JP2011527107A - 半導体装置のrf電送システム - Google Patents
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Abstract
本発明の実施形態は、処理チャンバ内で良好なRF均一性を提供する装置を提供する。一実施形態において、装置は、基板サポートアセンブリと、ターミナルと、誘電絶縁体を含む。基板サポートアセンブリは、中心通路を中心軸に沿って形成する。RF伝送路が提供される。RF伝送路は、実質的垂直部分と実質的水平部分を有し、ターミナルはRF伝送路の実質的水平部分に結合される。誘電絶縁体は、RF伝送路の実質的水平部分を取り囲む。誘電絶縁体は、ターミナルが通り抜ける第1開口を有する。
Description
(分野)
本発明の実施形態は、概して、半導体基板処理装置等のRF電送システムに関する。
本発明の実施形態は、概して、半導体基板処理装置等のRF電送システムに関する。
(関連技術の説明)
より高速で、より強力な集積回路(IC)デバイスの需要は、IC製造技術のために新たなる挑戦が導入されてきており、半導体ウェハのような基板上にサブミクロンの構造を基板全域に亘って良好な均一性を備えてエッチングする必要性が含まれる。例えば、いくつかのダイナミックRAMアプリケーションで使用されるディープトレンチ格納構造は、深い高アスペクト比のトレンチを半導体基板内にエッチングすることが要求される。ディープシリコントレンチエッチングは、リアクティブイオンエッチング(RIE)プロセスで一般的に行われる。
より高速で、より強力な集積回路(IC)デバイスの需要は、IC製造技術のために新たなる挑戦が導入されてきており、半導体ウェハのような基板上にサブミクロンの構造を基板全域に亘って良好な均一性を備えてエッチングする必要性が含まれる。例えば、いくつかのダイナミックRAMアプリケーションで使用されるディープトレンチ格納構造は、深い高アスペクト比のトレンチを半導体基板内にエッチングすることが要求される。ディープシリコントレンチエッチングは、リアクティブイオンエッチング(RIE)プロセスで一般的に行われる。
図1は、内部に構造を形成するために基板144上に配置された材料層をエッチングするために使用される従来の処理チャンバ100を示す。処理チャンバ100は、基板サポートアセンブリ148を処理チャンバ100の内部ボリューム106内に配置する。基板サポートアセンブリ148は、静電チャック166と、ベースプレート164と、ファシリティプレート190を含む。ベースプレート164及びファシリティプレート190は、それらの間に配置された絶縁材料192によって電気的に絶縁されている。あるいはまた、ギャップ又は空間が、電気的絶縁を提供するためにベースプレート164及びファシリティプレート190の間に画定されてもよい。誘電絶縁体リング120が、ファシリティプレート190の端に取り付けられてもよい。一般に、静電チャック166及びベースプレート164は、セラミック又は同様の誘電材料で形成される。発熱体176は、静電チャック166又はベースプレート164内に配置され、基板サポートアセンブリ148上に配置された基板の温度を制御するために利用される。発熱体176は、基板サポートアセンブリ148の中心領域内に配置されたワイヤによってヒーター電源178に結合される。
少なくとも1つのクランピング電極180が、静電チャック166又はベースプレート164内に配置される。クランピング電極180は、基板サポートアセンブリ148の中心部を通ってチャッキングRF電源164と結合される。静電チャック166又はベースプレート164のうちの1つに配置されたRF電極182は、処理チャンバ100内のプラズマを維持するために、RF伝送路150を通ってマッチング回路188を介して1以上のRF電源184、186と結合される。RF伝送路150は、基板サポートアセンブリ148の中心軸からオフセットした位置において、基板サポートアセンブリ148を通って配置される。RF伝送路150は、RF電源184、186からRF電極182まで供給されるRF電力を伝送するために利用される。いくつかの基板サポートユーティリティが、基板サポートアセンブリ148の中心軸に沿って空間を占めるので、RF伝送路150は、基板サポートアセンブリ148内に配置された金属板154と結合される。金属板154は、オフセットしたRF伝送路150から基板サポートアセンブリ148の中心を通って中央フィードスルー152までRF電力を導くために利用される。
一般的に、プラズマの均一性を促進するために基板表面全域に亘って均一な電場を生成するようにRF電力を基板表面に印加するのが望ましい。基板表面全域に亘る電場及び解離したイオンプラズマの均一分布は、基板表面全域に亘って均一なエッチング動作を提供する。均一な電場及びプラズマ分布を維持するために、処理チャンバの中心領域を通して、例えば、シャワーヘッド電極を通して及び/又は基盤サポート電極を通して、RF電力が基板に供給されることが望ましい。上述されているように、基板サポートアセンブリ148の中心部分は、ユーティリティによって占められており、及び/又は、リフトピン(図示せず)を作動させるのに利用されるシャフトを導く。RF伝送路150は、基板サポートアセンブリ148の中心からオフセットされる必要がある。従って、従来の構成では、RF伝送路150は一般的に、基板サポートアセンブリ148の中心軸に対してオフセットされた位置でベースプレート164と結合される。従って、金属板154は、オフセットされたRF伝送路150からその中に配置された中心コンジット152を通って基板サポートアセンブリ148の中心領域までRF電力を伝えるのに利用される。
RF伝送路150の先端部156が、基板サポートアセンブリ148の中心軸に対してオフセットされた領域158でファシリティプレート190の下方に直接あるので、領域158の周りに生成された電場は、特に接触領域158から外方の他の領域とは異なる。例えば、RF伝送路150の直接上方にある領域158では、RF伝送路150が隣接してはいるが、直接下方にはない他の領域内に広がる電場よりも一般的に電場は弱い。RF伝送路150がオフセットしていることによって、しばしば不均一な電場をもたらし、その結果、基板表面全域に亘って電場の歪んだパターンを作る。
図2は、RF電力を基板144に印加している間、基板サポートアセンブリ148上に位置する基板144の表面全域に亘って測定された電場分布を示す。RF伝送路150が配置される領域158内の電場は、基板全域に亘る他の領域160内の電場よりも比較的弱いので、望まれない電場の歪みをもたらす。電場の歪みは、基板表面全域に亘る不均一なイオンの解離及びプラズマ分布の一因となり、その結果、エッチングの均一性を悪くする。
従って、基板表面全域に亘って均一な電場分布を提供するための改良された装置に対する必要性がある。
本発明の実施形態は、基板サポートアセンブリのように、エッチングリアクタ内での使用に適した装置を提供する。また、この装置は、堆積、アニーリング、注入、及びその他のプロセス用などの、基板サポートの周りに均一電場が望まれる他のタイプのリアクタ内で使用されてもよいと理解される。
本発明の実施形態は、処理チャンバ内で良好なRF均一性を提供する装置を提供する。一実施形態において、装置は、基板サポートアセンブリと、ターミナルと、誘電絶縁体を含む。基板サポートアセンブリは、中心通路を中心軸に沿って形成する。実質的垂直部分と実質的水平部分を含むRF伝送路が提供される。ターミナルは、RF伝送路の実質的水平部分と結合される。誘電絶縁体は、RF伝送路の実質的水平部分を取り囲む。誘電絶縁体は、ターミナルがRF伝送路の実質的水平部分と係合するために通り抜ける第1開口を有する。
別の実施形態において、静電チャックと、導電ベースと、導電ファシリティプレートを含む基板サポートアセンブリが提供される。中心通路は、静電チャックと、導電ベースと、導電ファシリティプレートを通って画定される。ターミナルは、ファシリティプレート及びRF伝送路と結合される。誘電絶縁体は、少なくともRF伝送路の一部を取り囲む。誘電絶縁体は、ターミナルがRF伝送路と勘合するために通り抜ける第1開口及び第1開口と同心に配列されている第2開口を有する。ハウジングアセンブリは、ファシリティプレートに誘電絶縁体を固定する。高電圧パワーフィードは、ハウジングアセンブリの穴と、誘電絶縁体の第1及び第2開口と、ターミナルを通ってチャッキング電極まで伸びており、高電圧パワーフィードはRF伝送路から絶縁される。
更に別の実施形態において、装置は基板サポートアセンブリと、基板サポートアセンブリの中心軸に対してオフセットされた領域で基板サポートアセンブリの底に結合されたRF伝送路と、RF伝送路から基板サポートアセンブリまで伝送されたRF電力を迂回させるために構成されたRF伝送路に結合された金属板を含み、金属板はベース上に配置された複数のコンジットを含む。
本発明の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本発明のより具体的な説明を実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、従ってその範囲を制限すると解釈されるべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照番号を使用している。一実施形態の要素及び構成を更なる説明なしに他の実施形態に有益に組み込んでもよいと理解される。
しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、従って、この範囲を制限すると解釈されるべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
図3は、基板表面全域に亘って均一な電場を提供でき、エッチングの高い均一性を基板表面全域に亘って提供できる処理チャンバ300の一実施形態の断面図を示す。処理チャンバ300は、優れたエッチング性能を可能にする複数の構成を含むように示されるが、他の処理チャンバが本明細書において開示される発明的な構成の1以上から恩恵を得るために適用されてもよく、非エッチング半導体処理アプリケーション用に使用されるものを含んでもよい。
処理チャンバ300は、チャンバ本体302及び内部ボリューム306を閉じ込める蓋304を含む。一般にチャンバ本体302は、アルミニウム、ステンレス鋼、又は他の適当な材料で作られる。一般にチャンバ本体302は、側壁308及び底310を含む。一般に基板アクセスポート(図示せず)は、側壁308内に画定され、スリットバルブによって選択的に封鎖され、処理チャンバ300から基板344の出入りを容易にする。排気ポート326は、チャンバ本体302内に画定され、内部ボリューム306をポンプシステム328に結合する。一般にポンプシステム328は、処理チャンバ300の内部ボリューム306の圧力を排気及び調整するために使用される1以上のポンプ及びスロットルバルブを含む。一実施形態において、ポンプシステム328は、一般に約10mTorr〜約20Torrの間の動作圧で内部ボリューム306内部の圧力を維持する。
蓋304は、チャンバ本体302の側壁308上に封をするように支持される。蓋304は、処理チャンバ300の内部ボリューム306に過剰量を許容するために開けられていてもよい。蓋304は、光プロセス監視を促進する窓342を含む。一実施形態において、窓342は石英又は光監視システム340によって利用された信号を伝送するのに適した他の材料でできている。光監視システム340は、窓342を通して基板サポートアセンブリ348上に位置する基板344を見るために位置している。本発明から恩恵を得るために適用可能な1つの光監視システムは、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社(Applied Materials, Inc., Santa Clara, California)から入手可能なEyeD(商標名)フルスペクトル干渉計測モジュールである。光モニタリングの例を使用する方法の詳細は、共通して譲渡される、「エッチングプロセスをモニタリングする方法及びシステム」の名称で2003年6月18日に提出された米国出願第60/479,601号、「スペクトル干渉法を利用した膜厚制御」の名称で2002年7月2日に発行された米国特許第6,413,837号、及び「多重パスウェハ処理におけるインサイチュー及びエクスサイチュー計測及びデータ修正を利用した工程管理の向上及び故障検出」の名称で2003年4月11日に提出された米国出願第60/462,493号に開示されてきた。
ガスパネル358は、プロセスガス及び/又はクリーニングガスを内部ボリューム306に提供するために処理チャンバ300と結合される。図3に示される一実施形態において、ガスがガスパネル358から処理チャンバ300の内部ボリューム306まで届くように、入口ポート332’、332”が蓋304内に提供される。
シャワーヘッドアセンブリ330は、蓋304の内面314に結合される。シャワーヘッドアセンブリ330は、チャンバ300内で処理される基板344の表面全域に亘って所定の配置で、入口ポート332からシャワーヘッドアセンブリ330を通って処理チャンバ300の内部ボリューム306内へガスが流れることを可能にする複数の開口及び中央通路338を含む。一実施形態において、シャワーヘッドアセンブリ330は、処理チャンバ300の内部ボリューム306内へ流れるガスを別々に制御可能にする複数のゾーンによって構成される。図3に示される実施形態において、シャワーヘッドアセンブリ330は、別々の入口332を通ってガスパネル358と別々に結合する内側ゾーン334及び外側ゾーン336として示される。
基板サポートアセンブリ348は、シャワーヘッドアセンブリ330の下方にある処理チャンバ300の内部ボリューム306内に配置されている。基板サポートアセンブリ348は、処理の間、基板344を保持している。一般に基板サポートアセンブリ348は、それを通して配置された複数のリフトピン(図示せず)を含んでおり、リフトピンは、従来のようにサポートアセンブリ348から基板を持ち上げて、ロボット(図示せず)で基板344の交換を促進するように構成される。
一実施形態において、基板サポートアセンブリ348はベースプレート364に取り付けられた静電チャック366を含む。静電チャック366は、ベースプレート364上に配置され、フォーカスリング346によって取り囲まれる。ファシリティプレート309は、ベースプレート364に取り付けられている。ベースプレート364及びファシリティプレート309は、絶縁材料301によって電気的に絶縁される。あるいはまた、ベースプレート364及びファシリティプレート309は、その間に形成される空間又はギャップによって電気的に絶縁されてもよい。誘電絶縁リング320は、ファシリティプレート309の底面に結合される。特に、流体や電力ラインやセンサリードなどのルーティングユーティリティは、誘電絶縁体リング320を通してベースプレート364及び静電チャック366に結合される。
ベースプレート364又は静電チャック366のうちの少なくとも1つは、サポートアセンブリ348の側部の温度プロファイルを制御するために、少なくとも1つの任意の埋設ヒーター376と、少なくとも1つの任意の埋設アイソレータ374と、複数のコンジット368、370を含んでいてもよい。コンジット368、370は、それを通して温度調整流体を循環させる流体源372に流体結合されている。ヒーター376は電源378によって調整される。コンジット368、370及びヒーター376は、ベースプレート364の温度を制御し、静電チャック366を加熱及び/又は冷却するのに利用される。一実施形態において、コンジット及びヒーターは、静電チャック366上に配置された基板344の温度を少なくとも部分的に制御する。静電チャック366及びベースプレート364の温度は、静電チャック366及びベースプレート364の異なる領域の温度を検出するためにコントローラ350によって制御された複数のセンサ392を使用することによってモニターされる。
静電チャック366は、一般に、セラミック又は同様の誘電材料で形成されており、チャッキング電源382を使用することによって制御される少なくとも1つのクランピング電極380を含む。RF電極381は、プラズマが処理チャンバ300内におけるプロセス及び/又は他のガスから形成されるプラズマを維持するために、マッチング回路388を通って導電性フィードスルー383を通って1以上のRF電源384、386に結合される。ファシリティプレート301は、基板サポートアセンブリ348の中心部分に形成された通路318を通って、RF電極381に通電するために、RF伝送システム312を通してRF電源384、386に結合される。ファシリティプレート309は、RF電源384、386から中心通路318を通って静電チャック366内に配置されたRF電極381まで、電気的に導電的にRF電力を伝えることができる導電材料で作られている。一実施形態において、RF電源384、386は一般に、約50kHzから約3GHzまでの周波数及び約10,000ワットまでの電力を有するRF信号を生成可能である。マッチングネットワーク488は、電源384、386のインピーダンスをプラズマインピーダンスに整合させる。
通路318は、コンジット303内に同軸に配置された高電圧(HV)ケーブル305を含む。通路318は、通路内に形成されたケーブル305及びコンジット303で個別にチャッキング電力及びRF電力の伝送を促進する。通路318は、電力がチャッキング電源382からチャック電極380まで供給されるチャッキング電力の伝送と、RF電源384、386からRF電極381まで供給されるRF電力の伝送を促進する。RF伝送システム312は、ファシリティプレート309に取り付けられた誘電絶縁体リング320内に配置される。通路318中のHVケーブル305は、伝送システム312の一部を通過して、チャッキング電源382へと延びている。ハウジングアセンブリ316は、ファシリティプレート309の底に結合され、RF伝送システム312の曲部を取り囲む。通路318、RF伝送システム312、及びハウジング316の詳細は、図4A〜Dを参照することによって更に説明されるだろう。
図4Aは、基板サポートアセンブリ348内に形成された通路318に結合した例示的RF伝送システム312の横断面図を示している。RF伝送システム312は、基板サポートアセンブリ348の中心軸と実質的に揃うように中心軸406を結合する。RF伝送システム312は、曲がったRF伝送路428と、ターミナル410と、RF伝送路428の一部を取り囲むハウジングアセンブリ316を含む。ターミナル410には、パワーフィード420の通路用の中心開口を有する。パワーフィード420は、基板サポートアセンブリ348の中心に形成された通路318内に配置されたHVケーブル305の底端に接続するために先端414を形成し露出している。パワーフィード420は、図3に示されるように、チャッキング電源382からHVケーブル305を通って静電チャック366内に配置されたクランピング電極380までチャッキング電力の伝送を促進する。絶縁体412は、良好な密閉性及び電気的絶縁性を提供するために、パワーフィード420とターミナル410の間で利用されてもよい。一実施形態において、絶縁体412は電気的絶縁性のみならず良好な密閉性を提供可能なプラスチック、ポリマー、又はテフロン(商標名)などのフルオロカーボンなどの誘電材料で作られてもよい。
一実施形態において、ターミナル410は、曲がったRF伝送路428内に配置された下部418と、曲がったRF伝送路428から上方へ延び突出する上部416を有する実質的に縦形の本体を有する。ターミナル410の下部418は、例えば絶縁体スリーブ(図示せず)によって、その中に配置されたパワーフィード420から電気的に隔離される。曲がったRF伝送路428は、RFターミナル410の下部418を受け入れ可能な大きさに形成された第1開口496を有し、RF電源からターミナル410を通ってRF電極381までRF電力の伝導性を促進する。一実施形態において、ターミナル410は、銅、アルミニウム、ステンレス鋼、及びそれらの組み合わせなどのような導電材料で作られてもよい。
一実施形態において、曲がったRF伝送路428は、誘電絶縁体424によって取り囲まれるコネクタ402及びRFロッド422を含む。まず図4Bを参照して、RF伝送路428は、誘電絶縁体424を含む。絶縁体424は、RFロッド422及びコネクタ402を取り囲む組み合わせシェルでできている。誘電絶縁体424は、電気的絶縁性のみならず良好な密閉性を提供可能なプラスチック、ポリマー、又はテフロンなどの誘電材料で作られてもよい。
誘電絶縁体424は、開口484と揃えられる開口482を含む。開口482、484は、中心軸406に同心に揃えられる。開口484によって、ターミナル410は、絶縁体424を通って延び、コネクタ402にはめ合うことができる。開口482によって、パワーフィード420は、絶縁体424の下部を通って上方へ延び、ターミナル410を通って同心に延びることができる。一般に、シェル424A、424Bは、シェル424A、424Bの間から線が見られるのを防ぐはめ合い形状488を含む。
図4Bに示される実施形態において、はめ合い形状488は、溝形ジョイントの形である。はめ合い形状488は、シェル424A、424Bを一緒に固定する締め具又はスナップフィットを含んでいてもよい。
RFロッド422は、RF電源384、386からRF電力の伝送を促進するために高伝導性を有する材料で作られる。一実施形態において、RFロッド422は、銅、銀、金、及び他の適当な金属材料から成る群から選択された金属材料で作られてもよい。曲がったRF伝送路428は、実質的に垂直なロッド422と結合される実質的に水平な姿勢で配置されたコネクタ402によって画定される実質的にL形状を有する。
図4Dを参照すると、RF伝送路428のコネクタ402は、ターミナル410の下部418を受け入れるために構成された第1開口496と、RF伝送路428のロッド422の上端を受け入れるために構成された第2開口498を有する。RF伝送路428及びRFターミナルの詳細な説明は、以下で図4Cを参照して更に説明される。
図4Aへ戻って参照すると、基板サポートアセンブリ348の中心軸406の実質的に周囲の空間は、ルーティングユーティリティ、センサリード等、又はそれらの中に配置された機械的なサポートに利用されてもよく、それらは直接その下にRF伝送路428が位置するのを防ぎ、RF伝送路428のL形及び曲がった構成は、基板サポートアセンブリ348の中心を通ってRF電力を効率的に伝送しながら、これらのユーティリティを導くための空間を効率的に提供できる。コネクタ402の長さ426は、基板サポートアセンブリ348の下に中心に配置されたユーティリティ又は他の機械的なサポートからオフセットして支障なくロッド422を位置決めするのに十分な長さである。基板サポートアセンブリ348の中心部分の下に配置されたルーティングユーティリティ又は機械的なサポートが、比較的小さいサイズを有する実施形態において、コネクタ402の長さ426は、RF伝送路428内のRF電力の側部オフセットを最小にするように、より短くてもよい。一実施形態において、コネクタ402の長さ426は、約1インチと約10インチの間であり、例えば約1インチと約5インチの間であり、更に例えば約1インチと約2インチの間である。
ハウジングアセンブリ316は、RFターミナル410の下部418を受け入れる中心穴を有する誘電絶縁リング320の下方に接触して配置される。ハウジングアセンブリ316は、コネクタ402と、RF伝送路428のロッド422の上部430を取り囲む。一実施形態において、ハウジングアセンブリ316は、電場分布に非均一性を引き起こす可能性のあるプロセス中のプラズマ、イオン、又は解離種との相互作用からRF電力を保護できる材料で作られてもよい。ハウジングアセンブリ316がRF電力を保護できるとき、コネクタ402を通して伝送されたRF電力は、処理チャンバ300内で発生するプラズマとの相互作用から効率的に保護することができる。一実施形態において、ハウジングアセンブリ316は、硬質で非磁性のステンレス鋼で作られる。ハウジングアセンブリ316は、軸406に沿ったパワーフィード420の通路用に、絶縁体424の穴482と揃えられる穴480を有する。ハウジングアセンブリ316は、伝送路428の上端をサポートアセンブリ348に固定する。ハウジングアセンブリ316は、コネクタ402を覆う絶縁体424の上部を更に取り囲む。従って、ハウジングは、シェル424A、424Bを一緒に固定するのを助ける。
このように、絶縁体424及びハウジングアセンブリ316は、RF伝送路428が基板サポートアセンブリ348に直接接触するのを実質的に防いでおり、局所的な電場の不均一性を避けることができる。絶縁体424のコネクタ402を取り囲む絶縁体424の水平部は、伝送路428からの電磁気力がRF送電中に、基板表面全域に亘る電子場分布を妨げるのを防ぐ電気シールドとして機能する。
一実施形態において、絶縁体432は、RFターミナル410の下部318と曲がったRF伝送路428上方のハウジングアセンブリ428の間に配置される。絶縁体432は、誘電絶縁リング320と、ハウジングアセンブリ316と、RF伝送路428の間に存在するかもしれないギャップ又は間隔を埋めるのを助け、隣接するチャンバ部品に良好な密閉性を提供する。
図4Cは、RF伝送路428上に配置されたターミナル410の斜視図を示している。ターミナル410の上部416は、ファシリティプレート301の底面に取り付けられるために使用される環状の開口を有する。ターミナル410の下部418は、絶縁体432を通って延び、RF伝送路428の開口496にはまり合う。
図5Aは、基板表面全域に亘って均一な電場を提供できる基板サポートアセンブリ500の別の実施形態の断面図を示している。図3の構成と同様に、基板サポートアセンブリ500は、ベースプレート364に取り付けられた静電チャック366を含む。誘電絶縁リング320は、ベースプレート364の底面に結合されている。RF伝送路508は、誘電絶縁リング320によって取り囲まれるベースプレート364に取り付けられる。RF伝送路508からのRF電力は、RF伝送路508に接続されている誘電絶縁リング320上に配置された金属板502を介して基板サポートアセンブリ500に伝送される。上述のように、一般的なユーティリティ及び/又はいくつかの機械的なサポートが、(図5Bに見られるように)基板サポートアセンブリ500の下方の中心軸506の周りに配置されてもよく、従って、中心軸506に対してオフセットされた位置520にRF伝送路508が配置されることが望ましい。誘電絶縁リング320内に配置される金属板502を利用することによって、RF伝送路508からのRF電力は、それに接続された金属板502を通って基板サポートアセンブリ500へ伝えることができる。RF伝送路508のオフセット取り付けのために起こり得る歪んだパターンを避けるために、金属板502は多重コンジット504をベース510から上方へ突出させるように構成される。コンジット504は、RF電力を基板サポートアセンブリ500のRF電極512の異なる場所へ送るために利用されるベース510に対して実質的に垂直に形成される。金属板502内に形成された各コンジット504は、RF電力を基板サポートアセンブリ500の異なる場所へ送るために静電チャック366のRF電極に結合される端を有する。一実施形態において、金属板502は、銅、アルミニウム、ステンレス鋼、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された金属材料で作られる。
図5Bは、基板サポートアセンブリ500の静電チャック366内に埋設されたRF電極512の斜視上面図を示す。RF伝送路508は、点線で示されているように、基板サポートアセンブリ508の下方の領域520にオフセットして取り付けられる。RF伝送路508のオフセット取り付けは、不均一な電場分布をもたらすかもしれないので、コンジット504の分布は、領域520を中心軸として通り抜ける軸522を用いて対称的に配置される。コンジット504の分布は、基板表面全域に亘って分布する電場を効率的に変えるかもしれない。金属板502の調整可能で可変なコンジットの分布は、基板サポートアセンブリの表面全域に亘る電場を効率的に制御し再分布するかもしれない。一実施形態において、金属板502の調整可能で可変なコンジットの分布は、RF伝送路508のオフセット取り付けのため発生するかもしれない潜在的な局在化された不均一な電場プロファイルを解決する。コンジット504は、静電チャック表面全域に亘って異なる地点にRF電力を一様に送るために、静電チャック366のRF電極512全域に亘って異なる接触点を提供し、これによって、伝送路508の地点の上方の地点520における電場の影響は、バランスが取られ、打ち消すことができる。6つのコンジット504が図5Bに示されるが、コンジット504の数、分布、形状、位置は、伝送路オフセットの効果のバランスを取るために、RF電力から生成される電場の均一なプロファイル及び分布を提供するのに適したどんな方法で配置されてもよいことに注意されたい。従って、基板表面全域に亘って電場分布が均一に制御され維持されるので、均一なエッチング性能を得ることができる。
プロセスガス、直接注入ガス、不活性ガスの混合物が、プラズマエッチング用チャンバに提供される。混合物は、HBr、NF3、O2、SiF4、SiCl4、Arのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。一実施形態において、混合多岐管に提供されたプロセスガスは、HBr及びNF3を含んでおり、任意にO2、SiF4、およびSiCl4が提供されてもよい。例示的な実施形態において、約50と約500sccmの間のHBr、約10と約200sccmの間のNF3、約0と約200sccmの間のO2、約0と約200sccmの間のSiF4、約0と約200sccmの間のSiCl4、約0と約200sccmの間のArが、300mmの基板をエッチングするのに適したプロセスのための混合多岐管に提供される。混合ガスは、構成密度、サイズ、横方向の位置に応じて選択された流速比で充満される。混合多岐管を迂回させるシャワーヘッドアセンブリを充満させるために供給された直接注入ガスとしてSiCl4が使用されてもよい。
本発明の様々な実施形態は、基板表面全域に亘って高いエッチングの均一性を提供する装置及び方法を提供する。RF電力伝送用の多重接点、及び/又は、曲がったRF伝送路の構成は、従来装置において発生する可能性のある電場の歪んだパターンを有利に補正するための方法を提供する。更に、RF電力伝送用の多重接点、及び/又は、曲がったRF伝送路の構成は、基板表面全域に亘って分布する電場プロファイルの均一性を改善し、従ってエッチング全体の均一性を改善する。
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。
Claims (15)
- 基板サポートアセンブリであって、
前記基板サポートアセンブリの中心軸に沿って形成される中心通路を含む基板サポートアセンブリと、
実質的垂直部分及び実質的水平部分を含むRF伝送路と、
前記基板サポートアセンブリの前記中心通路を通って、前記RF伝送路の前記実質的水平部分に結合されるターミナルと、
前記RF伝送路の前記実質的水平部分を取り囲む誘電絶縁体を含み、前記誘電絶縁体は前記ターミナルが通り抜けて配置される第1開口を有する基板サポートアセンブリ。 - 前記RF伝送路の前記実質的水平部分は、相対する第2端に第1開口及び第2開口を含む導電コネクタを更に含み、前記ターミナルは前記第1開口とはまり合う請求項1記載の基板サポートアセンブリ。
- 前記RF伝送路の前記実質的垂直部分は、前記第2開口とはまり合う導電ロッドを更に含む請求項2記載の基板サポートアセンブリ。
- 前記誘電絶縁体は、前記第1開口に同心状に配列された第2開口を更に含む請求項1記載の基板サポートアセンブリ。
- 前記誘電絶縁体の前記第1及び第2開口を通って延びる高電圧パワーフィードを更に含み、前記パワーフィードは前記ターミナルを通過し、前記ターミナルから電気的に絶縁される請求項4記載の基板サポートアセンブリ。
- 前記高電圧パワーフィードは、前記基板サポートアセンブリの前記中心通路を通って延びる請求項5記載の基板サポートアセンブリ。
- 前記RF伝送路は、
RF導電ロッドと、
前記ロッドに結合した導電コネクタを更に含み、前記誘電絶縁体は前記導電コネクタ及び前記RFロッドを取り囲む請求項1記載の基板サポートアセンブリ。 - 前記RF導電ロッドは、銅、銀、又は金のうちの少なくとも1つから選択される金属材料で作られる請求項7記載の基板サポートアセンブリ。
- 前記誘電絶縁体は、
第1シェル及び第2シェルを更に含み、前記シェルは前記RF伝送路の前記実質的水平部分を取り囲むためにはまり合う請求項1記載の基板サポートアセンブリ。 - 前記RF伝送路の前記実質的水平部分は、約1インチと約5インチの間の長さを有する請求項1記載の基板サポートアセンブリ。
- 基板サポートアセンブリであって、
前記基板サポートアセンブリの中心軸に沿って形成される中心通路を含む基板サポートアセンブリを含み、前記基板サポートアセンブリは、静電チャックと、導電ベースと、導電ファシリティプレートを有し、前記ファシリティプレートはRF電極に電気的に結合され、前記RF電極は前記静電チャック内に埋設されたチャッキング電極から絶縁されており、
前記基板サポートアセンブリは、RF伝送路と、
前記ファシリティプレートに結合した第1端及び前記RF伝送路に結合した第2端を含むターミナルと、
前記RF伝送路の少なくとも一部を取り囲む誘電絶縁体を更に含み、前記誘電絶縁体は前記ターミナルが通り抜けて配置される第1開口及び前記第1開口と同心状に揃った第2開口を有し、
前記基板サポートアセンブリは、前記誘電絶縁体を前記ファシリティプレートに固定するハウジングアセンブリを更に含み、前記ハウジングアセンブリは前記第2開口と揃った穴を含み、
前記基板サポートアセンブリは、前記ハウジングアセンブリの前記穴と、前記誘電絶縁体の第1及び第2開口と、前記ターミナルを通って前記チャッキング電極まで延びる高電圧パワーフィードを更に含み、前記高電圧パワーフィードは前記RF伝送路から絶縁される基板サポートアセンブリ。 - 前記RF伝送路は、
前記ターミナルとはまり合う第1端を含む導電コネクタと、
前記コネクタの第2端とはまり合う導電ロッドを更に含む請求項11記載の基板サポートアセンブリ。 - 前記導電コネクタの前記第1端は、前記誘電絶縁体の前記第1及び第2開口と同心状に揃った開口を含む請求項12記載の基板サポートアセンブリ。
- 基板サポートアセンブリであって、
基板サポートアセンブリと、
前記基板サポートアセンブリの中心軸に対してオフセットされた領域で前記基板サポートアセンブリの底に結合されたRF伝送路と、
前記RF伝送路から前記基板サポートアセンブリまで伝送されるRF電力を迂回させるために構成された前記RF伝送路に結合された金属板を含み、
前記金属板は、ベースを通して配置された複数の垂直コンジットを含む基板サポートアセンブリ。 - 前記金属板の前記コンジットは、前記基板サポートアセンブリ内に配置される請求項14記載の基板サポートアセンブリ。
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