマ処理システム用のエッジリングは、プラズマ処理システムの基板支持体を囲むように構成されている環状本体を含む。埋め込み導体は、環状本体内に配置され、基板支持体のベースプレートおよび別のエッジリングからなる群から選択される少なくとも１つの外部導電性構成要素と容量的に結合するが直接結合しないように構成される。
【0031】
プラズマ処理システム用のエッジリングは、誘電体材料で作製され、基板支持体の周りに配置されるように構成されている環状本体を含む。環状本体は、ドープ領域および非ドープ領域を含む。ドープ領域は、非ドープ領域よりも導電性が高い。
【0032】
他の特徴において、ドープ領域は、環状本体の半径方向内側表面に沿って配置されている第１の部分を含む。ドープ領域は、環状本体の上側表面上に配置されている第２の部分を含む。第１の部分は、第２の部分と接触している。環状本体は、上側部分、中間部分、および下側部分を含む。第１の段差は、上側部分と中間部分との間の環状本体の半径方向内側表面上に位置し、そこから半径方向外方に突出する。第２の段差は、中間部分と下側部分との間の環状本体の半径方向内側表面上に位置し、そこから半径方向外方に突出する。
【0033】
他の特徴において、誘電体材料は、炭化ケイ素を含む。誘電体には、ホウ素、アルミニウム、または窒素からなる群から選択される不純物がドープされる。
【0034】
プラズマ処理システム用の可動エッジリングシステムは、上部エッジリングを含む。第１のエッジリングは、上部エッジリングの下側に配置され、長方形の断面を有する。第２のエッジリングは、導電性材料で作製され、Ｚ字形の断面を有し、第１のエッジリングの半径方向外側および上に配置されている。上部エッジリングおよび第２のエッジリングは、リフトピンによって付勢されるとき、第１のエッジリングおよび基板支持体に対して垂直に移動するように構成されている。
【0035】
他の特徴において、第２のエッジリングが第１のエッジリングに沿って下降位置から上昇位置に上方に移動すると、第２のエッジリングは、第１のエッジリングの半径方向外側表面の所定のギャップ内に固定表面積を維持する。第２のエッジリングの残りの表面積は、第１のエッジリングからの所定のギャップの２倍以上の距離に位置する。
【0036】
他の特徴において、第２のエッジリングは、半径方向内方に突出する上側部分、垂直方向に延び、上側部分に接続された中間部分、中間部分の下側端部に接続され、半径方向外方に突出する下側部分、および中間部分から半径方向内方に延び、下側部分の下側縁部に下方に延伸する突起を含む環状本体を含む。
【0037】
他の特徴において、固定表面積は、突起によって画定される。第３のエッジリングは、上部エッジリングの下側に、第１のエッジリングの半径方向内側に位置する。第３のエッジリングは、「Ｌ」字形の断面を有する。第４のエッジリングは、上部エッジリングおよび第２のエッジリングの半径方向外側に位置する。第４のエッジリングは、半径方向内方に延び、上部エッジリングおよび第２のエッジリングの部分の間に配置されている突起を含む。上部エッジリングは、逆「Ｕ」字形状、本体、内側脚部、および外側脚部を有する。上部エッジリングは、下降位置にあるとき、第２のエッジリング、第３のエッジリング、および第４のエッジリングに直接隣接して存在する。
【0038】
他の特徴において、上部エッジリングは、導電性材料で作製されている。上部エッジリングは、誘電体材料で作製されている。第１のエッジリングは、導電性材料で作製されている。
【0039】
プラズマプロセスシステム用の可動エッジリングシステムは、導電性材料で作製され、基板支持体を囲むように構成されている第１のエッジリングを含む。リフトピンは、導電性材料で作製されている。リフトピンアクチュエータは、下降位置にあるときに第１のエッジリングに対してリフトピンを付勢し、リフトピンと第１のエッジリングとの間の接触を維持しながら、リフトピンを選択的に移動させて基板支持体に対して第１のエッジリングの高さを増加させるように構成されている。
【0040】
他の特徴において、第１のエッジリングの半径方向内方および下側に位置する第２のエッジリング。第２のエッジリングは、誘電体材料で作製されている。第２のエッジリングは、「Ｌ」字形の断面を有し、垂直方向に延伸する半径方向内側脚部と、水平方向に延伸する半径方向外側脚部とを含む。
【0041】
他の特徴において、第３のエッジリングは、第１のエッジリングおよび第２のエッジリングの半径方向外方および下側に配置されている。第３のエッジリングは、誘電体材料で作製されている。第３のエッジリングは、「Ｌ」字形の断面を有する。第１のエッジリングは、長方形の断面を有する。
【0042】
他の特徴において、第３のエッジリングは、環状本体と、リフトピンを受け入れる垂直ボアを含む半径方向内方突出部分とを含む。
【0043】
プラズマ処理システム用の可動エッジリングシステムは、誘電体材料の完全に内側に配置され、基板支持体を囲むように構成されている埋め込み導体を含む、誘電体材料で作製された第１のエッジリングを含む。リフトピンは、導電性材料で作製されている。リフトピンアクチュエータは、下降位置にあるときに第１のエッジリングに対してリフトピンを付勢し、リフトピンと第１のエッジリングとの間の接触を維持しながら、リフトピンを選択的に移動させて基板支持体に対して第１のエッジリングの高さを増加させるように構成されている。
【0044】
他の特徴において、埋め込み導体は、第１のエッジリングの上部表面に平行に配置されている第１の水平導体を含む。第２の水平導体は、第１のエッジリングの底部表面に平行に配置されている。第３の導体は、第１の水平導体を第２の水平導体に接続する。
【0045】
他の特徴において、第２のエッジリングは、第１のエッジリングの半径方向内方および下側に位置する。第２のエッジリングは、誘電体材料で作製されている。第２のエッジリングは、「Ｌ」字形の断面を有し、垂直方向に延伸する半径方向内側脚部と、水平方向に延伸する半径方向外側脚部とを含む。
【0046】
他の特徴において、第３のエッジリングは、第１のエッジリングおよび第２のエッジリングの半径方向外方および下側に位置する。第３のエッジリングは、誘電体材料で作製されている。第３のエッジリングは、「Ｌ」字形の断面を有する。第１のエッジリングは、長方形の断面を有する。第３のエッジリングは、環状本体と、リフトピンを受け入れる垂直ボアを含む半径方向内方突出部分とを含む。
【0047】
プラズマ処理システム用の可動エッジリングシステムは、逆「Ｕ」字形の断面を有し、環状本体、半径方向内側脚部、および半径方向外側脚部を含む上部エッジリングを含む。第１のエッジリングは、導電性材料で作製され、上部エッジリングの半径方向内側脚部と半径方向外側脚部との間に少なくとも部分的に配置されている。第２のエッジリングは、誘電体材料で作製され、第１のエッジリングと基板支持体との間に配置されている。第３のエッジリングは、第１のエッジリングおよび第２のエッジリングの下および半径方向外側に配置され、Ｎ個のリフトピンを受け入れるＮ個の空洞を含み、Ｎは、２よりも大きい整数である。上部エッジリングは、Ｎ個のリフトピンによって付勢されるとき、第１のエッジリング、第２のエッジリング、第３のエッジリング、および基板支持体に対して移動する。
【0048】
他の特徴において、第２のエッジリングおよび第３のエッジリングは、誘電体材料で作製されている。第１のエッジリングは、「Ｌ」字形の断面を有する。第２のエッジリングは、「Ｌ」字形の断面を有する。上部エッジリングは、半径方向外側脚部の半径方向内側表面上に位置し、半径方向凹部から半径方向外方に延伸する角度の付いた下側表面を含む、３６０°／Ｎ間隔のＮ個の半径方向凹部を含む。Ｎ個のリフトピンは、上部エッジリングの高さを調整するとき、Ｎ個の半径方向凹部の上部エッジリングを付勢する。
【0049】
プラズマ処理システム用のエッジリングは、逆「Ｕ」字形の断面を有する環状本体を含む。半径方向内側脚部は、環状本体から延伸する。半径方向外側脚部は、環状本体から延伸する。半径方向外側脚部の半径方向内側表面上に位置する、３６０°／Ｎ間隔のＮ個の半径方向凹部、Ｎは、２よりも大きい整数であり、Ｎ個の半径方向凹部から半径方向外方に延伸する角度の付いた下側表面を含む。
【0050】
可動エッジリングシステムは、エッジリングを含む。第１のエッジリングは、「Ｕ」字形の断面を有し、環状本体、半径方向内側脚部、および半径方向外側脚部を含む。エッジリングの半径方向内側脚部は、第１のエッジリングの半径方向内側脚部と半径方向外側脚部との間に位置する。第２のエッジリングは、エッジリングおよび第１のエッジリングの下および半径方向外側に配置され、Ｎ個のリフトピンを受け入れるＮ個の垂直ボアを含む。エッジリングは、Ｎ個のリフトピンによって付勢されるとき、第１のエッジリング、第２のエッジリング、および基板支持体に対して移動する。
【0051】
他の特徴において、第１のエッジリングおよび第２のエッジリングは、誘電体材料で作製されている。第１のエッジリングは、「Ｌ」字形の断面を有する。第２のエッジリングは、「Ｌ」字形の断面を有する。エッジリングは、エッジリングの高さを調整するとき、Ｎ個の半径方向凹部にＮ個のリフトピンを受け入れるように構成されている。
【0052】
可動エッジリングシステムは、エッジリングを含む。第１のエッジリングは、「Ｌ」字形の断面を有し、半径方向内側脚部および垂直脚部を含む。第１のエッジリングの垂直脚部は、エッジリングの半径方向内側脚部と半径方向外側脚部との間に位置する。第２のエッジリングは、第１のエッジリングから半径方向内方に配置されている。第３のエッジリングは、エッジリングの下および半径方向外側に配置されている。第１のエッジリングおよび第２のエッジリングは、リフトピンを受け入れる垂直ボアを含む。エッジリングは、リフトピンによって付勢されるとき、第１のエッジリング、第２のエッジリング、第３のエッジリング、および基板支持体に対して移動する。
【0053】
プラズマ処理システム用の可動エッジリングシステムは、逆「Ｕ」字形の断面を有する上部エッジリングを含み、環状本体、半径方向内側脚部、および半径方向外側脚部を含む。第１のエッジリングは、誘電体材料で作製され、誘電体材料の完全に内側に配置され、基板支持体を囲むように構成され、上部エッジリングの半径方向内側脚部と半径方向外側脚部との間に少なくとも部分的に配置されている埋め込み導体を含む。第２のエッジリングは、誘電体材料で作製され、基板支持体と第１のエッジリングとの間に配置されている。第３のエッジリングは、第１のエッジリングおよび第２のエッジリングの下および半径方向外側に配置され、リフトピンを受け入れる垂直ボアを含む。上部エッジリングは、リフトピンによって付勢されるとき、第１のエッジリング、第２のエッジリング、および第３のエッジリングに対して移動可能である。
【0054】
他の特徴において、第２のエッジリングおよび第３のエッジリングは、誘電体材料で作製されている。第２のエッジリングは、「Ｌ」字形の断面を有する。第１のエッジリングは、「Ｌ」字形の断面を有する。第１のエッジリングは、水平脚部に接続された垂直脚部を備えた環状本体を含む。埋め込み導体は、垂直脚部に配置されている垂直導体と、垂直導体と連通する水平脚部に配置されている水平導体とを含む。
【0055】
プラズマ処理システム用のエッジリングは、環状本体、環状本体に接続された半径方向内側脚部、および環状本体に接続された半径方向外側脚部を含む。環状本体の上側表面の第１の部分は、基板を含む平面に平行である。環状本体の上側表面の第２の部分は、第１の部分から鋭角に下方に傾斜している。
【0056】
他の特徴において、上側表面の第１の部分は、上側表面の第２の部分の半径方向内方に位置する。上側表面の第３の部分は、基板を含む平面に平行であり、上側表面の第２の部分の半径方向外方に位置する。
【0057】
可動エッジリングシステムは、エッジリングを含む。第１のエッジリングは、導電性材料で作製され、基板支持体を囲むように構成され、エッジリングの半径方向内側脚部と半径方向外側脚部との間に少なくとも部分的に配置されている。
【0058】
他の特徴において、第２のエッジリングは、誘電体材料で作製され、第１のエッジリングと基板支持体との間に配置されている。第３のエッジリングは、第１のエッジリングおよび第２のエッジリングの下および半径方向外側に配置され、リフトピンを受け入れる垂直ボアを含む。エッジリングは、リフトピンによって付勢されるとき、第１のエッジリング、第２のエッジリング、および基板支持体に対して移動する。
【0059】
プラズマ処理システム用のエッジリングは、長方形の断面を備えた環状本体を含む。半径方向内方突出脚部は、環状本体の半径方向内側および上側表面から延伸する。環状本体の上側表面の半径方向内側部分は、基板を含む平面に平行に配置されている。
【0060】
他の特徴において、半径方向内側部分から鋭角に下方に傾斜している環状本体の上側表面の半径方向外側部分。
【0061】
プラズマ処理システム用の可動エッジリングシステムは、エッジリングを含む。中間エッジリングは、半径方向内方突出脚部の下側に、環状本体の半径方向内側に配置されている。外側エッジリングは、エッジリングおよび中間エッジリングの下側に配置され、リフトピンを受け入れる垂直ボアを含む。エッジリングは、リフトピンによって付勢されるとき、中間エッジリングおよび外側エッジリングに対して垂直に移動する。
【0062】
他の特徴において、中間エッジリングは、その半径方向内側および上側表面上に概して長方形の断面および環状凹部を有する。基板は、環状凹部に配置されている。外側エッジリングは、半径方向外側部分と、半径方向外側部分の中間部分から半径方向内方に延伸する内側部分とを含む。
【0063】
他の特徴において、外側エッジリングは、内側部分の上側および半径方向内側表面上に突起を含む。突起は、加熱プレートと基板支持体のベースプレートとの間の接合部に隣接して存在する。環状本体の底部部分は、半径方向外側部分と突起との間の外側エッジリングの上側表面に隣接して位置する。
【0064】
プラズマ処理システムは、可動エッジリングシステムを含む。基板支持体は、ベースプレートを含む。加熱プレートは、ベースプレートに連結される。加熱プレートは、複数の無線周波数（ＲＦ）電極、円筒形部分、および中間エッジリングの下の円筒形部分から半径方向外方に延伸する突出部分を含む本体を含む。
【0065】
他の特徴において、複数のＲＦ電極は、中間エッジリングの下側に位置する突出部分の部分に位置しない。
【0066】
プラズマ処理システム用の可動エッジリングシステムは、基板支持体を囲むように構成されている上部エッジリングを含む。可動エッジリングシステムは、環状本体と、環状本体の半径方向外側表面から下方に突出する半径方向外側脚部と、環状本体の半径方向内側表面から下方に突出する半径方向内側脚部と、半径方向内側脚部の下側端部から半径方向内方に延伸する内方突出脚部とを含む。内方突出脚部は、基板が基板支持体上に配置されるときに基板の下側に配置される。第１のエッジリングは、基板支持体を囲むように構成され、上部エッジリングの下側に配置され、環状本体および半径方向内方突出脚部を含む。第１のエッジリングの上側表面は、第１のエッジリングが上部エッジリングに対して付勢されるとき、上部エッジリングの半径方向内側脚部と半径方向外側脚部との間に配置されている。
【0067】
他の特徴において、第２のエッジリングは、上部エッジリングおよび第１のエッジリングの半径方向外側に配置されている。第２のエッジリングは、環状本体と、環状本体の上側および半径方向外側表面から延伸する半径方向外方突出脚部と、環状本体の半径方向内側および下側表面から半径方向内方に延伸する半径方向内方突出脚部とを含む。
【0068】
他の特徴において、第１のエッジリングの内方突出脚部は、第１のエッジリングの環状本体の上側および半径方向内側表面から半径方向内方に延伸する。第３のエッジリングは、第１のエッジリングの半径方向外側に、上部エッジリング、第１のエッジリング、および第２のエッジリングの下側に配置されている。第３のエッジリングは、環状本体と、第３のエッジリングの半径方向外側および下側表面から延伸する半径方向下方突出脚部と、第３のエッジリングの中間部分から半径方向内方に延伸する内方突出脚部とを含む。
【0069】
他の特徴において、第３のエッジリングの内方突出脚部は、リフトピンを受け入れる垂直ボアを含む。上部エッジリングに対して付勢されるとき、第１のエッジリングは、第１のエッジリングの半径方向内側脚部の下側表面と基板支持体の表面との間に第１の垂直ギャップ、および第１のエッジリングの下側表面と第３のエッジリングの内方突出脚部の上側表面との間に第２の垂直ギャップを画定する。
【0070】
他の特徴において、下降位置にあるとき、第１のエッジリングは、第３のエッジリングの内方の脚部に当接し、突出により、第１のエッジリングの上側表面と上部エッジリングの下側表面との間に第３の垂直ギャップを画定する。
【0071】
プラズマ処理システムは、処理チャンバを含む。基板支持体は、処理チャンバに配置されている。処理チャンバは、基板ポートを含む。ロボットアームは、基板を基板支持体上に送給する。可動エッジリングシステムは、基板支持体の周りに配置されている。リフトピンは、基板支持体に対して上部エッジリングおよび第１のエッジリングを付勢する。
【0072】
他の特徴において、第１のエッジリングおよび上部エッジリングは、リフトピンによって基板支持体に対して上昇され、ロボットアームは、上部エッジリングを取り外し、ロボットアームは、基板ポートを通して別の上部エッジリングを基板支持体に送給する。
【0073】
プラズマ処理システム用のエッジリングシステムは、プラズマ処理中に基板支持体を囲むように構成されている第１の環状本体を含む上側リングを含む。下側リングは、プラズマ処理中に基板支持体を囲むように構成されている第２の環状本体を含む。下側リングの第２の環状本体の少なくとも一部は、プラズマ処理用に構成されるとき、上側リングの第１の環状本体の一部に対してその中に入れ子にされ、所定のギャップを画定する。Ｎ個のスペーサは、上側リングおよび下側リングの少なくとも１つの表面上のＮ個の間隔を置いた場所に配置され、上側リングおよび下側リングがプラズマ処理中に加熱および冷却されるときに上側リングの環状本体と下側リングの環状本体との間の所定のギャップの変動を低減し、Ｎは、３以上８以下の整数である。
【0074】
他の特徴において、Ｎ個のスペーサの少なくとも１つは、上側リングおよび下側リングの少なくとも１つの半径方向に面する表面上のスロットに位置するシムを含む。シムは、長方形の断面を有する。スロットは、内側リングの半径方向外側表面上に位置する。Ｎ個のスペーサの少なくとも１つは、上側リングおよび下側リングの少なくとも１つの表面上のスロットに位置するピンを含む。スロットは、内側リングの半径方向外側表面上に位置する。Ｎ個のスペーサは、３６０°／Ｎの間隔で配置されている。
【0075】
他の特徴において、Ｎ個のスペーサの少なくとも１つは、上側リングおよび下側リングの少なくとも１つの表面上に形成された突起を含む。突起は、内側リングの半径方向外側表面上に位置する。コーティングが、突起を覆っている。コーティングは、絶縁材料を含む。
【0076】
他の特徴において、コーティングは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）、原子層堆積を使用して堆積された酸化アルミニウム、原子層堆積を使用して堆積された酸化イットリウム、および原子層堆積を使用して堆積されたフッ化イットリウムからなる群から選択される。他の特徴において、Ｎ＝５である。リフトピンは、下側リングに対して上側リングを持ち上げ、基板支持体上の基板に対する上側エッジリングの上部表面の高さを調整する。
【0077】
プラズマ処理システム用のエッジリングは、プラズマ処理中に基板支持体を囲むように構成されている第１の環状本体を含む。第１の環状本体の少なくとも一部は、プラズマ処理中にプラズマに曝される上側リングの第２の環状本体の一部に対してその中に入れ子にされ、所定のギャップを画定するように構成される。Ｎ個のスペーサは、環状本体の半径方向内側表面および半径方向外側表面の少なくとも１つの上のＮ個の間隔を置いた場所に配置され、上側リングおよび下側リングがプラズマ処理中に加熱および冷却されるときに所定のギャップの変動を低減し、Ｎは、３以上７以下の整数である。
【0078】
他の特徴において、Ｎ個のスペーサの少なくとも１つは、環状本体の半径方向内側表面および半径方向外側表面の少なくとも１つの上のスロットに位置するシムを含む。シムは、長方形の断面を有する。スロットは、第１の環状本体の半径方向外側表面上に位置する。Ｎ個のスペーサの少なくとも１つは、第１の環状本体の半径方向内側表面および半径方向外側表面の少なくとも１つの上のスロットに位置するピンを含む。スロットは、第１の環状本体の半径方向外側表面上に位置する。
【0079】
他の特徴において、Ｎ個のスペーサは、３６０°／Ｎの間隔で配置されている。Ｎ個のスペーサの少なくとも１つは、第１の環状本体の半径方向内側表面および半径方向外側表面の少なくとも１つの上に形成された突起を含む。突起は、内側リングの半径方向外側表面上に位置する。コーティングが、突起を覆っている。コーティングは、絶縁材料を含む。コーティングは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）、原子層堆積を使用して堆積された酸化アルミニウム、原子層堆積を使用して堆積された酸化イットリウム、および原子層堆積を使用して堆積されたフッ化イットリウムからなる群から選択される。他の特徴において、Ｎ＝５である。
【0080】
本開示を適用可能な他の分野は、詳細な説明、特許請求の範囲および図面から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0081】
本開示は、詳細な説明および添付の図面からより完全に理解されるであろう。
【0082】
【0083】
【0084】
【0085】
【0086】
【0087】
【0088】
【0089】
【0090】
【0091】
【0092】
【0093】
【0094】
【0095】
【0096】
【0097】
【0098】
【0099】
【0100】
【0101】
【0102】
【0103】
【0104】
【0105】
【0106】
【0107】
【0108】
【0109】
【0110】
【0111】
これらの図面において、参照番号は、類似の要素および／または同一の要素を指すために再度利用されることがある。
【発明を実施するための形態】
【0112】
基板処理中、静電チャック（ＥＳＣ）などの台座上に基板が配置され、プロセスガスが供給され、プラズマが処理チャンバ内で打たれる。処理チャンバ内の構成要素の露出表面は、プラズマによる摩耗を受ける。
【0113】
例えば、プラズマを成形するために、エッジリングが基板の半径方向の外側縁部の周りに配置されている。基板を処理した後、エッジリングの露出表面が摩耗し、基板に対して異なる高さになる。その結果、プラズマに対するエッジリングの効果が変化し、基板に対するプロセスの効果が変化する。真空を破壊することなくエッジリングの摩耗によるプロセスの変化を低減するために、一部の処理チャンバは、エッジリングの高さを増加させて摩耗を補償する。これらのシステムの多くでは、エッジリングの高さは、サイクル数および／または総プラズマ処理曝露期間に基づいて自動的に調整される。他のシステムは、エッジリングの高さを測定し、測定された高さに基づいて高さを調整する。
【0114】
エッジリングの高さが調整されると、プラズマ、シース、および／または静電容量送給構造（エッジリングを含む）の間の容量結合が変化する。容量結合のこれらの変化は、経時的に基板処理の不均一性を引き起こす可能性がある。本開示による様々なエッジリング配置は、エッジリングの高さの変化による送給構造の静電容量の変化を大幅に低減する。
【0115】
より詳細には、プラズマシースは、プラズマと送給構成要素との間に形成される。いくつかの例では、ＲＦバイアスが基板支持体に出力される。低ＲＦバイアス周波数（例えば、５ＭＨｚ未満または１ＭＨｚ未満）でシースの制御を維持してプロセスの均一性を確保するためには、エッジリングの高さが摩耗を補償するように調整されるため、基板支持体への送給構成要素の静電容量値を維持する必要がある。容量結合するエッジリングおよび／または近くの構造の領域は、上部エッジリングが移動するときの容量結合の変化を最小限に抑えるように設計されている。いくつかの例では、エッジリングの高さが増加するにつれて離れる領域で静電容量が最小限に抑えられる。静電容量は、エッジリングの高さが増加しても変化しない（または変化が少ない）他の表面領域で制御される。
【0116】
いくつかの例では、エッジリングは、導電性材料で作製されている。本明細書で使用する場合、導電性材料は、１０4Ωｃｍ以下の抵抗率を有する材料を指す。例えば、ドープケイ素は、０．０５Ωｃｍの抵抗率を有し、炭化ケイ素は、１～３００Ωｃｍの抵抗率を有し、アルミニウムまたは銅などの金属は、約１０-7Ωｃｍの抵抗率を有する。他の例では、エッジリングは、非導電性材料または誘電体材料（抵抗率≧１０4Ωｃｍ）で作製され、導電性電極が埋め込まれている。埋め込まれた電極は、上部エッジリングが移動する際の容量結合の変化を最小限に抑えるように設計されている。他の例では、エッジリングは、誘電体材料で作製され、非ドープ領域よりも導電性の高いドープ領域を含む。ドープ領域は、エッジリングが摩耗を相殺するために移動するときの容量結合の変化を最小限に抑えるように設計されている。
【0117】
ここで図１Ａおよび図２を参照すると、可動エッジリングを使用するプラズマ処理チャンバの例が示されている。理解され得るように、他のタイプのプラズマ処理チャンバが使用されてもよい。図１Ａでは、本開示による基板処理システム１１０の一例が示されている。基板処理システム１１０は、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）を使用してエッチングを実施するために使用され得る。基板処理システム１１０は、基板処理システム１１０の他の構成要素を取り囲み、ＲＦプラズマ（使用される場合）を含む処理チャンバ１２２を含む。基板処理システム１１０は、上側電極１２４と、静電チャック（ＥＳＣ）などの基板支持体１２６とを含む。動作中、基板１２８は、基板支持体１２６上に配置されている。
【0118】
ほんの一例として、上側電極１２４は、プロセスガスを導入および分配するシャワーヘッドなどのガス分配デバイス１２９を含み得る。ガス分配デバイス１２９は、処理チャンバの上部表面に接続された一端を含むステム部分を含むことができる。環状本体は、概して円筒形であり、処理チャンバの上部表面から離間した場所で、ステム部分の反対側の端部から半径方向外方に延伸する。シャワーヘッドの環状本体の基板に面する表面またはフェースプレートは、前駆体、反応剤、エッチングガス、不活性ガス、キャリアガス、他のプロセスガス、またはパージガスが通って流れる複数の穴を含む。あるいは、上側電極１２４は、導電性プレートを含み得、プロセスガスは、別の方式で導入され得る。
【0119】
基板支持体１２６は、下側電極として作用するベースプレート１３０を含む。ベースプレート１３０は、セラミックマルチゾーン加熱プレートに対応し得る加熱プレート１３２を支持する。連結および／または熱抵抗層１３４は、加熱プレート１３２とベースプレート１３０との間に配置され得る。ベースプレート１３０は、ベースプレート１３０を通して冷却剤を流すための１つまたは複数のチャネル１３６を含むことができる。
【0120】
ＲＦ生成システム１４０は、ＲＦ電圧を生成し、上側電極１２４および下側電極（例えば、基板支持体１２６のベースプレート１３０）の１つに出力する。上側電極１２４およびベースプレート１３０のもう一方は、ＤＣ接地されるか、ＡＣ接地されるか、または浮動とすることができる。ほんの一例として、ＲＦ生成システム１４０は、整合および分配ネットワーク１４４によって上側電極１２４またはベースプレート１３０に供給されるＲＦプラズマ電力を生成するＲＦ発生器１４２を含み得る。他の例では、プラズマは、誘導的または遠隔的に生成されてもよい。
【0121】
ガス送給システム１５０は、１つまたは複数のガス源１５２－１、１５２－２、…、および１５２－Ｎ（総称してガス源１５２）を含み、Ｎは、ゼロよりも大きい整数である。ガス源１５２は、弁１５４－１、１５４－２、…、および１５４－Ｎ（総称して弁１５４）およびＭＦＣ１５６－１、１５６－２、…、および１５６－Ｎ（総称してＭＦＣ１５６）によってマニホールド１６０に接続される。二次弁が、ＭＦＣ１５６とマニホールド１６０との間に使用されてもよい。単一のガス送給システム１５０が示されているが、２つ以上のガス送給システムを使用することができる。
【0122】
温度コントローラ１６３は、加熱プレート１３２に配置されている複数の熱制御要素（ＴＣＥ）１６４に接続され得る。温度コントローラ１６３を使用して複数のＴＣＥ１６４を制御し、基板支持体１２６および基板１２８の温度を制御することができる。温度コントローラ１６３は、冷却剤アセンブリ１６６と通信し、チャネル１３６を通る冷却剤の流れを制御することができる。例えば、冷却剤アセンブリ１６６は、冷却剤ポンプ、リザーバ、および／または１つまたは複数の温度センサを含み得る。温度コントローラ１６３は、冷却剤アセンブリ１６６を動作させ、チャネル１３６を通して冷却剤を選択的に流して基板支持体１２６を冷却する。
【0123】
弁１７０およびポンプ１７２を使用して、処理チャンバ１２２から反応剤を排出することができる。システムコントローラ１８０は、基板処理システム１１０の構成要素を制御するために使用され得る。エッジリング１８２は、プラズマ処理中に基板１２８の半径方向外側に配置され得る。エッジリング高さ調整システム１８４を使用して、以下でさらに説明するように、基板１２８に対するエッジリング１８２の上部表面の高さを調整することができる。いくつかの例では、エッジリング１８２を上昇させ、ロボットエンドエフェクタによって取り外し、真空を破壊することなく別のエッジリングと交換することもできる。
【0124】
ここで図１Ｂおよび図１Ｃを参照すると、いくつかの例では、基板１２８は、基板支持体１２６（またはＥＳＣ）の上側表面１９０上に載っている。図１Ｂでは、エッジリング１８２は、中間エッジリング１８６および底部エッジリング１８８上に載っている。中間エッジリング１８６および底部エッジリング１８８は、移動されない。エッジリング１８２は、エッジリング１８２が中間エッジリング１８６および底部エッジリング１８８上に載っており、エッジリング１８２が摩耗されないとき、上側表面１９０の上の高さｈを画定する。１つまたは複数の開口部１９２は、基板支持体１２６、中間エッジリング１８６、および／または底部エッジリング１８８の１つまたは複数に画定され、以下でさらに説明するように、高さアジャスタがエッジリング１８２の高さを調整することを可能にする。
【0125】
図１Ｃでは、エッジリング１８２が摩耗し、厚さが高さｈ’（ｈ’＜ｈ）に減少している。高さアジャスタは、エッジリング１８２を上昇させ、エッジリング１８２の上部表面と上側表面１９０との間の高さ関係ｈを復元するために使用される。エッジリング１８２が十分に摩耗したとき、エッジリング１８２は、新しいエッジリングと交換することができる。
【0126】
図２では、本開示による基板処理システム２１０の一例が示されている。基板処理システム２１０は、誘導結合プラズマを使用してエッチングを実施する。基板処理システム２１０は、コイル駆動回路２１１を含む。パルス回路２１４を使用して、ＲＦ電力をオンおよびオフにパルスするか、またはＲＦ電力の振幅もしくはレベルを変化させることができる。調節回路２１３は、１つまたは複数の誘導コイル２１６に直接接続することができる。調節回路２１３は、ＲＦ源２１２の出力を所望の周波数および／または所望の位相に調節し、コイル２１６のインピーダンスを一致させ、コイル２１６の間で電力を分割する。いくつかの例では、コイル駆動回路２１１は、ＲＦバイアスの制御に関連して、以下でさらに説明される駆動回路の１つによって置き換えられる。
【0127】
いくつかの例では、プレナム２２０をコイル２１６と誘電体窓２２４との間に配置し、高温および／または低温の空気流で誘電体窓２２４の温度を制御することができる。誘電体窓２２４は、処理チャンバ２２８の片側に沿って配置されている。処理チャンバ２２８は、基板支持体（または台座）２３２をさらに備える。基板支持体２３２は、静電チャック（ＥＳＣ）、または機械的チャックまたは他のタイプのチャックを含み得る。プロセスガスは処理チャンバ２２８に供給され、プラズマ２４０は処理チャンバ２２８の内側で生成される。プラズマ２４０は、基板２３４の露出表面をエッチングする。駆動回路２５２（以下で説明されるものの１つなど）を使用して、動作中にＲＦバイアスを基板支持体２３２内の電極に提供することができる。
【0128】
ガス送給システム２５６を使用して、プロセスガス混合物を処理チャンバ２２８に供給することができる。ガス送給システム２５６は、プロセスおよび不活性ガス源２５７と、弁およびマスフローコントローラなどのガス計量システム２５８と、マニホールド２５９とを含み得る。ガス送給システム２６０を使用して、弁２６１を介してガス２６２をプレナム２２０に送給することができる。ガスは、コイル２１６および誘電体窓２２４を冷却するために使用される冷却ガス（空気）を含み得る。ヒータ／クーラ２６４を使用して、基板支持体２３２を所定の温度に加熱／冷却することができる。排気システム２６５は、パージまたは排出によって処理チャンバ２２８から反応剤を除去する弁２６６およびポンプ２６７を含む。
【0129】
コントローラ２５４を使用して、エッチングプロセスを制御することができる。コントローラ２５４は、システムパラメータを監視し、ガス混合物の送給、プラズマの打撃、維持、および消滅、反応剤の除去、冷却ガスの供給などを制御する。加えて、以下で詳細に説明するように、コントローラ２５４は、コイル駆動回路２１１および駆動回路２５２の様々な態様を制御することができる。エッジリング２８２は、プラズマ処理中に基板２３４の半径方向外側に位置し得る。高さ調整システム２８４を使用して、エッジリング２８２の上部表面の高さを調整することができる。加えて、エッジリング２８２は、摩耗したときに任意選択で取り外し、真空を破壊することなく新しいエッジリングと交換することができる。コントローラ２５４は、高さ調整システム２８４を制御するために使用され得る。
【0130】
処理中、プラズマが処理チャンバ内で打たれる。いくつかの例では、ＲＦバイアスが基板支持体に出力される。低バイアス周波数でプラズマのシースの制御を維持するためには、上部エッジリングの高さが摩耗により調整されるため、基板支持体への送給構成要素（上部、中間、および底部エッジリングなど）の静電容量ＣDを維持する必要がある。以下の例では、エッジリングは、導電性材料または誘電体材料で作製され、電極が埋め込まれている。以下でさらに説明するように、容量結合を提供する領域は、上部エッジリングが移動する際の容量結合の変化を最小限に抑えるように設計されている。
【0131】
ここで図３Ａを参照すると、基板支持体用のエッジリングシステムは、上部エッジリング３１０、中間エッジリング３１４、および底部エッジリング３１６を含む。上部エッジリング３１０は、逆「Ｕ」字形を有し、半径方向内側脚部３３２および半径方向外側脚部３３４に接続された環状本体３３０を含む。中間エッジリング３１４は、「Ｕ」字形を有し、半径方向内側脚部３４２および半径方向外側脚部３４４に接続された環状本体３４０を含む。上部エッジリング３１０の半径方向内側脚部３３２は、中間エッジリング３１４の半径方向内側脚部３４２と半径方向外側脚部３４４との間に位置する。
【0132】
底部エッジリング３１６は、半径方向外側部分３５０、中間部分３５２、および半径方向内側部分３５４を含む。環状凹状部分３６０は、半径方向外側部分３５０と中間部分３５２との間の底部エッジリング３１６の上側および半径方向内側表面上に配置されている。環状凹状部分３６４は、半径方向内側部分３５４と中間部分３５２との間の底部エッジリング３１６の上側および半径方向内側表面上に配置されている。底部エッジリング３１６は、上部エッジリング３１０を上下させるために使用されるリフトピン３７２を受け入れるように構成されている細長い垂直ボア３７４を含む。同様に、ベースプレート１３０は、リフトピン３７２を受け入れるように構成され、細長い垂直ボア３７０と位置合わせされた細長い垂直ボア３７６を含み得る。単一のリフトピンが示されているが、Ｎ個のリフトピンが使用されてもよく、Ｎは、２よりも大きい整数である。いくつかの例では、Ｎ個のリフトピンは、３６０°／Ｎに等しい角度だけ離れて配置されている。
【0133】
動作中、プラズマ３８０が生成される。シース３９０は、プラズマ３８０と送給構成要素３９２（上部エッジリング３１０、中間エッジリング３１４、および／または底部エッジリング３１６を含む）との間に形成される。
【0134】
ここで図３Ｂを参照すると、プラズマ、シース、および送給構成要素３９２の電気モデルが示されている。シース３９０はシース静電容量ＣSを有し、送給構成要素３９２は送給静電容量ＣDを有する。送給構成要素３９２の静電容量が構成要素の摩耗またはエッジリングの高さの調整に応じて変化する場合、プロセスは不均一になり、性能の変動および／または欠陥が発生する可能性がある。
【0135】
ここで図４を参照すると、様々なパラメータを調整し、送給構成要素の静電容量を変化させることができる。図４では、上部エッジリング４２０は、逆「Ｕ」字形を有し、環状本体４２４によって半径方向外側脚部４２６に接続された半径方向内側脚部４２２を含む。中間エッジリング４３０は、「Ｕ」字形を有し、環状本体４３６によって半径方向内側脚部４３８に接続された半径方向外側脚部４３２を含む。上部エッジリング４２０の半径方向内側脚部４２２は、中間エッジリング４３０の半径方向内側脚部４３８と半径方向外側脚部４３２との間に配置されている。ベースプレート１３０の静電電極４１０およびＲＦ電極４１２もまた、示されている。
【0136】
底部エッジリング４４０は、中間部分４４４、底部エッジリング４４０の半径方向外側縁部に隣接する中間部分４４４から上方に突出する上側部分４４６、および底部エッジリング４４０の半径方向外側縁部に隣接する中間部分４４４から下方に突出する下側部分４４８を含む。底部エッジリング４４０は、その上側の半径方向内側表面上に上方突起４５２を備えた半径方向内側部分４５０を含む。ベースプレート１３０は、底部エッジリング４４０の半径方向内側部分４５０を受け入れる段差状部分４５６を含む。底部エッジリング４４０およびベースプレート１３０における空洞４６２および４６４は、それぞれ、リフトピン４７０を相互に受け入れる。
【0137】
いくつかの例では、上部エッジリング４２０および中間エッジリング４３０は、導電性材料で作製され、底部エッジリング４４０は、誘電体などの非導電性材料で作製されている。いくつかの例では、リフトピン４７０は、誘電体などの導電性材料または非導電性材料で作製されている。
【0138】
ここで図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、２つの導電性表面の間の結合容量は、対向表面の間のギャップが増加するにつれて著しく減少する。エッジリングが上昇すると、Ａ領域の対向表面は、一般に同じギャップＤAを維持する。対照的に、Ｂ領域の対向表面のギャップＤBは、エッジリングが上昇するにつれて比例して増加する。対向する導電性表面の結合容量は、Ａ領域とＢ領域の両方の影響を受ける。Ａ領域の結合容量は、エッジリングが移動すると安定し、Ｂ領域の結合容量は、エッジリングが移動すると減少する。
【0139】
本開示によれば、Ａ領域の結合容量は比較的一定であるため最大化され、Ｂ領域の結合容量は変化しているため最小限に抑えられる。いくつかの例では、Ａ領域についてのギャップＤAは最小値に設定され、Ｂ領域についてのギャップＤBはｋ＊ＤAに設定され、ｋは、２以上の数値である。いくつかの例では、ｋは、３に等しい。いくつかの例では、ギャップは、結合が望まれる領域については０．００６インチ（０．１５２４ミリメートル）または６ミル（０．１５２４ミリメートル）以下のギャップに設定され、結合が望まれない領域については０．０１２インチ（０．３０４８ミリメートル）または１２ミル（０．３０４８ミリメートル）以上のギャップに設定される。いくつかの例では、ギャップは、結合が望まれる領域については０．００６インチまたは６ミル以下のギャップに設定され、結合が望まれない領域については０．０１８インチ（０．４５７２ミリメートル）または１８（０．４５７２ミリメートル）ミル以上のギャップに設定される。
【0140】
図５Ａおよび図５Ｂでは、移動中のエッジリング本体の対向表面が示されている。Ａ領域では、エッジリングの対向表面は、それらの間のギャップＤAを大幅に変えることなく、互いに隣接してスライドする。Ｂ領域では、エッジリングの対向表面がスライドして離れ、それらの間のギャップＤBが増加する。
【0141】
いくつかの例では、ギャップＤAは、Ａ領域の対向表面の間の最小ギャップ（ｄmin）に基づいて設定される。最小ギャップｄminは、所与のプロセス温度範囲での送給構成要素の公差および／または熱膨張に基づいて決定される。ギャップＤAは、静電容量を一定にする必要があるＡ領域の最小ギャップｄminに等しく設定される。（対向表面の間のギャップが増加するため）静電容量が最小限に抑えられる他の領域では、ギャップＤBは、ｋ＊ｄmin以上に設定される（ｋは、２以上の数値である）。他の例では、ｋは、３以上である。その結果、Ａ領域による静電容量が送給静電容量を支配し、Ｂ領域による静電容量は送給静電容量に対する影響を大幅に低減する。
【0142】
ここで図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、エッジリング６１０は、「Ｕ」字形を有し、環状本体６１４によって外側脚部６１６に接続された内側脚部６１２を含む。凹状部分６１８は、内側脚部６１２と外側脚部６１６との間に位置する。上部エッジリング６２０は、逆「Ｕ」字形を有し、環状本体６２４によって外側脚部６２６に接続される内側脚部６２２を含む。
【0143】
エッジリング６３０は、中間部分６３４によって半径方向外方突出部分６３６に接続された半径方向内方に突出する上側部分６３２を含む。いくつかの例では、エッジリング６３０は、「Ｚ」字形の断面を有する。突出表面６３８は、中間部分６３４の中間領域から（エッジリング６４０の対向表面６３９に向かって）下方に、エッジリング６３０の下側縁部まで半径方向内方に延伸する。
【0144】
エッジリング６４０は、エッジリング６３０から半径方向内方に、エッジリング６３０の上側部分６３２の下側に位置する。エッジリング６４０は、概して長方形の断面を有する本体６４２、上側部分６４４、下側部分６４６、およびエッジリング６４０の下側の半径方向内側表面から下方に突出する突出部分６４８を含む。外側エッジリング６５０は、本体６５２、本体６５２の上側表面に隣接して半径方向内方に突出する半径方向内方突出部分６５４、および外側エッジリング６５０の半径方向外側表面から下方に突出する下方突出部分６５６を含む。環状凹部６５８および６５９は、それぞれ、半径方向外方突出部分６３６およびベースプレート１３０のためのクリアランスを提供する。
【0145】
環状シール６６０は、ベースプレート１３０、加熱層１３２、およびエッジリング６４０の間に画定された環状スロット６６１に配置され、加熱層１３２とベースプレート１３０との間に配置されている連結および／または熱抵抗層１３４を保護する。リフトピン６６２は、ベースプレート１３０における垂直ボア６６６に配置されているガイドスリーブ６６４を通過する。
【0146】
上部エッジリング６２０は、エッジリング６３０上に載っている。上部エッジリング６２０の内側脚部６２２は、エッジリング６１０の内側脚部６１２とエッジリング６３０の半径方向内方突出上側部分６３２との間に位置する。エッジリング６１０は、加熱層１３２の段差状表面上に載っている。エッジリング６４０は、加熱層１３２およびエッジリング６１０の半径方向外側に存在する。外側エッジリング６５０の本体６５２は、エッジリング６３０の半径方向外側に存在する。外側エッジリング６５０の内方突出部分６５４は、上部エッジリング６２０の外側脚部６２６とエッジリング６３０の半径方向外方突出部分６３６との間に配置されている。垂直ギャップ６９０は、エッジリング６３０とエッジリング６１０との間に画定される。水平ギャップ６９１は、エッジリング６３０および６４０の上側部分の間に画定される。垂直ギャップは、エッジリング６３０と外側エッジリング６５０との間に画定される。
【0147】
図６Ｂでは、上部エッジリング６２０が摩耗すると、リフトピン６６２が上方に移動してエッジリング６３０を上方に付勢し、プラズマおよび／または他のプロセスガス混合物への曝露による上部エッジリング６２０に対する摩耗を補償する。見てわかるように、突出部分６３８は、エッジリング６４０のギャップＤA内に配置されている。同様に、エッジリング６３０の上部表面は、環状本体の底部表面のギャップＤA内に配置されている。エッジリング６３０および６４０の下側部分の間の最小ギャップは、一貫した容量結合のために維持される。増加する他のギャップは、より大きなギャップ（最小ギャップの２倍以上）から開始し、そして容量結合に対する影響を低減するために増加する。減少するギャップは、最小ギャップの２倍よりも大きい状態から開始し、容量結合に対する影響を低減するためにその大きさのままである。
【0148】
ここで図６Ｃを参照すると、エッジリング６３０の例示的な変形例が示されている。エッジリング６３０’の上側部分６３２は、エッジリング６１０の外側脚部６１６の上側表面に隣接して、およびエッジリング６４０の上側部分６４４の上側表面に隣接して下方に延伸する。エッジリング６３０の内側表面６３７は、エッジリング６３０の半径方向外側表面６４１に平行に（そしてその所定の固定距離内に）延伸する。いくつかの例では、ベース高さ（例えば、上部エッジリングの上部表面から加熱層１３２の上部表面まで）は、１ｍｍ～６ｍｍの範囲である。いくつかの例では、ベース高さは、４ｍｍである。いくつかの例では、エッジリング６３０’の上側部分６３２の底部表面の間のギャップは、０．１ｍｍ～１ｍｍの範囲である。いくつかの例では、エッジリング６３０’の上側部分６３２の底部表面の間のギャップは、０．１ｍｍまたは０．５ｍｍの範囲である。ギャップが増加すると、それらの間の結合が低減され、その逆も同様である。
【0149】
いくつかの例では、上部エッジリング６２０は石英で作製され、エッジリング６３０’はケイ素または炭化ケイ素で作製され、エッジリング６１０は石英で作製され、エッジリング６４０はケイ素または炭化ケイ素で作製されているが、他の材料を使用することもできる。
【0150】
ここで図６Ｄを参照すると、エッジリング６３０’’および上部エッジリング６２０’の他の変形例が示されている。エッジリング６３０’の上側部分６３２は、上に示されるエッジリング６３０および６３０’と比較して半径方向内方にあまり延びていない。上部エッジリング６２０’の内側脚部６２２は、半径方向に幅が広い（そしてさらに半径方向外方に延伸する）。
【0151】
いくつかの例では、上部エッジリング６２０は石英で作製され、エッジリング６３０’’はケイ素または炭化ケイ素で作製され、エッジリング６１０は石英で作製され、エッジリング６４０はケイ素または炭化ケイ素で作製されているが、他の材料を使用することもできる。
【0152】
ここで図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、上部エッジリング７１０は、長方形の断面を有する。中間エッジリング７２０は、「Ｌ」字形であり、半径方向外方突出脚部７２６に接続された垂直脚部７２２を含む。底部エッジリング７４０は、環状本体７４４、上方突出部分７４２、下方突出部分７４９、および内方突出部分７４５を含む。
【0153】
垂直ボア７４６は、内方突出部分７４５を通過し、リフトピン７５４が相互に通過して上部エッジリング７１０を移動させることを可能にする。内方突出部分７４５は、ピン７５４に隣接して位置する上方突出部分７４７を含み、外方突出脚部７２６を受け入れる環状凹部を画定する。内方突出部分７４５はまた、底部エッジリング７４０の半径方向内側表面の近くに位置する下方突出部分７４８を含む。ガイドスリーブ７５０は、下方突出部分７４８によって画定された環状凹部に位置する。
【0154】
いくつかの例では、上部エッジリング７１０およびリフトピン７５４は、導電性材料で作製されている。中間エッジリング７２０および底部エッジリング７４０は、非導電性であり、誘電体材料で作製されている。容量結合は、上部エッジリング７１０が図７Ｂにおいて上昇されると、導電性であり、上部エッジリング７１０と接触しているリフトピン７５４を通して維持される。
【0155】
ここで図８Ａおよび図８Ｂを参照すると、上部エッジリング８１０は、逆「Ｕ」字形を有し、内側脚部８１４および外側脚部８１６に接続された環状本体８１２を含む。外側エッジリング８２０は、中間部分８２２、下側部分８２４、および上側部分８２８を含む。中間部分８２２は、上側部分８２８の下で半径方向内方に突出して環状凹部８２６または段差を形成し、上部エッジリング８１０が下降されるときに上部エッジリング８１０の外側脚部８１６を受け入れる。下側部分８２４は、ベースプレート１３０に向かって半径方向内方に突出し、段差８２９を形成する。
【0156】
エッジリング８４０は、外側エッジリング８２０とベースプレート１３０との間の上部エッジリング８１０の下側に位置する。エッジリング８４０は、中間部分８４２、上側部分８４３、および下側部分８４４を含む。エッジリング８４０は、半径方向内方に延び、中間部分８４２と上側部分８４３との間に環状凹部８４６または段差を形成する。エッジリング８４０は、半径方向内方に延び、中間部分８４２と下側部分８４４との間に環状凹部８４８または段差を形成する。エッジリング８４０は、ベースプレート１３０の対向表面のギャップＤA内に位置する下側表面８４９を含む。ベースプレート１３０に面し、移動に応じて変化するエッジリング８４０の他の表面（図８Ｂに示すような）は、ベースプレート１３０の対向表面のギャップＤBと共に位置する。
【0157】
エッジリング８５０は、概して長方形の断面を有する本体部分８５２を含む。環状凹部または段差８５４は、本体部分８５２の上側および半径方向外側部分に位置する。上部エッジリング８１０の内側脚部は、環状凹部８４６および８５４に位置する。
【0158】
いくつかの例では、上部エッジリング８１０は、導電性材料または誘電体材料で作製され、エッジリング８５０および外側エッジリング８２０は、誘電体材料で作製され、エッジリング８４０は、導電性材料で作製されている。リフトピン８７０がエッジリング８２０における垂直ボアを通過するように示されているが、ベースプレート１３０は半径方向外方にさらに延伸することができ、リフトピンはエッジリング８２０の代わりにベースプレート１３０を通過することができる。いくつかの例では、下側部分８４４および中間部分８４２の半径方向内方に面する表面は、ベースプレート１３０の半径方向外方に面する表面に平行である。
【0159】
ベースプレート１３０に近接している（そして面している）エッジリング８４０の下側部分８４４の第１の表面積は、上部エッジリング８１０と同じままであり、エッジリング８４０は上下される。ベースプレート１３０からさらに離れて位置するエッジリング８４０の中間部分８４２の第２の表面積は、エッジリングが上昇するにつれて（エッジリング８５０がそれらの間に位置するため）減少する。
【0160】
ここで図８Ｃを参照すると、エッジリング８７０は、概して長方形の断面、上側部分８７２、および下側部分８７４を有する。環状シール８７６は、ベースプレート１３０の上側表面の周りに、加熱プレート１３２の下の連結および／または熱抵抗層１３４の半径方向外側に配置されている。エッジリング８８０は、「Ｌ」字形の断面を有し、エッジリング８７０と加熱プレート１３２との間に位置する。環状凹部８８２または段差は、エッジリング８８０の上側の半径方向内側表面上に配置されている。
【0161】
上部エッジリング８８４は、逆「Ｕ」字形、環状本体８８５、半径方向内側脚部８８６、および半径方向外側脚部８８８を有する。外側エッジリング８９２は、概して長方形の断面を有し、エッジリング８７０および８８４の半径方向外側に配置されている。外側エッジリング８９２は、概して長方形の断面、半径方向外側脚部８８８を受け入れる半径方向内側および上側環状凹部８９４または段差、およびベースプレート１３０の下側の半径方向外側部分を受け入れる半径方向内側および下側環状凹部８９６または段差を有する。
【0162】
ここで図９Ａおよび図９Ｂを参照すると、上部エッジリング９１０は、逆「Ｕ」字形を有し、環状本体９１２、内側脚部９１４、および外側脚部９１６を含む。いくつかの例では、外側脚部９１６は、内側脚部９１４よりも半径方向にＰ倍厚く、Ｐは、２以上５以下である。エッジリング９２０は、概して「Ｌ」字形であり、上方向き脚部９２２および半径方向内方向き脚部９２４を含む。エッジリング９３０は、概して「Ｌ」字形であり、上方向き脚部９３２、およびエッジリング９２０の半径方向内方脚部９２４の半径方向内側部分に隣接して存在する半径方向外側部分を有する半径方向外方向き脚部９３４を含む。
【0163】
底部エッジリング９４０は、中間部分９４２を含む。上方向き部分９４４は、底部エッジリング９４０の半径方向外側の上側表面から延伸する。下方向き部分９４８は、底部エッジリング９４０の半径方向外側の下側表面から延伸する。底部エッジリングの半径方向内側部分９４６は、上部エッジリング９１０の外側脚部９１６およびエッジリング９２０の一部の下で半径方向内方に延伸する。上方向き突起９４９は、半径方向内側部分９４６の半径方向内側表面から所定の距離だけ上方に延伸する。
【0164】
いくつかの例では、エッジリング９２０および上部エッジリング９１０は、導電性材料で作製されている。いくつかの例では、エッジリング９３０および９４０は、誘電体材料で作製されている。
【0165】
上部エッジリング９１０の外側脚部９１６は、上部エッジリングが完全に下降されるとき、エッジリング９２０の最下側表面よりも所定の距離だけ少なく延伸する。その結果、上部エッジリング９１０およびエッジリング９２０の対向表面は、上部エッジリング９１０が持ち上げられる際と比較的同じままである。いくつかの例では、所定の距離は、摩耗による上部エッジリング９１０の高さの最大増加以上である。
【0166】
ここで図９Ｃを参照すると、上部エッジリング９５０は、逆「Ｕ」字形を有し、環状本体９５４、半径方向内側脚部９５２、および半径方向外側脚部９５６を含む。いくつかの例では、半径方向外側脚部９５６は、半径方向内側脚部９５２よりも半径方向にＰ倍厚い。上部エッジリング９５０は、半径方向外側脚部９５６の下方に面する表面上に位置する半径方向凹部９５７を含む。追加の半径方向凹部９５７が、リフトピンの各々に提供される。いくつかの例では、３つのリフトピンがエッジリングの周りに配置され、１２０°間隔で離間される。半径方向凹部９５７は、下方および半径方向外方に鋭角で傾斜している角度の付いた下側表面９５８を含む。半径方向凹部９５７および角度の付いた下側表面９５８は、リフトピンによって付勢され、ベースプレート１３０および基板１２８に対して上部エッジリング９５０を中心に配置するのに役立つ。
【0167】
図９Ｃ１および図９Ｃ２では、半径方向凹部の追加の図が示されている。図９Ｃ１では、エッジリングの一部の底面図が示されている。図９Ｃ２では、図９Ｃ１の９Ｃ２－９Ｃ２に沿った断面図が示されている。いくつかの例では、表面９９０および９９２は、半径を有する。いくつかの例では、角度Θは、７５°～１０５°の範囲である（例えば、９０°）。
【0168】
エッジリング９６０は、概して「Ｕ」字形であり、環状本体９６６、半径方向内側脚部９６２、および半径方向外側脚部９６４を含む。上部エッジリング９５０の半径方向内側脚部９５２は、エッジリング９６０の半径方向内側脚部９６２と半径方向外側脚部９６４との間に位置する。
【0169】
エッジリング９７０は、その半径方向内側および上側表面上に位置する環状凹部９７４を含む。エッジリング９７０の半径方向内側部分９７２は、ベースプレート１３０および加熱プレート１３２に隣接して配置されている。リフトピンは、エッジリング９７０の半径方向内側部分９７２における垂直ボアを通過する。エッジリング９７０の半径方向内側部分９７２は、その半径方向内側および上側表面上に環状凹部９７３を含み、エッジリング９６０の半径方向外側脚部９６４の下側部分に対するクリアランスおよび／または支持を提供する。エッジリング９７０の半径方向内側部分９７２は、その下側および半径方向内側表面から下方に延伸する突起９７５をさらに含む。
【0170】
いくつかの例では、ベースプレート１３０は、ベースプレート１３０の段差状または下側の半径方向外側表面に続く適合シール９７１を含む。いくつかの例では、適合シール９７１は、セラミックなどの材料で作製され、アーク放電を低減する。エッジリング９７０の下側表面は、リフトピンを収容する第１の環状凹部９７６または段差、およびベースプレート１３０を収容する第２の環状凹部９７８を含む。
【0171】
いくつかの例では、ベース高さは、３．５ｍｍである。いくつかの例では、エッジリング９５０および９８０は、ケイ素または炭化ケイ素などの導電性材料で作製されているが、他の材料を使用することもできる。他の例では、エッジリング９７０および９８６は石英で作製されているが、他の材料を使用することもできる。
【0172】
ここで図９Ｄを参照すると、図９Ｃのエッジリングシステムの変形例の一例が示されている。エッジリング９８０は、上部エッジリング９５０の下側に位置する。エッジリング９８０は、概して「Ｌ」字形であり、半径方向内方突出脚部９８４および垂直脚部９８２を含む。垂直脚部９８２は、上部エッジリング９５０の半径方向内側脚部９５２と半径方向外側脚部９５６との間に位置する。エッジリング９８６は、基板１２８の下側に、加熱プレート１３２の半径方向外側に位置する。エッジリング９８６は、半径方向内方突出脚部９８４を受け入れるために、その下側および外側表面上に位置する環状凹部９８８または段差を備えた概して長方形の形状である。
【0173】
いくつかの例では、ベース高さ（例えば、上部エッジリング９５０の上部表面からベースプレート１３０の上部表面まで）は、３．５ｍｍである。いくつかの例では、エッジリング９５０、９８０、９８６、および９７０は、それぞれ、石英、炭化ケイ素、ケイ素（または炭化ケイ素）、および石英で作製されているが、他の材料を使用することもできる。
【0174】
ここで図９Ｅを参照すると、エッジリングシステムの他の例示的な変形例が示されている。図９Ｅでは、上部エッジリング９５０’の半径方向外側脚部９５６は、半径方向外方にあまり延びておらず、エッジリング９９０によって覆われている。エッジリング９９０は、「Ｌ」字形の断面を有し、半径方向内方突出脚部９９２、および半径方向内方突出脚部９９２の半径方向外側部分に接続された下方突出脚部９９４を含む。いくつかの例では、図９Ｄの上部エッジリング９５０は、基板ポートを通って処理チャンバ内に適合するには大きすぎる可能性がある。図９Ｅの９５０’および９９０に示すように、上部エッジリング９５０を２つの部分に分割することにより、エッジリング９９０を基板ポートを通して取り外して交換することが可能になる（真空移送モジュールが使用される場合、真空を破壊することなく）。いくつかの状況では、図９Ｄのエッジリング９５０は、ロボットアームによって移動させるには厚すぎるおよび／または重すぎる可能性がある。エッジリング９５０’’と組み合わせてより薄くて軽い上部エッジリング９９０を使用すると、エッジリング９９０がより薄くて軽いので、エッジリング９９０は摩耗したときに取り外すことができる。
【0175】
いくつかの例では、ベース高さ（例えば、上部エッジリング９５０の上部表面からベースプレート１３０の上部表面まで）は、３．５ｍｍである。いくつかの例では、エッジリング９９０、９５０、および９８０は炭化ケイ素で作製され、エッジリング９８６はケイ素で作製され、エッジリング９７０は石英で作製されているが、他の材料を使用することもできる。
【0176】
ここで図９Ｆを参照すると、より厳しい公差を有する図９Ｃの上部エッジリング９５０と同様のエッジリング９５０’’が示されている。いくつかの例では、エッジリング間のギャップは、０．０１ｍｍよりも大きく、０．５ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．２ｍｍ、または０．１ｍｍ以下である。他の例では、上部エッジリングと基板との間のギャップは、１００μｍよりも大きく、５００μｍ、４００μｍ、または３５０μｍ未満である。いくつかの例では、ベース高さ（例えば、上部エッジリング９５０’の上部表面からベースプレート１３０の上部表面まで）は、５．５ｍｍである。いくつかの例では、エッジリング９５０’、９８０、および９７０は石英で作製されているが、他の材料を使用することもできる。
【0177】
ここで図９Ｇを参照すると、外側エッジリング９９５は、その上部表面上の環状凹部９７４または段差、および環状凹部９７４に隣接する外側エッジリング９９５から半径方向内方に延伸する突起９９６を画定する。エッジリング９９７は、概して長方形の断面を有し、突起９９６を受け入れるために半径方向外側および上側表面上に位置する環状凹部９９８または段差を含む。エッジリング９９７は、加熱プレート１３２の半径方向外側表面に隣接するエッジリング９９７の上側の半径方向内側表面から上方に延伸する突起９９９を含む。いくつかの例では、エッジリング９５０’’はケイ素（または石英、または炭化ケイ素）で作製され、エッジリング９８０はケイ素または炭化ケイ素で作製され、エッジリング９９７はセラミック、アルミニウム、または石英で作製され、エッジリング９７０は石英で作製されているが、他の材料を使用することもできる。エッジリング９７０の突起９９６およびエッジリング９９７の環状凹部９９８は、プラズマアーク放電を低減するために蛇行経路を画定する。
【0178】
ここで図１０Ａおよび図１０Ｂを参照すると、導電性エッジリングの静電容量に依存する代わりに、エッジリングは、誘電体材料で作製することができ、外部コネクタのない埋め込み導体を含むことができる。例えば、図１０Ａおよび図１０Ｂでは、図９Ａおよび図９Ｂのエッジリング９２０は、誘電体材料で作製することができ、金属で作製されている埋め込み導体１００８を含むことができる。上部エッジリング９１０は、導電性材料で作製されている。
【0179】
埋め込み導体１００８は、垂直導電性部分１０１０および水平導電性部分１０２０を含む。埋め込み導体１００８は、図１０Ｂに示すように、摩耗のために上部エッジリング９１０が上昇されると比較的一定の静電容量を提供するように配置されている。図１０Ａおよび図１０Ｂの例では、水平導電性部分１０２０は、加熱プレート１３２への結合を提供する。摩耗により上部エッジリング９１０が上方に移動するとき、水平導電性部分１０２０は、加熱プレート１３２への結合を維持する。その結果、送給構成要素の静電容量は、ほぼ同じままである。
【0180】
ここで図１１Ａおよび図１１Ｂを参照すると、エッジリング８４０は、（上記の図８Ａおよび図８Ｂのような導電性材料の代わりに）誘電体材料で作製され、外部接続のない埋め込み導体１１０８を含む。上部エッジリング８１０は、導電性材料または誘電体材料で作製されている。埋め込み導体１１０８は、上部エッジリング８１０の下側表面の近くに平行に配置されている上側水平導体１１１０を含む。上側水平導体１１１０は、中間エッジリング８４０の中間近くに延伸する垂直導体１１１２に接続される。垂直導体１１１２は、半径方向内方に延伸する水平導体１１２０に接続し、垂直導体１１２２に接続する。垂直導体１１２２は、下側部分近くのエッジリング８４０の半径方向内側表面の近くに配置され、それに沿って延伸する。
【0181】
図１１Ｂでは、エッジリング８４０が上昇して上部エッジリング８１０の摩耗を補償するとき、垂直導体１１１０と上部エッジリング８１０との間の結合は比較的一定のままである（そしてＤA以下である）。同様に、垂直導体１１２２とベースプレート１３０の導電性対向表面との間の結合は、比較的一定のままである（そしてＤA以下である）。他の場所では、埋め込み導体は、ＤB以上のギャップ距離を有する。
【0182】
ここで図１１Ｃ～図１１Ｅを参照すると、エッジリング８４０の弧状部分が示されている。エッジリング８４０は、積み重ねられて焼結された複数のセラミックグリーンシートで作製することができる。焼結の前に、隣接するセラミックグリーンシートに穴を開け、その穴に導電性ペーストなどの導電性材料を充填することによって、垂直導体またはビアが形成される。いくつかの例では、タングステンペーストが使用される。水平導体は、導電性材料を使用してセラミックグリーンシート上にトレースまたは導電性平面を印刷することによって形成される。いくつかの例では、水平導体は、垂直導体と重なって接触し、それらの間の接続を提供するように印刷される。
【0183】
図１１Ｃでは、垂直導体１１１２またはビアは、水平導体１１１０を画定する導電性平面１１５０に接続されて示されている。図１１Ｄでは、水平導体がない場所では、垂直導体はセラミックグリーンシートを通過する。図１１Ｅでは、図１１Ｄに示す導電性平面を使用する代わりに、複数のトレース１１６０を使用して、導電性平面１１５０の代わりに水平導体１１１０を実装することができる。
【0184】
ここで図１２Ａおよび図１２Ｂを参照すると、図７の上部エッジリング７１０は、導電性材料の代わりに誘電体材料で作製することができる。上部エッジリング７１０は、外部接続のない埋め込み導体１２０８を含む。埋め込み導体１２０８は、上部エッジリング７１０の上部表面に平行に配置されている水平導体１２１０を含む。水平導体１２１０は、水平導体１２１０を露出させることなく誘電体材料の摩耗を可能にするために、上部表面から所定の距離だけ離間される。垂直導体１２２０は、上部エッジリング７１０の中間部分の近くで垂直に延伸する。垂直導体１２２０は、水平導体１２１０、および上部エッジリング７１０の底部表面に平行に配置されている水平導体１２２４に接続する。水平導体１２２４は、リフトピン７５４への容量結合を可能にする。リフトピン７５４は、導電性材料で作製されている。図１１Ｂに見られるように、リフトピン７５４と水平導体１２２４との間の結合は、上部エッジリング７１０が持ち上げられても一定のままである。
【0185】
ここで図１３Ａおよび図１３Ｂを参照すると、エッジリング８４０は、誘電体材料または導電性材料（本明細書で定義される）で作製され、ドープされていない残りの領域よりも導電性が高い１つまたは複数のドープ領域を含む。上部エッジリング８１０は、導電性材料または誘電体材料で作製されている。
【0186】
この例では、上部エッジリング８１０の下側に存在するエッジリング８４０の上部表面１３２０は、所定の深さまでドープされ、非ドープ材料よりも材料を導電性にする。同様に、エッジリング８４０の半径方向内側表面１３２２もまた、所定の深さまでドープされ、上部表面１３２０から下側表面８４９の底部縁部まで誘電体材料をより導電性にする。上部表面１３２０および半径方向内側表面１３２２は、電気的に接続される。単一の連続ドープ領域が示されているが、２つ以上のドープ領域が使用されてもよい。
【0187】
例えば、エッジリング８４０は、ホウ素、アルミニウム、または窒素がドープされた炭化ケイ素で作製され、非ドープ領域よりもその選択された部分を導電性にすることができる。図１３Ｂでは、エッジリング８４０の導電性部分は、上部エッジリング８１０の摩耗のために中間エッジリングが上昇すると、隣接する表面への均一な結合を提供する。
【0188】
ここで図１４Ａを参照すると、上部エッジリング１４１０は、エッジリング１４１２、１４１６、および１４２０の上に配置されている。上部エッジリング１４１０は、逆「Ｕ」字形を有し、環状本体１４３４、半径方向内側脚部１４３２、および半径方向外側脚部１４３６を含む。環状本体１４３４は、取り扱い中にエッジリングを安定させるのに十分な材料を可能にする厚さｔと、侵食による交換前に十分な数のサイクルを可能にするのに十分な材料とを有する。いくつかの例では、厚さｔは０．５ｍｍ～１０ｍｍの範囲であるが、他の厚さを使用することもできる。いくつかの例では、厚さｔは０．５ｍｍ～５ｍｍの範囲であるが、他の厚さを使用することもできる。
【0189】
半径方向外側脚部１４３６の上部表面１４３８は、上部エッジリング１４１０の中間部分の近くで、上部エッジリング１４１０の半径方向外側縁部に対して１４３８’’で（傾斜表面を形成するために）直線的に下方に傾斜している。傾斜部分１４３８’は、上部表面１４３８’から垂直距離ｄだけ直線的に下方に傾斜している。水平距離ｈが、「Ｕ」字形の半径方向外側縁部から上部表面１４３８が下方に傾斜し始める場所まで提供される。いくつかの例では、厚さｔに応じて、水平距離ｈは０ｍｍ～１０ｍｍの範囲であるが、他の水平距離を使用することもできる。いくつかの例では、ｄは、ｔ以上である。いくつかの例では、ｄは、ｔ～３ｔの範囲である。いくつかの例では、ｄは、ｔ以下である。いくつかの例では、ｄは、０．２５＊ｔ～ｔの範囲である。エッジリング１４１２および１４１６は、「Ｌ」字形の断面を有する。
【0190】
いくつかの例では、上部表面１４３８は、全体の厚さＨを有する。いくつかの例では、エッジリングの全体の厚さＨは、５ｍｍ～２０ｍｍの範囲である。いくつかの例では、距離ｄは、高さＨの５％、１０％、２０％、３０％、４０％、または５０％以上である。いくつかの例では、傾斜部分１４３８’は、鋭角で直線的に傾斜している。いくつかの例では、傾斜部分１４３８’は、２０°～７０°の範囲の鋭角で傾斜している。
【0191】
エッジリング１４１０は、一般に、より長い摩耗を可能にし、「Ｕ」字形に対応するために以前のエッジリングよりも高い。「Ｕ」字形と上部表面１４３８および１４３８’との間に十分な材料がない場合、摩耗によりエッジリングにひびが入る可能性がある。理解され得るように、半径方向外側傾斜部分の材料を除去すると、エッジリング１４１０の重量が減少し、それによりアクチュエータに対する負荷が減少する。これにより、アクチュエータはより細かい調整を行うことが可能である。傾斜部分１４３８’の直線的な傾斜は、段差状の設計と比較して、「Ｕ」字形の溝と上部表面１４３８および１４３８’との間の材料をあまり除去することなく除去することができる材料の量を増加させる。いくつかの例では、距離ｄは、除去される材料の量を増加させるために、環状本体１４３４の厚さｔよりも大きい。いくつかの例では、水平距離ｈは、除去される材料の量を増加させるために、環状本体１４３４の厚さｔよりも小さい。
【0192】
エッジリング１４１２は、エッジリング１４１６の半径方向外側に、上部エッジリング１４１０の下側に位置する。エッジリング１４１２は、上方突出脚部１４４８、および上方突出脚部１４４８から半径方向内方に延伸する脚部１４４６を含む。エッジリング１４１６は、加熱プレート１３２に隣接して、エッジリング１４１２の半径方向内側に、基板１２８の下側に位置する。エッジリング１４１６は、上方突出脚部１４４０、および上方突出脚部１４４０から半径方向外方に延伸する脚部１４４２を含む。
【0193】
エッジリング１４２０は、半径方向外側部分１４５２、および半径方向外側部分１４５２の下側部分から半径方向内方に延伸する半径方向内側部分１４５４を含む。段差表面１４５５は、下降されたとき、上部エッジリング１４１０の半径方向外側脚部１４３６を支持する。上方突起１４５６は、半径方向内側部分１４５４の内側の上側表面から上方に延伸する。リフトピン１４６０は、エッジリング１４２０の半径方向内側部分１４５４における垂直ボア内を相互に移動し、エッジリング１４１０を上下させる。
【0194】
ここで図１４Ｂを参照すると、上部エッジリング１４１０は、代替の上側表面プロファイルを含む。エッジリング１４１０の上部表面の傾斜部分１４６４’は、半径方向外側方向に下方に傾斜している。傾斜部分１４６４’は、表面１４６６に移行し、これは概して、基板１２８を含む平面に平行である。傾斜部分１４６４’におけるエッジリングの材料を除去すると、上部エッジリング１４１０の重量が減少する。軽量化を行うことで、持ち上げ能力の低いリフトアクチュエータでの使用が可能になる。
【0195】
ここで図１４Ｃを参照すると、上部エッジリング１４１０の半径方向内側縁部１４７０は、エッジリング１４１６の上方突出脚部１４４０の半径方向外側表面に対してギャップを画定する。ギャップは、図１４Ａおよび図１４Ｂのエッジリングシステムと比較して増加している。
【0196】
ここで図１５を参照すると、エッジリングシステムは、上部エッジリング１５１０、外側エッジリング１５２０、およびエッジリング１５３０を含む。エッジリング１５３０は、上部エッジリング１５１０の下側に、外側エッジリング１５２０の半径方向内側に位置する。上部エッジリング１５１０は、概して長方形の本体１５１４、および上部エッジリング１５１０の半径方向内側および上側表面から延伸する半径方向内方突出脚部１５１６を含む。エッジリング１５３０は、概して長方形であり、その上側および半径方向内側表面上に位置する環状凹部１５３４を含む。基板１２８は、環状凹部１５３４に受け入れられる。外側エッジリング１５２０は、半径方向外側部分１５２２、および半径方向外側部分１５２２の中間部分から半径方向内方に延伸する内側部分１５２４を含む。リフトピン１５６０は、外側エッジリング１５２０の内部部分１５２４における垂直ボア内を相互に移動する。突起１５２６は、外側エッジリング１５２０の半径方向内側および上側表面から上方に延伸する。上部エッジリング１５１０の概して長方形の本体１５１４は、突起１５２６と半径方向外側部分１５２２との間の外側エッジリング１５２０の上側表面１５５５上で受け入れられる。
【0197】
いくつかの例では、エッジリング１５１０の上部表面１５１８は、傾斜部分１５１８’の前に高さＨを有する。傾斜部分１５１８’は、上部表面１５１８から上部エッジリング１５１０の半径方向外側縁部まで距離ｄだけ下方に傾斜している。いくつかの例では、距離ｄは、高さＨの５％、１０％、２０％、３０％、４０％、または５０％以上である。いくつかの例では、傾斜部分１５１８’は、鋭角で下方に傾斜している。いくつかの例では、傾斜部分１５１８’は、２０°～７０°の範囲の鋭角で傾斜している。理解され得るように、傾斜部分１５１８’を形成するために除去された材料は、エッジリング１５１０の重量を減少させるのに役立ち、これによりアクチュエータに対する負荷が減少され、信頼性が向上する。
【0198】
いくつかの例では、加熱プレート１３２は、円筒形中心部分１５７７、および円筒形中心部分の底部部分から半径方向外方に延伸する突出部分１５７９を有する。いくつかの例では、加熱プレート１３２は、ＲＦ電極を含まない。他の例では、エッジリングの近傍の加熱プレート１３２に位置するＲＦ電極が除去される。例えば、ＲＦ電極は、エッジリング１５３０の下側に位置する加熱プレートの領域１５８０で除去される。
【0199】
ここで図１６Ａ～図１６Ｃを参照すると、可動エッジリングシステム１６００が示されている。図１６Ａでは、可動エッジリングシステム１６００は、環状本体１６１２を含む上部エッジリング１６１０を含む。上部エッジリング１６１０の半径方向外側脚部は、環状本体１６１２の半径方向外側表面から下方に突出する。半径方向内側脚部１６１６は、環状本体１６１２の半径方向内側表面から下方に突出する。内方突出脚部１６１８は、半径方向内側脚部１６１６の下側端部から半径方向内方に延伸する。内方突出脚部１６１８は、基板１２８の半径方向外側縁部の下側に延伸する。いくつかの例では、加熱層１３２は、環状凹部１６１９を含み、内方突出脚部１６１８は、基板１２８と環状凹部１６１９との間のその上側表面上の環状凹部１６１９に受け入れられる。
【0200】
エッジリング１６２０は、環状本体１６２２を含む。半径方向外方突出脚部１６２４は、環状本体１６２２の上側および半径方向外側表面から延伸する。半径方向内方突出脚部１５２８は、環状本体１６２２の半径方向内側および下側表面から半径方向内方に延伸する。エッジリング１６２０は、上部エッジリング１６１０の半径方向外側に位置する。
【0201】
エッジリング１６３０は、エッジリング１６２０の半径方向内側に、上部エッジリング１６１０の下側に位置する。エッジリング１６３０は、環状本体１６３２を含む。半径方向内方突出脚部１６３４は、環状本体１６３２の上側および半径方向内側表面から半径方向内方に延伸する。図１７～図２２に関連して以下でさらに説明するように、エッジリング１６３２は、エッジリング１６３０とエッジリング１６２０および／または１６４０との間の間隔を維持するために、シム、ピン、または突起などのスペーサ１６３３を含むことができる。以下でさらに説明するように、絶縁コーティングが使用されてもよい。
【0202】
エッジリング１６４０は、エッジリング１６２０の下側に、エッジリング１６３０の下側部分の半径方向外側に位置する。エッジリング１６４０は、環状本体１６４２を含み、半径方向下方突出脚部１６４４は、環状本体１６４２の半径方向外側および下側表面から延伸する。内方突出脚部１６４６は、環状本体１６４２の中間および内側部分から半径方向内方に延伸する。内方突出脚部１６４６は、リフトピン１６４８を受け入れる垂直ボア１６４７を含む。エッジリング１６４０は、ベースプレート１２６における垂直ボア１６６４に配置されているガイドスリーブ１６６０を受け入れるために、エッジリング１６４０の下側表面に垂直ボアを画定する環状凹部１６５０および突起１６５２を含む。エッジリング１６４０は、ベースプレート１２６の半径方向外側縁部に対するクリアランスを提供するために、その下側および半径方向内側表面上に環状凹部１６５４を含む。
【0203】
エッジリング１６１０の下側表面に対してリフトピン１６４８によって付勢されると、エッジリング１６３０は、半径方向内側脚部１６３４と加熱層１３２の上側表面との間に第１の垂直ギャップ１６７０を画定する。エッジリング１６３０はまた、エッジリング１６３０の下側表面と半径方向内方突出脚部１６４６の上側表面との間に第２の垂直ギャップ１６７２を画定する。
【0204】
図１６Ｂでは、リフトピン１６４８が完全に下降されると、エッジリング１６３０は、エッジリング１６１０の下側表面とエッジリング１６３０の上側表面との間に第３の垂直ギャップ１６８０を画定する。エッジリング１６３０の下側表面は、半径方向内方突出脚部１６４６の上側表面上に載っている。動作中、エッジリング１６３０は、リフトピン１６４８を上昇させることによってエッジリング１６１０と当接する関係で、またはリフトピン１６４８およびエッジリング１６３０を下降させることによってエッジリング１６１０と間隔を置いた関係で配置することができる。
【0205】
プラズマへの曝露によりエッジリング１６１０が摩耗すると、基板１２８が取り外され、リフトピン１６４８が、図１６Ｃに示すように、エッジリング１６３０およびエッジリング１６１０を上方に持ち上げる。エッジリング１６１０は、ロボットアーム（真空移送モジュールロボットアームなど）を使用して、基板ポートを通して処理チャンバから取り外される。別のエッジリング１６１０は、（ロボットアームを使用して基板ポートを通して）エッジリング１６３０上に送給され、リフトピン１６４８が下降される。いくつかの例では、上部リング１６１０は、導電性材料または誘電体材料のいずれかで作製され、リング１６３０は、電極が埋め込まれて導電性材料または誘電体材料のいずれかで作製され、リング１６２０および１６４０は、誘電体材料で作製されている。
【0206】
図１６Ｄを参照すると、図１６Ａ～図１６Ｃのエッジリング１６４０は、２つの同心リングに分割することができる。内側リング１６８０は、環状本体１６８２、ならびに下側および半径方向内側表面上に位置する環状凹部１６８４を含む（図１６Ａ～図１６Ｃの環状凹部１６５０と同様）。内側リング１６８０は、エッジリング１６３０との容量結合を強化するために導電性材料で作製されている。この配置は、より多くのＲＦがベースプレート１２６とエッジリング１６３０との間で伝送されることを可能にする。
【0207】
外側リング１６９０は、誘電体材料で作製された環状本体１６９２を含む。環状本体１６９２は、内側リング１６８０の半径方向外側に位置する。外側リング１６９０の半径方向内側表面１６９４は、内側リング１６８０の半径方向外側表面１６８６に隣接して存在する。
【0208】
ここで図１７および図１８を参照すると、前述の例の多くが、プラズマに曝される上側リング、および下側に位置し、上側リングによって直接プラズマから遮蔽される下側リングを含む。例えば、容量結合を有するように設計されたエッジリングシステム１７００の一部の断面が図１７に示されている。上側リング１７１０の下側部分は、下側リング１７２０の下側部分の半径方向外側に位置する。
【0209】
低バイアス周波数でプラズマシースの制御を維持するために、結合容量Ｃの値は、上側リング１７１０がプラズマに曝され、侵食を受け、その高さが上昇するので、固定されて比較的一定のままでなければならない。さらに、上側リング１７１０と下側リング１７２０との間で有意な温度差があり得る。例えば、プラズマ処理中、上側リング１７１０と下側リング１７２０との間の温度差は、０℃～２００℃（例えば、１００℃）の範囲であり得る。いくつかの例では、下側リング１７２０が加熱されると膨張し、冷却されると収縮するので、下側リング１７２０（または上側リング１７１０）は、基板に平行な方向に、上側リング１７１０の片側に向かう方向に移動または進むことができ、いくつかの半径方向のギャップを効果的に低減し、他の半径方向のギャップを増加させる。
【0210】
Ｃが上側リング１７１０と下側リング１７２０との間の静電容量であると仮定すると、下側リング１７２０が中心から外れると（いくつかの半径方向では上側リング１７１０に近く、他の半径方向では上側リング１７１０からさらに離れる）、静電容量は、ギャップの非線形関数であるために増加する。より詳細には、静電容量Ｃshifted＝Ｓ（ｓ’）＊Ｃcenteredであり、ｓ’＝ｄ／（Ｒ2－Ｒ1）であり、０≦ｓ’ ≦１であり、Ｒ2は、上側リング１７１０の内径であり、Ｒ1は、下側リング１７２０の外径である。図１８では、静電容量の相対的な増加が、公称ギャップのシフト率（％）の関数として示されている。理解され得るように、シフト率が公称ギャップの約３５～４０％を超えると、静電容量が影響を受ける。
【0211】
本開示によるシステムおよび方法は、プラズマ処理中に受ける加熱および冷却中の下側リング１７２０に対する上側リング１７１０の移動を制限するために、上側リングまたは下側リング上のシム、ピン、または突起などのスペーサを使用する。いくつかの例では、移動は、エッジリングシステムの静電容量に対する相対的な移動の影響を制限するために、公称ギャップの２０％、３０％、または４０％以下に制限されている。
【0212】
ここで図１９～図２２を参照すると、エッジリングシステムの下側リングに対する上側リングの移動を制限する様々な方法が示されている。図１９では、エッジリングシステム１９００は、それぞれ、下側リング１９２０の半径方向内側および外側表面に隣接して位置する内側および外側部分１９１０－１および１９１０－２を含む上側リング１９１０を含む。図２０～図２２では、下側リング１９２０に対する上側リング１９１０の移動を制限するための様々な方法が示されている。
【0213】
図２０では、下側リング１９２０は、その半径方向外側表面上に位置するスロット１９３８を含む。スロット１９３８は、下側リング１９２０の半径方向外側表面に向かって半径方向内方に延伸する。シム１９３４は、スロット１９３８に配置されている。いくつかの例では、接着剤１９３０を使用して、スロット１９３８にシム１９３４を保持する。いくつかの例では、シム１９３４は長方形の平面、半径方向および側面の断面を有するが、他の形状を使用することもできる。いくつかの例では、シム１９３４は、スロット１９３８の深さ以上の半径方向の厚さを有する。いくつかの例では、シム１９３４は、（使用されるシムの数を考慮して）移動を制限するのに十分な距離まで、下側リング１９２０から半径方向外方に延伸する。
【0214】
図２１では、下側リング１９２０は、その半径方向外側表面上に位置するスロット１９４８を含む。スロット１９４８は、半径方向内方に延伸する。ピン１９５０は、スロット１９４８に配置されている。いくつかの例では、接着剤１９３０を使用して、スロット１９４８にピン１９５０を保持する。いくつかの例では、ピン１９５０は円筒形の形状を有するが、他の形状を使用することもできる。いくつかの例では、ピン１９５０は、スロット１９４８の深さ以上の半径方向の高さを有する。いくつかの例では、ピン１９５０は、（使用されるピンの数を考慮して）移動を制限するのに十分な距離まで、下側リング１９２０から半径方向に延伸する。
【0215】
図２２Ａおよび図２２Ｂでは、下側リング１９２０は、その半径方向外側表面上に形成された突起１９６０を含む。いくつかの例では、突起１９６０は、半径方向外側表面の垂直厚さに沿って部分的または完全に垂直方向に延伸する。図２２Ｂでは、突起１９６０は、弧状プロファイルと比較して、機械加工および寸法の検査がより容易である、下側エッジリング１９２０の半径方向外側表面１９６２から延伸する平坦表面１９６４を含む。言い換えれば、いくつかの例では、エッジリングは最初に突起１９６０なしでわずかに広く形成され、次に半径方向外側表面が隣接する突起の間の領域で機械加工または除去され、突起１９６０を形成する。他の例では、突起１９６０は、平面図で弧状または凸状のプロファイルを含み、上部エッジリングの半径方向内方に面する表面と接触する表面積を低減し、真空を破壊することなく高さ調整を実施するときまたは上部エッジリングを交換するときの摩擦を低減する。
【0216】
いくつかの例では、突起１９６０は、コーティング材料１９６４でコーティングされる。いくつかの例では、コーティング材料１９６４は比較的共形であり、絶縁材料で作製されている。いくつかの例では、コーティングは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）、または原子層堆積を使用して堆積された酸化アルミニウム、酸化イットリウム、またはフッ化イットリウムからなる群から選択される。コーティング材料１９６４は、短絡を防止し、侵食を低減する絶縁機能を有する。コーティング材料１９６４はまた、短絡を防止するために、下側リング１９２０と上側リング１９１０との間の最小ギャップを確保する。いくつかの例では、突起１９６０は、（使用される突起の数を考慮して）移動を制限するのに十分な距離まで、下側リング１９２０の半径方向外側表面から半径方向外方に延伸する。
【0217】
いくつかの例では、下側リング１９２０は、３～８つのスペーサ（シム、１つまたは複数の突起）を含み、これらは下側リング１９２０の外周の周りに均一な間隔（例えば、３つの場合は１２０°間隔、５つの場合は７２°間隔、８つの場合は４５°間隔（または３６０°／Ｎ））に配置されている。理解され得るように、スペーサは、一般に、上側および下側リングの相対的な移動を完全に制限するように構成されていない。ギャップは、高さ調整および／または交換中の結合を低減するのに役立つ。したがって、ある程度の相対的な移動は依然として望ましく、望ましくない移動（有効な結合容量を変更する可能性がある）は、３つのシムでも依然として発生する可能性がある。いくつかの例では、下側リング１９２０は、移動をさらに制限するために、下側リング１９２０の外周の周りに配置されている５つのスペーサを含む。特定の構成に応じて、６つ、７つ、または８つなどの追加のスペーサは、有効な結合容量の制御に関して収穫逓減を提供し、コストを増加させる。
【0218】
スペーサ（例えば、シム、１つまたは複数の突起）が下側リング１９２０の外側表面上に配置されて示されているが、スペーサは、下側リング１９２０の内側表面および／または上側リング１９１０の内側表面の一方または両方の上に配置することもできる。加えて、スペーサおよび／または絶縁コーティングは、容量結合することを意図したエッジリングの半径方向に面する表面の一方または両方における前述の例（例えば、図１～図２２）のいずれかに配置することができる。
【0219】
いくつかの例では、スペーサは、エッジリングの半径方向外側表面から５０μｍ～２５０μｍの範囲で半径方向外方の方向に延伸する。いくつかの例では、スペーサは、エッジリングの半径方向外側表面から５０μｍ～２５０μｍの範囲で半径方向外方の方向に延伸する。
【0220】
前述の説明は、本質的に単に例示的であり、本開示、その適用、または使用を決して限定する意図はない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施することができる。したがって、本開示は具体的な例を含むが、図面、明細書、および以下の特許請求の範囲を検討すると他の変更態様が明白となるので、本開示の真の範囲はそのような例に限定されるべきでない。方法における１つまたは複数のステップは、本開示の原理を変更することなく、異なる順序で（または同時に）実行してもよいことを理解されたい。さらに、各実施形態は特定の特徴を有するものとして上に説明されているが、本開示のいずれかの実施形態に関して説明したこれらの特徴のいずれか１つまたは複数を、他の実施形態において実施すること、および／または、他の実施形態のいずれかの特徴と組み合わせることが（たとえそのような組み合わせが明示的に説明されていないとしても）可能である。言い換えれば、説明された実施形態は相互に排他的ではなく、１つまたは複数の実施形態を互いに入れ替えることは本開示の範囲に含まれる。
【0221】
要素同士（例えば、モジュール同士、回路要素同士、半導体層同士など）の空間的および機能的関係は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接した」、「隣に」、「上に」、「上方に」、「下方に」、および「配置されている」などの様々な用語を使用して説明される。また、上記開示において第１の要素と第２の要素との間の関係が説明されるとき、「直接」であると明示的に説明されない限り、その関係は、第１の要素と第２の要素との間に他の介在要素が存在しない直接的な関係の可能性があるが、第１の要素と第２の要素との間に１つまたは複数の介在要素が（空間的または機能的に）存在する間接的な関係の可能性もある。本明細書で使用する場合、Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つという表現は、非排他的論理ＯＲを使用した論理（ＡまたはＢまたはＣ）の意味で解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、およびＣの少なくとも１つ」の意味で解釈されるべきではない。
【0222】
いくつかの実施態様では、コントローラはシステムの一部であり、そのようなシステムは上述した例の一部であってもよい。そのようなシステムは、１つまたは複数の処理ツール、１つまたは複数のチャンバ、１つまたは複数の処理用プラットフォーム、および／または特定の処理構成要素（ウエハ台座、ガス流システムなど）を含む半導体処理装置を備えることができる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および処理後のシステム動作を制御するための電子機器と一体化されてもよい。そのような電子機器は「コントローラ」と呼ばれることがあり、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素または副部品を制御してもよい。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、本明細書に開示されるプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされてもよい。そのようなプロセスとしては、処理ガスの送給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、無線周波数（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送給設定、位置および動作設定、ツールに対するウエハの搬入と搬出、ならびに、特定のシステムに接続または連動する他の搬送ツールおよび／またはロードロックに対するウエハの搬入と搬出が含まれる。
【0223】
広義には、コントローラは、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどの様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器として定義されてもよい。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形式のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されたチップ、および／または１つまたは複数のマイクロプロセッサ、すなわちプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを含んでもよい。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形式でコントローラに通信される命令であって、特定のプロセスを半導体ウエハ上で、または半導体ウエハ用に、またはシステムに対して実施するための動作パラメータを定義してもよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、ケイ素、二酸化ケイ素、表面、回路、および／またはウエハダイの製作における１つまたは複数の処理ステップを実現するためプロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であってもよい。
【0224】
コントローラは、いくつかの実施態様では、システムと統合または結合されるか、他の方法でシステムにネットワーク接続されるコンピュータの一部であってもよく、またはそのようなコンピュータに結合されてもよく、またはそれらの組み合わせであってもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよいし、ファブホストコンピュータシステムのすべてもしくは一部であってもよい。これにより、ウエハ処理のリモートアクセスが可能となる。コンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能にして、製作動作の現在の進捗状況を監視し、過去の製作動作の履歴を検討し、複数の製作動作から傾向または性能基準を検討し、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理ステップを設定するか、または新しいプロセスを開始してもよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ネットワークを通じてプロセスレシピをシステムに提供することができる。そのようなネットワークは、ローカルネットワークまたはインターネットを含んでいてもよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定のエントリまたはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含んでもよく、そのようなパラメータおよび／または設定は、その後リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例では、コントローラは命令をデータの形式で受信する。そのようなデータは、１つまたは複数の動作中に実施される各処理ステップのためのパラメータを特定するものである。パラメータは、実施されるプロセスのタイプ、およびコントローラが連動または制御するように構成されるツールのタイプに特有のものであってもよいことを理解されたい。したがって、上述したように、コントローラは、例えば、互いにネットワーク接続され共通の目的（本明細書で説明されるプロセスおよび制御など）に向けて協働する１つまたは複数の個別のコントローラを備えることによって分散されてもよい。このような目的のための分散型コントローラの例として、チャンバ上の１つまたは複数の集積回路であって、（例えば、プラットフォームレベルで、またはリモートコンピュータの一部として）遠隔配置されておりチャンバにおけるプロセスを制御するよう組み合わせられる１つまたは複数の集積回路と通信するものが挙げられるであろう。
【0225】
例示的なシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、堆積チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、追跡チャンバまたはモジュール、ならびに半導体ウエハの製作および／または製造に関連するか使用されてもよい任意の他の半導体処理システムを含むことができるが、これらに限定されない。
【0226】
上述のように、ツールによって実施される１つまたは複数のプロセスステップに応じて、コントローラは、１つまたは複数の他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に位置するツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または半導体製造工場内のツール場所および／もしくはロードポートに対してウエハの容器を搬入および搬出する材料搬送に使用されるツールと通信してもよい。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9C1】
【図9C2】
【図9D】
【図9E】
【図9F】
【図9G】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図11E】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【図16D】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22A】
【図22B】