特表 2024-514524 プラズマを使用した薄膜形成のグランドリターン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-02

(54)【発明の名称】プラズマを使用した薄膜形成のグランドリターン

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20240326BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20240326BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20240326BHJP

   C23C 16/458 20060101ALI20240326BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

H01L21/205

H01L21/31 C

H01L21/68 N

C23C16/458

H05H1/46 M

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023560888

(86)(22)【出願日】2021-04-01

(85)【翻訳文提出日】2023-12-01

(86)【国際出願番号】 US2021025431

(87)【国際公開番号】W WO2022211816

(87)【国際公開日】2022-10-06

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】パン， ヤン チー

(72)【発明者】

【氏名】ヤン， シャオ－リン

(72)【発明者】

【氏名】古田 学

(72)【発明者】

【氏名】チャン， マックス

【テーマコード（参考）】

2G084

4K030

5F045

5F131

【Ｆターム（参考）】

2G084AA04

2G084AA05

2G084BB13

2G084BB14

2G084CC12

2G084CC33

2G084DD02

2G084DD15

2G084DD23

2G084DD55

2G084FF02

2G084FF07

2G084FF15

4K030AA06

4K030AA16

4K030AA17

4K030AA18

4K030BA29

4K030BA40

4K030BA44

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4K030EA06

4K030FA01

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4K030KA17

4K030KA18

4K030KA46

4K030KA47

4K030LA16

4K030LA18

5F045AA08

5F045AB01

5F045AB02

5F045AB03

5F045AB04

5F045AB32

5F045AB33

5F045AB34

5F045AC15

5F045AC16

5F045AC17

5F045AF03

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5F045AF10

5F045BB02

5F045DA69

5F045DC65

5F045EB06

5F045EF05

5F045EH05

5F045EH07

5F045EH14

5F045EH18

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5F045EM09

5F131AA03

5F131AA12

5F131AA21

5F131AA32

5F131AA33

5F131AA34

5F131BA19

5F131CA04

5F131EA03

5F131EA23

5F131EB72

(57)【要約】

第２の主側部の反対側の第１の主側部と、第２の副側部の反対側の第１の副側部とを含む周囲を含む矩形体を有するサセプタであって、副側部の各々は、それぞれの角で接する第１の主側部と第２の主側部とに隣接してその間に延在する、サセプタと、矩形体の各々の角の外側で矩形体の周囲に結合されている複数の接地デバイスであって、複数の接地デバイスは、第１の主側部、第２の主側部、第１の副側部、及び第２の副側部の各々に結合された４つ以上の側部接地デバイス、及び第１の主側部、第２の主側部、第１の副側部、及び第２の副側部の各々に８つ以上の底部接地デバイスを含む、複数の接地デバイスを含むプロセスキットが提供される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電性材料から作られた矩形体を有するサセプタであって、前記矩形体が、第２の主側部の反対側の第１の主側部を含む周囲、及び第２の副側部の反対側の第１の副側部を含み、前記副側部の各々は、前記第１の主側部と第２の主側部とにそれぞれの角で隣接し、前記第１の主側部と第２の主側部の間に延在している、前記サセプタと、
前記矩形体の各々の角の外側で、前記矩形体の周囲に結合された複数の接地デバイスであって、前記第１の主側部、前記第２の主側部、前記第１の副側部及び前記第２の副側部のそれぞれに結合された４つ以上の側部接地デバイス、及び前記第１の主側部、前記第２の主側部、前記第１の副側部、及び第２の副側部のそれぞれに８つ以上の底部接地デバイスを含む、前記複数の接地デバイスと
を含む、プロセスキット。

【請求項2】

前記複数の接地デバイスの各々が、前記矩形体の周囲に配置されたブラケットに結合されている、請求項１に記載のプロセスキット。

【請求項3】

前記ブラケットが複数のベース部材を含み、各ベース部材は、前記側部接地デバイスのうちの１つを支持するように適合されている、請求項２に記載のプロセスキット。

【請求項4】

前記主側部の各々及び前記副側部の各々が、少なくとも１つの空のベース部材を含む、請求項３に記載のプロセスキット。

【請求項5】

前記主側部の各々が、４つの空のベース部材を含む、請求項４に記載のプロセスキット。

【請求項6】

前記副側部の各々が、２つの空のベース部材を含む、請求項４に記載のプロセスキット。

【請求項7】

前記底部接地デバイスが、前記矩形体の周囲に配置されたブラケットに結合されている、請求項１に記載のプロセスキット。

【請求項8】

前記ブラケットが複数のベース部材を含み、前記複数のベース部材の各々の少なくとも一部が前記側部接地デバイスのうちの１つを含む、請求項７に記載のプロセスキット。

【請求項9】

前記底部接地デバイスの一部が、前記側部接地デバイスの１つを含む前記ベース部材の１つに隣接する前記ブラケットに結合されている、請求項８に記載のプロセスキット。

【請求項10】

前記ブラケットが、前記ベース部材の間に凹部領域を含み、前記底部接地デバイスは、前記凹部領域に結合されている、請求項８に記載のプロセスキット。

【請求項11】

導電性材料から作られた矩形体を有するサセプタであって、前記矩形体が、第２の主側部の反対側の第１の主側部を含む周囲、及び第２の副側部の反対側の第１の副側部を含み、前記副側部の各々は、前記第１の主側部と第２の主側部とにそれぞれの角で隣接し、前記第１の主側部と第２の主側部の間に延在している、前記サセプタと、
前記矩形体の周囲に結合されたブラケットと、
前記第１及び前記第２の主側部の各々と、前記第１及び前記第２の副側部の各々の電気接地長内で前記ブラケットに結合された複数の接地デバイスであって、前記第１の主側部、前記第２の主側部、前記第１の副側部、及び前記第２の副側部の各々に結合された４つ以上の側部接地デバイス、及び前記第１の主側部、前記第２の主側部、前記第１の副側部、及び前記第２の副側部の各々に８つ以上の底部接地デバイスを含む前記複数の接地デバイスと
を含む、プロセスキット。

【請求項12】

前記ブラケットが複数のベース部材を含み、各ベース部材は、前記側部接地デバイスのうちの１つを支持するように適合されている、請求項１１に記載のプロセスキット。

【請求項13】

前記主側部の各々及び前記副側部の各々が、少なくとも１つの空のベース部材を含む、請求項１２に記載のプロセスキット。

【請求項14】

前記主側部の各々が、４つの空のベース部材を含む、請求項１３に記載のプロセスキット。

【請求項15】

前記副側部の各々が、２つの空のベース部材を含む、請求項１３に記載のプロセスキット。

【請求項16】

前記底部接地デバイスの各々が、前記ブラケットに結合された第１の端部と、スロットホールを有する第２の端部とを含む、請求項１１に記載のプロセスキット。

【請求項17】

プラズマ処理システムであって、
チャンバと、
前記チャンバ内に配置された、前記チャンバ内でのプラズマの生成を促進し、前記チャンバ内で第２の電極に対して移動可能である第１の電極であって、
導電性材料から作られた矩形体を含み、前記矩形体は、第２の主側部の反対側の第１の主側部を含む周囲、及び第２の副側部の反対側の第１の副側部を含み、前記副側部の各々は、前記第１の主側部と第２の主側部とにそれぞれの角で隣接し、前記第１の主側部と第２の主側部の間に延在している、前記矩形体、並びに
前記矩形体のそれぞれの角の外側で、前記矩形体の周囲に結合された複数の接地デバイスであって、前記第１の主側部、前記第２の主側部、前記第１の副側部及び前記第２の副側部のそれぞれに結合された４つ以上の側部接地デバイス、及び前記第１の主側部、前記第２の主側部、前記第１の副側部、及び第２の副側部のそれぞれに８つ以上の底部接地デバイスを含む、前記複数の接地デバイス
を含む前記第１の電極と
を含むプロセス処理システム。

【請求項18】

前記複数の接地デバイスの各々が、前記矩形体の周囲に配置されたブラケットに結合されている、請求項１７に記載のプラズマ処理システム。

【請求項19】

前記ブラケットが複数のベース部材を含み、各ベース部材は、前記側部接地デバイスのうちの１つを支持するように適合されている、請求項１８に記載のプラズマ処理システム。

【請求項20】

前記主側部の各々及び前記副側部の各々が、前記角に隣接する少なくとも１つの空のベース部材を含む、請求項１９に記載のプラズマ処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

分野
［０００１］本明細書に記載される実施形態は、概して、プラズマを使用して大面積基板を処理するための方法及び装置に関する。より詳細には、本明細書に記載される実施形態は、プラズマ処理チャンバのための変調高周波（ＲＦ）電流リターン経路に関する。

【背景技術】

【0002】

背景
関連技術の説明
［０００２］プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）は、一般に、ディスプレイの製造に使用される半導体基板、ソーラーパネル基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）基板などの基板上に薄膜を堆積するために使用される。ＰＥＣＶＤは一般に、サセプタ又は基板支持体上に基板が配置された真空チャンバ内に前駆体ガスを導入することによって達成される。前駆体ガスは通常、真空チャンバの頂部近くに位置するガス分配プレートを通して導かれる。真空チャンバ内の前駆体ガスは、チャンバに結合された１つ又は複数のＲＦ源からチャンバに高周波（ＲＦ）電力を印加することによってエネルギーを与えられて（ｅｎｅｒｇｉｚｅｄ）（例えば、励起されて（ｅｘｃｉｔｅｄ））プラズマになる。励起されたガスは反応して、基板（又はその上に形成されたデバイス）の表面上に材料の薄膜を形成する。ガス分配プレートは通常、ＲＦ電源に接続されており、通常、サセプタはチャンバ本体に接続され、ＲＦ電流の戻り経路を提供する。

【0003】

［０００３］ＯＬＥＤデバイスの製造では、基板上に形成された複数のＯＬＥＤデバイス上に薄膜を形成するためにＰＥＣＶＤプロセスが一般的に使用される。薄膜は、デバイスをカプセル化及び／又は気密封止するために利用される（薄膜カプセル化（ＴＦＥ）として知られている）。ＰＥＣＶＤプロセスを使用してＯＬＥＤデバイス上に堆積されるこれらの薄膜では、一般に均一性が望まれている。薄膜が基板領域全体で均一でない場合、歩留まりが低下する可能性がある。この不均一性は、ＲＦリターンの影響を受けるプラズマ密度の均一性に関連していることが判明している。

【0004】

［０００４］したがって、必要とされているのは、大面積基板用の改良されたＲＦリターンのスキームである。

【発明の概要】

【0005】

［０００５］本開示の実施形態は、一般に、基板をプラズマ処理するための方法及び装置に関する。より詳細には、本明細書に記載の実施形態は、有利なＲＦ帰還経路を提供するように適合された１つ又は複数の高周波（ＲＦ）接地又はリターン装置を有するプラズマ処理チャンバを提供する。

【0006】

［０００６］一実施形態では、プロセスキットが提供される。プロセスキットは、導電性材料から作られた矩形体を有するサセプタであって、矩形体が、第２の主側部の反対側の第１の主側部を含む外周、及び第２の副側部の反対側の第１の副側部を含み、副側部の各々は、第１の主側部と第２の主側部とに隣接し、それらの間に延在し、第２の主側部はそれぞれの角で接している、サセプタを含む。サセプタはまた、矩形体のそれぞれの角の外側で、矩形体の周囲に結合された複数の接地デバイスであって、第１の主側部、第２の主側部、第１の副側部及び第２の副側部のそれぞれに結合された４つ以上の側部接地デバイス、及び第１の主側部、第２の主側部、第１の副側部、及び第２の副側部のそれぞれに結合された、８つ以上の底部接地デバイスを含む、前記接地デバイスと
を含む。

【0007】

［０００７］別の実施形態では、プロセスキットが提供される。プロセスキットは、導電性材料から作られた矩形体を有するサセプタであって、矩形体が、第２の主側部の反対側の第１の主側部を含む外周、及び第２の副側部の反対側の第１の副側部を含み、副側部の各々は、第１の主側部と第２の主側部とにそれぞれの角で隣接し、第１の主側部と第２の主側部の間に延在している、サセプタを含む。サセプタはまた、矩形体の周囲に結合されたブラケットと、第１及び第２の主側部の各々と、第１及び第２の副側部の各々の電気接地長内でブラケットに結合された複数の接地デバイスであって、第１の主側部、第２の主側部、第１の副側部、及び第２の副側部の各々に結合された４つ以上の側部接地デバイス、及び第１の主側部、第２の主側部、第１の副側部、及び第２の副側部の各々に８つ以上の底部接地デバイスを含む前記複数の接地デバイスと
を含む。

【0008】

［０００８］別の実施形態では、プラズマ処理システムが提供される。プラズマ処理システムは、チャンバと、チャンバ内に配置された、チャンバ内でのプラズマの生成を促進し、チャンバ内で第２の電極に対して移動可能である第１の電極と、を含む。第１の電極は、導電性材料から作られた矩形体を有し、矩形体が、第２の主側部の反対側の第１の主側部を含む外周、及び第２の副側部の反対側の第１の副側部を含み、副側部の各々は、第１の主側部と第２の主側部とにそれぞれの角で隣接し、第１の主側部と第２の主側部の間に延在している。第１の電極はまた、矩形体のそれぞれの角の外側で、矩形体の周囲に結合された複数の接地デバイスであって、第１の主側部、第２の主側部、第１の副側部及び第２の副側部のそれぞれに結合された４つ以上の側部接地デバイス、及び第１の主側部、第２の主側部、第１の副側部、及び第２の副側部のそれぞれに結合された、８つ以上の底部接地デバイスを含む。

【0009】

［０００９］本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約した本明細書に記載のより詳細な説明を、実施形態を参照することによって行うことができ、そのいくつかを添付の図面に示す。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、その範囲を限定すると見なされるべきではないことに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1A】［００１０］プラズマ処理システムの一実施形態の概略断面図である。

【図1B】［００１１］図１Ａに示されるプラズマ処理システムの別の実施形態の概略断面図である。

【図2】［００１２］側部接地デバイスの一実施形態の等角図である。

【図3】［００１３］接地デバイスを結合するためのブラケットの一部の等角背面図である。

【図4】［００１４］サセプタの上面図を示すチャンバ本体の概略上面断面図である。

【図5A】［００１５］サセプタの周囲のブラケット上に配置された接地デバイスの様々な実施形態の概略等角図である。

【図5B】サセプタの周囲のブラケット上に配置された接地デバイスの様々な実施形態の概略等角図である。

【図5C】サセプタの周囲のブラケット上に配置された接地デバイスの様々な実施形態の概略等角図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［００１６］理解が容易になるよう、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ために同一の符号を使用した。一実施形態の要素および／またはプロセスステップは、追加の説明なしに他の実施形態に有益に組み込まれ得ることが企図される。

【0012】

［００１７］本開示の実施形態は、概して、プラズマを使用して基板を処理するための方法及び装置、及び／又はプラズマを使用して構成要素を洗浄するための方法及び装置に関する。無線周波数（ＲＦ）リターンパスを可能にするために接続された様々な接地デバイスを有するサセプタを含むプロセスキットが開示される。本明細書に記載される実施形態は、改善された接地又は電流の戻り経路を提供することによって、プラズマ形成を強化し、基板上に材料を堆積させる方法に関する。以下の説明では、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバについて説明するが、本明細書の実施形態は、ほんの数例を挙げると、物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバ、エッチングチャンバ、半導体処理チャンバ、太陽電池処理チャンバ、及び有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）処理チャンバを含む他のチャンバでも同様に実施できることを理解されたい。使用できる適切なチャンバは、カリフォルニア州サンタクララにあるＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｉｎｃ．の子会社であるＡＫＴ Ａｍｅｒｉｃａ， Ｉｎｃ．から入手可能である。本明細書で説明する実施形態は、他の製造業者から入手可能なチャンバでも実施できることを理解されたい。

【0013】

［００１８］本開示は、任意のサイズ又は形状の基板を処理するために利用することができる。しかしながら、本開示は、約１５，６００ｃｍ^２の平面表面積を有する基板において特に利点を提供し、これには、約９０，０００ｃｍ^２の表面積（又はそれ以上）の平面表面積を有する基板が含まれる。基板の表面積が大きくなると、適切な接地経路を設けることが難しくなるため、均一な処理が困難になる。本明細書に記載される実施形態は、より大きな基板サイズの処理中のこれらの課題に対する解決策を提供する。

【0014】

［００１９］図１Ａは、プラズマ処理システム１００の一実施形態の概略断面図である。プラズマ処理システム１００は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、フラットパネルディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイス、又は太陽電池アレイ用の光電池の製造に使用される構造及びデバイスを大面積基板１０１上に形成する際にプラズマを使用して、大面積基板１０１を処理するように構成されている。基板１０１は、適切な材料の中でも特に、金属、プラスチック、有機材料、ケイ素、ガラス、石英、又はポリマーの薄いシートであってもよい。プラズマ処理システム１００は、大面積基板１０１上に、誘電体材料（例えば、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_ＸＮ_ｙ、その誘導体又はそれらの組み合わせ）、半導体材料（例えば、Ｓｉ及びそのドーパント）、またはバリア材料（例えば、ＳｉＮ_ｘ、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ又はその誘導体）が含まれるが、これらに限定されない様々な材料を堆積させるように構成され得る。誘電体材料及び半導体材料の具体例は、プラズマ処理システム１００によって大面積基板上に形成又は堆積される、エピタキシャルシリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、シリコンゲルマニウム、ゲルマニウム、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、それらのドーパント（例えば、Ｂ、Ｐ、又はＡｓ）、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含み得る。プラズマ処理システム１００はまた、パージガス又はキャリアガス（例えば、Ａｒ、Ｈ_２、Ｎ_２、Ｈｅ、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせ）として使用するために、アルゴン、水素、窒素、ヘリウム、又はそれらの組み合わせなどのガスを受け入れるように構成されている。システム１００を使用して大面積基板１０１上にケイ素薄膜を堆積させる一例は、水素キャリアガス中の処理ガスとしてシランを使用することによって達成され得る。

【0015】

［００２０］図１Ａに示すように、プラズマ処理システム１００は、一般に、処理領域１１１を少なくとも部分的に画定する底部１１７ａ及び側壁１１７ｂを含むチャンバ本体１０２を含む。サセプタ１０４は処理領域１１１内に配置される。サセプタ１０４は、処理中に基板１０１を頂面上で支持するように適合されている。サセプタ１０４は、基板１０１の移送を容易にするためにサセプタを少なくとも垂直に移動させるように及び／又は基板１０１とシャワーヘッドアセンブリ１０３の間の距離Ｄを調整するように適合されたアクチュエータ１３８に結合されている。１つ又は複数のリフトピン１１０ａ～１１０ｄは、サセプタ１０４を通って延びることができる。図１Ｂに示すように、基板１０１の移送を容易にするために、サセプタ１０４がアクチュエータ１３８によって下降されるとき、リフトピン１１０ａ～１１０ｄが、チャンバ本体１０２の底部１１７ａに接触し、基板１０１を支持するように適合されている。図１Ａに示すような処理位置では、リフトピン１１０ａ～１１０ｄは、基板１０１をサセプタ１０４上に平らに置くことができるように、サセプタ１０４の頂面と同一面又はわずかに下に位置するように適合されている。

【0016】

［００２１］基板１０１及び／又はサセプタ１０４は、約５平方メートルより大きい、例えば約５．５平方メートル超の表面積を有してもよい。いくつかの実施形態では、基板１０１及び／又はサセプタ１０４は、約２２００ｍｍ（副側部）×約２５００ｍｍ（長側部）以上の寸法を含んでもよい。基板１０１上に形成される構造は、ＯＬＥＤデバイス、薄膜トランジスタ、又は太陽電池用のダイオードを形成するｐ－ｎ接合であってもよい。

【0017】

［００２２］シャワーヘッドアセンブリ１０３は、処理ガス源１２２から処理領域１１１に処理ガスを供給するように構成されている。プラズマ処理システム１００はまた、処理領域１１１に負圧を加えるように構成された排気システム１１８も含む。シャワーヘッドアセンブリ１０３は、通常、サセプタ１０４に対向して実質的に平行な関係で配置される。

【0018】

［００２３］一実施形態では、シャワーヘッドアセンブリ１０３は、ガス分配プレート１１４及びバッキング板１１６を含む。バッキング板１１６は、ガス分配プレート１１４とバッキング板１１６との間にガスボリューム１３１の形成を可能にするブロッカプレートとして機能し得る。ガス源１２２は、導管１３４によってガス分配プレート１１４に接続されている。一実施形態では、遠隔プラズマ源１０７は、活性化ガスのプラズマをガス分配プレート１１４を通して処理領域１１１に供給するために導管１３４に結合されている。遠隔プラズマ源１０７からのプラズマは、処理領域１１１内に配置されたチャンバ構成要素を洗浄するための活性化ガスを含むことができる。

【0019】

［００２４］ガス分配プレート１１４、バッキングプレート１１６、及び導管１３４は、概して、導電性材料から形成され、互いに電気的に接続されている。チャンバ本体１０２もまた、導電性材料から形成される。チャンバ本体１０２は、概して、シャワーヘッドアセンブリ１０３から電気的に絶縁されている。一実施形態では、シャワーヘッドアセンブリ１０３は、絶縁体１３５によってチャンバ本体１０２に取り付けられる。

【0020】

［００２５］一実施形態では、サセプタ１０４も導電性であり、サセプタ１０４とシャワーヘッドアセンブリ１０３は、処理中及び／又は前処理又は後処理プロセス中、処理ガス間のプラズマ１０８ａを生成するための対向電極となるように構成される。さらに、サセプタ１０４及びシャワーヘッドアセンブリ１０３は、洗浄プロセス中に洗浄ガスのプラズマ１０８ｂ（図１Ｂ）をサポートするために利用され得る。

【0021】

［００２６］一般に、高周波（ＲＦ）電源１０５は、処理前、処理中、処理後にシャワーヘッドアセンブリ１０３とサセプタ１０４との間にプラズマ１０８ａを生成するために使用され、また、エネルギーを与えられた種を維持したり、遠隔プラズマ源１０７から供給される洗浄ガスをさらに励起したりするために使用することもできる。一実施形態では、ＲＦ電源１０５は、インピーダンス整合回路１２１の第１の接続１０６ａによってシャワーヘッドアセンブリ１０３に結合される。インピーダンス整合回路１２１の第２接続部１０６ｂは、チャンバ本体１０２に電気的に接続されている。

【0022】

［００２７］一実施形態では、プラズマ処理システム１００は、複数の第１のＲＦデバイス１０９ａ及び複数の第２のＲＦデバイス１０９ｂを含む。第１のＲＦデバイス１０９ａ及び第２のＲＦデバイス１０９ｂの各々は、サセプタ１０４とチャンバ本体１０２の接地された構成要素との間に結合される。一実施形態では、複数のＲＦデバイス１０９ａ及び１０９ｂは、処理及び／又はチャンバ洗浄手順中にＲＦ電流を戻すためのリターンパスを制御するように構成されている。

【0023】

［００２８］第１のＲＦデバイス１０９ａの各々は、側部接地デバイス１１２と呼ばれることがある。側部接地デバイス１１２の各々は、サセプタ１０４の側面とチャンバ側壁１１７ｂとの間に接地パスを選択的に接触及び／又は提供するように構成されている。さらに、第２のＲＦデバイス１０９ｂの各々は、底部接地デバイス１１３と呼ばれることがある。底部接地デバイス１１３の各々は、サセプタ１０４とチャンバ底部１１７ａとの間にリターンパスを提供するように構成されている。いくつかの実施形態では、側部接地デバイス１１２及び底部接地デバイス１１３の各々は、サセプタ１０４に電気的に結合された拡張部材１１９に結合される。拡張部材１１９は、サセプタ１０４の周囲に結合された別個の部材であってもよいし、サセプタ１０４の周囲を含む構造であってもよい。

【0024】

［００２９］側部接地デバイス１１２の各々は、側壁１１７ｂに電気的に結合されたレッジ１２４に接触するように適合された可動導電部材１２０を含む。側部接地デバイス１１２の各々は、電流に対して開閉するように選択的に作動させることができる。閉じた位置（図１Ａに示す）では、側部接地デバイス１１２の各々は、サセプタ１０４とチャンバ本体１０２の構成要素との間にＲＦリターンパスのためのＲＦ導電媒体を提供するために利用される。開いた位置（図１Ｂに示す）では、各側部接地デバイス１１２は、チャンバ構成要素（すなわち、ＲＦ電源１０５と電気的に接続されているチャンバ本体１０２の構成要素）に電気的に結合されていない。一態様では、各側部接地デバイス１１２の開閉特性は、シャワーヘッドアセンブリ１０３に対するサセプタ１０４の高さ（すなわち、レッジ１２４に対する高さ）によって制御され得る。

【0025】

［００３０］基板処理中のＲＦ電流経路の一実施形態が、図１Ａの矢印によって概略的に示されている。ＲＦ電流は一般に、ＲＦ電源１０５の第１のリード１２３ａからインピーダンス整合回路１２１の第１の出力１０６ａに流れ、次に、導管１３４の外面に沿ってバッキングプレート１１６の背面に進み、次にガス分配プレート１１４の前面に進む。ガス分配プレート１１４の前面から、ＲＦ電流はプラズマ１０８ａを通って基板１０１又はサセプタ１０４の上面に到達し、次に、側部接地デバイス１１２及び／又は底部接地デバイス１１３を通って、チャンバ本体１０２の内面１２５に達する。ＲＦ電流は、内面１２５から、インピーダンス整合回路１２１からＲＦ電源１０５の第２のリード線１２３ｂに戻る。

【0026】

［００３１］一実施形態では、処理中のＲＦ電流の戻り経路は、サセプタ１０４とシャワーヘッドアセンブリ１０３の間の間隔に依存する可能性があり、これは距離Ｄとして示されている。間隔はサセプタ１０４の高さによって制御される。一実施形態では、距離Ｄは、処理中、約２００ミル～約２０００ミルの間である。この間隔（例えば、サセプタ１０４の高さ）では、側部接地デバイス１１２及び底部接地デバイス１１３は両方とも、ＲＦ電源１０５に電気的に接続されたままであってもよい。この実施形態では、ＲＦ電流によってとられるＲＦリターンパスは、側部接地デバイス１１２及び底部接地デバイス１１３の電気的特性及び位置に基づくことができる。電気的特性には、側部接地デバイス１１２及び底部接地デバイス１１３の抵抗、インピーダンス及び／又はコンダクタンスが含まれる。例えば、側部接地デバイス１１２はより近くにあり、ＲＦ電源１０５の第２のリード線１２３ｂに戻るＲＦ電流のインピーダンスが低いため、ＲＦ電流は主に側部接地デバイス１１２を通って流れる一方で、底部接地デバイス１１３にはＲＦ電流がほとんど又はまったく流れない。

【0027】

［００３２］図１Ｂは、図１Ａに示されるプラズマ処理システム１００の概略断面図である。この図では、プラズマ処理システム１００は、チャンバ洗浄手順を示すために基板なしで示されており、矢印は、ＲＦ電流の流れを概略的に示すために示されている。この実施形態では、エネルギーを与えられた洗浄ガスが遠隔プラズマ源１０７からシャワーヘッドアセンブリ１０３及び処理領域１１１に流されて、処理領域１１１内にプラズマ１０８ｂを供給する。チャンバ洗浄中に、サセプタ１０４はシャワーヘッドアセンブリ１０３から離れる方向に移動され、ＲＦ電源１０５からのＲＦ電力を処理領域１１１に印加して、遠隔プラズマ源１０７からの洗浄ガスを維持又はさらに活性化することができる。一実施形態では、チャンバ洗浄中のシャワーヘッドアセンブリ１０３に対するサセプタ１０４の間隔又は距離Ｄは、処理中のシャワーヘッドアセンブリ１０３に対するサセプタ１０４の間隔又は距離Ｄよりも大きい。一実施形態では、洗浄プロセス中のサセプタ１０４とシャワーヘッドアセンブリ１０３との間の距離Ｄは、約２００ミル～約５０００ミル、又はそれ以上である。

【0028】

［００３３］一実施形態では、側部接地デバイス１１２は、戻りＲＦ電流が底部接地デバイス１１３のみを流れるように、サセプタ１０４から電気的又は物理的に切り離されてもよい。一実施形態では、サセプタ１０４の上昇により、ＲＦ電流が側部接地デバイス１１２を通過することが実質的に妨げられる状態が生じる。一実施形態では、サセプタ１０４がこの下降位置にあるとき、側部接地デバイス１１２は側壁１１７ｂ及びサセプタ１０４から取り外され、それにより、側部接地デバイス１１２にＲＦ開放状態が生じる。

【0029】

［００３４］図２は、サセプタ１０４の周囲２００に結合された側部接地デバイス１１２の一実施形態の等角図である。側部接地デバイス１１２は、ブラケット２０５（例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示される延長部材１１９）に結合されて示されている。サセプタ１０４は、アルミニウムなどの導電性材料で作られた本体２１０を含む。ブラケット２０５は、本体２１０に電気的に接続されたアルミニウムなどの導電性材料を含む。一実施形態では、ブラケット２０５は、サセプタ１０４に結合されたバーとして構成される。ブラケット２０５は、選択された位置でサセプタ１０４の周囲２００から突出する延長ベース部材２１５を含む。延長ベース部材２１５は、これらの選択された位置で側部接地デバイス１１２を収容及び／又は支持する。

【0030】

［００３５］側部接地デバイス１１２は、図１Ａ及び図１Ｂで説明した可動導電性部材１２０を含む。延長ベース部材２１５は、第１のシャフト２２２を受け入れるように適合された開口部２２０を含む。第１のシャフト２２２は、ベース部材２１５と第１のシャフト２２２との間の相対運動を提供するために、開口部２２０を通って移動可能に配置される。第１のシャフト２２２は、ばね形状２２６の内側に受け入れられる第２のシャフト２２４に結合される。カラー２２８は、第２のシャフト２２４に結合されて、ばね形状２２６の基部を提供する。一実施形態では、第１のシャフト２２２は、図２において２３０として示される移動距離内の任意の位置に移動可能である。移動距離２３０は、サセプタ１０４とチャンバ本体１０２との間の電気的接触又は接地電位を維持しながら、サセプタ１０４が様々なプロセス中に移動できる距離範囲に対応する。

【0031】

［００３６］可動導電部材１２０は、この実施形態ではばね形状２２６並びにばね形状２３２Ａ及び２３２Ｂとして示される少なくとも１つの弾性部分を含む。はね形状２２６、２３２Ａ及び２３２Ｂは、可動導電性部材１２０に弾性を与える。ばね形状２２６、２３２Ａ及び２３２Ｂは、可動導電性部材１２０に弾性を与える。

【0032】

［００３７］いくつかの実施形態では、ばねの形態は、板ばね、コイルばね、圧縮ばね、又は他の可撓性のばねデバイスあるいはばねの形態であってもよい。一実施形態では、ばね形状２３２Ａ及び２３２Ｂは、金属材料又は金属合金を含み、それらはさらに、導電性材料で被覆、包装、又は被覆されてもよい。金属および金属合金の例は、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、ＭＯＮＥＬ（登録商標）材料、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）材料、ＨＡＹＮＥＳ（登録商標）２４２（登録商標）材料などのＨＡＹＮＥＳ（登録商標）合金、ベリリウム銅、又は他の導電性弾性材料を含む。コーティング、ラッピング、又はクラッド用の導電性材料の例は、アルミニウム、陽極酸化アルミニウム、あるいは他のコーティング、フィルム、又はシート材料を含む。一実施形態では、ばね形状２３２Ａ及び２３２Ｂの各々は、アルミニウム材料で包まれるか又は被覆されたニッケル若しくはチタン合金のシート材料を含む。別の実施形態では、ばね形状２２６は、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）材料又はＨＡＹＮＥＳ（登録商標）２４２（登録商標）材料などのＮｉ－Ｍｏ－Ｃｒ合金を含む。Ｎｉ－Ｍｏ－Ｃｒ合金材料は、アルミニウム又は導電性金属シース若しくはコーティングで被覆、ラッピング、又はクラッドすることができる。一実施形態では、ばね形状２２６はＭＯＮＥＬ（登録商標）４００材料を含み、一方、ばね形状２３２Ａ及び２３２Ｂは、アルミニウム箔でラッピングされたＨＡＹＮＥＳ（登録商標）２４２（登録商標）材料を含む。

【0033】

［００３８］一実施形態では、ばね形状２３２Ａ及びび２３２Ｂは、連続した単一シート材料、又は２つの端部２３４Ａ、２３４Ｂを有する単一の板ばねであってもよい。あるいはまた、ばね形状２３２Ａ及び２３２Ｂは、２つの別個の不連続なシート材料片、又は接触パッド２３６のそれぞれの端部で結合された２つの板ばねであってもよい。いずれの実施形態においても、ばね形状２３２Ａ及び２３２Ｂは、導電性材料で作られた接触パッド２３６に電気的に結合される。側部接地デバイス１１２が閉位置（図１Ａに示す）にあるとき、ＲＦ電流は、本体２１０からブラケット２０５を介して、ばね形状２３２Ａ及び／又は２３２Ｂ上又はそれらを通って、レッジ１２４と接触している接触パッド２３６を介してチャンバ本体１０２に伝導される。

【0034】

［００３９］カラー２２８は、ナットを含むことができるか、あるいは、第２のシャフト２２４に固定するように構成された止めねじ用のねじ山付き部分を含むことができ、それによってばね形状２２６を捕捉することができる。第２のシャフト２２４は、ばね形状２２６がその上に嵌合できるように、直径などの寸法を小さくすることができる。この実施形態では、第２のシャフト２２４、ばね形状２２６、及びカラー２２８は、管状部材２３８内に配置又は収容される。ばね形状２２６として、第２のシャフト２２４及びカラー２２８は導電性材料で作られ、管状部材２３８は誘電体材料で作られ、その中の導電性部材を電気的に絶縁する。このようにして、アーク放電又はアーク放電の可能性が減少する。

【0035】

［００４０］図３は、ブラケット２０５の一部の等角背面図である。ブラケット２０５は、サセプタ１０４の周囲２００に結合される側から見たように示されている（両方とも図２に示されている）。複数の延長ベース部材２１５が、ブラケット２０５の長さに沿って周期的な間隔で示されている。２つ以上の側部接地デバイス１１２が、間に空のベース部材３００を介してブラケット２０５に結合されているのが示されている。また、ブラケット２０５に直接結合された複数の底部接地デバイス１１３（すなわち、第２のＲＦ装置１０９ｂ）も示されている。

【0036】

［００４１］底部接地デバイス１１３の各々は、サセプタ１０４とチャンバ本体１０２の接地された構成要素との間にＲＦ伝導媒体を提供するように適合されたばね形状、ストラップ、ワイヤ、又はケーブルであってもよい（両方とも図１Ａ及び図１Ｂに示される）。一実施形態では、底部接地デバイス１１３は、可撓性の導電性材料で作られた、又は可撓性の導電性材料でコーティングされたストラップとして構成される。底部接地デバイス１１３の材質はアルミニウムであってもよいか、又は側部接地デバイス１１２のばね形状に関連して説明したのと同じ材料の組み合わせの１つ又は複数を含んでよい。

【0037】

［００４２］底部接地デバイス１１３の各々は、延長ベース部材２１５及び／又はブラケット２０５の底面３０５に直接結合され得る。一実施形態では、底部接地デバイス１１３の少なくとも一部は、隣接する延長ベース部材２１５の間のブラケット２０５の凹部領域３１２に結合される。可動導電部材１２０は、隣接する延長ベース部材２１５間で交互に配置され得るが、底部接地デバイス１１３は、選択された間隔でブラケット２０５に連続的に結合される。一例では、側部接地デバイス１１２は、約２１インチ～約２５インチ、例えば約２２インチ～約２４インチ、例えば２３．５インチの間隔３１０を含む。対照的に、底部接地デバイス１１３は、約１０インチ～約１１インチなど、約９インチ～約１２インチの間隔３１５を含む。この文脈における「約」という用語は、＋／－０．１インチを意味する。

【0038】

［００４３］底部接地デバイス１１３の各々は、第１の端部３２０及び第２の端部３２５を含む。第１の端部３２０をブラケット２０５に固定するために、第１の端部３２０は、ねじ又はボルトなどの１つ又は複数の締め具を使用してブラケット２０５に結合する。第２の端部３２５は、チャンバ底部１１７ａ（図１Ａ及び図１Ｂに示す）の表面への結合を容易にするための締め具インターフェース３３０を含む。締め具インターフェース３３０は、第２の端部３２５をチャンバ本体に締結するために、ボルト又はねじなどの締め具を受け入れるように適合されたスロット又は細長い穴であってもよい。

【0039】

［００４４］図４は、チャンバ本体１０２の概略上面断面図であり、（その上に基板１０１を有する）サセプタ１０４の上面図を示している。図４は、側部接地デバイス１１２の位置決めの一実施形態を示すために、チャンバ本体１０２の（基板１０１の平面に沿った）断面図も示している。

【0040】

［００４５］チャンバ本体１０２は、その中にサセプタ１０４が配置された状態で示されており、側部接地デバイス１１２は、チャンバ本体１０２の内面４００とブラケット２０５との間の空間に配置される。側部接地デバイス１１２の接触パッド２３６は、チャンバ本体１０２の内面４００に電気的に接続されたレッジ１２４（４つが仮想線で示されている）に接触して、印加されたＲＦ電力に対するＲＦリターンパスを提供するように適合される。図示されていないが、底部接地デバイス１１３もサセプタ１０４に結合されている。

【0041】

［００４６］一実施形態では、側部接地デバイス１１２及び／又は底部接地デバイス１１３の間隔と集中は、ＲＦリターンパスに対称性をもたらし、プラズマの均一性を促進し、基板１０１上の堆積の均一性を向上させるように構成される。一実施形態では、側部接地デバイス１１２及び／又は底部接地デバイス１１３の間隔及び集中は、例えば、チャンバ本体１０２の片側にスリットバルブ開口部４０５が存在するチャンバ構造の変動を考慮して、印加されるＲＦ電力に対称的な外観を提供するように適合される。側部接地デバイス１１２および／または底部接地デバイス１１３の間隔または集中により、チャンバが物理的および／または電気的に対称でない場合でも、印加されるＲＦ電力が処理領域内で対称的に伝わることが可能になる。

【0042】

［００４７］図４に示すように、サセプタ１０４は、２つの長側部４１０と２つの副側部４１５を含む周囲２００を含む。長側部４１０は互いに対向しており、副側部４１５に隣接しており、副側部４１５も又互いに対向している。サセプタ１０４は、長側部４１０及び副側部４１５のそれぞれに電気接地部分又は長さ４２０を含む。電気接地長さ４２０は、サセプタ１０４のそれぞれの長側部４１０及び副側部４１５の長さよりも短い。側部接地装置１１２及び／又は底部接地デバイス１１３の各々が配置されるのは、電気接地長さ４２０内である。周囲２００は、長側部４１０と副側部４１５の各々が交わる角４２５も含む。いくつかの実施形態では、側部接地デバイス１１２及び／又は底部接地デバイス１１３は角４２５に配置されない。

【0043】

［００４８］本明細書に記載の側部接地デバイス１１２及び底部接地デバイス１１３の位置は、上述のプラズマ処理システム１００などのプラズマシステムのＲＦ接地効果を決定するために広範囲に試験された。懸念要因には、サセプタ１０４とシステムの接地部分との間のアーク放電の可能性が含まれ、アーク放電がシステム及び／又は基板、さらには基板上に形成されたデバイスに損傷を与える可能性がある。したがって、アーク放電によりプラズマシステム構成要素が損傷するため、プラズマシステム構成要素から接地デバイスを任意に取り外したり、接地デバイスを再配置したりすることは明らかではない。特に、サセプタ１０４の角から接地デバイスを取り除くことは、これらの領域がアーク放電の可能性が高いため、明白ではない。

【0044】

［００４９］図５Ａ～図５Ｃは、サセプタ１０４の周囲２００上のブラケット２０５上に配置された接地デバイスの様々な実施形態の概略等角図である（明確にするために図示せず）。図示の各実施形態では、側部接地デバイス１１２及び底部接地デバイス１１３は角４２５に配置されていない。

【0045】

［００５０］図５Ａでは、サセプタ１０４の長側部４１０上に８つの側部接地デバイス１１２があり、サセプタ１０４の副側部４１５上に６つの側部接地デバイス１１２がある。しかしながら、サセプタ１０４の長側部４１０と副側部４１５の両方に８つの底部接地デバイス１１３が存在する。図５Ａの実施形態では、角４２５に隣接して２つの空のベース部材３００がある。

【0046】

［００５１］図５Ｂでは、サセプタ１０４の長側部４１０上に４つの側部接地デバイス１１２があり、サセプタ１０４の副側部４１５上に４つの側部接地デバイス１１２がある。しかしながら、サセプタ１０４の長側部４１０と副側部４１５の両方に８つの底部接地デバイス１１３が存在する。図５Ｂの実施形態では、角４２５に隣接する長側部４１０上には２つの空のベース部材３００があり、一方、副側部４１５には角４２５に隣接する１つの空のベース部材３００が含まれる。

【0047】

［００５２］図５Ｃでは、サセプタ１０４の長側部４１０上に６つの側部接地デバイス１１２があり、サセプタ１０４の副側部４１５上に６つの側部接地デバイス１１２がある。しかしながら、その他の実施形態同様に、サセプタ１０４の長側部４１０と副側部４１５の両方に８つの底部接地デバイス１１３が存在する。図５Ｂの実施形態同様に、図５Ｃの実施形態では、角４２５に隣接する長側部４１０上には２つの空のベース部材３００があり、一方、副側部４１５には角４２５に隣接する１つの空のベース部材３００が含まれる。

【0048】

［００５３］図５Ａ～図５Ｃに示される接地デバイス間の位置及び／又は間隔は排他的ではない。しかしながら、本明細書に開示されるように接続された接地デバイスを有するサセプタ１０４の実施形態は、基板上により均一なＲＦ分布を提供する。本明細書に記載されるサセプタ１０４の実施形態のテストでは、基板全体にわたる膜の均一性が向上することが示されている。特に、基板の角における均一性は、従来のサセプタ接地方式に比べて大幅に改善されます。本明細書に記載されるサセプタ１０４の実施形態は、基板上に形成される膜のデルタ応力も改善した。例えば、本明細書に記載のサセプタ１０４の実施形態を使用すると、デルタ応力は１３６メガパスカル（ＭＰａ）～約５ＭＰａ（２５０時間エージング時）まで減少した。本明細書に記載のサセプタ１０４の実施形態は、膜の防湿性能も向上させた。高温高湿環境（例えば、約８５℃、相対湿度８５％）における膜の応力安定性は、基板上に形成された膜の防湿性能を評価するための重要な要素である。この高温／高湿環境における試験では、本明細書に記載のサセプタ１０４の実施形態を使用すると、デルタ応力（１０００時間エージング後）が、１４４ＭＰａ～約１３ＭＰａに減少することが示された。したがって、本明細書に記載のサセプタ１０４を使用すると、基板の隅の膜品質は、高温高湿環境で１０００時間エージングした後でも膜を酸化から十分に保護する。

【0049】

［００５４］上記は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他の及びさらなる実施形態は、その基本的な範囲から逸脱することなく考案され得、その範囲は、特許請求の範囲によって決定される。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【国際調査報告】