JP2011527107A - 半導体装置のｒｆ電送システム - Google Patents

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

背景

（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。

（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。

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。

概要

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。

従来の処理チャンバの断面図を示す。 図１の従来の処理チャンバに配置された基板表面全域に亘る電場プロファイルを示す。 本発明に係る処理チャンバの一実施形態の断面図を示す。 本発明に係る基板サポートアセンブリの断面図を示す。 図４Ａの基板サポートアセンブリに結合されたＲＦ伝送路の横断面図を示す。 図４ＡのＲＦ伝送路に取り付けられたＲＦターミナルの斜視図を示す。 図４ＡのＲＦ伝送路の水平な通路の横断面図を示す。 本発明に係る基板サポートアセンブリの別の実施形態の断面図を示す。 図５Ａの基板サポートアセンブリの上面図を示す。

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。

詳細な説明

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、ＮＦ_３、Ｏ_２、ＳｉＦ_４、ＳｉＣｌ_４、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ＮＦ_３を含んでおり、任意にＯ_２、ＳｉＦ_４、およびＳｉＣｌ_４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ＮＦ_３、約０と約２００ｓｃｃｍの間のＯ_２、約０と約２００ｓｃｃｍの間のＳｉＦ_４、約０と約２００ｓｃｃｍの間のＳｉＣｌ_４、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ＳｉＣｌ_４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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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。
15. 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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